К вопросу выбора отопительного прибора

Обеспечение теплового баланса в обогреваемых помещениях. Классификация нагревательных приборов. Изучение требований к ним. Оценка теплоотдачи, расчет теплового напряжения металла. Анализ характеристик отопительного оборудования. Выбор медных конвекторов.

Рубрика Физика и энергетика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 27.02.2017
Размер файла 59,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

К вопросу выбора отопительного прибора

Дрон Ю.И., инженер.

Балмаев Б.Г., кандидат экономических наук,

генеральный директор ЗАО “НИИЦемент”

Расчетная тепловая мощность любой системы отопления, как правило, определяется на основании составления теплового баланса в обогреваемых помещениях, который формируется в соответствии с температурами воздуха внешней среды в отопительный период, присущими природным условиям конкретной местности.

Основными элементами систем отопления, используемыми для передачи тепла от теплоносителя к воздуху отапливаемых помещений, являются нагревательные приборы, которые по преобладающему способу теплоотдачи делятся на следующие виды [1,2,3]:

-радиационные, передающие излучением не менее 50% всего вырабатываемого теплового потока (потолочные отопительные панели и излучатели),

-конвективно-радиационные, передающие конвекцией 50%-75% общего теплового потока (радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы, напольные отопительные панели),

-конвективные, передающие конвекцией не менее 75% общего теплового потока (конвекторы и ребристые трубы).

В настоящее время в системах отопления наиболее широкое распространение получили конвективные и конвективно-радиационные приборы, которые, как, например, показано в [4], можно свести к следующим пяти основным типам:

-секционные радиаторы (например, двухколонные радиаторы без оребрения типа М-140 и с оребрением типа М-140-АО и «Стандарт»),

-стальные панельные радиаторы (приборы с гладкой поверхностью, например, типа РСВ - с вертикальными каналами и типа РСГ - с горизонтальными каналами),

-гладкотрубные приборы (например, приборы, выполненные из стальных гладких труб с наружным диаметром 76, 89, 102 и 108 мм),

-конвекторы с кожухом типа «Комфорт» и без кожуха типа «Аккорд»,

-приборы из ребристых труб (например, ребристые трубы, изготовленные из серого чугуна длиной 500, 750, 1000, 1500 и 2000мм с круглыми ребрами).

Основные требования, которые предъявляются к отопительным приборам, условно можно разделить на следующие шесть групп [3,4]:

-теплотехнические: заключаются в том, чтобы нагревательные приборы наилучшим образом передавали тепло от теплоносителя к воздуху отапливаемого помещения через единицу площади теплоотдающей поверхности при прочих равных условиях (расход и температура теплоносителя, температура воздуха, место установки и т.д.), т.е. чтобы имели высокий коэффициент теплопередачи Кпр (плотность теплового потока на внешней поверхности стенки при температурном напоре равном единице), Вт/(м2.К);

-экономические: низкая стоимость нагревательного прибора, количество металла, затраченное на его изготовление, отнесенное к единице тепла, отдаваемого нагревательным прибором, должны быть наименьшим, а металл, применяемый для изготовления прибора, - доступным;

-архитектурно-строительные: соответствие дизайна приборов (внешнего вида) интерьеру помещения, увязка со строительными конструкциями, минимальные площадь и объем, занимаемые приборами в помещениях, компактность, т.е. их строительные глубина и длина, приходящиеся на единицу теплового потока, должны быть наименьшими;

-санитарно-гигиенические: поддержание заданной температуры воздуха и внутренних поверхностей ограждений помещения во времени при допустимой подвижности воздуха, ограничение температуры нагрева поверхностей отопительных приборов с целью предотвращения сопровождающихся выделением вредных веществ (в частности окиси углерода) разложения и сухой возгонки органической пыли, появляющейся на нагретой поверхности (разложение пыли начинается при температуре 65-70°С и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80°С, а при температурах поверхности приборов выше 95°С пыль вообще пригорает к металлу), а также обеспечение доступности и возможности легкого и полного удаления пыли с поверхностей нагрева отопительных приборов и пространства вокруг них;

-производственно-монтажные: минимальное число унифицированных узлов и деталей, механизация их изготовления, минимизация трудовых затрат и ручного труда при монтаже;

-эксплуатационные: эффективность работы в течение всего срока эксплуатации, надежность (безотказность, долговечность, ремонтопригодность), безопасность, бесшумность работы и техническое совершенство, управляемость теплоотдачи, зависящая от тепловой инерции приборов, температурная устойчивость и водонепроницаемость стенок приборов при предельно допустимых гидростатических давлениях в системе отопления.

В табл.1 для сравнения приведены качественные показатели основных типов широко распространенных в системах отопления конвективно-радиационных и конвективных отопительных приборов по пяти группам предъявляемых к ним требований.

Таблица 1. Качественные показатели отопительных приборов [4].

Отопитель-ный

прибор

Требования, предъявляемые к приборам

Теплотехнические

Экономические

Архитектурно-

строительные

Санитарно-

гигиенические

Производственно-

монтажные

Кпр Вт/(м2ЧК)

стоимость

расход

металла

внешний

вид

компакт-

ность

Температура

поверхности

очистка

от пыли

Механизация

изготовления

трудозатраты

при монтаже

Радиатор:

чугунный

секционный,

стальной

панельный

8,3-11,3

+

-

-

++

-

-

-

-

10,5-11,5

+

+

+

-

-

+

++

+

Гладко-

трубный

прибор

10,5-14,0

-

-

-

-

-

++

-

-

Конвектор:

без кожуха

с кожухом

4,7-7,0

+

+

-

-

+

-

++

+

5,0-3,5*

+

+

+

+

+

-

++

+

Ребристая

труба

4,7-5,5

+

-

-

+

+

-

-

-

*Теплопередача конвекторов с кожухом заметно зависит от высоты кожуха [3].

Из табл.1 следует, что самым высоким коэффициент теплопередачи Кпр, являющийся важнейшим теплотехническим показателем, может быть у гладкотрубных отопительных приборов. При этом в целом у радиационно-конвективных приборов коэффициенты теплопередачи Кпр близки по своим значениям и примерно в 1,5-2,0 раза выше, чем у приборов конвективного типа. Также в табл.1 условными знаками отмечены и другие показатели, характеризующие степень соответствия приборов, предъявляемым к ним требованиям, так знаком «+» отмечены положительные показатели, знаком «-» - отрицательные, а знак «++» указывает на показатели, определяющие их основное преимущество [4]. Сравнивая показатели, приведенные в табл.1, можно сделать вывод, что приборами, которые удовлетворяют наибольшему числу основных требований, являются конвекторы с кожухом.

На практике же, при проектировании или выборе отопительного прибора, большое значение придается не только коэффициенту теплопередачи Кпр, но и показателю теплоотдачи с 1,0 погонного метра длины прибора. Для сравнения теплотехнических характеристик основных отопительных приборов в табл.2 приведена их относительная теплоотдача с 1,0м длины в равных тепло-гидравлических условиях при использовании в качестве теплоносителя воды (теплоотдача чугунного секционного радиатора глубиной 140мм принята за 100%) [5].

Таблица 2. Относительная теплоотдача отопительных приборов длиной 1,0м [5].

Отопительный прибор

Глубина прибора, мм

Теплоотдача прибора длиной 1,0м, %

Радиатор секционный:

типа М-140-АО

140

100

типа МС-90

90

71,6

Радиатор панельный:

типа РСВ-1-500

18

44,5

типа РСГ-1-500

21

52,7

Гладкая труба:

Ду32

42

6,3

Ду100

108

12,8

Конвектор с кожухом:

типа “Комфорт-20” (КН20)

160

68,7

типа “Ритм” (КО20)

180

62,5

Конвектор без кожуха:

типа “Аккорд” (КА)

60

30,8

типа “Прогресс-20”

70

30,0

Ребристая труба

175

44,6

Здесь видно, что наиболее высокой теплоотдачей на 1,0м длины отличаются секционные радиаторы и конвекторы с кожухом, а наименьшую теплоотдачу имеют конвекторы без кожуха и особенно одиночные гладкие трубы.

Наряду с перечисленными выше показателями большое внимание при оценке качества отопительных приборов также уделяется таким характеристикам как: показатель теплового напряжения металла прибора M [6], равный отношению количества теплоты Qпр, отдаваемого прибором в течение одного часа при определенной разности средних температур ?t теплоносителя и воздуха окружающей среды, к весу нагревательного прибора Gм и определяемому по формуле:

М = Qпр/(?tЧGм), Вт/(кгЧ°C)

(чем больше показатель M, тем более экономичным являет прибор по расходу металла), и показатель удельной массы отопительного прибора (Mуд), равной отношению фактической массы прибора к вырабатываемому им тепловому потоку в нормированных условиях [7]. Этот показатель измеряется в кг/кВт и используется для сравнения различных приборов при одинаковой площади их нагреваемой поверхности. В качестве единицы измерения площади нагреваемой поверхности используется эквивалентный квадратный метр (экм). За 1экм принимается условная поверхность отопительного прибора, отдающая в час 435ккал при разности средних температур теплоносителя и окружающего воздуха 64,5°C и при пропуске через эту поверхность 17,4кг воды [7].

Методика и результаты расчетов теплового напряжения металла M и удельной массы Mуд основных типов отопительных приборов опубликованы в [4]. Часть этих показателей приведена в табл.3, где видно, что у конвекторов с кожухом тепловое напряжение металла является самым высоким (M=2,4Вт/кг при ?t=64,5°C), а показатель удельной массы - самым низким (Mуд=6,5кг/кВт).

Таблица 3. Показатели удельной металлоемкости отопительных приборов.

Тип отопительного прибора

Площадь

нагревптельного

прибора, экм

Вес экм прибора,

секции, 1 п.м регистра

из гладкой трубы, кг

Температурный

напор отопительного

прибора, oС

Теплонапряжение

металла приборов

(М), ккал/(чЧкгЧoС)

[Вт/(кгЧК)]

Удельная масса

отопительного

прибора

уд), кг/кВт

Конвектор

с кожухом “Комфорт” К-24

2,06

6,9

84

2,24 (2,6)

4,6

64,5

2,04 (2,4)

6,5

54

1,9 (2,2)

8,7

Нагревательный прибор стальной штампованный М3-500-3А

1,56

13,8

84

0,88 (1,02)

11,6

64,5

0,81 (0,94)

16,4

54

0,76 (0,88)

21,8

Радиатор стальной

панельный

МН-500-3

1,56

14,85

84

0,76 (0,88)

13,4

64,5

0,7 (0,8)

19,1

54

0,67 (0,78)

24,6

Радиатор чугунный

секционный

МС-140

0,31

7,6

84

0,323 (0,57)

31,7

64,5

0,29 (0,34)

45,6

54

0,27 (0,31)

60,6

Прибор из ребристых чугунных труб с круглыми ребрами

(93 ребра) 70 мм

2 ряда 2 м

2,57

70

84

0,24 (0,28)

42,1

64,5

0,22 (0,26)

60,2

54

0,21 (0,24)

79,4

Гладкотрубный прибор

2 ряда 2 м

Труба 200 мм

0,843

31,52

84

0,21 (0,24)

48,8

64,5

0,19 (0,22)

69,4

54

0,179 (0,21)

92,1

0,668

17,52

84

0,3 (0,35)

33,6

То же, 150 мм

64,5

0,28 (0,32)

47,8

54

0,262 (0,3)

63,1

0,434

10,2

84

0,33 (0,38)

30,9

То же, 100 мм

64,5

0,31 (0,36)

43,5

54

0,28 (0,33)

57,9

0,238

6,16

84

0,3 (0,35)

33,9

То же, 50 мм

64,5

0,278 (0,32)

47,9

54

0,259 (0,3)

64,5

На основе анализа приведенных в табл.1,2,3 теплотехнических и экономических характеристик, можно сделать вывод, что даже совокупность этих показателей не отражает всего спектра требований, предъявляемых к конвективно-радиационным и конвективным нагревательным приборам.

Действительно, наряду с конвекторами с кожухом широко используются, например, ребристые чугунные трубы, имеющие близкие по величине kпр, но отличающиеся на порядок по удельной массе в пользу конвекторов. Аналогичная ситуация прослеживается у стальных панельных радиаторов и гладкотрубных приборов, у которых при одинаковых kпр удельная масса отличается в 2,5 раза в пользу радиаторов. Несмотря на большую металлоемкость, в настоящее время достаточно востребованными являются, например, чугунные секционные радиаторы [5].

В табл.4 показаны такие технические характеристики отопительных приборов, как: предельно допустимое давление внутри приборов при рабочих условиях (рабочее давление) и средний коэффициент местного гидравлического сопротивления (КМС) приборов при диаметре подводок к ним Dy=20мм, с указанием основной области их применения.

Таблица 4. Технические характеристики отопительных приборов.

Вид и тип отопительного прибора

Марка

Рабочее

давление, МПа

Средний

КМС

прибора

Основная область применения

Радиатор чугунный секционный

М,

РД МС

0,6

0,9

1,4

1,6

Общего назначения.

При повышенных санитарно-гигиенических требованиях

Радиатор стальной панельный:

колончатый,

змеевиковые:

РСВ

РСГ-1

РСГ-2

0,6

0,6

0,6

2,0

7,4

3,0

При повышенных гигиенических требованиях, но при деаэрированной воде и неагрессивной воздушной среде

Гладкотрубный прибор

Dy32...

...100 мм

1,0

1,5

При значительных выделениях пыли

Конвектор с кожухом:

концевой

проходной

КН20-К КН20-П

1,0

1,0

5,4...7,4 5,7

Жилые, общественные и вспомогательные здания

Конвектор без кожуха:

концевой

проходной

КА-к КА-п

1,0

1,0

4,9

3,9

Бытовые и вспомогательные помещения производственных зданий

Конвектор высокий

КВ20

1,0

45,0

Лестничные клетки и вестибюли зданий

Ребристая чугунная труба

1=500......2000 мм

0,6

1,5

Производственные здания

Анализируя характеристики, приведенные в табл.1-4, можно сделать вывод, что область применения отопительных приборов зависит не только от вида предъявляемых к ним требований теплотехнического и экономического характера, но и от специфических условий их эксплуатации. Именно эксплуатационные требования зачастую являются определяющими при выборе того или иного типа отопительных приборов.

Известно, например, что чугунные радиаторы плохо переносят гидравлические удары, а также характеризуются большой металлоемкостью и сложностью монтажа (перед установкой требуется дополнительная протяжка межсекционных соединений), высокой тепловой инерцией (т.е. система на их базе не так быстро откликается на регулирование температуры в помещении) и непривлекательным внешним видом. Однако, они практически не требовательны к качественному составу воды, которая используется в качестве теплоносителя, т.к. обладают высокой коррозионной стойкостью. отопительный прибор медный конвектор

Стальные панельные радиаторы крайне критичны к составу используемой в качестве теплоносителя воды, поэтому для их изготовления применяется коррозионностойкая холоднокатаная листовая сталь. При изготовлении из обычной стали срок службы радиаторов сильно сокращается из-за интенсивной внутренней коррозии. Их не разрешается применять и в помещениях с агрессивной воздушной средой. Область их применения также ограничена системами отопления со специально обработанной (деаэрированной) сетевой водой [5]. Стальные панельные радиаторы вообще не переносят слива теплоносителя (поэтому не используются в открытых системах отопления), а также плохо переносят гидравлические удары теплоносителя. Кроме того, практика показала невозможность их использования в паровых системах отопления [4].

Алюминиевые радиаторы, отличающиеся малым весом, красивым дизайном и хорошей теплоотдачей. Однако они очень требовательны к качественному составу воды как теплоносителя (в частности, к кислотности), а также критичны к газообразованию, которое приводит к «завоздушиванию» всей системы отопления. Кроме того, коррозия, разрушающая алюминиевые радиаторы усиливается при наличии в системе отопления гальванических пар алюминия с другими металлами.

Стальные толстостенные гладкотрубные приборы, как правило, с наружным диаметром 76, 89, 102 и 108 мм [5], характеризуются высокими значениями коэффициента теплопередачи, их легко очищать от пыли. Однако, они тяжелы и громоздки, занимают много места, их внешний вид не соответствует современным требованиям, которые предъявляются к интерьеру помещений. Их применяют для отопления промышленных зданий и особенно пыльных производственных помещений, где не могут быть использованы отопительные приборы других видов [3,5].

Ребристые трубы, как правило, изготовляют из серого чугуна, поэтому они являются металлоемкими приборами, а также - малоэффективными в теплотехническом отношении. Кроме того они имеют неэстетичный внешний вид, малую механическую прочность ребер и вызывают затруднения при очистке от пыли.

Стальные конвекторы имеют простую конструкцию, технологичны и просты в производстве. Их отличает возможность механизации и автоматизации производства, а также удобство монтажа. Они практически не критичны к качеству теплоносителя, сравнительно дешевы и надежны (случаи их прорывов или протечек не отмечены). Конвекторы рассчитаны на достаточно высокое рабочее давление в системе отопления (порядка 15-16атм.) и на использование теплоносителя высокой температуры (до 150°С). Однако о них нельзя обжечься, т.к. они закрыты кожухом, температура поверхности которого не превышает 40°С. Доля тепла, отдаваемого этими приборами путем конвекции, достигает 95%, что позволяет создавать интенсивный вертикальный поток нагретого воздуха - "тепловую завесу", которая поднимается на значительную высоту. Малая металлоемкость конвекторов способствует повышению теплового напряжения металла их конструкции. Тепловая инерционность этих приборов минимальна, поэтому они быстро нагреваются и остывают, что позволяет эффективно управлять их теплоотдачей с помощью терморегуляторов. Кроме того, конвекторы с кожухом, например, являются единственным типом отопительных приборов, которые снабжены специальными воздушными клапанами, позволяющими управлять их теплоотдачей без использования дополнительной регулирующей арматуры. Так, теплоотдача, например, конвектора марки «Комфорт» при полностью закрытом воздушном клапане сокращается в четыре раза.

Основным недостатком стальных конвекторов является их сравнительно невысокая теплоотдача. Действительно, по этому показателю они уступают, например, секционным чугунным и стальным панельным радиаторам, а также гладкотрубным отопительным приборам (табл.1). Кроме того, их конструктивные особенности (например, малый шаг оребрения) осложняют очистку приборов от пыли, которая оседает на пластинах ребер охлаждения, снижая теплоотдачу. Однако, анализ основных показателей, характеризующих свойства рассмотренных выше типов отопительных приборов, позволяет сделать вывод о том, что стальные конвекторы наилучшим образом отвечают максимальному количеству требований, предъявляемых к отопительным приборам. Этим и объясняется то, что в настоящее время они являются самыми распространенными практически во всех регионах России. Не смотря на далеко не самую высокую теплоотдачу стальных конвекторов, их производство в России не прекращается, а увеличивается (при сокращении объемов выпуска, например, чугунных радиаторов). Вместе с тем наряду со стальными конвекторами выпускаются, например, конвекторы марки «Север», конструкция которых аналогична конструкции конвекторов серии «Аккорд», но их П-образные пластины штампуются из дюралюминиевой ленты или листа толщиной 1мм.

В настоящее время все шире начинает развиваться производство конвекторов, нагревательные элементы которых выполнены из медных или латунных трубок с насаженными на них в качестве ребер охлаждения тонкими медными или алюминиевыми пластинами (например, конвекторы «ClassicStyle», «REGULUS», «Atoll», «AtollPro», «Rodos»). Применение конструкционных материалов, обладающих повышенной теплопроводностью, не только резко увеличивает теплоотдачу конвекторов, но и придает им новые эксплуатационные преимущества. Для сравнения в табл.5 приведены основные технико-эксплуатационные характеристики медных конвекторов, производимых компанией «ClassicStyle», и других типов широко эксплуатируемых в настоящее время в России отопительных приборов.

Таблица 5. Основные технико-эксплуатационные характеристики отопительных приборов.

Наименование показателей

Приборы отопления

Чугунный

радиатор

Стальной

радиатор

Стальной

конвектор

Алюм.

радиатор

Биметалл.

радиатор

Медно_алюм.

конвектор

CLASSICstyle

Область применения (система)

центральная

+

+(-)

+

-

+

+

+

автономная

+

+

+

+

+

+

+

Устойчивость к агрессивной среде теплоносителя (хлор, оксиданты и т.п.)

+

-

-

+(-)

-

+

+

Скорость прогрева помещения (инерционность)

-

+

-

+(-)

-

+(-)

+

Кол-во границ сред (потеря теплоотдачи) (вода-грунт-металл1-металл2-краска-воздух внутри помещения)

4

4

4

4

от 5

до 7

от 5

до 6

2

Экологичность (вредные испарения ЛКМ)

Нагревательные элементы покрыты ЛКМ (антикоррозийное покрытие, краска)

Экологично

Гарантированный срок службы, лет

до 10

до 15

до 49

Гарантийный срок, лет

до 5

6 (72мес.)

Компактность

-

-

-

+(-)

+(-)

+

+

Стоимость монтажа (комплектующие + работа)

средняя

высокая

низкая

высокая

высокая

низкая

низкая

Проблемы эксплуатации:

воздушные пробки (А), засоры (В), электрохимич. коррозия (С)

A

A,B

нет

A,B

A,B,C

B,C

нет

Дизайн

-

+(-)

-

+

+

+

КЛАССИКА

Устойчивость к гидравлическим ударам

+

-

+

-

-

+(-)

+

Необходимость профилактического обслуживания

средняя

нет

нет

высокая

высокая

нет

нет

Допустимое давление,атм

до 40

до 15

до 40

до 35

до 50

до 130

Максимальная рабочая температура, °С

до 110

до 130

Эффективность при низкой температуре воды в системе отопления

+(-)

+(-)

-

+(-)

-

+(-)

+

Здесь (в табл.5) знак «+» указывает на то, что соответствующий показатель является характерным для того или иного отопительного прибора, знак «-» - наоборот, а знак «+(-)» указывает, что отопительные приборы данного типа могут иметь разное конструктивное исполнение, которое и определяет их положительное или отрицательное отношение к соответствующему показателю.

Таким образом, сравнивая характеристики отопительных приборов, приведенные в табл.1-5, можно заключить, что на сегодняшний день самым серьёзным конкурентом среди огромного многообразия существующих типов отопительных приборов являются медные конвекторы (например, производства компании «ClassicStyle»). Эти приборы могут использоваться как в автономных системах теплоснабжения с замкнутой циркуляцией теплоносителя, так и в системах центрального отопления. Они имеют следующие основные преимущества:

-теплопроводность меди в 6-7развыше, чем у чугуна, в 8-9 раз выше, чем у стали ив 1,5-2 раза выше, чем у алюминия,

-труба нагревательного элемента является цельнотянутой, т.е. у нее нет слабых мест для протечек,

-расширенный диаметр трубы (28мм)нагревательного элемента повышает гарантию того, что конвектор не забьется и не засорится перегоняемым с теплоносителем абразивом или другими твердыми частицами, и позволяет существенно снизить дополнительные финансовые затраты, связанные с профилактическим обслуживанием конвекторов (их не нужно промывать, прочищать, спускать воду или воздух),

-нагревательный элемент конвектора не покрывается никаким видом лакокрасочных материалов, т.е. под воздействием высоких температур прибор не выделяет вредных веществ в окружающую среду и не «сушит» воздух, поддерживая благоприятный для здоровья микроклимат в отапливаемом помещении,

-заявленный производителем срок эксплуатации медного конвектора серии ClassicStyle в центральной системе отопления составляет 49 лет,

-технические характеристики меди позволяют не следить за качеством воды в системе отопления, т.к. медь практически не корродирует в обычной и солёной воде, а также - в щелочной и кислой воде (при рН>7) и даже при слабом хлорировании,

-в процессе эксплуатации конвектора на внутренней поверхности медной трубы его нагревательного элемента образуется стойкий водонерастворимый защитный слой - тенорит, который предохраняет контактирующую с теплоносителем поверхность от воздействия присутствующих в нем ржавчины, окалины и различных отложений, приводящих к химическому и механическому износу отопительных приборов,

-максимальная надежность прибора обеспечивается за счет использования меди, как конструктивного материала, которая обладает пластичностью и устойчивостью к высокой температуре (давление разрушения медной трубы превышает 130 атмосфер, медь выдерживает температуру до 150°С и сохраняет пластичность при температуре до -70°С, а медная труба может выдерживать до 5 циклов заморозки),

-применение в конструкции нагревательного элемента конвектора однородного материала (труба и пластины оребрения выполнены из меди) исключает образование гальванической пары, а, следовательно, и его - электрохимическое разрушение,

-простота конструкции и резьбовые(размером НР 3/4") соединительные выходы трубы нагревательного элементазначительно облегчают монтаж и демонтаж прибора,

-у медных труб более низкий коэффициент шероховатости, чем у стальных и даже полимерных труб, что снижает коэффициент местного гидравлического сопротивления прибора и увеличивает его пропускную способность.

Серьезной технической особенностью медных конвекторов, о которой всегда необходимо помнить, является то, что при контакте меди с другими металлами (например, сталью, алюминием) возникает электрохимическая коррозия, которая приводит к разрушению этих металлов. Для исключения данного негативного явления медь и другие металлы, используемые в одной системе, необходимо разделять диэлектрическими (электроизолирующими) прокладками.

В табл.6 для сравнения приведены рассчитанные по описанной в [8] методике основные тепловые характеристики конвектора, нагревательный элемент которого (включая трубу и пластины оребрения) выполнен из металлов с разной теплопроводностью: стали, латуни и меди. В качестве расчетной модели принят прибор марки «Комфорт-20» КСК20-0,655. Расчет выполнен при нормальных (нормативных) условиях эксплуатации отопительного прибора, определяемых в [9], а именно: температурном напоре?Т=70°С; расходе теплоносителя через отопительный прибор Мпр=0,1кг/с (360кг/ч)и стандартном (нормальном) атмосферном давлении В=1013,3гПа (760мм рт. ст.).

Таблица 6. Основные тепловые характеристики конвекторов с нагревательным элементом из разных металлов.

Наименование показателя

Ед. изм.

Материал трубы нагревательного элемента и пластин ребер охлаждения, теплопроводность материала ?, Вт/(мЧєС)

Сталь, ?ст = 45

Латунь, ?лат = 110

Медь, ?мед = 390

Параметры сечения трубы нагревательного элемента (наружный диаметр/внутренний диаметр/ толщина стенки)

ммЧммЧмм

26,8/21,2/2,8

Температура наружной поверхности трубы нагревательного элемента

єС

85,815

87,504

87,940

Площадь поверхности оребренного участка трубы нагревательного элемента

м2

0,083350

Мощность теплоотдачи с поверхности оребренного участка трубы нагревательного элемента

Вт

102,80

106,16

107,04

Размеры пластин оребрения (длинаЧширинаЧтолщина)

ммЧммЧмм

75,0Ч75,0Ч0,5

Кол-во пластин оребрения на трубе нагревательного элемента

шт.

182(75,0ммЧ75,0мм) или 91(150,0ммЧ75,0мм)

Шаг оребрения трубы нагревательного элемента

мм

6,0

Температура внешней поверхности пластин оребрения

єС

78,532

84,524

87,099

Площадь поверхности нагрева всех пластин оребрения

м2

0,921086

Мощность теплоотдачи всех пластин конвектора

Вт

489,76

553,91

582,14

Полная мощность теплоотдачи оребренного участка конвектора

Вт

592,56

660,08

689,17

Площадь поверхности неоребренного участка трубы нагревательного элемента

м2

0,050083

Мощность теплоотдачи с поверхности неоребренного участка трубы нагревательного элемента

Вт

61,77

63,79

64,32

Полная мощность теплоотдачи конвектора

Вт

654,32

723,87

753,49

На основании приведенных в табл.6 расчетных данных можно однозначно заключить, что тепловая мощность конвектора тем больше, чем выше теплопроводность металла, из которого выполнены его теплоотдающие конструктивные элементы. Так, теплоотдача конвектора, в котором труба и ребра охлаждения нагревательного элемента выполнены из латуни, примерно на 10,63%выше, чем стального, а тепловая мощность медного конвектора выше, чем стального примерно на 15,16%. При этом следует отметить, что теплопроводность латуни в 2,44 раза, а меди в 8,67 раза выше, чем стали.

Кроме перечисленных выше преимуществ медных конвекторов следует отметить, что они являются перспективными и с точки зрения дальнейшего совершенствования. С целью увеличения теплоотдачи, например, эти приборы могут быть дополнительно оснащены электрическими вентиляторами (аналогично конвекторам марки «Бриз»), или - воздушными клапанами для регулирования теплоотдачи (как конвекторы марки «Комфорт»).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Отопление и вентиляция: Учебник для вузов. В 2 ч. Ч. 1. Отопление/ П.Н. Каменев, А.Н. Сканави, В.Н. Богословский и др. - 3-е изд., М.: Стройиздат, 1975. 483 с.

2. Отопление и вентиляция: Учебник для вузов/ В.Н. Богославский, В. П. Щеглов, Н.Н. Разумов и др. - 2-е изд., М.: Стройиздат, 1980. 295 с.

3. СканавиА.Н. Отопление: Учеб.для техникумов.- 2-е изд. М.: Стройиздат, 1988. 416 с.

4. Щелоков Я.М. Выбор отопительных приборов // Новости теплоснабжения, 2005, № 9. С. 50-55.

5. Крупнов Б.А. Отопительные приборы, производимые в России и ближнем зарубежье: Учебное пособие. М.: ИАСВ, 2002. 64 с.

6. Белоусов В.В., Михайлов Ф.С. Основы проектирования системы центрального отопления. М.: Стройиздат, 1962. 402 с.

7. Межгосударственный стандарт ГОСТ 8690-94. Радиаторы отопительные чугунные. М.: ИПК изд. стандартов, 1995. 8 с.

8. Дрон Ю.И., Балмаев Б.Г. Способ аналитического расчета тепловой мощности конвектора отопления с пластинчатыми ребрами охлаждения// Новости теплоснабжения, 2013, № 2. С. 46-48.

9.Методика определения номинального теплового потока отопительных приборов при теплоносителе воде/ Г.А. Бершидский, В.И. Сасин, В.А. Сотченко.- М.: НИИсантехники, 1984.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Пуск насосной станции с началом отопительного сезона. Переход с работающего насоса на резервный. Останов насосной станции по окончанию отопительного сезона. Составление и анализ структуры системы автоматизации. Технические характеристики термомайзеров.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 10.04.2011

  • Определение расхода тепловой мощности на отопление здания в течение отопительного периода. Выбор и компоновка системы отопления. Обоснование выбора расчетных параметров воздуха. Аэродинамический расчет вентиляционных систем и подбор оборудования.

    курсовая работа [943,3 K], добавлен 05.02.2010

  • Расчет тепловой нагрузки и теплового баланса аппарата. Определение температурного напора. Приближенная оценка коэффициентов теплоотдачи, теплопередачи и поверхности нагрева. Выбор кожухотрубчатого и пластинчатого теплообменника из стандартного ряда.

    курсовая работа [668,6 K], добавлен 28.04.2015

  • Тепловой и конструктивный расчет отопительного пароводяного подогревателя горизонтального типа и секционного водоводяного теплообменника. Подбор критериальных уравнений для процессов теплообмена. Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.12.2010

  • Изучение теоретической базы составления материального и теплового баланса парового котла теплоэлектростанции. Определение рабочей массы и теплоты сгорания топлива. Расчет количества воздуха, необходимого для полного горения. Выбор общей схемы котла.

    курсовая работа [157,8 K], добавлен 07.03.2014

  • Классификация отопительных приборов по преобладающему способу теплоотдачи, по используемому материалу. Металлические отопительные приборы. Различное исполнение конвекторов. Керамические нагреватели, бетонные отопительные панели. Регистры из гладких труб.

    презентация [1,8 M], добавлен 08.12.2014

  • Принципиальное устройство парового котла ДЕ-6,5-14ГМ, предназначенного для выработки насыщенного пара. Расчет процесса горения. Расчет теплового баланса котельного агрегата. Расчет топочной камеры, конвективных поверхностей нагрева, водяного экономайзера.

    курсовая работа [192,0 K], добавлен 12.05.2010

  • Разделение теплопереноса на теплопроводность, конвекцию и излучение. Суммарный коэффициент теплоотдачи. Определение лучистого теплового потока. Теплопередача через плоскую стенку. Типы теплообменных аппаратов. Уравнение теплового баланса и теплопередачи.

    реферат [951,0 K], добавлен 27.01.2012

  • Выполнение гидравлического вычисления системы теплоснабжения от центрального теплового пункта. Типовой расчет горячего водоснабжения. Определение коэффициена теплоотдачи в межтрубном пространстве и среднего температурного напора в теплообменнике.

    курсовая работа [859,3 K], добавлен 15.02.2014

  • Механизм процесса теплоотдачи при кипении воды. Зависимость теплового потока от температурного напора (кривая кипения). Описание устройства измерительного участка. Измерение теплового потока и температурного напора. Источники погрешностей эксперимента.

    лабораторная работа [163,2 K], добавлен 01.12.2011

Работа, которую точно примут
Сколько стоит?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.