Tervezési segédlet. Fûtõtestek alkalmazásának elméleti alapjai

Átírás

1 . Fûtõtestek kiválsztás Fûtõtestek lklmzásánk elméleti lpji Az energitkrékos, üzembiztos, esztétikus és kellemes hõérzetet biztosító fûtés legfontosbb eleme fûtõtest. A fûtött helyiségben trtózkodó ember számár fûtõtest és esetleg ( helyiségben hldó) hosszbb-rövidebb csõszksz testesíti meg fûtõberendezést. A számos követelményt kielégítõ rendszer természetesen még ngyon sok elemet trtlmz. A hõtermelõ, fûtõközeg ármlását biztosító szivttyú, központi szbályozó rendszer szerves egységet képez csõhálózttl és fûtõtestekkel. Npjinkbn kezd áltlánossá válni fogysztásrányos elszámolás. Ennek mûszki feltételei is fûtõtesthez kpcsolódnk. A kényelmes és energitkrékos fûtés lpvetõ eleme z önmûködõ (termoszttikus) szelep. A fûtési rendszerben különbözõ ármlási zjok keletkezhetnek, melyek fûtött helyiségben csk szbványbn korlátozott mértékben engedhetõk meg, de elõfordulhtnk rdiátor nem szkszerû felszerelése következtében is. Mint ismeretes, fûtés igencsk költséges. Nemcsk z üzemeltetés, hnem rendszer létrehozás, beruházás is sokb kerül. Az lklmzott nygok, illetve szerkezeti elemek árbn és minõségben jelentõsen eltérnek egymástól. A hosszú élettrtm elérése számos korróziós kérdést vet fel. A fûtõközeg minõsége, fjtáj erõsen befolyásolj fûtõtestek lklmzhtóságát ill. élettrtmát. Az áltlánosn lklmzott vízzel szemben is követelményeket kell támsztnunk, de tlálkozhtunk korszerûtlen gõz hõhordozóvl, illetve újbbn fgyálló vízkeverékkel is. Az esztétikus megjelenés csk részben fûtõtest jellemzõje. A kpcsolódó szelep, csõvezeték és z esetleges burkolt is szerves egységet képez fûtõtesttel. A felületi minõség, tisztíthtóság, le-és felszerelhetõség ugyncsk fontos jellemzõje fûtõtestnek. A fûtõtest típusánk kiválsztás, helyiségben történõ elhelyezése, fûtõvíz átvezetése igen fontos lklmzási kérdéseket vet fel. A htékony szbályozás szempontjából lényeges jellemzõ fûtõtest hõkpcitás. A fûtõtestek kiválsztás során tervezõnek számos tényezõt kell figyelembe vennie. Ezek következõk: hõledás mechnizmus, sugárzó jelleg, nygminõség, élettrtm, korrózióállóság, víztérfogt, súly, hõtároló képesség, esztétik, szín, form, higiéni, tisztíthtóság, szbályozhtóság, zjtlnság, ár, hõigény, elhelyezés, burkolt, helyigény, szerelhetõség, cstlkozási lehetõség, fûtõtestszelep kpcsolódás, méretválszték, cserélhetõség, légtelenítés, krbntrtási igény, újrfestés, blesetveszély, sérülékenység. A fûtõtest méretének meghtározás következõk figyelembevételével történik: geometri, kpcsolási mód, hõmérséklet viszonyok. A hõledás mechnizmus A fûtõtestek hõledás áltlánosságbn három részre bonthtó: hõvezetés, hõátdás, hõsugárzás. A hõvezetés számottevõen pdlófûtésnél jelentkezik, önálló fûtõtesteknél nincs jelentõsége. A hõátdás és hõsugárzás rány fûtõtestek megítélésénél fontos hngsúlyt kp. A hõteljesítmény jelentõs része hõátdásbn nyilvánul meg. A sugárzásos hõledás fûtõtest szerkezeti kilkításától és közepes hõmérsékletkülönbségtõl függõen 0-40%-ot tesz ki hgyományos értelemben vett rdiátoroknál.

2 2. A fûtõtesteket csoportosíthtjuk hõledás mechnizmus szerint is: Típus A. Konvektor B. Tgos fûtõtest, konvektorlemezes lpfûtõtest C. Sugárzó fûtõtest, egysoros lpfûtõtest D. Mgs hõmérséletû (00 C felett ) sugárzó fûtõtest Sugárzási hányd 0-5% 5-% -40% 40-90% n,33-,45,3-,33,25-,3,25 A tábláztbn szereplõ n z un. hõteljesítmény kitevõ, mely közismert teljesítményfüggvényben szerepel: Q x t Q o =( kx t ko ) n Ahol névleges lpteljesítmény, Q o Q x t ko és t kx névleges közepes hõmérséletkülönbség ( C), tetszõleges állpothoz trtozó értékek. Az n kitevõ jelentõségét z. ábr érzékelteti. Úgynevezett lcsony hõmérsékletû fûtésnél (t < C) e kétféle hõledó típusnál jelentõsen eltér hõledás sugárzó fûtés jvár. Ebbõl z következik, hogy ngyobb sugárzási hányddl rendelkezõ fûtõtest átmeneti idõszkbn, vgy lcsony hõmérsékletû fûtésnél gzdságosbb. Sugárzó fûtõtestnek tekinthetõ z igen jó hõvezetési tényezõjû profilelemekbõl készült ROMANTIK lumínium fûtõtest, de ugynkkor konvektorokr jellemzõ ngy fjlgos hõteljesítmény is jellegzetessége.,5,0 0,9 0,8 0,7 t h = C Q x Q o t =( kx ) n 0,6 0,5 0,4 n=,25 sugárzó N=,33 tgos t + k = -t 2 b 0, ábr Teljesítményváltozás közepes hõmérsékletkülönbség függvényében t e t v Mivel hõmérséklet változásávl különbözõ típusú fûtõtestek eltérõ mértékben viselkednek, ezért h nincs helyi önmûködõ szbályozás (termoszttikus szelep) kkor ennek eredményeként helyiséghõmérsékletben 2 C eltérés is dódht. Emitt célszerû zonos rendeltetésû helyiségekhez zonos fûtõtesttípust válsztni, és lehetõleg sugárzó jellegût.

3 3. Fûtött helyiségben kilkuló hõmérséklet A helyiség átlgos hõmérséklete fûtött helyiségben térben és hõledás jellegétõl függõen erõsen változht. A 2. ábr szerint hõledó típusától függõleges hõmérsékleteloszlás pdlófûtésnél és sugárzó jellegû fûtésnél legkedvezõbb. Ez egyben zt is jelenti, hogy z ún. Trtózkodási zónábn lcsonybb átlghõmérséklet mellett biztosíthtó jó hõérzet, ezért ezek fûtõtestek energitkrékosbbk mint tisztán hõátdássl mûködõ konvektorok. A ROMANTIK fûtõtest sugárzó htás z lumínium jó hõvezetése mitt jelentõs, ezért z energitkrékos fûtõtestek csládjáb sorolhtjuk. 2,7 m 2,7 m,7 m,7 m 0, m 0, m 6 C 6 C 6 C 6 C 6 C Ideális fûtés Rdiátoros fûtés külsõ flnál Pdló fûtés Egyedi kályh 2.ábr Függõleges helyiséghõmérséklet eloszlás Rdiátor belsõ flnál A helyiséghõmérséklet nemcsk függõleges iránybn, hnem fûtött helyiség lpterülete mentén is, tehát térben is, változik. A 3. ábr szerint z blk lá, vgyis jelentõs lehûlõ felületek mellé célszerû helyezni fûtõtestet, mert függõleges épületszerkezeten lefolyó hideg levegõ nem jut trtózkodási zónáb. Fokozott hõszigetelésû épületeknél ennek jelentõsége csökken és ngyobb hngsúlyt kphtnk belsõ építészeti igények, illetve helyiség kedvezõbb hsználti lehetõségei. C C 30 C C 23 C C C 6 C C 25 C C 32 C C 9 C 3 C C 3.ábr Fûtõtest elhelyezésének befolyás helyiség hõmérséklet eloszlásár A hõledást befolyásoló tényezõk.: A fûtõtest htékonyságát különféle tkrások és burkoltok jelentõsen befolyásolják. A tervezés során ezt figyelembe kell venni (4.ábr). Áltlánosságbn elmondhtó, hogy egy rosszul kilkított burkolt esetén hõteljesítmény töredéke lehet névleges értéknek. H légármlást elõsegítjük, kkor hõteljesítmény kár fokozhtó is. A ROMANTIK fûtõtestet szép megjelenési formáj és kedvezõ hõsugárzás mitt nem célszerû eltkrni. D L L A D 45 b D

4 4. MEGOLDÁS Hõteljesítmény szorzó A A L A L A 45 0,89 0,76 0, ,- 0,67 0,70-0,75 0,75 0, ,75 0,85 b+d (b+d) /2 0,88 0,92 0,92 0,95 0,97 0,97 0, ,89 0,94 0,94 4. ábr A burkolt befolyásoló szerepe.: 2 Tgos fûtõtesteknél fûtõfelület hossz (5. ábr) és mgsság (6. ábr) szerint z egységnyi teljesítmény változik. Minél rövidebb és lcsonybb fûtõtest, nnál jobb felületegységre esõ hõledás. A fûtõtest mgsságát úgy célszerû megválsztni, hogy z blk ltti hosszt legjobbn hsználjuk ki. Az lcsonybb fûtõtestek fjlgos hõledás mindig kedvezõbb mint mgské. korrekciós tényezõ 2,25,,,0,05,00 0,95 0, db fûtõtest tgszám 5.ábr Tgos fûtõtestek hõteljesítményének korrekciós tényezõje tgszám függvényében 2 ROM R0 Q /H (W/mm) Q 0 (W) H H (mm) 6.ábr A fûtõtest mgsság szerinti fjlgos hõledás

5 5..: 3 A fûtõtest belsõ és külsõ hõátdási viszonyit befolyásolj fûtõvíz tömegárm, sebessége. Ennek szerepe áltlábn elhnygolhtó. Különösen pontos méretezési igény (pl. függõleges, egycsöves fûtés) esetén kell csk figyelembe venni. (7.ábr) R ,4,,0 R0,08,06,04,02,00 0, Tényleges/névleges tömegárm 7.ábr A tömegárm szerepe állndó közepes hõmérsékletkülönbség mellett.: 4 A névleges hõmérsékletviszonyok helyett áltlábn más értékekkel is tlálkozunk. Ekkor közismert összefüggést kell lklmznunk: t Q Q k = o ( ) n és 4 =( ) n t k B = L-3 (mm) ~00 (mm) hol n értéke következõ: L = n x 93-3 (mm) n min. 50 (mm) R K CS M T =K CS + 30 (mm) min. 40 (mm) 27 (mm)

6 6. A gykorltbn hsználtos következõ táblázt is. Elõremenõ t ( C) e Helyiség hõms. Vissztérõ hõmérséklet t v ( C) t L( C) Mintpéld: Válsszunk rdiátor z t e=75 C, t v= C, t L= C A hõszükséglet:q=00w Ugynz fûtõtest 75//-s fûtésnél Q-t, 90/70/-snál ennél többet, Qo-t d le. Közöttük z lábbi összefüggés áll fenn: Q o=f*q, hol f tábláztból kiolvshtó tényezõ. Esetünkben: t e=75 C, t v= C, t L= C-hoz f= trtozik. A válsztndó rdiátor lphõvesztesége: Q o=fxq=*00=905w