Опалення, алюмінієві радіатори в однотрубних системах опалення

Тепловіддача алюмінієвих радіаторів в схемі приєднання знизу-вгору в однотрубних системах водяного опалення

Схема приєднання знизу-вгору опалювальних приладів до стояків використовується в трьох типах вертикальних однотрубних систем:

Мал. 1. Схеми стояків однотрубної системи

Мал. 2. Заміри №1 температур поверхні труб і алюмінієвого радіатора

Мал. 4. Заміри №3 температур поверхні труб і чавунного радіатора

Мал. 5. Варіант підключення алюмінієвого радіатора за схемою знизу-вниз до підіймального стояку

Табл. 1. Обсяг води в одній секції деяких алюмінієвих радіаторів (h = 500 мм)

1. з нижнім розведенням обох магістралей [1, 2];
2. з «перекинутої» циркуляцією (нижнім розташуванням прямого трубопроводу та верхньої прокладкою зворотної магістралі) [3, рис. 10.7, в];
3. з єдиної нижньої магістраллю і паралельним приєднанням П-образних однотрубних стояків [4].

Найбільше застосування отримала перша система (рис. 1) у зв`язку з масовим будівництвом з початку 60-х гг.XX в. безгорищних будівель (від 2 до 12 поверхів). Перевага віддавалася так званим П-образним стояках (рис. 1, а) з одностороннім приєднанням приладів до стояка. При непарних опалювальних приладах застосовували Гі Т-образні стояки (рис. 1, б-в) .В допомогу проектувальникам Стройиздат були опубліковані СН 228-62 [1] і пізніше СН 419-70 [2].

У підйомної частини П-образного стояка влаштовувалася схема приєднання снізувверх, в опускний - сверхувніз. Співвідношення між ними було 50/50%. Застосовувані в минулому в цих системах чавунні радіатори (особливо М-140 АТ) і сталеві конвектори все частіше в даний час замінюють на які не потребують фарбування елегантні алюмінієві радіатори самих різних виробників.

Однак виявилося, що тепловіддача алюмінієвих радіаторів в схемі знизу-вгору значно менше паспортних значень, що відповідають схемі приєднання зверху-вниз. Наприклад, в одному з рекламних проспектів на алюмінієвий радіатор Calidor Super зазначено, що згідно з випробуваннями в лабораторії опалювальних приладів НДІ сантехніки їх тепловіддача може зменшитися в середньому на 20-25% (від паспортних значень).

Протягом двох опалювальних сезонів нами термометром ЕТМ-М проводилися виміри температур поверхні труб стояка і радіатора марки Global Mix 600 з 13 секцій, підключеному до підйомної частини П-образного стояка дев`ятиповерхового будинку від елеваторного вузла теплових мереж. Наводимо один з таких вимірів №1 (рис. 2) .Температура внутрішнього повітря + 21 ° С, зовнішнього повітря - -16 ° C.Радіаторний вузол непротічних: підводки - d20, який замикає ділянку - d15.

На нижній і верхній підводках змонтовані кульові крани d20. Згідно рис. 2 видно, що тільки поодному (першої) секції (з 13) відбувається підйом теплоносія в верхній колектор радіатора, який потім розтікається по іншим секціях за схемою зверху-вниз. При цьому остившая в 12 секціях вода повертається по нижньому колектору радіатора до першої секції, де подмешивается до гарячої води, затікає в радіатор.

Таким чином, по першій секції рухається суміш двох потоків води: близько 63 та 40 ° C. Такий рух води називають «перекинутої» циркуляцією. Перепад температури води в вузлі склав всього 1 ° C, а між верхнім і нижнім коллекторамі- більше 20 ° C. Прогрів алюмінієвих радіаторів залежить також не тільки від кількості змонтованих секцій, а й від розходу води в стояку.

При збільшеному витраті, кількість секцій, які працюють на підйом, може збільшитися до двох або більше. Наводимо також виміри №2 для того ж радіатора, але при підйомі води в ньому з перших двох секціях (рис. 3) .Температура внутрішнього повітря + 22 ° C, наружного- -7 ° C.Теплоотдача радіатора значно збільшилася і практично відповідала тепловіддачі приладу в двотрубної системі при опалювальному графіку 95-70 ° C.

Для замірів №1 і№2 (рис. 2, 3) нами виконані приблизні розрахунки комплексного коефіцієнта ф [3, формула 9.3], на який при визначенні тепловіддачі приладу множиться їх номінальний тепловий потік (наводиться в технічних паспортах) .При розрахунках прийняті допущення : температура поверхні в підводках дорівнює температурі води-температура поверхні радіатора в середньому на 5 ° C нижче температури води.

Для замірів №1 і№2 для схеми приєднання знизу-вгору значення коефіцієнта фсоставілі 0,31 і 0,32.Еслі б вказаний алюмінієвий радіатор підключити за схемою зверху-вниз, то при такій же температурі води в підводках (виміри №1 і № 2), значення коефіцієнта фсоставілі б 0,5 і 0,43. З огляду на це, зниження тепловіддачі радіатора Global Mix 600 склало для замірів №1 і№2 відповідно 38 і 26% (від паспортних значень).

Для порівняння нами були виконані виміри температури поверхні на тому ж стояку нижче поверхом на Двоколонні чавунному радіаторі марки М-140 АТ з 8 секцій заввишки 500 мм. Вони також виявили «перекидання» циркуляції. Але вода рухалася вгору по трьом (а не по одній) секціях. Радіатор «добре» прогрітий. Перепад температур між верхнім і нижнім колекторами склав близько 5 ° C (а не 20 ° C, як в алюмінієвому).

Причиною такого поганого прогріву алюмінієвих радіаторів, підключених до підйомних стояках, є те, що вони одноколонні (а не двоколонні) з малою площею живого перерізу однієї секції для проходу теплоносітеля.Судіть про це можна за обсягом води в одній секції радіатора (табл. 1) . З табл. 1 видно, що найменший обсяг води міститься в біметалевих радіаторах, що в сім разів менше, ніж в чавунних.

Очевидно, що і їх тепловіддача буде значно менше в порівнянні з чавунними і дещо меншою, ніж в радіаторі Global Mix До 500. При установці алюмінієвих радіаторів, підключених за схемою зверху-вниз, такий «сюрприз» не спостерігається. Передбачати заздалегідь, особливо до початку опалювального сезону, яка буде тепловіддача алюмінієвого радіатора при підключенні його знизу-вгору, не представляється можливим. У зв`язку з цим можливі три варіанти реконструкції системи опалення:

1. при капітальному ремонті системи замінити П-подібний стояк на один Т-подібний або два Г-образних;
2. не змінюючи існуючої схеми змонтувати збільшена кількість секцій в кожному радіаторі до 1,4 рази;
3. перемонтувати трубопроводи від стояка до радіатора так, щоб схема харчування стала знизу-вниз (рис.5). Очевидно, що останній варіант найбільш трудомісткий і призводить до збільшення гідравлічних втрат і як наслідок, зниження витрати води в стояку.

висновки:

1. Алюмінієвих радіаторів, приєднаним за схемою знизу-вгору, притаманне значне зниження тепловіддачі. Її величина залежить від кількості секцій (1, 2 або більше), які представляють теплоносій в верхній колектор приладу.
2. У довідковій літературі для схеми знизу-вгору відсутні дані по тепловіддачі алюмінієвих радіаторів в залежності від обсягу води однієї секції. Для цього необхідно виконати значний обсяг наукових експериментів.
3. Змонтовані в 60-х гг.XX в. однотрубні системи виробили свій нормативний термін служби.Прі їх ремонті або реконструкції, а також проектуванні нових однотрубних систем опалення з нижнім розведенням слід уникати приєднання алюмінієвих радіаторів, особливо з малою ємністю секції, до підйомної частини П-образного стояка. Для цього придатні тільки Г- ​​або Т-образні стояки однотрубних систем (рис. 1, б-в).