Вопрос - 20.7. Расчет теплоотдачи отопительных панелей

- Отопительные панели приставные и подвесные являются с односторонней теплоотдачей, а совмещенные и имеющие конвективные каналы – с двухсторонней теплоотдачей.

- В действительности любых отопительных панелей (Рис. 20.11) следует рассчитывать теплоотдачу (Q_П) как с лицевой (Q_лиц), так и тыльной (Q_тыл) сторон.

Лицевая сторона обращена в помещение, а тыльная – наружную среду.

,         (20.15)

 

 

Рис. 20.11. Конструкция наружного ограждения с приставной бетонной отопительной панелью: 1-штукатурка; 2-отопительная панель с односторонней теплоотдачей; 3- тепловая изоляция; 4,5- слои наружного ограждения; 6-греющие трубы.

 

- Для практических расчетов Q_лиц и Q_тыл отопительных панелей толщиной 0,06 м и более применяют метод, основанный на расчете теплоотдачи 1 м греющей трубы, которые по расположению подразделяются на средние,крайние и одиночные. Наибольшая теплоотдача у одиночных труб, а у крайних и особенно средних она значительно ниже из-за взаимного теплового влияния.

- Лицевая теплоотдача. При известной теплоотдаче 1 м греющей трубы лицевая теплоотдача отопительной панели определяется по формуле (20.16)

,                 (20.16)

где q_ср, q_кр, q_од – теплопередача 1 м средней, крайней и одиночной греющей трубы Вт/м; l_ср, l_кр, l_од – длина соответствующих греющих труб, м.

- В свою очередь лицевая теплоотдача 1 м, греющей трубы (q_лиц, Вт/м) рассчитывают по формуле (20.17) с учетом термических сопротивлений отдельных слоев в конструкции панели и ограждения, отделяющих теплоноситель с температурой t_Г от помещения температуры воздуха t_в.

,                  (20.17)

где R_в – сопротивление теплообмена на внутренней поверхности трубы; R_н – тоже, на внешней поверхности панели, относится к 1м трубы;  R_СТ.ТР – термическое сопротивление стенки трубы; R_м – тоже, массива бетона; ΣR_i – тоже, добавочных слоев.

- Значение R_в определяется на 1м трубы по формуле (20.18)

                    ,                          (20.18)

где А_в – площадь внутренней поверхности теплообмена 1м тубы; α_в - коэффициент теплообмена у внутренней поверхности трубы.

- Величина R_СТ.ТР 1м трубы определяется по формуле (20.19).

             ,                 (20.19)  

где σ_СТ.ТР – толщина стенки трубы, м;

    λ_СТ – коэффициент материала стенки трубы, Вт/(м· ⁰С);

   А_СТ._тр – площадь стенки 1м трубы,м².

- Значение R_м определяется по формуле (20.20)

                 ,                                       (20.20)

где σ – толщина слоя массива бетона панели, м;

   λ_м – коэффициент теплопроводности массива бетона панели, Вт/(м ⁰С).

- Значение ΣR_i. определяется по формуле (20.21)

                        ,                      (20.21)

где S – площадь внешней поверхности 1м длины трубы, равна шагу укладки греющих труб, м.

- Значение R_н на внешней поверхности панели определяется по формуле (20.22)

                         ,                            (20.22)

- Тыльная теплоотдача. Для бетонной отопительной панели теплоотдача в направлении к наружному воздуху складывается из теплоотдачи отдельных греющих труб определяемой по формуле (20.23)

             ,                 (20.23)

В свою очередь тыльная теплоотдача 1м греющей трубы бетонной панели определяется по формуле (20.24) с учетом термических сопротивлений, как слоев панели, так и слоев конструкции наружного ограждения (Рис. 20.11) отделяющего панель от наружного воздуха

,                    (20.24)

где R_из –термическое сопротивление теплоизоляционного слоя, (м²· ⁰С)/Вт.

- Значение R_в, R_СТ.ТР, R_н вычисляют так же, как и для лицевой теплоотдачи панели.

- Для практических расчетов для тыльной теплоотдачи значения R_в можно определить по формуле (20.25)

             ,                                      (20.25)

где d_в – внутренний диаметр греющей трубы, м.

- Величину R_СТ.ТР можно определить по формуле (20.26)

                ,                 (20.26)

где d_в, d_н – соответственно внутренний и наружный диаметр трубы, м.

- Тыльная дополнительная теплоотдача зависит от термического сопротивления слоев ограждающей конструкции (σ₄, σ₅ на Рис. 20.11), отделяющих панель от наружного воздуха.

- Тогда бесполезная дополнительная теплоотдача через слои наружного ограждения (σ₄, σ₅ на Рис. 20.11) в расчете на 1м длины греющей трубы определится по формуле (20.27).

       ,                            (20.27)

где κ_огр – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м^{2 0}С).

- Необходимое термическое сопротивление тепловой изоляции R_из, размещенное за панелью (Рис. 20.11.σ_из) определяется по формуле (20.28)

     ,                        (20.28)

- Толщина тепловой изоляции σ_из определяется по формуле (20.29)

     ,                                                  (20.29)

где λ_из – коэффициент теплопроводности материала теплоизоляции, Вт/(м^{2 0}С).

- Расчетами установлено, что для уменьшения тыльной теплоотдачи отопительной панели необходимо увеличить термическое сопротивление запанельных слоев (σ₄,σ₅,σ_из Рис. 20.11) не менее чем до 2 (м^{2 0}С)/Вт.

- Методика и примеры расчета Q_тыл, Q_лиц, q_тыл, q_лиц  приведены в справочниках и учебниках авторов Староверова И.Г., Каменева П.Н., Сканави А.Н., Богословского В.Н. и др.