Как повысить теплоотдачу батареи парового отопления без существенных затрат?


Как повысить теплоотдачу батареи парового отопления без существенных затрат?


Описание простого эксперимента, доказывающего эффективность предложенного малозатратного способа повышения температуры воздуха в жилых помещениях, оборудованных системами центрального отопления.


В статье приведены экспериментальные данные и иллюстрации.


Близкие темы.

Самодельный воздушный мембранный клапан (вентиль) для квартирной вентиляции.

Собери простой регулятор мощности за час.

Как отремонтировать мягкую кровлю, не вылезая на крышу?


Пролог.

В этом году у нас свирепствуют небывалые морозы. В отдельных районах республики температура воздуха падала до -24ºС, что для тёплой Молдовы является аномальным явлением. У меня в комнате не висит термометр, но я почувствовал, что рука, лежащая на столе, стала мёрзнуть, и мне пришлось подложить под неё кусок поролона.

Мы, в общем-то, как Амундсены, уже привыкли к прохладе, но вчера председатель нашего кондоминиума, собирая подписи под обращением к поставщику тепла, спросил, какая у нас температура воздуха в квартире. Вряд ли поставщик тепла повысит температуру теплоносителя, но возможно председатель хочет под предлогом предоставления некачественных услуг потребовать неустойку.


Как бы там ни было, но меня это событие сначала подтолкнуло к измерению температуры воздуха в квартире, а потом и к проведению этого эксперимента.


Конечно, сказать, что этот эксперимент был нечистым, это не сказать ничего. Слишком уж много переменных, которые могли отразиться на точности результата, начиная от направления ветра за бортом и кончая активностью компьютера, работающего в тестируемой комнате.


Но, самый важный параметр, который в другое время не позволил бы вообще провести этот эксперимент, это стабильность температуры теплоносителя.

Дело в том, что в более теплые периоды времени, температуру теплоносителя активно регулируют в течение суток, для экономии расхода энергии. Когда же на улице аномальная температура, то все задвижки открывают настежь.


Цель эксперимента.

Подтвердить или опровергнуть предположение, что принудительное охлаждение батареи парового отопления, даже при температуре теплоносителя 42ºС, может значительно повысить теплоотдачу системы в условиях обычной городской квартиры.


Датчик температуры.

Чтобы определить эффективность того или иного способа обдува батареи, было решено измерить разницу температур теплоносителя до и после батареи центрального отопления.

На самом деле, начал я с промера температуры батареи в разных точках, но полученные данные обработать так и не удалось. :)




Для этого было изготовлено два одинаковых датчика температуры на основе полупроводниковых терморезисторов КМТ-17.





А вот так датчики были закреплены на трубах парового отопления. Для улучшения контакта с трубой, терморезистор был смазан теплопроводной пастой КПТ-8.





Чтобы снизить погрешность измерений, вносимых потоками воздуха, датчики пришлось дополнительно изолировать поролоновой лентой.



Выбор оптимального положения вентилятора.

Замеры температуры теплоносителя были произведены при разных положениях вентилятора относительно батареи. Мощность вентилятора, при этом, не менялась.

На протяжении эксперимента, температура теплоносителя была 43ºС, воздуха в помещении 20ºС.

Во всех случаях, расстояние от центра лопастей до центра батареи было равно 70см.

Разность показаний между температурой теплоносителя на входе и на выходе указана в условных единицах, так как откалибровать термометр с такой высокой точностью было просто нечем. При этом за начало отсчёта принят 0 (ноль) условных единиц, при котором батарея охлаждалась естественным путём.




Поток воздуха направлен сверху вниз, а угол наклона вала вентилятора относительно горизонта 50º. При этом, разность температур на входе и выходе батареи – 11 Условных Единиц (далее УЕ).





Поток воздуха направлен сверху вниз, вентилятор работает в режиме «подхалим» (поворачивается из стороны в сторону). Разность температур – 8 УЕ.




При обдуве батареи сбоку, разница температур между входом и выходом – 13 УЕ.





При направлении потока воздуха в центр батареи, удалось получить самую высокую разность температур – 15 УЕ.





Если направить поток воздуха в центр батареи, но при этом включить режим "подхалим", то разность температур снизится до – 12 УЕ.


Выводы.

Наиболее выгодным, с точки зрения теплоотдачи, оказалось направление потока воздуха от пола в сторону плоскости батареи.


Экспериментальные данные.


Первый день эксперимента.


Все графики показывают изменение температуры с 8.00 утра до 24.00 ночи.

Температура теплоносителя 42ºС.

По графику видно, что более эффективно система работала, пока разность температур воздуха и батареи была велика. Когда разница уменьшилась, система стабилизировалась.

 

Температура воздуха в центре комнаты на высоте 65см от пола поднялась с 15ºС до 20ºС за 9 часов.

В дальнейшем температура поднялась ещё на 0,5ºС.

Потребляемая мощность вентилятора при этом составила 35,2 Ватта.




Когда, во время эксперимента, я вышел из своей комнаты в коридор, то сразу почувствовал разницу температур, ведь к тому времени я уже снял тёплые вещи.

Сходил в сарай и принёс оттуда ещё один вентилятор. Этот вентилятор не был оборудован переключателем мощности, поэтому я его подключил через самодельный симисторный регулятор, конструкция которого подробно описана здесь.


Что ж, жить стало лучше, жить стало веселей!



Второй день эксперимента.

Утром я снова промерил температуру теплоносителя, а также температуру воздуха в комнате. Все значения остались неизменными, в том числе и температура за бортом.

В течение дня никаких изменений температуры замечено не было.





Третий день эксперимента.


Температура теплоносителя повысилась на один градус и составила 43ºС.

Температура на улице снижалась и достигла -15ºС.

При этом температура в комнате выросла ещё на 0,5ºС и достигла 21,5ºС.





Четвёртый день эксперимента.


Температура теплоносителя всё ещё 43ºС.

Температур за на улице с утра -15ºС.

Температура в комнате утром составила 21,5ºС.



Так как за прошедшие сутки никаких существенных изменений температуры не отмечено, решил увеличить поток воздуха и в 10.00 установил второй вентилятор.

Через 10-15 минут температура воздуха возросла сразу на один градус, а потом и ещё на полградуса и достигла 23ºС.

Гулять так гулять, подумал я, и в 19.00 включил оба вентилятора на полную мощность. Температура за два часа возросла ещё на один градус и достигла 24ºС.



Результаты и выводы.

  1. Мне удалось повысить температуру воздуха в комнате на целых 6ºС, а в экстремальном режиме работы вентиляторов даже на 9ºС, что подтвердило предположение о том, что повысить теплоотдачу батареи центрального отопления можно, даже при такой низкой температуре теплоносителя.

  2. При использовании обычного бытового вентилятора без регулятора оборотов, в комнате становится слишком шумно. Однако если использовать накопленное комнатой тепло, то, например, в спальне можно на ночь отключать вентилятор, а в столовой, наоборот, включать. Тогда, можно использовать вентилятор на полной мощности.

  3. Если находиться в той части комнаты, где наиболее ощутимо движение воздуха, генерируемого вентилятором, то создаётся ложное ощущения снижения температуры.

  4. Те, кто опасается, что вентилятор много "намотает", могут посчитать месячное потребление энергии.

    35(Ватт) * 24(часа) * 30(дней) ≈ 25(кВатт/час)


Мелкие подробности.


Чтобы быстрее и точнее замерить температуру батареи парового отопления, достаточно нанести на шарик датчика цифрового термометра небольшое количество теплопроводной пасты "КПТ-8". Место контакта на время измерения нужно прикрыть несколькими слоями ткани или слоем поролона.





Вышеописанный эксперимент заставил меня усомниться в точности моего цифрового термометра. Чтобы убедиться в правильности его показаний, я их сравнил с показаниями ртутного термометра. Для этого, погрузил оба термометра в горячую воду на одинаковую глубину и проследил за показаниями по мере остывания воды.



Продолжительная работа вентиляторов сразу выявила слабое место современных девайсов.

Если у вентилятора "Пингвин" 1973 года выпуска передний подшипник скольжения оборудован сальником (стрелкой отмечено отверстие для наполнения сальника маслом), что и позволило ему проработать уже почти 40 лет, то в современном вентиляторе такого сальника нет и в помине.

Кроме этого, у "Пингвина" есть пружина, предотвращающая возникновение продольных биений вала. Новый же вентилятор после двух суток работы начал тарахтеть, так как из-за продольного биения вала, вызванного эксцентриситетом пропеллера, быстро износилась одна из фторопластовых прокладок.


Для устранения продольного люфта, понадобилось несколько обычных и две тонкостенные шайбы, а также прокладка вырезанная из поролона.




Сначала я разобрал статор.





Потом надел тонкостенные шайбы и прокладку на вал двигателя, а остальными шайбами увеличил зазор между подшипниками.





Чтобы обеспечить сколь-нибудь продолжительную работу вентилятора, вырезал из войлока сальник, а из какой-то капроновой крышки заглушку сальника и запрессовал всё это в углубление вокруг вала. Естественно, масла тоже не пожалел.


Начал думать о покупке двух десятков компьютерных 120-ти миллиметровых вентиляторов. :) Думаю, если установить их прямо между секциями батарей, то при этом должен снизиться шум и повыситься эффективность теплоотдачи.





Устал писать эту статью, отвлёкся, чтобы побродить по сети. Вот, что удалось откопать на просторах Интернета. деревянные экраны для батарей отопления Как сказал Штирлиц, запоминается последняя фраза. Так что спросите про снотворное!


Нашли ошибку в тексте?Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
Спасибо за помощь!

Комментарии (50)

Страниц: « 1 2 3 4 [5] Показать все

adminМарт 21st, 2012 at 23:27

Никто, когда я писал про КЛЛ, имел в виду видеосъёмку. Для неё я использую лампы, на которых написано 2700К. У меня дома, вообще, все лампы на 2700К, просто потому что нам нравится свет, напоминающий свет от ламп накаливания. Устанавливаю баланс по мишени и снимаю. Всё, как обычно.

Для фото, конечно, вспышки удобнее по ряду причин. Во-первых, можно снимать с рук, во-вторых, если снимать на зеркалку, можно при низких ISO обеспечить большой ГРИП, в-третьих, спектр намного лучше, чем у КЛЛ, в-четвёртых… опять же, экономия энергии. :)

СЗНоябрь 30th, 2012 at 11:05

Часть тепла уходит сквозь окна теплопередаче

Опишите пожалуйста. Хоть бы и вкратце.

СЗНоябрь 30th, 2012 at 12:46

Вернее, конкретно это интересует:

Есть у меня решение, которое использую уже лет 20-ть.

adminНоябрь 30th, 2012 at 16:21

СЗ, если про утечку тепла в ИК диапазоне, то я уже писал про тепловой экран, который использую много лет. Ссылка на статью >>>

ДмитрийДекабрь 18th, 2012 at 23:12

Как то меделнно набирается температура, тут за окном -20 и как то хочется нагреть помещение быстро. Попробовал поставить вентилятор но реально он шумит и из-за то го что в комнате как никак прохладно то излишняя циркуляция дает прохладу

adminДекабрь 19th, 2012 at 08:23

Дмитрий, придётся потерпеть пару дней, пока комната прогреется. Чтобы вентилятор не шумел, придётся ему профилактику сделать. Как вариант, можно установить компьютерные 120-ти миллиметровые под батарею, но эффективность будет ниже.

ДмитрийДекабрь 19th, 2012 at 09:12

Ну буду пробовать, на ночь прийдется пока отключать чтбы шума меньше было

spock2004Январь 13th, 2013 at 00:04

Здравствуйте, уважаемые обсуждающие! Случайно наткнулся на материал про вентилятор и батареи и не смог пройти мимо. Может, быть, кому-то интересен мой опыт борьбы с зимой. 1) Увеличить количество секций в батарее. Это абсолютно тихо и замечательно работает. Если батареи подключены к стояку как на фотографиях в статье (вход справа снизу, выход справа сверху или наоборот), то это не сработает — теплыми будут примерно первые 7 секций, а дальше бесполезно. Подсоединять вход-выход надо по диагонали, тогда будет горячей вся батарея (проверено мною). Есть еще один, менее очевидный, способ подключения труб, о котором знают не все — вход снизу, выход тоже снизу, с противоположного конца батареи. В этом случае тоже греется вся батарея (проверено мною же). Конечно, здесь нужны начальные сантехнические навыки, но полипропилен творит чудеса. В некоторых случаях трубы (хотя бы одну) удобно пропускать внутри батареи, особенно, если в Вашей батарее нет перегородок (производители ленятся, и в последнее время такие батареи преобладают на рынке), чтобы они меньше мешались. К сожалению, модификацию батарей лучше проводить летом, а не в самые морозы :( . 2) Конечно же, усиление обдува батареи повышает температуру в комнате. Бесшумно усилить обдув батареи помогают те самые декоративные короба. Но чаще всего они лишь декоративные и закрывают батарею только спереди и сверху. Лучше изготовить их самому из любого материала (да, хоть из картона!) так, чтобы они обхватывали батарею со всех боков, не имея щелей по бокам, но имея полностью открытые торцы сверху и снизу. Батарея будет развивать тягу, как классическая печная (самоварная, котельная) труба. Если довести эту идею до совершенства, то кожух вокруг батареи не должен просто заканчиваться открытым верхним торцом, он должен продолжаться воздуховодом, идущим почти до потолка. Воздуховод может огибать окно, повторяя ход верхней ветви стояка (пряча в себе стояк). Сечение этого воздуховода может быть в 2-3 раза меньше сечения кожуха батареи, чтобы не портить слишком сильно вид квартиры), но все же должно быть достаточно большим, чтобы не создавать заметного сопротивления воздуху. Я сам так не пробовал, но уверен, тяга усилится в разы, вентилятор может и не потребоваться! Шума тоже не будет. Вернее, я не пробовал поступать так с воздухом, но пробовал — с водой. Так у нас несколько лет грелся в общаге душ: на дне ТЭН от электрочайника, вокруг него труба из пластиковой бутылки. Воду крутило очень сильно, весь бак имел одинаковую температуру. Думаю, что воздух поведет себя абсолютно так же. 3) Ну, и конечно, вентилятор на батарею! В моей жизни это служило экстренной мерой, позволяющей пережить несколько дней лютых морозов, на постоянку никогда не оставлял. Вентилятор, совершенно верно, надо брать большой напольный китайский, он тише и эффективнее, а не старый советский маленький. Очень большая скорость здесь не нужна, достаточно того режима, когда вентилятор еще почти не слышно, или когда слышно, но еще не раздражает. Замедлить вентилятор можно, включив последовательно с мотором бумажный конденсатор вольт на 400. Емкость подбирается под конкретный случай методом тыка. Это компактно, дешево и тихо (ЛАТР порою шумит сам, а тиристорный регулятор может заставлять шуметь мотор вентилятора). Особенно это актуально, если в доме дети — они обязательно накрутят ЛАТР и тиристорный регулятор. А конденсаторы настолько компактны, что после подбора емкости их можно навсегда спрятать в ту коробку, где у вентилятора находятся кнопки, греться они не будут. Если способ с воздуховодом хочется еще усилить, снизу кожуха батареи можно добавить «компьютерные» вентиляторы как можно большего диаметра, конечно же, тоже замедленные. Еще пара слов по теме. У меня батареи не висят на некотором расстоянии от пола, как это принято повсеместно, а стоят прямо на полу (на фанерках толщиной 7 мм). Поэтому пол у нас всегда довольно теплый, несмотря на первый этаж, то есть, слой холодного воздуха на полу отсутствует. В случае с кожухами-воздуховодами, батареи перевешивать не обязательно, просто надо дотянуть кожухи почти до самого пола, оставив лишь щель суммарной площадью сравнимую с сечением кожуха. Тогда холодный воздух с пола будет засасываться батареей и отправляться наверх. Вот. Извините, если сумбурно, но в моей жизни столько связано с этой борьбой с этим долбанным холодом! Последние 1-2 года у нас случайно стали топить гораздо лучше. Это связано с тем, что наши развалюхи одну за другой сносят, а оставшимся достается тепла больше :) . Но большую часть взрослой жизни это было далеко не так! Всем удачи и тепла в доме! spock2004

spock2004Январь 13th, 2013 at 01:07

P.S. Если будете покупать или менять батареи, десять раз подумайте, какого типа взять. Я очень скептически отношусь к новым (относительно) алюминиевым батареям. Да, они красиво выглядят. Да, у них несколько больше площадь поверхности на единицу объема, занимаемого в комнате. Статистики по коррозии у меня нет, но чисто теоретически корродировать они должны сильнее чугунных. Хотя, вроде народ не особо жалуется. Жалуется народ на другое. У алюминиевых батарей довольно узкие каналы внутри. Это имеет два плохих следствия. 1) Они в несколько раз быстрее забиваются той дрянью, которую приносит вода центрального отопления. 2) Они хорошо работают только при условии высокой температуры воды и/или ее интенсивной циркуляции. А это на просторах бСССР встречается далеко не всегда (я, например, живу в Рязани). Скажем так, чаще не встречается, чем встречается :) . Конечно, если у Вас личный коттедж с личной замкнутой системой отопления, с циркуляционным насосом и мембранным расширительным бачком, тогда да. Тогда Вам можно использовать любые батареи, хоть штампованные из тонкого стального листа. А для обычных квартир, где топит «дядя» (по забавному выражению моей бабушки), я настоятельно рекомендую старые советские чугунные! Ну, или новые русские, но такие же чугунные. У них очень низкое гидравлическое сопротивление, что создает очень хорошие условия для циркуляции воды. И очень большой внутренний объем этой самой воды. Поэтому, даже если на полную смену воды в батарее требуется много минут (как у меня), батареи все равно остаются горячими. Настолько горячими, насколько могут быть в данной системе отопления. Ну, и, конечно, долго не забиваются наносами (мне приходилось разрезать «регистры» из десятисантиметровых труб, где остался узкий канал для воды, а бОльшая часть объема заполнена этой смесью из ржавчины, масла, накипи и бог знает чего). И еще совет: не красьте батареи!!! Выше была дискуссия о том, в какой цвет их красить. Насколько я помню, цвет поверхности влияет только на то, как к ней «припекает», а как она излучает, зависит только от температуры. Я в этом не уверен, но думаю именно так, простите, если не прав. В любом случае, при температуре теплоносителя 42 градуса, как в статье, излучением можно пренебречь, основное — это теплопередача омывающему воздуху. Ее и надо усиливать. Новая батарея имеет мелкопупырчатую поверхность, повторяющую неровности формовочной земли, и побрызгана чем-то рыжим чисто символически. Мой совет: так и оставьте! Теплопередача будет максимальной. Микронеровности ведь тоже увеличивают площадь поверхности, а не только оребрение. Если уже крашена, остановитесь и больше не добавляйте! В домах с особо фанатичными мамами и бабушками слой краски на батареях может достигать миллиметров. Надо ли говорить, что краска проводит тепло гораздо хуже, чем чугун. Для красоты лучше надеть тот самый кожух. А вот его уже можно изукрасить как душе угодно! Еще раз удачи! spock2004

adminЯнварь 13th, 2013 at 17:00

spock2004, спасибо за полезную информацию!
Могу дополнить вышесказанное том, что я слышал от председателя своего кондоминиума. Он говорил, что в нашем доме уже несколько человек сменило новомодные алюминиевые батареи на чугунные из-за протечек. Он утверждает, что они не выдерживают давления воды на нижних этажах высотных домов (16 этажей и выше). Хотя, возможно, это связано с местом проживания. В наши страны сейчас в основном везут самый низкокачественный товар.
.

В связи с превышением установленного лимита, продолжение обсуждения перенесено в форум по этому адресу.

Страниц: « 1 2 3 4 [5] Показать все

Загрузка...
Загрузка...