Сравнение теплоотдачи радиаторов | Lammin
Теплоотдача радиаторов — показатель, который определяет эффективность системы обогрева жилых, производственных и офисных помещений. Она зависит от многих факторов и является важным критерием при выборе батарей.
Зависимость теплоотдачи от различных факторов
Теплоотдача или тепловая мощность отражает количество тепла, которое передается отопительным прибором в единицу времени. Она влияет на микроклимат в помещении и обеспечивает создание комфортных условий.
Первичные факторы
Величина тепловой мощности одной секции батареи указывается в технической документации, прилагаемой производителями оборудования для водяной системы отопления. Она зависит от следующих факторов:
- Материала изготовления. Каждый металл имеет определенный коэффициент теплопроводности, влияющий на теплоотдачу. Самыми высокими показателями отличаются медь и серебро, но их не используют для производства батарей из-за значительной стоимости.
- Температуры теплоносителя, циркулирующего в сети обогрева. Чем она выше, тем больше тепла отдает прибор отопления.
- Площади теплообмена. Ее величина определяется особенностями конструкции радиаторов, количеством секций и габаритными размерами.
Чтобы повысить эффективность функционирования сети обогрева, можно остановить свой выбор на радиаторах из металла, который имеет более высокую теплопроводность. Среди материалов, используемых для массового производства батарей, таким является алюминий. Еще один способ ускорить нагрев воздуха в помещениях до комфортных показателей — увеличить температуру теплоносителя. Его можно использовать в автономных сетях частных домов, учитывая при этом технические характеристики радиаторов и условия эксплуатации.
Подбирая изделия по площади теплообмена, следует отдавать предпочтение моделям с большим межосевым расстоянием и с ребристой поверхностью, которая значительно повышает эффективность обогрева.
Вторичные факторы
На уровень тепловой мощности приборов отопления и скорость нагрева помещений влияют и другие факторы, среди которых:
- месторасположение;
- способ подключения;
- цветовое решение и вид покрытия батарей;
- климатическая зона.
Поскольку на окна может приходиться до 26% от общих потерь тепла, то самый оптимальный вариант размещения радиаторов — под ними. Такое расположение отопительных приборов способствует созданию тепловой завесы и позволяет уменьшить утечку тепла из помещения. Использование декоративных экранов, закрывающих батареи, снижает их эффективность на 5-7% при наличии снизу пространства для доступа воздуха, и на 20% — при его отсутствии.
В целом общая тепловая мощность приборов отопления, установленных в помещении, должна быть больше потерь тепла примерно на 10-20%. В этом случае обеспечивается поддержание в комнатах комфортной температуры без лишних затрат.
Способ подключения радиаторов определяется их типом. Наиболее эффективными считаются модели с боковым односторонним и диагональным подключением. Первый вариант востребован, если количество секций не превышает 12, а второй целесообразно использовать при подсоединении более габаритных батарей. Изменение способа подключения, как и повышение температуры теплоносителя или увеличение габаритных размеров помогает повысить уровень теплоотдачи. Прежде чем воспользоваться одним из этих методов, следует произвести перерасчет мощности.
Эффективность обогрева системы также зависит от наличия пыли на поверхности, циркуляции воздуха в помещении и способа отделки стены. Чем больше отражающие свойства поверхности, тем лучше теплоотдача.
Сравнение теплоотдачи
При выборе радиаторов по материалу изготовления недостаточно оценивать их возможности по величине теплоотдачи. Сравнение приборов нужно проводить, учитывая особенности отопительной сети и ее основные технические параметры.
Стальные
У стальных батарей наименьший показатель тепловой мощности среди аналогичных изделий из других металлов. Это обусловлено низким коэффициентом теплопроводности, которым отличается конструкционная сталь. Кроме того, панельные приборы отопления имеют небольшую площадь теплообмена, которую нельзя увеличить путем добавления секций. Такой вариант изменения габаритных размеров можно использовать только для секционных моделей из стали. Для них также характерно следующее:
- чувствительность к составу теплоносителя и склонность к заиливанию при использовании загрязненной воды;
- низкая стойкость к гидравлическим ударам;
- образование коррозии при сливе рабочей среды.
Стальные приборы отопления целесообразно применять при обустройстве автономной сети отопления.
Чугунные
Коэффициент теплопроводности чугуна составляет 50-56 Вт/(м*К), поэтому приборы из этого металла отличаются большей эффективностью обогрева, чем стальные аналоги. Затрудняет передачу тепла и повышенная толщина стенок. Мощность моделей старого образца составляла 60-80 Вт, а у новых изделий она варьируется в пределах 140-160 Вт. Передача тепла в основном осуществляется путем излучения, а на конвекцию приходится не более 20%. Чугунные модели отличаются большим весом и хрупкостью, которая приводит к разрушению изделий под воздействием гидравлических ударов. Они медленно нагреваются и также остывают. Радиаторы из чугуна не чувствительны к качеству теплоносителя, способны выдерживать до 9 атм и востребованы в автономных системах отопления частных домов и загородных коттеджей.
Алюминиевые
Самая лучшая теплопроводность у алюминия: она составляет 230 Вт/(м*К). Поэтому по теплоотдаче алюминиевые батареи превосходят аналогичные свойства приборов отопления, выпускаемых из других материалов. Максимальная эффективность обогрева достигается благодаря особым свойствам металла и значительной полезной площади, увеличенной за счет оребрения поверхности. Передача тепла осуществляется путем конвекции и излучения.
Выбирая алюминиевые приборы отопления, нужно учитывать следующие недостатки изделий:
- склонность к появлению коррозии из-за электрохимических процессов, причиной которых является низкое качество теплоносителя;
- неспособность выдерживать гидравлические удары и рабочее давление выше 9 атм.
Их используют при прокладке автономных сетей для малоэтажных домов. Батареи из алюминия отличаются малым весом и предоставляют возможность подобрать модель с нужным количеством секций.
Биметаллические
Биметаллические приборы отопления представляют собой конструкцию, для изготовления которой служат два металла. В результате получают изделия, которые почти не уступают по уровню теплоотдачи аналогам из алюминия. Причина снижения эффективности заключается в особой конструкции. Сердечник производят из конструкционной стали, поэтому он отличается сравнительно небольшой теплопроводностью. Однако стальной элемент быстро нагревает алюминиевые панели, что обеспечивает интенсивное распространение тепла и высокую теплоотдачу. К другим преимуществам биметаллических радиаторов относятся:
- устойчивость к появлению ржавчины и низкая чувствительность к качеству теплоносителя;
- высокое рабочее давление, достигающее не менее 20-35 атм;
- способность сохранять свои параметры при возникновении гидравлических ударов в сети;
- простая форма, благодаря которой значительно упрощаются уход и обслуживание.
Биметаллические изделия можно устанавливать в автономных системах частных домов, но наиболее эффективно их использование в центральных сетях многоквартирных зданий. Сравнение радиаторов на примере продукции Lammin представлено в таблице.
Сравнение приборов отопления с межосевым расстоянием 350 мм
Вид батарей | Теплоотдача секции, Вт | Максимально допустимая температура, °C |
Биметаллические Eco | 110 | 110 |
Алюминиевые Eco | 115 | 110 |
Биметаллические Premium | 130 | 110 |
Алюминиевые Premium | 135 | 110 |
Подбор радиаторов по тепловой мощности
После сравнения теплопередачи разных типов батарей и оценки условий эксплуатации изделий подбирают оптимальный вариант. Однако в техническом паспорте приборов отопления этот параметр указывается по отношению к одной секции или к их общему количеству. Чтобы выбрать радиатор, который оптимально подойдет для помещения по габаритным размерам, нужно провести предварительный расчет. Для этого нужно воспользоваться формулой, позволяющей определить нужное количество секций с учетом обогреваемой площади помещения и величины теплоотдачи одной секции.
Особенности радиаторов Lammin
Приборы отопления, выпускаемые компанией Lammin, представлены алюминиевыми и биметаллическими моделями двух серий — Eco и Premium. Для них характерен высокий показатель тепловой мощности, который достигается:
- в изделиях из алюминия благодаря использованию уникального сплава, содержащего помимо основного металла добавки в виде цинка, железа и кремния;
- в биметаллических моделях за счет особой конструкции, состоящей из стальных труб и алюминиевого корпуса с высоким коэффициентом теплопроводности.
Среди других преимуществ радиаторов Lammin можно выделить надежную защиту внутренней поверхности в виде прочного и гладкого слоя, препятствующего оседанию частиц. Их окрашивают методом двухступенчатой окраски, что позволяет сохранить привлекательный вид на протяжении длительного времени.
Показатели теплоотдачи и другие характеристики радиаторов Lammin с разным межосевым расстоянием приведены в таблице.
Тип батарей | Межосевое расстояние, мм | Показатель теплоотдачи 1 секции, Вт | Рабочая температура, °C |
Биметаллические Premium | 350 | 130 | 110 |
Биметаллические Premium | 500 | 153 | 110 |
Алюминиевые Premium | 350 | 135 | 110 |
Алюминиевые Premium | 500 | 165 | 110 |
Биметаллические Eco | 350 | 110 | 110 |
Биметаллические Eco | 500 | 139 | 110 |
Алюминиевые Eco | 200 | 115 | 110 |
Алюминиевые Eco | 350 | 115 | 110 |
Алюминиевые Eco | 500 | 133 | 110 |
Теплоотдача радиаторов отопления – таблица и сравнение моделей
Когда проводится проектирование системы отопления дома, проектировщики в первую очередь стараются определить, какое количество тепла необходимо будет использовать, чтобы в доме создались комфортные условия проживания. От чего это зависит? В первую очередь от такого показателя, как теплоотдача радиаторов отопления (таблица будет указана ниже).
Итак, что такое теплоотдача отопительной батареи? Это критерий тепловой энергии, которая выделяется за определенный промежуток времени. Измеряется она в Вт/м*К, некоторые производители в паспорте указывают другую единицу измерения — кал/час. По сути, это одно и то же. Чтобы перевести одну в другую, придется воспользоваться соотношением: 1,0 Вт/м*К= 859,8452279 кал/ч.
Что влияет на коэффициент теплоотдачи
- Температура теплоносителя.
- Материал, из которого изготавливаются отопительные батареи.
- Правильно проведенный монтаж.
- Установочные размеры прибора.
- Размеры самого радиатора.
- Тип подключения.
- Конструкция. К примеру, количество конвекционных ребер в панельных стальных радиаторах.
С температурой теплоносителя все понятно, чем она выше, тем больше тепла прибор отдает. Со вторым критерием тоже более или менее понятно. Приведем таблицу, где можно ознакомиться, какой материал и сколько отдает тепла.
| Материал для батареи отопления | Теплоотдача (Вт/м*К) |
| Чугун | 52 |
| Сталь | 65 |
| Алюминий | 230 |
| Биметалл | 380 |
Скажем прямо, это показательное сравнение говорит о многом, из него можно сделать вывод, что, к примеру, алюминий имеет теплоотдачу практически в четыре разы выше, чем чугун. Это дает возможность снижать температуру теплоносителя, если используются алюминиевые батареи. А это приводит к экономии топлива. Но на практике получается все по-другому, ведь сами радиаторы изготавливаются по разным формам и конструкциям, к тому же модельный ряд их настолько огромен, что говорить о точных цифрах здесь не приходится.
Теплоотдача в зависимости от температуры теплоносителя
Для примера можно привести вот такой разброс степени отдачи тепла у алюминиевых и чугунных радиаторов:
- Алюминиевые – 170-210.
- Чугунные – 100-130.
Во-первых, сравнительная степень резко упала. Во-вторых, диапазон разброса самого показателя достаточно большой. Почему так получается? В первую очередь из-за того, что производители используют различные формы и толщину стенки отопительного прибора. А так как модельный ряд достаточно широк, отсюда и пределы теплоотдачи с сильным разбегом показателей.
Давайте рассмотрим несколько позиций (моделей), объединенных в одну таблицу, где будут указаны марки радиаторов и их показатели теплоотдачи. Это таблица не сравнительная, просто нам хочется показать, как меняется тепловая отдача прибора в зависимости от его конструкционных отличий.
| Модель | Теплоотдача |
| Чугунный М-140-АО | 175 |
| М-140 | 155 |
| М-90 | 130 |
| РД-90 | 137 |
| Алюминиевый RIfar Alum | 183 |
| Биметаллический РИФАР Base | 204 |
| РИФАР Alp | 171 |
| Алюминиевый RoyalTermo Optimal | 195 |
| RoyalTermo Evolution | 205 |
| Биметаллический RoyalTermo BiLiner | 171 |
| RoyalTermo Twin | 181 |
| RoyalTermo Style Plus | 185 |
Как видите, теплоотдача радиаторов отопления во многом зависит от модельных отличий. И таких примеров можно приводить огромное количество. Необходимо обратить ваше внимание на один очень важный нюанс – некоторые производители в паспорте изделия указывают теплоотдачу не одной секции, а нескольких. Но в документе все это прописывается. Здесь важно быть внимательным и не совершить ошибку при проведении расчета.
Тип подключения
Хотелось бы подробнее остановиться на этом критерии. Дело все в том, что теплоноситель, проходя по внутреннему объему батареи, заполняет его неравномерно. И когда дело касается теплоотдачи, то эта самая неравномерность очень сильно влияет на степень данного показателя. Начнем с того, что существует три основных типа подключения.
- Боковое. Чаще всего используется в городских квартирах.
- Диагональное.
- Нижнее.
Если рассматривать все три типа, то выделим второй (диагональное), как основу нашего разбора. То есть, все специалисты считают, что именно данная схема может быть взята за такой коэффициент, как 100%. И это на самом деле так и есть, ведь теплоноситель по этой схеме проходит от верхнего патрубка, спускаясь вниз к нижнему патрубку, установленного с противоположной стороны прибора. Получается так, что горячая вода движется по диагонали, равномерно распределяясь по всему внутреннему объему.
Теплоотдача в зависимости от модели прибора
Боковое подключение в данном случае имеет один недостаток. Теплоноситель заполняет радиатор, но при этом последние секции охватываются плохо. Вот почему теплопотери в этом случае могут быть до 7%.
И нижняя схема подключения. Скажем прямо, не совсем эффективная, теплопотери могут составлять до 20%. Но оба варианта (боковой и нижний) будут работать эффективно, если использовать их в системах с принудительной циркуляцией теплоносителя. Даже небольшое давление будет создавать напор, которого хватит, чтобы довести воду до каждой секции.
Правильная установка
Не все обыватели понимают, что отопительный радиатор должен быть правильно установлен. Существуют определенные позиции, которые могут влиять на теплоотдачу. И эти позиции в некоторых случаях должны выполняться жестко.
К примеру, горизонтальная посадка прибора. Это немаловажный фактор, именно от него зависит, как будет двигаться теплоноситель внутри, будут ли образовываться воздушные карманы или нет.
Поэтому совет тем, кто решается установить батареи отопления своими руками – никаких перекосов или смещений, старайтесь использовать необходимые измерительные и контролирующие инструменты (уровень, отвес). Нельзя допустить, чтобы батареи в разных комнатах устанавливались не на одном уровне, это очень важно.
И это еще не все. Многое будет зависеть от того, на каком расстояние от ограничительных поверхностей радиатор будет установлен. Вот только стандартные позиции:
- От подоконника: 10-15 см (погрешность 3 см допустима).
- От пола: 10-15 см (погрешность 3 см допустима).
- От стены: 3-5 см (погрешность 1 см).
Внимание! Если необходимо установить экраны для радиаторных батарей, то выбирайте лучшие из них!
Как может отразиться увеличение погрешности на теплоотдачу? Рассматривать все варианты нет смысла, приведем пример нескольких основных.
- Увеличение в большую сторону погрешности расстояния между подоконником и прибором уменьшает показатель тепловой отдачи на 7-10%.
- Уменьшение погрешности расстояния между стеной и радиатором уменьшает теплоотдачу до 5%.
- Между полом и батарей – до 7%.
Казалось бы, какие-то сантиметры, но именно они могут снизить температурный режим внутри дома. Вроде бы снижение не такое уж и большое (5-7%), но давайте сравнивать все это с потреблением топлива. Оно на эти же проценты будет возрастать. За один день это не будет заметно, а за месяц, а за весь отопительный сезон? Сумма сразу вырастает до астрономических высот (учитывайте цены на 2020 год). Так что стоит и на это обратить особое внимание.
Сравнение теплоотдачи радиаторов разного типа
Тепловые характеристики радиаторов Ogint с межосевым расстоянием 500 мм:
Теплоотдача радиаторов отопления является одним из основных параметров, которые необходимо учитывать при выборе отопительных приборов. Этот показатель напрямую определяет эффективность обогрева помещений. При выборе радиаторов обязательно необходимо учитывать, какая теплоотдача у предлагаемых приборов.
В таблице выше приведены характеристики теплоотдачи одной секции для радиаторов Ogint, которые по данному параметру являются одними из лучших на современном отечественном рынке. Эти данные позволяют выполнить сравнение теплоотдачи для разных типов радиаторов.
Показатель теплоотдачи, или мощности, радиаторов характеризует то, какое количество тепла прибор отдает в окружающую среду в единицу времени. При выборе отопительных приборов проводится расчет по формуле теплоотдачи радиаторов с целью определения мощности батареи. Полученное значение соотносят с тепловыми потерями помещения.
Оптимальной считается мощность, которая перекрывает тепловые потери на 110-120%. Это лучшая теплоотдача, при которой в помещениях поддерживается комфортная температура. Недостаточная мощность не позволит батарее качественно обогревать помещение. Повышенная теплоотдача приводит к перегреву. Для автономных систем отопления слишком высокая мощность батарей означает еще и повышенные затраты на отопление.
Чтобы повысить теплоотдачу, можно добавить к радиатору дополнительные секции или изменить схему подключения. Для автономных систем отопления также может быть доступно увеличение температуры теплоносителя. При использовании любого из этих способов должен предварительно выполняться пересчет теплоотдачи радиаторов.
На теплоотдачу радиаторов отопления влияют следующие параметры:
- температура теплоносителя в системе. Чем выше температура, тем больше тепла отдают батареи;
- материал радиатора. Разные металлы имеют разные коэффициенты теплоотдачи и теплопроводности;
- полезная площадь теплообмена. Определяется конструкцией радиатора. Например, поверхность теплообмена радиаторов с межосевым расстоянием 500 мм больше в сравнении с приборами с межосевым расстоянием 380 мм. Также значительно увеличивает полезную площадь оребрение.
Таким образом, при выборе приборов для системы отопления необходимо учитывать их материал и конструктивные особенности, характерные для определенного типа радиаторов.
Стальные панельные радиаторы
Теплоотдача стальных радиаторов является самой низкой из наиболее распространенных сегодня видов отопительных приборов. Это объясняется достаточно слабой теплопроводностью конструкционной стали, из которой они изготавливаются. Кроме того, панельные радиаторы имеют довольно скромную поверхность теплообмена, которая фактически ограничена площадью самой панели. Поэтому с целью достижения необходимой тепловой мощности для качественного обогрева зачастую приходится применять отопительный прибор с увеличенными габаритами.
Чугунные радиаторы
Теплоотдача чугунных радиаторов несколько выше по сравнению с панелями из стали. Чугун тоже имеет небольшую теплопроводность и достаточно слабо отдает тепло воздуху. Кроме того, батареи имеют толстые стенки, что также затрудняет передачу тепла.
В процессе эксплуатации в системе централизованного отопления внутренняя поверхность чугунного радиатора может быстро покрываться накипью, в результате чего тепловая мощность может существенно снижаться. Теплоотдача батарей старого типа (традиционная «гармошка»), в зависимости от качества изготовления, может составлять 60-80 Вт.
Современные чугунные батареи (и Ogint в частности) имеют более впечатляющие характеристики. За счет применения эффективного оребрения и сплава повышенного качества достигается сравнительно большая теплоотдача, которая может достигать 160 Вт.
Алюминиевые радиаторы
Теплоотдача алюминиевых радиаторов является наиболее высокой среди современных приборов для систем водяного отопления. Это позволяет им обеспечивать наиболее эффективный обогрев и снижать затраты на отопление при использовании в автономных системах. В сочетании с отличными эстетическими качествами, функциональностью, небольшим весом и другими преимуществами это обеспечивает приборам данного типа высокую популярность.
Максимальная теплоотдача достигается за счет высокой теплопроводности алюминия. Кроме того, радиаторы имеют значительную площадь оребрения и передовую конструкцию, которая обеспечивает максимально эффективную передачу тепла конвекционным и лучевым способом. Так, теплоотдача секции алюминиевого радиатора Ogint составляет в среднем около 190 Вт.
Биметаллические радиаторы
Биметалл — это также радиаторы с высокой теплоотдачей. По этому показателю они лишь немного уступают алюминиевым приборам. Это связано с тем, что стальной сердечник, по которому циркулирует теплоноситель, имеет относительно небольшую теплопроводность. Однако алюминиевый кожух нагревается от стали довольно быстро и обеспечивает интенсивную передачу тепла воздуху. В результате достигается большая теплоотдача.
Конструктивно биметаллические радиаторы практически не отличаются от алюминиевых. Поэтому они имеют дизайн, который максимально способствует эффективной передаче тепла. В среднем теплоотдача биметаллических радиаторов Ogint составляет 175-185 Вт, лишь немного уступая по данному показателю алюминиевым.
KAN-therm: Эффективность теплоотдачи радиатора отопления
Одним из ключевых элементов системы отопления является – радиатор.
Радиатор передает тепловую энергию от источника тепла воздуху в помещении. Тепло от радиатора передается конвекцией, излучением и теплопроводностью.
Эффективность теплопередачи прибора зависит от многих факторов, таких как:
- Способ установки радиатора;
- Способ подключения отопительного прибора к системе;
- Наличие пыли на отопительном приборе – микрочастицы значительно снижают теплоотдачу;
- Цвет отопительного прибора и состав покрытия;
- Поверхность строительной конструкции за радиатором;
- Скорость воздуха в помещении, направление потока воздуха;
- Атмосферное давление – коэффициент теплопроводности понижается при уменьшении плотности воздуха.
Рассмотрим два основных фактора, оказывающих существенное влияние на теплоотдачу:
1. Способ установки радиатора
Самым оптимальным расположением отопительного прибора, с точки зрения теплотехники, является установка под окном. Так как сопротивление теплопередаче окна в несколько раз меньше сопротивления теплопередаче наружной стены, то через окно происходит одна из самых больших потерь тепла. Радиатор под окном создает тепловую завесу, которая уменьшает утечку тепла из помещения. Также отопительный прибор нагревает наружный воздух, который проходит через неплотности и щели оконной рамы (инфильтрация).
Возможна установка отопительных приборов у внутренней стены вдали от наружных стен, наружных дверей и окон, а также под перекрытием – в таком случае эффективность теплоотдачи прибора снижается примерно на 10%.
Идеальным вариантом было бы расположение радиатора под окном без подоконника -100 % теплоотдачи. Из-за подоконника траектория движения воздуха меняется, и теплоотдача уменьшается на 3-4%.
При расположении радиатора в нише теплоотдача уменьшается примерно на 7%.
В случае установки прибора отопления за декоративным экраном, который имеет внизу пространство для доступа воздуха, теплоотдача радиатора уменьшается на 5-7%.
У полностью закрытых декоративным экраном радиаторов теплоотдача падает на 20-25%.
2. Способ подключения отопительного прибора к системе
Способ подключения радиатора к системе отопления зависит от типа радиатора. Нижнее подключение радиаторов используется с радиаторами типа VK, имеющих встроенный термостатический клапан и нижнее подключение подающего и обратного трубопроводов. Межосевое расстояние 50 мм. Ось подающего трубопровода находится всегда дальше от бокового края радиатора. Подсоединение в обратном порядке вызовет падение тепловой мощности отопительного прибора более чем на 30%.
Труба к радиатору типа VK может выходить из пола (рис.1) или из стены (рис.2). Прибор отопления может быть подключен к системе отопления через вентиль отопительного прибора или напрямую.
Существует множество вариаций подключений, которые зависят от вида применяемой арматуры, от индивидуальных предпочтений заказчика, от бюджета, выделенного на систему отопления.
На рисунках представлены наиболее распространенные варианты подключений отопительных приборов в системах KAN-therm Push и KAN-therm Press.
рис.1
рис. 2
Для радиаторов с боковым подключением существуют следующие виды подключений:
- Боковое разностороннее (диагональное)
Труба к радиатору также может выходить из пола (рис. 3) или из стены (рис. 4). Данное подключение является оптимальным исходя из теплоотдачи. Рекомендуется для радиаторов длиной более 2-х метров, а также для тех, длина которых вчетверо превышает высоту. Подающая труба присоединяется к левому или правому верхнему штуцеру, а обратная – к противолежащему нижнему штуцеру. Подсоединение, выполненное наоборот (снизу в верх), приведёт к снижению теплоотдачи радиатора более чем на 20%
рис.3 рис.4
- Одностороннее боковое подключение
Подающая труба присоединяется к верхнему штуцеру радиатора, а обратная – к нижнему с той же стороны (рис.5). Подсоединение, выполненное наоборот, приведёт к снижению теплоотдачи радиатора примерно на 20%.
рис.5
Седельное подключение
Подающая и обратная трубы присоединяется к нижним штуцерам (рис.6). При таком виде подсоединения теплоотдача радиатора будет ниже номинальной примерно на 10%.
Системы KAN—therm предлагают широкий ассортимент элементов, позволяющих осуществить различные схемы присоединения отопительных приборов в широком ценовом диапазоне. В предложении фирмы KAN представлены специальные элементы для подключения отопительных приборов, такие как отводы и тройники с медными никелированными трубками Ø15 мм, различные фитинги для медных трубок, пластмассовые маскирующие насадки и другие элементы, позволяющие реализовать все существующие способы подключений отопительных приборов.
Правильно выбранный способ подключения отопительного прибора позволит эффективно использовать систему отопления, на многие годы обеспечит работоспособность системы и будет приносить эстетическое удовольствие.
Ещё по теме:
Теплоотдача биметаллических радиаторов отопления: таблица
О том, что биметаллические радиаторы отопления являются наиболее дорогими из всех возможных конструкций водяных обогревателей, в том числе алюминиевых, стальных и чугунных, знают не понаслышке все, кому доводилось заниматься ремонтом и заменой домашних батарей. В качестве подтверждения высокой эффективности биметалла обычно приводят условную таблицу теплоотдачи биметаллических радиаторов отопления со ссылками на теплопроводность металлов, и даже на практические измерения температуры воздуха в комнате. Так ли эффективно устройство биметаллического радиатора?
Что представляет собой биметаллический радиатор
По сути, биметаллический обогреватель представляет собой смешанную конструкцию, воплотившую преимущества стальных и алюминиевых систем отопления. Устройство радиатора основывается на следующих элементах:
- Обогреватель состоит из двух корпусов – внутреннего стального и наружного алюминиевого;
- За счет внутренней оболочки из стали биметаллический корпус не боится агрессивной горячей воды, выдерживает высокое давление и обеспечивает высокую прочность соединения отдельных секций радиатора в одну батарею;
- Алюминиевый корпус лучше всего передает и рассеивает поток тепла в воздухе, не боится коррозии наружной поверхности.
В качестве подтверждения высокой теплоотдачи биметаллического корпуса можно использовать сравнительную таблицу. Среди ближайших конкурентов – радиаторов из чугуна ЧГ, стали ТС, алюминия АА и АЛ, биметаллический радиатор БМ обладает одним из наилучших показателей теплоотдачи, высоким рабочим давлением и коррозионной стойкостью.
В реальности дела обстоят еще хуже, большинство производителей указывает величину теплоотдачи в виде значения тепловой мощности в час для одной секции. То есть, на упаковке может быть указано, что теплоотдача биметаллической секции радиатора составляет 200 Вт.
Делается это вынужденно, данные приводят не к единице площади или перепаду температур в один градус, для того чтобы упростить восприятие покупателем конкретных технических характеристик теплоотдачи радиатора, одновременно сделав маленькую рекламу.
Насколько выгоден биметаллический радиатор
Нередко для подтверждения высокой теплоотдачи биметаллических радиаторов приводят табличные сведения, приведенные ниже.
Такого рода сведения нередко используются магазинами и рекламой в качестве достоверных данных о теплоотдаче различных систем водяного отопления. О том, что теплоотдача биметаллической секции выше стальной или чугунной конструкции, хорошо известно и без справочных данных, остается только проверить, насколько радиатор из биметалла лучше алюминия. Неужели разница может достигать почти 40%?
