Ključne riječi:

grijaća tijela

 

Postignuća učenja. Učenik će:

Razumjeti ulogu grijaćih tijela.

Nabrojati vrste grijaćih tijela.

Razumjeti na koji način grijaća tijela predaju toplinu.

Znati gdje se ugrađuju pojedina grijaća tijela.

3.2.9. Grijaća tijela

Grijaća tijela (GT) su dijelovi sustava grijanja čiji je zadatak prijenos topline s grijaćeg medija na zrak u prostoriji.

Najpoznatija grijaća tijela su:

  • radijatori,

  • konvektori,
  • kaloriferi.
  • Radijatori

Radijatori su grijaća tijela koja toplinu uglavnom prenose provođenjem (konvekcijom), a manje zračenjem.

Toplinski učinak radijatora je njegova sposobnost da predaje toplinu zraku u prostoriji. Toplinski učinak je to manji što je radijator po visini veći.

Standardni radijatori izrađuju se do visine 1 m.

Radijatori mogu biti: člankasti, pločasti i cijevni, a uglavnom se ugrađuju ispod prozora, u udubinu  zida ili pored vrata.

Člankasti radijator

Pločasti radijator

Cijevni radijator

Člankasti su sastavljeni od dva ili više članaka. Koliko članaka radijator ima, ovisi o tome gdje se postavlja, koju prostoriju treba zagrijavati, tj. koliki je obujam prostorije koju treba zagrijavati.

Spajanje članaka u jednu cjelinu obavlja se pomoću radijatorske spojnice koja ima s jedne strane lijevi, a s druge strane desni navoj.

Radijatorska spojnica

Radijatorski članak sa spojnicama

Pogledajmo postupak spajanja članaka radijatora:

Dakle članci radijatora se mogu prema potrebi dodavati (čime povećavamo toplinski učinak radijatora), ili oduzimati tj. skidati, u slučaju ako radijator ne može svojom širinom stati.

Člankasti radijatori, obično se tvornički prodaju s 10 - 12 članaka,

Radijatori se izrađuju od sivog lijeva, lijevanog željeza, valjanog čelika, čeličnih ploča (pločasti radijatori), čeličnih orebrenih i glatkih cijevi (cijevni radijatori), aluminija itd.

U današnje vrijeme, najčešće se koriste aluminijski radijatori, zbog njihove ekonomičnosti,  dugog vijeka trajanja, otpornosti na koroziju, brzog zagrijavanja i brzog hlađenja.

  • Pribor za spajanje i montažu radijatora

Pribor za spajanje i ovjes radijatora ovisi o proizvođaču i vrsti radijatora. Spojnice, redukcije, brtve i čepovi su standardizirani, dok ovjes radijatora (konzole, distance, nosači i nogice) varira od proizvođača do proizvođača.

Radijatori se pretežno postavljaju na zid, ali se također mogu postavljati i na pod, u tom se slučaju postavljaju na nogice.

 

Radijator se mora postaviti tako da omogućava nesmetan izlazak zraka iz instalacije (pomoću odzračnog ventila instaliranog na njemu), pa se mora voditi računa da se postavi pod blagim usponom prema odzračnom ventilu (1°):

  • Priključivanje radijatora na cijevnu mrežu može se izvesti na nekoliko načina

Načini priključivanja radijatora prikazani su na skicama:

  • Smještaj armatura na radijatoru

Spoj polaznog voda (dovoda tople vode iz kotla), na radijator vrši se preko radijatorskog ventila (termostatskog radijatorskog ventila), a kako bismo usporili (prigušili), protok vode iz radijatora, radijator spajamo s povratnim vodom preko prigušnice. Radijator se montira pod blagim usponom prema odzračnom ventilu (4), što omogućava nesmetan izlazak zraka, a ispod odzračnog ventila (3) moguće je instalirati ispusni ventil odnosno također odzračni ventil koji će nam služiti kao ispusni:

  • Ugradne mjere za radijatore

Ugradne mjere i nazivne visine radijatora daju proizvođači, a radijatori su standardizirani prema nazivnoj visini:

Dimenzije kao što su:

  • b, mm - širina radijatora,

  • ugradna visina, mm

  • nazivna visina radijatora, mm

možemo pronaći u katalozima proizvođača radijatora, dok standardno vrijedi da radijator od zida mora biti odmaknut 50 mm i od poda 100 mm. U slučaju ako se radijator montira na predviđeno mjesto u zidu, može se od rubova odmaknuti 40 mm, a od poda 70 mm.

  • Izbor radijatora

Za tlocrtom prikazanu prostoriju visine 2,8 m, potrebno je odabrati radijator, odgovarajućih dimenzija s kojim ćemo postići željenu temperaturu prostorije (potrebnu temperaturu), od tp = 22 °C. Uvjet grijanja je da temperatura polaznog voda bude 90 °C, temperatura povratnog voda 70 °C i potrebna temperatura minimalno 22 °C, odnosno 90/70/20 °C.

1. Izračun gubitaka topline prostorije

Gubitke topline prostorije računamo prema formuli: 

Ф = V ∙ x … W/m3

a) V – volumen prostorije u m3

b) x – projektni preporučeni gubitak u prostoriji, W/m3 (tablična veličina)

Vidljivo je da prvo računamo volumen i prema tablici određujemo projektni gubitak, koji ovisi o vrsti prostorije (nije isti za svaku prostoriju i propisan je tablicom):

Tablica prikazuje: projektne gubitaka u ovisnosti o tipu prostorije

a) Izračun volumena prostorije

a = 3,5 m

b = 5 m

h = 2,8 m

V = P ∙ h = 1,2 ∙ Pstv ∙ h = 1,2 ∙ 3,5 ∙ 5 ∙ 2,8 = 58,8 m2 ≈ 59 m3 

V = 59 m3 

Pošto je visina prostorija veća od 2,7 m, stvarnu površinu množimo s faktorom 1,2.

b) Određivanje projektnog, jediničnog gubitka topline, obzirom na vrstu prostorije

Tablica - projektni gubitak u ovisnosti o tipu prostorije

Obzirom da se radi o dnevnom boravku, u kojem je potrebna temperatura od 22 °C, iz tablice čitamo vrijednost projektnog jediničnog gubitka:

x = 85 W/m3 .

c) Sada možemo izračunati gubitke topline u prostoriji Ф, W/m3 

Ф = V ∙ x = 59 ∙ 85 = 5015… W/m3

Dakle radijator mora imati toplinski učinak od Ф = 5015 W/m3

2. Odabir radijatora

Odabir radijatora vršimo prema katalogu proizvođača radijatora i njegovih uputa.

Mi ćemo u ovom primjeru vršiti odabir radijatora, prema katalogu proizvođača Lipovica d.o.o.

Prema katalogu i u suglasnosti s klijentom kojem vršite montažu radijatora, odabirete radijator. Za ovaj primjer odabiremo radijator proizvođača Lipovica d.o.o., tip SOLAR 700.

3.Dimenzioniranje radijatora prema normi HRN ISO 3150 i HRN EN 442-2

Dimenzioniranje (Kolika će širina radijatora biti ?), vršimo prema normi HRN ISO 3150 i HRN EN 442-2, prema formuli koja nam govori koliki je toplinski učinak jednog članka radijatora, kako bismo znali koliko članaka mora imati naš radijator koji će zagrijavati prostoriju čiji su toplinski gubitci 5015 W/m3.

  • Toplinski učinak jednog članka radijatora (Q):

  • Razlika temperatura grijanog prostora i srednje temperature vode u radijatoru (Δt ,°C):

tu ...°C - temperatura polaznog voda (za naš primjer tu = 90°C)

ti ...°C - temperatura povratnog voda (za naš primjer tu = 70°C)

tp ... °C - potrebna temperatura prostorije (za naš primjer 22 °C)

  • Eksponent toplinskog učinka (n)

Eksponent toplinskog učinka je vrijednost, koju daje proizvođač radijatora, pa tako Lipovica d.o.o. propisuje eksponente toplinskog učinka (n) za radijatore, i koeficijent radijatora koji propisuje proizvođač radijatora (km) tipa:

  1. ORION 350/95 → n = 1.31, km = 0.5313
  2. ORION 500/95 → n = 1.32, km = 0.7318
  3. ORION 600/95 → n = 1.33, km = 0.7917
  1. SOLAR 350/80 → n = 1.35, km = 0.420
  2. SOLAR 500/80 → n = 1.31, km = 0.681
  3. SOLAR 600/80 → n = 1.31, km = 0.819
  4. SOLAR 700/80 → n = 1.27, km = 1.059

Dakle toplinski učinak jednog članka radijatora Lipovica SOLAR 700/80, koji će grijati našu prostoriju, računamo:

1. Razlika temperatura 90/70/22 °C:

2. Toplinski učinak jednog članka (Q):

3. Potreban broj članaka računamo tako da ukupni gubitak prostorije podijelimo s toplinskim učinkom radijatora:

N = Ф : Q = 5015 : 184 = 27,255 ≈ 27 članaka

Provjera:

27 ∙ 184 = 4968 W - potrebno je dodati još jedan članak dakle 28 članaka !

28 ∙ 184 = 5152 W

4. Ako je jedan članak radijatora SOLAR 700/80, 80 mm, tada će ukupna duljina radijatora biti:

L = N ∙ 80 = 28 ∙ 80 = 2240 mm

Oznaka ovog radijatora je:

SOLAR 700/80

28 - NO 18

5152 W

Rješenje zadatka:

4. Montaža radijatora

Montažu radijatora vršimo prema uputama proizvođača, koje su najčešće dostupne u katalogu proizvođača.

Pa analizirajmo što sve piše vezano za montažu radijatora SOLAR 700/80, u katalogu:

  1. Spajanje člankastog radijatora vrši se spojnicama 1" i brtvama 1"

  2. Razmak između spojnica je 700 mm, a ukupna visina radijatora je 776 mm i dubina 80 mm.

  3. Može se spajati i kombinirati sa Solarom 700+, pri čemu priključak može biti iz poda ili iz zida, s lijeve i desne stane radijatora.

Pribor za montažu radijatora SOLAR 700:

Projekt zadatak

Slika prikazuje trosoban stan, za koji je potrebno izračunati:

a) gubitke topline za svaku prostoriju,

b) odabrati radijator proizvođača Lipovica, tip: SOLAR ili ORION, za svaku prostoriju u stanu,

c) skicirati radijatore na tlocrt stana te upisati njihove oznake

  • Konvektori

Konvektori (slika 5-35) su grijaća tijela koja toplinu potpuno odaju konvekcijom (strujanjem).

Konvektor se izrađuje od jedne ili više cijevi kroz koje prolazi ogrjevni medij i lamela, koji su ugrađene na te cijevi. Zadatak lamela je prenijeti toplinu sa cijevi na zrak u prostoriji.

Elementi čeličnog konvektora, cijevi i lamele.

Izmjena topline između konvektora i zraka u prostoriji, može biti prirodna ili uz prisilna uz pomoć ventilatora.

Razmak između lamela koje su pričvršćene na cijevi igra važnu ulogu prilikom izmjene topline. Kod konvektora s radijatorom taj razmak može biti i manji od 2 mm.

 

Konvektori mogu biti:

  • bakreno - aluminijski (cijevi od bakra, a lamele od aluminija) i 

  • čelični (cijevi i lamele od čelika).

Konvektori se mogu postavljati na različitim mjestima:

 - uza zid ispod prozora,

 - u zidna udubljenja,

 - u podne kanale,

 - ispod velikih staklenih površina,

 - iza namještaja,

 - ispod klupa za sjedenje.

Konvektori se koriste za zagrijavanje; obiteljskih kuća, poslovnih prostora, prostorija s velikim ostakljenim površinama (izlozi trgovina, saloni automobila i sl.).

Ugradni konvektor u podni kanal ispod velike ostakljene površine

  • Kaloriferi

Kaloriferi su grijaća tijela s ventilatorom (slika 5-37, 5-38 i 5-39).

Kaloriferi mogu biti različitih konstrukcija, a među najpoznatijim su zidni i stropni. Kod normalnih izvedbi koristi se reciklirajući zrak - zrak iz prostorije usisavaju, zagrijavaju ga i ponovo vraćaju u prostoriju. Također mogu usisavati i vanjski zrak. Imaju veliki toplinski učinak, pa su stoga pogodni za zagrijavanje industrijskih postrojenja i skladišta.

U svakom slučaju, ova grijaća tijela upotrebljavaju se za prostore koji se povremeno zagrijavaju.