Журнал Сделай сам » Сантехника » Отопление » Измеряем теплоотдачу секционных радиаторов подключенных по разным схемам

Измеряем теплоотдачу секционных радиаторов подключенных по разным схемам

Измеряем теплоотдачу секционных радиаторов подключенных по разным схемам
При подключении отопительной системы различают несколько видов подводки. Приверженцы такой системы делают упор на том, что такая схема подключения очень рациональна и позволяет эффективно организовать горизонтальную подводку при обогреве от одного стояка нескольких помещений. Кроме этого имеется и ряд других факторов, которые говорят в пользу такой однотрубной разводки.
Кроме этого существует и двухтрубная система. При ее монтаже вместе с терморегуляторами может возникнуть такое явление как разбалансировка. Она возникает, когда часть клапанов на радиаторах закрыты (частично закрыты), что в итоге приводит к возрастанию расхода через другие радиаторы. Это может спровоцировать значительные перегрузки на клапанах, и привести к появлению шума в системе. Естественно, что такие перегрузки значительно снижают ресурс работы клапанов. В связи с этим специалисты рекомендуют в двухтрубных системах применять автоматические балансировочные клапана перепада давления. Однако это существенно повышает стоимость системы отопления и привлечения специалистов для проектирования.
В связи с этим однотрубная система является наиболее самоустойчивой. Ведь у нее расход воды через узел радиатора с замыкающим участком постоянен. И при закрытии клапана теплоноситель попросту протекает через байпас, что не вызывает появления избыточного давления на других участках ветки. Так же такая однотрубная система не требует монтажа так называемых скрытых соединений, что значительно повышает надежность системы в целом.
При установке в системах отопления стальных панельных радиаторов, трудности вызванные скрытой разводкой помогают решить вентильные узлы Н-образного типа. Такие узлы имеют встроенные регулируемые байпасы. Поэтому ввод теплоносителя происходит вверх от узла к терморегулирующему клапану по встроенной внутри трубке. После чего теплоноситель стекает вниз через всю полость радиатора. Такая конфигурация позволят реализовать схему типа «сверху-вниз». При этом показатель теплоотдачи мало изменяется от номинального значения, который рассчитан при боковом подключении.
Секционные радиаторы, как правило, имеют 4-ре узла подключения. Наиболее эффективной считается схема подключения через все 4 узла. При этом на подающем и обратном каналах радиатора, имеются встроенные регулировочные клапаны расхода теплоносителя, и трубка-зонд, для отвода и подвода теплоносителя внутрь радиатора.
В однотрубных системах с ручной регулировкой, которые содержат встроенный замыкающий участок, подающий и отводящий трубопроводы взаимозаменяемы. То есть теплоноситель может поступать через зонд в радиатор, а возвращаться, используя кольцевой канал рядом с ним (рис 1а). А может двигаться и наоборот (рис 1б). Так же однотрубный узел FAR с терморегуляцией согласно схемы подключения является обратимым (рис 2б). В этом случае движение теплоносителя осуществляется «на клапан». И самое главное никаких негативных явлений связанных с вибрацией клапана, или его возможным захлопыванием которые являются вполне обычным явлением для других схем подключения, не происходит. Это достигается за счет того, что избыток теплоносителя отводится через байпас, и его гидравлическое сопротивление практически равное сопротивлению клапана. Подробных сведений относительно теплоотдачи радиаторов с 4-мя ходовыми узлами пока нет.
Относительно измерения теплоотдачи радиаторов с встроенными однотрубными узлами тоже не все так просто. Дело в том, что значения коэффициента затекания теплоносителя в радиатор, которые указывают изготовители, не являются настолько точными, что бы определить отдачу тепла. Для более точного результата необходимо применять установку узла FAR (рис 3) двухтрубного типа. По конструкции он представляет собой модифицированную версию однотрубного узла подобного типа. В таком случае можно точно промерить расход через радиатор. В результате подсчетов теплоотдача при температурном напоре равном xt = 70 °С, одной секции, составляет 183 Вт. Замеры всех параметров производились на специальном стенде. Он оборудован теплоисточником (электрический котел) с выключенной автоматикой, циркуляционным насосом, расходомером с мерной шайбой, тройниками с встроенными гильзами для замера температуры протекающего теплоносителя, мерных гибких шлангов, водяными манометрами, и дренированными измерительными коллекторами, предназначенными для замера статического давления на всем мерном участке (до и после).
