Cast Iron Radiators Ltd Расчетное время нагрева электрических радиаторов

Мы продаем ряд электрических нагревательных элементов, позволяющих избежать необходимости подключения чугунных радиаторов к системе отопления. Они часто используются в старых домах, где сантехника является сложной задачей. Многие из традиционных радиаторов, которые мы продали объектам Национального фонда, оснащены электрическими нагревательными элементами. Однако при выборе электрического элемента и чугунного радиатора существуют определенные комбинации нагревательных элементов и радиаторов, которые лучше всего будут работать вместе.

Чтобы установить потребность в отоплении электрических радиаторов, мы можем сделать расчет для любого радиатора, вес и объем воды которого нам известны. Вот пример расчета:

Предположим, мы хотим оценить время нагрева для 12-секционного Sovereign 4 Column 480 с нагревательным элементом мощностью 1200 Вт.

Сначала вычисляем общий вес железа в радиаторе, это 2 х вес ножной секции + 10 х вес средней секции = 51,2 кг.

Общий объем воды в радиаторе составляет 0,67 х 12 = 8,04 литра, что составляет 8,04 кг.

Теперь мы используем удельную теплоемкость железа и воды, чтобы вычислить, сколько энергии требуется для повышения температуры радиатора на 1 градус. (Удельная теплоемкость вещества говорит нам, сколько джоулей на кг на кельвин требуется для повышения температуры вещества). Удельная теплоемкость железа составляет приблизительно 0,45 кДж/кг·К, а удельная теплоемкость воды намного выше и составляет 4,2 кДж/кг·К.

Умножение этих удельных теплоемкостей на вес воды и железа в радиаторе дает нам, сколько энергии требуется для нагрева радиатора на 1 градус температуры.

Железо: 51,2 х 0,45 = 23,04 кДж/К

Вода: 8,04 х 4,2 = 33,768 кДж/К

Итого: 56,808 кДж/К

Таким образом, энергия, необходимая для повышения температуры радиатора (как воды, так и железа) на 1 кельвин (повышение на 1 кельвин точно эквивалентно повышению на один градус по Цельсию), составляет 56 808 джоулей.

Нам нужно рассчитать время, необходимое для нагрева радиатора на каждый градус повышения температуры, и сложить все эти времена вместе, чтобы рассчитать общее время, необходимое для достижения заданной температуры.

При первом включении радиатора предполагается, что он имеет комнатную температуру, поэтому ΔT=0 и тепло не передается в окружающее помещение. (Помните, что ΔT — это разница между средней температурой радиатора и температурой окружающей среды). Подвод тепла от нагревательного элемента составляет 1500 Вт, а поскольку ватт — это джоуль в секунду, время в секундах, необходимое для повышения температуры радиатора на 1 градус выше комнатной, составляет 56 808/1200 = 47,34 секунды. Это работает за 0,79 минуты

Сейчас ΔT=1, и радиатор только начинает обогревать помещение.

Теперь мы должны рассмотреть тепловую мощность радиатора. Тепловая мощность одной секции при ΔT=50 составляет 62,4 Вт, поэтому тепловая мощность всего двенадцатисекционного радиатора составляет 748,8 Вт (при ΔT=50). 1,3, умноженная на тепловую мощность при ΔT=50.

Выполнение расчетов показывает, что тепловая мощность радиаторов при ΔT=1 составляет всего 4,63 Вт, теплота, необходимая для обогрева радиатора, составляет 1200-4,62 Вт=1195,37 Вт. Таким образом, время, необходимое для повышения температуры на следующий 1 градус, составляет 56 808/1195,37 = 47,52 секунды.

Продолжаем шаг за шагом для каждого градуса повышения температуры. Так, например, когда ΔT = 25, тепловая мощность радиатора составляет 0,406 x 748,8 Вт = 304,1 Вт, тепловая мощность по-прежнему составляет 1200 Вт, поэтому избыточное тепло, доступное для нагрева воды и железа в радиаторе, составляет 1200-304,1 = 89.5,9 Вт. Время, необходимое для нагрева радиатора на 1 градус, теперь составляет 56 808/895,9 = 63,41 секунды или 1,06 минуты.

Теперь, сложив все времена шагов, мы можем оценить время достижения заданной температуры. Нагревательные элементы нагревают воду до максимальной температуры 65 °C, при температуре окружающей среды 20 °C это соответствует ΔT=45, а при температуре окружающей среды 15 °C соответствует ΔT=50. Мы принимаем комнатную температуру между этими значениями и, следовательно, даем расчетное время нагрева между временем, необходимым для достижения ΔT=45 и ΔT=50. В данном случае 49-59 минут.

Если все это слишком сложно для вас, позвоните нам по телефону 01723 321 000, и мы пройдем через это вместе с вами. Следует отметить, что тепловая мощность электрического элемента, как правило, ниже мокрого водопровода.

Управление радиатором горячей воды

 

В ApacheHVAC термин «радиаторы» охватывает широкий спектр водяных нагревательных устройств, размещаемых непосредственно в кондиционируемых помещениях. К ним, как правило, относятся чугунные радиаторы, панельные лучистые обогреватели, конвекторы с ребристыми трубками и так далее. Радиаторы также можно использовать в качестве водяного контура в зоне нагреваемой плиты, но в таких случаях следует соблюдать осторожность, чтобы надлежащим образом определить «тип» с использованием параметров, которые будут представлять свойства только водяного контура в пределах плиты.

Рис. 7-2: Диалоговое окно управления радиатором с иллюстративными входными данными для водяного нагревателя плинтуса с ребристыми трубками, использующего постоянные заданные температуры для термостатического управления включением-выключением, фиксированную температуру подаваемой воды и пропорциональное управление расходом воды для модулировать выходной сигнал устройства (профиль HP3 обеспечивает пропорциональное среднеполосное значение, которое связано с пользовательскими входными данными для заданного значения часов занятости и пониженного значения для часов незанятости). Датчики двухпозиционного и пропорционального управления размещены в местном помещении; однако они могут быть расположены в других помещениях или за пределами здания.

 

Ссылка

Введите описание контроллера. Таким образом, справочные названия должны быть информативными в отношении различения аналогичного оборудования, компонентов и контроллеров.

Обозначение типа радиатора

Выберите радиаторное устройство для размещения в помещении из списка ранее определенных типов.

Количество единиц

Введите количество копий этого экземпляра радиатора или отопительной панели, которое должно быть включено в связанное пространство. Это может быть любое число от 0 до 1000, включая нецелые значения и значения меньше 1,0, но исключая 0. Этот параметр обеспечивает масштабирование определенного типа комнатного блока применительно к помещениям с различной нагрузкой. Например, тип Радиатор с тепловой мощностью 1,0 кВт при расчетных условиях может быть определен как тип, а помещение или тепловая зона, требующие 7,8 кВт тепла при расчетных условиях, могут использовать 7,8 единиц этого типа.

Источник тепла

Выберите из списка номер ранее определенного источника тепла, который будет обслуживать радиатор, размещенный в помещении из списка радиаторов.

Управление включением/выключением и уставкой

Расход для максимального управляющего сигнала

Введите расход, соответствующий максимальному управляющему сигналу от контроллера.

Если пропорциональное управление не используется, введите скорость потока, возникающую всякий раз, когда этот радиатор включен. Независимо от количества включенных блоков (см. раздел 7.1.1.3 Количество блоков выше), указанный расход воды должен быть точно для одного блока.

Для пропорционального регулирования обратного действия, где измеряемой переменной является комнатная температура (типично для нагревательных устройств), это значение будет ниже, чем значение температуры воды при минимальном управляющем сигнале, и может быть равно нулю, если моделируемое устройство модуляции потока способный модулировать до нулевого потока.

 

Пределы предупреждений (л/с)	от 0,001 до 2,5
Пределы погрешности (л/с)	от 0,0 до 99,0

Температура воды для максимального управляющего сигнала

Введите температуру воды, которая соответствует максимальному управляющему сигналу от контроллера. Если пропорциональное регулирование не задано, введите температуру воды на подаче радиатора. Обратите внимание, что для пропорционального регулирования обратного действия, где измеряемой переменной является комнатная температура (типично для нагревательных устройств), это значение ниже, чем значение температуры воды при минимальном управляющем сигнале. Этот параметр не используется, если «Использовать температуру подачи контура горячей воды?» проверено.

 

Пределы предупреждений (°C)	от 30,0 до 85,0
Пределы погрешности (°C)	от 0,0 до 250,0

Использовать температуру подачи контура горячей воды

При выборе этой опции температура воды радиатора или нагревательной панели устанавливается равной температуре подачи подключенного контура горячей воды. Радиатор или нагревательная панель, таким образом, также увидят любое изменение температуры контура подачи горячей воды, вызванное регуляторами сброса температуры контура подачи, или температуру подачи, отличающуюся от расчетной, в результате недостаточного размера котла или аналогичного ограничения мощности.

Этот параметр доступен только в том случае, если на радиаторе включено пропорциональное управление потоком и он обслуживается контуром горячей воды. Он недоступен с пропорциональным регулированием температуры, которое могло бы использоваться вместо этого варианта для целей моделирования смесительного клапана на уровне зоны, способного снижать температуру воды, подаваемой к этому нагревательному устройству.

Профиль переключения по времени

Укажите профиль переключения по времени, который будет использоваться для планирования работы контроллера.

Расположение датчика

Датчик может быть внутренним (в помещении или на поверхности в помещении) или внешним. Внешний датчик будет эквивалентом системы с погодной компенсацией или сбросом температуры наружного воздуха. Несколько радиаторов могут использовать один и тот же внутренний датчик, например, все помещения на западном фасаде здания могут контролироваться одним датчиком. Как было бы целесообразно для гидравлического контура в кондиционируемой плите, один датчик температуры поверхности на зону доступен для использования с двухпозиционным или пропорциональным управлением. Расположение датчика на поверхности и в зоне определяется путем выбора измеренной переменной и маркировки измеренной поверхности в представлении Apache Thermal. Дополнительные сведения об использовании датчиков температуры поверхности см. в разделе 6.3.2 Измеряемые переменные.

Выберите подходящее место для датчика.

Воспринимаемая переменная

Выберите переменную, которая будет использоваться в управлении включением/выключением (уставка).

Температура поверхности доступна в качестве измеряемой переменной для использования с двухпозиционным или пропорциональным управлением, что подходит для гидравлического контура в кондиционируемой плите. Расположение датчика на поверхности и в зоне определяется выбором воспринимаемой переменной. Конкретная близость к поверхности для местоположения датчика также должна быть отмечена в представлении Apache Thermal. Дополнительные сведения об использовании датчиков температуры поверхности см. в разделе 6.3.2 Измеряемые переменные.

Примечание. Несмотря на то, что расход находится в списке измеряемых переменных контроллера комнатного модуля и приводит к отображению единиц измерения в галлонах в минуту или л/с, эта измеряемая переменная еще недоступна для контроллеров комнатных модулей.

Доля излучения

Когда измеряемой переменной является температура по сухому термометру, поле ввода доступно для установки доли излучения измеряемой температуры. Например, если бы радиантная доля была установлена ​​на 0,5, датчик эффективно измерял бы результирующую сухую температуру, т. е. рабочую температуру в условиях неподвижного воздуха.

Введите соответствующее значение радиационной доли.

Изменение уставки

Уставка для управления включением/выключением может быть постоянной или переменной. Выберите «Постоянный» или «Временной», в зависимости от ситуации.

Профиль заданного значения или изменения

Введите фиксированное значение заданного значения, если заданное значение является постоянным, или выберите временной профиль, если изменение заданного значения синхронизировано. Это может быть профиль формулы.

Зона нечувствительности

Зона нечувствительности определяет гистерезис контроллера или диапазон значений воспринимаемой переменной, в пределах которого происходит переключение при управлении включением/выключением (см. раздел 6.6.3.4).

Введите соответствующее значение зоны нечувствительности.

Высокий входной сигнал датчика (результирующее действие включения/выключения)

Этот параметр относится к управлению включением/выключением (уставка) и определяет, включен или выключен сигнал переключения, выдаваемый контроллером, для высоких значений измеряемой переменной. (См. раздел 6.6.3.5).

Введите соответствующий вход датчика.

Пропорциональные регуляторы расхода и температуры воды

Предусмотрены пропорциональные регуляторы расхода и температуры. Однако, чтобы свести к минимуму избыточные объяснения, входы, идентичные для этих двух типов пропорционального управления, будут описаны только один раз в следующих подразделах.

Пропорциональный регулятор расхода

Установите флажок рядом с этим пунктом, чтобы использовать пропорциональный контроль расхода воды в радиаторе. Затем щелкните элемент, чтобы ввести и отредактировать параметры пропорционального регулятора. Если пропорциональное управление расходом воды не используется, расход воды будет зафиксирован на значении, заданном на входе «Расход при максимальном управляющем сигнале».

Пропорциональный регулятор температуры

Установите флажок рядом с этим пунктом, чтобы использовать пропорциональное регулирование температуры воды в радиаторе. Затем щелкните элемент, чтобы ввести и отредактировать параметры пропорционального регулятора. Если пропорциональное управление температурой воды не используется, температура воды будет зафиксирована на значении, заданном на входе «Температура при максимальном контрольном сигнале».

Расположение датчика

Датчик может быть внутренним (в помещении или на поверхности в помещении) или внешним. Внешний датчик будет эквивалентом системы с погодной компенсацией или сбросом температуры наружного воздуха. Несколько радиаторов могут использовать один и тот же внутренний датчик, например, все помещения на западном фасаде здания могут контролироваться одним датчиком. Как было бы целесообразно для гидравлического контура в кондиционируемой плите, один датчик температуры поверхности на зону доступен для использования с двухпозиционным или пропорциональным управлением. Расположение датчика на поверхности и в зоне определяется путем выбора измеренной переменной и маркировки измеренной поверхности в представлении Apache Thermal. Дополнительные сведения об использовании датчиков температуры поверхности см. в разделе 6.3.2 Измеряемые переменные.

Выберите подходящее место для датчика. Это необходимо делать отдельно для контроллеров пропорционального расхода и температуры, если они включены.

Воспринимаемая переменная

Выберите переменную, которая будет использоваться в пропорциональном управлении. Это необходимо делать отдельно для контроллеров пропорционального расхода и температуры, если они включены.

Температура поверхности доступна в качестве измеряемой переменной для использования с двухпозиционным или пропорциональным управлением, что подходит для гидравлического контура в кондиционируемой плите. Расположение датчика на поверхности и в зоне определяется выбором воспринимаемой переменной. Конкретная близость к поверхности для местоположения датчика также должна быть отмечена в представлении Apache Thermal. Дополнительные сведения об использовании датчиков температуры поверхности см. в разделе 6.3.2 Измеряемые переменные.

Примечание. Несмотря на то, что расход находится в списке измеряемых переменных контроллера комнатного модуля и приводит к отображению единиц измерения в галлонах в минуту или л/с, эта измеряемая переменная еще недоступна для контроллеров комнатных модулей.

Изменение средней полосы

Средняя полоса для пропорционального регулирования может быть постоянной или переменной, т. е. временной, плановой или определяемой профилем формулы (см. раздел 6.6.4.2). Выберите «Постоянный» или «Временный» в зависимости от ситуации.

Это должно быть выполнено для пропорциональных регуляторов расхода и температуры, когда они используются.

Профиль средней полосы или вариации

Введите фиксированное значение средней полосы, если Постоянная, или выберите соответствующий профиль вариации средней полосы, если изменение синхронизировано (см. раздел 6.6.4.3).

Это должно быть выполнено для пропорциональных регуляторов расхода и температуры, когда они используются.

Пропорциональная полоса пропускания

Пропорциональная полоса пропускания — это ширина полосы, используемой для пропорционального управления, т. е. диапазон воспринимаемой переменной, в котором пропорциональное управление будет варьироваться, ограниченный максимальным и минимальным измеряемыми значениями. Эта пропорциональная ширина полосы сосредоточена вокруг средней полосы (см. раздел 6.6.4.4). Введите необходимую пропускную способность.

Это необходимо выполнить для пропорциональных регуляторов расхода и температуры, когда они используются.

Максимальное изменение за временной шаг

Этот параметр определяет максимальное частичное изменение, которое контроллер может выполнить за каждый временной шаг моделирования. Дробь относится к общему диапазону регулирования между значением при максимальном сигнале и значением при минимальном сигнале (см. раздел 6.6.4.5).

Введите значение, необходимое для поддержания стабильной работы устройства. Это должно быть выполнено для пропорциональных регуляторов расхода и температуры, когда они используются. Хорошей отправной точкой является значение от 0,2 до 0,3. Если работа нестабильна, при необходимости уменьшите это значение, например, до 0,1 или 0,05.

Расход при минимальном управляющем сигнале

При использовании пропорционального управления расходом введите расход воды, соответствующий минимальному сигналу от пропорционального регулятора. Если пропорциональный регулятор расхода не указан, введенное здесь значение будет игнорироваться. Минимальный управляющий сигнал генерируется, когда измеренное значение находится на уровне или ниже средней полосы минус половина полосы пропорциональности.

Температура при минимальном управляющем сигнале

При использовании пропорционального регулирования температуры введите температуру воды, которая соответствует минимальному сигналу от пропорционального регулятора. Если пропорциональный регулятор не указан, введенное здесь значение будет игнорироваться. Обратите внимание, что минимальный управляющий сигнал генерируется, когда измеренное значение находится на уровне или ниже средней полосы минус половина полосы пропорциональности.

Доля излучения (для датчика)

Когда измеряемой переменной является температура по сухому термометру, поле ввода доступно для установки доли излучения датчика температуры. Например, если бы радиантная доля была установлена ​​на 0,5, датчик эффективно измерял бы результирующую сухую температуру, т. е. рабочую температуру в условиях неподвижного воздуха.

Введите соответствующее значение радиационной доли.

Ориентация

Если измеряемой переменной является солнечное излучение, введите ориентацию или азимут чувствительной поверхности в градусах (0 градусов = север и 180 градусов = юг)

Наклон

Если измеряемой переменной является Солнечное излучение, введите наклон (угол от горизонтали) поверхности, содержащей датчик, в градусах (0 градусов = по горизонтали и 90 градусов = по вертикали)

И Ссылки

При необходимости добавьте/удалите логические соединения И с другими контроллерами (см.