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.

Конструкция и устройство радиатора отопления

Виды устройства биметаллических радиаторов

Все биметаллические батареи по конструкции можно разделить на две группы:

• секционные — изготовлены из стального каркаса и алюминиевой оболочки;
• цельные — сердечник из меди, покрытой алюминием.

Как устроены секционные батареи

Каждый сегмент батареи состоит из сердечника, по которому транспортируется теплоноситель.

Сердечник представляет собой две короткие стальные трубы, соединённые вертикальной колонкой небольшого диаметра.

На концах горизонтальных элементов имеется специальная резьба, при помощи которой секции совмещаются в единую конструкцию.

Каждый сердечник помещён в оболочку из алюминия со специально разработанной системой конвекционных лепестков для максимальной теплоотдачи.

Достоинство секционной конструкции — возможность соединять необходимое количество элементов для получения требуемой мощности.

Сталь не реагирует на перепады давления в системе отопления, не подвержена коррозии, обладает устойчивостью к воздействию химических примесей, встречающихся в теплоносителях. Алюминий прекрасно проводит тепло, поэтому секционные биметаллические радиаторы очень быстро обогревают помещение.

Цельные устройства

В данной конструкции вместо стальных деталей используются медные. В качестве оболочки применяется алюминий, который одновременно служит и теплообменником. Между собой медные элементы спаиваются, поэтому такая батарея не разбирается. Это не совсем удобно, однако, стоимость цельных биметаллических радиаторов гораздо выше, чем секционных.

Объясняется это тем, что медь обладает более высокой теплопроводностью и ещё меньше подвержена коррозии, чем сталь. Внутренняя поверхность медных труб более гладкая, поэтому не происходит накопления карбонатных отложений, следовательно, срок службы такого устройства будет ещё дольше.

Фото 2. Биметаллическая батарея отопления цельного типа. Конструкция закреплена на стене.

Комментарии

Обзор популярных моделей

На рынке представлено внушительное количество моделей всех видов конвекторов от различных производителей. Причем в этой сфере активно ведут свою деятельность отечественные компании. Например, в нише недорогого обогревательного оборудования они являются традиционными лидерами.

Так, если покупателю нужны надежные, доступные настенные приборы, то следует купить проверенные временем и большим количеством пользователей изделия КСК-20, которые выпускает известный Тольяттинский завод. Он уже десятилетия делает востребованные и недорогие агрегаты для отопления.

Конвектор КСК-20 является эффективным, надежным и недорогим прибором отопления

Указанные конвекторы могут покрыть потребности всех категорий пользователей, так как они бывают различной мощности, размеров, конфигурации. К примеру, длина приборов находится в пределах 60-160 см, а вес начинается от незначительных 8 кг, что позволяет размещать приборы на любых стенах, перегородках без риска их повреждений.

Мощность такого отопительного оборудования бывает в пределах 0,4-2 кВт, что позволяет обогреть как небольшую жилую комнату, так и крупное производственное, торговое помещение. Для изготовления используется качественная сталь, что обеспечивает прибору срок эксплуатации не меньше 25 лет.

Такие конвекторы можно использовать в любых системах отопления, ведь они способны выдерживать температуру воздействия до 150 °C, а рабочее давление до 10 атмосфер. Защищает прибор от мелких повреждений и придает ему современный, приятный глазу, внешний вид качественная порошковая краска, которой покрываются все изделия.

Единственным мелким недостатком КСК-20 считается отсутствие в комплекте кронштейнов, использующихся для крепления его к стене, другой вертикальной поверхности

Некоторые покупатели обращают внимание на бедность цветовой палитры — отопительное оборудование, чаще всего, можно купить только в традиционных белом или сером цвете, поэтому оно не всегда идеально вписывается в интерьер

Если нужен прибор покрасивее, то следует обратиться на линейку продуктов другого отечественного производителя — Techno. Так, на его московском заводе для декорирования применяют различные цвета и украшают изделия различными конструктивными элементами. Например, у покупателей пользуется спросом модель Vita Bench KBZ.

Ее главная особенность — исполнение. Напольный прибор представляет собой лавочку, причем деревянные элементы могут изготавливаться даже из популярных и ценных пород дерева, что делает его украшением.

При этом Vita Bench является долговечным и эффективным конвектором, который производитель оснащает термостатическим клапаном. Но недостатком представленной модели является цена — она существенно выше, аналогичных по мощности, КСК-20.

Ковекторы могут обладать декоративными качествами и служить украшением в гостиницах, офисах, жилье

В последние годы стал известен еще один российский изготовитель конвекторов — Varmann. Причина: его продукция отличается функциональностью, практичностью, высокими декоративными качествами.

Так, его линейка встроенных приборов Qterm HK оборудуется воздушными каналами и тангенциальными вентиляторами, которые позволяют отбирать воздух только с нужной стороны. Эта функция существенно повышает эффективность, экономичность.

Обороты вентилятора регулирует микропроцессор, а при необходимости конвектор можно подключить к системе «умный дом» или использовать пульт управления. Причина этому проста — тепловая мощь зависит от производительности вентилятора

Качественные материалы, использованные при изготовлении, дают возможность выдерживать внушительное давление в период опрессовки, доходящее до 16 атмосфер, и стабильно работать с теплоносителем, разогретым до 90 °C.

С ориентирами выбора обогревателя конвекторного типа ознакомит следующая статья, посвященная этому интересному вопросу.

Подключение радиаторов

В любой отопительной системе важен план и проект. В этот же аспект будет входить и схема подключения радиаторов отопления. Чертеж радиатора отопления может быть в нескольких вариантах. Это может быть индивидуальная схема или схема, сделанная исходя из способа проводки труб на местах и эффективности показателя теплоотдачи.

Мощность теплоотдачи радиатора отопления в зависимости от типа подключения

Одностороннее подключение – распространенный вариант. Так, обозначение радиаторов отопления на чертежах покажет, что все трубы подключаются к батареям только с одной стороны. Такая схема самая удобная, особенно в многоэтажных высотках.

Еще один вариант – маркировка радиаторов отопления показывает, что подключение производится диагонально, то есть, перекрестно. Особенность такого принципа в том, что труба, которая подводит тепло, подключается к радиатору с верхней части с одной стороны, а отводящая – в нижней с противоположной стороны

Здесь важно, как устроен радиатор отопления: такая схема подойдет, если батареи являются длинными, имеют много секций. Носитель тепла равномерно будет распространяться по всей площади радиатора, тем самым, теплоотдача будет отличной

Также существует нижнее подключение. Так, подводящая и отводящая трубы подсоединяются к нижним патрубкам, которые размещены на противоположных сторонах радиатора. Такого рода схема будет проигрывать двум предыдущим. Ведь она обеспечивает эффективность теплоотдачи примерно на 10-15 процентов. Однако такая схема будет идеальным решением, когда система отопления спрятана в пол.