Ниже в таблице приведены данные о теплоотдаче на основании практических измерений приборов конкретных моделей радиаторов, в том числе биметаллических, алюминиевых и чугунных систем.
Как видно из таблицы, теплоотдача между самыми крайними позициями радиаторов одного производителя, например, алюминиевого Rifar Alum -183 Вт/м∙К и биметаллического Rifar Base — 204 Вт/м∙К, составляет не более 10%, в остальных случаях разница еще меньше.
От чего зависит теплоотдача радиатора
Прежде чем попытаться оценить и сравнить реальную эффективность биметаллических радиаторов, стоит напомнить, от чего зависит тепловая мощность конкретной отопительной системы:
- Тепловой напор радиатора. Чем выше разница между средней температурой поверхности радиатора и температурой воздуха, тем интенсивнее тепловой поток, передающийся в воздух помещения;
- Теплопроводностью материала радиатора. Чем выше теплопроводность, тем меньше разница между температурой теплоносителя и наружной стенкой радиатора;
- Размерами корпуса;
- Температурой и давлением теплоносителя.
Важно! В водяных системах отопления передача тепла от стенки в воздух осуществляется на 98% за счет конвекции, поэтому, кроме размеров, важна и форма радиатора. Но так как на практике учет конфигурации поверхности учесть сложно, обычно ограничиваются только учетом линейных размеров.
Первый критерий – тепловой напор, рассчитывается, как разность между полусуммой (Твх+Твых)/2 и температурой воздуха в помещении, Твх и Твых – температуры воды на входе и выходе из радиатора. Существует даже поправочный коэффициент, уточняющий теплоотдачу радиатора при расчете мощности системы отопления для комнаты.
Таблица поправочного коэффициента говорит, что заявленные в паспорте величины теплоотдачи биметаллического обогревателя, равно как и алюминиевого, будут соответствовать действительности только в течение первого часа работы отопления, К=1 при перепаде температуры в 70оС, что возможно только в холодном помещении. Теплоноситель редко нагревают выше 85оС, значит, максимальную теплоотдачу можно получить только при температуре воздуха в комнате Т=15оС, либо при использовании специальных видов теплоносителя.
Второй критерий — теплопроводность материала радиаторной стенки. Здесь радиатор из биметалла проигрывает алюминиевому варианту. Устройство биметаллической секции отопления, приведенной на схеме, показывает, что стенка обогревателя состоит из двух слоев — стали и алюминия.
Даже при одинаковой толщине стенки биметаллический корпус в одинаковых условиях не может иметь теплоотдачу выше, чем изготовленный из алюминия.
Размеры обоих типов теплообменников примерно одинаковы и рассчитаны на установку в пространстве под подоконником. Стоит отметить, что конструкция корпусов из биметалла и алюминия имеет значительно большую площадь поверхности, чем у чугунной или стальной модели. Поэтому величина теплоотдачи может отличаться сильнее, чем простой расчет на основании теплотехнических свойств металлов – теплопроводности и теплоемкости.
Остается разобраться с температурой и давлением теплоносителя.
Оптимальные условия эксплуатации для обогревателей из биметалла
Устройство и схемы биметаллических и алюминиевых систем во многом похожи. Внутри корпуса секции изготовлен главный канал, по которому движется разогретый теплоноситель. Форма и размеры канала соответствуют сечению подводящей трубы, а значит, жидкость не испытывает дополнительных завихрений и локальных мест перегрева.
Если посмотреть на данные в таблице, то становится ясно, что оба типа радиаторных конструкций проектируются в расчете на высокое давление и, главное, — высокую температуру теплоносителя. В этом случае преимущества теплообменника из биметалла очевидны. Во-первых, увеличивается разность температур, вместо стандартных 70оС значение теплового напора может легко достигать 100оС. Например, давление и температура теплоносителя на входе систему отопления высотного дома составляет 15-18 Бар и 105-110оС, а для паровых систем и 120оС. Соответственно, поправочный коэффициент эффективности теплоотдачи возрастает до 1,1-1,2, а это почти 20%.
Во-вторых, чем выше давление теплоносителя, тем выше коэффициент теплопередачи и теплоотдачи от жидкости к металлу. Значение теплоотдачи за счет повышения давления может возрастать на 5-7%. В итоге, суммируя все условия, может оказаться, что обогреватель из биметалла идеально подходит для отопления высотных зданий.
Несмотря на то, что производители дают примерно одинаковый срок службы для обоих типов теплообменников, на практике при повышенном давлении и температуре отопления способен работать длительное время только биметалл. Горячая вода даже при наличии присадок и защитного покрытия действует на алюминий разрушительно. Другое дело — сталь с легирующими добавками марганца и никеля, ее срок службы может составлять до 15лет.
Заключение
Высокую теплоотдачу на биметаллическом нагревателе можно получить не только при высоком давлении. Для обоих типов радиаторов, даже для чугунных и стальных конструкций, можно увеличить теплоотдачу минимум на 20%, если использовать в домашних котельных в качестве теплоносителя не воду, а специальные типы тосола или антифриза. Давление не изменится, так и останется 3-4 атм., а температура на выходе из котла увеличится почти до 95-97оС, что даст прибавку в теплоотдаче на 15-20%. Кроме того, тосол обеспечит хорошую сохранность алюминиевых, чугунных, стальных труб и теплообменников.
как рассчитать теплоотдачу батарей, правильный расчет на фото и видео
Содержание:1. Теплоотдача радиатора: что означает данный показатель
2. Порядок расчета теплоотдачи радиатора отопления
3. Теплоотдача батарей из разных материалов
4. Зависимость степени теплоотдачи от способа подключения
5. Способы, как можно увеличить теплоотдачу
Главным параметром, согласно которому определяют, насколько эффективна работа схемы теплоснабжения и всей отопительной системы, считается теплоотдача батарей отопления. Этот важный показатель для каждой модели отопительного прибора является индивидуальным. На теплоотдачу влияет вариант подключения радиатора, особенности его места установки и другие моменты. Также важно понимать, в чем измеряется отопление и как выполняется его расчет.
Теплоотдача радиатора: что означает данный показатель
Означает термин теплоотдача количество тепла, которое батарея отопления передает в помещение в течение определенного периода времени. Для данного показателя существует несколько синонимов: тепловой поток; тепловая мощность, мощность прибора. Измеряется теплоотдача радиаторов отопления в Ваттах (Вт). Иногда в технической литературе можно встретить определение этого показателя в калориях в час, при этом 1 Вт =859,8 кал/ч.
Осуществляется теплопередача от батарей отопления благодаря трем процессам:
- теплообмену;
- конвекции;
- излучению (радиации).
Каждым прибором отопления используются все три варианта переноса тепла, но их соотношение у разных моделей отличается. Радиаторами ранее было принято называть устройства, у которых не меньше 25 % тепловой энергии отдается в результате прямого излучения, но сейчас значение данного термина существенно расширилось. Теперь нередко так называют приборы конвекторного типа.
Порядок расчета теплоотдачи радиатора отопления
В основе выбора отопительных устройств для установки в доме или квартире лежит максимально точный расчет теплоотдачи радиаторов отопления. Каждому потребителю с одной стороны хочется сэкономить на обогреве жилья и поэтому нет желания приобретать лишние батареи, но если их будет недостаточно, комфортной температуры достичь не удастся.
Способов, как рассчитать теплоотдачу радиатора, существует несколько.
Вариант первый. Это самый простой способ, как рассчитать батареи отопления, в его основе – количество наружных стен и окон в них.
Порядок вычислений следующий:
Вариант второй. Он более сложен, но позволяет иметь более точные данные о необходимой мощности приборов.
В данном случае расчет теплоотдачи радиатора (батарей) отопления производится по формуле:
S x h x41, где
S — площадь помещения, для которого выполняются вычисления;
H — высота комнаты;
41 – минимальная мощность на один кубометр объема помещения.
Полученный итог будет требуемой теплоотдачей для радиаторов отопления. Далее эту цифру делят на номинальную тепловую мощность, которую имеет одна секция данной модели батареи. Узнать эту цифру можно в инструкции, прилагаемой производителем к своему изделию. Результатом расчета батарей отопления станет необходимое количество секций, чтобы теплоснабжение конкретного помещения было эффективным. Если полученное число дробное, тогда его округляют в большую сторону. Лучше небольшой избыток тепла, чем его недостаток.
Теплоотдача батарей из разных материалов
Выбирая радиатор отопления, следует помнить, что они отличаются по уровню теплоотдачи. Покупке батарей для дома или квартиры должно предшествовать внимательное изучение характеристик каждой из моделей. Нередко сходные по форме и габаритам приборы обладают разной теплоотдачей.
Чугунные радиаторы. Эти изделия имеют небольшую поверхность теплоотдачи и отличаются незначительной теплопроводностью материала изготовления. Номинальная мощность у секции чугунного радиатора, такого как МС-140, при температуре теплоносителя, равного 90°С, составляет примерно 180 Вт, но данные цифры получены в лабораторных условиях (детальнее: «Какая тепловая мощность чугунных радиаторов отопления»). В основном теплоотдача осуществляется за счет излучения, а на долю конвекции приходится всего лишь 20%.
В централизованных системах теплоснабжения температура теплоносителя обычно не превышает 80 градусов, а кроме этого часть тепла расходуется при продвижении горячей воды к батарее. В результате температура на поверхности чугунного радиатора составляет около 60°С, а теплоотдача каждой секции равна не более 50-60 Вт.
Стальные радиаторы. В них сочетаются положительные характеристики секционных и конвекционных приборов. Состоят они, как видно на фото, из одной или нескольких панелей, у которых внутри перемещается теплоноситель. Чтобы теплоотдача стальных панельных радиаторов была больше, с целью повышения мощности к панелям приваривают специальные ребра, функционирующие как конвектор.
К сожалению, теплоотдача стальных радиаторов не сильно отличается от теплоотдачи чугунных радиаторов отопления. Поэтому их преимущество заключается только в относительно небольшом весе и более привлекательном внешнем виде.
Потребителям следует знать, что теплоотдача стальных радиаторов отопления значительно уменьшается в случае снижения температуры теплоносителя. По этой причине, если в системе теплоснабжения будет циркулировать вода, подогретая до 60-70°С, показатели этого параметра могут сильно отличаться от данных, предоставляемых на эту модель производителем.
Алюминиевые радиаторы. Их теплоотдача намного выше, чем у стальных и чугунных изделий. Одна секция обладает тепловой мощностью, равной до 200 Вт, но у данных батарей имеется особенность, ограничивающая их применение. Она заключается в качестве теплоносителя. Дело в том, что при использовании загрязненной воды изнутри поверхность алюминиевого радиатора подвергается коррозийным процессам.
Поэтому, даже при отличных показателях мощности, батареи из этого материала следует устанавливать в частных домовладениях, где используется индивидуальная отопительная система.
Биметаллические радиаторы. Данная продукция по показателю теплоотдачи ни в чем не уступает алюминиевым приборам. Тепловой поток у биметаллических изделий в среднем равен 200 Вт, но к качеству теплоносителя они не настолько требовательны. Правда их высокая цена не позволяет многим потребителям установить эти устройства.
Зависимость степени теплоотдачи от способа подключения
На теплоотдачу отопительных радиаторов влияет не только материал изготовления и температура теплоносителя, циркулирующего по трубам, но и выбранный вариант подсоединения прибора к системе:
- Подключение прямое односторонне. Является наиболее выгодным относительно показателя тепловой мощности. По этой причине расчет теплоотдачи радиатора отопления выполняют именно при прямом подключении.
- Диагональное подключение. Его применяют, если к системе планируется подсоединить радиатор, в котором количество секций превысит 12. Такой способ позволяет максимально понизить теплопотери.
- Нижнее подключение. Его используют в том случае, когда батарею присоединяют к стяжке пола, в которой скрыта отопительная система. Как показывает расчет теплоотдачи радиатора, при таком подключении потери тепловой энергии не превышают 10%.
- Однотрубное подключение. Наименее выгодный способ с точки зрения тепловой мощности. Потери теплоотдачи при однотрубном подключении чаще всего достигают 25 — 45%.
Способы, как можно увеличить теплоотдачу
Вне зависимости от мощности радиаторов владельцам домов и квартир все равно хочется повысить их теплоотдачу. Особенно актуальным такое стремление становится с приходом холодного периода года. В зимнюю стужу нередко даже при работе на полную мощность радиатор может не справиться с поддержанием комфортного температурного режима в помещении.
Существует несколько способов, позволяющих увеличить теплоотдачу приборов отопления:
- Регулярное проведение влажной уборки с целью очистки поверхности батарей. Чем чище они будут, тем выше уровень их теплоотдачи.
- Не менее важен момент правильного окрашивания радиатора, особенно это касается чугунных приборов. Дело в том, что многослойно нанесенная краска препятствует эффективной теплоотдаче. Перед тем, как приступить к покраске радиатора отопления, следует удалить старый слой. Не менее эффективно применение специальных эмалей, предназначенных для трубопроводов и отопительных приборов, поскольку они имеют низкое сопротивление теплоотдаче.
- Для обеспечения максимальной мощности, необходимо правильно смонтировать эти устройства.
- Среди основных ошибок, допускаемых при монтаже, специалисты отмечают:
— наклон батареи;
— установку прибора слишком близко к напольному покрытию или к стене;
— перекрытие доступа к радиаторам предметами обстановки и установка неподходящих отражающих экранов. - Для повышения эффективности отопительных батарей не помешает проведение ревизии их внутренней полости. Нередко в процессе подключения батарей отопления к системе образуются заусеницы, из-за которых при эксплуатации образуются засоры, препятствующие свободному передвижению теплоносителя.
- Можно поместить на стену за отопительным прибором теплоотражающий экран, сделанный из фольгированного материала.
Познавательное видео о теплоотдаче радиаторов отопления:
Рассчитать теплоотдачу радиатора, которая необходима для конкретного помещения, как становится ясно из выше приведенной информации, несложно. Зная ее величину, можно выбрать нужную модель, а затем собственноручно повысить мощность прибора и тем самым обеспечить себе и близким комфортные условия проживания в зимний период. Прочитайте также: «Расчет мощности батарей отопления — как рассчитать самому».
как увеличить их мощность и правильно рассчитать количество секций с учетом теплопотерь
Каждый потребитель желает, чтобы при минимуме затрат на отопление, в его доме или квартире было уютно и тепло. В наше время это не глупые неосуществимые фантазии, а вполне достижимые цели, которые можно воплотить в жизнь, вооружившись определенными знаниями об устройстве отопительных систем и уровне теплопотерь в помещении. Например, зная, сколько кВт в 1 секции алюминиевого радиатора, можно заранее рассчитать необходимое количество с учетом площади помещения.
Особенности
Определяясь с тем, какой тип радиаторов установить в помещениях, потребители при сравнении оценивают следующие показатели:
- Тепловая мощность, от которой зависит, насколько уютно зимой будет в доме. Если сравнить способность металлов проводить тепло, то теплоотдача одной секции алюминиевого радиатора составляет 183 Вт, тогда как у аналога из чугуна – только 160 Вт.
- Рабочее давление, которое должно соответствовать напору теплоносителя в сети. Для батарей из алюминия показатель 20 Бар, а из чугуна – 9 Бар.
- Испытательное давление, благодаря которому потребитель узнает, какой силы гидроудары батарея сможет выдержать. Если продолжать сравнивать алюминий и чугун, то оно равно 30 Бар и 15 Бар соответственно.
- Вместительность, которая в свою очередь влияет на эффективность работы радиатора. Чем меньше теплоносителя в батарее, тем быстрее его нагреть, и тем меньше потребуется энергозатрат для этого. Так теплоносителя в одной секции алюминиевого радиатора помещается 0.27 л, а у чугунного аналога – 1.45 л.
- Масса одной секции или панели обогревателя.
- Способ подключения, от которого так же зависит КПД радиатора.
Если сравнивать продукцию, представленную сегодня на рынках тепловых устройств, то можно увидеть, что по большинству параметров выигрывают алюминиевые и биметаллические батареи отопления.
Технические параметры
При рассмотрении конструктивных особенностей батарей из алюминия, нужно учесть:
- Межосевое расстояние, которое указывает на разницу между верхним и нижним коллекторами. Например, мощность алюминиевых радиаторов отопления с межосевым расстоянием 500 мм составляет 183-190 Вт, что делает их наиболее привлекательными в глазах потребителей, тогда как аналогичное изделие с показателем 350 мм – всего 139 Вт.
- Количество секций в готовом радиаторе может отличаться в разных моделях, но чаще всего производители выпускают изделия, оснащенные десятью элементами.
- Способ изготовления алюминиевого радиатора так же важен. Например, литые секционные версии пользуются большим спросом благодаря своей прочности, и могут устанавливаться даже в домах с централизованным отоплением. Радиаторы, изготовленные методом экструдирования, пригодны исключительно для автономного обогрева, так как их детали соединены при помощи пайки, что не так надежно, как литье.
- Важно учитывать, какую температуру выдерживают алюминиевые радиаторы. Как правило, производители чаще всего указывают +90, а в некоторых моделях даже +110 – 120градусов, тогда как нагрев в самой системе редко превышает +70. Это означает, что мощность, указанная изготовителем в техпаспорте, не соответствует действительности.
Каждый из перечисленных параметров важен, чтобы произвести правильные расчеты их мощности и установить нужное количество секций.
Теплоотдача алюминиевых радиаторов: заявленная и реальная
Многолетний опыт использования батарей из алюминия показал, что заявленные в техпаспортах изделий параметры недотягивают до реальных цифр. Это не означает, что производители врут, просто они не упоминают, что данные показатели действительны в идеальных условиях эксплуатации, чего в жизни, как правило, не бывает.
Например, теплоотдача алюминиевых радиаторов, которая указывается в документах, может соответствовать истине, если между температурой воздуха и теплоносителя существует разница в 70 градусов. То есть, формула, по которой эти параметры вычисляются, выглядит следующим образом:
(tобратки+ tподачи): 2 – tвоздуха = 70 градусов
Если в техпаспорте указана мощность алюминиевого радиатора 200 Вт при разнице температур 70 °С, то при комнатной температуре +22 °С расчеты получатся следующие:
(tобратки +tподачи) = (22 + 70)х2 = +184 градуса.
Так как по гостам разница температуры в подаче и обратке не должна превышать 20 градусов, то их значение можно высчитать так:
Температура теплоносителя в подающей трубе равна 184:2 +10 = 102 градуса.
В обратной трубе она будет соответствовать 184:2 – 10 = 82 °С.
Исходя из этих вычислений, секция алюминиевого радиатора будет отдавать тепла на 200 Вт, а воздух в помещении прогреется до +22 только в случае, если температура теплоносителя равна 102 градусам. Это нереально, так как максимальный нагрев, который обеспечивают современные котлы – 80-90 градусов, а значит, указанная в техпаспорте мощность 200 Вт не соответствует истине.
Чтобы разобраться, какова реальная тепловая мощность алюминиевых радиаторов отопления, существует таблица с понижающими коэффициентами. Достаточно умножить параметры, указанные в документах, на соответствующие им коэффициенты, и будет получена реальная мощность обогревателя.
Что следует учесть при проведении расчетов мощности?
Проведение вычислений касаемо мощности батарей отопления – это важное дело, требующее внимания к деталям. Например, мало посчитать, какой теплоотдачей должен обладать обогреватель, чтобы нагреть помещение по всей его площади. В данном вопросе нужно учесть такие факторы, как:
- Способ подключения батареи к теплосети. Если она подсоединена перекрестным способом, то теплопотери составят всего 2%, тогда как при нижнем они увеличатся до 13%, а при однотрубной системе отопления – до 20%.
- Следует учесть регион проживания с учетом периода самых низких температур в году.
- Расчет секций алюминиевого радиатора по теплопотерям не возможен без выяснения качества теплоизоляции здания. Если взять за пример частный дом, то придется учесть в расчетах следующие показатели:
- Наличие дымохода «съедает» 10% тепла.
- Кровля приносит потерь на 20%.
- Неутепленные стены и окна по 30% каждые.
- Подвал заберет 10% тепла.
Подобные потери можно сократить, если утеплить стены, сделать качественное остекление и провести отопление на чердак и в подвал.
- Если окно в помещении выходит на север, то при подсчете мощности радиатора и количества его секций нужно к результату прибавить 10%.
- Местоположение радиатора или использование экрана так же влияют на показатели.
- Нужно точно знать, какая площадь отопления нагревается одной секцией алюминиевого радиатора. Эти данные можно получить из техпаспорта изделия.
Только учтя все нюансы, можно произвести действительно правильные расчеты мощности батареи. Если какие-то параметры определить сложно, то стоит прибавить к результату 20-30% и установить термостат, что точно лишним не будет.
Как увеличить КПД?
В том случае, если батареи уже смонтированы и не оправдали надежд своего владельца на качественное тепло, можно предпринять действия по увеличения их мощности.
- Начать можно с уборки. Мало кто знает, что обыкновенная пыль снижает теплоотдачу конструкции до 20-25%.
- Если этого оказалось мало, нужно пригласить сантехников, чтобы они прочистили алюминиевые радиаторы внутри.
- На целых 15% можно увеличить теплоотдачу алюминиевого радиатора, покрасив его в темный цвет.
- Установка теплоотражающего экрана за радиатором будет направлять тепло в помещение, а не нагревать стену. Лучше купить готовую модель, но можно воспользоваться и обычной фольгой или металлическим листом. Последний наиболее предпочтителен, так как не только отразит тепло, но и, нагревшись сам, будет делиться им с окружающими.
- Можно увеличить площадь алюминиевых радиаторов, изготовив из такого же металла кожухи. Они, нагреваясь, будут долго отдавать тепло, даже если отопление временно отключат.
- Наращивание секций в батарее так же способствует увеличению ее мощности.
Если применить хотя бы один из этих вариантов, то КПД обогревателей увеличится минимум на 10%, снизив при этом энергозатраты.
Теплоотдача – это самый важный показатель, который нужно учитывать при установке алюминиевых радиаторов. Правильно рассчитав и учтя все факторы, влияющие на него, в помещении можно создать микроклимат, который будет, не только приятен людям, но и позитивно отразится на их здоровье.
Полезное видео
IRJET — Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте
IRJET приглашает статьи из различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 8 (август 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 8, Август 2021 Публикация в процессе …
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своего Система контроля качества.
IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 8 (август 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 8, август 2021 г. Публикация продолжается …
Просмотр Документы
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.
IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 8 (август 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 8, август 2021 г. Публикация продолжается …
Просмотр Документы
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.
IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 8 (август 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 8, август 2021 г. Публикация продолжается …
Просмотр Документы
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.
IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 8 (август 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 8, август 2021 г. Публикация продолжается …
Просмотр Документы
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.
IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 8 (август 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 8, август 2021 г. Публикация продолжается …
Просмотр Документы
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.
IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 8 (август 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 8, август 2021 г. Публикация продолжается …
Просмотр Документы
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.
IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 8 (август 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 8, август 2021 г. Публикация продолжается …
Просмотр Документы
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.
Проверка радиаторов на отвод тепла
Есть несколько способов оценить эффективность рассеивания тепла радиатором. Некоторые могут предпочесть вычислительный подход с использованием одного из многих кодов CFD, доступных для моделирования тепловых потоков и потоков жидкости. Однако, поскольку геометрия радиатора сложна, требует больших вычислительных мощностей и детальных знаний о том, как использовать программное обеспечение, это может быть наименее предпочтительным подходом, за исключением специалиста CFD с подходящим бюджетом и желанием спуститься. в детали.
Другой аналитический метод, конечно же, заключается в использовании проверенных математических формул. Логарифмическая средняя разница температур (LMTD) является здесь популярным расчетом и основывается на знании общих коэффициентов теплопередачи, эффективной площади поверхности радиатора, поправочного коэффициента (иногда называемого коэффициентом незнания) и параметра, называемого LMTD двух используемых жидкостей.
Третий метод, во многом аналогичный тем же, выражает теплопередачу по-другому: разница в температуре между воздухом и стенкой радиатора, площадь поверхности, местная скорость воздуха и тип радиатора, типичный для его коэффициента «К». .Исходя из этого, мы можем рассчитать рассеиваемое тепло — конечно, в идеальных условиях, когда нет утечек и масса проходящего воздуха постоянна. Коэффициент K радиатора часто определяется из таблиц аналогичных конструкций, но что, если вы не знаете свой коэффициент K или если ваш радиатор не традиционного размера или формы? Очевидно, вы можете дождаться, пока он будет установлен и протестирован на месте в транспортном средстве, и никогда не узнать, связана ли его низкая производительность с его конструкцией или установкой. В противном случае вы можете использовать какой-нибудь стенд для испытаний радиаторов или аэродинамическую трубу.
Аэродинамическая труба радиатора принципиально отличается от той, которая используется для проверки аэродинамики транспортных средств. Наиболее очевидное различие заключается в том, что радиаторные установки обычно имеют гораздо более высокий коэффициент блокировки, поскольку весь воздушный поток будет проходить через них. Это фактически определяет тип вентилятора, который можно использовать. В «аэродинамических» туннелях транспортного средства коэффициент блокировки испытываемого автомобиля сравнительно невелик, и, следовательно, перепад давления на испытательном участке также очень низок или отсутствует вовсе.Предпочтительным типом вентилятора будет вентилятор с осевым потоком «движитель воздуха», расположенный после испытательной секции, чтобы избежать введения турбулентного потока в транспортное средство или модель. Однако туннель радиатора, заполняющий все поперечное сечение испытуемого объекта, будет иметь сравнительно большой перепад давления на нем и, следовательно, будет больше соответствовать характеристикам центробежного вентилятора, который необходимо будет разместить перед ним. тестовый раздел.
К сожалению, воздушный поток такого вентилятора далеко не однороден, и любую турбулентность, вызванную вращающимися лопастями, необходимо исправить и «выпрямить», чтобы создать ламинарный поток к радиатору.Наиболее эффективно это достигается за счет замедления потока воздуха через диффузор и пропускания его через некоторую форму «выпрямителя потока». Угол этого диффузора может быть весьма критическим, чтобы избежать разделения потока и возникающего в результате локализованного турбулентного потока. В то же время пространство часто не хватает, поэтому часто используется компромисс в виде конуса около 15-20 °.
После диффузора идет отстойная камера. Отстойная камера, предназначенная для гашения последних завихрений из воздушного потока и создания равномерного ламинарного потока, поступающего в сердцевину радиатора, будет включать в себя сотовую секцию, расположенную поперек пути воздуха.Обычно шестиугольные и изготовленные из тонкого алюминия или бумаги, отношение диаметра к ширине отдельных ячеек должно быть таким, чтобы выравнивать поток с минимальными потерями в потоке. Для типичного размера радиатора, скажем, 40 см 2 , минимальное количество этих ячеек должно составлять около 5000-6000 (75 x 75), но цифры до 25000 (150 x 150) или более могут быть легко оправданы. Наконец, после прохождения через другую, более мелкую сетку, воздух снова будет ускорен через сходящуюся секцию в рабочую секцию.
И, конечно же, когда у вас будет аэродинамическая труба с радиатором, вы сможете сопоставить результаты своих исследований CFD.
Рис.1 — Схема радиатора в аэродинамической трубе
По сценарию Джона Коксона
Тепловыделение от радиаторов и нагревательных панелей
Тепловыделение от радиатора или нагревательной панели зависит в первую очередь от разницы температур между горячей поверхностью и окружающим воздухом.Тепловыделение можно рассчитать
P = P 50 [(t i — t r ) / ln ((t i — t a ) / (t r — t a )) 1 / 49.32] n (1)
где
P = тепловыделение от радиатора (Вт, Дж / с)
P 50 = теплоотдача от радиатора при разнице температур 50 o C (Вт)
t i = температура воды на входе ( o C)
t = температура воды на выходе ( o C)
t a = температура окружающего воздуха ( o C)
n = константа, описывающая тип радиатора (1.33 для стандартных панельных радиаторов, 1,3 — 1,6 для конвекторов)
Обратите внимание, что радиаторы обычно рассчитаны на температуру средней панели 70 o C — и температуру окружающего воздуха 20 o C (разница 50 o C )
Пример — тепловыделение от радиатора
Теплоотдача от радиатора с номиналом *) тепловыделение 1000 Вт при температуре воды на входе t i = 70 o C и температура на выходе t r = 50 o C можно рассчитать
P = (1000 Вт) [((70 o C) — (50 o C)) / ln (( (70 o C) — (20 o C)) / ((50 o C) — (20 o C))) 1/49.32] 1,33
= 736 Вт
*) номинальное при температуре воды на входе t i = 80 o C , температура воды на выходе t r = 60 = 60 = 60 = 60 = 60 o C и температура окружающего воздуха t a = 20 o C
Калькулятор тепловыделения радиатора
Тепловыделение и расход воды
Калькулятор ниже можно использовать для расчета тепловыделения и расхода воды от радиатора, работающего вне стандартных условий — например, повышение или понижение температуры воды на входе или выходе или повышение или понижение температуры окружающего воздуха в помещении.
Температура воды в обратной линии и расход
Калькулятор ниже может использоваться для расчета температуры обратной воды и объемного расхода воды через радиаторы на основе фактического тепловыделения и температуры воды на входе.
Негабаритные радиаторы — довольно распространенное явление, поскольку практически невозможно адаптировать стандартный радиатор точно к требуемым тепловым потерям из комнаты. С помощью калькулятора, расположенного ниже, можно изучить последствия нестандартного тепловыделения, когда радиатор слишком большой.
При проверке теплоотдачи радиаторов учтите, что стандарты тестирования различаются. Примеры стандартов:
- BS 3528 «Спецификация для обогревателей конвекционного типа, работающих с паром или горячей водой» (отозвана, заменена на BS EN442) — температура подачи 90 o C, температура возврата 70 o C , температура воздуха 20 o C
- BS EN442 «Спецификация для радиаторов и конвекторов.»- температура подачи 75 o C , температура возврата 65 o C, температура воздуха 20 o C
Тестирование того же радиатора с BS EN442 по сравнению с BS 3528 снижает тепловую мощность с приблизительно 11% .
% PDF-1.7 % 1 0 объект >>>] / OFF [] / Order [] / RBGroups [] >> / OCGs [6 0 R 7 0 R] >> / Pages 3 0 R / StructTreeRoot 8 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 5 0 obj > / Шрифт >>> / Поля [] >> эндобдж 2 0 obj > поток 2018-07-20T13: 18: 04 + 02: 002018-07-20T13: 18: 04 + 02: 002018-07-20T13: 18: 04 + 02: 00Microsoft® Word 2016application / pdf
Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Тестирование отвода тепла
Отвод тепла — это термин для измерения способности материала передавать тепло воздуху. Работа радиатора сводится к следующему: отводить тепло двигателя, которое передается охлаждающей жидкости двигателя, и передавать его в атмосферу.Отвод тепла измеряется количеством британских тепловых единиц (БТЕ) в час, которое система может рассеять. Более высокое значение БТЕ / час означает лучшую теплопередачу и лучшее охлаждение.
Ведутся многовековые споры о том, из какого материала лучше делать радиаторы: из латуни или алюминия. Большинство людей при выборе радиатора сосредотачиваются на конструкции сердечника радиатора — сколько трубок, размер трубы, сколько ребер на квадратный дюйм и т. Д. — но сердечник — не единственная часть радиатора, которая может охлаждаться. Боковые баки вмещают больше охлаждающей жидкости, чем сердечник!
Практически каждый высокопроизводительный автомобиль, который вы видите в автомобильных журналах, имеет алюминиевый радиатор.Таким образом, вы можете предположить, что алюминий обладает лучшими охлаждающими свойствами. На самом деле это неправда, и мы хотели бы поделиться некоторыми фактами и данными испытаний, которые сравнивают алюминий с латунью и даже с композитными боковыми крышками радиаторов.
Латунные радиаторы устанавливались почти на всех автомобилях до 80-х годов. Типичный латунный радиатор оригинального оборудования отводит тепло со скоростью около 1500 БТЕ / час. Это очень хорошо, поэтому в качестве материала для радиаторов была выбрана латунь. В 80-х годах производители автомобилей хотели снизить затраты и уменьшить вес автомобиля.Это привело к изменению конструкции радиатора на использование композитных (пластиковых) баков с алюминиевым сердечником. Пластиковые резервуары пропускают около 1000 БТЕ / час; значительно меньше, чем у традиционной латунной конструкции. Далее мы переходим к алюминиевым радиаторам. Вы можете удивиться, узнав, что типичные гладкие алюминиевые баки радиаторов вторичного рынка рассеивают тепло со скоростью около 700 БТЕ / час! Это меньше половины БТЕ латунных боковых танков!
В Sterling Performance мы проводим испытания на совместимость шлангов для жидкости, топливопроводов и компонентов с различными автомобильными жидкостями, чтобы определить совместимость или влияние воздействия.
Испытания на воздействие автомобильных жидкостей путем замачивания, экспонирования и распыления:Различные компоненты, такие как фильтры, шланги, пластмассовые детали и т. Д., Можно пропитывать, распылять или подвергать воздействию различных жидкостей для определения совместимости или реакции, такой как деформация, растрескивание, набухание и т. Д.
Мы также проводим испытания на отвод тепла:Щелкните здесь, чтобы узнать больше о наших услугах по тестированию, или позвоните нам сегодня, чтобы запланировать тестирование автомобильных жидкостей и совместимости: 248-685-7811
Источник: www.flex-a-lite-blog.com; 30 марта 2010 г.
Количественный анализ факторов, влияющих на тепловыделение в металлопластиковом композитном тепловом излучателе с полусферической решеткой микроструктуры
Исследован металлопластиковый композитный радиатор тепла с полусферической решеткой микроструктуры. Количественный анализ проводился для различных факторов, влияющих на радиатор. В анализ были включены соотношение площади микроструктуры, тепла, выделяемого источником тепла, теплопроводности пластика, излучательной способности пластика, коэффициента поверхностной конвекции и температуры окружающей среды.Результаты показали, что мы можем достичь точной величины влияния на температуру источника тепла.
1. Введение
С развитием микромеханических систем и микрохимических механических систем, количество тепла, выделяемого многофункциональными и сложными системами, значительно увеличилось, а тепловая среда стала все более суровой. Обычные теплообменники не могут удовлетворить основные требования высокой эффективности, термостабильности и низкой стоимости обработки. Традиционный теплообменник изготавливается из металла или кремния, что приводит к высоким затратам на обработку и усложнению процесса.Есть два способа улучшить характеристики теплообменника: изменение композитного материала и оптимизация конструкции.
Теплообменники обычно изготавливаются из металла с относительно высокой теплопроводностью, такого как алюминий и медь. Однако металлический теплообменник имеет высокую стоимость обработки, цикл обработки относительно длинный, эффективность обработки относительно низкая, а вес металлического теплообменника очень велик. Ранее предпринимались попытки использовать полимеры в теплообменнике, но их низкая теплопроводность приводит к снижению термического КПД на несколько порядков.Были предприняты попытки [1–3] повысить теплопроводность полимера путем смешивания металлов и неорганических неметаллов. Однако из-за большого межфазного термического сопротивления между полимерным телом и упаковочным материалом увеличение теплопроводности ограничено. При увеличении объемной доли наполнителей механические свойства и технологические свойства композитов с полимерной матрицей были затронуты, и теплопроводность могла достигать только приблизительно 25 Вт / м · К.Чжоу [4] использовал компрессионное формование, чтобы поместить AlN (нитрид алюминия) в линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), чтобы получить композитный материал с теплопроводностью 1,25 Вт / м · К и более высокой термической стабильностью. чистого ЛПЭНП. Ту и Йе [5] включили графит в полистирол (ПС) для получения нанокомпозитов графит / ПС. В случае коллоидного графита его теплопроводность увеличивается до 1,95 Вт / м · К. Ю и Хинг [6] использовали смешение расплава для приготовления композита, наполненного углеродным волокном, стекловолокном, полистиролом и оксидом алюминия.Поскольку углеродное волокно с большей вероятностью образует тепловые сети глубоко внутри полимера, теплопроводность композита углеродное волокно / ПС увеличивается до 27 Вт / м · К. Хотя был принят ряд методов для значительного увеличения теплового проводимости полимеров, все еще трудно сформировать непрерывную тепловую сеть внутри полимера. Кроме того, все еще существует большой разрыв между тепловыми эффектами модифицированных полимеров и металлов. Это затруднило создание подходящей альтернативы металлам.
Использование тонкой структуры привело к внедрению компактных теплообменников. Объемный коэффициент теплоотдачи может достигать от нескольких десятков до нескольких сотен МВт / м 3 · К. По сравнению с обычным теплообменником он на пять порядков выше [7, 8]. В то же время компактный теплообменник может похвастаться рядом других преимуществ, таких как высокая эффективность теплопередачи, компактная конструкция, малый вес, а также безопасная и надежная работа.Резания и Розендаль [9] оптимизировали геометрию микроструктуры компактного алюминиевого теплообменника, чтобы снизить тепловое сопротивление теплообменника. Уменьшается поток охлаждающей жидкости, тем самым снижая потребление энергии насосом охлаждающего потока. Basuki et al. [10] изучали метод твердофазной диффузионной сварки теплообменника с микроструктурой из никелевого сплава C-22 для получения лучшей прочности на разрыв и жесткости микроструктуры. Из-за ограничений традиционных методов обработки кремниевые и металлические теплообменники имеют высокую стоимость обработки и низкую эффективность обработки.Ребра микроструктуры полимера способствуют только отводу тепла. Их можно использовать в определенных приложениях, но их теплопроводность ограничивает их применение за пределами этих режимов.
Были предприняты попытки улучшить характеристики теплопередачи модифицированных полимерных материалов или увеличить площадь теплопередачи для повышения эффективности теплопередачи микроструктурного теплообменника. Однако оказалось трудным дополнительно улучшить теплопередачу, используя только эти методы, что привело к исследованию возможности использования обоих.Харрис и др. В [11] изучались характеристики теплопередачи микроструктур алюминия, керамики и полимеров в теплообменнике с перекрестным потоком. Результаты испытаний отображаются при давлении воздуха и охлаждающей жидкости при одинаковых условиях давления, а тепловой поток в теплообменнике с микроструктурой полимерного материала может обеспечивать охлаждающий эффект, аналогичный металлическому и керамическому. Бахадур и Бар-Коэн [12] и Хан и др. [13] исследовали охлаждающий эффект пластикового радиатора. Результаты показывают, что пластиковый радиатор может заменить металлический радиатор в определенных ситуациях.Однако пластиковый радиатор имеет низкую теплопроводность и большое тепловое сопротивление. Тепло не может быть быстро или эффективно передано от источника тепла к поверхности микроструктуры. Это ограничивает эффективность теплопередачи и снижает рыночный потенциал.
Таким образом, теплообменник с металлической микроструктурой требует высоких затрат на обработку, а полимеры имеют низкую теплопроводность. Таким образом, технология достигла своих пределов, и возникла необходимость в разработке новых методов и инновационных дизайнов.В этой статье представлен новый микротеплообменник с композитной структурой, в котором в качестве проводящего элемента используется металлическая подложка, а в качестве рассеивающего элемента — пластик с микроструктурами. Проанализированы факторы, влияющие на металлопластиковый композитный радиатор тепла с полусферическим массивом микроструктур.
2. Металлопластиковый композитный радиатор с полусферической микроструктурой
Металлопластиковый композитный радиатор с полусферической микроструктурой состоит из трех слоев, как показано на рисунке 1.Первый слой — это источник тепла, которым может быть мощная электроника или светодиоды. Вырабатываемое тепло необходимо как можно скорее отвести. Первый слой — это источник тепла. Теплопроводность равна, а толщина составляет. Когда температура контакта с поверхностью составляет. Когда температура равна, теплопроводность равна, а толщина равна. Когда температура контакта с третьим слоем равна, третий слой представляет собой проводящий пластик, где теплопроводность равна, а толщина равна.Когда, площадь поверхности увеличивается за счет добавления микроструктуры. Температура поверхности составляет. На поверхностях, и, следовательно, температура слева от микроструктуры такая же, как и на правой поверхности третьего слоя. Коэффициент конвективной теплопередачи определяется выражением Следовательно, увеличение площади может увеличить теплопередачу.
3. Математическая модель
Допущения модели (1) Твердые материалы изотропны.(2) Шероховатость контактной поверхности не учитывается. Это означает, что тепловые сопротивления между источником тепла и металлическим диффузором, а также между металлическим диффузором и проводящим пластиком не учитываются. (3) Теплопередача на каждой поверхности, контактирующей с воздухом, регулируется естественной конвекцией. (4) Поскольку пластик и металл слои и источник тепла тонкие, конвекционные и радиационные потери тепла на боковой поверхности не учитываются. (5) Модель может быть упрощена как бесконечная плоская стенка для теплопроводности и рассеивания.Другими словами, температура и тепловой поток однородны в каждой точке данного поперечного сечения. (6) Источник тепла слева можно рассматривать как адиабатический.
Позвольте представить полную потерю тепла через радиатор. На поверхности проводящей пластиковой микроструктуры коэффициент конвективной теплопередачи обозначается как. Излучательная способность проводящего пластика обозначается. Физические параметры различных материалов перечислены в Таблице 1., и означают температуру источника тепла, металлического слоя и пластикового слоя, соответственно.Согласно закону сохранения энергии и закону Фурье можно получить следующие уравнения.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Когда радиатор достигает теплового баланса, мы имеем следующее: Передача тепла от источника тепла к металлическому диффузору определяется выражением Теплопередача от металлического диффузора к слою теплопроводящего пластика определяется выражением Теплопередача между слоем теплопроводящего пластика и окружающей средой определяется выражением Пусть приведенные выше уравнения будут дискретизированы приблизительно.Мы можем получить следующие упрощенные уравнения:
Таким образом, имеется четыре уравнения с пятью неизвестными параметрами:,,,,. Остальные были известными условиями. Таким образом, можно рассчитать неизвестные решения. Используя MATLAB, мы можем рассчитать кривую, на которой факторы влияют на температуру источника тепла. Чем лучше эффект рассеивания тепла, тем ниже температура.
4. Результаты и обсуждение
В этом исследовании основное внимание уделяется влиянию изменения температуры источника тепла на характеристики теплопередачи теплообменника.Численные расчеты были выполнены для определения эффекта добавления полусферического массива микроструктур. Площадь поверхности 0,0064 м 2 2 в гладком положении. Добавление полусферического массива увеличивает площадь поверхности и поднимает предел отношения площадей с 1 до 2. Когда это означает, что поверхность гладкая. Когда, это означает, что поверхность заполнена полусферой. На рис. 2 ось –– это постоянный источник тепла, а –– температура источника тепла.Как показано на рисунке 2, по мере увеличения температура источника тепла также увеличивается почти линейно. По мере уменьшения отношения площадей градиент увеличивается. При 5 Вт соотношение температур было 1,07 раза между отношениями площадей 1 и 2. Это связано с тем, что при увеличении теплопередача за счет излучения от пластикового слоя и свободной конвекции увеличивается. В результате температура снизилась.
На температуру источника тепла также может влиять тепло, выделяемое источником тепла.На рис. 3 ось –– это тепло, выделяемое источником тепла, а –– ось – температура источника тепла. При изменении от 5 Вт до 50 Вт температура увеличивается с 330 К до 510 К. Она увеличилась в 1,55 раза. Кроме того, с изменением, тенденция к увеличению постепенно уменьшается.
Как показано на рисунке 4, коэффициент теплопроводности влияет на температуру источника тепла. По мере увеличения теплопроводности температура источника тепла снижается.Температура источника тепла быстро снижается по мере изменения коэффициента теплопроводности пластика с 1 Вт / м · K до 10 Вт / м · K. Однако это быстрое снижение спадает, и температура изменяется медленнее при температуре коэффициент теплопроводности примерно 25 Вт / м · K. При более высоких значениях коэффициент теплопроводности пластика мало влияет на температуру источника тепла. Однако влияние общей теплопроводности на температуру источника тепла также невелико.Это связано с тем, что увеличение теплопроводности привело к более низкому тепловому сопротивлению, что приводит к общему снижению температуры.
На рис. 5 показано, как температура изменяется в зависимости от коэффициента излучения пластика. По мере увеличения излучательной способности температура источника тепла постепенно и линейно снижается. Когда коэффициент излучения увеличивается с 0,1 до 0,98, температура источника тепла снижается примерно на 18 ° C. При постоянной площади поверхности увеличение излучательной способности приводит к увеличению излучаемого тепла.Это приводит к более низкой температуре у источника.
Поверхностная конвекционная теплопередача также влияет на температуру источника тепла. Чем больше поверхностная конвекция, тем ниже температура источника тепла. На рис. 6 ось –– это коэффициент поверхностной конвекции, а –– температура источника тепла. Правило изменения температуры источника тепла как коэффициента теплопередачи естественной конвекции — параболическая кривая. Коэффициент теплопередачи составлял от 5 Вт / м 2 · K до 25 Вт / м 2 · K с соответствующим падением температуры источника тепла с 342 K до 315 K.Это связано с тем, что при постоянном объеме по мере увеличения коэффициента конвективной теплопередачи увеличивается тепловыделение.
Температура окружающей среды влияла на температуру источника тепла. Температура источника тепла линейно увеличивалась с увеличением температуры окружающей среды. На рис. 7 ось –– температура окружающей среды, –– ось –– температуру источника тепла. При повышении температуры окружающей среды с 298 K до 324 K температура источника тепла увеличивалась с 330 K до 353 K.Наклон линейной аппроксимации составил 1,13. Другими словами, при изменении температуры окружающей среды на 1 К температура источника тепла изменилась на 1,13 К. Следовательно, температура источника тепла изменилась быстрее, чем температура окружающей среды.
5. Выводы
В данной статье был представлен металлопластиковый композитный радиатор тепла с полусферической решеткой микроструктуры. Были изучены факторы, влияющие на теплопередачу, а именно: площадь микроструктуры, тепло, выделяемое источником тепла, коэффициент теплопроводности, коэффициент излучения теплопроводящего пластика, коэффициент естественной конвекции и температура окружающей среды.Результаты показывают следующее. (I) Поскольку отношение площади микроструктуры к площади охлаждения теплопроводящего пластика уменьшилось с 2 до 1, температура источника тепла увеличилась в 1,07 раза. (Ii) Поскольку тепло, выделяемое источником тепла, изменяется с 5 Вт до 50 Вт, температура увеличивается в 1,55 раза. (iii) Коэффициент теплопроводности теплопроводящего пластикового слоя мало влияет на температуру перехода. (iv) Поскольку коэффициент излучения проводящего пластикового слоя изменено с 0.1 до 0,98, температура упала на 18 К. (v) При изменении коэффициента конвективной теплопередачи с 5 Вт / м 2 · K до 25 Вт / м 2 · K температура снизилась на 27 К. (vi) Температура источника тепла была выше при более высокой температуре окружающей среды. При изменении температуры окружающей среды на 1 К температура источника тепла изменилась на 1,13 К. Однако в данной статье исследуются только микроструктурные теплообменники из металлопластиковых композитов определенного размера.Нам нужно снова смоделировать и получить кривую зависимости для теплового радиатора разного размера.
Обозначения
| : | Теплопроводность |
| : | Толщина |
| : | Температура |
| : | Коэффициент теплопередачи |