Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2019 

Wyniki eksperymentalnych badań rozkładu temperatury grzejników płaszczyznowych o lekkiej konstrukcji bez jastrychów

The results of experimental searching temperature distribution of the radiant heaters with lightweight construction without screeds
O komforcie użytkowania decydują różnice pomiędzy temperaturą powierzchni grzejnika nad rurkami grzejnymi i pomiędzy nimi.
O komforcie użytkowania decydują różnice pomiędzy temperaturą powierzchni grzejnika nad rurkami grzejnymi i pomiędzy nimi.
Rys. redakcja RI

Nietypowe grzejniki płaszczyznowe, które można układać bez jastrychu, mają mały ciężar i wysokość. Można je stosować m.in. w remontowanych obiektach ze stropami o niewielkich nośnościach i wysokościach podłogi.
Ich atutem jest też czas wykonania i czystość robót. Nie wymagają skomplikowanych narzędzi i maszyn.
Wyniki eksperymentu wskazują, że mają niedużą bezwładność i są wydajne przy niskiej temperaturze zasilania, co pozwala na ich efektywne wykorzystanie przy zasilaniu np. pompami ciepła.

W artykule:

• Opis stanowisk pomiarowych i metodyki badań
• Wyniki pomiarów
• Podsumowanie

Grzejnik płaszczyznowy typu B opisany w PN-EN 1264 [1] składa się z rury grzejnej umieszczonej w górnej części izolacji termicznej lub w pustce powietrznej, całość zakryta jest jastrychem w postaci mokrej bądź suchej z płyt cementowych lub gipsowych.

Pomiędzy izolacją termiczną a wężownicą umieszcza się najczęściej profile metalowe, które przyczyniają się do poprawy wymiany ciepła, co jest szczególnie ważne wtedy, gdy chcemy zastosować większe odległości między rurami grzejnymi.

W artykule zaprezentowano nietypowe grzejniki o ultracienkiej, lekkiej konstrukcji bez jakichkolwiek jastrychów w celu wykonania badań doświadczalnych dla nietypowych rozwiązań, korzystając z normy [2] odnoszącej się do systemów lekkich w układzie poziomym z profilami metalowymi. Norma ta może być stosowana również przy projektowaniu elektrycznego ogrzewania podłogowego, a pozostałe rozwiązania konstrukcyjne ogrzewania płaszczyznowego bez zastosowania płyt lub lamela przewodzącego mogą być projektowane tylko na podstawie badań eksperymentalnych.

Przygotowano trzy stanowiska badawcze, każde podzielone zostało na dwie równe części z różnymi rozstawami wężownicy.

  • Po lewej stronie każdego ze stanowisk znajduje się układ izolacji termicznej z lamelem aluminiowym jako powłoka przewodząca ciepło w celu jego rozpraszania. Część tę pokrywa wodoodporna zaprawa klejowa.
  • Po prawej stronie nie zastosowano rozpraszaczy ciepła, a rurki grzejne bezpośrednio włożono w rowki wyżłobione w izolacji termicznej i pokryto cementową zaprawą klejową. Całość przykryto terakotą (rys. 1 i rys. 2).
Rys. 1. Trzy stanowiska badawcze; fot. J. Karpiesiuk
Rys. 1. Trzy stanowiska badawcze; fot. J. Karpiesiuk
Rys. 2. Podział stanowisk badawczych na układ z lamelem aluminiowym i bez niego, z pokryciem terakotą; fot. J. Karpiesiuk
Rys. 2. Podział stanowisk badawczych na układ z lamelem aluminiowym i bez niego, z pokryciem terakotą; fot. J. Karpiesiuk

Opis stanowiska pomiarowego i metodyka badań

Stanowiska badawcze zostały wykonane w firmie Elektra Kardo Białystok.

  • Schematy stanowisk i ich przekroje pionowe zaprezentowano na rys. 3.
  • Jako element grzejny zastosowane zostały trzy przewody grzejne jednostronnie zasilane Elektra TuffTec 30/290, opisane w [3], każdy o mocy jednostkowej 30 W/m, średnicy 7 mm i włożony w rurki grzejne PE/RT/Al/PE/RT o średnicy zewnętrznej 16×2 mm.
  • Sprawność zasilania wynosiła 100% – powrotna żyła grzejna znajduje się w konstrukcji przewodu i temperatura na wejściu i wyjściu zasilania jest taka sama.
  • Wewnętrzna średnica rurki wynosi 10 mm.
  • Równomierne oddawanie ciepła z przewodu grzejnego zapewniała powłoka aluminiowa znajdująca się w warstwie ścianki osłonowej rury.
  • Do pomiaru temperatury na rurze grzejnej i w pomieszczeniu zastosowano termostaty elektroniczne programowalne ST‑500 o dokładności pomiaru do ±0,5°C z dwoma czujnikami – temperatury powietrza i temperatury podłogi.
Rys. 3. Schematy i przekrój pionowy stanowisk pomiarowych: 1 – wężownica, 2 – czujnik temperatury, 3 – termoregulator do pomiaru temperatury powietrza i zasilania wężownicy; oprac. J. Karpiesiuk
Rys. 3. Schematy i przekrój pionowy stanowisk pomiarowych: 1 – wężownica, 2 – czujnik temperatury, 3 – termoregulator do pomiaru temperatury powietrza i zasilania wężownicy; oprac. J. Karpiesiuk

Pomiary temperatury bezpośrednio na powierzchni grzejnej skanowane były za pomocą kamery termowizyjnej Flir I40 o czułości termicznej (NETD) < 0,1°C przy temperaturze 25°C, o dokładności pomiaru temperatury ±2% oraz dodatkowo przy użyciu pirometru TN1 OJ Electronics o czułości termicznej i dokładności pomiaru temperatury takich samych jak dla kamery termowizyjnej.

Pomiarów pirometrem dokonywano od razu po skanowaniu kamerą termowizyjną w czasie nie dłuższym niż 5 sekund.

Identyczne warunki wymiany ciepła uzyskano dzięki pomiarom wykonywanym w stabilnej temperaturze zewnętrznej ukazanej na termostatach, wynoszącej 20°C ±0,5.

Eksperymenty rozgrzewania były wykonywane w trzech następujących po sobie seriach, zaczynając od stanowiska z rozstawem rur grzejnych 20 cm, później 15 cm i na końcu 12,5 cm.

Pomiarów temperatury na powierzchni grzejnika dokonywano w trakcie rozgrzewania wraz z jej wzrostem na czujnikach umieszczonych przy rurkach grzejnych – przy 28, 31, 35, 40 i 45°C.

Następnie zwiększono temperaturę do 50°C i wykonano pomiary jw. w trakcie naturalnego studzenia – przy 45, 40, 35 i 28°C.

Pomiary w trakcie studzenia dotyczyły wszystkich trzech rozgrzanych stanowisk badawczych.

Ze względu na bardzo małą bezwładność cieplną badanych grzejników, przy zastosowaniu jako czynnika grzejnego elektrycznych przewodów grzejnych umieszczonych w rurkach zamiast gorącej wody, rozgrzanie od temperatury 28 do 45°C następowało w ciągu 40 minut. Z tego względu zrezygnowano z opracowywania charakterystyki bezwładności cieplnej i pomiarów czasu. Byłyby one nieadekwatne (krótsze) do rzeczywistego wzrostu temperatury przy rozgrzewaniu powierzchni podłogi, gdy do podgrzania wody w wężownicy używa się kotła grzejnego. W takich warunkach czas ten w temperaturze 28–45°C, przy rozstawie rur grzejnych 10 cm, bez lamela aluminiowego podczas nagrzewu wynosi ok. 2 godz. 20 minut, a czas studzenia z 45 do 28°C wynosi ok. 4 godz. 30 minut wg [4].

Nie ma to znaczenia przy pomiarach zgodnie z [2], w których nie mierzy się różnicy temperatury pomiędzy zasilaniem a powrotem przepływu w rurze ogrzewania podłogowego, ale ważny jest pomiar temperatury i strumienie ciepła w konstrukcji grzejnika, w tym na jego powierzchni.

W eksperymencie spełniono podstawowe warunki przygotowania stanowisk testowych zgodnie z [2] pkt 7.

Ze względu na brak mierników strumienia ciepła wykonano dodatkowe obliczenia teoretyczne gęstości strumienia ciepła emitowanego z badanej powierzchni, stosując wzór zalecany w powyższej normie: qi = KH · ΔΘH [W/m2].

Jako miarodajne przyjęto badania temperatury na powierzchni grzejników podczas naturalnego studzenia, trwającego ok. 3 godz. 40 minut, co stanowi wynik zbliżony do naturalnych warunków sprawdzonych w [4] przy wykorzystaniu gorącej wody w wężownicy.

Czytaj też: Niskotemperaturowe ogrzewanie płaszczyznowe >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
   30.11.2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Gdzie produkowane są komponęty do klimatyzacji i wentylacji » Zapoznaj się z nowymi technologiami w systemach ogrzewania podłogowego »
kompotenety do wentylacji ogrzewanie podłogowe
czytam więcej » przeczytam dziś »

 


Naczynie przeponowe – dlaczego jest aż tak ważne? »

projektowanie

 



Czy warto inwestować w wentylację mechaniczną? » Jak bezproblemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
 wentylacja mechaniczna pomoc w projektowaniu
wiem więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj udogodnienia montażowe w produktach ogrzewań podłogowych» Czy ogrzewanie wpływa na nasze zdrowie? »
wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Metody klimatyzacji - czy znasz je wszytkie »

klimatyzacja

 


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
3/2020

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 3/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Hybrydowa wentylacja pożarowa
  • - Wytwornice wody lodowej
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