Công suất tỏa nhiệt của bộ tản nhiệt - bảng so sánh giữa các loại bằng gang, lưỡng kim, nhôm và thép.

Công suất tỏa nhiệt của bộ tản nhiệt là một hệ số xác định lượng nhiệt nhận được từ thiết bị sưởi trên mỗi đơn vị thời gian và được đo bằng W/(m² K).

Thông số kỹ thuật này là chỉ số chính đánh giá hiệu quả của bộ tản nhiệt trong việc tạo ra môi trường trong nhà thoải mái. Nhà sản xuất thiết bị sưởi ấm bắt buộc phải ghi rõ giá trị này trong tài liệu kèm theo sản phẩm của mình.

Công suất của bộ tản nhiệt được tính bằng wattMột số nhà sản xuất công bố tốc độ truyền nhiệt của sản phẩm, được biểu thị bằng calo/giờ. Để chuyển đổi tốc độ này sang watt, họ sử dụng một tiêu chuẩn, trong đó 1 W = 859,845 calo/giờ.

Công suất truyền nhiệt của một phần hoặc một tấm riêng lẻ trong hệ thống sưởi bằng nước được tính toán dựa trên các yếu tố chính và phụ. Các yếu tố này bao gồm vật liệu cấu tạo, nhiệt độ chất làm mát, diện tích trao đổi nhiệt, sơ đồ đấu nối của thiết bị, vị trí lắp đặt và các yếu tố khác. Nếu bộ tản nhiệt bao gồm nhiều phần hoặc một tấm đơn lẻ, công suất sẽ được nhà sản xuất tính toán và quy định cho toàn bộ thiết bị.

Cách tính công suất tỏa nhiệt của bộ tản nhiệt trên mỗi mét vuông

Trong tài liệu kèm theo, người tiêu dùng sẽ tìm thấy công suất tỏa nhiệt của một phần riêng lẻ hoặc toàn bộ tấm tản nhiệt có kích thước cụ thể. Các thông số này khá tương đối và không nên được tin cậy 100%. Chúng cần được điều chỉnh thêm để đạt được giá trị thực tế. Để xác định điều này, cần phải tính toán độ dẫn nhiệt của bộ tản nhiệt.

Trước hết, chúng ta cần bác bỏ quan niệm phổ biến rằng pin nhôm có lượng nhiệt tỏa ra cao nhất do đặc tính của kim loại không chứa sắt. Cần lưu ý rằng pin không được làm từ nhôm nguyên chất, mà là từ hợp kim của nó với silic – silumin – có lượng nhiệt tỏa ra thấp hơn đáng kể.

Điều tương tự cũng có thể nói một phần về các loại bộ tản nhiệt bằng thép, lưỡng kim và gang. Công suất định mức được ghi trong bảng thông số kỹ thuật của thiết bị sưởi là chính xác khi chênh lệch giữa nhiệt độ trung bình của chất làm mát và nhiệt độ không khí trong phòng là 70°C.⁰ C. Hiện tượng này được gọi là chênh lệch nhiệt độ và được ký hiệu bằng Δt. Việc tính toán được thực hiện bằng công thức:

Δt = (t_{nộp hồ sơ} + t_{đường trả về})/2 – t _{không khí}

Theo logic của nhà sản xuất, kết quả tính toán phải là 70 độ. Sau đó, nhiệt độ trung bình của chất làm mát có thể được tính bằng công thức:

(t_{nộp hồ sơ} + t_{đường trả về}) = 2(Δt + t _{không khí})

Ví dụ, dựa trên công suất nhiệt do nhà sản xuất công bố của một phần lưỡng kim – 200 W, Δt = 70⁰ Nhiệt độ phòng trung bình -22 độ C⁰ C, ta có kết quả:

(t_{nộp hồ sơ} + t_{đường trả về}) = 2(70 + 22) = 184⁰ VỚI

Do có tính đến sự chênh lệch nhiệt độ tiêu chuẩn 20 độ giữa nhiệt độ cung cấp và nhiệt độ hồi lưu, giá trị của chúng được xác định riêng biệt:

t_{nộp hồ sơ} = (184 + 20)/2 = 102⁰ VỚI

t_{đường trả về} = (184 - 20)/2 = 82⁰ VỚI

Một phép tính truyền nhiệt thực tế cho thấy một đoạn có khả năng tạo ra 200 W, với điều kiện nước trong ống cấp đang sôi và chất làm mát rời khỏi ống đầu ra ở nhiệt độ 82 độ.

Hiện tượng như vậy đơn giản là không thể xảy ra trong thực tế. Thực tế là các bình đun nước nóng gia đình không thể làm nóng nước lên trên 80 độ. Ngay cả trong điều kiện tối đa này, nước làm mát cũng chỉ đi vào bộ tản nhiệt ở nhiệt độ tối đa khoảng 77 độ.⁰ C và Δt sẽ xấp xỉ 40⁰ C. Từ đó, chúng ta kết luận rằng công suất tỏa nhiệt thực tế của một phần bộ tản nhiệt lưỡng kim sẽ không phải là 200 W, mà chỉ là 100 W.

Để đơn giản hóa việc tính toán, bạn có thể sử dụng bảng truyền nhiệt với các hệ số giảm. Để làm điều này, hãy sử dụng công thức ở trên, với nhiệt độ dự kiến ​​trong nhà và chất làm mát, để tính toán Δt.

Bảng giá trị hệ số giảm

Bảng 1.

Δt	ĐẾN
40	0,48
45	0,56
50	0,65
55	0,73
60	0,82
65	0,91
70	1

Hệ số tương ứng được tìm thấy trong bảng và nhân với công suất nhiệt định mức của một phần của bộ tản nhiệt lưỡng kim. Tức là, trong trường hợp này, để làm nóng 1 m³² Căn phòng sẽ có công suất tỏa nhiệt là 200 W x 0,48 = 96 W.

Để sưởi ấm 10 m² Khu vực này sẽ cần khoảng 1 kW công suất sưởi, và số lượng ống dẫn cần thiết sẽ là 1000/96 = 10,4. Nếu phòng có hai cửa sổ, cần lắp đặt hai bộ tản nhiệt, mỗi bộ có 10 và 11 ống dẫn, bên dưới chúng.

tiêu chuẩn công suất nhiệt

Khi thiết kế hệ thống sưởi ấm cho các tòa nhà và công trình, người ta sử dụng văn bản quy định SP 60.13330.2016. Bộ quy tắc này điều chỉnh, trong số những điều khác, việc phát triển hệ thống sưởi ấm bên trong các tòa nhà và công trình mới xây dựng và cải tạo. SP được xây dựng dựa trên các yêu cầu của tiêu chuẩn SNiP GOST 30494-2011 và GOST 32415-2013. Dựa trên các tiêu chuẩn này, tiêu chuẩn công suất sưởi ấm 1 kW được áp dụng cho một phòng có diện tích 10 mét vuông, chiều cao trần tối đa 3 mét, một bức tường ngoài và một cửa sổ.

Khi điều chỉnh các điều kiện ban đầu để sưởi ấm một căn phòng theo hướng này hay hướng khác (diện tích lớn hơn hoặc nhỏ hơn, số lượng cửa sổ khác nhau, v.v.), để xác định chính xác công suất nhiệt danh nghĩa, các hệ số hiệu chỉnh được đưa vào tính toán:

K1 – cấu trúc cửa sổ

• Khung đôi – 1,27;
• Đơn vị kính hai lớp – 1.0;
• Đơn vị kính ba lớp – 0,85.

K2 – vật liệu cách nhiệt tường

• thấp – 1,27;
• Tường xây 2 viên gạch + cách nhiệt – 1.0;
• Chất lượng cao – 0,85.

K3 – S_{cửa sổ}/S_{giới tính}

• 0,5 – 1,2;
• 0,33 – 1,0;
• 0,1 – 0,8.

K4 – nhiệt độ trung bình trong nhà vào mùa đông, độ

• 35 — 1,5;
• 20 – 1.1;
• 10 – 0,7.

K5 – số lượng tường ngoài

• 1 – 1.1;
• 2 – 1,2;
• 3 – 1,3;
• 4 – 1.4.

K6 – một phòng ở tầng trên

• gác mái lạnh – 1.0;
• gác mái – 0,8.

K7 – chiều cao trần nhà, m

• 2,5 – 1,0;
• 3 – 1,05;
• 3.5 – 1.1.

Kết quả cuối cùng được chia cho công suất tỏa nhiệt của một phần tản nhiệt. Thương số được làm tròn lên số nguyên gần nhất (10,4 – 11 phần).

Bảng so sánh các chỉ số truyền nhiệt của các loại bộ tản nhiệt khác nhau.

Như đã đề cập ở trên, sự truyền nhiệt được đo bằng đơn vị W/m².²Giá trị này được coi là thước đo hiệu quả của thiết bị sưởi. Khi lựa chọn loại và kiểu dáng máy sưởi cho người tiêu dùng, việc so sánh công suất sưởi ấm của chúng đóng vai trò quyết định.

Công suất tỏa nhiệt thực tế của bộ tản nhiệt

Dựa trên các thông số kỹ thuật này, các chuyên gia công bố nhiều bảng trực tuyến liệt kê công suất tỏa nhiệt của các bộ tản nhiệt lưỡng kim, nhôm, thép và gang. Tại đây, bạn sẽ tìm thấy dữ liệu về công suất tỏa nhiệt của các thiết bị sưởi ấm.

Bảng so sánh công suất tỏa nhiệt của 1 phần bộ tản nhiệt sưởi tùy thuộc vào áp suất hoạt động, thể tích và trọng lượng.

Bảng 2.

Loại thiết bị có khoảng cách giữa các trục là 500 mm	Công suất nhiệt, W	Môi trường áp suất làm việc	Dung tích, lít	Trọng lượng, kg
Nhôm	180	20	0,27	1,45
Kim loại kép	200	20	0,20	1.2
Thép	120	20	0,20	1,05
Gang đúc	140	10	1.2	5.4

Đặc điểm so sánh tùy thuộc vào loại thiết bị sưởi

Bảng 3.

Đặc trưng	Nhôm	Kim loại kép	Thép	Gang đúc
Kết cấu	Phân đoạn	Phân đoạn	Bảng	Phân đoạn
Ly hôn	Bên	Bên	Ngang/Dọc	Bên
Khả năng chống ăn mòn	Trung bình	Cao	Trung bình	Cao
Loại chất làm mát	Nước	Nước/chất chống đông	Nước/chất chống đông	Nước

Bộ tản nhiệt sưởi ấm với hiệu suất tỏa nhiệt tốt hơn

Dựa trên nhiều đánh giá của người tiêu dùng, thử nghiệm của chuyên gia và so sánh kết quả, bộ tản nhiệt lưỡng kim được công nhận là tốt nhất về khả năng tỏa nhiệt. Theo thứ tự giảm dần, bộ tản nhiệt nhôm đứng đầu, tiếp theo là bộ tản nhiệt thép. Bộ tản nhiệt gang vẫn đứng cuối cùng trong nhóm này.

Vật liệu dùng để sản xuất các sản phẩm sưởi ấm không gian, giá thành và chất lượng chất làm mát đóng vai trò quan trọng trong bảng xếp hạng này. Mặc dù có chất lượng vượt trội, bộ tản nhiệt lưỡng kim vẫn là loại đắt nhất. Lựa chọn bộ tản nhiệt nhôm là giải pháp tối ưu. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng bị hạn chế đối với các hệ thống sưởi ấm tự động, nơi chất lượng chất làm mát có thể được duy trì ở mức cao.

Vì lý do tương tự nhưng ngược lại, chúng hoàn toàn không phù hợp để lắp đặt trong các tòa nhà nhiều tầng có hệ thống sưởi trung tâm. Giống như các thiết bị bằng thép, chúng truyền nhiệt nhanh chóng, cả trong quá trình sưởi ấm và làm mát.

Cuối cùng, nếu người tiêu dùng không quan tâm đến tính thẩm mỹ của thiết bị sưởi và yêu cầu về công suất nhiệt thấp, thì giải pháp lý tưởng là lắp đặt bộ tản nhiệt gang MS-140.

Sự phụ thuộc của quá trình truyền nhiệt qua bộ tản nhiệt vào nhiệt độ chất làm mát.

Công suất nhiệt định mức của một phần bộ tản nhiệt được tính toán dựa trên các giá trị tiêu chuẩn của nhiệt độ chất làm mát ở đầu vào (90⁰ C) và lối ra (70⁰ C) Thiết bị sưởi ấm. Các điều kiện này áp dụng cho các mạng lưới sưởi ấm tập trung.

Trong các hệ thống sưởi tự động dành cho nhà ở tư nhân, chênh lệch nhiệt độ có thể khác nhau. Trong trường hợp này, công suất tỏa nhiệt của một bộ phận riêng lẻ có thể khác biệt đáng kể so với các giá trị do nhà sản xuất công bố. Công suất sưởi của thiết bị sưởi tỷ lệ thuận với nhiệt độ của chất làm mát trong đường ống cấp. Nhiệt độ càng cao, công suất tỏa nhiệt của bộ tản nhiệt càng lớn. Ngược lại, nhiệt độ chất làm mát càng thấp, công suất sưởi của bộ tản nhiệt càng thấp.

Để tránh những biến động nhiệt độ bất ngờ, sử dụng bộ điều nhiệtChúng được lắp đặt vào đường ống tại đầu vào của bộ tản nhiệt. Đầu điều nhiệt có các phiên bản điều khiển bằng tay, bán tự động và tự động, được điều khiển trực tuyến.

Làm thế nào để tăng hệ số truyền nhiệt?

Dựa trên những điều đã nêu ở trên, rõ ràng là công suất tỏa nhiệt thực tế của bất kỳ thiết bị sưởi nào cũng có thể khác biệt đáng kể so với thông số kỹ thuật mà nhà sản xuất công bố trong tài liệu sản phẩm. Điều kiện hoạt động thực tế của các bộ tản nhiệt có thể gây ra tổn thất nhiệt tích lũy, làm giảm hiệu quả của hệ thống sưởi trong nhà hoặc căn hộ.

Có hai phương án để tăng hệ số truyền nhiệt: cải thiện điều kiện hoạt động của hệ thống sưởi hiện có và sử dụng các phương pháp tối ưu để bố trí và kết nối các bộ tản nhiệt, như đã được xác định ở giai đoạn thiết kế.

Dựa vào ví dụ trong hình bên dưới, chúng ta sẽ phân tích sự thất thoát nhiệt trong hệ thống sưởi của một tòa nhà.

1. Lượng nhiệt thất thoát qua mái nhà là: 25 - 30%.
2. Qua cửa sổ: 10 - 15%.
3. Lượng nhiệt thất thoát qua sàn nhà: 10 - 15%.
4. Tỷ lệ thất thoát năng lượng qua tường: 10 - 15%.
5. Các khu vực liền kề: 10 - 15%.
6. Qua đường ống (nếu có hệ thống sưởi bằng bếp): 20 - 25%.

Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng nó trực tuyến máy tính để tính toán lượng nhiệt thất thoát trong nhà.

Làm thế nào để nâng cao hiệu quả của hệ thống sưởi hiện có?

Để nâng cao hiệu quả của hệ thống sưởi hiện có, các chuyên gia khuyến nghị thực hiện các biện pháp sau:

• Cách nhiệt cho các cấu trúc bao quanh bên ngoài nhà (tường, móng, tầng hầm và gác mái);
• Thay thế khung cửa sổ gỗ cũ bằng cửa sổ kính hai lớp;
• Dán các tấm chắn bằng giấy bạc lên tường phía sau bộ tản nhiệt;
• Định kỳ mở các van Mayevsky để giải phóng khí bị tắc trong bộ tản nhiệt;
• Nếu tường lạnh, chúng sẽ được cách nhiệt từ bên trong bằng vật liệu cách nhiệt.

Sau khi hoàn thành các biện pháp này, chủ nhà sẽ ngay lập tức nhận thấy hiệu suất tỏa nhiệt của thiết bị sưởi ấm được cải thiện. Đối với việc cách nhiệt tường bên trong, thị trường vật liệu xây dựng cung cấp rất nhiều loại vật liệu, từ tấm xốp và thạch cao có vân đến gạch thạch cao và tấm polyurethane trang trí, không chỉ giúp cách nhiệt cho các phòng mà còn làm tăng tính thẩm mỹ.

So sánh hiệu suất làm nóng của bộ tản nhiệt bằng thép và gang.

Làm thế nào để nâng cao hiệu quả ở giai đoạn thiết kế?

Để tránh tình trạng truyền nhiệt không hiệu quả của các thiết bị sưởi trong các công trình mới, các quy tắc sau đây cần được tuân thủ ngay từ giai đoạn thiết kế.

Quy tắc 1Lò sưởi được lắp đặt dưới cửa sổ. Chúng có thể được đặt trong các hốc đặc biệt hoặc treo dưới bệ cửa sổ, có hoặc không có lưới chắn. Lưới chắn giúp che giấu vẻ ngoài của lò sưởi nhưng cũng có thể làm giảm hiệu suất sưởi ấm. Trong một số trường hợp, lưới chắn được sử dụng một cách có chủ đích để giảm lưu lượng nhiệt từ 10-15%, nhờ đó giữ nhiệt cho các phòng khác.

Quy tắc 2Phương pháp đấu nối ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả của thiết bị sưởi. Có thể là đấu nối một phía hoặc hai phía. Đấu nối hai phía giúp công suất của bộ tản nhiệt gần hơn với công suất truyền nhiệt đã được nhà sản xuất công bố. Kinh nghiệm cho thấy rằng nếu có ít hơn 20 bộ tản nhiệt trong một phòng, thì đấu nối một phía là phương pháp tối ưu hơn.

Ảnh dưới đây cho thấy hiệu quả của các đoạn có kết nối ống hai mặt.

Ảnh này cho thấy hiệu quả của các đoạn ống được kết nối một phía.

Cách tính công suất tỏa nhiệt của một phần bộ tản nhiệt

Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng máy tính trực tuyến. để xác định xem bộ tản nhiệt lưỡng kim có bao nhiêu phần. cần thiết cho mỗi 1 m2.

Thiết kế dạng mô-đun của các dàn nóng cho phép thay đổi số lượng dàn trong mỗi bộ tản nhiệt. Điều này giúp điều chỉnh công suất sưởi bằng cách tăng hoặc giảm diện tích bề mặt truyền nhiệt của các bộ tản nhiệt.

Các bộ tản nhiệt dạng mô-đun có sẵn bằng vật liệu lưỡng kim, nhôm và gang. Như đã đề cập ở trên, tất cả các mô-đun đều được cung cấp cho thị trường thiết bị sưởi ấm với công suất nhiệt định mức được xác định trước, được tính toán cho các điều kiện hoạt động tiêu chuẩn của thiết bị sưởi ấm.

Mỗi phép tính công suất tỏa nhiệt của bộ tản nhiệt đều phải tính đến các đặc điểm cụ thể của căn phòng nơi chúng được lắp đặt. Vì mục đích này, các hệ số hiệu chỉnh đã được phát triển (xem chương trước, "Tiêu chuẩn công suất tỏa nhiệt"). Bằng cách thay thế các giá trị thực tế này vào phép tính, ta thu được công suất tỏa nhiệt cuối cùng của phần đầu tiên của bộ tản nhiệt.

Công suất tỏa nhiệt của bộ tản nhiệt sưởi dạng tấm

Khác với các thiết bị dạng mô-đun, tấm sưởi bằng thép là sản phẩm không thể tháo rời.

Trong tài liệu kèm theo, nhà sản xuất ghi rõ công suất nhiệt định mức của tấm pin, được tính toán cho Δt = 70.⁰ Độ C ở nhiệt độ phòng trung bình là -22 độ C.⁰ C. Quá trình truyền nhiệt của thiết bị được tính toán bằng cách thay thế giá trị thực tế của Δt và nhập các hệ số hiệu chỉnh.

Tính toán công suất bộ tản nhiệt Phần 1