Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Eksperymentalna instalacja do badań ogrzewania ściennego

Wykorzystanie kamer termograficznych
Ciąg dalszy artykułu...

Maksymalna osiągnięta moc grzewcza ścianki wyniosła 1060 W dla przepływu 8 l/min. Wynika to oczywiście z ograniczonej mocy grzewczej bojlera (ok. 2 kW) i strat ciepła w instalacji. Dokładniejsze analizy pokazały, że straty w instalacji mogą być porównywalne ze stratami ciepła w ściance. Wynika to z faktu, że długość przewodów w ściance (z racji jej małych gabarytów) jest zbliżona do długości przewodów przyłączeniowych oraz elementów pomiarowo-sterujących. Taka sytuacja nie wystąpi oczywiście w „prawdziwej” instalacji grzewczej.

Wykorzystanie kamer termograficznych

Zastosowanie kamery termograficznej umożliwia zilustrowanie przestrzennego przekazu ciepła od medium grzewczego na powierzchnię ścianki i później do ogrzewanego otoczenia. Zastosowana kamera mogła pracować w rozdzielczości 0,1°C do temperatury 25°C, dlatego wybrano pracę instalacji przy niewielkiej mocy grzewczej bojlera. Wynik zobrazowano na rys. 4.

Dowiedz się, do czego przydaje się termowizja w ogrzewnictwie »

Moc grzewcza wyprowadzana z przewodu grzewczego jest największa na prostych odcinkach, a mniejsza na łukach/kolankach – jest to związane z zaburzeniami przepływu. Należy tu oczywiście mieć na uwadze także efekt bliskości krawędzi (gdzie przepływ ciepła nie jest jednowymiarowy) czy możliwe rozbieżności umieszczenia orurowania w ściance (np. odległość między przewodem grzewczym a płaszczyzną może nie być identyczna). Istotny jest również rozkład temperatur w zamrażarce.

Dowiedz się, jak pracują grzejniki i podłogówka w systemach niskotemperaturowych »

Na rys. 5 przedstawiono wyniki skanu termograficznego dla zakresu kamery do 200°C z rozdzielczością 1°C. Umożliwia to badanie większych mocy grzewczych z mniejszą dokładnością. Zobrazowano przekazywanie do ścianki mocy równej 180 W (po lewej) i 360 W (z prawej strony). Łatwo dostrzec różnice: przy 180 W temperatura ścianki „nad” rurą wynosi trzydzieści kilka stopni, a przy większej mocy dochodzi do ok. 50°C. W obydwu przypadkach przepływ utrzymywany był na poziomie 2 l/min.

Czujniki strumienia ciepła

Można porównać moc przekazywaną do ścianki i oddawaną do otoczenia przez ściankę przy pomocy czujników strumienia ciepła. Mają one postać płaskich płytek naklejanych na badaną powierzchnię (fot. 2; czujniki takie opisano dokładniej m.in. w publikacji [12]). Dane pochodzące z czujników odczytano za pomocą mierników [13], które nie były sprzężone z instalacją (mierzone wielkości rejestrowane były w pamięci własnej mierników).

W tab. 1 podano przykładowe wyniki, uśrednione dla wybranych wartości przepływu medium grzewczego, jednak ich interpretacja nie jest prosta. Pomiar zaczynano od małej mocy grzewczej bojlera, którą zwiększano do poziomu średniego i wysokiego i dla każdego zakresu mocy zmieniano przepływ z małego na duży. Widoczny jest efekt akumulacji ciepła przez ściankę, kiedy przy średniej mocy bojlera ilość ciepła wyemitowanego przewyższa wartość dostarczoną do ścianki. Z kolei przy dużej mocy bojlera instalacja dostarcza więcej ciepła, niż oddaje go ścianka.

Oczywiście aby obliczyć całkowitą ilość ciepła metodą pomiaru strumienia, należy dokładniej przebadać różne obszary ścianki – tu zostały wyszczególnione tylko dwa. Dokładniejsza interpretacja danych wymaga wyposażenia ścianki w czujniki mierzące temperaturę w wielu punktach, co pozwoliłoby oddzielić stany ustalone od nieustalonych oraz obliczyć m.in. pojemność cieplną ścianki.

Podsumowanie i wnioski

Przedstawiona instalacja umożliwia przeprowadzenie wielu pomiarów w skali laboratoryjnej, które pozwolą unaocznić studentom działanie poszczególnych elementów instalacji grzewczej, takich jak źródło ciepła, pompa, zawory itd. Możliwość monitoringu i rejestracji danych pozwala na śledzenie i analizę reakcji instalacji na różne zmiany, np. wielkości przepływu. Uzupełnia ona zatem wiadomości teoretyczne z zakresu ciepłownictwa przekazywane podczas wykładów i jednocześnie uzmysławia studentom, jak ważną rolę w systemach ciepłowniczych odgrywają elementy monitoringu i sterowania.

Opisywana instalacja może również zostać wykorzystana do monitoringu rzeczywistego systemu grzewczego (np. domu jednorodzinnego). Należy w takim wypadku odłączyć bojler i podłączyć układ do istniejącej instalacji budynku. Dzięki zaprogramowaniu pracy pompy ze zmienną wydajnością (wchodzącej w skład instalacji laboratoryjnej) rejestrować można charakterystyki instalacji grzewczej. Planowane jest prowadzenie takich pomiarów w kolejnych sezonach grzewczych, zwłaszcza dla wielkopowierzchniowych instalacji niskotemperaturowych.

Przedstawione wyniki mogą też posłużyć do opracowania systemów sterowania instalacjami niskotemperaturowymi, uwzględniających m.in. gromadzenie ciepła w ściankach i bezwładność cieplną. Znaleźć tu mogą zastosowanie pomiary strumienia ciepła emitowanego przez ogrzewanie płaszczyznowe do pomieszczenia. Planowana dalsza rozbudowa instalacji polegać będzie m.in. na sprzężeniu czujników strumienia ciepła i wykorzystaniu funkcji LabView do zdalnego (przez internet) przesyłania danych i poleceń.

Literatura

1. Instrukcja obsługi, http://www.biawar.com.pl/index.php/download-document/18-instrukcja-obslugi-podumywalkowe-ow-e10.html.
2. http://www.wilo.pl/cps/rde/xchg/pl-pl/layout.xsl/979.htm.
3. http://www.national.com/ds/LM/LM35.pdf.
4. http://www.wika.us/upload/DS_PEA10_en_us_16479.pdf.
5. http://www.imi-internationalcee.com/pl/products_catalog/all,c,457,p,1086,TSEM.html.
6. http://bmeters.pl/galeria/woda/wodomierz_gsd8-45mid_pl.pdf.
7. http://www.ni.com/pdf/manuals/371728b.pdf.
8. http://www.ni.com/labview.
9. http://naturalsystem.pl.
10. Filipowicz M., Raźniak A., Obłąkowska D., Pomiar współczynnika przewodności cieplnej materiałów izolacyjnych w warunkach praktycznych, IZOLACJE nr 11/2006.
11. Świsulski S., Komputerowa technika pomiarowa. Oprogramowanie wirtualnych przyrządów pomiarowych w LabView, Wydawnictwo PAK, 2005.
12. Filipowicz M., Raźniak A., Obłąkowska D., Zastosowanie pomiarów strumienia ciepła w audycie, „Rynek Instalacyjny” nr 5/2006.
13. Urządzenia firmy Almemo, http://www.ahlborn.com.

   16.05.2011
mgr inż.  Andrzej Raźniak
mgr inż.  Andrzej Raźniak
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, Kraków więcej »
dr hab. inż.  Mariusz Filipowicz
dr hab. inż.  Mariusz Filipowicz
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Energetyki i Paliw, Katedra Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego więcej »
dr inż.  Magdalena Dudek
dr inż.  Magdalena Dudek
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, Kraków więcej »
inż.  German Rico
inż.  German Rico
Polytechnic University of Valencia, Hiszpania więcej »
dr inż.  Alicja Rapacz-Kmita
dr inż.  Alicja Rapacz-Kmita
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Kraków więcej »

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ogrzewanie obiektów przemysłowych
  • - Wentylacja domów jednorodzinnych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl