Андрей Смирнов
Время чтения: ~20 мин.
Просмотров: 0

Как выбрать радиаторы отопления: виды и характеристики

Закон теплопроводности Фурье

В установившемся режиме плотность потока энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорциональна градиенту температуры:

q→=−ϰgrad(T),{\displaystyle {\vec {q}}=-\varkappa \,\mathrm {grad} (T),}

где q→{\displaystyle {\vec {q}}} — вектор плотности теплового потока — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, ϰ{\displaystyle \varkappa } — коэффициент теплопроводности (удельная теплопроводность), T{\displaystyle T} — температура. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору grad(T){\displaystyle \mathrm {grad} (T)} (то есть в сторону скорейшего убывания температуры). Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.

В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идёт о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

P=−ϰSΔTl,{\displaystyle P=-\varkappa {\frac {S\Delta T}{l}},} [Вт/(м·К) · (м2·К)/м = Вт/(м·К) · (м·К) = Вт]

где P{\displaystyle P} — полная мощность тепловых потерь, S{\displaystyle S} — площадь сечения параллелепипеда, ΔT{\displaystyle \Delta T} — перепад температур граней, l{\displaystyle l} — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.

Связь с электропроводностью

Связь коэффициента теплопроводности ϰ{\displaystyle \varkappa } с удельной электрической проводимостью σ{\displaystyle \sigma } в металлах устанавливает закон Видемана — Франца:

ϰσ=π23(ke)2T,{\displaystyle {\frac {\varkappa }{\sigma }}={\frac {\pi ^{2}}{3}}\left({\frac {k}{e}}\right)^{2}T,}
где k{\displaystyle k} — постоянная Больцмана;
e{\displaystyle e} — заряд электрона;
T{\displaystyle T} — абсолютная температура.

Коэффициент теплопроводности газов

В газах коэффициент теплопроводности может быть найден по приближённой формуле

ϰ∼13ρcvλv¯,{\displaystyle \varkappa \sim {\frac {1}{3}}\rho c_{v}\lambda {\bar {v}},}

где ρ{\displaystyle \rho } — плотность газа, cv{\displaystyle c_{v}} — удельная теплоёмкость при постоянном объёме, λ{\displaystyle \lambda } — средняя длина свободного пробега молекул газа, v¯{\displaystyle {\bar {v}}} — средняя тепловая скорость. Эта же формула может быть записана как

ϰ=ik3π32d2RTμ,{\displaystyle \varkappa ={\frac {ik}{3\pi ^{3/2}d^{2}}}{\sqrt {\frac {RT}{\mu }}},}

где i{\displaystyle i} — сумма поступательных и вращательных степеней свободы молекул (для двухатомного газа i=5{\displaystyle i=5}, для одноатомного i=3{\displaystyle i=3}), k{\displaystyle k} — постоянная Больцмана, μ{\displaystyle \mu } — молярная масса, T{\displaystyle T} — абсолютная температура, d{\displaystyle d} — эффективный (газокинетический) диаметр молекул, R{\displaystyle R} — универсальная газовая постоянная. Из формулы видно, что наименьшей теплопроводностью обладают тяжелые одноатомные (инертные) газы, наибольшей — легкие многоатомные (что подтверждается практикой, максимальная теплопроводность из всех газов — у водорода, минимальная — у радона, из нерадиоактивных газов — у ксенона).

Теплопроводность в сильно разреженных газах

Приведённое выше выражение для коэффициента теплопроводности в газах не зависит от давления. Однако если газ сильно разрежен, то длина свободного пробега определяется не столкновениями молекул друг с другом, а их столкновениями со стенками сосуда. Состояние газа, при котором длина свободного пробега молекул ограничивается размерами сосуда называют высоким вакуумом. При высоком вакууме теплопроводность убывает пропорционально плотности вещества (то есть пропорциональна давлению в системе): ϰ∼13ρcvlv¯∝P{\displaystyle \varkappa \sim {\frac {1}{3}}\rho c_{v}l{\bar {v}}\propto P}, где l{\displaystyle l} — размер сосуда, P{\displaystyle P} — давление.

Таким образом коэффициент теплопроводности вакуума тем ближе к нулю, чем глубже вакуум. Это связано с низкой концентрацией в вакууме материальных частиц, способных переносить тепло. Тем не менее, энергия в вакууме передаётся с помощью излучения. Поэтому, например, для уменьшения теплопотерь стенки термоса делают двойными, серебрят (такая поверхность лучше отражает излучение), а воздух между ними откачивают.

