Как экономят ваши деньги теплоконтурные радиаторы

Экология потребления.Наука и техника:Теплоконтурный радиатор – новый тип отопительного прибора с большой эффективностью работы. В основе высокой энергоэффективности радиатора лежит принцип парового отопления, а именно испарение и последующая конденсация пара вторичного теплоносителя.

Теплоконтурный радиатор – новый тип отопительного прибора с большой эффективностью работы. В основе высокой энергоэффективности радиатора лежит принцип парового отопления, а именно испарение и последующая конденсация пара вторичного теплоносителя. Применяя теплоконтурные радиаторы можно добиться значительной экономии энергоносителей, которые с каждым отопительным сезоном только прибавляют в цене.  Данный эффект достигается за счет ряда преимуществ, которыми обладают наши радиаторы в сравнении с классическими радиаторами отопления. 

Предлагаю более детально остановится на вопросе энергоэффективности и экономичности теплоконтурных радиаторов.

1.    Лучистое тепло.

Теплоконтурные радиаторы имеют равномерную площадь нагрева, при этом полностью отсутствуют холодные зоны. Равномерность прогрева всей поверхности теплоконтурного радиатора при различных температурных режимах подтверждена тепловизионной съемкой при проведении лабораторных испытаний в НТУУ «КПИ». Примечательным является тот факт, что равномерный нагрев, происходит и в низкотемпературных режимах работы радиатора. 

Таким образом, лучистое тепло является основным видом теплового излучения теплоконтурного радиатора. Общеизвестный факт, что лучистое тепло является наиболее приемлемым и комфортным для человеческого организма, ведь все мы ощущаем тепло костра и солнца, даже в холодную погоду. Основным преимуществом лучистого отопления является, то что нагревательный прибор нагревает не воздух, а предметы, которые в свою очередь обогревают помещение. Согласно европейским нормам в помещении с лучистым отоплением температура воздуха в среднем на 2°С ниже, чем при традиционном, конвективном отоплении, а понижение температуры в помещении на 1°С дает до 7 % экономии энергоносителя. Таким образом, только за счет эффективного применения лучистой энергии радиатора, и понижении температуры в отапливаемом помещении на 2°С, Вы получаете экономию энергоносителя в 12 – 14 %.

2.    Перепад температуры теплоносителя при прохождении через радиатор.

В традиционных стальных и алюминиевых радиаторах  разница температур теплоносителя на входе и выходе в прибор составляет порядка 10 – 15°С, что обусловлено теплоемкостью теплоносителя а также скоростью его движения в радиаторе отопления. Для того чтобы радиатор развил тепловую мощность, нагретая генератором тепла вода, либо другой теплоноситель, должна остыть, пройдя через него, и отдать некоторую часть энергии  отапливаемому помещению. Данные по температурному перепаду теплоносителя и тепловой мощности радиатора производитель указывает в техническом паспорте на изделие, исходя из протокола испытаний. Испытания теплового оборудования проводятся в специально обустроенных лабораториях, оборудованных климатическими камерами. В соответствии с протоколом испытаний теплоконтурного радиатора, перепад температуры теплоносителя при прохождении через испытуемый образец , ТКР 980 ( радиатор длинной 1 м, высотой 575 мм и толщиной  всего 55 мм ), составил от 2 до 5°С, а мощность радиатора при этом составляет порядка 700 Вт/м2 , что на 75 – 80 % выше чем у традиционных радиаторов отопления.   Лабораторные исследования теплоконтурного радиатора проводились в Сертификационном испытательном центре отопительного оборудования (ГХП СИЦОО) в г. Киеве.  Испытания проводились как в соответствии с ДСТУ Б В.2.5-3-95 так в соответствии с и европейскими нормами EN 442-2,  при различных значениях температур и расхода теплоносителя. 

 Сокращение перепада температуры теплоносителя при прохождении по системе отопления с 15°С до 5°С, без потери тепловой мощности радиатора, позволяет сократить  потребление энергоносителя на 10 %, ведь котлу нужно догревать обратку не на 15 – 20°С, а всего на 5 – 10°С. Такой температурный режим работы значительно сокращает время работы котла, что приводит к дополнительной экономии средств. 

3.    Сокращение количества теплоносителя. 

Теплоконтурному радиатору для корректной работы требуется в десятки раз меньше теплоносителя, чем стальному либо алюминиевому радиатору. Ведь в нашем случае основную работу по обогреву выполняет вторичный теплоноситель. Давайте ещё раз вернемся к испытуемому образцу ТКР 980. В данном радиаторе содержится всего 200 граммов воды, в то время как в алюминиевом десятисекционном, такого же размера - 4л. Согласно курсу физики мы знаем, что для нагрева малого количества воды нужно приложить малое количество энергии. Давайте рассчитаем количество тепловой энергии которую необходимо затратить на нагрев 200 граммов и 4л теплоносителя с 65 до 75°С.

Q=c*m*(t1-t2)

Q1 = 4200*0,2*(75-65)= 8400 Дж = 2.33 Вт

Q2 = 4200*4*(75-65)= 168000 Дж = 46.6 Вт.

Как видно из расчёта, количество энергии для подогрева малого количества теплоносителя во много раз меньше. Данный факт влияет не только на экономию, но и на инерционность системы отопления – чем меньше теплоносителя, тем меньше времени и энергии требуется на его нагрев, и тем быстрее радиатор отопления начинает передавать тепло помещению. 

Естественно, у читателя могло возникнуть негодование по поводу такого сравнительно расчета , ведь чем меньше теплоносителя, тем быстрее он остынет и отдаст только то количество энергии которое было ему передано – не больше и не меньше. Я полностью согласен с данным утверждением. Но есть один момент, который я рассмотрю в следующем пункте. 

4.    Использование энергии пара.

В основе работы теплоконтурного радиатора лежит принцип использования энергии, которая выделяется при конденсации пара вторичного теплоносителя. При расчете количества затраченной и полученной энергии для нагрева теплоносителя я намеренно не затрагивал вопрос использования энергии вторичного теплоносителя, хотя именно этот компонент и есть залогом эффективности и высокой мощности нашего продукта. 

При прохождении через традиционный радиатор, теплоноситель отдает лишь часть своей энергии, остывает на определенное количество градусов, зачастую, для эффективной работы системы радиаторного отопления это значение колеблется в диапазоне от 10°С до 15°С , увеличивая эту дельту температур – получаем холодную «обратку» , уменьшая – необходимость увеличения расхода и скорости движения теплоносителя по трубам, что влечет за собой необходимость увеличения диаметров трубопровода, производительности циркуляционного насоса, что не всегда возможно и экономически целесообразно. 

Так что же происходит при работе теплоконтурного радиатора отопления? Подавая в радиатор первичный теплоноситель, мы вызываем процесс кипения вторичного теплоносителя в нижней части радиатора, с последующим  его испарением. При этом путем создания определённого значения давления, которое ниже атмосферного, процесс кипения начинается уже при 35°С. Повышая температуру первичного теплоносителя, повышается температура пара внутри радиатора, при этом увеличивается скорость и интенсивность испарения жидкости, вторичного теплоносителя.

При этом конденсация пара происходит на внутренних стенках радиатора, которые передают  тепло фазового перехода, выделяющееся при  конденсации, в отапливаемое помещение. Конденсат под действием гравитации стекает в зону испарения, завершая процесс теплопередачи. Повышение температуры первичного теплоносителя, или если сказать проще, повышение температуры подачи на котле, приводит к повышению интенсивности и кратности процесса испарения и конденсации внутри теплоконтурного радиатора, что в свою очередь приводит к увеличению его тепловой мощности. Таким образом перепад температуры внутри теплоконтурного радиатора составляет не 10– 15°С, а разницу между температурой пара и температурой отапливаемого помещения (температура конденсации), при подаче в радиатор теплоносителя с температурой 65°С и температуре в помещении 20°С -  дельта температуры будет составлять 45°С, что недостижимо для привычных нам радиаторов отопления.