В статье рассматриваются вопросы определения тепловой эффективности отопительных приборов. Представлены результаты по определению коэффициента теплоотдачи от горячего теплоносителя к внутренней поверхности отопительного прибора. Показано графическое определение коэффициента теплоотдачи.
Ключевые слова: теплоснабжение, отопительные приборы, коэффициент теплоотдачи, критерий Нуссельта.
В настоящее время существуют различные отопительные системы, поэтому исследование эффективности их функционирования является актуальной задачей.
В Республике Казахстан развиты централизованные системы теплоснабжения от ТЭЦ, районных, квартальных и групповых котельных, а также децентрализованное теплоснабжение от местных домовых котельных и печей [1]. Отопление — это процесс искусственного обогрева помещений для восстановления температуры, которая понижается ниже комфортной или технологически необходимой в результате тепловых потерь, которые возникают между более холодной окружающей и более теплой комнатной средами. Т. е. отопление — это искусственный обогрев помещений.
На рисунке 1 для централизованного теплоснабжения показаны последовательно протекающие стадии. Основные звенья системы представлены на рисунке 2 [2].
Отопительные приборы классифицируют по способу передачи тепла, материалу, из которого изготовлены отопительные приборы и степени тепловой инерционности.
Используют три способа передачи тепла от отопительного прибора окружающей среде:
− тепловое излучение (радиационный);
− конвекция;
− радиационно-конвективный [3].
Рис. 1. Последовательно протекающие стадии централизованного теплоснабжения.
Рис. 2. Звенья отопительной системы
Целью исследования ставилось определение оптимального значения коэффициента теплоотдачи при последовательном соединении отопительных приборов и различном расходе теплоносителя. Последовательное соединение отопительных приборов подразумевает общий канал подачи теплоносителя (воды), это надежный способ соединения.
Исследования проводились на экспериментальном стенде, представленном на рисунке 3. На данном стенде можно моделировать различные условия протекания процессов передачи теплоты в отопительном приборе.
Рис. 3. Экспериментальная установка «Автоматизированная система отопления»
В экспериментальной установке основными элементами являются:
− теплогенератор с устройством регулирования температуры;
− расширительный бак;
− устройства, обеспечивающие безопасность;
− два отопительных прибора;
− автоматический регулятор температуры теплоносителя на входе в систему отопления;
− циркулирующий насос.
Исследования проводились для трех случаев скорости (расхода теплоносителя):
− I (4,6 
) 
;
− II (6,5
) ;
− III (8,3) .
В результате обработки экспериментальных данных и проведения необходимых расчетов построен график зависимости коэффициента теплоотдачи от горячей воды к внутренней поверхности отопительного прибора от критерия Нуссельта (рисунок 4).
Рис. 4. Зависимости коэффициента теплоотдачи от горячего теплоносителя (вода) к внутренней поверхности отопительного прибора
от критерия Нуссельта Nu при последовательном соединении отопительных приборов.
В результате математической обработки получены аналитические зависимости коэффициента теплоотдачи 
от критерия Нуссельта Nu:
Уравнения зависимости от Nu:
− I скорость:
|
α = 0,1101Nu — 3,4743; |
(1) |
− II скорость:
|
α = 0,1038Nu — 2,9317; |
(2) |
− III скорость:
|
α = 0,1100Nu — 3,4662. |
(3) |
При этом коэффициент детерминации находится в допустимых пределах.
На рисунке 5 показано графическое определение оптимального значения коэффициента теплоотдачи от горячего теплоносителя к внутренней поверхности отопительного прибора.
Рис. 5. Определение оптимального значения коэффициента теплоотдачи от горячего теплоносителя к внутренней поверхности отопительного прибора
Литература:
- Алияров Б. К. д.т.н., Алиярова М. Б. к.т.н., Ерекеев О. К. к.т.н. Основные проблемы теплоснабжения в Республике Казахстан // «Новости Теплоснабжения». — 2003. — № 11.
- Сантехмонтаж. Отопление, водоснабжение, канализация // Достоинства и недостатки некоторых разновидностей радиаторов отопления URL: http://santeh-montazh.ru/.
- Классификация отопительных приборов // Ремонт и установка систем отопления URL: http://www.abcotoplenie.ru/.
