Теплоизоляция 2 — стяжка 3 — покрытие, 4 — сетка, 5 — греющая труба 6 — штукатурка, 7 — арматура 8 — бетонный слой 9 — пустотелый блок

Благодаря повышению теплопередачи стальных труб, находящихся в бетоне, можно сократить расход металла на отопительные приборы. При применении бетонных отопительных панелей со стальными трубами вместо чугунных радиаторов расход металла на отопительные приборы снижается примерно в 2 раза.

Греющие трубы; 2 — козырек; 3 — плоский экран; 4 — тепловая изоляция; 5 — волнообразный экран

Рис. 18.4. Теплопередача 1м одиночной тру­бы Dу 15—20 мм в воздухе и в отопительной панели с односторонней (сплошные линии) и двусторонней (пунктирные линии) теплоотдачей

1 - труба в воздухе; 2 и 3 — труба в бетоне [соответственно при λ=1,05 и 1,28 Вт/(м°C)]

Металлические отопительные панели обогреваются высокотемпературным теплоносителем — паром высокого давления или водой с параметрами 150—70 °С. При воде при средней разности температуры ∆tср=tср—tв=0,5(150+70)—15=95 °С поверхностная плотность общей теплоотдачи металлических панелей составляет 800 Вт/м².

Для изготовления более распространенных бетонных отопительных панелей используют тяжелый бетон, обладающий сравнительно высокой теплопроводностью [например, 1,5 Вт/(м.°С) при О °С и плотности в сухом состоянии 2400 кг/м³] и коэффициентом линейного расширения 1,15х10^-5 м/(м.°С).

Нагревательные элементы чаще всего устраивают из стальных труб, коэффициент линейного расширения которых (1,2-10^-5) весьма близок к коэффициенту расширения бетона. Разница между коэффициентами теплового расширения этих материалов компенсируется в отопительной панели тем, что температура стали (с меньшим значением коэффициента линейного расширения) выше, чем температура бетона.

Заделка труб в бетон дает существенный теплотехнический эффект — теплопередача труб увеличивается в среднем на 60% по сравнению с открыто проложенными. Это явление закономерно: теплопередача нагретой трубы, изолированной снаружи теплопроводным материалом, возрастает с увеличением толщины слоя покрытия. Возрастание происходит до некоторого «критического» значения внешнего диаметра dкр изолированной трубы, которое приблизи­тельно можно определить по формуле

dкр=2λ/α_н

Для бетонного цилиндра вокруг трубы при теплопро­водности бетона λ=1,28 Вт/(м°С) и коэффициенте наружного теплообмена (α_н=11,6 Вт/м²С) «критический» диаметр равен ~220 мм. Возрастание теплопередачи обетонированной трубы объясняется увеличением площади внешней теплоотдающей поверхности, которая с ростом диаметра развивается быстрее, чем растет термическое сопротивление слоя бетона.

На рис. 18.4 показано изменение теплопередачи 1м одиночной трубы диаметром 15—20 мм: линия 1 характеризует теплопередачу трубы в воздухе, линии 2 и 3 — той же трубы в бетоне при различной его теплопроводности. Как видно, теплопередача трубы возрастает с уве­личением теплопроводности бетона, в который она заделана; двусторонняя теплоотдача (пунктирные линии) выше односторонней. Можно сделать вывод о целесообразности заделки нагревательных элементов в тяжелый бетон.

Теплопередача не одной, а ряда труб в бетонной панели, приведенная к 1м, несколько ниже теплопередачи одиночной трубы в бетоне и зависит от расстояния между трубами (шага труб) и их положения в панели (см. рис. И.2).

Рис 18.5. Совмещенные потолочные бетонные отопительные панели с расположением греющих труб в несущем бетонном слое (а) и под несущими пустотелыми блоками (б)

Рис, 18.6 Подвесная потолочная отопительная панель

Дата добавления: 2014-01-04