VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Декорирование радиаторов системы отопления получило широкое распространение в создании интерьеров жилых и офисных помещений. Экраны не только улучшают внешний вид помещения, но и снижают вредное воздействие на организм человека непрерывно действующего инфракрасного излучения от нагретой поверхности отопительного прибора, а также препятствуют получению человеком механических и термических травм. Однако, установка декоративного экрана препятствует передаче теплоты излучением, в результате чего происходит уменьшение теплового потока на 12 ÷ 25 % [1, 2].

Целью данной работы является экспериментальное и теоретическое исследование декорирования радиаторов. Данное исследование включает в себя проведение эксперимента, анализ экспериментальных и расчётных данных, а также разработку методики расчёта уменьшения теплового потока от радиатора после установки декоративного экрана.

Эксперимент проводился в компьютерном классе ИГЭУ. Высота помещения 3,28 м, ширина 5,4 м, длина 11,14 м. Под окнами установлено 4 чугунных радиатора по 7-8 секций. Пространство под окнами закрыто МДФ-панелями и встроенными 6 декоративными экранами, выполненными из пластика в виде решетки. Длина экрана 1,2 м, высота 0,6 м.

Во время эксперимента было выполнено измерение плотности теплового потока от радиатора с декоративным экраном и без него. Датчики теплового потока были закреплены по центру каждого экрана на высоте 0,6 м от пола. Также были измерены температуры поверхности подающей и обратной труб радиатора, внутреннего воздуха и поверхности экрана. Измерение температуры и плотности теплового потока выполнено прибором ИТП-МГ4.03 «Поток». Относительная погрешность измерения плотности теплового потока которого составляет ± 6 %, а абсолютная погрешность измерения температуры ± 0,2 °С.

Результаты измерения с экранами и без экранов показаны на рис. 1.

Рисунок 1 – Результаты измерения плотности теплового потока от радиаторов системы отопления

На рис. 1 видно, что плотность теплового потока q без экранов увеличивается на 14 ÷ 34 %. Наименьшее изменение q наблюдается около 2 и 5 экранов, так как радиаторы за этими экранами отсутствуют. Таким образом, экспериментально было установлено, что после установки экранов теплоотдача от отопительных приборов уменьшается в среднем на 26 %. При этом температура воздуха в помещении уменьшается на ~ 1 ^оС.

На основе экспериментальных данных была разработана и апробирована методика расчёта уменьшения теплового потока от радиатора после установки декоративного экрана. Данная методика может быть использована при проектировании системы отопления с установкой декоративных экранов на радиаторах. Суть методики заключается в экспериментальном определении коэффициента К для конкретного вида декоративного экрана и расчёта относительного уменьшения теплового потока ΔQ. В дальнейшем, при проектировании системы отопления мощность отопительных приборов необходимо увеличить на величину ΔQ. В этом случае температура воздуха в помещении будет соответствовать требуемой.

Относительное уменьшение теплового потока можно найти по следующей формуле.

,

где Q^э и Q^б/э – тепловой поток от декоративного экрана и от поверхности радиатора без экрана; ,,,– коэффициенты конвективной и лучистой теплоотдачи от декоративного экрана и от поверхности радиатора без экрана; Т_в, Т_э, Т_р – температура воздуха в помещении, поверхности декоративного экрана и радиатора, соответственно; F_э и F_р – площадь поверхности теплообмена декоративного экрана и радиатора.

Коэффициенты конвективной теплоотдачи найдены по критериальным формулам для расчёта свободной конвекции около вертикальной поверхности, а коэффициенты лучистой теплоотдачи как при расчёте теплообмена излучением между двумя серыми телами, разделёнными диатермичной средой.

Температура поверхности экрана определена по формуле

,

где K – поправочный коэффициент, который зависит от вида декоративного экрана.

Поправочный коэффициент К был найден экспериментально в результате измерения температуры поверхности декоративного экрана и радиатора. Для пластикового экрана в виде решетки коэффициент К = 0,96. При этом относительное уменьшение теплового потока при использовании декоративного экрана, рассчитанное по предложенной методике составляет 28 %, что практически совпадает с результатами эксперимента. Таким образом, мощность отопительных приборов в данном помещении необходимо увеличить на 28 %.

Список литературы

1.Сканави А.Н. Конструирование и расчет систем водяного и воздушного отопления. М.: Стройиздат. 1983.

2. Внутренниесанитарно-технические устройства.Часть 1. Отопление. / Под ред. Староверова И.Г., Шиллера Ю.И. – М.: Стойиздат. 1990.

Код для цитирования: Скопировать