Как рассчитать теплоотдачу стальной трубы и для чего это делается

Как рассчитать теплоотдачу стальной трубы и для чего это делается

<p> Содержание: </p> <p> </p> <div> <a href="#1">С какой целью рассчитывают теплоотдачу стальных труб</a><br> <a href="#2">Системы теплых полов</a><br> <a href="#3">Полотенцесушители</a><br> <a href="#4">Регистры</a><br> <a href="#5">Методы повышения теплоотдачи</a><br> <a href="#6">Теплопотери сквозь трубы</a><br> <a href="#7">Применение теплоизоляционных материалов</a><br> <a href="#8">Расчетные показатели</a> </div> <p> </p> <p> В этой статье мы расскажем о том, как рассчитать теплоотдачу трубы, а также в каких случаях может потребоваться определение данного показателя.<br> </p> <h2><a name="1"></a>С какой целью рассчитывают теплоотдачу стальных труб</h2><a name="777"></a> <p> Преимущественно, расчет теплоотдачи стальных труб производится в таких случаях: </p> <ul> <li>если нужно определить мощность нагревательных приборов для системы отопления в доме;</li> <li>если возникла необходимость оценки теплопотерь, происходящих во время транспортировки теплоносителя по трубопроводу.</li> </ul> <p style="text-align: center;"> <img width="640" alt="как увеличить теплоотдачу трубы отопления своими руками" src="/upload/medialibrary/c8e/c8e9b3675a861e309da6e08394bf5071.jpg" height="496" loading="lazy" title="теплоотдача стальной трубы"><br> </p> <p> Стоит отметить, что нагревательные контуры, сквозь которые может отдаваться тепло, устанавливают в таких приборах: </p> <ul> <li>полотенцесушители и змеевики;</li> <li>регистры;</li> <li>системы теплого пола.</li> </ul> <h2><a name="2"></a>Системы теплых полов</h2><a name="777"></a> <p> Если речь идет о водяном теплом полу, в отличие от электрического аналога, в качестве нагревательного контура в нем используются металлические трубы, хотя, их стали применять в последнее время все реже. </p> <p> Главная причина снижения спроса на водяной теплый пол заключается в постепенном изнашивании стальных труб, снижении просвета в них. Кроме того, имеет значение и способ монтажа – сварные швы выполнить сможет далеко не каждый, а резьбовое соединение грозит утечкой теплоносителя через некоторое время. Естественно, никому не понравится результат утечки воды из системы в полу со стяжкой – будет затоплен потолок нижнего этажа или подвала, а перекрытие постепенно придет в негодность. </p> <p style="text-align: center;"> <img width="640" alt="как увеличить теплоотдачу трубы" src="/upload/medialibrary/cf5/cf5594ede4949465e489bdd468a149b8.jpg" height="400" loading="lazy" title="как увеличить теплоотдачу трубы отопления своими руками"><br> </p> <p> По этим причинам на замену стальным трубам в теплых водяных полах сначала пришли металлопластиковые змеевики, фитинги на которые крепились за пределами стяжки, а в настоящее время предпочитают армированный полипропилен. Читайте также: "<a target="_blank" href="https://teplospec.com/teplyy-pol/kak-pravilno-sdelat-teplyy-pol-montazh-vodyanogo-i-elektricheskogo-pola.html" data-turbo="false">Как правильно сделать теплый пол – монтаж водяного и электрического пола</a>". </p> <p> Такому материалу присуще незначительное тепловое расширение, а при грамотной укладке и эксплуатации они могут прослужить не один десяток лет. Как вариант, используют и другие полимерные материалы. </p> <blockquote> <p> Обратите внимание, что зазоры для теплового расширения армированного полипропилена все же нужно оставлять, хоть оно и небольшое. </p> </blockquote> <h2><a name="3"></a>Полотенцесушители</h2><a name="777"></a> <p> В домах старой постройки полотенцесушители из стальных труб встречаются очень часто, ведь в большинстве случаев они были заложены проектом, причем почти до конца прошлого века врезались в систему на резьбе. </p> <p> Не так давно стали применять циркулярные врезки в элеваторных узлах, которые обеспечивают стабильную горячую температуру прибора. </p> <p style="text-align: center;"> <img width="640" alt="теплоотдача нержавеющей трубы" src="/upload/medialibrary/b59/b5981dfe023d25669ba913ca0ff9e330.jpg" height="461" loading="lazy" title="как увеличить теплоотдачу