Lapradiátorok hatásfokának vizsgálata és modellezése Készítette: Hetyei Csaba Mérőtárs: Vörös Zoltán Konzulens: Dr. Kiss Endre DUNAÚJVÁROSI FŐISKOLA Műszaki intézet Természettudományi és Környezetvédelmi Tanszék 2012.

Napjaink egyik legnépszerűbb háztartási fűtőteste az ún. lapradiátor.

A lapradiátor előnyei Könnyű szerelhetőség A létező legkisebb súlyú és víztérfogatú radiátor Bármilyen fűtési rendszerrel kompatibilis Energiatakarékos, a kis víztérfogata miatt Hosszú élettartam Célunk növelni a radiátor teljesítményét, és a hőeloszlást a szobában.

A kísérletet a Dunaújvárosi Főiskola,,C” épületének egyik régi raktárában végeztük, egy 42 m 3 -es helyiségben

Első lépésünk a mérőpontok felvétele volt.

A ventillátorokat a radiátor tetejére helyeztük el, úgy hogy a levegőt felfelé, illetve lefelé fújja.

Az áramlásokat legelőször hideg radiátoron mértük le 12 V, 15 V és 18 V feszültségen. A 4 ventilátor eredményeit átlagolva kaptuk a következő diagramot, a fal mellet.

A 4 ventilátor áramlási sebességei átlagolva a plafon alatt kb. 3-4 cm-rel.

Ezután összeszereltük a fűtési rendszert.

A fűtési rendszerünk állt, Egy bojlerből Egy kiegyenlítő tartályból Egy szivattyúból És kettő különböző belső felületű radiátorból

A szivattyúval áramoltattuk a vizet a rendszerben. A szívagyúnak 3 állása volt, az első állásban 27 l/h, a másodikban 49 l/h, a harmadikban 69 l/h áramlási intenzitást hozott létre.

Ezek után elkezdtük mérni az áramlásokat meleg vízzel. Az áramlási intenzitást egy rotaméterrel (áramlásmérővel) mértük.

27 l/h áramlási intenzitásnál mért áramlási sebességek, felfelé fújó ventillátorokkal, a nagyobb belső felületű radiátorral, a fal mellett és a plafon alatt.

27 l/h áramlási intenzitásnál mért áramlási sebességek, felfelé fújó ventillátorokkal, a kisebb belső felületű radiátorral, a fal mellett és a plafon alatt.

27 l/h áramlási intenzitásnál mért hőmérsékletek a fal mellett és a plafon alatt, a nagyobb belső felületű radiátorral.

27 l/h áramlási intenzitásnál mért hőmérsékletek a fal mellett és a plafon alatt, a kisebb belső felületű radiátorral.

A méréshez készített modell

27 l/h áramlási intenzitás és a 12V-os feszültséghez készített modell áramlási sebesség eloszlása a szobában.

27 l/h áramlási intenzitás és a 12V-os feszültséghez készített modell hőmérséklet eloszlása a szobában.

A nehezen mérhető helyek vizsgálata

Kiértékelés Az áramlási intenzitás növelésével, hasonló diagramokat és ábrákat kaptunk. A szivattyú bármely állásában a legnagyobb áramlási sebességet a 18 V-os feszültségen lehetett tapasztaltuk, mivel itt működtek a ventillátorok a legnagyobb sebességgel. Így ebben az állásban melegedik fel legelőször a szoba.

A hőmérséklet diagramokon lineárisnak mondható a változás, de mérési pontatlanságok előfordulhatnak. Pl.: a mérés közben a plafonon észrevehető volt, hogy a mérő személy testhőmérséklete befolyásolja a mérést. A hőmérséklet diagramokon 0 V-on, azaz amikor a radiátorról levettük a ventillátorokat, akkor lehetett mérni a legnagyobb hőmérsékletet. Ennek oka, hogy a keletkezett hő megrekedt a fal mellett, és nem áramlott szét a szobában. Ezért elhelyeztünk egy egyszerű hőmérőt a szobában, és az ott mért hőmérséklet növekedését is figyeltük.

A diagramról leolvasható hogy minél nagyobb az áramlási intenzitás, illetve minél nagyobb a ventillátorokra kapcsolt feszültség, annál magasabb a szoba hőmérséklet változása. A szoba hőmérsékletváltozása, a nagyobb, illetve a kisebb belső felületű radiátorral, felfelé fújó állapotban. Nagyobb belső felületű radiátor. Kisebb belső felületű radiátor.

Az előző diagramoknál fontosabb a leadott hőmennyiség vizsgálata. Ezt az áramlási intenzitásból, a radiátorok leadott hőmérsékletéből, a benne lévő folyadék sűrűségből és a folyadék fajhőjéből lehet kiszámolni. P=Q v * Δt *ρ* c v ahol, P a teljesítmény, Q v az áramlási intenzitás, Δt a hőmérséklet változás, ρ a sűrűség, c v a fajhő.

A radiátoron keresztülfolyó víz hőmérséklet változás leméréséhez 2 mérési pontunk volt. Egy bemeneti külső cső hőmérséklet Egy kimeneti külső cső hőmérséklet

A diagramokon megfigyelhető, hogy minél nagyobb az áramlási intenzitás, illetve a feszültség, annál nagyobb a leadott teljesítmény. Teljesítmény leadás az áramlási intenzitás alapján, felfelé fújó ventillátorokkal.

Teljesítmény leadás a feszültség és az áramlási intenzitás függvényében, lefelé fújó ventillátorokkal, a nagyobb belső felületű radiátorral. A diagramon megfigyelhető, a ventillátorok sebességével, és az áramlási intenzitás növelésével csak egy adott teljesítmény érhető el, utána csökkent a leadott hőmennyiség.

A leadott teljesítmény, és a felvett teljesítményből meghatározható a radiátor eredményességi tényezője, az formulával, amiben ET az eredményességi tényező, P lv a radiátor leadott teljesítménye feszültséggel meghajtott ventilátorokkal, P lvn radiátor leadott teljesítménye kikapcsolt ventillátorok esetében, P v a ventilátorok teljesítménye.

A számítások elvégzése után a következő diagramokat kaptuk. A nagyobb belső felületű radiátor eredményességi tényezője, a ventilátor teljesítményének függvényében. A kisebb belső felületű radiátor eredményességi tényezője, a ventilátor teljesítményének függvényében.

Összefoglalás Vizsgálataink eredményeképpen elmondható, hogy célszerű a dupla lapradiátorokra ventillátorokat elhelyezni, és az azokra kapcsolt feszültség változtatásával, a fűtőközeg áramlási intenzitásának változtatásával összehangolva, egy intelligens vezérlés segítségével akár kétszeresére is megnövelhetjük az ugyanazon radiátor által leadható teljesítményt.

Ajánlom a fűtési rendszer ventillátorokkal történő kiegészítését egy alulméretezett fűtési rendszer javítására vagy egy ritkán használt helyiség gyors felfűtéséhez.

Köszönöm szépen a figyelmet.