К вопросу о повышении эффективности работы радиатора отопления

Размещено на http://www.allbest.ru/

К вопросу о повышении эффективности работы радиатора отопления

Новиков А.А., Путько А.И.

ДВГУПС, г. Хабаровск, Россия

Абстракт

радиатор отопительный отражающий экран энергия

Радиаторы конвекцией и лучеиспусканием отдают тепло окружающей среде. Конвекция -- вид теплообмена, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками. Существует т. н. естественная конвекция, которая возникает самопроизвольно. При такой конвекции нижние слои воздуха нагреваются, становятся легче и поднимаются, а верхние слои, наоборот, остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз, после чего процесс повторяется снова. Лучистое тепло передаётся от тела к телу посредством электромагнитных волн инфракрасного спектра. Такое тепло является более комфортным для человека. Однако лучистая энергия распространяется от радиатора во все стороны. Многочисленные советы в газете и интернете советуют для повышения температуры в помещении устанавливать за радиатором отопления специальные отражающие экраны. В данной работе поставлена задача исследовать эффективность “народного” способа по уменьшению потерь лучистой энергии.

Ключевые слова: лучистая энергия, системы отопления, отражающий экран, теплопотери, радиатор.

Abstract

Постановка задачи

Интенсивность теплоотдачи лучеиспусканием зависит от взаиморасположения и разницы температур поверхности радиатора и тел, воспринимающих лучистое тепло. Этот способ теплоотдачи обеспечивает бОлыпую комфортность микроклимата в помещении. Считается, что чугунные радиаторы отдают излучением около 50% общей теплоотдачи.

В данной работе поставлена цель:

Оценить эффект от оборудования участка стены позади радиатора слоем алюминиевой фольги и специализированным экраном.

Тепловое излучение

Тепловое излучение - это процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волн, обусловленный тепловым движением атомов или молекул излучающего тела. Возникновение потока лучей в результате превращения тепловой энергии в лучистую называется лучеиспусканием, а обратный переход лучистой энергии в тепловую, в свою очередь, поглощением лучей. В зависимости от температуры излучающего тела его лучеиспускание различно. При температуре ниже 500°С только незначительная часть всех лучей воспринимается глазом как “свет”, а наибольшая часть приходится на долю невидимого теплового излучения.

Радиаторы отопления в современных квартирах

Радиатор (излучатель от лат. radius«луч») -- конвективно-радиационный отопительный прибор. Любой отопительный прибор, как правило, монтируют на наружную стену помещения, под окном. И именно этот участок обогревается интенсивнее других, его температура может доходить до 40°С. Исходя из этого, можно сделать вывод, что радиатор расходует часть тепла на прогрев наружной стены здания (бетонных плит или кирпичей) вместо того чтобы отдавать тепло воздуху внутри помещения.

Если радиатор смонтирован в нише, тогда затрачивается еще большая часть мощности на обогрев, поскольку ниша тоньше, чем стена, и обладает худшими характеристиками сопротивления теплопередаче.

Советы в Интернете по увеличению доли лучистой энергии

Для значительного уменьшения теплопотерь советуют применить теплоотражающий экран за радиатором, который изолирует зону стены расположенную за обогревательным прибором центрального или автономного отопления [1].

Если для этих целей применить только фольгу, тогда следует учесть, что этот металл нагревается и, если у него будет контакт со стеной, тогда все тепло перейдет к ней. А чтобы этого не происходило необходимо между ними (фольга и стена) сделать прослойку, которая должна быть толще фольги и иметь низкую теплопроводность.

Для этого применяют пенофол, который представляет собой вспененную основу или порилекс с фольгой. Причем толщина экрана должна быть 3 -- 5 мм.

Также отражатель тепла за радиатором можно изготовить из рулонного пенопласта. Это трехмиллиметровый материал, который создан специально для перенаправления потока тепла внутрь помещения.

Самым распространенным и дешевым материалом для изоляции считается вспененный полиэтилен. 4 мм этого материала заменяет 10 см слой минеральной ваты. Полиэтилен изолирующим слоем крепится к стенке, а стороной с фольгой к отопительной батарее.

90 % тепла отражается от фольги, а слой теплоизоляции затрудняет потерю тепла. Для достижения наибольшего эффекта и сохранения тепла можно применить двустороннее фолыирование, то есть изолирующий материал будет средним звеном, а наружные стороны материала изготовлены из фольги, но это лишнее.

Крепят такой материал клеем, но будет лучше, если под таким экраном будет слой воздуха, который заменит теплоизолятор. Рекомендуемая толщина воздушной прослойки 10 мм.

На сегодняшний день многие фирмы и компании выпускают отражатели для батарей отопления, которые предназначены для отражения лучистой энергии.

Проведение исследований

Экран, представляющий собой слой алюминиевой фольги, наклеенной на 4мм слой пенофола, можно приобрести в любом строительном магазине за 20 руб/м², (рис. 1).

Фольга и, впоследствии, экран были закреплены за 6-секционным биметаллическим радиатором (рис. 2).

Рис 2. Испытательный стенд

Первоначально была поставлена цель обнаружить какой-либо эффект от установки фольги и специального экрана на поверхность стены. Экран и фольга были закреплены с воздушной прослойкой 20 мм и на расстоянии 20 мм от поверхности самого радиатора. Измерялась температура тыльной поверхности радиатора (tTна рисунке 3). Результаты измерений приведены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты измерений температуры тыльной поверхности радиатора

Вывод

после установки фольги температура тыльной поверхности радиатора увеличилась на 1,8 градуса Цельсия, а после установки специального экрана - на 1,7 градуса.

Во второй серии измерений показания приборов снимались с интервалом в двое суток для того, чтобы зафиксировать эффект от установки экрана за более долгосрочный период. Специализированный экран был закреплен непосредственно на стене на расстоянии 40 мм от радиатора. Результаты измерений приведены в таблице 2.

Рис.З. Расположение измеряемых точек

Таблица 2. Результаты второй серии измерений

Проанализировав результаты второй серии измерений можно прийти к выводу, что эффект от применения специального экрана проявляется лишь в повышении температуры тыльной поверхности радиатора. Увеличение температуры в комнате невелико и находится в пределах погрешности измерений, а также может серьезно варьироваться в зависимости от температуры теплоносителя в системе. Субъективно же серьёзный прирост в комфортности также не ощущался. Таким образом, можно прийти к выводу, что использование специализированных экранов не принесло ощутимого эффекта в данном конкретном случае. Кроме того, установка экрана серьезно сказывается на эстетических качествах помещения. Дляувеличения доли лучистой энергии, испускаемой от радиатора, необходимо использовать специализированные комплексные решения, вроде замены конвективно-лучистых радиаторов на лучистые системы водяного отопления.

Список использованных источников и литературы

1. Как правильно монтировать теплоотражающий экран за батареей [Электронный ресурс]. - URL.:http://santehkrug.ru/kak-pravilno-montirovat-

teplootrazhayushhij-ekran-za-batareej.html#comment-653 (Дата обращения 20.11.2016)

2. Радиатор [Электронный ресурс]. - URL.:https://ru.wikipedia.org/

wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%B0%Dl%82%D0%BE%Dl%80 (Дата обращения 27.11.2016)

3. Конвекция [Электронный ресурс]. - URL.: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D1 %86%D0%B8 %D1%8F(Дата обращения 20.11.2016)

Размещено на Allbest.ru