Размеры и ёмкость секций

Биметаллические радиаторы за счёт вставок из стали компактнее алюминиевых, чугунных, стальных моделей. В какой-то степени это неплохо, чем меньше секция по размерам, тем меньше требуется теплоносителя для обогрева, а значит в эксплуатации батарея экономичнее по расходам теплоэнергии. Однако, чересчур узкие трубы быстрее засоряются мусором и хламом, которые являются неизбежными спутниками в современных тепловых сетях.

У хороших моделей радиаторов из биметалла толщина стальных сердечников внутри как у стенок обычной водопроводной трубы. От ёмкости секций зависит теплоотдача батареи, а межосевое расстояние непосредственно влияет на параметры ёмкости:

  • 20 см — 0,1-0,16 л;
  • 35 см — 0,15-0,2 л;
  • 50 см — 0,2-0,3 л.

Из приведённых данных следует, что радиаторам из биметалла требуется малое количество теплоносителя. К примеру, отопительный прибор из десяти секций 35 см высотой и 80 см в ширину вмещает лишь 1,6 л. Несмотря на это, силы теплового потока достаточно, чтобы прогреть воздух в комнате площадью 14 кв. м. Стоит учесть, что у батареи такого размера вес почти в два раза больше, чем у алюминиевых аналогов — 14 кг.

Подавляющее большинство батарей из биметалла можно приобрести в специализированных магазинах по одной секции и собрать радиатор ровно таких размеров, какие требует помещение. Это удобно, хотя существуют цельные модели с фиксированным количеством секций (обычно не более 14 штук). У каждой детали по четыре отверстия: два входных и два выходных. Их размеры могут разниться от модели отопительного прибора. Чтобы радиаторы из биметалла было проще собирать, два отверстия сделаны с правой резьбой, а два — с левой.

Сравнение по тепловой мощности

Если вы внимательно изучили предыдущий раздел, то должны понимать, что на теплоотдачу очень влияют температуры воздуха и теплоносителя, а эти параметры мало зависят от самого радиатора. Но есть и третий фактор — площадь поверхности теплообмена, здесь конструкция и форма изделия играет большую роль. Четко сравнить стальной панельный обогреватель с чугунной батареей не выйдет, их поверхности слишком разные.


Трудновато сравнивать отдачу теплоты плоскими панелями и ребристыми поверхностями сложной конфигурации

Четвертый фактор, влияющий на теплоотдачу, — это материал, из коего изготовлен отопительный прибор. Сравните сами: 5 секций алюминиевого радиатора GLOBAL VOX высотой 600 мм отдадут 635 Вт при DT = 50 °С. Чугунная ретро батарея DIANA (GURATEC) на 5 секций такой же высоты передаст в комнату только 530 Вт при аналогичных условиях (Δt = 50 °С). Эти данные опубликованы на официальных сайтах производителей.

Можно попытаться провести сравнение алюминия со стальным панельным радиатором, взяв ближайший типоразмер, подходящий по габаритам. Длина батареи из 5 алюминиевых секций GLOBAL высотой 600 мм составит примерно 400 мм, что соответствует стальной панели KERMI 600 х 400.


В таблице указана тепловая производительность 1 секции из алюминия и биметалла в зависимости от размеров и разницы температур Δt

Если даже взять трехрядную стальную панель (тип 30), получим 572 Вт при Δt = 50 °С против 635 Вт у 5-секционного алюминия. Еще учтите, что радиатор GLOBAL VOX гораздо тоньше, глубина прибора составляет 95 мм, а панели KERMI – почти 160 мм. То есть, высокая теплоотдача алюминиевых секций позволяет уменьшить габариты обогревателя.

В индивидуальной системе отопления частного дома батареи одинаковой мощности, сделанные из различных металлов, работать будут по-разному. Поэтому и сравнение довольно предсказуемо:

  1. Биметаллические и алюминиевые изделия быстро прогреваются и остывают. Отдавая больше теплоты за промежуток времени, они сильнее охлаждают воду, возвращаемую в систему.
  2. Стальные панельные радиаторы занимают среднюю позицию, так как передают тепло не настолько интенсивно. Зато они дешевле и проще в монтаже.
  3. Самые инертные и дорогие – это обогреватели из чугуна, им присущ долгий разогрев и остывание, из-за чего возникает небольшое запаздывание при автоматическом регулировании расхода теплоносителя термостатическими головками.