Коллектор для замера статического давления представляет собой медный трубопровод, выполненный в форме колец. В них, под углом 90° по отношению друг к другу, врезаны 4 дренажных отверстия. Их диаметр составляет всего 2 мм, а внутренние края тщательно обработаны. Замеряя перепад статических давлений можно определить и потери на всем мерном участке системы. Аппаратура для замеров позволяет измерить температуру теплоносителя с точностью до 0,1 °С, перепады статических давлений теплоносителя до 10 Па, расход жидкости до 0,5 кг/ч, и мощность до 0,1 Вт. ТЭНы котла потребляют однофазный ток подаваемый через автотрансформатор с заданной мощностью. После завершения переходных процессов показатель мощности устанавливается равным стационарной тепловой Wобщ, которую отдает стенд.
В таком случае замеряемая тепловая мощность прибора Wпр который испытывается (радиатор отопления или его секция), определяется по формуле Wпр = Wобщ – Wст. Значение Wст – это мощность самого стенда, замеренная без подключения испытуемого прибора, при идентичной подающей температуре t1.
Однако наше помещение - его объем и размеры, а так же ограждение, где установлен стенд не соответствуют в полном объеме международным требованиям к испытательным камерам для проведения замеров теплового потока различных отопительных приборов. К примеру европейские нормы EN 442-2 требуют поддержания на пяти ограждениях камеры постоянной температуры равной 20°С. Московское НИИ сантехники имеет свою методику замеров. По ней нельзя охлаждать пол и противоположную стену по отношению к измеряемому прибору. И заградительный участок так же требует утепления.
Не смотря на такие разбежности в оборудовании камеры, результаты по замерам эталонного алюминиевого секционного радиатора до 1% совпадают с данными, представленными заводом изготовителем. Они кстати подтверждены испытаниями и замерами, проведенными в политехническом институте Милана в соответствии с требованиями методики EN 442-2. Наша же методика основывалась больше на сравнительных испытаниях. Поэтому для определения, при номинальной подаче, относительного изменения теплоотдачи теплоносителя, с использованием одноточечного узла, вид и свойства наших ограждений особой роли не сыграли.
Результаты испытаний можно представить в виде диаграммы (Рис 4,5) для обоих вариантов подключения: обратной и подающей схем. Все числовые данные можно собрать в таблице (табл 1) в очень приближенном виде, при изменении теплоотдачи xW измеряемой в %, к номинальной мощности W0, и отношения длины зонда lxL к длине радиатора (измеряется так же в %).
Как видно наименьшими потерями теплоотдачи обладает вариант подключения по схеме Б, при этом зонд равен половине длины радиатора (l = 0,5L).
Работа однотрубных узлов основана на значительных расходах теплоносителя (от 100 до 360 кг/ч). У них потеря теплоотдачи xWxW0 по варианту Б, и зонду равному половине длины от длины радиатора равны 2-5%, для зонда длинной ¾ от радиатора потери увеличиваются до 8%. Короткий же зонд с длинной в четверть длины радиатора по аналогичной схеме вызывает потери достигающие 16 %. То есть при большем расходе теплоносителя потери уменьшаются.
При монтаже системы по схеме А, у зондов с любой длиной при значительном расходе потери теплоотдачи не изменяются существенно и составляют около 10%. Этот показатель соответствует приводимым данным. Двухтрубный вариант характеризуется небольшим расходом от 50 до 100 кг/ч. В таком варианте все зонды подключенные как по схеме Б, так и по схеме А, позволяют добиться потери теплоотдачи достигающих 18-10%. Такой показатель может быть аппроксимирован следующей зависимостью xWxW0 = –0,16G + 26. Короткий зонд размером l = 0,25L в схеме А позволяет достичь показателя потери теплоотдачи равного 20–15 %. То есть в данном случае теплоотдача радиатора намного меньше.
Кроме замеров потери теплоотдачи, проводились и расчеты по движению жидкости внутри полости радиатора при помощи специального программного комплекса, который основан на методе уравнений конечно-объемного моделирования гидродинамики. Расчеты проводились с использованием весомой жидкости k–е модели турбулентности. После замеров была создана трехмерная область течения, созданная в формате VRML. На рисунках (рис 6,7) показаны модули и векторы скорости жидкости в районе нижнего коллектора в области окончания зонда. Расход жидкости при этом достигает значения 240 кг/ч. По схеме Б, течение жидкости образует область в которой происходит перемешивание встречных потоков, и последующее винтовое движение жидкости вдоль оси нижнего коллектора. В этом случае теплообмен со стенками радиатора больше чем в схеме А. Так как по схеме А, ясно видно разграничение потоков (подающего и обратного).

Опубликовали: 28-10-2012, 17:16. Прочитали: 2124. Советы из рубрики: Сантехника » Отопление

Рекомендации на похожую тему:

Комментарии:

Категории сайта

Спонсоры

Бесплатный сонник, толкование снов по базе в 40 сонников на Юноне.

Популярные статьи

Сотрудничество