трубы"><br> </p> <p> Поскольку нагревательные контуры в полотенцесушителях постоянно подвергались перепадам температур – то нагревались, то остывали – резьбовым соединениям было сложно выдержать такой режим, поэтому они периодически начинали подтекать. </p> <p> Несколько позднее, когда прогрев этих приспособлений стал стабильным благодаря врезке в стояки отопления, проблема протечек стала не настолько актуальной. В то же время размеры змеевика стали намного меньше, в результате чего снизилась площадь теплоотдачи стальной трубы. Однако такой полотенцесушитель оставался теплым не только во время использования горячей воды, а постоянно. </p> <h2><a name="4"></a>Регистры</h2><a name="777"></a> <p> По своей конструкции регистры представляют собой решетку из нескольких толстых труб с тонкими перемычками, торцы которых заглушены. От них распространяется ощутимый поток тепла, обогревая, таким образом, довольно большие помещения – магазины, склады или производственные цеха. Как правило, регистры располагают под окном или по всему периметру помещения. </p> <p style="text-align: center;"> <img width="640" alt="теплоотдача металлических труб" src="/upload/medialibrary/931/9314c5b14d8ab57089fe6126796dcdcc.jpg" height="544" loading="lazy" title="теплоотдача нержавеющей трубы"><br> </p> <p> Это было очень простым и дешевым решением в ситуациях, когда требовался обогрев больших площадей. Хотя если говорить о теплоотдаче трубы в таком регистре в сравнении с алюминиевым радиатором, то разница в эффективности ошеломляет. За счет большей площади теплообменника радиатора и теплопроводности алюминия, современное оборудование, несомненно, предпочтительнее. Да и внешне регистры выглядели довольно грубо. </p> <blockquote> <p> Тем не менее для своего времени регистры были приемлемы ввиду дешевизны и простоты. Можно отметить, что сварные швы на них были очень прочными, а засорение трубы не мешало их функционированию. </p> </blockquote> <h2><a name="5"></a>Методы повышения теплоотдачи</h2><a name="777"></a> <p> Круглая форма отнюдь не способствует увеличению теплоотдачи металлических труб. Еще более низкий коэффициент отношения объема и поверхности можно встретить только у сферы. </p> <p> Следовательно, проблема как увеличить теплоотдачу трубы, несомненно, стояла у разработчиков первых простых отопительных приборов. </p> <p> Чтобы увеличить коэффициент теплоотдачи стальной трубы, раньше применялись такие методы: </p> <ul> <li>Поверхность трубы покрывали матовой черной краской, чтобы усилить инфракрасное излучение нагревательного элемента. Это позволяло добиться значительного роста температуры в помещении. Стоит отметить, что современное хромирование на полотенцесушителях крайне неэффективно для усиления теплоотдачи – оно, скорее, для красоты.</li> <li>Увеличение теплоотдачи трубы за счет наваривания на нее дополнительных ребер, что делало площадь нагревательного элемента, а значит и теплоотдачу, существенно больше. Наиболее передовым вариантом использования данного способа можно назвать конвектор, то есть участок загнутой трубы с приваренными поперечными ребрами. Хотя сама труба в данном случае отдает минимум тепла.</li> </ul> <p> Любым из этих методов можно воспользоваться, если стоит вопрос, как увеличить теплоотдачу трубы отопления своими руками, ведь они совсем несложные и вполне осуществимы в домашних условиях. </p> <h2><a name="6"></a>Теплопотери сквозь трубы</h2><a name="777"></a> <p> В условиях квартир особого смысла рассчитывать теплоотдачу нержавеющей трубы нет, ведь в данном случае все тепло, отдаваемое стояком и отопительными контурами, будет рассеиваться внутри, обогревая помещение. </p> <p style="text-align: center;"> <img width="640" alt="расчет теплоотдачи трубы" src="/upload/medialibrary/51e/51e3c5767552b810e2202e17065019d5.jpg" height="368" loading="lazy" title="теплоотдача металлических труб"><br> </p> <p> А вот если необходимо качественно обогреть подвальные или складские мощности, а теплоноситель к ним должен подаваться из другого места, то в данном случае расчет теплоотдачи трубы будет более чем целесообразен, чтобы можно было сориентироваться, сколько тепла теряется по пути. Тогда можно попробовать поискать способы сократить теплопотери труб с горячей водой. </p> <h2><a name="7"></a>Применение теплоизоляционных материалов</h2><a name="777"></a> <p> Наверное, первое, что приходит в голову при необходимости сохранить максимум тепла внутри трубы – это обмотать ее теплоизоляционным материалом. В конце прошлого века для этих целей применяли утеплитель из стекловолокна с дополнительной обмоткой негорючей тканью (данный способ рекомендован нормативной базой). Еще чуть раньше активно использовались растворы гипса или цемента, то есть теплоизоляция получалась твердой. В действительности же нерадивые сантехники нередко просто обматывали трубы старой ветошью, в надежде, что никто не проконтролирует. </p> <p style="text-align: center;"> <img width="640" alt="теплосъем с трубы" src="/upload/medialibrary/fa1/fa1f11c49884e3d3b60f2513726b932b.jpg" height="424" loading="lazy" title="расчет теплоотдачи трубы"><br> </p> <p> Обилие современных материалов, например накладки на трубы из пенопласта, разрезные полиэтиленовые оболочки, минеральная вата и прочие, позволяет выполнить теплоизоляцию отопительных труб намного более качественно. И в новостройках такие материалы с успехом применяются. Тем не менее отсталость ЖЕКов зачастую приводит к тому, что трубы по старинке обматывают тряпьем. </p> <h2><a name="8"></a>Расчетные показатели</h2><a name="777"></a> <p> Чтобы вычислить мощность отопительного оборудования, а также выяснить масштаб теплопотерь при транспортировке теплоносителя, необходимо будет выполнить теплосъем с трубы при определенных показателях температуры жидкости внутри нее и воздуха снаружи. Теплоизоляционный слой служит дополнительным параметром. Читайте также: "<a target="_blank" href="https://teplospec.com/radiatory-batarei/raschet-moshchnosti-batarey-otopleniya-kak-rasschitat-samomu.html" data-turbo="false">Расчет мощности батарей отопления - как рассчитать самому</a>". </p> <p> Формула для расчета теплоотдачи трубы из стали выглядит так: </p> <p> Q=K×F×dT, в которой: </p> <p> Q – искомый результат теплоотдачи стальной трубы в килокалориях; </p> <p> K – коэффициент теплопроводности. Он зависит от материала трубы, ее сечения, числа контуров отопительного оборудования, а также расхождения в температурах между внешним воздухом и теплоносителем; </p> <p> F – общая площадь поверхности трубы или нескольких труб в приборе; </p> <p> dT – напор температуры, то есть ½ суммарной температуры жидкости на входе и выходе из трубы за вычетом температуры воздуха в помещении. </p> <p> Если трубы дополнительно обернуты слоем теплоизоляции, то ее КПД в процентном выражении (количество пропускаемого сквозь нее тепла) умножают на полученный показатель теплоотдачи. </p> <p> Для примера рассчитаем теплоотдачу регистра из трех труб сечением 100 мм, длиной 1 м. В помещении температура равна 20 ℃, а теплоноситель при прохождении сквозь трубу остывает с 81 до 79 ℃. </p> <p style="text-align: center;"> <img width="600" alt="как рассчитать теплоотдачу трубы" src="/upload/medialibrary/ce9/ce96d876804303e5dc9277d9a6ea590e.jpg" height="393" loading="lazy" title="теплосъем с трубы"><br> </p> <p> Согласно формуле S=2пиrh рассчитываем площадь поверхности цилиндра: </p> <p> S= 2×3,1415×0,05×1=0,31415 м². Если трубы три, то их общая площадь составит 0,31415×3 = 0,94245 м². </p> <p> Показатель dT = (79+81):2-20 = 60. </p> <p> Значение K для регистра из трех труб с температурным напором 60 и сечением 1 метр принимаем равным 9. Следовательно, Q=9×1×60 = 540. То есть теплоотдача регистра будет равна 540 ккал. </p> <p> Таким образом, мы рассмотрели понятия теплоотдачи, а также способы минимизации теплопотерь стальной трубы для тех или иных случаев. Ничего очень сложного в этом нет. Главное, подойти к вопросу ответственно. </p> <p> </p> <div align="center"> <div class="video-wrapper"> <div class="video-responsive"> <iframe title="Самодельные батареи повышенной теплоотдачи" width="640" height="360" src="//www.youtube.com/embed/8ZKn-10fO1M?feature=oembed" loading="lazy" frameborder="0" allowfullscreen=""> </iframe> </div> </div> </div> <br> <p> </p>