Конвектор что такое экм
Сколько выделяется тепла трубами? Расчет теплоизоляции труб. Расчет регистров отопления.
У многих сантехников рано или поздно возникает один интересный вопрос:
На такой вопрос нет внятного ответа! В интернете и в учебниках по теплотехнике тоже нет нормального объяснения!
Я решил проделать свое расследование и раскрыть тайну расчетов теплопотерь трубопровода! Также объясню, как рассчитать теплоизояцию трубопровода.
Чтобы это понять рассмотрим регистровые отопительные приборы.
Регистровый отопительный прибор
На их основе были разработаны расчеты тепловыделения (теплоотодачи). То есть когда-то давно были произведены специальные опыты для получения тепла от трубы. Данный метод расчетов был придуман для того чтобы рассчитать теплопотери трубы при естественной циркуляции. Как известно раньше система отопления с естественной циркуляцией была простой трубой проложенной по периметру наружных стен дома.
Система отопления с естественной циркуляцией
В этой статье я для Вас открою методы расчетов потерь тепла трубами, для передачи тепла. Таким методом Вы сможете рассчитать даже плинтусную систему отопления. Это когда отопительным прибором является трубопровод, расположенный вдоль стены отапливаемого помещения.
Как проводились опыты по расчету теплопотерь трубы?
Использовались гладкотрубные отопительные приборы (Одиночная и одна над другой):
Подбирался определенный диаметр трубы. Через трубу производился расход теплоносителя. Полученные данные о тепловой энергии заносились в таблицу для каждого диаметра.
Для расчетов был придуман специальный параметр: ЭКМ
ЭКМ — это эквивалентный квадратный метр.
Существует понятие — площадь поверхности отопительного прибора , которая контактирует с воздухом. Данная поверхность измеряется в квадратных метрах. Но данный параметр является не удобным для расчетов мощности отопительного прибора. Так как существует нелинейный график теплопотерь при разной температуре. И поэтому на помощь приходит другое понятие: Эквивалентный квадратный метр . Данная величина хороша тем, что она найдена опытным путем.
Расшифровка ЭКМ. Эквивалентный квадратный метр
Эквивалентный Квадратный Метр (ЭКМ) — это единица измерения предназначенная указать тепловые потери отопительного прибора относимого к площади поверхности отопительного прибора. Но площадь эта не является реальной площадью отопительного прибора. Это условная площадь поверхности отопительного прибора.
1 ЭКМ = Площадь нагревательного прибора, которая за 1 час времени отдает 435 ккалорий тепла при разности температур: Средняя температура теплоносителя — температура воздуха = 64,5 градусов Цельсия при расходе воды 17,4 кг/час. По схеме движения теплоносителя сверху вниз. Далее расход в расчеты влиять не будет!
Разность 64,5 градусов найдена таким образом: ((95 + 70)/2)-18=64,5
Откуда 95 градусов на подаче, 70 градусов на обратке. 18 градусов — температура в помещения. Средняя температура теплоносителя минус 18 градусов = 64,5
435 ккалорий = 506 Вт, 1 калория = 0,001163 Вт.
435000 калорий/час = 506 Вт/час
1 ЭКМ = 506 Вт при условии, что разность температур теплоносителя и воздуха равна 64,5 градусов Цельсия.
Нужно отопить помещение с теплопотерями 2000 Вт. Трубу использовать в один ряд горизонтально вдоль периметра помещения длиной 18 метров. Труба стальная. Температура воздуха в помещении 20 градусов. Рассчитать какой диаметр трубы применить к данному помещению?
Длина трубы = 5+4+5+4=18 м.
То есть средняя температура теплоносителя будет: 20+64,5=84,5 градусов
Подача: 89,5 градусов
Обратка: 79,5 градусов
Мы примем тот факт, что температура поверхности трубы равна температуре теплоносителя. Для практических примеров систем водяного отопления очень даже подходит. Термическое сопротивление стальной трубы очень мало и обычно может не включаться в расчет.
P.S. Мелочи будите считать, когда будите защищать докторскую диссертацию!
Находим ЭКМ для теплопотерь помещения 2000 Вт
2000 Вт делим на количество метров трубы 18 м. получается 111 Вт на метр трубы.
435 ккалорий = 506 Вт, поэтому 111Вт/м делим на 506Вт, получается 0,219 ЭКМ.
Ответ: ЭКМ = 0,219
Согласно задаче: один ряд. Сверяясь по таблице, нам подходит наружный диаметр трубы 50мм.
Если нам необходимо уменьшить температуру теплоносителя. То есть уменьшить разницу температур, то на помощь приходит такая таблица:
Зависимость теплоотдачи от температурного напора.
Давайте примем, что температура теплоносителя или поверхности трубы будет равна 60 градусов, тогда разница температур будет равна: 60-20=40 градусов.
