как рассчитать, сколько в секции, в системе, усредненные данные, способы
В процессе проектирования системы отопления приходится обращаться к разным сведениям. Например, о вместимости батарей, объеме воды в радиаторе отопления с учетом воздушной подушки и без нее.
В отличие от любых других емкостей, на корпусе батареи нет клеймения или информации о внутреннем объеме. Тем более что многие производители слегка экономят на толщине стенок корпуса. Приходится обращаться к документации и даже взвешивать секции.
Для чего нужно знать количество воды в батарее
Содержание статьи
- 1 Для чего нужно знать количество воды в батарее
- 1.1 Как влияет объем воды в радиаторе на работоспособность котла отопления
- 1.2 Вода – транспортировщик тепла
- 2 Работаем с документацией
- 3 Усредненные данные
- 4 Способы расчета объема
Данная величина используется для теплотехнических расчетов. Причем преимущественно для схем с алюминиевыми радиаторами.
Для чугунных моделей внутренний объем батареи отопления не так важен. Потому что вес радиатора из чугуна и аналогичного по размеру из алюминия может отличаться вдвое-втрое.
Чем больше масса батареи, тем выше ее тепловая инертность и мощность. Соответственно объем радиатора отопления влияет на три характеристики:
- Мощность батареи. Больше емкость – больше габариты и теплоотдающая наружная поверхность.
- Планируемая скорость движения потока и количество перекачиваемой через радиатор горячей воды.
- Общее количество воды в системе отопления.
Последние две являются базовыми для расчета мощности котла. По сути, определить мощность и эффективность нагрева помещения можно, зная, сколько воды в алюминиевом радиаторе отопления.
Как влияет объем воды в радиаторе на работоспособность котла отопления
Любой котельный агрегат рассчитан на прокачку горячей воды с определенной скоростью, и главное – на определенное количество теплоносителя в системе.
Популярные настенные газовые котлы индивидуального отопления не могут работать с малогабаритными алюминиевыми радиаторами, так как объем воды в системе получается меньше, чем предусмотрено безопасным минимумом.
Кроме того, алюминиевые секции из-за небольшой тепловой инерции не накапливают энергию, как чугунные. Это означает, что скорость водяного потока внутри контура будет выше, а сам котел станет включаться/выключаться чаще, чем на чугунных регистрах или радиаторах с большим объемом. Соответственно ресурс оборудования вырабатывается быстрее, автоматика ломается.
Для гравитационных (самоточных) систем отопления использование алюминиевых радиаторов с малым внутренним объемом может быть также неэффективным из-за низкой скорости движения воды. Это значит, что какая-то часть помещений дома будет отапливаться полноценно, а часть останется с холодными батареями.
Вода – транспортировщик тепла
Нельзя сказать, что радиаторы с большим емкостью идеально подойдут для системы отопления, а с малым – лучше не использовать.
Рассеивание тепла в доме должно планироваться исходя из скорости движения теплоносителя, внутреннего объема и температуры воды.
Например, котел в состоянии выдать определенное количество горячей воды, которая будет прокачиваться через контур отопления всюду с одинаковой скоростью.
В помещениях, где требуется повышенная теплоотдача, устанавливают радиаторы отопления с большим объемом. В тех местах, где нужно слегка подогреть воздух в комнате (прихожая, коридор), достаточно секции с малым объемом. Кроме того, алюминиевые радиаторы с увеличенным внутренним объемом, равно как и чугунные батареи, намного медленнее нагреваются и медленнее остывают.
Работаем с документацией
Размер элементов системы отопления, количество батарей, их размеры, форма, внутренний объем жидкости – все эти параметры были давно рассчитаны и многократно проверены на практике. От того, сколько воды в одной секции алюминиевого радиатора, зависит греющая способность прибора, и она должна быть определенной величины.
Радиаторы должны быть однотипными. Они устанавливаются в квартирах и жилых помещениях, офисах, балансируются по расходу и объему воды, тепловой мощности, и только после этого подключаются к котельной установке или системе центрального отопления. Поэтому все водяные радиаторы однотипны по конструкции и стандартизированы по размерам.
Исключение – самодельные трубные регистры, сваренные хозяевами для самотечного (безнасосного) водяного отопления. Но их эффективность ниже, так как теплоноситель остывает неравномерно, и скорость потока в трубах невысокая. В этом случае объем подбирается экспериментально В процессе эксплуатации хозяева могут дополнительно приваривать горизонтальные регистры или убирать лишние трубы.
Все сведения о радиаторах, необходимые предприятию-производителю, собраны в ГОСТах на определенный тип отопительных приборов:
- общий ГОСТ 31311-2005 на приборы отопления;
- ГОСТ 8690-94 на чугунные батареи;
- ГОСТ 20335-74 на стальные панельные приборы;
- ГОСТ Р RU.
9001.5.1.9009.
9001.5.1.9009.Сведения о внутреннем объеме по воде указываются в паспорте и сертификате соответствия. Поэтому, покупая алюминиевый прибор (секцию), есть возможность сравнить, сколько литров в одной секции алюминиевого радиатора, с аналогичными моделями в интернет-магазинах или на сайте компании-производителя.
Помимо ГОСТов, в планировании отопления квартир массово используются СНиПы (строительные нормы и правила). Именно они зачастую устанавливают ограничения по параметрам системы отопления.
Например, жидкость в трубе отопительного контура (в стояке или горизонтальной разводке) всегда имеет более высокую температуру, чем наружная металлическая поверхность. СНиП 41-01-2003 допускает нагрев теплоносителя до 95 ℃, но при этом ограничивает скорость движения жидкости не более 2 м/с. Более высокие скорости допускаются для нежилых помещений.
Другой нормативный документ – СП 31-106-2002 (п. 7.2.4) – ограничивает температуру поверхности батареи. Она не может быть более 70 ℃.
С другой стороны, радиатор должен быть с достаточно большого объема, чтобы иметь развитую поверхность нагрева, обеспечивающую охлаждение до 70 ℃.
Усредненные данные
В целом величина внутреннего пространства у разных моделей радиаторов и батарей может отличаться как в пределах погрешности геометрии (из-за технологии изготовления), так и из-за желания компании-производителя сэкономить на металле. Усредненные данные по объему воды в радиаторе отопления приведены в таблице.
В среднем в одну алюминиевую секцию помещается 450-500 мл воды, в биметалл – 300-350 мл.
Кроме того, производители чугунных батарей заведомо делают внутренний объем больше заявленного. Это связано с тем, что внутри чугунных отопительных приборов обязательно должна быть воздушная подушка.
Сама конфигурация секций, размещение соединительных муфт и геометрия ребер выполнены так, что верхняя часть внутреннего пространства остается заполненной воздухом.
Это делается намеренно, для того чтобы компенсировать негативные последствия термического расширения теплоносителя или гидравлического удара. Батареи из алюминия легко выдерживают удар, тогда как чугунные могут просто расколоться.
Способы расчета объема
Зачастую просто нет возможности получить сведения о радиаторе из-за отсутствия паспорта и маркировки. В таком случае измерить внутренний объем можно с помощью заливки воды, предварительно заглушив три из четырех отверстий штатными торцевыми пробками.
Поместившуюся жидкость можно будет слить из секции в литровую банку и взвесить на весах. Если вычесть вес тары, получим величину внутреннего объема. Это будет наиболее достоверная информация.
Определить величину внутреннего пространства можно по описанию секции. Для этого необходимо определить тип конструкции, измерить межосевое расстояние и взвесить секцию. Далее по приведенной выше таблице можно найти свой вариант и определить объем радиатора в литрах для отопления.
Погрешность будет в пределах 3-5%, что вполне приемлемо для любых теплотехнических расчетов.
Объем воды в радиаторе отопления используется для планирования отопительного контура и подбора котельного оборудования. Измерять его приходится относительно редко, но зачастую процесс вычисления реальной величины сопровождается техническими трудностями, особенно для старых моделей.
Чистка квартирного радиатора: видео.
Расскажите о своем опыте расчета или измерения внутреннего пространства батарей – насколько точными получились результаты? Сохраните материал в закладках, чтобы не потерять его.
Радиаторы Royal Thermo
У нас можно приобрести радиаторы итальянской марки «Royal Thermo».
Алюминиевые радиаторы Royal Thermo Revolution.
Алюминиевый радиатор с революционным соотношением цены и качества! Подходит для применения в индивидуальных системах отопления.
При компактных размерах обеспечивает максимально возможную теплоотдачу за счет применения запатентованных технологий PowerShift и беспрепятственной конвекции благодаря волнообразной форме ребер. Особая волнообразная форма оребрения модели REVOLUTION повышает теплоотдачу на 3% за счет беспрепятственного прохождения нагреваемого воздуха при движении внутри радиатора. Дополнительное оребрение на вертикальном коллекторе секции увеличивает теплоотдачу радиатора на 5%. Фирменный алюминиевый знак на каждом радиаторе и заводская маркировка каждой секции надежно защищают радиаторы Royal Thermo от подделок. Высочайшее качество и надежность радиаторов Royal Thermo подтверждены фирменной гарантией 10 лет. Каждый радиатор имеет индивидуальный паспорт и гарантийный талон. Сделано в России.
Технические характеристики:
| Revolution 500 | Revolution 350 | ||
|---|---|---|---|
| Теплоотдача (при ∆T = 70°C) | Вт | 171 | 128 |
| Объем воды в секции | л | 0,370 | 0,290 |
| Давление рабочее | бар | 20 | 20 |
| Межосевое расстояние | мм | 500 | 350 |
| Масса | кг | 1,30 | 1,01 |
| Высота | мм | 420 | |
| Ширина | мм | 80 | 80 |
| Глубина | мм | 80 | 80 |
Цена: 695 р/секция(500 мм).
Алюминиевые радиаторы Royal Thermo DreamLiner.
Алюминиевый дизайн-радиатор. Создан для энергосберегающих систем. Воплощает в себе передовые разработки в области энергосбережения. Повышенная теплоотдача за счет идеального аэродинамического дизайна и применения технологии PowerShift – дополнительных ребер на вертикальном коллекторе. Разработанный IPGDesignStudio (Италия) совместно с экспертами НИИ Сантехники (Россия) аэродинамический дизайн DREAMLINER позволил достичь революционной тепловой эффективности радиатора при компактных размерах. Дополнительное оребрение на вертикальном коллекторе секции увеличивает теплоотдачу радиатора на 5%. Фирменный алюминиевый знак на каждом радиаторе и заводская маркировка каждой секции надежно защищают радиаторы Royal Thermo от подделок. Высочайшее качество и надежность радиаторов Royal Thermo подтверждены фирменной гарантией 10 лет. Каждый радиатор имеет индивидуальный паспорт и гарантийный талон. Сделано в России.
Технические характеристики:
| Dreamliner 500 | ||
|---|---|---|
| Теплоотдача (при ∆T = 70°C) | Вт | 175 |
| Объем воды в секции | л | 0,370 |
| Давление рабочее | бар | 20 |
| Межосевое расстояние | мм | 500 |
| Масса | кг | 1,31 |
| Высота | мм | 585 |
| Ширина | мм | 80 |
| Глубина | мм | 87 |
Цена: 715 р/секция.
Алюминиевые радиаторы Royal Thermo Indigo.
Обратная конвекция модели INDIGO. Уникальная конструкция верхней части радиатора INDIGO фор мирует обратно направленный поток горячего воздуха, эффективно отсекающий холод от окон. Эффективная защита от гидроударов. Запатентованная инновационная заглушка повышенной прочности MECC-LAN с нанополимерной мембраной наряду с использованием вертикальных коллекторов круглого сечения гарантирует надежную работу алюминиевых радиаторов Royal Thermo в системах, подверженных частым гидроударам. Повышенная мощность, технология POWERSHIFT®. Патент №122469 Дополнительное оребрение на вертикальном коллекторе секции увеличивает теплоотдачу радиатора на 5%. Oxsilan ® 9807 – новое поколение экологически чистого покрытия без тяжелых металлов и фосфатов. Oxsilan ® 9807 наносится на секцию радиатора перед покраской и за счет улучшенной адгезии лакокрасочного покрытия повышает антикоррозийную стойкость и долговечность радиаторов. Сверхстойкая 7-этапная NANO-покраска TECNOFIRMA ®.
