Отопительные регистры: виды, расчет и изготовление своими руками. Зачем и как производится расчет теплоотдачи

Давайте попробуем обобщить случаи, когда может понадобиться расчет теплоотдачи трубы, и узнать методы расчета этого параметра.

Зачем это нужно?

• При расчете нагревательных приборов;
• Чтобы оценить количество потерь тепла на трубопроводах, транспортирующих теплоноситель.

Отопительные приборы

Что за нагреватели используют в качестве отдающих тепло элементов трубы?

Из широко распространенных стоит упомянуть:

• Теплый пол;
• Полотенцесушители и разнообразные змеевики;
• Регистры.

Теплый пол

В качестве нагревательного элемента для водяного теплого пола (есть еще и теплый пол с электрическим подогревом) практически всегда выступают именно трубы; однако использование последнее время стало редкостью.

Причины очевидны: стальная труба подвержена коррозии и уменьшению просвета со временем; монтаж требует наличия сварки; монтаж стальной трубы на — это всегда потенциальные утечки. А что такое течи в полу, под стяжкой? Мокрый потолок на нижнем этаже или в подвале и постепенное разрушение перекрытия.

Именно поэтому в качестве нагревательного элемента для теплого пола совсем недавно предпочитали использовать змеевики из металлопластиковой трубы (с обязательным монтажом фитингов вне стяжки), сейчас же в стяжку все чаще укладывается армированный полипропилен.

Он имеет низкий коэффициент теплового расширения и при правильном монтаже не требует ремонта и обслуживания много десятилетий. Применяются и другие пластики.

Совет: обязательно оставьте небольшие зазоры на тепловую деформацию трубы. Армированный полипропилен вытягивается при нагреве меньше неармированного, но все же вытягивается.

Полотенцесушители

Стальные полотенцесушители весьма распространены в домах советской постройки. Еще совсем недавно они были частью типового проекта любого строящегося дома, причем вплоть до 80-х годов всегда монтировались на резьбовых соединениях.

Циркуляционные врезки в элеваторных узлах, обеспечивающие постоянно горячие стояки отопления, тоже появились относительно недавно.

Раз так — режимом работы полотенцесушителя были повторяющиеся охлаждения и нагревы. Расширения — сжатия. Как на это реагировали резьбовые соединения? Правильно. Начинали течь.

Позже, когда полотенцесушители стали частью стояков отопления и загрели круглосуточно, проблема течей отошла на второй план. Сам же размер сушилки (и, соответственно, эффективная площадь теплоотдачи) резко уменьшился. Причина — изменение среднесуточной температуры.

Если раньше змеевик в ванной нагревался лишь тогда, когда владельцы ванной пользовались горячей водой, то теперь грел постоянно.

Регистры

Во многих производственных помещениях, в складах и даже некоторых давно не ремонтировавшихся магазинах внимание привлекает несколько рядов толстых труб под окном, от которых идет ощутимый жар. Перед нами один из дешевейших отопительных приборов эпохи развитого социализма — регистр.

Он представляет собой несколько толстых труб с заваренными торцами и перемычками из тонких трубок. В простейшем варианте это вообще может быть одна толстая труба, идущая по периметру помещения.

Забавно сравнить теплоотдачу стального регистра с занимающей сопоставимый объем в комнате алюминиевой батареей современного образца. Разницы в теплоотдаче в разы.

Как за счет большей теплопроводности алюминия, так и за счет огромной поверхности теплообмена с воздухом у современного решения. Об эстетике в случае регистра говорить, сами понимаете, не приходится вообще.

Однако регистр был решением дешевым и доступным. К тому же крайне редко требовал ремонта или обслуживания: забитая даже наполовину труба продолжала греть, ну а проваренный электросваркой шов течь начинал примерно после пятисотого удара кувалдой.

Способы увеличения теплоотдачи

С точки зрения отдачи в пространство максимального количества тепла менее эффективен, чем труба, разве что шар. У него еще худшее соотношение поверхности к объему.

Что же делали предки, чтобы эти чудовищные отопительные приборы грели?

Как увеличить теплоотдачу трубы?

• Увеличивали инфракрасное излучение отопительного прибора . Простая окраска регистра черной матовой краской давала ощутимое потепление в помещении.
  Кстати, нынешнее хромирование современных змеевиков для ванной выглядит эффектно, но с точки зрения теплоотдачи прибора — идиотизм чистейшей воды.

• Увеличена теплоотдача труб стальных может быть и благодаря оребрению, наваренному или смонтированному иным способом снаружи трубы .
  Конечная стадия реализации этого способа — конвектор, виток трубы с поперечными пластинами. Разумеется, в этом случае все методы расчета теплоотдачи трубы неприменимы — труба отдает в этом приборе меньшую часть тепла.

