Otopné plochy (IV - 1.část) - přepočet tepelného výkonu

Datum: 3.4.2006  |  Autor: Doc. Ing. Jiří Bašta, Ph.D., ČVUT v Praze, Ústav techniky prostředí

Pokud je třeba vyhovět architektovi, či z jakýchkoliv jiných důvodů musíme změnit podmínky instalace a provozování tělesa, než za jakých je udáván jeho jmenovitý tepelný výkon, musíme si uvědomit, že ovlivníme i tepelný výkon otopného tělesa. Změny výkonu otopného tělesa nelze spojovat se změnou tepelných ztrát. Snížení či zvýšení dodávky tepla tělesem do vytápěného prostoru zde souvisí se změněným přestupem tepla u otopných těles na straně vzduchu či vody a tak rovněž se změnou jejich tepelného výkonu.

Tepelný výkon otopného tělesa

je dán jeho teplosměnnou plochou SL, součinitelem prostupu tepla k a rozdílem střední teploty vody twm a okolního vzduchu ti. Jmenovité (normované - index N) podmínky představují

Jestliže se výkon změní, bude velikost jeho změny dána poměrem skutečného a jmenovitého výkonu

U tělesa, které bylo navrženo, zůstává přestupní plocha stále stejná SL = SLN a tak změnu součinitele prostupu tepla způsobenou změnou teplotních parametrů můžeme postihnout exponenciální funkcí

Tepelný tok přivedený do tělesa teplonosnou látkou, tj. tepelný výkon otopného tělesa, lze rovněž popsat jako

Zde je rozhodující hmotnostní průtok vody tělesem mw a rozdíl teplot vstupní tw1 a výstupní tw2 vody. Měrnou tepelnou kapacitu můžeme považovat za konstantní (cw = 4,19 kJ/kg.K) pro rozsah teplot 50 až 80 °C. Jestliže se výkon změní, bude velikost jeho změny dána poměrem

Dosadíme-li do této rovnice vztah pro změnu výkonu při konstantní velikosti teplosměnné plochy SL = SLN získáme vztah pro určení rozdílu teplot vstupní tw1 a výstupní tw2 vody v závislosti na jmenovitých teplotních podmínkách a změně průtoku otopným tělesem.

Zahrneme-li všechny vlivy působící na změnu tepelného výkonu otopného tělesa, získáme skutečný tepelný výkon. Přepočet tepelného výkonu na odlišné okrajové podmínky tak vychází z obecného vztahu

kde
Q skutečný tepelný výkon otopného tělesa, tj. ten, který potřebuji předat do vytápěného prostoru [W]
QN jmenovitý tepelný výkon otopného tělesa, tj. výkon za známých podmínek
(většinou je to výkon udávaný výrobcem na základě výsledků měření získaných od zkušebny při teplotních parametrech 75/65/20 °C) [W]
fΔt opravný součinitel na teplotní rozdíl [-]
fm (fδt) opravný součinitel na odlišný hmotnostní průtok teplonosné látky, případně odlišné ochlazení [-]
fx opravný součinitel na připojení tělesa [-]
fo opravný součinitel na úpravu okolí [-]
fn opravný součinitel na počet článků [-]
fp opravný součinitel na umístění tělesa v prostoru [-]

Opravný součinitel na teplotní rozdíl

Tento opravný součinitel zahrnuje přepočet tepelného výkonu na jiné teplotní podmínky. Tj. na teplotní podmínky lišící se od jmenovitých, tedy takových, při kterých je znám či udáván tepelný výkon otopného tělesa.

Přepočet výkonu QN na tepelný výkon Q při změněných teplotách závisí na teplotním podílovém součiniteli c (ČSN 06 1101)

kde
c teplotní podílový součinitel [-]
tw1 teplota vstupní vody [°C]
tw2 teplota výstupní vody [°C]
ti teplota okolního vzduchu (resp. vnitřní výpočtová teplota) [°C]

a) pro c ≥ 0,7 platí

kde
je aritmeticky určený rozdíl teplot
n teplotní exponent tělesa [-]

Opravný součinitel na teplotní rozdíl je určen

b) pro < 0,7 platí

kde
je logaritmicky určený rozdíl teplot.

Teplotní exponent n je určen experimentálně, tj. je vypočten z naměřených hodnot v měřicí komoře pro příslušné otopné těleso. Jestliže např. čtyři výkony téhož tělesa dosadíme do závislosti na Δt a proložíme jimi v logaritmických souřadnicích přímku, bude její směrnice představovat hodnotu teplotního exponentu n. Je tedy zřejmé, že n závisí jak na druhu či typu tělesa, tak na průtoku, ale bohužel i na teplotách. Pro výpočty se však pro příslušný druh a typ tělesa uvažuje jako konstantní. Teplotní exponent se pro jednotlivé otopné plochy pohybuje zhruba v následujících hodnotách:

podlahová otopná plocha n = 1,10
desková otopná tělesa n = 1,26 až 1,36
trubková koupelnová otopná tělesa n = 1,20 až 1,30
článková otopná tělesa n = 1,22 až 1,30
konvektory bez ventilátoru n = 1,30 až 1,50
konvektory s ventilátorem n = 1,05 až 1,20


Interaktivní přepočet tepelných výkonů otopných těles (Vytápění - Tabulky a výpočty)

 

Hodnotit:  

Datum: 3.4.2006
Autor: Doc. Ing. Jiří Bašta, Ph.D., ČVUT v Praze, Ústav techniky prostředí   všechny články autora



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Google+  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (žádný příspěvek, přidat nový)


Projekty 2017

Partneři - Otopné plochy

logo KERMI
logo ZEHNDER
logo TOMTON

Partneři - Vytápění

logo ENBRA
logo DANFOSS
logo FENIX
logo FV PLAST
logo THERMONA
logo GEMINOX
 
 

Aktuální články na ESTAV.czPodzimní veletrh nábytku, interiérů a bytových doplňků FOR INTERIOR se blížíDen otevřených dveří v Národním stavebním centru v BrněRodinný dům s dílnou navrhli architekti, majitelka si jej ale přetváří vlastníma rukamaDesign plastových oken a nové trendy