Вывод простой: неважно, из какого материала изготовлен радиатор. Главное, правильно подобрать батарею по мощности и дизайну, который устроит пользователя

А вообще, для сравнения не помешает ознакомиться со всеми нюансами работы того или иного прибора, а также где какой лучше устанавливать.

Watch this video on YouTube

Расчет теплоотдачи по таблице

Многих потребителей мало интересует процесс расчета теплоотдачи, в большей степени для них важна эффективность. Об эффективности можно говорить, когда учитываются все параметры. Многие фирмы производители сводят показатели в таблицы, по которым проще подобрать батареи необходимой эффективности.

Фото 1. Пример таблицы для расчета теплоотдачи радиаторов таких марок, как DeLonghi, Kermi, Korado.

Пример работы

Из таблицы выбираем интересующую фирму производителя. Например, Kermi (Германия). В первой колонке выбираем тип радиатора. Допустим, это радиатор типа 22. Его размеры 400х100х300. Мощность изделия 510 Вт.

Если в нашем помещении расчетная необходимость требует батарею общей мощностью 2000 Вт, то таких батарей потребуется установить 2000/510 = 4 шт. Исходя из указанной цены, общая стоимость будет в пределах 12 тыс. руб.

Сначала необходимо уточнить — найдется ли место для установки такого количества батарей отопления. Если физического места для установки нет, то надо выполнить выбор из других типов рбатарей.

Фото 2. Пример таблицы мощности для радиаторов от производителя Kermi. Указано несколько моделей отопительных приборов.

Выбираем тип 22. Высота 600 мм, длина 1000 мм. В месте пересечения находим мощность батареи — 2249 Вт. Это означает, что одного элемента вполне достаточно, чтобы отопить нашу комнату с расчетной необходимостью в 2 кВт.

Теплоотдача батарей отопления: что это такое, её расчет по паспорту изделий

Количество тепла, которое передано в единицу времени определенному объему в единицу времени является теплоотдачей батареи отопления. Теплоотдачу иногда называют тепловой мощностью, потому что измеряется она в Ваттах.

Иногда теплоотдачу называют мощностью теплового потока, и поэтому можно встретить в паспорте на изделие единицу измерения теплоотдачи кал/час. Между Ваттами и калориями в час существует зависимость 1 Вт = 859, 85 кал/час.

В паспорте на радиатор производителем указывается номинальный параметр теплоотдачи. Исходя из этого параметра, можно рассчитать необходимое количество элементов для каждой индивидуальной комнаты или помещения. Если в паспорте указана мощность одной секции 150 Вт, то секция из 7 элементов будет отдавать более 1 кВт тепла.

Расчет реальной теплоотдачи в кВт

Для этого надо определиться с количеством наружных стен, окон. При одной наружной стене и одном окне на каждые 10 м² площади помещения потребуется 1 кВт тепла.

Если количество наружных стен две, то на каждые 10 м² потребуется 1,3 кВт тепловой энергии.

Точнее можно рассчитать необходимую мощность по формуле Sxhx41:

  • S — площадь комнаты;
  • h — высота помещения;
  • 41 — показатель минимальной мощности на 1 куб.м объема помещения.

Полученная тепловая мощность и будет являть собой необходимую полную мощность батареи отопления. Теперь остается только поделить на мощность одного радиатора и определить их количество.

Формулы для точного подсчета

КТ=1000 Вт/м²*П*К1*К2*К4…*К7.

Показатель КТ — количество тепла для индивидуального помещения.

П — Общая площадь помещения.

К1 — коэффициент учета оконных проемов. Если двойное окно, то К1 = 1,27.

  • Двойной стеклопакет — 1,0,
  • Тройной стеклопакет — 0,85.

К2 — коэффициент теплоизоляции стен:

  • Теплоизоляция очень низкая — 1,27;
  • Кладка стен в 2 кирпича и утеплитель — 1,0;
  • Высококачественная теплоизоляция — 0,85.

К3 — соотношение площади окон и пола в комнате:

  • 50% — 1,2;
  • 40% — 1,1;
  • 30% — 1,0;
  • 20% — 0,9;
  • 10% — 0,8.