Нанесение экологически чистых нанокрасок AkzoNobel (Нидерланды) и FreiLacke (Германия) в семь этапов гарантирует стойкость к механическим повреждениям и обеспечивает долговечность покрытия радиатора в помещениях с повышенной влажностью. Надежная защита от подделок Фирменный алюминиевый знак на каждом радиаторе и заводская маркировка каждой секции надежно защищают радиаторы Royal Thermo от подделок. Абсолютная гарантия 10 лет. Высочайшее качество и надежность радиаторов Royal Thermo подтверждены фирменной гарантией 10 лет. Каждый радиатор имеет индивидуальный паспорт и гарантийный талон. Изготовлено по ГОСТ России. Изготовлено по ТУ-4935-001-14713117-2014 в соответствии с ГОСТ 31311-2005
Технические характеристики:
| Indigo 500 | ||
|---|---|---|
| Теплоотдача (при ∆T = 70°C) | Вт | 188 |
| Объем воды в секции | л | 0,37 |
| Давление рабочее | бар | 20 |
| Межосевое расстояние | мм | 500 |
| Масса | кг | 1,35 |
| Высота | мм | 585 |
| Ширина | мм | 80 |
| Глубина | мм | 100 |
Цена: 755 р/секция.
Биметаллические радиаторы Royal Thermo Revolution Bimetall.
Биметаллический радиатор для центральных систем отопления. Полностью биметаллический радиатор с коллектором из высоколегированной стали предназначен для использования в центральных системах отопления. Благодаря применению технологии PowerShift – дополнительным ребрам на коллекторе – имеет высочайшую для биметалла теплоотдачу. Применение только полностью стальных коллекторов гарантирует надежную работу в системах подверженных гидроударам и с химически агрессивными теплоносителями (в том числе антифризами). Дополнительное оребрение на вертикальном коллекторе секции увеличивает теплоотдачу радиатора на 5%. Фирменный алюминиевый знак на каждом радиаторе и заводская маркировка каждой секции надежно защищают радиаторы Royal Thermo от подделок. Высочайшее качество и надежность радиаторов Royal Thermo подтверждены фирменной гарантией 10 лет. Каждый радиатор имеет индивидуальный паспорт и гарантийный талон. Сделано в России.
Технические характеристики:
| Revolution Bimetall 500 | Revolution Bimetall 350 | ||
|---|---|---|---|
| Теплоотдача (при ∆T = 70°C) | Вт | 160 | 122 |
| Давление рабочее | бар | 30 | 30 |
| Объем воды в секции | л | 0,205 | 0,175 |
| Давление опрессовочное | бар | 45 | 45 |
| Давление на разрыв | бар | свыше 200 | свыше 200 |
| Межосевое расстояние | мм | 500 | 350 |
| Масса | кг | 1,82 | 1,42 |
| Высота | мм | 564 | 415 |
| Ширина | мм | 80 | 80 |
| Глубина | мм | 80 | 80 |
Цена: 765 р/секция(500 мм).
Биметаллические радиаторы Royal Thermo BiLiner.
Полностью биметаллический дизайн-радиатор с коллектором из углеродистой стали. Нижние концы ребер расположены по дуге, поэтому холодный воздух эффективно забирается из непрогретых слоев помещения. Разработанный IPGDesignStudio (Италия) совместно с экспертами НИИ Сантехники (Россия) аэродинамический дизайн BILINER позволил достичь революционной тепловой эффективности радиатора при компактных размерах. Применение только полностью стальных коллекторов гарантирует надежную работу в системах подверженных гидроударам и с химически агрессивными теплоносителями (в том числе антифризами). Дополнительное оребрение на вертикальном коллекторе секции увеличивает теплоотдачу радиатора на 5%. Высочайшее качество и надежность радиаторов Royal Thermo подтверждены фирменной гарантией 10 лет. Каждый радиатор имеет индивидуальный паспорт и гарантийный талон. Сделано в России.
