Otopné plochy (IV - 1.část) - přepočet tepelného výkonu

Pokud je třeba vyhovět architektovi, či z jakýchkoliv jiných důvodů musíme změnit podmínky instalace a provozování tělesa, než za jakých je udáván jeho jmenovitý tepelný výkon, musíme si uvědomit, že ovlivníme i tepelný výkon otopného tělesa. Změny výkonu otopného tělesa nelze spojovat se změnou tepelných ztrát. Snížení či zvýšení dodávky tepla tělesem do vytápěného prostoru zde souvisí se změněným přestupem tepla u otopných těles na straně vzduchu či vody a tak rovněž se změnou jejich tepelného výkonu.

Tepelný výkon otopného tělesa

je dán jeho teplosměnnou plochou S_L, součinitelem prostupu tepla k a rozdílem střední teploty vody t_wm a okolního vzduchu t_i. Jmenovité (normované - index N) podmínky představují

Jestliže se výkon změní, bude velikost jeho změny dána poměrem skutečného a jmenovitého výkonu

U tělesa, které bylo navrženo, zůstává přestupní plocha stále stejná S_L = S_LN a tak změnu součinitele prostupu tepla způsobenou změnou teplotních parametrů můžeme postihnout exponenciální funkcí

Tepelný tok přivedený do tělesa teplonosnou látkou, tj. tepelný výkon otopného tělesa, lze rovněž popsat jako

Zde je rozhodující hmotnostní průtok vody tělesem m_w a rozdíl teplot vstupní t_w1 a výstupní t_w2 vody. Měrnou tepelnou kapacitu můžeme považovat za konstantní (c_w = 4,19 kJ/kg.K) pro rozsah teplot 50 až 80 °C. Jestliže se výkon změní, bude velikost jeho změny dána poměrem

Dosadíme-li do této rovnice vztah pro změnu výkonu při konstantní velikosti teplosměnné plochy S_L = S_LN získáme vztah pro určení rozdílu teplot vstupní t_w1 a výstupní t_w2 vody v závislosti na jmenovitých teplotních podmínkách a změně průtoku otopným tělesem.

Zahrneme-li všechny vlivy působící na změnu tepelného výkonu otopného tělesa, získáme skutečný tepelný výkon. Přepočet tepelného výkonu na odlišné okrajové podmínky tak vychází z obecného vztahu

Opravný součinitel na teplotní rozdíl

Tento opravný součinitel zahrnuje přepočet tepelného výkonu na jiné teplotní podmínky. Tj. na teplotní podmínky lišící se od jmenovitých, tedy takových, při kterých je znám či udáván tepelný výkon otopného tělesa.

Přepočet výkonu Q_N na tepelný výkon Q při změněných teplotách závisí na teplotním podílovém součiniteli c (ČSN 06 1101)

a) pro c ≥ 0,7 platí

	je aritmeticky určený rozdíl teplot
n	teplotní exponent tělesa [-]

Opravný součinitel na teplotní rozdíl je určen

b) pro < 0,7 platí

je logaritmicky určený rozdíl teplot.

Teplotní exponent n je určen experimentálně, tj. je vypočten z naměřených hodnot v měřicí komoře pro příslušné otopné těleso. Jestliže např. čtyři výkony téhož tělesa dosadíme do závislosti na Δt a proložíme jimi v logaritmických souřadnicích přímku, bude její směrnice představovat hodnotu teplotního exponentu n. Je tedy zřejmé, že n závisí jak na druhu či typu tělesa, tak na průtoku, ale bohužel i na teplotách. Pro výpočty se však pro příslušný druh a typ tělesa uvažuje jako konstantní. Teplotní exponent se pro jednotlivé otopné plochy pohybuje zhruba v následujících hodnotách:

Interaktivní přepočet tepelných výkonů otopných těles (Vytápění - Tabulky a výpočty)