К4 — средняя температура воздуха в комнате в самый холодный период:

  • 35 °С — 1,5;
  • 25 °С — 1,3;
  • 20 °С — 1,1;
  • 15 °С — 0,9;
  • 10 °С — 0,7.

К5 — учет наружных стен:

  • 1 стена — 1,1;
  • 2 стены — 1,2;
  • 3 стены — 1,3;
  • 4 стены — 1,4.

К6 — тип помещения над комнатой:

  • Холодный чердак (неутепленный) — 1,0;
  • Чердак с отоплением — 0,9;
  • Отапливаемое помещение — 0,8.

К7 — учет высоты потолков:

  • 2,5 м — 1,0;
  • 3,0 м — 1,05;
  • 3,5 м — 1,1;
  • 4,0 м — 1,15;
  • 4,5 м — 1,2.

При таком расчете учитывается максимальное количество особенностей помещения под отопление.

Внимание! Результат необходимо разделить на теплоотдачу одного радиатора и округлить результат в бо́льшую сторону

Теплопроводность

Под количеством теплоты понимают сумму кинетической энергии молекул. Они при столкновении способны передавать часть своего тепла холодным частицам. Теплопроводность максимально проявляется в твердых телах, менее характерна для жидкостей, абсолютно не свойственна для газообразных веществ.

Единицей коэффициента теплопроводности является ватт на метр кельвина. Чем ниже значение коэффициента теплопроводности данного материала, тем хуже он проводит тепло и, как результат, является лучшим теплоизолятором. Значения коэффициента теплопроводности для конкретных материалов получены в ходе исследований, в которых фактический тепловой поток измеряется через образец конкретного материала.

Самый низкий коэффициент теплопроводности характеризуется пористыми материалами, особенно теми, чьи поры имеют наименьший диаметр

Это важно, потому что, чем больше места в ячейках, заполненных газом, тем больше будет явление конвекции, которое будет влиять на теплопроводность данного материала

В качестве примера, подтверждающего способность твердых тел передавать тепло от одного участка к другому, рассмотрим следующий эксперимент.

Если на стальной проволоке закрепить металлические кнопки, затем поднести конец проволоки к горящей спиртовке, постепенно кнопки от нее начнут отпадать. При нагревании молекулы начинают двигаться с большей скоростью, чаще сталкиваются между собой. Именно эти частицы отдают свою энергию и тепло более холодным областям. Если в жидкостях и газах не обеспечивается достаточно быстрого оттока тепла, это приводит к резкому увеличению градиента температуры в горячей области.

Классификация отопительных приборов

В зависимости от материала, использованного для изготовления, радиаторы отопления могут быть:

  • стальные;
  • алюминиевые;
  • биметаллические;
  • чугунные.

Каждый из этих типов радиаторов имеет свои достоинства и недостатки, поэтому необходимо более подробно изучить их технические характеристики.

Чугунные батареи – отопительные приборы, проверенные временем

Основными достоинствами этих приборов является высокая инертность и достаточно неплохая теплоотдача. Чугунные батареи долго нагреваются и также долго способны отдавать накопленное тепло. Теплоотдача чугунных радиаторов, составляет 80-160 Вт на одну секцию.

Недостатков у этих приборов достаточно много, среди которых наиболее серьезными являются:

  • большая разница между проходным сечением стояков и батарей, вследствие чего теплоноситель по радиаторам движется медленно, что приводит к их быстрому загрязнению;
  • низкое сопротивление гидроударам, рабочее давление 9 кг/см2;
  • большой вес;
  • требовательность к регулярному уходу.

Алюминиевые радиаторы

Батареи из алюминиевых сплавов имеют массу достоинств. Они привлекательны, нетребовательны к регулярному уходу, лишены хрупкости, вследствие чего лучше противостоят гидроударам, чем их чугунные аналоги. Рабочее давление варьируется в зависимости от модели и может быть от 12 до 16 кг/см2. Еще одним неоспоримым достоинством алюминиевых батарей является проходное сечение, которое меньше или равно внутреннему диаметру стояков. Благодаря этому, теплоноситель движется внутри секций с большой скоростью, что делает практически невозможным отложение грязи внутри устройства.

Многие считают, что небольшое сечение радиаторов ведет к низкой теплоотдаче. Это утверждение неверно, так как теплоотдача алюминия выше, чем, к примеру, у чугуна, а малое сечение в батареях с лихвой компенсируется площадью оребрения радиатора. Согласно таблице, представленной ниже, теплоотдача алюминиевых радиаторов зависит от модели и может составлять от 138 до 210 Вт.

