Виды радиаторов: конвекция, излучение, вода, электричество, материал корпуса, секционные и панельные изделия, способ установки

Принцип работы радиаторов отопления. Ключевые особенности

Радиатор – самый распространенный отопительный прибор, обойтись без которого в условиях нашего климата крайне затруднительно. Чтобы грамотно выбрать радиаторы, подходящие для конкретного случая, неплохо представлять принципы, лежащие в основе их работы.

Принцип работы радиаторов отопления весьма прост и интуитивно понятен каждому: нагретый теплоноситель (чаще всего – вода) от отопительного котла поступает по трубам непосредственно в радиаторы отопления, которые и отдают полученное тепло воздуху в этом помещении. Как известно из курса физики, процесс передачи тепловой энергии может осуществляться двумя способами – конвекцией и излучением.


Конвекцией называют тот тип теплопередачи, при котором тепловая энергия передается ненаправленным сплошным “потоком”. При конвекции мы наблюдаем быстрый прогрев воздушного потока, свободно протекающего вдоль поверхности нагрева. Отопительные приборы, отдающие тепло таким образом, называются конвекторы. Передача тепла конвекционным способом способна обеспечить ускоренный процесс нагрева. Именно поэтому, чтобы как можно быстрее прогреть помещение, рационально будет использовать именно конвекторы. Основной недостаток “чистых” конвекторов – слишком сильное движение воздуха. Воздушные потоки, создаваемые конвектором, интенсивно разносят пыль, и потому конвекторы стараются применять только там, где обычные радиаторы установить не представляется возможным из-за их размеров. Пример классического конвектора – тепловые завесы, устанавливаемые во входных группах торговых и общественных помещений.

Второй тип теплопередачи – излучение. Поверхность, имеющая температуру более высокую, чем температура окружающей среды, будет излучать тепло во внешнюю среду. Приборы, отдающие тепло преимущественно за счет теплового излучения, называются радиаторами (в классическом понимании этого слова). В реальности, все современные радиаторы отопления передают тепло в отапливаемое помещение двумя названными способами, то есть присутствует и излучение тепла, и конвективная передача тепловой энергии. Причем на долю излучения в среднем приходится около 60% суммарной теплопередачи, а на долю конвекции – приблизительно 40%. В результате работы современных радиаторов помещение достаточно быстро и равномерно прогревается, а движение воздуха при этом наблюдается по минимуму.

Современный рынок предлагает чрезвычайно широкий ассортимент радиаторов отопления, пригодных для установки в квартирах, частных домах, офисных и пр. помещениях. Различают секционные чугунные, алюминиевые и биметаллические секционные радиаторы, стальные панельные радиаторы. Каждый вид названных отопительных приборов имеет свои особенности теплопередачи, зависящие как от конструкции радиатора, так и от материала, из которого он изготовлен.

Алюминиевые радиаторы, столь популярные сегодня, характеризуются максимально возможной способностью к теплоотдаче, что объясняется именно свойствами самого металла ( высокая теплопроводность характерна для алюминия). Для алюминиевых батарей характерна высокая тепловая мощность (около 180-200 Втт на секцию).

Биметаллические радиаторы – отличный вариант, сочетающий преимущества, которые дают оба металла – сталь и алюминий. Сердечник такого радиатора изготавливается из стали, а внешние ребра – из алюминия. Мощность теплоотдачи биметаллического секционного радиатора велика и может достигать величин 200 Ватт на одну секцию.


Чугунные радиаторы отличаются максимально высокой теплоемностью за счет физических характеристик металла, из которого они изготовлены. Они будут весьма долго прогреваться, но и остывать очень не скоро, постепенно отдавая тепло путем излучения. Мощность теплоотдачи одной секции стандартной чугунной батареи – приблизительно 150 Ватт. Конвекторный тип теплопередачи в чугунных радиаторов выражен, пожалуй, в наименьшей степени.

Стальные панельные радиаторы характеризуются тем, что имеют большую площадь нагреваемой поверхности, что стимулирует интенсивную передачу тепла по конвекторному типу. Величина теплопотока, переносимого за счет конвекции, достигает 75%. На тыльной стороне таких радиаторов часто навариваются дополнительные ребра, также служащие для увеличения контактной площади. Радиаторы панельного типа обеспечивают очень быстрый и равномерный прогрев помещения. Известно также, стальные панельные радиаторы более экономичны с точки зрения расходов на топливо (это очень актуально для автономных систем теплоснабжения). Чтобы получить одно и то же количество тепла, через чугунный радиатор придется пропустить в 7 раз большее количество теплоносителя, и его температура должна быть на 20 градусов выше.

О компании

ООО «Инжиниринг ЛПГ» – официальный представитель завода Кorado в Российской Федерации.

Виды радиаторов: конвекция, излучение, вода, электричество,

Для обеспечения максимально комфортного микроклимата в наших зданиях и квартирах сейчас употребляются самые различные виды радиаторов. На рынке возможно отыскать устройства нескольких типов, и все они отличаются не только по внешнему виду, но и по изюминкам конструкции, и по эксплуатационным параметрам.

В нашей статье мы поведаем, какими бывают отопительные устройства, отметив сильные и не сильный стороны основных функциональных групп.

Базы работы

Конвекция либо излучение?

Главным отличием устройств, применяемых для обогрева помещений, есть принцип их передачи тепла.

По этому принципу выделяют конвекторы, фактически радиаторы, и устройства смешанного типа.

  • Конвекционный радиатор представляет собой систему, которая функционирует за счет движения воздуха. В нижнюю часть устройства поступает холодный воздушное пространство, после этого он проходит через теплообменную решетку, где нагревается при взаимодействии с ТЭНом либо трубами с тёплой водой, по окончании чего выходит через отверстия в верхней части конструкции.
  • Время от времени естественной конвекции не достаточно для действенного теплообмена, и в нижней части конвектора устанавливается вентилятор, снабжающий принудительную циркуляцию.

  • Радиаторный принцип реализуется в противном случае. В устройства двигается теплоноситель, который передает тепловую энергию стенкам батареи. Нагреваясь, стены излучают тепло в окружающее пространство, за счет чего увеличивается температура окружающей среды.
  • Устройства смешанного типа сочетают в себе показатели конвекторов и «чистых» радиаторов. Примером таковой системы может являться панельный стальной обогреватель, к корпусу которого дополнительно привариваются теплообменные пластины, играющие роль конвекционных ребер.

  • В отдельную группу стоит выделить кроме этого агрегаты, функционирующие за счёт ИК-излучения. Инфракрасный радиатор, работающей от электросети, нагревает не воздушное пространство, а окружающие предметы, потому эксперты считают подобные изделия более экономными.

Обратите внимание! При установке ИК-обогревателей крайне важно верно их расположить, потому, что в «мертвой» территории фактически постоянно будет достаточно прохладно, поскольку воздушное пространство там нагревается лишь за счет вторичного излучения и остаточного тепла.

Вода либо электричество

Потом необходимо разобраться с типом теплоносителя.

Тут имеется два варианта – вода либо электричество.

  • Водяные батареи известны каждому из нас. Они являются устройства из нескольких труб либо резервуаров, по которым циркулирует нагретая до определенной температуры среда (не обязательно вода – это возможно и пар, и антифриз, и водно-спиртовая смесь). Теплоноситель отдает энергию стенкам труб и теплообменным пластинам, а те, со своей стороны, нагревают помещение.

  • Правила действия электрорадиаторов более разнообразны. В них может употребляться или жидкий теплоноситель на базе минерального масла, или яркий нагрев воздуха при прохождении через раскаленные спирали либо пластины (как у многих электроконвекторов). В любом случае система потребляет достаточно большое количество электричества, но наряду с этим снабжает стремительный прогрев воздуха.
  • Отдельного упоминания заслуживают инверторные радиаторы. Они разрешают контролировать процесс нагрева в автоматическом режиме: при достижении установленной пользователем температуры нагревательный элемент не отключается, а переходит в режим пониженной мощности, экономя ресурсы. Это делается вероятным за счет наличия в конструкции преобразователя переменного тока в постоянный (инвертора).

Обратите внимание! Частенько инверторные системы употребляются для комплексного климат-контроля, т.е. не только для обогрева, но и для кондиционирования.

Материал корпуса

От того, из какого именно материала изготовлена конструкция, зависит эффективность ее работы. Для водяных батарей это прежде всего обусловлено отличием в теплопроводности металлов, и другими эксплуатационными чертями.

Сейчас на рынке представлены такие варианты:

  • Изделия из чугуна – классический вариант, который неспешно выходит из потребления. Отличаются низкой теплоотдачей, высокой инерционностью (медлительно нагреваются, медлительно остывают), большим запасом прочности.
  • Стальные конструкции – панельные и пластинчатые радиаторы. Теплопроводность стальных изделий выше, чем у чугунных, но они более подвержены коррозии.
  • Алюминиевые – наиболее выгодные с позиций теплоотдачи. Одновременно с этим алюминий не отличается гидравлической стойкостью, помимо этого, он не хорошо переносит долгий контакт со щелочной водой.

  • Биметаллические устройства (время от времени видится ошибочное наименование «биометрический радиатор») являются комплекс из стальных либо бронзовых труб с алюминиевыми теплообменниками. Сочетают в себе преимущества стальных и алюминиевых моделей, наряду с этим фактически лишены функциональных недостатков. Главными минусом являлся большая цена, но хорошая теплоотдача и большой срок эксплуатации разрешают мириться с большой ценой изделий данного типа.

В случае если же сказать об электрообогревателях, то их значительно чаще делают из стали, а для производства защитных корпусов может использоваться и силумин, и термостойкие полимеры.

Отдельную группу составляют изделия с керамическими элементами. Керамический радиатор снабжает равномерное распределение тепла, потому, что передняя пластина, изготовленная из обожжённой глины со стабилизирующими и упрочняющими добавками, играет роль необычного фильтра, сглаживающего и направляющего поток инфракрасных волн.

Особенности конструкции

Секционные и панельные изделия

По форме и изюминкам устройства кроме этого возможно выделить различные виды отопительных радиаторов.

Тут на первый замысел выходит тип конструкции:

  • В случае если корпус изделия планирует из однотипных элементов, в которых циркулирует теплоноситель, то такую батарею именуют секционной. Секционную конструкцию имеют чугунные, алюминиевые и биметаллические модели. Она разрешает подбирать необходимое количество нагревательных ребер, корректируя мощность прибора в громадную либо меньшую сторону.

  • Стальные обогреватели значительно чаще производятся методом штамповки одного стального страницы. Потому, что они имеют монолитное строение, то и именуют их панельными. Поменять размер таковой батареи не окажется, так что необходимо изначально подбирать изделие с подходящей производительностью и габаритами.

Обратите внимание! В случае если вам нужен гигиенический радиатор , т.е. модель, устойчивая к регулярной обработке в ходе мокрой уборки, то вам подойдет как раз стальное панельное устройство с максимально гладкой лицевой поверхностью.

  • Особняком стоят трубчатые конструкции (бронзовые и стальные). Они являются контуры из узких трубок, каковые соединяются между собой сварным методом. Снаружи эти трубки выглядят как отдельные секции, но наряду с этим конструкция прилучается неразборной.

Метод установки

Если вы планируете делать монтаж отопительных устройств своими руками, то для вас одним из наиболее значимых пунктов классификации будет тип установки. По этому параметру различают такие типы конструкций:

РазновидностьКлючевые изюминки
Настенные
  • Сюда мы отнесем большинство устройств, предназначенных для стационарного монтажа.
  • Радиаторы закрепляются на несущей поверхности посредством особых кронштейнов, по окончании чего подключаются или к отопительным трубам, или к электросети дома.
  • Инструкция рекомендует располагать батареи так, дабы между сетной и задней поверхностью обогревателя оставлялся зазор для циркуляции воздуха.
НапольныеСюда можно отнести две группы устройств:

  • Тяжелые батареи, каковые нельзя закрепить на стене ввиду их большой массы.
  • Относительно маленькие обогреватели, каковые устанавливаются на напольных кронштейнах при обустройстве системы отопления в зданиях со не сильный стенками.
ВстраиваемыеВстраиваемые радиаторы отопления в большинстве случаев монтируются в нишах полов вдоль окон либо порогов:

  • В верхней части таковой радиатор комплектуется решеткой для вывода тёплого воздуха.
  • За движение воздушных масс отвечает вентилятор.
  • Само устройство устанавливается на теплоизоляционной подставке, снижающей энергопотери.
Переносные
  • Кроме этого существуют и маленькие электрообогреватели, каковые возможно переносить с места на место и устанавливать около ближайшей розетки.
  • Мощность их относительно мала, потому используются такие устройства по большей части в качестве дополнительных источников тепла.
Читайте также:  Насосы для отопления Grundfos – надежность и эффективность в одном флаконе

Заключение

Как видно из вышеприведенного описания, все виды радиаторов имеют свои особенности. Выбор доступных моделей очень широк, потому, дабы не запутаться, стоит пристально изучить приведённые выше сведения, и просмотреть видео в данной статье, которое содержит громадной количество дополнительной информации по данному вопросу.

Статьи

Конвекция или тепловая радиация – какой обогрев комфортнее?

19.02.12 18:08

Радиаторы отопления могут сочетать в своей работе два способа передачи тепла – конвекцию и тепловое излучение, и именно от соотношения этих способов теплопередачи в первую очередь зависят ощущения людей, находящихся в обогреваемом помещении – комфортно им там находиться, или нет.

Конвективный обогрев направлен преимущественно вверх (это понятно, так как потоки нагретого воздуха стремятся вверх, под потолок), а инфракрасные тепловые лучи исходят перпендикулярно от греющей поверхности радиатора, и поэтому обогревают в первую очередь пространство напротив, то есть предметы в нижней части помещения, часть пола и нижние слои воздуха (инфракрасное излучение от радиатора, установленного на стене, будет направлено внутрь или к центру комнаты).

Казалось бы – какая разница, что прогревается первым: верх или низ помещения, ведь в итоге тепло все равно перемешается. На самом деле разница довольно большая, и многие люди ощущают это на себе.

Если радиатор отопления отдает тепло преимущественно конвективным способом (а именно так и происходит в случае установки, например, алюминиевых радиаторов, имеющих высокую тепловую мощность каждой отдельной секции и маленькую общую площадь поверхности радиатора), то мощные потоки теплого воздуха устремляются вверх, откуда потом, со временем остывая, они опускаются вниз.

Но температура воздушного потока, стремящегося вверх оказывается настолько высока, что разница между температурой воздуха наверху и внизу комнаты оказывается очень большой – часто она может с легкостью достигать 15 градусов и выше! Таким образом, если мы установили на термостате 23-25 градусов, что обычно является комфортной температурой для большинства людей (хотя врачи и советуют на ночь устанавливать в районе 18-20, чтобы лучше высыпаться), то температура воздуха на уровне пола будет на 3-5 градусов ниже установленной на термостате, а вот под потолком она запросто может достигать 32-35 градусов!

Всем нам хорошо известно мудрое изречение известного полководца Кутузова: “Держи голову в холоде, а ноги в тепле”, а тут получается все наоборот – голове слишком жарко, а ногам прохладно.

Ситуация еще более усугубляется тем, что, как правило, радиаторы высокой тепловой мощности имеют очень компактные размеры (ведь для того, чтобы обеспечить требуемые тепловые поступления нужно очень маленькое количество мощных радиаторных секций) – а это означает, что такой чересчур компактный радиатор не перекрывает ширину оконного проема, и от окна в комнату поступают холодные потоки воздуха.

Конечно, впоследствии этот холодный воздух прогревается, но некоторый сквозняк в комнате присутствует постоянно. Получается, что к большим перепадам температур “верх-низ” добавляется еще движение прохладного воздуха от окна. И хотя средняя температура воздуха при этом является нормальной (в комнате в общем вроде как тепло), но вот за счет такой “неравномерности” температур и возникающих вследствие этого ненужных потоков воздуха (сквозняков), ощущения комфорта у находящихся в комнате людей уже не возникает.

В этом отношении гораздо более комфортным будет тепло от не самого мощного радиатора, но который при этом имеет большую площадь греющей поверхности – ведь при этом теплопередача в окружающее пространство начинает осуществляться за счет тепловой радиации (теплового излучения), которое направляется не вверх, а в сторону от греющей поверхности.

Именно сочетание конвекции и теплового излучения дает тот тепловой комфорт, которого мы все ожидаем от системы отопления: часть тепла уходит наверх, часть тепла направляется к центру комнаты – при этом перепады температур между различными частями комнаты сводятся к минимуму. Плюс за счет больших размеров такой радиатор перекрывает оконный проем и начинает работать как тепловая завеса – то есть отсекает холодный воздух, который идет от стекла.

Если же говорить о том, в каких пропорциях должны сочетаться эти два способа теплопередачи, то среди специалистов идеальным считается сочетание конвективного и лучистого тепла примерно в равных соотношениях (то есть 50/50).

Однако такого соотношения на практике достичь довольно трудно. Проще всего обеспечить передачу тепла преимущественно за счет конвекции.

Именно поэтому большинство современных радиаторов отопления (в том числе и сама многочисленная группа – алюминиевые радиаторы) осуществляют передачу тепла таким способом. Стальные панельные радиаторы передают тепло и тепловым излучением, и конвекцией, но из-за ряда причин панельные стальные радиаторы не могут применяться в городских квартирах, да и в системах отопления частных домов их используют нечасто.

Вообще надо отметить, что производители радиаторов водяного отопления не уделяют этому вопросу должного внимания – все их усилия направлены на получение максимальной тепловой мощности отдельной секции, а не на повышение общей комфортности процесса обогрева.

Из всех радиаторов отопления, представленных на сегодняшнем рынке, пожалуй, единственными моделями, которые могут похвастать таким оптимальным соотношением двух способов теплопередачи являются биметаллические радиаторы ROYAL TERMO BiLiner – в них лучистая и конвективная теплопередача представлена именно в таком идеальном соотношении.

Интересно, что такого баланса различных способов теплопередачи в этих радиаторах удалось достичь только благодаря тому, что для создания этой серии были привлечены специалисты по воздушной аэродинамике. Только благодаря проведению компьютерного моделирования погружения радиатора в воздушную среду, и построению математической модели распределения воздушных потоков, исходящих от различных частей радиатора, стало возможным оптимизировать конструкцию радиатора таким образом, чтобы обеспечить именно такое идеальное соотношение лучистого и конвективного нагрева.

Конвекция и радиация при достижении теплового комфорта

Виталий Сасин, к.т.н., член президиума НП «АВОК», председатель экспертного совета ассоциации «АПРО»

Из трех известных механизмов передачи теплоты от тела более теплого более холодному (теплопроводность, конвекция и излучение (радиация)) в процессе теплоотдачи отопительных приборов конвекция и радиация играют наиболее заметную роль при формировании теплового комфорта в отапливаемом помещении.

О сновной способ передачи теплоты – конвективный. Когда молекулы воздуха, контактируя с молекулами нагретого тела, поглощают часть энергии, начинают двигаться быстрее, воздух нагревается и становится менее плотным, его потоки поднимаются, вытесняясь более холодными, и уносят с собой тепло. Остывая – отдавая часть своего тепла окружающим предметам – воздух опять уплотняется и снова опускается вниз, вытесняя менее плотные теплые массы воздуха – формируются конвективные потоки, которые «разносят» тепло по обогреваемому помещению.

При радиации (этот механизм также называют передачей тепла с помощью лучистой энергии или лучистым обогревом) энергия переносится с объекта на объект посредством электромагнитного излучения с длиной волны (λ) от 0,7 до 400 мкм – инфракрасная часть спектра. При поглощении электромагнитных волн с длиной волны из инфракрасной части спектра каким-либо телом (облучаемым объектом) происходит возбуждение молекул вещества, ускорение движения этих молекул и генерация тепловой энергии. Так, в частности, передается на Землю тепло Солнца, таким же образом мы греемся у костра или камина и, более того, таким способом мы воспринимаем часть тепла от любых предметов и сами отдаем его.

Любой традиционный отопительный прибор отдает тепло в обогреваемое помещение обоими упомянутыми способами. Однако соотношение долей указанных природных механизмов в передаче тепловой энергии окружающей среде и предметам для разных отопительных приборов будет различно. Это соотношение и послужило когда-то основой для их деления на радиаторы и конвекторы. В соответствии с преобладающим способом теплоотдачи отопительные приборы делились на следующие виды:

– радиационные, передающие излучением не менее 50% всего вырабатываемого теплового потока (обычно потолочные отопительные панели и излучатели),

– конвективно-радиационные, передающие конвекцией 50%-75% общего теплового потока (радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы, напольные отопительные панели),

– конвективные, передающие конвекцией не менее 75% общего теплового потока (конвекторы и ребристые трубы).

Радиаторы и (или) конвекторы

В быту – как в многоквартирных, так и в частных домах, коттеджах – наибольшее распространение в системах водяного отопления получили отопительные приборы, устанавливающиеся, как правило, под окнами. По упомянутой выше классификации они относятся к «конвекционно-радиационным», но принято называть их просто радиаторами и только некоторые – конвекторами. Однако, если основывать деление отопительных приборов на радиаторы и конвекторы в зависимости от того, какая составляющая, лучистая или конвекционная, преобладает в общей теплоотдаче с прибора, то все типовые отопительные приборы, которые устанавливаются под подоконником (рис. 1) надо считать конвекторами.

Рис. 1 Секционный радиатор, установленный под окном

Даже для однорядного стального панельного радиатора без оребрения (тип 10) доля лучистого тепла составляет в общей теплоотдаче около 45 % (рис. 2, 3).

Рис. 2 Типы стальных панельных радиаторов

Рис. 3 Стальной панельный радиатор – тип 10

Во всех остальных радиаторах оребрение играет главную роль в теплоотдаче, как за счет увеличения площади, так и за счет формирования конвекционных каналов. При этом оребрение само себя экранирует, препятствуя распространению тепла лучистым способом (рис. 4). Поэтому и доля конвективной отдачи с любого отопительного прибора оказывается больше.

Рис. 4 Оребрение стального панельного радиатора

Конвекторами в классификации старых ГОСТО-в, как приводится выше, было принято считать приборы, доля лучистой составляющей в теплоотдаче которых не превышает 25 %. В то же время такие модели приборов, за которыми укоренилось название стальных панельных радиаторов, например, тип 22 или тип 33 не дают и 20 % лучистой энергии в общей теплоотдаче (рис. 5, 6).

Рис. 5 Стальной панельный радиатор тип 22

Рис. 6 Стальной панельный радиатор тип 33

Во избежание несуразицы, в современной редакции ГОСТов под радиатором следует понимать: «Отопительный прибор, отдающий теплоту путем конвекции и радиации», а под конвектором (рис. 7): «Отопительный прибор, отдающий теплоту преимущественно за счет свободной конвекции. Конвектор, как правило, состоит из нагревательного элемента и кожуха, образующего необогреваемый канал для естественной конвекции» (ГОСТ 31311-2005. Приборы отопительные. Общие технические условия, статьи 3.2 и 3.3 соответственно).

Рис. 7 Напольный конвектор

Понятия радиатор и конвектор используются также в действующем пока ГОСТе 53583-2009 «Приборы отопительные. Методы испытаний». Прежде всего, это оправдано тем, что в данном нормативном документе учитывается влияние атмосферного давления на конвективную составляющую теплоотдачи и приводится соответствующий график (рис. 8) для поправки (fB) к расчету фактического значения теплового потока прибора (Q), Вт, которое при испытаниях определяют по формуле (ГОСТ 53583-2009, статья 7.3):

Qизм – тепловой поток испытуемого отопительного прибора,

S – доля теплоотдачи излучением, определяемая согласно ГОСТ-у по приводящейся там таблице.

Атмосферное давление влияет на конвективную составляющую теплоотдачи отопительного прибора, так как при этом способе отдачи теплоты основную роль играет формирование теплых воздушных потоков, а если прибор имеет существенную долю лучистой энергии в теплоотдаче, то атмосферное давление на его общей теплоотдаче сказывается меньше. В целом же изменения атмосферного давления в природных условиях оказывает влияние на значение теплоотдачи прибора обычно в пределах 2-3%.

Рис. 8 График для поправки на атмосферное давление к расчету теплового потока

Конвекция и радиация в температурном комфорте

Наиболее комплексно состояние теплового комфорта человека определяется в микроклимате помещения с помощью эквивалентно-эффективной температуры (ЭЭТ) и результирующей температуры (РТ). ЭЭТ – условно-числовая величина субъективного ощущения человека при разных соотношениях температуры, влажности, скорости движения воздуха, а РТ – и радиационной температуры. Этот параметр используется при наличии источников теплового излучения и рассчитывается, в общем случае, с помощью таблиц или номограмм по показателям сухого и радиационного термометров.

Согласно ГОСТу 30494-96 «Здания жилые и общественные параметры микроклимата в помещениях» результирующая температура при скорости движения воздуха до 0,2 м/с равна полусумме температур воздуха в помещении и средней радиационной. При скорости же 0,2–0,6 м/с она рассчитывается по формуле:

PT = 0,6 tp + 0,4 tr,

где tp и tr – соответственно температуры воздуха в помещении и средняя радиационная. Для получения последней используются показатели шарового термометра или температуры внутренних поверхностей ограждений и отопительных приборов:

где Ai – площадь внутренней поверхности ограждений и отопительных приборов, ti – их температуры, ˚С.

На степень комфортности внутреннего климата значительно влияют также тепловая радиационная асимметрия, температура поверхности пола, температурный градиент по вертикали.

По своей природе инфракрасное излучение более эффективный способ передачи тепла от его источника к окружающим предметам и именно потому, что при этом не нагревается воздух, выступающий при конвекции как промежуточный теплоноситель, доставляющий тепло к месту его потребления. При транспортировке происходят основные потери тепла. Под воздействием же инфракрасного излучения непосредственно нагревается поверхность пола, облучаемые площади стен, поверхность человеческого тела, окружающие предметы. Практически вся излученная энергия переходит в тепло обогреваемого предмета без теплопотерь, и уже впоследствии от нагретых поверхностей предметов нагревается воздух в помещении.

Кроме того, для передачи тепла лучистой энергией свойственен эффект дополнительного обогрева – находящийся под воздействием инфракрасного излучения человек ощущает температуру примерно на 3-4 градуса выше, чем реальная температура воздуха в помещении.

Однако при формировании теплового комфорта в помещении, которое обогревается прибором водяного отопления, размещенном под подоконником, наблюдается такой парадокс, что именно конвекторы оказываются более эффективны и, в том числе, за счет вклада радиационной составляющей в общий баланс для достижения температуры комфорта.

Прежде всего, условный конвектор, установленный под подоконником, создает более мощный конвекционный поток теплого воздуха, чем установленный там же условный радиатор. В результате, этот поток лучше защищает от холода, поступающего внутрь помещения от окна. Поток теплого воздуха от конвектора на 1-2 ºС лучше прогревает поверхность оконного стекла, чем поток от радиатора. А эти 2 градуса очень хорошо чувствуются, если люди сидят около окна и разница между температурами 16 ºС и 18 ºС очень заметна.

Более того, конвекторы создают большую подвижность воздуха в помещении, теплый воздух скапливается в верхней части помещения и перегревают потолок тоже на 2-3 ºС. Казалось бы, это мелочи, и такая небольшая разница перегрева не будет заметна при формировании теплового комфорта в отапливаемом помещении, но потолок обладает большой площадью и поэтому «лишние» 2-3 градуса тепла со всей его поверхности оказываются совсем не лишними и очень заметными. Причем отдается это тепло с поверхности потолка в основном уже лучистым способом. То есть улучшается радиационная составляющая.

Эффективны в повышении вклада радиационной составляющей в общий баланс температурного комфорта оказываются и плинтусные (парапетные) конвекторы, которые размещаются при отоплении больших помещений по периметру стен, особенно при сочетании с вентиляторными конвекторами, устанавливаемыми под окнами. При их работе не только перегревается потолок, но и формирующиеся у поверхности стен конвекционные потоки прогревают и сами стены. Опять на те же 2-3 °С, но в этом случае и стены начинают вносить больший вклад в радиационную составляющую общего теплового комфорта. Таким образом получается, что как бы теплопотери с промежуточного теплоносителя (воздуха) работают на более эффективное достижение комфортной температуры.

Из чего состоит и как работает радиатор отопления

Батареи активно используются в качестве элементов отопительной системы, но не все разновидности подходят для установки в жилых помещениях. Для выбора имеет значение устройство радиатора, материал и форма. Тип определяется с учетом состояния тепловой магистрали, коммуникаций, вида энергоносителя в трубах и времени последнего ремонта системы. Учитывается влияние гидроударов, поэтому сочетание факторов делает трудным выбор радиатора для квартиры или дома.

Особенности конструкции радиатора

Батарея представляет собой отдельный прибор отопления, имеющий в составе элементы с внутренними каналами для передвижения энергоносителя. Тепло отводится конвекцией, излучением и теплопередачей.

Секционные виды позволяют увеличивать отопительную площадь за счет добавления элементов. Панельные установки нельзя изменить по форме, что учитывается при расчете и монтаже системы. В сопроводительном паспорте указываются температурные критерии работы прибора, параметры рабочего давления, теплоотдача.

Радиатор в разрезе

Устройство батареи отопления в разрезе состоит из металлического трубопровода в форме совмещенных горизонтальных коллекторов, по которым проходит вода. Каналы соединяются с помощью вертикальных трубок небольшого диаметра, а вся система располагается в корпусе из чугуна, стали или алюминия. Раздельные секции скручиваются на резьбе.

Радиаторы служат для обогрева помещения, поэтому устройство приборов влияет на качество теплового обмена. Играет роль материал теплообменника и корпуса, поэтому используются биметаллические варианты, включающие 2 вида материалов.

Радиаторы должны иметь возможность периодической чистки, т.к. оседание накипи на внутренней поверхности уменьшает теплопередачу.

Виды радиаторов по форме исполнения

Нагревательная способность батарей зависит от площади обмена, поэтому конструктивное исполнение имеет значение.

На выбор формы влияют факторы:

  • высота потолков и площадь комнаты;
  • максимальное давление в отопительной магистрали;
  • продолжительность эксплуатации (долговременная или периодическая);
  • мощность котла, материал труб, характеристики других приборов в системе;
  • химический состав и физические свойства энергоносителя.

Радиаторы выбираются в виде секций, панелей, пластинчатые и трубчатые типы. Влияет климат в регионе и требуемые условия отопления, присутствие агрессивных факторов, стоимость батарей.

Секционные радиаторы

В теплообменниках соединяются секции одного типа, которые внутри имеют 2 – 4 канала для движения воды. Сборные элементы выполняются из алюминия, стали, чугуна различной формы и длины. Нагрев помещения координируется количеством и размером секций.

Сборные батареи передают тепло конвекцией и излучением, работают экономично, на них устанавливаются ручные и автоматические регуляторы температуры, краны, клапаны. Изделия стоят недорого, возможность выбора межосевого расстояния делает их популярными для разных строений.

К недостаткам относится опасность появления протечек при резком скачке давления, сложности с прочисткой внутренних каналов и наружной уборкой межсекционного пространства.

Трубчатые батареи

Конструкция радиатора в разрезе включает 1 – 6 вертикальных коллекторов, которые объединяются верхней и нижней трубой, теплоноситель циркулирует беспрепятственно. Передача тепла зависит от диаметра труб и габаритов теплообменника (0,3 – 3,0 м). Установки выдерживают давление до 20 атм.

Трубчатые батареи выдерживают перепады давления и гидравлические удары. Плавные внутренние очертания противостоят скоплению грязи и отложений. Сварные стыки не протекают. Внешний вид вписывается в различные интерьеры. Радиаторы выпускаются всевозможных габаритов, отличаются формой корпуса. Недостатком служит высокая стоимость.

Панельные модели

Панельный радиатор выглядит как два сваренных между собой щита из металла. Внутри пластин есть вертикальные каналы для оборота энергоносителя, а снаружи крепятся ребра, которые увеличивают поверхность отдачи тепла. Панели располагаются в 2 или 3 ряда, материалом служит сталь.

  • малая инерционность делает возможным быстрое реагирование на смену внешней температуры;
  • из-за легкости не требуются массивные крепления;
  • компактные приборы размещаются в любой части комнаты;
  • низкая цена.

Для нагрева модели нужно вполовину меньше воды, чем для секционной батареи. Недостаток в том, что панельные установки не выдерживают высокого давления в магистрали, в систему должен заливаться очищенный энергоноситель без грязи и примесей. Некачественная прокраска стыков ведет к коррозии и протечкам.

Пластинчатые

Принцип работы радиатора заключается в конвекционном обмене. Теплообменник представляет собой сердечник с зафиксированными ребрами из тонкого металла. Внутренние трубки служат для передачи воды. Этот вид радиаторов ставится в производственных и общественных зданиях, многоквартирных строениях с централизованной магистралью.

Степень отопления регулируется увеличением числа пластин. Радиаторы эффективно отапливают комнату, но при отключении котла быстро происходит охлаждение. Теплоноситель должен нагреваться до высокой температуры и проходить под давлением.

Классификация по материалу изготовления

Радиаторы должны служить длительно и выдерживать различные агрессивные воздействия. В многоэтажном доме условия эксплуатации не совсем подходящие, т. к. теплоноситель не отличается качеством. В квартире не ставятся приборы из алюминия, т.к. радиатор работает на износ и быстро выйдет из строя.

Производители заботятся о порче внутренностей и защищают поверхность полимерами, но такие варианты стоят дорого и не всегда востребованы. Биметаллические и стальные установки меньше разрушаются от коррозии. Для централизованного отопления от городской ветки подходят чугунные батареи.

Чугун

Тяжелый радиатор состоит из секций, отличается мощной теплопередачей. Прибор переносит загрязнение энергоносителя, но на внутренностях скапливается известковый налет и накипь. Установки работают долгое время, иногда их снимают, разбирают и прочищают под давлением, чтобы вернуть изначальную теплоотдачу.

Одновременно с чисткой меняются межсекционные прокладки, которые со временем выходят из строя. Чугунные батареи имеют устаревший дизайн и не ставятся в замкнутых автоматических отопительных системах. В квартирах, которые обогреваются от центральной ветки, такие батареи выдерживают изменение давления и гидравлический удар.

Алюминий

Алюминиевый радиатор в системе отопления эффективно отдает энергию и обладает большой площадью из-за внушительного числа ребер. Выпускаются приборы, выдерживающие давление в системе около 12 атм., а напор при опрессовке – на уровне 18 атм.

Варианты устройства алюминиевого радиатора отопления в разрезе:

  • цельные конструкции с литыми секциями;
  • экструдированный тип с элементами, соединенными механически;
  • комбинированные варианты.

К достоинствам алюминиевых радиаторов относятся небольшие габариты, легкость, большая площадь. Недостатком считается разрушение металла в водной среде, особенно в присутствии блуждающих токов в магистрали. Оксидная пленка внутри нарушается при агрессивном энергоносителе, при реакции выделяется газ, который в закрытой схеме ведет к разрыву батареи.

Биметалл

Биметаллические установки отличаются повышенным качеством. Назначение и устройство радиатора позволяет прибору работать в условиях высокого давления и при опасности гидроударов.

Батареи выпускаются секционные или литые, бывают двух видов:

  • из алюминия и стали;
  • из алюминия и меди.

В биметаллических приборах контакт воды с алюминием не предусмотрен. При такой конструкции улучшается теплопроводность, снижается вес и увеличивается прочность. Радиаторы из двух металлов выдерживают давление до 100 атм., коррозии не наблюдается.

Конструкция и принцип работы

Принцип работы радиатора заключается в том, что нагретый энергоноситель передвигается по системе труб и заходит в батареи, передает тепло, затем по обратной ветке движется к отопительному источнику. Радиатор нагревает воздух в помещении способом излучения и конвекции. У разных типов устройств соотношение теплового излучения и конвекции отличается.

Стальные и чугунные радиаторы нагревают комнату излучением, а пластинчатые и панельные нагреватели передают энергию методом конвекции за счет большой суммарной площади ребер и полос. Теплый поток стремится вверх, взамен подтягивается холодный воздух, который нагревается.

Подключение радиатора своими руками

В многоквартирном секторе батареи монтируются с одной стороны помещения. Радиатор подключается несколькими методами в зависимости от разводки труб.

Используется диагональное или перекрестное подсоединение. Подводная труба подключается с одного бока батареи на верхнем участке, а отводящая выводится с другой стороны внизу. Такая схема актуальна для установок с большим числом секций значительной протяженности.

Нижнее подсоединение предусматривает подключение входа и выхода из радиатора снизу к двум патрубкам по обеим сторонам теплообменника. Схема отличается низкой эффективностью, но такого варианта не избежать, если система снабжения теплом устроена в полу.

Виды радиаторов отопления, их достоинства и недостатки

Летом нужно готовить не только санки, как в старой поговорке. Стоит заранее позаботиться и о других атрибутах, спасающих нас от зимних холодов. Этот период лучше всего подходит для смены радиаторов отопления. Но прежде чем их менять нужно определиться с их видом и типом. Чтобы облегчить вам выбор, мы классифицировали основные виды радиаторов отопления и указали их основные характеристики, преимущества и недостатки.

Стальные радиаторы отопления

Панельные стальные радиаторы

Такие радиаторы называются еще конвекторами, они имеют высокий КПД – до 75 %. Внутри радиаторов находится одна или несколько стальных нагревательных панелей и конвекторное оребрение.


Устройство стального панельного радиатора.

Панельные радиаторы – самое бюджетное решение для собственного дома и ввиду этого являются наиболее распространенными в системах автономного теплоснабжения. В зависимости от количества нагревательных панелей и конвекционного оребрения выделяют следующие типы радиаторов водяного отопления панельной конструкции: 10, 11, 20, 21, 22, 30, 33.

Производители : Это в основном европейские страны – Германия (Buderus и Kermi), Чехия (Korado), Италия (DeLonghi), Финляндия (PURMO). Цены у них не высокие, поэтому российские изготовители не очень сильно представлены на этом рынке.

  • Инерционность – низкая, отдача тепла – отличная.
  • Объем теплоносителя мал, потребление энергии – небольшое.
  • Эти радиаторы экологичны и безвредны, поэтому могут использоваться в больницах, школах и детсадах.
  • Крайне низкая цена.
  • Если из системы отопления слить воду, то при соприкосновении кислорода со стенками радиатора начинает образовываться коррозия.
  • Гидроудары опасны для стальных радиаторов. Поэтому в многоэтажных зданиях их использовать нельзя.
  • Из-за конвекции возможны сквозняки и поднятие мелкой пыли.

Трубчатые стальные радиаторы

Конструкция радиатора представляет собой конструкцию из стальных труб, по которым проходит горячая вода. Производство таких приборов дороже, чем панельных, поэтому и цена их выше.


Вариантов оформления существует множество – это настоящее пиршество для фантазии дизайнера.

Производители:

Из европейских стран-производителей можно назвать Германию (Kermi, Charleston, Zehnder Charleston, Arbonia) и Италию (Israp Tesi). Отечественные приборы, выпускаемые заводом КЗТО (Кимры), отличает рабочее давление до 15 бар. А модели “РС” и “Гармония” еще и защищены от коррозии полимерным покрытием.

Плюсы и минусы: У этих радиаторов, как и у панельных, имеются присущие стальным изделиям достоинства и недостатки. Однако по давлению у них показатели лучше (это плюс), а цена их существенно выше (это минус).

Главные характеристики:

  • Давление (рабочее) – в среднем 6-10 бар (для панельных радиаторов) и 8-15 бар (для трубчатых радиаторов).
  • Тепловая мощность (общая) – 1200-1600 ватт.
  • Температура горячей воды (максимум) – 110-120 градусов.
  • рН воды – 8,3-9,5.

Алюминиевые радиаторы отопления

Как следует из названия это радиаторы сделанные полностью из алюминия. Здесь существует два вида радиаторов – литьевые и экструзионные. Оба их лучше использовать для автономного отопления – к централизованной системе они не подходят из-за давления и коррозии, которая вызвана некачественным теплоносителем в центральной теплосети.

Литьевые радиаторы

Радиаторы изготовленные методом литья под давлением, отличаются широкими каналами для горячей воды и прочными толстыми стенками.


Радиатор составлен из нескольких секций, которые при необходимости можно либо добавить, либо убрать лишние.

Экструзионные радиаторы

При этом способе производства (более дешевом) вертикальные части батареи выдавливают из алюминиевого сплава на экструдере. Коллектор отливают из силумина. Цельное изделие не поддается изменению – нельзя ни добавлять секции, ни убирать их. В этом заключается главный минус данного типа радиаторов.

Производители: Это в основном компании из Италии. В частности, можно назвать FARAL Green HP, ALUWORK, Sira Group (батареи ROVALL), Fondital.

  • Эти радиаторы очень легкие, поэтому просто монтируются, не требуя применения прочных кронштейнов.
  • По теплоотдаче они занимают одно из первых мест среди всех отопительных приборов.
  • Они способны очень быстро нагреть комнату.
  • Они экономичны и могут оснащаться температурным регулятором.
  • Дизайн изделий современен и привлекателен.
  • Срок службы не очень велик – около 15 лет.
  • Алюминий активен в химическом отношении, поэтому страдает от коррозии и требует качественного теплоносителя.
  • При вытеснении воздуха образуется водород.
  • Слабая конвекция.
  • Возможны протечки между секциями.
  • Гидроударам и скачкам давления радиаторы из алюминия противостоять не способны.

Главные характеристики:

  • Давление (рабочее) – в среднем 6-16 бар.
  • Тепловая мощность (1 секции) – 82-212 ватт.
  • Температура горячей воды (максимум) – 110 градусов.
  • pH воды – 7-8.

Чугунные радиаторы отопления

Условно их можно разделить на на обычные или радиаторы в современном стиле и радиаторы в стиле ретро.

Чугунные радиаторы в современном стиле

Самый старый вид радиаторов. Эти радиаторы отличают простота и строгость форм, плоский фасад, аккуратный дизайн. Греются они долго, зато все невзгоды центрального отопления выдерживают с честью. Они прочные, дешевые, служат лет 50. Поэтому, решая, какие выбрать виды радиаторов отопления, многие останавливаются именно на чугунных.

Производители: Производят бюджетные чугунные радиаторы украинские, российские, белорусские заводы. Но зарубежная продукция и качеством будут получше, и на вид посимпатичнее. Отметим фирмы Kоnner, Viadrus, DemirDöküm, Roca.

Радиаторы в стиле «ретро»

Каждый из этих радиаторов представляет собой маленький шедевр. Ведь чугунное художественное литье выглядит весьма изысканно, украшая собой любое помещение. К сожалению, стоит каждая такая батарея очень дорого.

Производители: Это фирмы из Англии, Германии, Франции, Турции, Китая. Например, компании Roca и Konner выпускают очень красивые модели.

  • Они способны проработать не меньше 50 лет.
  • Чугун химически пассивен, поэтому коррозии он «не по зубам».
  • Лучевое излучение хорошо прогревает помещение с высокими потолками.
  • При отключении отопления батареи долго остаются горячими.
  • Низкая цена (кроме моделей, выполненных художественным литьем).
  • Долгий разогрев.
  • Большой вес и габариты доставляют трудности при перевозке и монтаже.
  • Радиаторы нуждаются в прочном креплении.
  • Большой объем теплоносителя.
  • Чугун – хрупкий металл. Гидроудар способен разорвать чугунную батарею.

Главные характеристики:

  • Давление (рабочее) – 9-12 бар.
  • Тепловая мощность (1 секции) – 100-160 ватт.
  • Температура горячей воды (максимум) – 110 градусов.

Биметаллические радиаторы отопления

Такие радиаторы сочетают в себе трубчатую сердцевину из стали и оболочку из алюминия. В основном они выполнены из секций, четного числа.

Но имеются и цельные (монолитные) модели (в продаже встречаются редко), плюс которых – способность выдержать до 100 атмосфер давления. В случае с монолитными моделями создается прочный стальной каркас, на который “одевают” алюминиевую оболочку.


Устройство биметаллического радиатора.

Полностью биметаллические радиаторы имеют стальную трубчатую сердцевину на всем протяжении каналов радиатора. Они надежны и прочны, но стоят дорого. Хорошие радиаторы делают фирмы Rifar (Россия), Royal Thermo BiLiner и Global Style (Италия).

Псевдобиметаллическими зовут радиаторы, которые имеют только усиленные сталью вертикальные каналы. Они дешевле, чем предыдущие, процентов на 20, лучше отдают тепло, но более чувствительны к коррозии в виду соприкосновения теплоносителя с алюминием. Такие изделия делают компании Rifar (Россия), Sira (Италия) и Gordi (Китай).

  • Инерционность практически отсутствует, отдача тепла – велика.
  • Биметалл может выдерживать повышенное давление и гидроудары.
  • Объем горячей воды небольшой.
  • Монтаж прост, дизайн – современен.
  • Стойкость к коррозии.
  • Цена «кусается».
  • Теплоотдача ниже, чем у радиаторов из алюминия.

Главные характеристики:

  • Давление (рабочее) – в среднем 20-50 бар.
  • Тепловая мощность (1 секции) – 150-180 ватт.
  • Температура горячей воды (максимум) – 130 градусов.
  • Характеристики теплоносителя – неважно.

Половые конвекторы

Новое решение среди отопительных приборов – спрятанные в полу конвекторы, состоящие из теплообменника, короба и декоративной решетки. Трубы для теплоносителя у них медные, а ребра – алюминиевые. Бывают модели и со стальным трубчатым сердечником («Бриз» от КЗТО). Особенно хороши внутрипольные радиаторы при панорамном остеклении. Их используют в аэропортах, автосалонах, спортивных сооружениях (например, бассейнах).

  • Прочность и простота конструкции, небольшой вес.
  • Коррозии они неподвластны.
  • Они занимают мало места.
  • Их практически не видно.
  • Легкость установки и очистки.
  • Равномерность нагрева комнаты.
  • Защищают от запотевания стекол.
  • Большая монтажная длина.
  • Невозможность использования принудительной вентиляции.
  • Небольшая отдача тепла.
  • Неэкономичность.

Производители: OPLFLEX (Чехия), Mohlenhoff (Германия), JAGA (Бельгия), IMP KLIMA (Словения), КЗТО (Россия).

Главные характеристики:

  • Давление (рабочее) – 10-16 бар.
  • Тепловая мощность – 130-10000 ватт.
  • Температура горячей воды (максимум) – 110-130 градусов.

Плинтусные конвекторы отопления

Эти конвекторы, называемые еще теплыми плинтусами, совсем низенькие. Всего 20 или 25 см. А глубина их и того меньше – 10 см. У нас они еще не очень прижились, а в Америке весьма популярны. Крепятся они на стену.

  • Экономия топлива на нагрев – до 40 процентов.
  • Наличие терморегуляторов, защита от перегрева.
  • Быстрый монтаж, простота ремонта.
  • Равномерность распределения тепла.
  • Монтаж производится только специалистами.
  • Из-за прилегания конвектора к стенам их отделка коробится.
  • Высокая цена.

Главные характеристики:

  • Тепловая мощность – 500-1500 ватт.
  • Температура теплоносителя – до 130 градусов.
  • Максимальное рабочее давление до 16 атм.

Теперь, узнав про виды и преимущества радиаторов отопления разных типов, вы сможете выбрать нужные радиаторы более уверенно и правильно.

Читайте также:  Альтернативные устройства обогрева – газовые отопители для дачи
Ссылка на основную публикацию