При температурном напоре в 40 градусов, получается 270 кКалорий. ЭКМ = 0,26
Поэтому, 0,26*270=70,2 кКалорий
Ответ: Диаметр 50 не подходит для температурного напора в 40 градусов.
Чтобы найти диаметр необходимо выполнить следующее:
1. Находим кКалории при температурном напоре в 40 градусов = 270
2. 270*1,163 = 314 Вт
3. 2000 Вт делим на 18 метров = 111 Вт
4. 111 / 314 = 0,35 ЭКМ
5. Сверяемся по таблице, подходит 70мм
Ответ: Труба с диаметром 70мм.
Существует другой расчет.
Выбираем 50 трубу
Температурный напор 40 градусов умножаем на 2 кКал/градус = 80 ккалорий/час * 0,9 = 72 ккалор/час
Конструкция отопительных приборов
Радиатором секционным называется прибор конвективно-радиационного типа, состоящий из отдельных колончатых элементов — секций с каналами круглой или элипсообразной формы. Такой радиатор отдает в помещение радиацией около 25% общего теплового потока, передаваемого от теплоносителя (остальные 75% — конвекцией) и именуется «радиатором» лишь по традиции. Секции радиатора отливают из серого чугуна, их можно компоновать в приборы различной площади. Секции соединяют на ниппелях с прокладками из картона, резины или паронита.
Рис. 27. Двухколончатая секция радиатора: hп — полная высота; hм — монтажная высота (строительная); b — строительная глубина
Известны разнообразные конструкции одно-, двух-, и многоколонных секций различной высоты, но наиболее распространены двухколончатые секции (рис. 27) средних (монтажная высота hм=500 мм) радиаторов. Производство чугунных радиаторов трудоемко, монтаж затруднен из-за громоздкости и значительной массы собранных приборов. Радиаторы не могут считаться удовлетворяющими санитарно-гигиеническим требованиям, так как очистка от пыли межсекционного пространства сложна. Эти приборы обладают значительной тепловой инерцией. Наконец, следует отметить несоответствие их внешнего вида интерьеру помещений в зданиях современной архитектуры. Указанные недостатки радиаторов вызывают необходимость их замены более легкими и менее металлоемкими приборами. Не смотря на это чугунные радиаторы — это наиболее распространенный, в настоящее время отопительный прибор.
Рис. 28. Чугунные радиаторы: а — М-140-АО (М-140-АО-300); б — М-140; в — РД-90
В настоящее время промышленностью выпускаются чугунные секционные радиаторы со строительной глубиной 90 мм и 140 мм (типа «Москва» — сокращенно М, типа Стандарт — МС и другие). На рис. 28 приведены конструкции выпускаемых чугунных радиаторов. Все чугунные радиаторы рассчитаны на рабочее давление до 6 кгс/см2. Измерителями поверхности нагрева нагревательных приборов служат физический показатель — квадратный метр поверхности нагрева и теплотехнический показатель — эквивалентный квадратный метр (экм2). Эквивалентным квадратным метром называется площадь нагревательного прибора, отдающая в 1 час 435 ккал тепла при разности средней температуры теплоносителя и воздуха 64,5°С и расходе воды в этом приборе 17,4 кг/час по схеме движения теплоносителя сверху вниз. Технические характеристики радиаторов приведены в табл. 21.
Таблица 21. Поверхность нагрева чугунных радиаторов и ребристых труб
Рис.29-33. Чугунные радиаторы
Таблица 22. Техническая характеристика стальных штампованных радиаторов
Стальные панельные радиаторы состоят из двух отштампованных листов, образующих горизонтальные коллекторы, соединенные вертикальными колоннами (колончатая форма), или горизонтальные параллельно и последовательно соединенные каналы (змеевиковая форма). Змеевик можно выполнить из стальной трубы и приварить к одному профилированному стальному листу; такой прибор называется листотрубным.
Стальные панельные радиаторы отличаются от чугунных меньшей массой и тепловой инерцией. При уменьшении массы примерно в 2,5 раза показатель теплопередачи не хуже чем у чугунных радиаторов. Их внешний вид удовлетворяет архитектурно-строительным требованиям, стальные панели легко очищаются от пыли. Стальные панельные радиаторы имеют относительно небольшую площадь нагревательной поверхности, из-за чего иногда приходится прибегать к установке панельных радиаторов попарно (в два ряда на расстоянии 40 мм). В табл. 22 приведены характеристики выпускаемых стальных штампованных радиаторных панелей.
Рис. 34. Схемы каналов для теплоносителя в панельных радиаторах: а — колончатой формы; б — змеевиковый двухходовой; в — змеевиковый четырехходовой
Рис. 35. Бетонная нагревательная панель
Бетонные панельные радиаторы (отопительные панели) (рис. 35) могут иметь бетонированные нагревательные элементы змеевиковой или регистровой формы из стальных труб диаметром 15-20 мм, а также бетонные, стеклянные или пластмассовые каналы различной конфигурации. Бетонные панели обладают коэффициентом теплопередачи, близким к показателям других приборов с гладкой поверхностью, а также высоким тепловым напряжением металла. Приборы, особенно совмещенного типа, отвечают строгим санитарно-гигиеническим, архитектурно-строительным и другим требованиям. К недостаткам совмещенных бетонных панелей относятся трудности ремонта, большая тепловая инерция, усложняющая регулирование теплоподачи в помещения. Недостатками приборов приставного типа являются повышенные затраты ручного труда при их изготовлении и монтаже, сокращение полезной площади пола помещения. Увеличиваются также теплопотери через дополнительно прогреваемые наружные ограждения зданий.
Рис. 36. Формы соединения стальных труб в гладкотрубные отопительные приборы: а — змеевиковая форма; б — регистровая форма: 1 — нитка; 2 — колонка
Гладкотрубным называют прибор из нескольких соединенных вместе стальных труб, образующих каналы для теплоносителя змеевиковой или регистровой формы (рис. 36). В змеевике трубы соединены последовательно по направлению движения теплоносителя, что увеличивает скорость его движения и гидравлическое сопротивление прибора. При параллельном соединении труб в регистре поток теплоносителя делится, скорость его движения и гидравлическое сопротивление прибора уменьшается. Приборы сваривают из труб Ду = 32—100 мм, расположенных друг от друга на расстоянии на 50 мм превышающем их диаметр, что уменьшает взаимное облучение и соответственно увеличивает теплоотдачу в помещение. Гладкотрубные приборы обладают самым высоким коэффициентом теплопередачи, их пылесобирающая поверхность невелика и они легко очищаются.
Вместе с тем гладкотрубные приборы тяжелы и громоздки, занимают немало места, увеличивают расход стали в системах отопления, имеют непривлекательный внешний вид. Их применяют в редких случаях, когда не могут быть использованы приборы других видов (например, для отопления теплиц). Характеристики гладкотрубных регистров приведены в табл. 23.
Таблица 23. Поверхность нагрева 1 м гладкой трубы регистра, экм
Рис. 37. Схемы конвекторов: а — с кожухом; б — без кожуха: 1 — нагревательный элемент; 2 — кожух; 3 — воздушный клапан; 4 — оребрение труб
Таблица 24. Зависимость теплопередачи конвекторов с кожухом от высоты кожуха (hк)
| Тип конвектора | Поверхность нагрева одного конвектора | Длина А, мм | ||
| F, м2 | Fэк, экм | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Плинтусные стальные | ||||
| 15КП-0,5 | 0,37 | 0,25 | 450 | |
| 15КП-0,75 | 0,55 | 0,34 | 700 | |
| 15КП-1 | 0,73 | 0,46 | 950 | |
| 15КП-1,25 | 0,95 | 0,6 | 1200 | |
| 15КП-1,5 | 1,14 | 0,7 | 1450 | |
| 15КП-1,75 | 1,37 | 0,86 | 1700 | |
| 20КП-0,5 | 0,49 | 0,28 | 480 | |
| 20КП-0,75 | 0,68 | 0,42 | 700 | |
| 20КП-1 | 0,91 | 0,57 | 950 | |
| 20КП-1,25 | 1,15 | 0,72 | 1200 | |
| 20КП-1,5 | 1,43 | 0,89 | 1450 | |
| 20КП-1,75 | 1,67 | 1,04 | 1700 | |
| Стальные двухтрубные «Прогресс-15» | ||||
| №1 | 0,88 | 0,5 | 400 | |
| №2 | 1,11 | 0,63 | 500 | |
| №3 | 1,32 | 0,75 | 600 | |
| №4 | 1,55 | 0,88 | 700 | |
| №5 | 1,77 | 1 | 800 | |
| №6 | 1,99 | 1,13 | 900 | |
| №7 | 2,21 | 1,25 | 1000 | |
| №8 | 2,43 | 1,38 | 1100 | |
| №9 | 2,65 | 1,5 | 1200 | |
| «Прогресс-20» | ||||
| №1 | 0,83 | 0,48 | 400 | |
| №2 | 1,1 | 0,6 | 500 | |
| №3 | 1,32 | 0,72 | 600 | |
| №4 | 1,54 | 0,84 | 700 | |
| №5 | 1,76 | 0,96 | 800 | |
| №6 | 1,98 | 1,08 | 900 | |
| №7 | 2,2 | 1,2 | 1000 | |
| №8 | 2,42 | 1,32 | 1100 | |