Но, несмотря на все достоинства, большинство специалистов не рекомендуют их для установки в квартиры, так как алюминиевые батареи могут не выдержать резких скачков давления при тестировании центрального отопления. Еще одним недостатком алюминиевых батарей является быстрое разрушение материала при использовании в паре с ним других металлов. Например, подключение к стоякам радиатора через латунные или медные сгоны может привести к окислению их внутренней поверхности.

Биметаллические отопительные приборы

Эти батареи лишены недостатков их чугунных и алюминиевых «конкурентов». Конструктивной особенностью таких радиаторов является наличие стального сердечника в алюминиевом оребрении радиатора. В результате такого «слияния» устройство может выдерживать колоссальное давление 16-100 кг/см2.

Проходное сечение устройства, как правило, меньше, чем у стояков, поэтому биметаллические радиаторы практически не загрязняются.

Несмотря на сплошные достоинства, у этого изделия есть существенный недостаток – его высокая стоимость.

Стальные радиаторы

Стальные батареи прекрасно подходят для обогрева помещений, запитанных от автономной системы теплоснабжения. Тем не менее, такие радиаторы не лучший выбор для центрального отопления, так как могут не выдержать давления. Они достаточно легкие и устойчивые к коррозии, с высокой инерционностью и неплохими показателями теплоотдачи. Проходное сечение у них чаще всего меньше, чем у стандартных стояков, поэтому забиваются они крайне редко.

Среди недостатков можно выделить довольно низкое рабочее давления 6-8 кг/см2 и сопротивляемость гидроударам, до 13 кг/см2. Показатель теплоотдачи, у стальных батарей составляет 150 Вт на одну секцию.

В таблице представлены средние показатели теплоотдачи и рабочего давления для радиаторов отопления.

Конвекция. Конвективный теплообмен.

Конвекция (от лат. convectio — доставка) — это перенос массы в результате перемещения газа или жидкости.

Существуют различные виды конвекции. Мы рассмотрим свободную и вынужденную конвекции.

Свободная конвекция в газе или жидкости возникает тогда, когда имеются небольшие области, в которых плотность отличается от плотности основной окружающей их массы вещества. Тогда в условиях земного тяготения под действием силы Архимеда эти области начинают переме­щаться. Примером свободной конвекции является всем известное движение воздуха в помещении, в котором топится печь, имеется радиатор или другой источник тепла.

Поясним сказанное на примерах.

Поместив руку над горячей плитой или горящей электрической лампочкой, можно почувствовать, что над ними поднимаются теплые струи воздуха. Небольшая бумажная вертушка, пос­тавленная над пламенем свечи или электрической лампочкой, под действием поднимающегося нагретого воздуха начинает вращаться.

Это явление можно объяснить таким образом. Часть воздуха, которая соприкасается с теплой лампой, нагревается, расширяется и становится менее плотной, чем окружающий ее более холодный воздух. Под действием архимедовой (выталкивающей) силы эта более теплая часть воздуха начинает подниматься вверх. Ее место заполняет холодный воздух. Через некоторое время, прогревшись, этот слой воздуха также поднимается вверх, уступая место следующей порции воздуха, и т. д. Это и есть конвекция. В результате перемещения более теплых слоев воздуха происходит перенос тепла (т. е. энергии), или конвективный теплообмен.

Точно так же переносится энергия и при нагревании жидкости. Нагретые слои жидкости, менее плотные и поэтому более легкие, вытесняются вверх более тяжелыми, холодными слоями. Холодные слои жидкости, опустившись вниз, в свою очередь, нагреваются от источника тепла и вновь вытесняются менее нагретой жидкостью. Благодаря такому движению жидкость равномерно прогревается. Это становится наглядным, если на дно колбы с водой бросить несколько кристалликов марганцовокислого калия, который окрашивает воду в фиолетовый цвет.

Вынужденная конвекция вызывается внешним механическим воздействием на среду. Примерами ее являются обычное перемешивание жидкости ложечкой, движение воздуха в комнате под действием вентилятора, течение жидкости в трубе под действием гидронасоса и т. д. Физические процессы, происходящие при вынужденной конвекции, связанной с движением тел с большими скоростями в атмосфере, моделируются в аэродинамических трубах, где воспроизводится обтека­ние неподвижных моделей потоком воздуха.

Таким образом, конвективный теплообмен может осуществляться в газообразной и жидкой среде при условии, что имеется разность температур между частями этой среды. Для осуществле­ния эффективного конвективного теплообмена в земных условиях в жидкостях и газах их следует прогревать снизу. Если их прогревать сверху, конвекция не происходит, ведь теплые слои и так находятся сверху и опуститься ниже холодных, более тяжелых, они не могут.

В отсутствие силы тяжести (в ракете, спутнике, межпланетном корабле) конвекция наблюдаться не будет. Следовательно, пользоваться там, например, спичками и газовыми горелками нельзя: продукты сгорания затушат пламя.

Конвекция в твердых телах происходить не может, поскольку частицы в них колеблются около определенной точки, удерживаемые сильным взаимным притяжением. В связи с этим при нагревании твердых тел потоки вещества в них образовываться не могут. Энергия в твердых телах передается теплопроводностью.

Лучистый теплообмен.

Лучистый теплообмен — это теплообмен, при котором энергия переносится различными лучами.

Это могут быть солнечные лучи, а также лучи, испускаемые нагретыми телами, находящими­ся вокруг нас.

Так, например, сидя около костра, мы чувствуем, как тепло передается от огня нашему телу. Однако причиной такой теплопередачи не может быть ни теплопроводность (которая у воздуха, находящегося между пламенем и телом, очень мала), ни конвекция (так как конвекционные потоки всегда направлены вверх). Здесь имеет место третий вид теплообмена — лучистый теплообмен.

Возьмем небольшую, закопченную с одной стороны, колбу.

Через пробку в нее вста­вим изогнутую под прямым углом стеклянную трубку. В эту трубку, имеющую узкий канал, введем подкрашенную жидкость. Укрепив на трубке шкалу, получим прибор — термоскоп. Этот прибор позволяет обнаружить даже незначительное нагревание воздуха в закопченной колбе.

Если к темной поверхности термоскопа поднести кусок металла, нагретый до высокой температуры, то столбик жидкости переместится вправо. Очевидно, воздух в колбе нагрелся и расши­рился. Быстрое нагревание воздуха в термоскопе можно объяснить лишь передачей ему энергии от нагретого тела. Как и в случае с костром, энергия здесь передалась не теплопроводностью и не конвективным теплообменом. Энергия в данном случае передалась с помощью невидимых лучей, испускаемых нагретым телом. Эти лучи называют тепловым излучением.

Лучистый теплообмен может происходить в полном вакууме. Этим он отличается от других видов теплообмена.

Излучают энергию все тела: и сильно нагретые, и слабо, например, тело человека, печь, электрическая лампочка. Но чем выше температура тела, тем сильнее его тепловое излучение. Излученная энергия, достиг­нув других тел, частично поглощается ими, а частично отражается. При поглощении энергия теплового излучения превращается во внутреннюю энергию тел, и они нагреваются.

Светлые и темные поверхности поглощают энергию по-разному. Так, если в опыте с термоскопом повернуть колбу к нагретому телу сначала закопченной, а затем светлой стороной, то столбик жидкости в первом случае переместится на большее расстояние, чем во втором (см. рисунок выше). Из этого следует, что тела с темной поверхностью лучше поглощают энергию (и, следовательно, сильнее нагреваются), чем тела со светлой или зеркаль­ной поверхностью.

Тела с темной поверхностью не только лучше поглощают, но и лучше излучают энергию.

Способность по-разному поглощать энергию излучения находит широкое применение в техни­ке. Например, воздушные шары и крылья самолетов часто красят серебристой краской, чтобы они меньше нагревались солнечными лучами.

Теплоотдача в Энциклопедическом словаре:

Теплоотдача — теплообмен (конвективный или лучистый) между поверхностьютела и окружающей средой. Интенсивность теплоотдачи характеризуетсякоэффициентом теплоотдачи, равным плотности теплового потока наповерхности раздела, отнесенной к температурному напору между средой иповерхностью.

в физиологии — выделение животным организмом теплоты,образующейся в процессе его жизнедеятельности и (или) полученной извне.Осуществляется в основном тремя путями: конвекцией (резко возрастающей придвижении окружающего воздуха или воды), испарением (при уменьшенииотносительной влажности воздуха) и излучением (при понижении температурыокружающих предметов). Организм человека ок. 50% теплоты отдаетизлучением, ок. 25% — конвекцией и ок. 25% — испарением.

