TZB pro FBI »

RYCHLÝ NÁHLED DO PROBLEMATIKY KAPITOLY

V této kapitole je kladen důraz na předpisy týkající se montáže otopných těles.

Cíle kapitoly

1. 1. Zde se naučíte dimenzovat otopná tělesa.
2. 2. Zvládnete požadavky na montáž otopných těles.

ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU

Počítejte s přibližně 40 minutami.

KLÍČOVÁ SLOVA KAPITOLY

Otopné těleso, montáž.

 

8.1 Druhy a dimenzování otopných těles

8.1.1 Tepelná charakteristika otopné soustavy

Teplota vstupní vody T_p ( teplota vody na vstupu do soustavy )

Teplota vratné vody T_z

Teplota na vstupu do otopného tělesa T_tp

Teplota na výstupu z otopného tělesa T_tz

Střední teplota otopného tělesa T_t

Teplotní spád otopné soustavy : rozdíl teplot T_p a T_z

Teplotní spád otopného tělesa : rozdíl teplot T_tp a T_tz

Tepelný výkon přenášený otopnou soustavou při zvoleném teplotním spádu a hmotnostním průtokem:

              ( W )

Kde:

: tepelný výkon přenášený soustavou ( W )

M : hmotnostní průtok soustavou ( kg.s^-1 )

C : měrné teplo vody

T_p, T_z : teplota vstupní a vratné vody do soustavy ( ⁰C )

Tepelný výkon otopného tělesa Q_t :

Q_t = h. A . ( T_t – T_i )         ( W )

Kde:

Q_t : tepelný výkon otopného tělesa pro teplotní spády do 40 ( K ) :

T_t = ( ⁰ C )

Současně musí být splněny podmínky: T_p ≥ T_tp > T_z ≥ T_tz

T_t > T_i

• Volbou teplotního spádu ovlivňujeme především hmotnostní průtok vody nutný k přenesení potřebného množství tepelné energie ze zdroje do těles.
• S rostoucím teplotním spádem klesá hmotnostní průtok.
• Klesá střední teplota v tělese.
• Roste plocha tělesa potřebná k odevzdání topného výkonu do místnosti.

Volba teplotního spádu otopných těles :

• Sériové zapojení ( jednotrubková soustava ): 

Teplotní spád volíme vždy menší, než je teplotní spád otopné soustavy. U těchto soustav volíme pokles teploty na tělese 5 – 10 ( K ).

• Paralelní zapojení ( klasická dvoutrubková soustava ) : 

Teplotní spád těles volíme stejný jako teplotní spád otopné soustavy, tj. 20 – 25 ( K ).

Teplota otopné vody :

- nízkoteplotní T_p = 40 – 65 ( ⁰C )

- teplovodní T_p = 90 – 110 ( ⁰C )

- horkovodní T_p = 120 – 180 ( ⁰C )

Teplotní spád u nízkoteplotních a teplovodních soustav se volí v rozmezí 10 – 25 ( K ).

Teplotní spád u horkovodních soustav 40 – 50 ( K ).

Určujícím prvkem pro volbu teplotního spádu otopné soustavy je většinou nejnižší přípustná teplota v otopné soustavě daná teplotou vratné vody z otopných těles s ohledem na zdroj tepla.

Návrh a výpočet otopných těles:

Obrázek 8.1.1 – 1: Deskové otopné těleso

B : jmenovitá šířka

H : jmenovitá výška

h : skutečná výška

L ₀ : šířka okna

L _T : délka tělesa

S _e : vnější plocha

S _i : vnitřní plocha

t_m1, t_m2 : teploty vstupního a výstupního média

t_m : střední teplota média

plocha otopného tělesa S_T : S_T = ( m² )

Q_T = k_n. S_T. ( t_m – t_i ) = n . q_l ( W )

 

Kde:

t_m1, t_m2 : teploty přívodního a zpětného otopného média ( ⁰C )

t_i : teplota vzduchu ve vytápěné místnosti ( ⁰C )

k_n : součinitel prostupu tepla otopného tělesa ( W.m^-2.K^-1 )

q_l : tepelný výkon elementu tělesa ( W )

q_n : tepelný výkon jednotkové topné plochy ( W.m^-2 )

n : počet elementů otopného tělesa ( - )

Q _T : tepelný výkon tělesa jako celku ( W )

Tlaková ztráta otopného tělesa – vyčíslení tlakových ztrát konvekčních otopných těles vybavených základními armaturami se řeší :

a) p _T = ( Pa )

Kde:

ξ : součinitel vloženého odporu ( - )

v : rychlost proudění topné látky ( m.s^-1 )

b) aplikací výrobcem tělesa dané tlakové ztráty p_T získanou měřením

Skutečný výkon otopného tělesa:

Provádí se v případě, kdy jsou odlišné teploty topných látek t_m1, t_m2, t_m a t_i. Pak je nutno zpřesnit rozdí teplot Δt, související součinitel prostupu tepla k a výkon jednotkové plochy tělesa q.

Δt = ( K )           k = k_n. ( W.m^-2.K^-1 )        q = q_n. ( W.m^-2 )

Skutečný tepelný výkon otopného tělesa Q^r_{T :}

    ( W )

Q _e = ( W )

Kde:

n:
součinitel pro článková a tělesa n = 0,33

trubková tělesa n = 0,35

konvektory podle velikosti skříně n = 0,2 – 0,4

z₁ : opravný součinitel pro připojení tělesa

z₂ : opravný součinitel na úpravu okolí

z₃ : opravný součinitel na počet článků

z₄ : opravný součinitel vyjadřující vliv odlišných rozdílů teplot oproti normálnímu

e: součinitel vyjadřující vliv umístění tělesa u ochlazované plochy

Obrázek 8.1.1 – 2: Hodnoty součinitele e

8.1.2 Druhy otopných těles

Pro vytápěnou místnost je rozhodující sdílení tepla konvencí a sálání otopného tělesa.

Konstrukce otopného tělesa, jeho druh a typ ovlivňují především vzájemný poměr mezi konvekcí a sáláním, neboť ovlivňují způsob proudění vzduchu okolo otopného tělesa a tak složku přirozené konvekce.

Obrázek 8.1.2 – 1: Způsoby proudění vzduchu u otopných těles

1. Proudění mezi články s velkoplošným natékáním vzduchu ( např. ocelová a litinová článková otopná tělesa a trubková otopná tělesa ).
2. Proudění otevřenou šachtou mezi otopným tělesem a obvodovou konstrukcí s volnou konvekcí ne přední straně tělesa ( jednoduchá desková otopná tělesa ).
3. Proudění uzavřenou šachtou s proudem nasávaným od podlahy ( konvektory ).
4. Kombinované prodění – kombinace forem a) a b) ( desková otopná tělesa s konvekčním plechem ).

Dělení otopných těles :
článková – ocelová, litinová, slitiny hliníku, plastová

desková – ocelová, slitiny hliníku, plastová, litinová

trubková

• ocelová, litinová, slitiny hliníku, měď, plasty
• meandr
• registr s vodorovnými trubkami
• registr se svislými trubkami

konvektory

• ocelové, hliníkové, měděné
• skříňový
• soklový
• zapuštěný

Volba správného druhu a typu otopného tělesa závisí též na následujících kritériích:

• dobrá čistitelnost
• zaoblenost otopného tělesa
• vzhled a soulad s interiérem
• malá hmotnost a obsah vody
• odstupňování dle výkonové řady
• snadná montáž
• vysoká tlaková odolnost
• malé investiční náklady
• nízká hladina hluku
• u těles s ventilátorem ochrana proti dotyku
• trvanlivost

Obrázek 8.1.2 – 2: Článková otopná tělesa, firma Viadrus - typ Bohemia

Obrázek 8.1.2 – 3: Desková otopná tělesa, firma Korado s.r.o. - Radik

Obrázek 8.1.2 – 4: Trubková otopná tělesa, firma Korado s.r.o.

Obrázek 8.1.2 – 5: Konvektory, firma Minib

8.2 Požadavky na montáž

Připevněné otopné těleso musí být stabilní s přenosem hmotnosti na stavební konstrukci. Jeho upevnění musí být takové, aby umožňovalo vyrovnání jak vertikálně tak horizontálně. Upevňovací technika nesmí působit snížení tepelného výkonu otopného tělesa ( zakrytí, vytvoření významných překážek pro konvekční proudění ).

Podle způsobu upevnění nosných prvků rozlišujeme:

• upevnění nosných prvků na zeď ( dělená konzola, kompaktní konzola ).
• upevnění nosných prvků na podlahu ( stojánkové konzoly ).
• upevnění nosných prvků do zdiva ( navrtávací konzola, konzola určená k zazdění ).

Shrnutí kapitoly

V tomto okamžiku by jste měli být schopni nadimenzovat jakékoli otopné těleso, měli by jste jej umět správně zvolit a měli by jste jej umět i správně upevnit.