Потери тепла через трубы

В городской квартире все просто: и стояки, и подводка к отопительным приборам, и сами приборы находятся в обогреваемом помещении. Какой смысл переживать из-за того, сколько тепла рассеивает стояк, если оно служит той же цели — отоплению?

Однако уже в подъездах многоквартирных домов, в подвалах и в части складских помещений ситуация в корне иная. Обогреть нужно одно помещение, а подвести к нему теплоноситель через другое. Отсюда — попытки минимизировать теплоотдачу труб, по которым горячая вода поступает в батареи.

Теплоизоляция

Самый очевидный способ того, как может быть уменьшена теплоотдача трубы стальной — теплоизоляция этой трубы. Еще двадцать лет назад способов для этого было два: рекомендованный нормативной документацией (утепление стекловатой с обмоткой негорючей тканью; еще раньше внешнюю изоляцию вообще выполняли твердой с использованием гипсового или цементного раствора) и реалистичный: трубы просто заматывались тряпьем.

Сейчас появилась масса вполне адекватных способов ограничить потери тепла: тут и пенопластовые накладки на трубы, и разрезные оболочки из вспененного полиэтилена, и минеральная вата.

При строительстве новых домов эти материалы активно применяются; однако в жилищно-коммунальной системе ограниченность, вежливо говоря, бюджета приводит к тому, что трубы в подвалах по-прежнему просто заматывают сса… гм, рваными тряпками.

Цифры и формулы

Обе этих категории — расчет отопительных приборов и расчет потерь тепла по пути к ним — сводится к одному: нам нужно знать, сколько тепла отдает стальная труба при заданной температуре воды в ней и воздуха снаружи. Дополнительным условием является наличие или отсутствие теплоизоляции.

Весь расчет теплоотдачи стальных труб выглядит так : Q=K*F*dT, где:

Q — теплоотдача трубы в килокалориях;

K — коэффициент теплопроводности стальной трубы, зависящий, кроме материала, от диаметра трубы, разницы температур между теплоносителем и воздухом и количества ниток отопительного прибора;

F — площадь поверхности трубы или труб;

dT — температурный напор, который равен половине суммы температур на входе трубы и на выходе минус температура внутри помещения.

Коэффициент варьируется от 8 до 12,5 в зависимости от:

• Диаметра трубы;
• Количества ниток трубы в регистре (в случае отопительного прибора);
• Температурного напора.

В случае теплоизолированной трубы результат умножается на КПД теплоизоляции, то есть на количество процентов тепла, которое она пропускает в окружающее пространство.

Так, возьмем регистр в три нитки из трубы-сотки длиной в один метр. Температуру в комнате берем равной 20 С; при прохождении через регистр температура теплоносителя падает с 81 до 79 С.

Помните, как рассчитывается поверхность цилиндра? S=2 πrh, длина окружности на высоту. Площадью перемычек и торцов в этом случае смело можно пренебречь.

Общая площадь каждой трубы регистра у нас окажется равной 2*3,1415*0,05*1=0,31415 м2. Таких трубы три; суммарная их площадь будет чуть меньше квадратного метра.

Наш регистр оставит в помещении всего-то 540 килокалорий тепла.

Заключение

Вот, в общем-то, и все премудрости, связанные с постепенно уходящими в прошлое стальными трубами и их способностью греть воздух. Последний на сегодня

совет: забыть их, как страшный сон, и обратить свой взор к более современным решениям.

Расчет теплоотдачи стальных труб выполняется для определения количества тепла, выделяемого с поверхности труб. Такой расчет необходим всего в двух случаях:

Теплоотдача труб рассчитывается по формуле:

Q=K * F * ∆t,

Q – теплоотдача,Ккал/ч;

К- коэффициент теплопроводности, Ккал/(кв.м * ч * 0 С)

F – площадь труб, кв.м;

∆t – температурный напор, который вычисляется так:

∆t= 0,5 х (tп + tо) – tв,

где: tп – температура воды на входе, 0 С

tо – температура воды на выходе, 0 С

tв – температура в окружающей среды, 0 С

Необходимые значения для определения температурного напора берутся согласно таблицам СНиП:

• tп = 80 0 С
• tо = 70 0 С
• tв = 20 0С

Коэффициент теплопроводности зависит от таких данных:

• материал трубы;
• ее диаметр;
• количество деталей конструкции;

где: П = 3,14

d – диаметр трубы

l – длина трубы

Приведем пример.

Сколько тепло может излучить стальная труба длиной 1 м и диаметром 30 мм?

Поскольку это теоретический расчет, возьмем значение ∆t = 55 0С.

F = 3,14 * 0,03 * 1 = 0,09 кв. м

Коэффициент теплопроводности стальной трубы составляет приблизительно К = 11,5.

Q = 11,5 *0,09 * 55 = 56,9 Ккал/ч

Поскольку практически все намного сложнее, то для проведения более точных расчетов необходимо обратиться к специалисту.

