La disipación de calor real de varios tipos de radiadores de calefacción a menudo se discute en foros de construcción. Los participantes discuten qué baterías son mejores en términos de rendimiento térmico: paneles de hierro fundido, aluminio o acero. Para aclarar este problema, se propone calcular la potencia de diferentes dispositivos de calefacción y comparar los radiadores para la transferencia de calor.
Cómo calcular correctamente la disipación de calor real de las baterías
En primer lugar, estudie la hoja de datos técnicos de la batería. En él, definitivamente encontrará los parámetros de interés: la potencia térmica de una sección o un radiador de panel completo de cierto tamaño. No se apresure a admirar el excelente rendimiento de los calentadores de aluminio o bimetálicos, la cifra indicada en el pasaporte no es final y debe ajustarse, para lo cual debe calcular la transferencia de calor.
Juicio equivocado: el poder de los radiadores de aluminio es el más alto, porque la transferencia de calor de cobre y aluminio es la mejor entre los metales. La conductividad térmica del aluminio es realmente alta, pero el proceso de transferencia de calor depende de muchos factores. El segundo matiz: los aparatos de calefacción están hechos de silumin, una aleación de aluminio con silicio, cuyo rendimiento es mucho menor.
La transferencia de calor especificada en el pasaporte del calentador corresponde a la verdad cuando la diferencia entre la temperatura promedio del refrigerante (tarchivo + tvolver) / 2 y el aire de la habitación es de 70 ° С. El valor se llama cabeza de temperatura, denotado por Δt. Fórmula de liquidación:
Sustituya el valor conocido del cabezal de temperatura y obtenga la siguiente ecuación:
(tarchivo + tvolver) / 2 - taire = 70 ° C
Referencia. En la documentación de productos de varias compañías, el parámetro Δt puede designarse de manera diferente: dt, DT, y algunas veces simplemente se escribe "a una diferencia de temperatura de 70 ° C".
¿Qué transferencia de calor obtendremos si la documentación de un radiador bimetálico dice: la potencia térmica de una sección es de 200 W a DT = 70 ° C? La misma fórmula ayudará a comprender, sustituimos el valor de la temperatura ambiente +22 ° C y realizamos el cálculo en el orden inverso:
(tarchivo + tflujo de retorno) = (70 + 22) x 2 = 184 ° С
Sabiendo que la diferencia de temperatura en las tuberías de suministro y retorno no debe exceder los 20 ° C, determinamos sus valores de la siguiente manera:
- talimentación = 184/2 + 10 = 102 ° C;
- tretorno = 184/2 - 10 = 82 ° C.
Ahora está claro que 1 sección del radiador bimetálico del ejemplo dará 200 vatios de calor, siempre que el agua en la tubería de suministro se caliente hasta 102 ° C y la temperatura del aire en la habitación alcance +22 ° C.
La primera condición no es factible, porque las calderas domésticas modernas se calientan a 80 ° C (máximo). Esto significa que la sección del radiador nunca cederá los 200 vatios de calor declarados. Y la temperatura del refrigerante en el sistema de una casa privada rara vez se eleva por encima de 70 ° C, luego DT = 38 ° C, y no 70 grados. Es decir, la transferencia de calor real del dispositivo es dos veces menor que el pasaporte.
El procedimiento para calcular la transferencia de calor.
Entonces, la potencia real de la batería de calefacción es mucho menor que la declarada, pero para su selección es necesario comprender cuánto. Hay una manera simple para esto: aplicar un coeficiente de reducción al valor del pasaporte de la potencia térmica del calentador. A continuación se muestra una tabla de coeficientes por los cuales se multiplica la transferencia de calor declarada del radiador, dependiendo del valor presente de DT:
El algoritmo para calcular la transferencia de calor real de los dispositivos de calefacción para sus condiciones individuales es el siguiente:
- Determine cuál debería ser la temperatura en la casa y el agua en el sistema.
- Sustituya estos valores en la fórmula y calcule su temperatura Δt.
- Encuentre en la tabla el coeficiente correspondiente al DT encontrado.
- Multiplique el valor del pasaporte de la transferencia de calor de la batería por este.
- Cuente el número de secciones o aparatos de calefacción completos para calentar una habitación.
En el ejemplo anterior, la potencia térmica de 1 sección de un radiador bimetálico será de 200 W x 0,48 = 96 W. Aproximadamente 1000 W de calor o 1000/96 = 10.4 ≈ 11 secciones se utilizarán para calentar una habitación de 10 m² (redondeando).
La tabla presentada y el cálculo de la transferencia de calor de las baterías deben usarse cuando Δt igual a 70 ° С se indica en la documentación. Pero sucede que las empresas manufactureras le dan energía al radiador para otras condiciones, por ejemplo, a Δt = 50 ° С. Entonces no puede usar los coeficientes, es más fácil marcar el número requerido de secciones de acuerdo con la característica del pasaporte, solo tome su número con un margen y medio.
Referencia. Muchos fabricantes indican valores de transferencia de calor en estas condiciones de funcionamiento: talimentación = 90 ° C, tretorno = 70 ° C, taire = 20 ° C, que solo corresponde a Δt = 50 ° C.
Comparación de potencia térmica.
Si estudió cuidadosamente la sección anterior, debe comprender que la transferencia de calor está muy influenciada por las temperaturas del aire y del portador de calor, y estos parámetros dependen poco del radiador. Pero hay un tercer factor: el área de superficie de intercambio de calor, aquí el diseño y la forma del producto juegan un papel importante. Una comparación clara de un calentador de panel de acero con una batería de hierro fundido no funcionará, sus superficies son muy diferentes.
El cuarto factor que afecta la transferencia de calor es el material del que está hecho el calentador. Compárese: 5 secciones de un radiador de aluminio GLOBAL VOX con una altura de 600 mm proporcionarán 635 vatios a DT = 50 ° C. Una batería retro de hierro fundido DIANA (GURATEC) para 5 secciones de la misma altura transferirá solo 530 W a la habitación en condiciones similares (Δt = 50 ° C). Estos datos se publican en los sitios web oficiales de los fabricantes.
Nota. Las características de potencia de los calentadores de aluminio y bimetálicos difieren poco, no tiene sentido compararlos.
Puede intentar comparar el aluminio con un radiador de panel de acero tomando el tamaño de marco más cercano adecuado para las dimensiones. La longitud de la batería de 5 secciones de aluminio de GLOBAL con una altura de 600 mm será de aproximadamente 400 mm, lo que corresponde a un panel de acero KERMI 600 x 400.
Incluso si tomamos un panel de acero de tres filas (tipo 30), obtenemos 572 W a Δt = 50 ° C contra 635 W para aluminio de 5 secciones. También tenga en cuenta que el radiador GLOBAL VOX es mucho más delgado, la profundidad del dispositivo es de 95 mm y los paneles KERMI son casi 160 mm. Es decir, la alta transferencia de calor de las secciones de aluminio permite reducir las dimensiones del calentador.
En un sistema de calefacción individual de una casa privada, las baterías de la misma potencia, hechas de diferentes metales, funcionarán de manera diferente. Por lo tanto, la comparación es bastante predecible:
- Los productos bimetálicos y de aluminio se calientan rápidamente y se enfrían. Al dar más calor durante un período de tiempo, enfrían el agua que regresa al sistema con más fuerza.
- Los radiadores de panel de acero ocupan una posición promedio, ya que transfieren el calor no tan intensamente. Pero son más baratos y fáciles de instalar.
- Los más inertes y caros son los calentadores de hierro fundido, se caracterizan por un calentamiento y enfriamiento prolongados, lo que provoca un ligero retraso en el control automático del flujo de refrigerante por parte de los cabezales termostáticos.
La conclusión es simple: no importa de qué material esté hecho el radiador. Lo principal es elegir la batería adecuada para la potencia y el diseño que se adapte al usuario. En general, en comparación, no está de más conocer todos los matices del funcionamiento de un dispositivo en particular, así como dónde es mejor instalarlo.
Comparación por otras características
Una característica del rendimiento de la batería, la inercia, ya se ha mencionado anteriormente. Pero para que la comparación de los radiadores de calefacción parezca objetiva, además de la transferencia de calor, se deben tener en cuenta otros parámetros importantes:
- funcionamiento y presión máxima del portador de calor;
- cantidad de agua cerrada;
- peso.
El límite de presión de trabajo determina si se puede instalar un calentador en edificios de varios pisos, donde la altura del agua que sube por las bombas de red puede alcanzar cientos de metros. El parámetro no juega un papel para las casas privadas, donde la presión en el sistema es baja, un máximo de 3 bares.
Una comparación de la capacidad de los radiadores puede dar una idea de la cantidad total de agua en la red que deberá calentarse. Bueno, la masa del producto es importante al elegir la ubicación de instalación y el método de montaje de la batería.
Como ejemplo, a continuación se muestra una tabla comparativa de las características de diferentes radiadores de calefacción del mismo tamaño:
Nota. En la tabla, se acepta un calentador de 5 secciones para 1 unidad, excepto para el acero, que es un solo panel.
Conclusión
Si comparamos productos de una amplia gama de fabricantes, todavía resultará que los radiadores de aluminio ocupan el primer lugar en términos de transferencia de calor y otras características. Los bimetálicos ganan por presión de trabajo, pero cuestan más, no siempre es recomendable comprarlos. Las baterías de acero son más bien una opción económica, pero las de hierro fundido, por el contrario, son para entendidos. Si no tiene en cuenta el precio de los "acordeones" soviéticos de hierro fundido MC140, entonces los radiadores retro son los más caros de todos los existentes.