Технические характеристики:
| BiLiner 500 | ||
|---|---|---|
| Теплоотдача (при ∆T = 70°C) | Вт | 171 |
| Давление рабочее | бар | 30 |
| Давление опрессовочное | бар | 45 |
| Давление на разрыв | бар | свыше 60 |
| Межосевое расстояние | мм | 500 |
| Объем воды | л | 0,205 |
| Масса | кг | 1,85 |
| Высота | мм | 574 |
| мм | 80 | |
| Глубина | мм | 87 |
Цена: 875 р/секция.
Биметаллические радиаторы Royal Thermo PianoForte.
Эксклюзивный биметаллический дизайн-радиатор для центральных систем отопления. Эксклюзивный запатентованный дизайн-радиатор PianoForte представлен в двух цветах дизайнерской палитры FUTURA мирового лидера в порошковых покрытиях AKZO NOBEL (Голландия). Дополнительное преимущество по сравнению с другими дизайн-радиаторами – это надежная работа в центральных системах отопления. Примененный в конструкции эффект чередования секций с разными углами наклона идеально подчеркивает индивидуальность владельца и за счет фронтальных конвективных окон увеличивает теплоотдачу радиатора на 5%. Применение только полностью стальных коллекторов гарантирует надежную работу в системах подверженных гидроударам и с химически агрессивными теплоносителями (в том числе антифризами). Дополнительное оребрение на вертикальном коллекторе секции увеличивает теплоотдачу радиатора на 5%. Высочайшее качество и надежность радиаторов Royal Thermo подтверждены фирменной гарантией 10 лет.
Каждый радиатор имеет индивидуальный паспорт и гарантийный талон. Сделано в России.
Технические характеристики:
| PianoForte 500 | ||
|---|---|---|
| Теплоотдача (при ∆T = 70°C) | Вт | 189 |
| Давление рабочее | бар | 30 |
| Давление опрессовочное | бар | 45 |
| Давление на разрыв | бар | >100 |
| Межосевое расстояние | мм | 500 |
| Объем воды в секции | л | 0,205 |
| Масса | кг | 2.2 |
| Высота | мм | 591 |
| Ширина | мм | 80 |
| Глубина | мм | 100 |
Цена: 1200 р/секция.
Радиаторы всех марок Royal Thermo производятся в России и Италии, на них дается гарантия 10 лет.
Наличие оборудования уточняйте по телефонам: 8-914-468-1834, 8-914-448-9781.
13.2 Тепловое расширение твердых тел и жидкостей – Колледж физики
Глава 13 Температура, кинетическая теория и газовые законы
Резюме
- Дайте определение и опишите тепловое расширение.
- Рассчитать линейное расширение объекта, зная его начальную длину, изменение температуры и коэффициент линейного расширения.
- Рассчитать объемное расширение объекта, зная его начальный объем, изменение температуры и коэффициент объемного расширения.
- Расчет термической нагрузки на объект по его первоначальному объему, изменению температуры, изменению объема и объемному модулю.
Расширение спирта в термометре является одним из многих часто встречающихся примеров теплового расширения , изменения размера или объема данной массы в зависимости от температуры.
Горячий воздух поднимается вверх, потому что его объем увеличивается, что приводит к тому, что плотность горячего воздуха становится меньше, чем плотность окружающего воздуха, вызывая выталкивающую (поднимающую) силу на горячий воздух. То же самое происходит со всеми жидкостями и газами, приводя к естественному переносу тепла вверх в домах, океанах и погодных системах. Твердые тела также подвергаются термическому расширению. Железнодорожные пути и мосты, например, имеют компенсаторы, что позволяет им свободно расширяться и сжиматься при изменении температуры.
Каковы основные свойства теплового расширения? Во-первых, тепловое расширение явно связано с изменением температуры. Чем больше изменение температуры, тем больше будет изгибаться биметаллическая полоса. Во-вторых, это зависит от материала. В термометре, например, расширение спирта намного больше, чем расширение стакана, содержащего его.
Какова основная причина теплового расширения? Как обсуждается в главе 13.4 «Кинетическая теория: атомное и молекулярное объяснение давления и температуры», повышение температуры подразумевает увеличение кинетической энергии отдельных атомов.
В твердом теле, в отличие от газа, атомы или молекулы плотно упакованы вместе, но их кинетическая энергия (в виде небольших быстрых колебаний) отталкивает соседние атомы или молекулы друг от друга. Это отталкивание соседа к соседу приводит в среднем к несколько большему расстоянию между соседями и в сумме к большему размеру всего тела. Для большинства веществ в обычных условиях нет предпочтительного направления, и повышение температуры увеличивает размер твердого тела на определенную долю в каждом измерении.
ЛИНЕЙНОЕ ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ — ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ В ОДНОМ ИЗМЕРЕНИИ
Изменение длины [латекс]{\Delta{L}}[/латекс] пропорционально длине [латекс]{L}.[/латекс] Зависимость теплового расширения по температуре, веществу и длине резюмируется уравнением
[латекс] {\ Delta {L} = \ alpha {L} \ Delta {T}}, [/latex]
, где [латекс] {\ Delta { L}}[/latex] — изменение длины [латекс]{L}, \:{\Delta{T}}[/latex] — изменение температуры, а [латекс]{\альфа}[/латекс] — коэффициент линейного расширения, который незначительно зависит от температуры.
9{\circ}\text{C}}[/latex] или 1/К. Поскольку размер кельвина и градуса Цельсия одинаковы, как [латекс] {\ альфа} [/латекс], так и [латекс] {\ дельта {Т}} [/латекс] могут быть выражены в единицах Кельвинов или градусов. Цельсия. Уравнение [латекс]{\Delta{L}=\alpha{L}\Delta{T}}[/latex] точно для небольших изменений температуры и может использоваться для больших изменений температуры, если среднее значение [латекс ]{\alpha}[/латекс].
{\circ}\text{C}}.[/latex] 9{\circ}\text{C})=0,84\text{ м.}}[/latex]
[/латекс]
[/latex]
Плотное сжатие расширяющегося газа эквивалентно его сжатию, а как жидкости, так и твердые тела сопротивляются сжатию с чрезвычайно большими силами. Чтобы избежать разрыва жестких контейнеров, эти контейнеры имеют воздушные зазоры, которые позволяют им расширяться и сжиматься, не нагружая их.
)
Стеклянные кастрюли треснут при быстром или неравномерном охлаждении из-за дифференциального сжатия и создаваемых им напряжений. (Pyrex® менее чувствителен из-за его низкого коэффициента теплового расширения.) Корпусам высокого давления ядерных реакторов угрожает чрезмерно быстрое охлаждение, и, хотя ни один из них не вышел из строя, некоторые охлаждались быстрее, чем считалось желательным. Биологические клетки разрушаются при замораживании продуктов, что ухудшает их вкус. Многократное оттаивание и замораживание усугубляют ущерб. Даже океаны могут быть затронуты. Значительная часть повышения уровня моря в результате глобального потепления связана с тепловым расширением морской воды. 
Исследователи пытаются найти лучшие металлические покрытия, которые позволили бы связывать металл с костью. Одна из задач состоит в том, чтобы найти покрытие с коэффициентом расширения, аналогичным коэффициенту расширения металла. Если коэффициенты расширения слишком разные, термические напряжения в процессе производства приводят к трещинам на границе раздела покрытие-металл.
org/BreadcrumbList»>
Эти разнородные металлы имеют разные коэффициенты теплового расширения и при изменении температуры элемент начинает деформироваться.
Если температура нагнетания значительно ниже температуры пара, конденсат может начать накапливаться слишком далеко, что может привести к проблемам с производительностью и надежностью или даже вызвать гидравлический удар в паропроводах.
Эти биметаллические элементы в основном используются в качестве вентиляционных отверстий или для отвода большого количества конденсата из конденсатоотводчика при пуске и остаточной нагрузки при останове.