Теплоотдача радиаторов отопления

В чем измеряется и как считается теплоотдача радиаторов

Теплоотдача радиатора — показатель, который обозначает количество тепла, переданного радиатором помещению в единицу времени. Измеряется она в Ваттах (Вт). Также в интернете можно встретить другие названия этого показателя: тепловая мощность, мощность, тепловой поток. В качестве единицы измерения теплоотдачи можно встретить также кал/час, их можно перевести в Ватты и наоборот по зависимости: 1 Вт = 859,8452279 кал/ч.

Передача тепла помещению происходит двумя процессами: излучением и конвекцией. Конструкция современных отопительных приборов разработана так, чтобы, комбинируя оба процесса, достичь максимальной теплоотдачи.

Тепловая мощность радиаторов зависит кроме его конструкции от трех величин: температуры теплоносителя на входе радиатора, на выходе и температуры воздуха в помещении. Температурный напор (Δt, K) представляет разность температуры радиатора и помещения. Температура радиатора берется как средняя между температурами на входе и выходе из радиатора. Т.о., простая формула температурного напора следующая:

где
Δt — температурный напор, К;
tпод. — температура теплоносителя на входе в радиатор, K;
tобр. — температура теплоносителя на выходе, K;
tпомещ. — температура воздуха в помещении, K.

Эта формула широко используется как для расчетов, так и в справочной литературе. Но расчет температуры радиатора как среднеарифметическое значение не отражает действительной температуры радиатора. Более точное значение можно получить, пользуясь логарифмической зависимостью, тогда логарифмическая формула температурного напора будет выглядеть так:

В технической документации производителей радиаторов можно встретить значения теплоотдачи, полученные по трем основным методам испытаний: по стандартам EN-442, DIN 4704 и НИИСТ. EN 442 — общеевропейский стандарт, на который ориентируются все производители отопительных приборов. Испытания проходят при температурном режиме 75/65/20 в кабине, где охлаждаются потолок, пол и стены кроме противоположной радиатору. В соответствии со стандартом DIN 4704 отопительный прибор испытывается при режиме 90/70/20 и охлаждаются все ограждающие конструкции. По НИИСТ температурный напор составляет 70oC, не охлаждаются стена напротив радиатора и пол, радиатор отделен от стены теплоизолирующим экраном. Теплоотдача, полученная по разным стандартам может отличаться на 1-8%.

Если в системе отопления используется иной температурный режим, то теплоотдачу отопительных приборов нужно пересчитать. Это можно сделать по формуле пересчета теплоотдачи:

где Ф — теплоотдача при выбранном температурном режиме;
ФSL — нормативная теплоотдача (по EN-442: теплоотдача в режиме 75/65/20);
Δtln — фактический температурный напор, рассчитанный логарифмическим способом (для упрощения можно способом среднего арифметического);
Δtнорм — нормативный температурный напор, т.е исходный: EN 442 — 50o, DIN 4704 — 60o, НИИСТ — 70o (расчет средним арифметическим, для точности пересчитать);
n — экспонент (указывается производителем).

Показатель n характеризует конструкцию радиатора. Чем выше этот показатель, тем значительнее падает теплоотдача при низкотемпературных режимах отопления, и, наоборот, быстрее возрастает при высоких температурах теплоносителя.

Онлайн калькулятор для пересчета теплоотдачи стальных панельных радиаторов

В данной он-лайн программе учитывается влияние на теплоотдачу радиаторы таких факторов: атмосферное давление (влияет на теплоотдачу до 4%), способ подключения радиатора (влияет на теплоотдачу до 22%). Также программа позволяет пересчитывать фактическую теплоотдачу радиатора в зависимости от температурного напора и расхода теплоносителя, однако, для этой цели лучше пользоваться технической документацией производителя. Программу же можно использовать для дешевых и малоизвестных марок радиаторов, по которым недостаточно данных.

Тепловая мощность радиатора, Вт при Δt=oC

Температура теплоносителя (подача), oC.

Температура воздуха в помещении, oC.

Атмосферное давление, мм.рт.ст.

Расход теплоносителя через радиатор, кг/с

Подключение радиатора сверху внизснизу внизснизу вверх

Длина радиатора, мм 400500600700800900100012001400160018002000230026003000

Тип радиатора 1011122233

Пересчитанная мощность радиатора, Вт

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации