Помогите с обоснованием (наверное, это из термодинамики)

Сообщение №51386 от winny 17 октября 2007 г. 11:20
Тема: Помогите с обоснованием (наверное, это из термодинамики)

На работе зашёл спор о "тёплом поле". Некий скептик утверждает, что он не может быть эффективнее простого масляного радиатора. Мне же обидно - обоснование эффективности мне кажется более чем логичным, да я ещё и домой собираюсь такую систему ставить...


Просьба следующая. Прочитав обоснование (его я взял с сайта производителя), оценить его по критерию правда/маркетинговый бред, и, если правда, написать формулу и пару строк, для аргументации моей позиции в споре. Итак, текст из статьи "Физические основы работы теплых полов" с сайта teplota.info


"... Во-первых, согласно физическим законам, количество отданной теплоты с нагретой поверхности пропорционально площади поверхности и разнице температур. Следовательно, чем больше поверхность отопления, тем больше тепла можно "отдать" помещению при меньшем перепаде температур. Площадь пола в помещении составляет от единиц до десятков квадратных метров, в то время как площадь теплоотдающей поверхности других отопительных приборов (радиаторов, конвекторов и т.д.) в лучшем случае составляет величину, близкую к квадратному метру. Благодаря этому теплые полы работают при весьма малом температурном перепаде, составляющем от нескольких градусов в помещении с установившимся тепловым режимом до десяти-пятнадцати градусов в режиме форсированного нагрева. В качестве элемента конструкции нагревательного прибора под названием теплый пол используется часть конструкции пола. Такой подход весьма эффективен с точки зрения экономии материалов, а самое главное - места в интерьере. Следующий физический принцип работы теплых полов заключается в том, что наиболее теплый воздух оказывается внизу, а наиболее холодный - вверху. Распределение температур воздуха по высоте, свойственное системам теплый пол, показано рисунке 2. Здесь вступает в действие физиология. Единственная часть тела, постоянно отдающая тепло путем теплопередачи - это поверхность ступней, поэтому касание ступнями нагретой до физиологически комфортной температуры 25-28°C (большие температуры нежелательны по целому ряду причин) сразу же вызывает физиологическое ощущение комфорта, а относительно прохладный воздух на уровне головы - ощущение свежести. Практически никакой из распространенных сегодня тепловых приборов не создает уровня комфорта, сравнимого с системами теплых полов..."


В первую очередь меня интересует формула (если она существует) по фразе: "...количество отданной теплоты с нагретой поверхности пропорционально площади поверхности и разнице температур..."


Отклики на это сообщение:


> На работе зашёл спор о "тёплом поле". Некий скептик утверждает, что он не может быть эффективнее простого масляного радиатора. Мне же обидно - обоснование эффективности мне кажется более чем логичным, да я ещё и домой собираюсь такую систему ставить...

Скептик прав. Конвективнай сособ передачи тепла самый эффективный. Как можно мгновенно нагреть холодную воду в сосуде? Долить в сосуд горячую воду.

> В первую очередь меня интересует формула (если она существует) по фразе: "...количество отданной теплоты с нагретой поверхности пропорционально площади поверхности и разнице температур..."

И это утверждение - правда.

При строительстве нового дома все допустимо, а вот с переделкой системы отопления в старой квартире нужно отнестись с осторожностью. Не гнаться за модой. В многоэтажном доме все системы должны быть однообразными, стандартными. Короче говоря, неприятностей будет неожиданно много - вопреки рекламным заявлениям производителей. Начиная с проекта. За прооект архитектурной фирме нужно заплатить приблизительно столько же, сколько стоят материалы для системы отопления. Проект нужно согласовать в пяти инстанциях (пожарники, злектрики, сантехники, архитекторы, домоуправы), иначе любая из них поимеет с вас денежки через суд и прямые штрафы. И вынудит всю систему отопления вернуть в исходное состояние, если сделаете самовольно.
А уж в последнюю очередь позаботиться о теплых ступнях, для которых достаточно тапочек. Вот оно, прагматическое обоснование-то.


> Скептик прав. Конвективнай сособ передачи тепла самый эффективный. Как можно мгновенно нагреть холодную воду в сосуде? Долить в сосуд горячую воду.

Неудачный пример. Чем, кстати, тёплые полы не конвективный способ? Только нагрев более равномерный... по всей открытой поверхности пола, а не столбом воздуха из одного угла комнаты, который, дойдя до противоположного угла уже остывает...

> > В первую очередь меня интересует формула (если она существует) по фразе: "...количество отданной теплоты с нагретой поверхности пропорционально площади поверхности и разнице температур..."

> И это утверждение - правда.

А формула-то какова? Я формулу хочу видеть... и привести её в споре.

> При строительстве нового дома все допустимо, а вот с переделкой системы отопления в старой квартире нужно отнестись с осторожностью. Не гнаться за модой. В многоэтажном доме все системы должны быть однообразными, стандартными. Короче говоря, неприятностей будет неожиданно много - вопреки рекламным заявлениям производителей. Начиная с проекта. За прооект архитектурной фирме нужно заплатить приблизительно столько же, сколько стоят материалы для системы отопления. Проект нужно согласовать в пяти инстанциях (пожарники, злектрики, сантехники, архитекторы, домоуправы), иначе любая из них поимеет с вас денежки через суд и прямые штрафы. И вынудит всю систему отопления вернуть в исходное состояние, если сделаете самовольно.
> А уж в последнюю очередь позаботиться о теплых ступнях, для которых достаточно тапочек. Вот оно, прагматическое обоснование-то.

Кстати, с чего Вы взяли, что переделка планируется? Это будет ЭЛЕКТРО система, укладываемая под ламинат. Кстати, укладываемая на 3,5 м.кв. 10-и метровой комнаты... с макс. мощностью 125 Вт на м.кв. По личному опыту могу сказать, что чтобы протопить до комфортной температуры такую комнату масляным обогревателем надо ставить минимум полуторакиловатный... и один хрен будет попросту душно...


Для начала спротите вашего скептика, почему радиатор делают именно такой формы? Делали бы в виде куба, там, или шара?

> > > В первую очередь меня интересует формула (если она существует) по фразе: "...количество отданной теплоты с нагретой поверхности пропорционально площади поверхности и разнице температур..."

> > И это утверждение - правда.

> А формула-то какова? Я формулу хочу видеть... и привести её в споре.

Называется "уравнение фурье" по-моему:
j = -k grad T
j-поток тепла (т.е. количество тепла протекающее через единицу площади)
grad T - градиент температуры.
k - теплопроводность.
Замечу, что в формуле не учитывается конвекция.

Я думаю, что конвекция наоборот говорит в пользу нагрева пола -- нагревать гораздо эффективнее снизу, а не, скажем, сбоку.


> > Скептик прав. Конвективнай сособ передачи тепла самый эффективный. Как можно мгновенно нагреть холодную воду в сосуде? Долить в сосуд горячую воду.

> Неудачный пример. Чем, кстати, тёплые полы не конвективный способ? Только нагрев более равномерный... по всей открытой поверхности пола, а не столбом воздуха из одного угла комнаты, который, дойдя до противоположного угла уже остывает...

> > > В первую очередь меня интересует формула (если она существует) по фразе: "...количество отданной теплоты с нагретой поверхности пропорционально площади поверхности и разнице температур..."

> > И это утверждение - правда.

> А формула-то какова? Я формулу хочу видеть... и привести её в споре.

Это обычная формула для расчета конвективного теплообмена (формула Ньютона).

Q=a*S*(T-To),

где
Q - тепловой поток с поверхности площадью S,
Т - температура поверхности,
To - температура воздуха.
а - коэффициент теплоотдачи.

Для горизонтальной поверхности а ≈10 Вт/(кв.м °C)


> Называется "уравнение фурье" по-моему:
> j = -k grad T
> j-поток тепла (т.е. количество тепла протекающее через единицу площади)
> grad T - градиент температуры.
> k - теплопроводность.
> Замечу, что в формуле не учитывается конвекция.

Это не совсем так. Фактически учтена "мелкомасштабная" конвекция, иногда называемая "турбулентной теплопроводностью". Коэффимциент при этом находят эмпирически. Sleo ведь недаром упомянул горизонтальность поверхности.

> Я думаю, что конвекция наоборот говорит в пользу нагрева пола -- нагревать гораздо эффективнее снизу, а не, скажем, сбоку.

>



> Кстати, с чего Вы взяли, что переделка планируется? Это будет ЭЛЕКТРО система, укладываемая под ламинат. Кстати, укладываемая на 3,5 м.кв. 10-и метровой комнаты... с макс. мощностью 125 Вт на м.кв. По личному опыту могу сказать, что чтобы протопить до комфортной температуры такую комнату масляным обогревателем надо ставить минимум полуторакиловатный... и один хрен будет попросту душно...

Дом многоэтажный? У вас масляно-электрические батареи что ли стоят? Обычно, по советским стандартам, в девяти и более этажном доме электроплиты ставят, да лифт к тому же. Потому электропроводка расчитана на большую силу тока, тогда можно и электрообогрев делать. А если пятиэтажка с газовыми плитами, то электропроводка расчитана на малую силу тока. Тогда электрики с пожарниками возразят. Если водяное отопление в доме, то что с ним делать собираетесь? Сантехники возразят. Жильцы-квартировладельцы тоже законное право возразить имеют. Заставят за полотенцесушитель в ванной по тарифу половины полного отопления платить. Да, от горячих батарей воздух в квартире суховат, но только в самую зимнюю стужу.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100