L'effettiva dissipazione del calore di vari tipi di radiatori per riscaldamento è spesso discussa nei forum di costruzione. I partecipanti sostengono quali batterie sono migliori in termini di prestazioni termiche: pannelli in ghisa, alluminio o acciaio. Per chiarire questo problema, si propone di calcolare la potenza di diversi dispositivi di riscaldamento e di confrontare i radiatori per il trasferimento di calore.
Come calcolare correttamente la reale dissipazione del calore delle batterie
Prima di tutto, studia la scheda tecnica della batteria. In esso troverai sicuramente i parametri di interesse: la potenza termica di una sezione o un intero radiatore a pannello di una certa dimensione. Non abbiate fretta di ammirare le eccellenti prestazioni dei riscaldatori in alluminio o bimetallici, la cifra indicata nel passaporto non è definitiva e deve essere regolata, per la quale è necessario calcolare il trasferimento di calore.
Giudizio errato: la potenza dei radiatori in alluminio è la più alta, perché il trasferimento di calore di rame e alluminio è il migliore tra i metalli. La conduttività termica dell'alluminio è davvero elevata, ma il processo di trasferimento del calore dipende da molti fattori. La seconda sfumatura: gli apparecchi di riscaldamento sono realizzati in silicio, una lega di alluminio con silicio, le cui prestazioni sono molto inferiori.
Il trasferimento di calore specificato nel passaporto del riscaldatore corrisponde alla verità quando la differenza tra la temperatura media del liquido di raffreddamento (tarchiviazione + tritorno) / 2 e l'aria ambiente è di 70 ° С. Il valore è chiamato testa di temperatura, indicato da Δt. Formula di regolamento:
Sostituisci il valore noto della temperatura e ottieni la seguente equazione:
(tarchiviazione + tritorno) / 2 - taria = 70 ° C
Riferimento. Nella documentazione di prodotti di varie società, il parametro Δt può essere designato diversamente: dt, DT, e talvolta è semplicemente scritto "a una differenza di temperatura di 70 ° C".
Che trasferimento di calore otterremo se la documentazione per un radiatore bimetallico dice: la potenza termica di una sezione è di 200 W a DT = 70 ° C? La stessa formula aiuterà a capire, sostituiamo il valore della temperatura ambiente +22 ° C in esso ed eseguiamo il calcolo in ordine inverso:
(tarchiviazione + tflusso di ritorno) = (70 + 22) x 2 = 184 ° С
Sapendo che la differenza di temperatura nelle tubazioni di alimentazione e di ritorno non deve superare i 20 ° C, determiniamo i loro valori come segue:
- talimentazione = 184/2 + 10 = 102 ° C;
- tritorno = 184/2 - 10 = 82 ° C.
Ora è chiaro che 1 sezione del radiatore bimetallico dell'esempio fornirà 200 watt di calore, a condizione che l'acqua nel tubo di alimentazione sia riscaldata a 102 ° C e la temperatura dell'aria nella stanza sia fino a +22 ° C.
La prima condizione non è fattibile, perché le caldaie domestiche moderne sono riscaldate a 80 ° C (massimo). Ciò significa che la sezione del radiatore non cederà mai i 200 watt dichiarati di calore. E la temperatura del liquido di raffreddamento nel sistema di una casa privata raramente supera i 70 ° C, quindi DT = 38 ° C e non 70 gradi. Cioè, l'effettivo trasferimento di calore del dispositivo è due volte inferiore al passaporto.
La procedura per il calcolo del trasferimento di calore
Quindi, la potenza reale della batteria di riscaldamento è molto inferiore a quella dichiarata, ma per la sua selezione è necessario capire quanto. Esiste un modo semplice per questo: applicare un coefficiente di riduzione al valore del passaporto della potenza termica del riscaldatore. Di seguito è riportata una tabella di coefficienti per cui viene moltiplicato il trasferimento di calore dichiarato del radiatore, a seconda del valore attuale di DT:
L'algoritmo per il calcolo del trasferimento di calore reale dei dispositivi di riscaldamento per le tue condizioni individuali è il seguente:
- Determina quale dovrebbe essere la temperatura in casa e l'acqua nel sistema.
- Sostituisci questi valori nella formula e calcola la tua testa di temperatura Δt.
- Trova nella tabella il coefficiente corrispondente al DT trovato.
- Moltiplicare il valore del passaporto del trasferimento di calore della batteria per esso.
- Contare il numero di sezioni o interi apparecchi di riscaldamento per il riscaldamento di una stanza.
Nell'esempio sopra, la potenza termica di 1 sezione di un radiatore bimetallico sarà di 200 W x 0,48 = 96 W. Circa 1000 W di calore o 1000/96 = 10,4 ≈ 11 sezioni verranno utilizzate per riscaldare una stanza di 10 m² (arrotondamento per eccesso).
La tabella presentata e il calcolo del trasferimento di calore delle batterie devono essere utilizzati quando nella documentazione sono indicati Δt pari a 70 ° С. Ma succede che le aziende manifatturiere forniscono energia al radiatore per altre condizioni, ad esempio a Δt = 50 ° С. Quindi non puoi utilizzare i coefficienti, è più facile comporre il numero richiesto di sezioni in base alla caratteristica del passaporto, prendere il loro numero solo con un margine e mezzo.
Riferimento. Molti produttori indicano valori di trasferimento di calore in queste condizioni operative: talimentazione = 90 ° C, tritorno = 70 ° C, taria = 20 ° C, che corrisponde solo a Δt = 50 ° C.
Confronto di potenza termica
Se hai studiato attentamente la sezione precedente, dovresti capire che il trasferimento di calore è molto influenzato dalle temperature dell'aria e del portatore di calore, e questi parametri dipendono poco dal radiatore stesso. Ma c'è un terzo fattore: l'area di scambio termico, qui il design e la forma del prodotto svolgono un ruolo importante. Un chiaro confronto tra un riscaldatore del pannello in acciaio e una batteria in ghisa non funzionerà, le loro superfici sono troppo diverse.
Il quarto fattore che influenza il trasferimento di calore è il materiale con cui viene realizzato il riscaldatore. Confronta te stesso: 5 sezioni di un radiatore in alluminio GLOBAL VOX con un'altezza di 600 mm forniranno 635 watt a DT = 50 ° C. Una batteria retro in ghisa DIANA (GURATEC) per 5 sezioni della stessa altezza trasferirà solo 530 W nella stanza in condizioni simili (Δt = 50 ° C). Questi dati sono pubblicati sui siti Web ufficiali dei produttori.
Nota. Le caratteristiche di potenza dei riscaldatori in alluminio e bimetallici differiscono poco, non ha senso confrontarli.
Puoi provare a confrontare l'alluminio con un radiatore a pannello in acciaio prendendo la dimensione del telaio più vicina adatta alle dimensioni. La lunghezza della batteria di 5 sezioni in alluminio di GLOBAL con un'altezza di 600 mm sarà di circa 400 mm, che corrisponde a un pannello in acciaio KERMI 600 x 400.
Anche se prendiamo un pannello in acciaio a tre file (tipo 30), otteniamo 572 W a Δt = 50 ° C contro 635 W per l'alluminio a 5 sezioni. Si noti inoltre che il radiatore GLOBAL VOX è molto più sottile, la profondità del dispositivo è di 95 mm e i pannelli KERMI sono quasi 160 mm. Cioè, l'elevato trasferimento di calore delle sezioni in alluminio consente di ridurre le dimensioni del riscaldatore.
In un sistema di riscaldamento individuale di una casa privata, batterie della stessa potenza, realizzate con metalli diversi, funzioneranno in modo diverso. Pertanto, il confronto è abbastanza prevedibile:
- I prodotti bimetallici e di alluminio si riscaldano rapidamente e si raffreddano. Dando più calore per un certo periodo di tempo, raffreddano l'acqua restituita al sistema più fortemente.
- I radiatori a pannelli in acciaio occupano una posizione media, poiché trasferiscono il calore non così intensamente. Ma sono più economici e più facili da installare.
- I più inerti e costosi sono i riscaldatori in ghisa, sono caratterizzati da un lungo riscaldamento e raffreddamento, che provoca un leggero ritardo nel controllo automatico del flusso di refrigerante da parte di teste termostatiche.
La conclusione è semplice: indipendentemente dal materiale di cui è fatto il radiatore. La cosa principale è scegliere la batteria giusta per l'alimentazione e il design adatti all'utente. In generale, per confronto, non fa male conoscere tutte le sfumature del funzionamento di un determinato dispositivo, nonché dove è meglio installare.
Confronto con altre caratteristiche
Una caratteristica delle prestazioni della batteria - l'inerzia - è già stata menzionata sopra. Ma per rendere oggettivo il confronto dei radiatori per riscaldamento, oltre al trasferimento di calore, è necessario tenere conto di altri parametri importanti:
- pressione di esercizio e massima del portatore di calore;
- quantità di acqua chiusa;
- peso.
Il limite di pressione di lavoro determina se un riscaldatore può essere installato in edifici a più piani, dove l'altezza dell'acqua che sale dalle pompe di rete può raggiungere centinaia di metri. Il parametro non ha un ruolo per le case private, dove la pressione nel sistema è bassa, un massimo di 3 Bar.
Un confronto della capacità dei radiatori può dare un'idea della quantità totale di acqua nella rete che dovrà essere riscaldata. Bene, la massa del prodotto è importante quando si sceglie la posizione di installazione e il metodo di montaggio della batteria.
A titolo di esempio, di seguito è mostrata una tabella comparativa delle caratteristiche di diversi radiatori di riscaldamento della stessa dimensione:
Nota. Nella tabella, un riscaldatore da 5 sezioni è accettato per 1 unità, ad eccezione dell'acciaio, che è un singolo pannello.
Conclusione
Se confrontiamo prodotti di una vasta gamma di produttori, si scoprirà comunque che i radiatori in alluminio occupano il primo posto in termini di trasferimento di calore e altre caratteristiche. Quelle bimetalliche vincono esercitando una pressione, ma costano di più, non è sempre consigliabile acquistarle. Le batterie in acciaio sono piuttosto un'opzione economica, ma quelle in ghisa, al contrario, sono per intenditori. Se non si tiene conto del prezzo delle "fisarmoniche" sovietiche in ghisa MC140, i radiatori retrò sono i più costosi di tutti quelli esistenti.