| №9 | 2,64 | 1,45 | 1200 | |
| «Аккорд» однорядный | ||||
| А-12 | — | 0,6 | 460 | |
| А-16 | — | 0,8 | 620 | |
| А-20 | — | 1 | 780 | |
| А-24 | — | 1,2 | 940 | |
| А-28 | — | 1,4 | 1100 | |
| А-32 | — | 1,6 | 1260 | |
| А-36 | — | 1,8 | 1420 | |
| А-40 | — | 2 | 1580 | |
| «Аккорд» двухрядный | ||||
| 2А-12 | — | 1,105 | 460 | |
| 2А-16 | — | 1,47 | 620 | |
| 2А-20 | — | 1,84 | 780 | |
| 2А-24 | — | 2,21 | 940 | |
| 2А-28 | — | 2,58 | 1100 | |
| 2А-32 | — | 2,94 | 1260 | |
| 2А-36 | — | 3,31 | 1420 | |
| 2А-40 | — | 3,68 | 1580 | |
| «Комфорт» двухтрубный | ||||
| Настенный | Напольный | |||
| Нн-1 | — | — | 0,76 | 710 |
| Нн-2 | — | — | 1,27 | 1110 |
| Нн-3 | — | — | 1,78 | 1510 |
| — | Н-4 | — | 0,81 | 710 |
| Нн-5 | Н-5 | — | 0,985 | 710 |
| Нн-6 | Н-6 | — | 1,24 | 710 |
| — | Н-7 | — | 1,39 | 1110 |
| Нн-8 | Н-8 | — | 1,79 | 1110 |
| Нн-9 | Н-9 | — | 2,15 | 1110 |
| — | Н-10 | — | 1,9 | 1510 |
| Нн-11 | Н-11 | — | 2,3 | 1510 |
| Нн-12 | Н-12 | — | 2,87 | 1510 |
| «Комфорт» четырехтрубный | ||||
| Настенный | Напольный | |||
| Нн-13 | Н-13 | — | 1,53 | 710 |
| Нн-14 | Н-14 | — | 2,55 | 1110 |
| Нн-15 | Н-15 | — | 3,57 | 1510 |
| Плинтусные чугунные | ||||
| ЛТ-10-0,3 | 0,27 | 0,265 | 295 | |
| ЛТ-10-0,6 | 0,54 | 0,53 | 601 | |
Конвектор — это прибор конвективного типа, состоящий из двух элементов — ребристого нагревателя и кожуха (рис. 37). Кожух декорирует нагреватель и способствует повышению теплопередачи благодаря увеличению подвижности воздуха у поверхности нагревателя. Конвектор с кожухом передает в помещение конвекцией до 90-95% всего теплового потока (табл. 24). Прибор, в котором функции кожуха выполняет оребрение нагревателя, называют конвектором без кожуха. Нагреватель выполняют из стали, чугуна, алюминия и других металлов, кожух — из листовых материалов (стали, асбестоцемента и др.)
Конвекторы обладают сравнительно низким коэффициентом теплопередачи. Тем не менее они находят широкое применение. Это объясняется простотой изготовления, монтажа и эксплуатации, а также малой металлоемкостью. Основные технические характеристики конвекторов приведены в табл. 25.
Ребристой трубой называют прибор конвективного типа, представляющий собой фланцевую чугунную трубу, наружная поверхность которой покрыта совместно отлитыми тонкими ребрами (рис. 33). Площадь внешней поверхности ребристой трубы во много раз больше, чем площадь поверхности гладкой трубы того же диаметра и длины. Это придает отопительному прибору особую компактность. Кроме того, пониженная температура поверхности ребер при использовании высокотемпературного теплоносителя, сравнительная простота изготовления и невысокая стоимость обуславливают применение этого малоэффективного в теплотехническом отношении, тяжелого прибора. К недостаткам ребристых труб относятся также несовременный внешний вид, малая механическая прочность ребер и трудность очистки от пыли. Ребристые трубы применяют как правило во вспомогательных помещениях (котельных, складских помещениях, гаражах и т. д.). Промышленность выпускает круглые ребристые чугунные трубы длиной 1-2м. Их устанавливают горизонтально в несколько ярусов и соединяют по змеевиковой схеме на болтах с помощью «калачей» — фланцевых чугунных двойных отводов и контрфланцев.
Для сравнительной теплотехнической характеристики основных отопительных приборов в табл. 26 приведена относительная теплоотдача приборов длиной 1,0 м в равных тепло-гидравлических условиях при использовании в качестве теплоносителя — воды (теплоотдача чугунного секционного радиатора глубиной 140 мм принята за 100%). Как видно, высокой теплоотдачей на 1,0 м длины отличаются секционные радиаторы и конвекторы с кожухом; наименьшую теплоотдачу имеют конвекторы без кожуха и особенно одиночные гладкие трубы.
Таблица 26. Относительная теплоотдача отопительных приборов длиной 1,0 м
Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:
