Устройство и принцип работы батарей для отопления

  • автор:

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

Внутренняя начинка радиатора отопления

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 и характеристики

Рассмотрим разные виды радиаторов и их технические характеристики. Наиболее известной и полюбившейся множеству людей, является батареи из чугуна. До недавнего времени применялась практически во всех зданиях. Неприметные и громоздкие с виду, непригодны в автоматизированных схемах отопления. Но они имеют большое количество преимуществ, благодаря которым были и остаются популярными. Вот некоторые из них: устойчивость к изменению давления в отоплении, также устойчивость к коррозии и невосприимчивость примесей, находящихся в жидкости и паре пускаемых по трубам отопления. Вот вы и узнали устройство радиатора системы отопления из чугуна.

Виды радиаторов отопления

Следующий вид обогревателей отопления — стальные радиаторы. Их намного тоньше, чем у остальных, а это способствует уменьшению инертности. Сделанные в виде панели обогреватели имеют высокую теплоотдачу, за счет большей площади.

Последний вид — алюминиевые радиаторы отопления. Подходят большинству людей, потому что являются легкими, как и стальные обладают большой теплоотдачей, выделяются компактностью и современностью технологий. Также в обогреватели добавляются примеси такие как кремний, который существенно влияет на сопротивление материала прибора на разрыв. А в более дорогостоящих моделях используется цинк и титан, они обеспечивают большое сопротивление ударам и противостоят ржавлению материалов.

Конструкция

Давайте разберем конструкции устройства радиатора отопления. При выборе нужно предусмотреть важные параметры.

Фото схемы устройства секционного радиатора

Выбор секционного радиатора дает возможность увеличить его площадь, в панельном никаких изменении произвести не получится.

Из-за этого большинство специалистов рекомендуют секционное устройство, оно гораздо проще в эксплуатации по двум причинам:

  1. Легкая замена вышедших из строя частей прибора.
  2. Увеличение площади обогрева помещения за счет добавления новых секций.

Качество отопительной схемы зависит от межосевого расстояния, оно по вертикали отражает длину отрезка между центрами проводящей и отводящей трубы.

Это стоит учитывать при замене или устранении поломок радиаторов. При разном межосевом расстоянии трубы состыковать невозможно, поэтому, чтобы не тратить деньги попусту убедитесь, что межосевое расстояние совпадает.

Также нужно учитывать толщину труб изделия, если будут слишком тонкими, система засорится гораздо быстрее. Так называемый теплоноситель (то что течет по трубам) часто содержит в себе ржавчину, песок и окалину. Что при оседании снижает эффективность отопления, и даже вызывает поломку в его системе. Именно поэтому очень важно подобрать лучший радиатор для своей отопительной системы, так как от выбора зависит не только обогревание вашего жилья, но и здоровье вас и ваших близких.

Принцип работы

Принцип работы радиаторов для отопления довольно прост. При нагревании, как всем известно, с уроков физики 5 класса более нагретая жидкость находиться вверху, а более холодная внизу. Также точно и с ним вода, нагреваясь до определенной температуры попадает в верхнюю часть котла, далее попадает в трубу и начинает отдавать тепло вашей квартире. После этого она по тому же закону физики, остывая, опускается в трубу отвода, откуда возвращается в котел отопления. Так и происходит циркуляция в радиаторах.

Конвекционный способ ускорено согревает пространство комнаты, при нем тепло передается через поверхность батареи. А излучение отличается тем, что тепло исходит от нагретого источника с повышенной теплоемкостью и высокой температурой нагрева. Устройство системы отопления может быть и смежным в этом случае, она будет называться радиаторной-конвекционной.

Движение воздуха при конвекционном отоплении

При осмотре устройства радиатора отопления стоит отметить, что для ускоренного прогрева квартиры подходит конвекционная система, но она имеет один недостаток. При прохождении конвекций в воздух попадает много пыли что естественно сказывается на здоровье окружающих не с лучшей стороны.

Несмотря на теплоту батареи, она будет отдавать излучением только 60 % тепла, остаточное тепло будет передаваться конвективным способом.

Из-за этого хорошо прогреваются объекты, находящиеся в помещении. Сам принцип обогрева близок к процессу работы системы «теплый пол».

Виды радиаторов по форме исполнения

Мощность радиатора зависит от площади его теплоотдачи

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

Примерный расчет количества секций радиаторов по площади помещения и высоте потолков

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 трубчатых батарей. Мощность зависит от диаметра труб

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 с рифленой поверхностью

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.

Преимущества моделей:

  • 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

Мощность пластинчатого радиатора зависит от количества пластин

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.

Лучшие биметаллические радиаторы для квартиры

Royal Thermo BiLiner

Биметаллические радиаторы этой серии выпускаются в трех вариантах цветового оформления:

  • белые;
  • серебристые;
  • черно-графитовые.

Окрашивание производится в 7 стадий по технологии TECNOFIRMA. Радиаторы имеют совершенную аэродинамическую форму, отдаленно напоминающую часть крыла самолета. Модель выпускается с четным числом секций при максимальном их количестве 12 шт.

Характеристики отдельной секции:

  • масса 1,85 кг;
  • высота 574 мм;
  • ширина 80 мм;
  • глубина 87 мм;
  • рабочее давление 30 атмосфер;
  • теплоотдача при разности температур 70о С не менее 171 Вт.

Особенности конструкции:

  1. Усовершенствованный стальной коллектор.
  2. Развитая поверхность теплообмена.
  3. Увеличенный на 5% КПД в сравнении с моделями аналогичного класса.
  4. Уникальное наружное покрытие с повышенной устойчивостью к различным видам механического и химического воздействия.

При сборке используются высокопрочные стальные ниппели и графитовые прокладки. Специальные гайки-переходники позволяют подключать радиатор к трубопроводам диаметром ½ или ¾ дюйма. Продукция сертифицирована на соответствие отечественным и международным стандартам качества. Производитель предоставляет 25-летнюю гарантию.

Global STILE PLUS

Секционные биметаллические радиаторы из италии Global STILE PLUS представлены линейкой из 22 моделей. Они имеют в своем составе от 3 до 14 секций и способны давать от 420 до 2590 Вт тепловой энергии. Изделия выпускаются в двух модификациях с расстоянием между осями 350 и 500 мм. Предусмотрен боковой вариант подключения. Для подсоединения трубопроводов применяется резьба на 1 дюйм.

Характеристики отдельной секции:

  • высота 425 или 575 мм;
  • глубина 95 мм;
  • длина одной секции 80 мм;
  • рабочее давление до 35 бар.

Особенности конструкции:

  1. Развитая наружная поверхность, улучшающая процесс теплопередачи.
  2. Детали изготовлены методом литья под высоким давлением.
  3. Секции соединяются стальными ниппелями диаметром 1”.
  4. Конструкция исключает контакт алюминиевого сплава с теплоносителем, что снижает требования к показателю кислотности среды.
  5. Все поверхности обработаны защитным фторо-циркониевым слоем.

Все изделия окрашены износостойкой эпоксидной эмалью белого цвета и выглядят респектабельно. Радиаторы соответствуют требованиям отечественных стандартов и сертифицированы для применения на территории России.

Sira RS

Секционные биметаллические радиаторы итальянской фирмы Sira RS отличаются высокой механической прочностью и превосходными теплотехническими показателями. Они устойчивы к воздействию агрессивных соединений и стабильно работают в условиях больших перепадов температуры. Производитель выпускает модели с межосевым расстоянием 300, 500, 600, 700 и 800 мм. В собранной батарее может быть от 3 до 14 секций. Предусмотрен боковой вариант подключения.

Характеристики отдельной секции:

  • высота от 372 до 872 мм;
  • ширина одной секции 80 мм;
  • глубина 95 мм;
  • рабочее давление 40 атмосфер;
  • тепловая мощность от 435 до 3945 Вт.

Конструктивные особенности:

  1. Элегантная форма без острых углов, создающая оптимальные условия для конвекционного теплообмена.
  2. Особые марки применяемых алюминиевых сплавов и стали позволяющее эксплуатацию изделий в системах с низким качеством циркулирующей воды.
  3. Долговечные прокладки из термостойкой резины типа «O-Ring», гарантирующие герметичность конструкции даже при гидравлических ударах и повышенном давлении.

Для сборки и подключения трубопроводов имеются отверстия с резьбой 1”. Наружное окрашивание выполнено с применением стойкой эмали белого цвета. Радиаторы этой марки сертифицированы по российским стандартам.

Rifar Monolit

Отечественные биметаллические радиаторы Rifar Monolit представлены линейкой из 22 моделей. Они специально разработаны для эксплуатации в суровых условиях. Все их элементы стабильно работают при температурах до 135о С и выдерживают резкие перепады давления.

Изделия имеют характерную рельефную поверхность и привлекательный внешний вид. Производитель предлагает два варианта исполнения с расстоянием между коллекторами 350 и 500 мм. Тип подключения боковой. Диаметр резьбы ¾ дюйма. В батарее может быть от 4 до 14 секций.

Характеристики отдельной секции:

  • высота 415 или 577 мм;
  • ширина одной секции 80 мм;
  • глубина 100 мм;
  • рабочее давление 40 атмосфер;
  • тепловая мощность от 536 до 2744 Вт.

Конструктивные особенности:

  1. Использование устойчивой к коррозии стали позволило уменьшить толщину стенки, что повысило эффективность теплообмена.
  2. При сборке секций производитель отказался от применения прокладок. Используемая уникальная технология внутренней сварки гарантирует высокую прочность соединений и отсутствие протечек.

Все модели окрашиваются износостойкой эмалью в белый цвет. Продукция сертифицирована. Гарантия изготовителя 25 лет.

Какие биметаллические радиаторы вы решили использовать для квартиры?

  • Royal Thermo BiLiner
  • Global STILE PLUS
  • Sira RS
  • Rifar Monolit

Какие угрозы таит в себе централизованное отопление

С одной стороны, подача тепла извне удобнее автономного отопления – не надо возиться с установкой котла и его настройкой. Придет осень, и горячая водичка весело побежит по вашим батареям, согревая квартиру.

Но не все так гладко в системе централизованного отопления:

  • В воде, прошедшей долгий путь, содержится немало химически активных примесей, способных вызвать коррозию труб и радиаторов.
  • А еще мелкие частички шлама, неизбежно попадающие в теплоноситель, царапают батареи изнутри, через несколько лет протирая их до дыр.
  • И температура воды не всегда бывает стабильной – то батареи имеют комнатную температуру, а то до них и дотронуться невозможно.
  • А самая главная опасность – это внезапный огромный скачок давления в системе отопления, так называемый гидроудар. Он бывает, к примеру, по той причине, что слесарь слишком резко закрыл кран насосной станции.

Раньше там использовали вентили, имеющие плавный ход, а с появлением шаровых кранов появилась возможность перекрывать воду мгновенно. Бывает гидроудар и тогда, когда лишний воздух в трубы попадает. Секундный скачок давления бед наделать способен много. Слабые батареи не выдерживают огромного давления и лопаются, брызнув кипятком, испортив предметы обстановки и нанеся урон соседям снизу.

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

Чугунные радиаторы долго греются, но длительно отдают тепло и удерживают его

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 и алюминиевые радиаторы не отличаются внешне, но есть разница в технических показателях

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

Однотрубная и двухтрубная схема подключения радиаторов

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *