Теплоотдача одной секции биметаллического радиатора: Мощность 1 секции биметаллических радиаторов отопления

Мощность 1 секции биметаллических радиаторов отопления

Основной задачей любой батареи отопления является обогрев помещения. По этим причинам теплоотдача — главный параметр, который стоит учитывать при покупке. Для каждой модели отопительных приборов значения теплоотдачи разные, в том числе и для биметалла. На этот параметр влияет объём и количество секций.

Итак, какая мощность 1 секции биметаллических радиаторов отопления? Зная значение, можно правильно рассчитать необходимый размер прибора.

Что такое теплоотдача

Биметаллический радиатор отопления

Определение теплоотдачи сводится к паре простых слов — это количество тепла, выделяемое радиатором в течение определённого времени. Мощность радиатора, тепловая мощность, тепловой поток — обозначение одного понятия и измеряется в Ваттах. Для 1 секции биметаллического радиатора это число равно 200 Вт.

Таблица теплоотдачи радиаторов отопления

В некоторых документах встречаются значения теплоотдачи, рассчитанные в калориях за 1 час. Во избежание путаницы, калории легко переводятся в Ватты с помощью простейших подсчётов (1 Вт = 859,8 кал/час).

Тепло от батареи обогревает комнату в результате трёх процессов:

• теплообмена;
• конвекции;
• излучения.

Процесс обогрева комнаты

Каждая модель отопительных приборов использует все виды обогрева, но в разных пропорциях. Например, радиатором считаются те батареи, передающие в окружающее пространство от 25% тепловой энергии посредством излучения. Но сейчас термином «радиатор» начали называть любой отопительный прибор вне зависимости от основного метода обогрева.

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.

Мусор и грязь в батарее отопления

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 пример

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 (Т_вх+Т_вых)/2 и температурой воздуха в помещении, Т_вх  и Т_вых – 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 70^оС, что возможно только в холодном помещении. Теплоноситель редко нагревают выше 85^оС, значит, максимальную теплоотдачу можно получить только при температуре воздуха в комнате Т=15^оС, 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 70^оС значение теплового напора может легко достигать 100^оС. Например, давление и температура теплоносителя на входе систему отопления высотного дома составляет 15-18 Бар и 105-110^оС, а для паровых систем и 120^оС. 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 95-97^оС, что даст прибавку в теплоотдаче на 15-20%. Кроме того, тосол обеспечит хорошую сохранность алюминиевых, чугунных, стальных труб и теплообменников.

Теплоотдача биметаллических радиаторов отопления — читать обзорную статью

При выборе радиаторов отопления большинство пользователей ориентируется на оптимальное соотношение цены и эффективности. Среди современных изделий, представленных на рынке, наиболее удачное соотношение имеют биметаллические радиаторы отопления с высокой теплоотдачей.

Почему БИметалл?

Название радиаторов (приставка «би» определяет двоичный характер явления) связано с использованием двух достаточно близких по свойствам, но все же отличающихся материалов — стали и алюминия.

Сплав на основе «черного» металла — сталь — обладает высокими прочностными характеристиками, мало подвержен коррозии благодаря специальным добавкам, стоек к механическим (в том числе ударным) и гидравлическим (высокое давление в трубопроводе) нагрузкам, легко выдерживает значительные перепады температур. При этом его способность отдавать тепло напрямую в воздух относительно мала, зато он хорошо передает тепло другому металлу, соприкасающемуся с ним напрямую.

Алюминий, в отличие от стали, имеет меньшую прочность и способность сопротивляться внешним воздействиям. Он легче окисляется (корродирует), чувствителен к наличию кислот и щелочей в контактной среде. Зато его способность «делиться» теплом в пять, а то и в шесть раз превышает тот же показатель для стали (для сравнения — коэффициент теплопередачи стали составляет 47 Вт/м*К, алюминия — 202-236 Вт/м*К).

Поэтому принцип производства радиаторов основан на удачном сочетании свойств двух металлов:

• Из стали изготавливаются сердечники, трубы, по которым идет теплоноситель. Сплав мало чувствителен к уровню pH жидкости, легко выдерживает гидравлические удары, постоянную нагрузку от веса алюминиевого корпуса.
• Оребрение из алюминия не контактирует с теплоносителем напрямую, поэтому долгое время сохраняет свои химические и физические свойства. Передаваемое от стального сердечника и теплопроводных каналов тепло легкие элементы корпуса равномерно распределяют в пространство.
• Дополняющие друг друга свойства обеспечивают теплоотдачу биметаллических радиаторов отопления на уровне 136-204 Вт от одной секции (зависит от габаритов секции).

Для сравнения чугунные батареи старого образца дают 140-160 Вт тепловой энергии от секции, а чисто алюминиевые — 140-180 Вт.

Размеры

Современные радиаторы из биметалла чаще всего поставляются с межосевым расстоянием (между верхним и нижним коллектором, по которым идет теплоноситель) 300 мм, 350 мм и 500 мм. Иногда встречаются модели с расстоянием 623 мм и 813 мм.

Габариты изделий при этом всегда больше, поскольку алюминиевый корпус выступает сверху и снизу от коллекторов (сердечников) для увеличения общей площади отдающей тепло поверхности.

Для радиаторов с межосевым расстоянием 350 мм можно встретить высоту изделия 400, 423, 425, 430 мм, для межосевого расстояния 500 мм — высоту 550, 560, 572, 575, 580 мм. Таким образом, при выборе биметаллических радиаторов отопления необходимо учитывать не только теплоотдачу, но и габариты модели — ведь вполне может оказаться, что для монтажа под окном (традиционное место установки) радиатор слишком велик.

Важно: расстояние для эффективного отопления помещения от крайних плоскостей прибора обогрева до преграды:

• До подоконника — минимум 50 мм
• До пола — минимум 60 мм
• До стены — минимум 25 мм

Если подоконник шире обычного, то есть полностью перекрывает расположенный под ним отопительный прибор, обязательно увеличение зазора и/или выполнение вентиляционных отверстий в панели подоконника. В противном случае окно будет запотевать, а качество обогрева помещения существенно ухудшится.

Количество секций: расчет по теплоотдаче

Выполнить теплотехнический расчет с необходимой степенью точности, учесть все нюансы может только специалист.

Для получения точных данных, необходима следующая информация:

• Размеры комнаты (площадь).
• Высота потолков.
• Количество и размер окон, балконных блоков, дверей, других проемов; при наличии арочного проема в соседнее помещение расчет усложняется, поскольку вычисления необходимо делать для обоих помещений — через проем идет теплообмен.
• Количество наружных стен и их ориентация по сторонам света.
• Тип наружных стен, характер их утепления (если оно присутствует).
• Высота подоконников для определения необходимого межосевого расстояния радиатора.
• Данные о теплоотдаче 1 секции биметаллического радиатора отопления в соответствии с выбранной моделью.

Однако для «прикидочного» определения необходимого количества секций покупателю достаточно знать только площадь комнаты и теплоотдачу секции. Формула расчета проста:

N = S/P*100,

где N — расчетное количество секций

S — площадь помещения в метрах

P — теплоотдача одной секции в ваттах (не киловаттах!)

Результат вычислений не учитывает всех нюансов, перечисленных в списке выше, поэтому полученную цифру необходимо умножить на коэффициент запаса 1,1-1,2 и округлить до ближайшего целого числа.

Интересно, что специалисты часто рекомендуют использовать такое же количество секций, какое было в заменяемых радиаторах. Такой совет связан с тем, что при выборе числа секций проводились аналогичные теплотехнические расчеты.

Тем не менее, сравнивая теплоотдачу чугунных и биметаллических радиаторов отопления, несложно заметить — новых изделий потребуется меньше за счет их большей эффективности.

Очень важно при выборе модели и количества секций радиатора иметь в виду температуру теплоносителя. Для частного дома этот параметр можно выставить самостоятельно (при наличии автономной системы отопления), а вот для многоквартирных зданий, обслуживаемых коммунальными службами, необходимы предварительные замеры.

Важно: теплоотдача биметаллических радиаторов отопления, как и любых других, указывается для определенной температуры теплоносителя в системе. Если иное не указано, подразумевается температура 90/70 градусов Цельсия. Это значит, что на подаче воды в радиатор теплоноситель должен иметь температуру 90 градусов, на выводе — 70 градусов. Данные параметры соблюдаются не всегда, поэтому перед выполнением расчетов необходимо уточнить информацию у поставщика услуги или путем замеров.

При недостаточном нагреве теплоносителя эффективность биметаллических радиаторов отопления падает до 10-50%.

С САНТЕХПРОМ выгодно!

Наша компания — один из ведущих поставщиков биметаллических радиаторов отопления с повышенной теплоотдачей. В ассортименте САНТЕХПРОМ имеются модели с межосевым расстоянием 300 и 500 мм, глубиной 90, 95 и 100 мм. Ширина секции во всех моделях составляет 80 мм.

Различия в тепловой отдаче одной секции позволяют без проблем подобрать необходимый вид радиаторов и нужное количество секций без переплат.

Наши специалисты помогут с расчетом и подбором подходящей модели, проконсультируют по способам подключения, порекомендуют необходимые дополнительные комплектующие. Звоните по телефону +7 (495) 730-70-80 сегодня, чтобы зимой в Вашем доме было тепло!

таблица мощности и определение количества секций на 1 м2

Даже человеку с опытом бывает трудно различить на первый взгляд алюминиевый и биметаллический радиаторы.

Это понятно, так как верх у них абсолютно одинаков, но если взять их в руки, то разница сразу почувствуется: вторые немного тяжелее первых, хотя значительно легче чугунных.

Но, различие между ними не только в весе. Вызвана она особенностью строения биметаллических батарей.

Особенность радиаторов из биметалла

Выбирая тип обогревателя, потребители ориентируются на несколько параметров, которые указывают даже неопытным новичкам, насколько устройство подходит или не подходит для имеющейся системы отопления. Среди них основными являются те, что характеризуются техническими характеристиками конструкции:

• Теплоотдача биметаллических радиаторов выше, чем алюминиевых, за счет встроенного внутри стального сердечника. Хотя сталь не назовешь идеальным проводником тепла, так как ее коэффициент составляет всего 47 Вт/м*К, но обрамление из алюминия, который разогревается практически мгновенно и имеет показатель теплоотдачи 200-236 Вт/м*К, создало из них отличных «партнеров».
• Долговечность конструкции считается одной из самых длительных, и составляет 20-25 лет, о которых заявляют производители. На самом деле, подобные радиаторы способны работать без перебоев до 50 лет и более. Это связано с тем, что алюминиевый кожух не соприкасается с теплоносителем, а значит, не подвергается коррозии, чем обычно «страдают» батареи, полностью изготовленные из этого металла.
• Мощность одной секции биметаллического радиатора определяет, сколько потребителю необходимо элементов для каждого отдельного помещения с учетом всех возможных теплопотерь в нем. Даже если произвести самые элементарные расчеты по площади комнаты, установить радиатор, а тепла не будет хватать, то нарастить еще одну – две секции можно в любой момент. То же самое, если в помещении переизбыток тепла, их можно демонтировать.
• Противостояние мощным гидроударам, которыми «страдает» централизованная система обогрева, это один из самых важных параметров, позволяющий применять батареи из биметалла в многоквартирных домах.

Примечательно, но строение радиаторов этого типа устраняет еще один крупный недостаток других видов обогревателей: им не страшен состав и качество теплоносителя. Если для алюминия, например, требуется чистая вода с определенным уровнем Ph, которую невозможно обеспечить в общегородской системе обогрева, то стальные коллекторы внутри биметаллических батарей готовы «сотрудничать» с любым типом теплоносителей.

Понятие теплоотдачи

Чтобы разобраться, сколько кВт в 1 секции биметаллического радиатора, следует изначально понять, что этот параметр означает.

Такие термины, как тепловой поток или мощность, являются определением количества тепла, которое выделяет радиатор за конкретный промежуток времени. Так теплоотдача одной секции биметаллического радиатора равна 200 Вт.

Некоторые производители применяют в обозначении мощности батареи не Ватты, а количество выделяемых калорий в час. Чтобы избежать недоразумений, следует перевести этот показатель, исходя из соотношения 1 Вт = 859,8 кал/ч.

Если сравнивать батареи из разных видов металлов, то не только теплоотдача будет у них разная, но и остальные важные параметры. Ниже приведена таблица теплоотдачи биметаллических радиаторов в сравнении с чугунными, стальными и алюминиевыми аналогами. И нее видно, что по всем показателям этот вид батарей – это лучший «кандидат» для установки в домах с централизованной системой обогрева.

Как правило, определяясь с обогревателем, следует учитывать не только то, с какой системой отопления он будет работать, но и способ подключения. Даже точно зная, сколько кВт в одной секции биметаллического радиатора и произведя все расчеты, количества элементов в готовой конструкции может не хватить для качественного обогрева помещения. Это связано с тем, что потребители либо не знают, либо просто забывают учитывать способ подключения батареи к сети.

Так нижнее подключение позволяет спрятать все трубы в пол или стену, но при этом «съедает» до 20% тепла. Если этого не учесть, когда производится расчет секций биметаллических радиаторов, то в комнате будет прохладно. Это далеко не все нюансы, которые следует учитывать перед покупкой батарей отопления.

Размер и объем одной секции

Мощность биметаллического радиатора напрямую связана с его размером и емкостью. Потребителям хорошо известно, что, чем меньше носителя в батарее, тем он экономнее и эффективнее работает. Это связано с тем, что малое количество той же воды нагревается значительно быстрее, чем, когда ее много, а значит и электроэнергии будет затрачено меньше.

В зависимости от межосевого расстояния, объем радиаторов колеблется:

• При 200 мм – 0.1-0.16 л.
• Межосевое расстояние 350 мм содержит от 0.17 до 0.2 л.
• При параметре 500 мм – 0.2-0.3 л.

Зная, например, емкость и мощность секции биметаллического радиатора 500 мм, можно рассчитать, сколько теплоносителя потребуется для конкретного помещения. Если конструкция состоит из 10 секций, то в них поместится от 2 до 3 литров воды.

В магазинах устройства представлены готовыми моделями биметаллических радиаторов, состоящие из 8, 10, 12 или 14 секций, но потребители, чаще всего, предпочитают покупать каждый элемент по отдельности.

Расчет количества секций по размеру и площади

Чтобы в квартире или доме было по-настоящему тепло, следует заранее рассчитать количество секций биметаллического радиатора на 1 м2. Самый простой и приблизительный способ, как это сделать, произвести вычисления по площади комнаты. Формула выглядит следующим образом:

N = S/P х 100

N – это нужное количество секции;

S – площадь помещения;

P – кВт в секции биметаллического радиатора.

Например, для комнатки площадью 3х4 м2 потребуется:

3х4 м2х100/200Вт = 6 (12 м2х100/200Вт).

Таким образом, для такой маленькой комнатки потребуется 6 секций, но следует учитывать, что подобное вычисление приблизительное. Если у нее одна или две наружные стены или в ней есть балкон или окно, все это снизит показатели мощности радиатора, так как часть тепла попросту будет ими «съедаться».

Чтобы получить более точные данные, потребуется учесть высоту потолков, расположение окон, способ подключения радиатора, наличие внешних стен и качество их утепления.

Таким образом, теплоотдача биметаллических радиаторов отопления напрямую зависит от нескольких параметров, которые, сведя воедино, дадут полную картину того, сколько секций требуется для помещения определенной площади.

Как показывает практика использования биметаллических радиаторов в квартирах с централизованным обогревом, правильно рассчитанная мощность и установка необходимого количества секций позволяет не только качественно обогреть комнату, но и значительно экономить на оплате коммунальных услуг.

Когда предстоит замена старых чугунных батарей на конструкции из биметалла, профессионалы рекомендуют использовать то же количество секций, что было в старой системе. Это вызвано тем, то для каждого конкретного помещения когда-то уже производились расчеты количества секций по их мощности с учетом теплопотерь.

Так как биметалл превышает мощностью чугун, то такое же количество элементов создаст нужный микроклимат в помещении без повышения электро затрат. Такой подход экономит время на произведение расчетов, так что потребителю остается только определиться с размером устройства и местом, где оно будет монтироваться.

видео-инструкция как рассчитать своими руками, особенности расчета одной секции батарей отопления, таблица, цена, фото

Оба радиатора, как алюминиевый, так и биметаллический имеют внешнее сходство. Распознать отличие можно лишь, подержав их в руках, второй весит на порядок больше, что объясняется его устройством – внутри отопительного прибора расположены стальные трубки, благодаря которым радиатор разрешено использовать в сети центрального отопления. Об этом, а также о теплоотдаче устройства и поговорим ниже.

Биметаллические радиаторы обладают высокой теплоотдачей каждой секции

Устройство

Почему потребовались такие конструктивные дополнения в алюминиевый радиатор? Ведь теплоотдача этого металла гораздо больше стали, соответственно, в квартире с алюминиевыми отопительными приборами будет заметно теплее.

Наглядно видно, что теплопередача алюминия больше железа в 2 раза

Но дело в том, что алюминий имеет «уязвимые места», и прежде всего, связано с качеством теплоносителя, использующегося для городских теплосетей. Используемый теплоноситель несет с собой всевозможные примеси, в том числе щелочи и кислоты, которые разрушают алюминий.

Второй важный момент – неспособность противостоять гидравлическому давлению, что не редкость для домов, подключенных к системе центрального отопления.

Свойства

В пользу биметаллических отопительных приборов говорят следующие факты:

Радиатор состоит из стальной втулки и алюминиевого корпуса

Таким образом, в биметаллических радиаторах сохранены все положительные качества алюминиевых приборов.

Они обладают:

• высокой теплоотдачей;
• привлекательным внешним видом;
• хорошей компактностью.

С учетом их конструктивных особенностей, можно с уверенностью утверждать, что они станут идеальным выбором при монтаже своими руками отопительной системы в городских квартирах.

Сравнительная таблица теплоотдачи биметаллических радиаторов отопления демонстрирует разницу между моделями разных производителей

Теплоотдача и способ подключения

Правильно подобранное количество секций радиатора для определенной комнаты – это только половина работы. Оставшаяся часть – найти оптимальный способ подключения отопительного прибора, чтобы он в полной мере смог показать свои качества. Итак, придется выбирать из таких вариантов:

Теплоотдача одной секции биметаллического радиатора при двухтрубном прямом одностороннем подключении самая максимальная

Можно сделать вывод, что:

• если вы хотите добиться максимальной теплоотдачи от отопительных приборов со стандартным количеством секций 7-10, необходимо ориентироваться на прямое одностороннее их подключение к центральному отоплению;
• в том случае, когда площадь помещения достаточно большая и требуется производить монтаж радиаторов с количеством секций превышающим 12, подойдет диагональное включение прибора в двухтрубной системе (подача + обратка).

На фото – диагональный способ подключения радиатора из 12 секций

Правильное место монтажа

Еще один немаловажный вопрос, о котором нередко мы забываем, считая, что о не такой существенный. Классический вариант – под окном, но почему?

Это связано с доступом холодного воздуха в помещение:

• через окно его поступает гораздо больше, чем через наружные стены;
• он сразу опускается вниз и начинает стелиться по полу, вызывая дискомфорт и желание подняться выше.

Поэтому нужно поставить тепловой барьер, который позволит разбавить или даже полностью свести на нет холодный поток.

Совет: используйте радиатор шириной, составляющей 70-90% от оконного проема, тогда воздух, поступающий с улицы сразу же начнет прогреваться.

Есть также определенные правила установки, которые необходимо соблюдать, чтобы создать хорошую конвекцию и улучшить тем самым теплоотдачу:

• оставляйте между отопительным прибором и полом просвет, равный 60 мм и более;
• от подоконника расстояние до верхней части радиатора должно быть почти столько же – 50-60 мм и более;
• от стены следует отступить на 25 мм и более.

Теплоотдача 1 секции биметаллических радиаторов зависит напрямую от правильного размещения отопительного прибора

Рекомендуем также:

• в угловой комнате с дополнительной наружной стеной для снижения тепловых потерь установите на холодной стене еще один прибор. Его основной задачей будет компенсация мощности, причем высота монтажа при этом роли не играет, примите за образец уровень батарей, установленных под оконными проемами;
• прежде чем монтировать радиаторы, произведите расчет количества секций, чтобы тепловой мощности было достаточно, учитывая потери через стены и окна.

Совет: для увеличения теплоотдачи установите за прибором фольгированный экран из пенофола, металлической стороной вовнутрь помещения.

Вывод

Нормальная теплоотдача отопительных приборов позволяет не только получать необходимое тепло в комнату, но и даже реально экономить. Биметаллические радиаторы – мощные приборы, способные при правильном подключении и установке быстро и качественно нагревать жилые и коммерческие помещения. Видео в этой статье даст возможность найти дополнительную информацию по вышеуказанной теме.

Мощность 1 секции биметаллического радиатора

Сегодня предлагаю поговорить о мощности 1 секции биметаллического радиатора. Про алюминий и чугун мы уже говорили, наступила очередь биметалла. Биметалл по своим характеристикам очень похож на алюминий и поэтому их мощность практически схожа …

Напомню биметалл — это относительно новый вид материала батарей отопления, который состоит из двух металлов стального сердечника внутри и алюминиевого корпуса сверху. Такое сочетание призвано в первую очередь, работать с большим давлением в радиаторах, до 40 атмосфер.

По сути, биметалл это доработанный алюминиевый радиатор. Однако применение стального сердечника несколько ухудшает теплоотдачу радиатора. Не намного конечно, но факт остается фактом.

Биметаллические радиаторы как собственно и алюминиевые поставляются в основном в двух форматах. Высотой в 500 мм и высотой в 350 мм.

Радиатор высотой 500 мм

Стандартный биметаллический радиатор именно такой устанавливается в сотнях квартир в России. Мощность одной секции такого радиатора, по заверению производителя колеблется от 170 до 210 Вт тепловой энергии. Но по сути, после разговора с установщиками, нужно рассчитывать мощность 1 секции в 150 Вт тепловой энергии. Ведь производители всегда немного завышают характеристики (замеряют при идеальных условиях, особенно китайские).

Радиатор высотой в 350 мм

Это уменьшенная версия радиаторов устанавливается либо рядом с большими окнами. Либо в труднодоступных местах. Мощность такой секции, по паспорту колеблется от  120 до 150 Вт тепловой энергии. На деле стоит ожидать даже от хорошего производителя около 100 — 120 Вт тепла.

Как говорят мне установщики – всегда нужно брать батареи чуть – чуть с запасом, а иначе температура в комнате будет не комфортной (будет прохладно).

Конечно, всегда нужно правильно рассчитывать радиаторы отопления (почитайте в этой статье там по полкам). Тогда дома будет тепло и комфортно.

На этом все читайте наш строительный блог.

Теплоотдача биметаллических радиаторов отопления таблица

Теплоотдача биметаллических радиаторов: устройство приборов, способы и место подключения

Оба радиатора, как алюминиевый, так и биметаллический имеют внешнее сходство. Распознать отличие можно лишь, подержав их в руках, второй весит на порядок больше, что объясняется его устройством — внутри отопительного прибора расположены стальные трубки, благодаря которым радиатор разрешено использовать в сети центрального отопления. Об этом, а также о теплоотдаче устройства и поговорим ниже.

Биметаллические радиаторы обладают высокой теплоотдачей каждой секции

Устройство

Почему потребовались такие конструктивные дополнения в алюминиевый радиатор? Ведь теплоотдача этого металла гораздо больше стали, соответственно, в квартире с алюминиевыми отопительными приборами будет заметно теплее.

Наглядно видно, что теплопередача алюминия больше железа в 2 раза

Но дело в том, что алюминий имеет «уязвимые места», и прежде всего, связано с качеством теплоносителя, использующегося для городских теплосетей. Используемый теплоноситель несет с собой всевозможные примеси, в том числе щелочи и кислоты, которые разрушают алюминий.

Второй важный момент – неспособность противостоять гидравлическому давлению, что не редкость для домов, подключенных к системе центрального отопления.

В пользу биметаллических отопительных приборов говорят следующие факты:

В биметаллических конструкциях теплоноситель циркулирует по стальным трубкам, не контактируя с алюминием.

Биметаллический радиатор способен выдержать давление от 30 до 40 бар, что полностью исключает возможность разрушения от гидроудара.

Производители данных отопительных приборов гарантируют их длительную работу. В среднем срок службы устанавливается на уровне 20 лет.

Радиатор состоит из стальной втулки и алюминиевого корпуса

Таким образом, в биметаллических радиаторах сохранены все положительные качества алюминиевых приборов.

• высокой теплоотдачей;
• привлекательным внешним видом;
• хорошей компактностью.

С учетом их конструктивных особенностей, можно с уверенностью утверждать, что они станут идеальным выбором при монтаже своими руками отопительной системы в городских квартирах .

Сравнительная таблица теплоотдачи биметаллических радиаторов отопления демонстрирует разницу между моделями разных производителей

Теплоотдача и способ подключения

Правильно подобранное количество секций радиатора для определенной комнаты – это только половина работы. Оставшаяся часть – найти оптимальный способ подключения отопительного прибора, чтобы он в полной мере смог показать свои качества. Итак, придется выбирать из таких вариантов:

Самый оптимальный вариант подсоединения не только биметаллического радиатора, но и любого другого. Именно этот показатель теплоотдачи вы можете видеть в паспорте устройства.

В данном случае теплоноситель попадает в радиатор сверху, полностью проходит по всем его секциям и уходит с этой же стороны снизу.

Неплохой вариант и полностью себя оправдывает только для батарей с большим количеством секций, а именно — > 12 штук. Нагретая вода поступает в устройство с одной стороны сверху, проходит по каналам и выходит через нижний радиаторный выход с другой стороны.

В данном случае вы сможете максимально снизить возможные теплопотери и добиться необходимого результата.

Используется в том случае, когда по проекту трубопровод отопительной системы скрыт в полу. Инструкция подключения следующая: вход – с одной стороны в нижнее отверстие устройства, выход – из нижнего отверстия с другой стороны.

Как показывает опыт, в этом случае придется добавить секцию, так как потери тепла составят в пределах 10%.

Данное подключение представляет собой последовательное соединение радиаторов отопления. Теплопотери могут при этом достичь 40%, поэтому использовать в системах автономного отопления не рекомендуем, иначе цена тепла будет неподъемной.

Теплоотдача одной секции биметаллического радиатора при двухтрубном прямом одностороннем подключении самая максимальная

Можно сделать вывод, что:

• если вы хотите добиться максимальной теплоотдачи от отопительных приборов со стандартным количеством секций 7-10. необходимо ориентироваться на прямое одностороннее их подключение к центральному отоплению;
• в том случае, когда площадь помещения достаточно большая и требуется производить монтаж радиаторов с количеством секций превышающим 12. подойдет диагональное включение прибора в двухтрубной системе (подача + обратка).

На фото – диагональный способ подключения радиатора из 12 секций

Правильное место монтажа

Еще один немаловажный вопрос, о котором нередко мы забываем, считая, что о не такой существенный. Классический вариант – под окном, но почему?

Это связано с доступом холодного воздуха в помещение:

• через окно его поступает гораздо больше, чем через наружные стены;
• он сразу опускается вниз и начинает стелиться по полу, вызывая дискомфорт и желание подняться выше.

Поэтому нужно поставить тепловой барьер, который позволит разбавить или даже полностью свести на нет холодный поток.

Совет: используйте радиатор шириной, составляющей 70-90% от оконного проема, тогда воздух, поступающий с улицы сразу же начнет прогреваться.

Есть также определенные правила установки, которые необходимо соблюдать, чтобы создать хорошую конвекцию и улучшить тем самым теплоотдачу:

• оставляйте между отопительным прибором и полом просвет, равный 60 мм и более;
• от подоконника расстояние до верхней части радиатора должно быть почти столько же – 50-60 мм и более;
• от стены следует отступить на 25 мм и более.

Теплоотдача 1 секции биметаллических радиаторов зависит напрямую от правильного размещения отопительного прибора

• в угловой комнате с дополнительной наружной стеной для снижения тепловых потерь установите на холодной стене еще один прибор. Его основной задачей будет компенсация мощности, причем высота монтажа при этом роли не играет, примите за образец уровень батарей, установленных под оконными проемами;
• прежде чем монтировать радиаторы, произведите расчет количества секций, чтобы тепловой мощности было достаточно, учитывая потери через стены и окна.

Совет: для увеличения теплоотдачи установите за прибором фольгированный экран из пенофола, металлической стороной вовнутрь помещения.

Нормальная теплоотдача отопительных приборов позволяет не только получать необходимое тепло в комнату, но и даже реально экономить. Биметаллические радиаторы – мощные приборы, способные при правильном подключении и установке быстро и качественно нагревать жилые и коммерческие помещения. Видео в этой статье даст возможность найти дополнительную информацию по вышеуказанной теме.

Таблицы теплоотдачи радиаторов отопления разных материалов

Главная задача радиаторов отопления — эффективный и качественный обогрев комнаты, в которой он установлен.

Это зависит от такой характеристики как теплоотдача. Этот показатель измеряется в Вт и указывает на то, сколько тепловой энергии выделяется радиатором в течение определенного периода времени.

Он является уникальным для каждого радиатора и зависит от его размера, материала, из которого он изготовлен и от теплоносителя.

На теплоотдачу может влиять также способ его подключения и особенности размещения. Это можно понять на простом примере — радиатор, встроенный в нишу, будет отапливать помещение медленнее, чем установленный обычным образом.

Расчет теплоотдачи радиатора

Теплоотдача радиатора рассчитывается по формуле:

где: k — коэффициент теплопередачи радиатора, Вт/м*К;

А — площадь поверхности радиатора, м²;

ΔT — температурный напор — разность между температурой радиатора и отапливаемого помещения, °С.

В данном случае, значение разницы температур будет одинаковым при вычислении ее в градусах и Кельвина и Цельсия .

Таблица. 1 Коэффициент теплоотдачи радиаторов по материалу

Тип радиатора по материалу

Коэффициент теплоотдачи (Вт/м*К)

Итак, биметаллические обогреватели по сравнению с другими являются самыми эффективными. Все дело в их конструктивных особенностях. они представляют собой алюминиевый корпус с прочным каркасом из стальных трубок внутри него. Такой радиатор подойдет как для квартиры в многоэтажном доме, так и в коттедже.

Алюминиевые радиаторы уступают биметаллическим в плане эффективности теплопередачи, но они имеют меньший вес и стоят дешевле. Помимо этого алюминиевый сплав может быть подвержен негативному воздействию некачественного теплоносителя.

Чугунные радиаторы существенно отличаются от всех остальных. Обладая значительным весом, они являются наименее эффективными. Их главные преимущества — долговечность и высокая тепловая инерция. Они дольше держат тепло и продолжают обогревать помещение даже спустя какое-то время после отключения котла.

No related posts.

Добавить комментарий Отменить ответ

© Copyright 2017. Все права защищены.

Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче

Реальная теплоотдача радиаторов отопления различных видов продолжает служить предметом споров, что не утихают на различных интернет-площадках и форумах. Споры ведутся в контексте, какие из них лучшие по этому показателю, что в итоге оказывает влияние на выбор тех или иных приборов отопления пользователями. Поэтому есть смысл провести сравнение тепловой мощности радиаторов разных типов, оценив их реальную теплоотдачу. О чем и говорится в материале, представленном вашему вниманию.

Как правильно рассчитать реальную теплоотдачу батарей

Начинать надо всегда с технического паспорта, что прилагается к изделию производителем. В нем вы точно обнаружите интересующие данные, а именно — тепловую мощность одной секции либо панельного радиатора определенного типоразмера. Но не спешите восхищаться отличными показателями алюминиевых или биметаллических батарей, указанная в паспорте цифра — не окончательная и требует корректировки, для чего и нужно сделать расчет теплоотдачи.

Зачастую можно услышать такие суждения: мощность алюминиевых радиаторов самая высокая, ведь общеизвестно, что теплоотдача меди и алюминия – самая лучшая среди других металлов. У меди и алюминия наилучшая теплопроводность, это верно, но передача тепла зависит от многих факторов, о коих будет сказано далее.

Прописанная в паспорте отопительного прибора теплоотдача соответствует истине, когда разница между средней температурой теплоносителя (t подачи + t обратки)/2 и в помещении равна 70 °С. С помощью формулы это выражается так:

Для справки. В документации на изделия от разных фирм данный параметр может обозначаться по-разному: dt, Δt или DT, а иногда просто пишется «при разнице температур 70 °С».

Что означает, когда в документации на биметаллический радиатор написано: тепловая мощность одной секции равна 200 Вт при DT = 70 °С? Разобраться поможет та же формула, только надо в нее подставить известное значение комнатной температуры – 22 °С и провести расчет в обратном порядке:

Зная, что разность температур в подающем и обратном трубопроводах не должна быть больше 20 °С, надо определить их значения таким образом:

Теперь видно, что 1 секция биметаллического радиатора из примера отдаст 200 Вт теплоты при условии, что в подающем трубопроводе будет вода, нагретая до 102 °С, а в комнате установится комфортная температура 22 °С. Первое условие выполнить нереально, поскольку в современных котлах нагрев ограничен пределом 80 °С, а значит, батарея никогда не сможет отдать заявленных 200 Вт тепла. Да и редкий случай, чтобы теплоноситель в частном доме разогревали до такой степени, обычный максимум – это 70 °С, что соответствует DT = 38—40 °С.

Порядок расчета

Получается, что реальная мощность батареи отопления гораздо ниже заявленной в паспорте, но для ее подбора надо понимать, насколько. Для этого есть простой способ: применение понижающего коэффициента к начальной величине тепловой мощности нагревателя. Ниже представлена таблица, где прописаны значения коэффициентов, на которые надо умножить паспортную теплоотдачу радиатора в зависимости от величины DT:

Алгоритм расчета настоящей теплоотдачи отопительных приборов для ваших индивидуальных условий такой:

1. Определить, какая должна быть температура в доме и воды в системе.
2. Подставить эти значения в формулу и рассчитать свою реальную Δt.
3. Найти в таблице соответствующий ей коэффициент.
4. Умножить на него паспортную величину теплоотдачи радиатора.
5. Подсчитать число отопительных приборов, нужное для обогрева комнаты.

Для приведенного выше примера тепловая мощность 1 секции биметаллического радиатора составит 200 Вт х 0.48 = 96 Вт. Стало быть, для обогрева помещения площадью 10 м2 понадобится 1 тыс. Вт теплоты или 1000/96 = 10.4 = 11 секций (округление идет всегда в большую сторону).

Представленная таблица и расчет теплоотдачи батарей надо использовать, когда в документации указана Δt, равная 70 °С. Но бывает, что для разных приборов от некоторых фирм – производителей дается мощность радиатора при Δt = 50 °С. Тогда пользоваться этим способом нельзя, проще набрать требуемое количество секций по паспортной характеристике, только взять их число с полуторным запасом.

Для справки. Многие производители указывают значения теплоотдачи при таких условиях: t подачи = 90 °С, t обратки = 70 °С, t воздуха = 20 °С, что соответствует Δt = 50 °С.

Сравнение по тепловой мощности

Если вы внимательно изучили предыдущий раздел, то должны понимать, что на теплоотдачу очень влияют температуры воздуха и теплоносителя, а эти характеристики мало зависят от самого радиатора. Но есть и третий фактор — площадь поверхности теплообмена, а тут конструкция и форма изделия играет большую роль. Поэтому идеально сравнить стальной панельный обогреватель с чугунным затруднительно, их поверхности слишком разные.

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

Примечание. Характеристики алюминиевых и биметаллических продуктов с точки зрения тепловой мощности практически идентичны, сравнивать их нет смысла.

Можно попытаться провести сравнение алюминия со стальным панельным радиатором, взяв ближайший типоразмер, подходящий по габаритам. Упомянутые 5 алюминиевых секций GLOBAL высотой 600 мм имеют общую длину около 400 мм, что соответствует стальной панели KERMI 600х400. Выходит, что даже трехрядный стальной прибор (тип 30) выдаст лишь 572 Вт при Δt = 50 °С. Но надо учитывать, что глубина радиатора GLOBAL VOX составляет всего 95 мм, а панели KERMI – почти 160 мм. То есть, высокая теплоотдача алюминия дает о себе знать, что отражается на габаритах.

В условиях индивидуальной системы отопления частного дома батареи одинаковой мощности, но 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 возвращают более холодную воду 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 появляется небольшое запаздывание при автоматическом регулировании расхода теплоносителя термостатическими головками.

Из всего вышесказанного напрашивается простой вывод. Не суть важно, из какого материала изготовлен радиатор, главное, чтобы он был верно подобран по мощности и подходил пользователю во всех отношениях. А вообще, для сравнения не помешает ознакомиться со всеми нюансами работы того или иного прибора, а также где какой можно устанавливать.

Сравнение по другим характеристикам

Об одной особенности работы батарей – инертности – уже было упомянуто выше. Но для того чтобы сравнение радиаторов отопления было корректным, его надо производить не только по теплоотдаче, но и по другим важным параметрам:

• рабочему и максимальному давлению;
• количеству вмещаемой воды;
• массе.

Ограничение по величине рабочего давления определяет, можно ли устанавливать отопительный прибор в многоэтажных зданиях, где высота столба воды может достичь сотни метров. Кстати сказать, это ограничение не касается частных домов, где давление в сети не бывает высоким по определению. Сравнение по вместительности радиаторов может дать представление об общем количестве воды в системе, которое придется нагревать. Ну а масса изделия важна при определении места и способа его крепления.

В качестве примера ниже показана сравнительная таблица характеристик различных радиаторов отопления одинакового размера:

Примечание. В таблице за 1 единицу принят отопительный прибор из 5 секций, кроме стального, представляющего собой единую панель.

Заключение

Если провести сравнение более широкого круга производителей, то все равно выяснится, что по теплоотдаче и другим характеристикам первое место прочно удерживают алюминиевые радиаторы. Биметаллические обойдутся дороже, что не всегда оправдано, так как они лучше только по рабочему давлению. Стальные батареи – это скорее бюджетный вариант, а вот чугунные, наоборот, — для ценителей. Если не принимать во внимание советские чугунные «гармошки» МС140, то ретро радиаторы – самые дорогие из всех существующих.

Рекомендуем:

Какие краны лучше выбрать для радиаторов отопления Какие радиаторы отопления лучше выбрать — алюминиевые или биметаллические Кварцевый обогреватель для дома – решение вопроса или очередная проблема

Радиаторы и обогреватели > Сравнение радиаторов отопления по теплоотдаче

Источники: http://gidroguru.com/otoplenie/otopit-pribory/radiatory/2864-teplootdacha-bimetallicheskih-radiatorov, http://holodine.net/dopolnitelnoe-uteplenie/radiator/type/tablicy-teplootdachi-radiatorov-otopleniya/, http://otivent.com/sravnenie-radiatorov-otopleniya-po-teplootdache

Передача тепла излучением

Передача тепла посредством излучения происходит в форме электромагнитных волн, в основном в инфракрасной области. Излучение, испускаемое телом, является следствием теплового перемешивания составляющих его молекул. Радиационная теплопередача может быть описана со ссылкой на «черное тело» .

Черное тело

Черное тело определяется как тело, которое поглощает все излучение, падающее на его поверхность. Настоящих черных тел в природе не существует, хотя их характеристики приблизительно соответствуют дыре в коробке, заполненной материалом с высокой поглощающей способностью.Спектр излучения такого черного тела был впервые полностью описан Максом Планком.

Черное тело — это гипотетическое тело, которое полностью поглощает все длины волн падающего на него теплового излучения. Такие тела не отражают свет и поэтому кажутся черными, если их температура достаточно низкая, чтобы не быть самосветящимися. Все черные тела, нагретые до заданной температуры, излучают тепловое излучение.

Энергия излучения в единицу времени от черного тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры и может быть выражена с помощью закона Стефана-Больцмана как

q = σ T ⁴ A (1)

, где

q = теплопередача в единицу времени (Вт)

σ = 5.6703 10 ^-8 (Вт / м ² K ⁴ ) — Постоянная Стефана-Больцмана

T = абсолютная температура в кельвинах (K)

A = площадь излучающего тела (м ² )

Константа Стефана-Больцмана в имперских единицах

σ = 5,6703 10 ^-8 (Вт / м ² K ⁴ )

= 1.714 10 ^-9 (БТЕ / (час фут ^{2 o} R ⁴ ))

= 1,19 10 ^-11 (БТЕ / (час в ^{2 o} R ⁴⁾ ))

Пример — тепловое излучение от поверхности Солнца

Если температура поверхности Солнца составляет 5800 K и если мы предположим, что Солнце можно рассматривать как черное тело энергия излучения на единицу площади может быть выражена изменением (1) на

q / A = σ T ⁴

= ( 5.6703 10 ^-8 Вт / м ² K ⁴ ) (5800 K) ⁴

= 6,42 10 ⁷ (Вт / м ² )

Серые тела и коэффициент излучения Коэффициенты

Для объектов, отличных от идеальных черных тел («серых тел»), закон Стефана-Больцмана может быть выражен как

q = ε σ T ⁴ A (2)

, где

ε = коэффициент излучения объекта (один — 1 — для черного тела)

Для серого тела падающее излучение (также называемое излучением) частично отражается, поглощается или проходит.

Коэффициент излучения находится в диапазоне 0 < ε <1, в зависимости от типа материала и температуры поверхности.

Чистая скорость радиационных потерь

Если горячий объект излучает энергию в более холодное окружение, чистая радиационная скорость потерь тепла может быть выражена как

q = ε σ (T _h ⁴ — T _c ⁴ ) A _h (3)

где

T _h = абсолютная температура горячего тела (K)

T _c = абсолютная температура холодного окружения (K)

A _h = площадь горячего объекта (м ² )

Потери тепла от нагретой поверхности в неотапливаемую среду со средними лучистыми температурами указаны в таблице ниже.

Калькулятор радиационной теплопередачи

Этот калькулятор основан на уравнении (3) и может использоваться для расчета теплового излучения от теплого объекта в более холодное окружение.

Обратите внимание, что температура на входе указывается в градусах Цельсия.

ε — коэффициент излучения

t _h — горячая температура объекта ( ^o C)

t _c — холодная температура окружающей среды ( ^o C)

A _c — площадь объекта (м ² )

Закон косинуса Ламберта

Тепловыделение от поверхности под углом β можно выразить с помощью закона косинуса Ламберта как

q _β = q cos β (4)

где

q _β = тепловыделение под углом β

q = тепловыделение от поверхности

β = угол

,

Конспект лекций: H81HMT: Теплопередача. Раздел 1: Правила поведения

ИМЯ УЧАЩИХСЯ: ___

УНИВЕРСИТЕТ Ноттингема

ОТДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И

МОДУЛИ

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА:

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

ТЕПЛООБМЕН:

РАЗДЕЛ 1:

Проводимость

КОНВЕНЕР МОДУЛЯ: Dr Vernon Collis

Помещение: Coates A

H81HMT Тепло- и массообмен:

Кредиты: 10

Сводка содержания:

Этот модуль представляет основы тепломассообмена.Модель

фундаментальные идеи проводимости (закон Фурье), конвекции и

Радиация будет проводиться разведка, в том числе разработка комплекса

уравнения переноса, использующие метод анализа размеров

(БЕКИНГЕМ, ТЕРОМС). Примеры будут проанализированы с участием

«реальные» системы теплопередачи.

Термин «массоперенос» относится к тенденции компонента в

смесь для перемещения из области высокой концентрации в область низкой

концентрация.Эти движения называются диффузией и будут изучены.

с применением закона диффузии Фика.

Ссылки на модуль

:

Материалы курса доступны через платформу UoN Moodle:

moodle.nottingham.ac.uk/course/view.php?id=

Список для чтения:

Коулсон и Ричардсон
Том 1 Химической инженерии: Поток жидкости, теплопередача и масса
Перевод:

Incropera, DeWitt, Bergman, Lavine;
Основы тепломассообмена (6-е издание)

Оценка:

6 0% Суммарный экзамен

40% S2 Неделя8 Курсовая работа Семестр2 Неделя

Руководитель модуля: доктор Вернон Коллис

вернон[email protected]

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

Теплопередача имеет дело с энергией (теплом) при передаче в результате
разница температур между материальными телами. Это наука,
предсказывает механизм, скорость и состояния равновесия передачи.
Теплообмен происходит почти во всех химических процессах: жидкости должны быть
нагретые или охлаждаемые, сосуды и трубы должны быть изолированы, чтобы минимизировать нагрев
потери, реакторы отдают тепло или тепло им необходимо подавать и т. д.

Есть три основных механизма теплопередачи.

1. Проводимость:

Возникает там, где поток тепла является результатом передачи колебательного
энергия от одной молекулы к другой и / или движением свободного
электроны, например в металлах, обладающих высокой теплопроводностью.

2. Конвекция:

Часто доминирующим механизмом в жидкостях, где передача тепла в основном
из-за макроскопического движения жидкости.
Естественная конвекция возникает из-за разницы в плотности, возникающей из-за
градиенты температуры в системе
Принудительная конвекция возникает там, где жидкость находится в движении, например.грамм. жидкость
перекачивается через трубу или теплообменник.

3. Излучение:

Тепловая энергия в виде электромагнитных волн. Самый доминирующий
когда речь идет о горячих телах, например в высокотемпературной части
печи. Тепло, излучаемое одним телом, частично поглощается
второе тело, которое тем самым нагревается.

Тепловизионное изображение: Лицо человека

Тепловое изображение: 3K микроволновый фон

(свидетельство в пользу теории возникновения Вселенной «Большого взрыва»)

Значение U представляет собой общий коэффициент теплопередачи системы.
и достигается путем рассмотрения всех коэффициентов теплопередачи (h) в
система.Для приведенного выше примера это будут две конвективные
коэффициенты теплопередачи вместе с коэффициентом теплопроводности через
стенка трубы.

U обычно принимают за постоянную величину в рассматриваемых диапазонах температур,
но он зависит от температуры жидкости, и это
может потребоваться принять во внимание при тех же обстоятельствах. Обратите внимание, что
скорость теплопередачи Q одинакова для всех секций в установившемся режиме.
условия.

Аналогия: Термическое сопротивление:

Обычно для ряда последовательных электрических сопротивлений:

R = R1 + R2 + R

Для трех указанных выше сред индивидуальные термические коэффициенты
(ч / Вт м-2 К-1) может быть представлен как:

ч 1, ч 2 и ч 3

и

соответствующая разница температур определяется как:

T 1, T 2 и T 3

Применяя «Закон Ома», где V = I.R мы можем написать математически
эквивалентное ТЕРМИЧЕСКОЕ выражение:

сравнение дает:

Электрический ток (I / A) Тепловой ток (Q / W)

Разница потенциалов (мкВ / В) Разница температур (мкТ / К)

Электрическое сопротивление (R / ) Тепловое сопротивление (RT / K W-1)

где:

для конвективных сред с коэффициентами передачи (ч / Вт м-2 К-1)

ИЛИ

для сред с известной теплопроводностью (к / Вт м-1 K-1)

р 1 р 2 р 3

2. Переменные области

Если площадь для каждой среды разная, e.грамм. толстостенная труба или
цилиндр, то это нужно учитывать. Обычный подход
для выбора конкретной области в качестве основы для общей теплопередачи.

В данном случае:

####### QhA 11 T 1 hA 22 T 2 hA 33 T 3









     
11 22 33

1 2 3

1 1 1
hA h A hA

Т Т Т Q

Предположим, что за основу выбрано A 1, тогда U 1 для всей системы:

с учетом отдельных секций:

(

)

(

)

Примечание:
RT = U 1 A 1 = U 2 A 2 = U 3 A 3 — выбор произвольный

Можете ли вы переписать приведенные выше уравнения в терминах U 2 и U 3?

Толстые трубы (цилиндры):

undefinedundefined

Полые сферы:

(

undefined

) (

undefined

)

[ПРИМЕЧАНИЕ: Расчет термического сопротивления (RT) для толстых труб
и полые сферы будут рассмотрены далее в этом буклете]

ПРОВЕДЕНИЕ (Закон Фурье):

Плоская стена:

Для плоской стенки толщиной, x

Скорость теплового потока Q по площади A определяется по формуле:

х

кАТ Т
Q

 (1  2)


Для небольшого расстояния dx это можно записать как:










dx

дТ
Q ка

Это называется ЗАКОН ФУРЬЕ

где :…

х
Q

к
Т 1

Т 2

х
Q

к
Т 1

Т 2

«k» — коэффициент теплопроводности материала (Вт · м-1 · K-1)

, а знак «минус» означает:

Температурный градиент (T) противоположен направлению потока (x)

График, показывающий ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ градиент температуры

т / К

ТОТ

TCOLD

х / м

Пример 1:

Найдите теплопотери на квадратный метр поверхности (Q / Вт м-2) через
кирпичная стена 0.Толщиной 6 м при температуре внутренней поверхности 420 K и внешней
находится при 300 К.

Коэффициент теплопроводности кирпича (k) можно принять равным 0,7 Вт · м-1 K-

Схема:

Используйте это место и / или противоположную пустую страницу для своих решений

х
Q

к
Т 1

Т 2

х
Q

к
Т 1

Т 2

ТЕПЛОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ СЕРИИ:

Если переставить уравнение:

х

кАТ Т
Q

.. (1  2)


можно написать:

 xk

Т Т А
Q

(1  2)


где:

термин

известен как термическое сопротивление (RT / W-1 K)

, а член

— коэффициент передачи (ч / Вт м-2 К-1).

Тепловые сопротивления могут быть суммированы для случая теплопередачи
через полный раздел, сформированный из различных СМИ последовательно.

т 1 т 2 т 3 т 4

Если у нас есть композитная стена из трех материалов с термическим
проводимости k 1, k 2, k 3, с толщиной, как показано выше, и с
температуры Т 1, Т 2, Т 3 и Т 4 на гранях.

Мы можем писать для каждого раздела по очереди, отмечая, что одинаковое количество
тепло Q должно проходить через каждую область A:

Q
к А

х
Т Т

Q
к А

х
Т Т

Q
кА

х
Т Т

3

3
3 4

2

2
2 3

1

1
1 2

 

 

 

к А

х

1

1
к А

х

2

2

к А

х

3

3
к А

х

1

1
к А

х

2

2

к А

х

3

3

Пример 2:

Печь построена с 0.20 м огнеупорного кирпича, 0,10 м из изоляционного кирпича
и 0,20 м строительного кирпича. Температура внутренней стенки 1200 К и
температура наружной стены 330 К. Теплопроводность равна
соответственно: 1,4, 0,21, 0,7 Вт м-1 К-1.

Каковы потери тепла на единицу площади?

Рассчитайте температуры T 1 и T 2 на двух стыках с
изоляционный кирпич.

,

Проводимость, конвекция и излучение — 3 режима теплопередачи

Как следует из названия, теплопередача — это перемещение тепла или тепловой энергии от одного объекта или объекта к другому. Этот перенос происходит тремя способами: проводимостью, конвекцией и излучением. В этом сообщении ScienceStruck подробно обсуждаются методы теплопередачи и их применения.

Что такое тепло?

Тепло можно определить как процесс передачи тепловой энергии от объекта или к объекту.И поскольку это процесс, объекты или тела содержат не тепло, а тепловую энергию.

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

Почему вы обжигаете руку при прикосновении к горячей сковороде, поставленной на конфорку? Как работает система охлаждения автомобильного двигателя? Почему вам тепло, если вы некоторое время стоите на солнце? Ответы на все эти вопросы лежат в концепции теплопередачи и трех режимов теплопередачи.Но прежде чем обсуждать теплопередачу, давайте кратко рассмотрим раздел физики, известный как «термодинамика».

Термодинамика — это изучение взаимосвязи между теплом и другими формами энергии. Тепловое равновесие наступает, когда макроскопические изменения в системе перестают происходить со временем. Если вы положите лед в стакан с водой, вода с более высокой температурой будет передавать тепловую энергию кубику льда. Это будет продолжаться до тех пор, пока кубик льда не превратится в воду той же температуры, что и вода в стакане.Таким образом достигается состояние теплового равновесия. Термодинамика применима к системам, находящимся в тепловом равновесии. Явление теплопередачи касается систем, которые не находятся в тепловом равновесии.

Теплопередача анализирует скорость передачи тепла. Разница температур или температурный градиент между рассматриваемыми системами является предпосылкой для теплопередачи. Температурный градиент определяется как разница температур на единицу длины или скорость изменения температуры.Передача тепла в любом направлении зависит от величины температурного градиента в этом направлении. Теплопередача основана на следующих фундаментальных законах

• Закон сохранения массы
• Законы движения Ньютона
• Законы термодинамики

Режимы теплопередачи

Проводимость

● Электропроводность может возникать в твердых телах и жидкостях. Это передача тепла через среду или объекты, находящиеся в физическом контакте.

● Горячая сковорода, поставленная на конфорку, обжигает вашу руку, если вы дотронетесь до нее, потому что между нагретой сковородой и вашей рукой происходит теплопроводность. Рассмотрим газ, который находится в стационарном состоянии (т.е. переменные состояния, такие как давление, плотность, температура, постоянны). Проводимость можно представить как передачу энергии от более энергичных частиц к менее энергичным (здесь молекулам) в результате взаимодействия между ними. Эта энергия связана с поступательным движением, а также с внутренними вращательными и колебательными движениями молекул.

● Это также можно назвать «диффузией» из-за наличия градиента температуры и передачи энергии от молекул с более высокой температурой и концентрацией к молекулам с более низкой температурой и концентрацией.

● Пример теплопроводности — термопара. Это устройство для измерения температуры, состоящее из двух разнородных металлов, соединенных вместе в два перехода. Температура горячего спая измеряется относительно эталонного холодного спая. Электродвижущая сила (ЭДС) создается в двух стыках из-за наличия градиента температуры, который измеряется.

● Как упоминалось ранее, теплопередача анализирует скорость теплообмена. Уравнение скорости теплопроводности известно как «закон Фурье». Для одномерной плоской стены это:

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

q ” _x = -k dT / dx

где, q ” _x = скорость теплопередачи в x-направлении на единицу площади, перпендикулярной направлению переноса
Константа пропорциональности k — это свойство переноса, известное как теплопроводность (Вт / м · K), и является характеристическим материала.
dT = разница температур между двумя поверхностями стенки толщиной dx
Знак минус указывает на то, что теплопередача идет в направлении снижения температуры.

Конвекция

● Конвекция — это передача тепла от жидкости к твердой поверхности или внутри жидкости.

● Это сочетание объемного движения жидкости (адвекция) и случайного движения молекул (диффузия)

● Конвекционные токи — лучший пример этого режима теплопередачи.Когда чугунная сковорода с водой помещается на горелку, в воде образуются конвекционные токи. Более теплые и менее плотные молекулы движутся вверх, а более холодные опускаются. Конвекционные потоки, возникающие в комнате с радиатором, показаны на следующем рисунке. Радиатор втягивает снизу прохладный воздух, который нагревается через его ребра. Горячий воздух выходит сверху, сохраняя тепло в помещении.

● Конвекция бывает двух видов:

1. Естественная конвекция: возникает из-за разницы в плотности, вызванной температурным градиентом между жидкостью и поверхностью.
2. Принудительная конвекция: внешние средства, такие как вентиляторы, насосы, компрессоры, используются для приведения жидкости в движение.

● Уравнение скорости конвекции известно как закон охлаждения Ньютона.

q ”= h (T _с — T _∞ )

где, q ” = конвективный тепловой поток (Вт / м ² )
h = коэффициент конвективной теплопередачи.

Радиация

● Материя, имеющая конечную температуру, излучает энергию в космос в форме электромагнитных волн.Это известно как «излучение».

● Излучение с поверхности Солнца — хорошо известный пример. Люди могут сидеть у костра и греть руки над ним из-за тепла, излучаемого костром.

● Наличие среды несущественно для распространения этих электромагнитных волн. На самом деле излучение наиболее эффективно происходит в вакууме.

● Встречается в твердых телах, жидкостях и газах.

● Эмиссионная мощность «E» определяется как скорость, с которой тепловая энергия выделяется на единицу площади веществом поверхности.Верхний предел этой излучаемой мощности дается законом Стефана-Больцмана:

E _b = σ T _с ⁴

где, T _s = абсолютная температура K поверхности
σ = 5,57 X 10 ^-8 Вт / м ² K ⁴ = постоянная Стефана-Больцмана.

Коэффициент теплопередачи

● Коэффициент конвективной теплопередачи «h» — это количество тепла, передаваемого за единицу времени через единицу площади при разнице температур в один градус между поверхностью и окружающей средой.
Единица измерения = Вт / м ² K

● Термин 1 / ч называется термическим сопротивлением.

● Общий коэффициент теплопередачи:
Скорость теплового потока через композитную стену с учетом всех режимов теплопередачи (например, за счет теплопроводности, конвекции и излучения) может быть выражена как:

Q = U × A (T _i — T _o ) = (T _i — T _o ) / ΣR

, где T _i , T _o — температуры на внутренней и внешней сторонах композитной стены, соответственно
A = Площадь теплового потока перпендикулярно направлению теплового потока (м ² )
U = Общий коэффициент теплопередачи
ΣR = 1 / UA = Общее или комбинированное тепловое сопротивление стены.

Приложения

● Охлаждение человеческого тела, домашнее отопление, бытовое использование энергии включают все три режима передачи тепла.

● Применения конвекции включают систему охлаждения автомобильного двигателя, скорость кровотока в периферических сосудах и т. Д.

● Термопара — это устройство, которое использует теплопроводность как способ передачи тепла.

● Радиаторы черного тела, парниковый эффект, некоторые примеры излучения.

● Вакуумная колба разработана с учетом расчетов теплопередачи

● Тепловые двигатели, холодильники и тепловые насосы.

Таким образом, на практике теплопередача обычно представляет собой комбинацию двух или всех трех режимов. Это было краткое описание этих режимов.

,

Механизмы теплопередачи — Energy Education

Рис. 1. На фотографии выше показан аэрогель, чрезвычайно хороший теплоизолятор, между паяльной лампой и спичками. Аэрогель блокирует все тепло от паяльной лампы и предотвращает возгорание спичек. ^[1]

Механизмы передачи тепла — это просто способы передачи тепловой энергии между объектами, и все они основаны на основном принципе, согласно которому кинетическая энергия или тепло должны находиться в равновесии или в равных энергетических состояниях .Есть три различных способа передачи тепла: теплопроводность, конвекция и лучистое тепло (часто называемое излучением, но это более общий термин, включающий множество других явлений). ^[2] Существует связанное с этим явление передачи скрытого тепла, называемое эвапотранспирацией.

Проводимость

основная статья

Электропроводность — это простейшая модель теплопередачи с точки зрения возможности математического объяснения происходящего.Это движение кинетической энергии в материалах из областей с более высокой температурой в области с более низкой температурой через вещество. ^[3] Молекулы просто отдают свою энергию соседним молекулам, пока не будет достигнуто равновесие. В моделях проводимости не рассматривается движение частиц в материале.

Конвекция

Рис. 2. Воздух над сушей нагревается быстрее, чем воздух над водой, что приводит к конвекции, которая ощущается как прохладный океанский бриз. ^[4]

основная статья

Конвекция — это передача тепла посредством движения жидкости (например, воздуха или воды).Разница между проводимостью и конвекцией заключается в движении материального носителя; конвекция — это движение тепловой энергии за счет движения горячей жидкости (в отличие от нагрева другого материала за счет движения атомов). Обычно это движение происходит из-за разницы в плотности. Более теплые частицы менее плотны, поэтому частицы с более высокой температурой будут перемещаться в области с более низкой температурой, а частицы с более низкой температурой будут перемещаться в области с более высокой температурой. Жидкость будет продолжать движение до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие.

Радиация

Рис. 1. Костры излучают лучистую «энергию» и ощущаются как «лучистое тепло». ^[5]

основная статья

Тепло, передаваемое излучением, называется лучистым теплом. Как и свет, лучистое тепло — это лучистая энергия, и для ее переноса не обязательно требуется среда. Этой форме передачи энергии способствует тип электромагнитного излучения. ^[6] Все движущиеся заряженные частицы испускают электромагнитное излучение.Эта излучаемая волна будет распространяться, пока не столкнется с другой частицей. Частица, которая получает это излучение, получит его в виде кинетической энергии. Частицы будут получать и излучать излучение даже после того, как все будет при одинаковой температуре, но этого не замечают из-за того, что в этот момент материал находится в равновесии.

Этот тип теплопередачи особенно важен при установке температуры Земли. Радиация как передача тепла — это то, как Земля получает энергию от Солнца. Радиация также важна для парникового эффекта.

Эвапотранспирация

Рис. 1. Круговорот воды зависит от эвапотранспирации. ^[7]

основная статья

Эвапотранспирация — это энергия, переносимая фазовыми изменениями, такими как испарение или сублимация. ^[8] Вода требует значительного количества энергии для изменения фазы, поэтому этот процесс подтверждает, что водяной пар обладает значительным количеством энергии, связанной с ним. Этот тип механизма передачи энергии часто не указывается среди различных типов механизмов передачи, поскольку его труднее понять.

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons. (30 июля 2015 г.). Airgel [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b4/Aerogel_matches.jpg
2. ↑ Hyperphysics, Heat Transfer [Online], доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/heatra.html
3. ↑ Hyperphysics, Heat Conduction [Online], доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/heatra.html#c2
4. ↑ »Свойства выборки для чтения: плотность создает токи.» [В сети]. Доступно: http://www.propertiesofmatter.si.edu/Density_Creates.html
5. ↑ Wikimedia Commons [Интернет], доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fire_from_brazier.jpg
6. ↑ Р. Чабай и Б. Шервуд, «Энергия и импульс излучения», в «Материя и взаимодействия», 3-е изд., Хобокен, штат Нью-Джерси: Wiley, 2011, глава 24, раздел 5, стр. 1002-1003
7. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://en.wikipedia.org/wiki/Evapotranspiration#/media/File:Surface_water_cycle.SVG
8. ↑ USGS, Evapotranspiration — The Water Cycle [Online], доступно: http://water.usgs.gov/edu/watercycleevapotranspiration.html

,