Как высчитать отдачу тепла трубы из стали и для чего это выполняется
В данной статье мы поговорим про то, как высчитать отдачу тепла трубы, а еще в каких вариантах может понадобится обозначение этого показателя.
Для какой цели рассчитывают отдачу тепла труб из стали
Преимущественно, расчет отдачи тепла труб из стали производится в подобных вариантах:
- если необходимо определить мощность приборов с функцией нагрева для системы обогрева в доме;
- если появилась необходимость оценки потерь тепла, происходящих во время перевозки теплового носителя по трубопроводу.
Необходимо выделить, что нагревательные контуры, сквозь которые может отдаваться тепло, устанавливают в этих приборах:
- сушители полотенец и змеевики;
- регистры;
- системы пола с подогревом.
Системы полов с подогревом
Если идет речь о водяном теплом полу, в отличии от электрического аналога, в качестве нагревательного контура в нем применяются трубы из металла, хотя, их начали использовать в наше время все реже.
Основная причина уменьшения спроса на теплый гидравлический пол состоит в постепенном изнашивании труб из стали, снижении просвета в них. Более того, имеет большое значение и вариант монтажа – сварные швы выполнить сможет абсолютно не каждый, а крепёжное соединение в виде резьбы грозит утечкой теплового носителя через определенный промежуток времени. Естественно, никому не нравится результат утечки воды из системы в полу со стяжкой – будет затоплен потолок этажа снизу или подвального помещения, а перекрытие понемногу поломается.
Благодаря этому на замену трубам профильным в гидравлических полах с подогревом в первую очередь пришли металлопластиковые змеевики, фитинги на которые крепились за границами стяжки, а на данный момент предпочитают армированный полипропилен.
Подобному материалу свойственно небольшое температурное расширение, а при правильной укладке и эксплуатации они могут прослужить не один год. Как вариант, применяют и иные материалы из полимера.
Нужно обратить внимание, что зазоры для температурного расширения армированного полипропилена все-таки стоит оставлять, хоть оно и маленькое.
Сушители полотенец
В старых домах сушители полотенец из труб из стали встречаются достаточно часто, ведь во многих случаях они были заложены проектом, причем практически до конца прошлого столетия врезались в систему на резьбе.
Совсем недавно начали использовать циркулярные врезки в элеваторных узлах, которые предоставляют стабильную горячую температуру прибора.
Потому как нагревательные контуры в полотенцесушителях регулярно подвергались температурным изменением – то нагревались, то остывали – крепёжным соединениям в виде резьбы было тяжело выдерживать этот режим, благодаря этому они иногда начинали подтекать.
Несколько позже, когда прогрев таких устройств стал стабильным благодаря врезке в стояки отопления, проблема протечек стала не очень важной. В то же время размеры змеевика стали ощутимо меньше, из-за чего снизилась площадь отдачи тепла трубы из стали. Впрочем такой змеевик оставался тёплым не только при использовании горячей воды, а регулярно.
По собственной конструкции регистры собой представляют решётку из нескольких толстых труб с тонкими перемычками, торцы которых заглушены. От них распространяется заметный поток тепла, обогревая, аналогичным образом, довольно помещения большого размера – магазины, склады или цеха для производства. В основном, регистры располагают под окном или по периметру помещения. Читайте также: «Виды регистров из гладких труб, характеристики и характерности применения в системах обогрева».
Это было совсем несложным и недорогим решением в ситуациях, когда требовался обогрев площадей большого размера. Правда если говорить об отдаче тепла трубы в таком регистре по сравнению с отопительным прибором из алюминия, то разница в эффективности ошеломляет. За счёт приличной площади теплообменного аппарата отопительного прибора и теплопроводимости алюминия, новейшее оборудование, безусловно, лучше. Да и внешне регистры выглядели довольно грубо.
Но все таки, для собственного времени регистры были подходят ввиду простоты и дешевизны. Можно подчеркнуть, что сварные швы на них были высокопрочными, а загрязнение трубы не мешало их функционированию.
Методы увеличения отдачи тепла
Круглая форма совсем не содействует увеличению отдачи тепла труб сделанных из металла. Еще намного низкий показатель отношения объема и поверхности можно повстречать только у сферы.
Поэтому, проблема как расширить отдачу тепла трубы, безусловно, стояла у разработчиков первых обычных приборов отопления.
Чтобы сделать больше показатель отдачи тепла трубы из стали до недавнего времени использовались подобные приемы:
- Поверхность трубы покрывали матовой черной краской, чтобы увеличить инфракрасное излучение элемента нагрева. Это позволяло достичь существенного роста температуры в помещении. Необходимо выделить, что современное хромирование на полотенцесушителях очень неэффективно для усиления отдачи тепла – оно, скорее, для красоты.
- Увеличение отдачи тепла трубы за счёт наваривания на нее дополнительных ребер, что делало площадь элемента нагрева, а это означает и отдачу тепла, намного больше. Наиболее передовым вариантом применения этого варианта можно назвать дизайн радиатор, другими словами участок загнутой трубы с приваренными поперечными ребрами. Хотя сама труба в этом случае отдает минимум тепла.
Любым из таких способов воспользуйтесь, если стоит вопрос, как расширить отдачу тепла отопительные трубы собственными руками, потому что они абсолютно не непростые и вполне выполнимы дома.
Потери тепла сквозь трубы
В условиях квартир особенного смысла рассчитывать отдачу тепла нержавеющей трубы нет, ведь в этом случае все тепло, отдаваемое стояком и контурами отопления, будет рассеиваться в середине, обогревая помещение.
А вот если нужно качественно нагреть подвальные или складские мощности, а тепловой носитель к ним должен подаваться из иного места, то в этом случае расчет отдачи тепла трубы станет более чем целесообразен, чтобы можно было определиться, сколько тепла теряется по пути. Тогда можно попробовать поискать способы уменьшить потери тепла горячих труб.
Использование материалов для теплоизоляции
Наверняка, первое, что приходит на ум при надобности сберечь максимум тепла в середине трубы – это обмотать ее материалом для теплоизоляции. В конце прошлого столетия под эти цели применяли материал для утепления из стекловолокна с добавочной обмоткой невоспламеняющейся тканью (этот вариант рекомендован правовой базой). Еще чуть до недавнего времени широко применялись растворы гипса или цемента, другими словами тепловая изоляция получалась твёрдой. На самом деле нерадивые сантехники нередко просто обматывали трубы старой ветошью, надеясь, что никто не проконтролирует.
Изобилие инновационных материалов, к примеру накладки на трубы из пенополистирола, разрезные полиэтиленовые оболочки, вата на минеральной основе и другие, дает возможность сделать тепловую изоляцию труб отопления гораздо намного лучше. И в новых домах такого рода материалы успешно используются. Но все таки, отсталость ЖЕКов очень часто приводит к тому, что трубы по старинке обматывают тряпьем.
Расчетные критерии
Чтобы определить мощность оборудования для отопления, и также узнать масштаб потерь тепла при перевозке теплового носителя, нужно будет выполнить теплосъем с трубы при некоторых показателях температуры жидкости в середине нее и воздуха с наружной стороны. Утеплительный слой служит добавочным параметром.
Формула для расчета отдачи тепла стальные трубы выглядит так:
Q=K?F?dT, в которой:
Q – искомый результат отдачи тепла трубы из стали в килокалориях;
K – показатель теплопроводимости. Он зависит от материала трубы, ее сечения, числа контуров оборудования для отопления, и также расхождения в температурах между внешним воздухом и носителем тепла;
F – общая поверхностную площадь трубы или нескольких труб в приборе;
dT – напор температуры, другими словами ? суммарной температуры жидкости при входе и выходе из трубы за вычетом температуры окружающей среды в помещении.
Если трубы дополнительно обернуты слоем тепловой изоляции, то ее КПД в процентном выражении (кол-во пропускаемого сквозь нее тепла) умножают на получившийся критерий отдачи тепла.
Например рассчитаем отдачу тепла регистра из трех труб сечением 100 мм, длиной 1 м. В помещении температура равна 20 ?, а тепловой носитель при прохождении сквозь трубу стынет с 81 до 79 ?.
Согласно формуле S=2пиrh рассчитываем поверхностную площадь цилиндра:
S= 2?3,1415?0,05?1=0,31415 м 2 . Если трубы три, то их вся площадь будет составлять 0,31415?3 = 0,94245 м 2 .
Критерий dT = (79+81):2-20 = 60.
Значение K для регистра из трех труб с температурным напором 60 и сечением 1 метр принимаем равным 9. Поэтому, Q=9?1?60 = 540. Другими словами отдача тепла регистра будет равна 540 ккал.
Аналогичным образом, мы посмотрели понятия отдачи тепла, и также способы минимизации потерь тепла трубы из стали для тех либо других случаев. Ничего очень сложного в данном нет. Главное, подойти к вопросам серьезно.