Необходимо учитывать и второстепенные показатели, влияющие на теплоотдачу:

внешняя форма трубы;

Увеличение теплоотдачи.

Для эффективного увеличения показателя излучаемого тепла, есть много способов:

• установка конвектора;
• покраска труб черной краской;
• установка регистра;
• дополнительные секции батареи.

Конвектор представляет собой изогнутую трубу с металлическими пластинами. Изготовить его можно самостоятельно или купить в магазине более современный аналог.

Применение матовой черной краски для окрашивания поверхности теплоносителя тоже дает неплохой результат. Эстетически это выглядит не очень привлекательно, но если речь идет о комфорте, то приходится выбирать.

Еще одной недорогой и достаточно популярной конструкцией является регистр. Это несколько соединенных между собой широких труб с заваренными срезами. К ним также относятся полотенцесушители, радиаторы, магистральные линии и даже обыкновенную стальную трубу, закрепленную по всему периметру комнаты.

Уменьшение теплоотдачи.

В целях энергосбережения, становиться актуальным уменьшение теплоотдачи труб на тех участках коммуникаций, которые не используются по назначению, например при переходе из одного здания в другое или в неотапливаемом помещении.

Для этого есть множество вариантов использования теплоизоляционных материалов. Производители представляют на выбор достаточно широкий ассортимент, начиная от дешевых стекловолоконных и заканчивая более дорогими типа пенополистирола. Можно приобрести трубы с уже встроенными в нее утеплительными элементами.

Подведя итог, делаем выводы, что использование подобных расчетов помогает существенно сэкономить и избежать многих технических препятствий при проектировании систем водо- и теплообеспечения.

. Теплоотдача трубы медной

Теплоотдача 1 м стальной трубы – проводим расчет






Производим расчёт

Q = K*F*dT, где

• F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.



dT = (0,5*(T1 + T2)) - Tк



Q = 0,047*10*60 = 28 Вт.

• F = 10 м2, площадь трубы;

Об этом стоит помнить

Хотите сделать систему отопления грамотно? Не стоит подбирать трубы на глазок. Расчёты теплоотдачи помогут оптимизировать траты на строительство. При этом можно получить хорошую отопительную систему, которая прослужит долгие годы.

trubygid.ru

Теплые водяные полы – это удобный и недорогой способ обогрева дома или квартиры. При этом наиболее надежны и экономичны теплые водяные полы, подключенные к системе отопления или отдельному отопительному контуру с питанием от котла. Затраты при выполнении такого пола вполне оправданы, ведь в процессе эксплуатации они окупаются очень быстро. При этом значительную часть затрат составляют затраты на трубы для выполнения греющего контура.



Какие трубы лучше для теплого пола? Это зависит от нескольких факторов: от способа укладки, длины контура, способа выполнения стяжки и финишного покрытия. Существует несколько видов применяемых труб:

• Медные;
• Металлопластиковые;
• Трубы из сшитого полиэтилена.

Все они имеют свои особенности, которые необходимо учесть при выборе.

Медные трубы

Их отличает высокое качество, отличная теплоотдача, прочность и долговечность, но при этом максимальная из возможных вариантов цена и некоторая сложность в монтаже: гибку труб необходимо производить по шаблону, а для стыков использовать сварку. Кроме того, если греющий контуртеплого пола подключен к системе отопления с алюминиевыми или стальными радиаторами, возможно возникновение гальванической пары, что приведет к электрохимической коррозии радиаторов.



Медные трубы для теплого пола применяют обычно там, где требуется максимально быстрый прогрев помещения при минимальных тепловых потерях. Это актуально для домов, в которых ввиду невозможности установки газового котла теплоноситель получают более дорогостоящим способом: с помощью дизельного или электрического котла. Затраты на медные трубы в 5-7 раз выше, чем на металлопластиковые или полиэтиленовые. При этом температуру теплоносителя для медных труб можно поддерживать на 5-10 градусов меньше, что в конечном итоге приведет к их окупаемости в течение двух-трех лет.

Для теплого пола применяют медные трубы диаметром 20 мм, стараясь сделать минимальное количество стыков. Из-за высокой теплоотдачи температура в начальной части контура может быть значительно выше, чем в конце, из-за чего пол прогревается неравномерно в разных зонах. Поэтому предпочтительнее укладывать медные трубы «улиткой» или «двойной змейкой», чтобы рядом проходили как прямая, так и обратная части контура.



Металлопластиковые трубы

Металлопластиковые трубы состоят из термостойкого пластика, армированного сплошным или сетчатым металлическим слоем. Их внутренняя поверхность гладкая, на ней не образуется отложений, что позволяет сохранить постоянный рабочий просвет в течение всего срока службы. Для теплого пола необходимо выбирать трубы, предназначенные именно для горячего теплоносителя.



Металлопластиковые трубы для теплого пола – самый простой вариант для самостоятельного монтажа. Присоединение греющего контура к прямому и обратному коллектору производится с помощью обжимных фитингов без применения специального инструмента, к тому же трубы при гибке сохраняют форму, и их можно укладывать силами одного человека. При этом металлопластиковые трубы имеют два существенных недостатка:

• фитинги в процессе эксплуатации требуют периодической затяжки, поэтому необходимо обеспечить беспрепятственный к ним доступ;
• при выполнении стяжки нужно следить, чтобы не смять трубы и не сузить их просвет.

Теплоотдача у металлопластиковых труб несколько ниже, чем умедных, однако это компенсируется их невысокой стоимостью и удобством монтажа. Наиболее удобно монтировать металлопластиковые трубы на специальные теплоизолирующие маты с бобышками – их просто укладывают в промежутки между бобышками, создавая необходимый контур, а поверх заливают бетонную стяжку. При таком способе укладки вероятность их повреждения минимальна.



При выборе производителя металлопластиковых труб лучше отдать предпочтение проверенным фирмам, а сами трубы выбрать с кислородонепроницаемым слоем – это продлит срок службы стальных элементов греющего контура. Диаметр труб для греющего контура – 20 мм.

Полиэтиленовые трубы

Один из самых популярных видов выполнения теплого пола подразумевает использование труб из шитого полиэтилена. Эти трубы наиболее дешевые, легко монтируются, обладают упругостью и не боятся сминания при выполнении стяжки. Теплоотдача у полиэтилена ниже, чем у медных или металлопластиковых труб, при этом однослойная структура обладает высокой надежностью. Также стоит остановить на них свой выбор в случае использования в качестве теплоносителя антифризов – полиэтилен обладает очень высокой устойчивостью к агрессивным жидкостям. Еще одним достоинством полиэтиленовых труб является минимальный радиус изгиба, что позволяет выполнить контур любой формы без образования участков с напряжением материала.



Наиболее распространенным способом укладки полиэтиленовых труб является подвязка их хомутами к арматурной сетке – трубы эти упруги, не держат форму, и укладка их в определенный контур без закрепления невозможна. Как правило, их применяют под бетонную стяжку, однако возможна и укладка полиэтиленовых труб в специальные теплораспределительные пластины. Контур не должен содержать соединений – именно в местах стыков чаще всего происходят повреждения. Качественные полиэтиленовые трубы должны выдерживать давление не менее 6 бар, температуру теплоносителя не менее 90°С с пиковым повышением до 100-110°С. Также полиэтиленовые трубы должны обладать антикислородным барьером, особенно при подключении теплого пола к системам отопления с использованием стальных и алюминиевых радиаторов. Диаметр для полиэтиленовых труб теплого пола обычно выбирают 16-20 мм, толщину стенки – 2 мм.

Выбирая производителя медных, металлопластиковых или полиэтиленовых труб, следует обратить внимание на заявленные технические характеристики и гарантийный срок – для всех видов труб он должен быть не менее 10 лет. Срок эксплуатации при отсутствии резких скачков температуры и гидроударов, как правило, составляет не менее 25 лет, что позволит создать комфорт в вашем доме на долгие годы.

stroyvopros.net

Теплоотдача радиаторов отопления таблица - Климат в доме



Основными критериями выбора приборов для обогрева жилья является его теплоотдача.

Это коэффициент, определяющий количество выделенного тепла устройством.

Иными словами, чем выше теплоотдача, тем быстрее и качественнее будет осуществляться прогрев дома.

Сколько нужно тепла для отопления?



Для точного расчета необходимого количества тепла для помещения следует учитывать множество факторов: климатические особенности местности, кубатуру здания, возможные теплопотери жилья (количество окон и дверей, строительный материал, наличие утеплителя и др.). Данная система вычислений достаточно трудоемкая и применяется в редких случаях.

В основном, расчет тепла определяется на основании установленных ориентировочных коэффициентов: для помещения с потолками не выше 3 метров, на 10 м2 требуется 1 Квт тепловой энергии. Для северных регионов показатель увеличивается до 1,3 Квт.

К примеру, помещение, площадью 80 м2, для оптимального обогрева требует 8 КВт мощности. Для северных районов количество тепловой энергии возрастет до 10,4 КВт

Теплоотдача – ключевой показатель эффективности

Коэффициент теплоотдачи радиаторов – это показатель его мощности. Он определяет количество выделенного тепла за определенный промежуток времени. На мощность конвектора влияют: физические свойства прибора, его тип подключения, температура и скорость теплоносителя.

Мощность конвектора, указанная в его техпаспорте, обусловлена физическими свойствами материала, из которого изготовлен прибор, и зависит от его межосевого расстояния. Чтобы рассчитать необходимое количество секций радиатора для помещения, понадобится площадь жилья и коэффициент теплового потока прибора.



Вычисления производятся по формуле:

Количество секций = S/ 10 * коэффициент энергии (K) / величина теплового потока (Q)

Расчет: 50 / 10 * 1 / 0,18 = 27,7. То есть, для обогрева помещения понадобится 28 секций. Для монолитных приборов, за место Q, ставим коэффициент теплоотдачи радиатора и в результате получаем необходимое количество батарей.

Если конвекторы будут установлены рядом с источниками, влияющими на теплопотери (окна, двери), то коэффициент энергии берется из расчета - 1.3.

Для отопления используются радиаторы: стальные, алюминиевые, медные, чугунные, биметаллические (сталь + алюминий), и все они имеют разную величину теплового потока, обусловленную свойствами металла.



Сравнение показателей: анализ и таблица

Помимо материала, из которого изготовлен прибор, на коэффициент мощности влияет межосевое расстояние – высота между осями верхнего и нижнего выходов. Также существенное влияние на КПД оказывает величина теплопроводности.

Факторы, которые влияют на показатели

Материал изготовления



Наибольшей теплоотдачей обладают медные и алюминиевые конвекторы. Самый низкий коэффициент мощности наблюдается у чугунных батарей, но он компенсируется их способностью сохранять тепло длительное время.

На эффективность КПД влияет правильный монтаж теплоприборов:

• Оптимальное расстояние между полом и батареей – 70-120 мм, между подоконником – не менее 80 мм.
• Обязательно предусматривается установка воздуховыпускника (крана Маевского).
• Горизонтальное положение теплоприбора.

Радиаторы с лучшей теплоотдачей:

Размещение радиаторов



Выделяют следующие типы подключения:

1. Диагональное. Подающая труба монтируется к конвектору слева сверху, а выводящая снизу справа.
2. Боковое (одностороннее). Подающая и обратная труба крепятся к теплоприбору с одной стороны.
3. Нижнее. Обе трубы подводятся к батарее снизу, с противоположных сторон.
4. Верхнее. Трубы монтируются к верхним выходам теплоприбора, с обеих сторон.

Самым эффективным способом является диагональное подключение, которое позволяет равномерно нагреться прибору. При небольшом количестве секций, можно повысить мощность посредством бокового подключения.

Если секций одного радиатора более 15, то данная схема будет неэффективной, так как дальняя боковая сторона не будет прогреваться в данной мере.

Как улучшить теплоотдачу

Указанный коэффициент мощности конвектора в его техпаспорте, имеет место быть, практически при идеальных условиях. На деле, величина теплового потока несколько снижена,и это обусловлено большими теплопотерями.

В первую очередь, для повышения коэффициента необходимо уменьшить потерю тепла – провести работы по утеплению дома, особое внимание, уделив крыше, так как через нее уходит около 70% теплого воздуха и оконным и дверным проемам.

На стену за теплоприбором целесообразно установить отражающий материал, чтобы направить всю полезную энергию внутрь помещения.

При монтаже теплопровода, следует отдать предпочтение металлическим трубам, так как они также осуществляют теплообмен, соответственно КПД значительно увеличивается.

Подводя итоги, следует отметить, что лучшей теплоотдачей обладают медные, биметаллические и алюминиевые радиаторы. Первые отличаются довольно высокой стоимостью и используются крайне редко.

На основе заявленной мощности радиатора производителем, можно сделать вывод, что биметаллические теплоприборы превосходят алюминиевые.

Однако, на практике больше тепла отдают приборы из алюминия, так как сталь, входящая в состав биметаллических конвекторов обладает высокой теплопроводностью, а значит остывает за более короткий промежуток времени.

klimatlab.com

Теплоотдача 1 м стальной трубы – проводим расчет

Теплоотдача 1 м. стальной трубы

Расчёт теплоотдачи трубы требуется при проектировании отопления, и нужен, чтобы понять, какой объём тепла потребуется, чтобы прогреть помещения и, сколько времени на это уйдёт. Если монтаж производится не по типовым проектам, то такой расчёт необходим.

Для каких систем нужен расчёт?

Коэффициент теплоотдачи считается для тёплого пола. Всё реже эта система делается из стальных труб, но если в качестве теплоносителей выбраны изделия из этого материала, то произвести расчёт необходимо. Змеевик – ещё одна система, при монтаже которой необходимо учесть коэффициент отдачи тепла.

Регистры – представлены в виде толстых труб, соединённых перемычками. Теплоотдача 1 метра такой конструкции в среднем – 550 Вт. Диаметр же колеблется в пределах от 32 до 219 мм. Сваривается конструкция так, чтобы не было взаимного подогрева элементов. Тогда теплоотдача увеличивается. Если грамотно собрать регистры, то можно получить хороший прибор обогрева помещения – надёжный и долговечный.

Как оптимизировать теплоотдачу стальной трубы?

В процессе проектирования перед специалистами встаёт вопрос, как уменьшить или увеличить теплоотдачу 1 м. стальной трубы. Для увеличения требуется изменить инфракрасное излучение в большую сторону. Делается это посредством краски. Красный цвет повышает теплоотдачу. Лучше, если краска матовая.

Другой подход – установить оребрение. Оно монтируется снаружи. Это позволит увеличить площадь теплоотдачи.

В каких же случаях требуется параметр уменьшить? Необходимость возникает при оптимизации участка трубопровода, расположенного вне жилой зоны. Тогда специалисты рекомендуют утеплить участок – изолировать его от внешней среды. Делается это посредством пенопласта, специальных оболочек, которые производятся из особого вспененного полиэтилена. Нередко используется и минеральная вата.

Производим расчёт

Формула, по которой считается теплоотдача следующая:

Q = K*F*dT, где

• К – коэффициент теплопроводности стали;
• Q – коэффициент теплоотдачи, Вт;
• F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м 2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.

Коэффициент теплопроводности K выбирается с учётом площади изделия. Зависит его величина и от количества ниток, проложенных в помещениях. В среднем величина коэффициента лежит в пределах 8-12,5.

dT называется также температурным напором. Чтобы параметр высчитать, нужно сложить температуру, которая была на выходе из котла, с температурой, которая зафиксирована на входе в котёл. Полученное значение умножается на 0,5 (или делится на 2). Из этого значения вычитается комнатная температура.

dT = (0,5*(T1 + T2)) - Tк

Если стальная труба изолирована, то полученное значение умножается на КПД теплоизоляционного материала. Он отражает процент тепла, который был отдан при прохождении теплоносителя.

Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия

Q = 0,047*10*60 = 28 Вт.

• К = 0.047, коэффициент теплоотдачи;
• F = 10 м 2. площадь трубы;
• dT = 60° С, температурный напор.

По материалам сайта: http://trubygid.ru

Теплоотдачей называется теплообмен между двумя средами, разделенными поверхностью. Интенсивность ее характеризуется с помощью коэффициента. При монтаже теплотрассы должна учитываться проблема энергосбережения. Поэтому старые теплотрассы меняются на новые, в которых используются трубы, оснащенные теплоизоляцией, позволяющей снизить потери тепла почти на 80%.

В быту необходимость определить коэффициент теплоотдачи возникает в двух ситуациях:

• если нужно рассчитать нагревательные приборы;
• если требуется оценить потери тепла в трубопроводе.

Как в первом, так и во втором случае нужно определить, сколько тепла отдает пространству труба стальная для теплотрассы, если известна температура теплоносителя и температура среды. Дополнительный параметр – отсутствие или наличие теплоизоляции.

Расчет теплоотдачи стальных труб

Стальная труба имеет очень высокую теплопроводность - 74 Вт/м х К. Но теплопроводность характеризует материал, то есть, сталь. Теплоотдача, конечно, зависит от теплопроводности, но не только. Значение так же имеет форма трубы, площадь ее поверхности, цвет, характеристики окружающей среды, скорость потока теплоносителя.

Для вычисления применяется формула:

Теплоотдача = K*F*dT, где:

• K - коэффициент (8 – 12,5), который зависит от количества ниток в отопительном приборе, диаметра трубы и температурного напора;
• F - площадь поверхности;
• dT - температурный напор - половина суммы температур теплоносителя на входе выходе, от которой отнимается температура среды.

Если труба имеет изоляцию, то полученный результат умножается на коэффициент полезного действия изоляционного материала. Определяются начальные параметры, например, в отопительном приборе три нитки, длина каждой – один метр, диаметр 10 мм, температура в помещении +20 градусов, температура при входе 81 градус, на выходе – 79 градусов.

Сначала необходимо вычислить площадь поверхности обогревательного прибора, используя формулу для вычисления площади цилиндра:

S=2πrh, то есть, умножить длину окружности на высоту. Получается:

F= 2*3,14*0,05*3= 0,94 м2.

dT= (79+81)/2-20=60

K для подобного прибора может быть, например, 9.

Теплоотдача= 9*0,94*60=507,6 Вт/(м²*К).

Отопительные приборы

• теплый пол;
• регистры (радиаторы);
• полотенцесушители.

Теплый пол

Для водяного теплого пола используются трубы, но стальные применяют редко. Они не устойчивы к коррозии, склонны к накоплению отложений (что уменьшает просвет), требуют сварки. При использовании резьбовых соединений в ходе эксплуатации неизменно появляется течь. А это совсем не желательно при укладке системы под стяжку, так как повлечет за собой мокрый потолок у соседей снизу или разрушение перекрытия. Исходя из этого, для теплого пола чаще всего используются металлопластиковые изделия.

Регистры

Регистр – это несколько труб большого диаметра с заваренными торцами, которые соединены параллельно. Это самый дешевый отопительный прибор. Но к регистрам можно отнести так же магистральные линии, состоящие из гладкоствольных труб, радиаторы, полотенцесушители, трубчатые - радиаторы. Самые примитивные регистры до сих пор можно увидеть в старых складах и магазинах, где от нескольких толстых труб на стене ощущается жар. Регистром можно считать так же толстую трубу, которая протянута по периметру помещения.

Но простой регистр менее эффективен, чем, например, алюминиевый радиатор, оснащенный металлическими пластинами. Об эстетической стороне простого стального регистра даже не стоит и говорить. Но в советское время подобный отопительный прибор был простым и дешевым решением, имеющим и достоинство – отсутствие необходимости в очистке внутренней поверхности, так как выделял достаточно тепла и после ее зарастания продуктами коррозии и иными отложениями.

Увеличить теплоотдачу регистра можно, прикрепив металлические пластины. В таком случае он будет выполнять и декоративную роль, превратившись в дизайн–радиатор, несущий определенную нагрузку в интерьере помещения.

Смонтировать регистр можно только при помощи сварки, что ограничивает сферы применения. Однако, если создать правильную схему и сварочные работы провести вне помещений, окончательная сборка возможна без сварочных работ.

Полотенцесушители

Полотенцесушители из стальных труб еще встречаются в домах, которые построены в советское время. Тогда они монтировались при помощи резьбовых соединений и нагревались только в то время, когда жильцы пользовались горячей водой. То есть, то нагревались, то остывали, что приводило к протечкам.

Позже полотенцесушители сделали частью стояков отопления и монтировали при помощи сварки. Они стали нагреваться непрерывно, но размер приборов значительно уменьшился.

Способы увеличения теплоотдачи

Форма материала совершенно не влияет на показатель тепла, так как имеет неудачное соотношение поверхности и объема. Для того, чтобы отопительные приборы все таки грели, используется:

• окраска в черный цвет, увеличивающая объем инфракрасного излучения;
• оребрение (наваривание металлических пластин) – увеличивает площадь;
• теплоизоляция, снижающая потери тепла на пути к приборам.

Достаточно нескольких простых приемов:

• очистить радиаторы от накопившейся пыли;
• прочистить их внутреннюю поверхность от ржавчины и накипи;
• на стену сзади прикрепить экран – отражатель из фольги, перенаправляющий тепло;
• установить на приборы алюминиевые кожухи, увеличивающие площадь теплоотдачи;
• перенаправить тепло при помощи вентилятора.

Самый простой способ уменьшить теплоотдачу трубопровода – изолировать. Пару десятилетий для этой цели их обматывали стекловатой или тряпками. Сейчас в этом нет необходимости – производятся трубы стальные с изоляцией, существуют пенопластовые накладки, разрезные оболочки и минеральная вата.

Но это все относится к домам, которые строятся на данный момент. Ограниченные средства бюджетов жилищно – коммунальных предприятий заставляет их применять все те же тряпки.

Сегодня очень остро стоит вопрос энергосбережения. Это касается буквально каждого пользователя. Поэтому проектируя системы отопления в частном строительстве своими силами, рачительные хозяева сразу задумываются о системах отопления и их эффективности.

Сложнее приходится тем, кто эксплуатирует ранее созданные системы отопления, поскольку они задаются вопросом увеличения доли теплоотдачи в уже готовых объектах.

Способы увеличения теплоотдачи

Начнем непосредственно статью с того, как увеличить теплоотдачу трубы в загородном доме ().

На данный момент существует несколько способов увеличения выдачи тепла от уже созданной и бывшей в эксплуатации, но не оправдавшей ваших надежд, системы отопления:

• Монтаж конвекторов . Эта конструкция из трубы с нанизанными на нее металлическими пластинами выполненная своими руками, либо заводского изготовления.
• Окраска магистрального трубопровода в черный или другой темный цвет . Такой способ при всей своей простоте довольно эффективен. К тому же колер вполне органично может вписаться в современный дизайн помещений, в отличие от недавнего прошлого, когда это считалось вынужденной мерой.

Примечание! Краска лишь дополнительный способ, который актуален в редких случаях, так как эффективность слишком мала, чтобы «любоваться» черными полосами.

• Монтаж в отопительную систему регистров . Регистр представляет собой несколько труб большого диаметра соединенными между собой и с заваренными торцами. К таким конструкциям можно отнести полотенцесушители в виде змеевика с несколькими петлями.
• Перегруппировка радиаторов с добавлением секций . Этот вариант наиболее затратный, но и по эффективности находится выше остальных.

Рекомендуем! Не забывайте, что установка дополнительных изоляционных материалов также позволяет увеличить теплоотдачу, сократив потерю выделяемого тепла. Однако возможно только при возведении жилого дома с фундамента, либо при демонтаже фасада.

Новое строительство

Проектирование системы отопления новостройки должно заведомо выполняться с учетом принципов энергосбережения. Основой проекта является расчет теплоотдачи, иными словами количества тепла, выделяемое с поверхности труб и других элементов системы отопления в окружающую среду.

Этот расчет необходим для:

• Определения оптимальных параметров системы отопления для создания определенного температурного режима в помещениях вашего жилища.
• Принятия решения по мерам утепления с учетом теплопотерь через основные конструкции строения.

Ранее отопительные магистральные трубопроводы выполнялись в основном из стальных изделий, сегодня же используются более практичные и надежные материалы. К примеру, полипропиленовые изделия имеют несколько весомых преимуществ: малый вес и небольшая эластичность, увеличивающая прочность.

Расчет теплоотдачи

Перед тем, как начать строительные работы, следует произвести необходимые расчеты по извлечению максимальной пользы от труб отопления. Если вы не знаете, какие формулы использовать и как правильно считать, нижеизложенная инструкция поможет вам в этом.

Самостоятельный расчет теплоотдачи поверхности труб выполняется по формуле Q = K x F x ∆t, где:

• Q – искомая теплоотдача, Ккал/ч.
• K – коэффициент теплоотдачи воды в трубе, Ккал/(м2 х ч х 0 С).
• F – площадь нагреваемой поверхности, м2.
• ∆t – тепловой напор, 0 С.

Коэффициент теплопроводности (К) в свою очередь высчитывается по сложным формулам, поэтому используем готовое значение из технических источников — от 8 до 12,5 Ккал/(м2 х ч х 0 С) для стальных труб.

Площадь поверхности трубы просчитывается по знакомой всем из школьной программы геометрической формулы для определения площади боковой поверхности цилиндра F = П х d x l, где:

• П = 3,14 математическая постоянная.
• d – диаметр указан в метрах.
• l – длина трубы, также в подсчет в м.

Для расчета теплового напора существует формула ∆t = 0,5 х (t п + t о) – t в, где:

• t п – температура теплоносителя на входе.
• t о – температура теплоносителя на выходе.
• t в – температура в помещении.

Теоретическая теплоотдача стальной трубы, рассчитывается с учетом условно заданных значений температуры теплоносителя на входе-выходе и комнате согласно СНиПам, которые составляют:

К сведению! Для более точного и легкого расчета нужных показателей используются специальные документы, такие как, например, таблица теплоотдачи 1 м стальной трубы. Обратите внимание, что она подходит только для стальных изделий.

• t п = 80 градусов
• t о = 70 градусов
• t в = 20 градусов

В результате нехитрых расчетов (0,5х(80+70) -20) получим значение теплового напора ∆t = 55 градусов.

Пример расчета

Выполним теоретический расчет теплоотдачи для самой ходовой в системе отопления стальной трубы с диаметром 25 мм и протяженностью один метр.

Внимание! Чтобы не запутаться в единицах измерения в ходе расчета используем один показатель — метр.

• В первую очередь высчитаем площадь нашего отрезка трубы F = 3,14 х 0,025 х 1= 0,0785 м2.
• Далее смотрим в таблицу коэффициентов теплоотдачи стальной трубы с диаметром 25 мм. Он составляет (для труб диаметром до 40 мм, проложенных в одну нитку при теоретическом тепловом напоре равном 55 градусов) К=11,5.
• Применим основную формулу и получим значение теплоотдачи Q = 11,5х0,0785х55=49,65 Ккал/ч.

На первый взгляд расчет совсем несложный, но это в теории.

Для создания проекта реальной системы отопления необходимы тщательные расчеты с учетом параметров всех элементов, составляющих систему, в том числе:

• Отопительных приборов.
• Фитингов и запорной арматуры.
• Обводных линий.
• Утепленных участков магистрали и т.п.

Совет! Для проектирования сложной системы отопления большого дома лучше обратиться к помощи профессиональных теплотехников. Цена на их услуги намного меньше стоимости возможных потерь при ошибках в расчетах.

По аналогии с расчетом параметров стальной трубы вычисляется теплоотдача медной трубы или любой другой, для этого мы разместили в данной статье несколько полезных и познавательных рисунков.

Отличная теплоотдача металлопластиковой трубы и другие преимущества делают ее наиболее предпочтительным вариантом при создании современных отопительных систем, в том числе альтернативных. Поэтому если вы только начинаете возведение загородного дома, то стоит остановить свой выбор именно на этом современном материале.

Вывод

Как видите, на самом деле ничего сложного нет в правильном расчете и увеличении эффективности системы обговоренных систем. Главное не забывать о том, что в некоторых случаях высокая теплоотдача труб отопления может привести к большим ежегодным затратам, поэтому увлекаться данной процессом тоже не стоит ().

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.