Радиаторное отопление: принцип работы и виды радиаторов

Устройство и принцип работы батарей для отопления

Отопительные приборы пользуются большим спросом, поэтому многие потребители интересуются конструкцией изделия, производителем и другими параметрами. Устройство радиатора отопления делится на 2 вида секционное и панельное.

Радиаторы отопления для квартиры и дома изготавливаются из чугуна, стали и различных сплавов. В наше время они имеют множество форм, и это не единственное их отличие, они также выделяются конструктивными особенностями.

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».

Подключение радиаторов

Рассмотрим подробно о подключении радиаторов своими руками в систему отопления. Для начала нужен план подключения и его проект. Сперва нужно начертить примерный вид вашего обогревателя. Чертеж может быть, как индивидуальным, так и с прорисовкой всего отопительного сооружения. Обязательно на любом из чертежей обозначить точки подвода отопления к радиатору. А также нужно приблизительно знать теплоотдачу радиатора.

Фото схем подключения радиаторов

Наиболее распространенный вид подключения радиаторов — это односторонний. Трубы крепятся к радиатору строго, с одной стороны. Это самый удобный вариант для многоквартирных высоток.

Следующий вариант подключения радиатора — маркировка. Производиться диагонально, то есть труба, подводящая тепло цепляется вверху левой стороны, а труба отвода внизу другой стороны радиатора. При этом важно устройство вашего радиатора отопления. Такое расположение подойдет для длинных батарей с большим количеством секций. Тепло при этом, распространяется по всей поверхности батареи, это гарантирует превосходную теплоотдачу.

Ну и последнее подключение радиаторного устройства — это подсоединение снизу. В этом случае обе трубы крепятся снизу напротив друг друга. Эта расположение будет уступать остальным. Так как оно обеспечивает только 10-15% теплоотдачи. Но это идеальное решение, если отопительная система спрятана в пол. Вот вы и познакомились с видами радиаторов, их преимуществами и видами соединения.

Радиаторное отопление

Водяное радиаторное отопление – одно из самых давних систем отопления. На сегодняшний день оно пользуется большим спросом за счет своей простоты в установке и эксплуатации. Несмотря на огромный выбор различных видов отопления, большая часть людей предпочитает устанавливать радиаторы.

Читать еще:  Подготовка воды для отопления: способы

Радиаторы для водяного отопления бывают секционные и панельные, они бывают биметаллические, стальные, чугунные, медные и алюминиевые.

За многие годы использования радиаторные системы показали высокие эксплуатационные и гигиенические свойства. Также радиаторные системы обладают высокой степенью надежности, удобны и просты в эксплуатации, имеют высокую теплоотдачу и практически бесшумны.

Для того чтобы радиаторы прослужили максимально долго и качественно, перед установкой необходимо выполнить правильный гидравлический расчет.

Выполнить его смогут только опытные в данной сфере специалисты. Для расчета необходимы некоторые данные, такие как: климат, инструкционные особенности, площадь здания и желаемая температура в помещении.

Монтаж и установка радиаторов подразумевает собой штробление стен, отверстий для установки системы и прокладки труб для подключения батарей. Затем специалисты монтируют и устанавливают регулирующие краны. Не стоит такие работы доверять непрофессионалам. Иначе можно не только замерзнуть в собственном жилье, но и переплачивать за отопление из-за ошибочных расчетов при монтаже отопительной системы. Одна маленькая неточность в расчетах может привести к увеличению сметы минимум на 15%.

Принцип работы радиаторов для системы отопления

Схема подключения радиаторов.

Принцип работы данной системы отопления достаточно прост. Из котельной установки по трубам поступает нагретая до нужной температуры вода в помещение. Далее она поступает в отопительную установку, которая и нагревает в помещении воздух.

При этом стоит отметить, что если подача тепла осуществляется излучением (окружающий воздух нагревается за счет поверхности, которая имеет повышенную теплоемкость и температуру), такой прибор отопления называется радиатор, а если подача тепла осуществляется конвекцией (мгновенный нагрев воздуха, который протекает по развитой обогреваемой поверхности), то это – конвектор. Также существует комбинированная разновидность приборов – это панельные радиаторы-конвекторы.

Для максимально быстрого нагрева помещения идеально подходит конвектор, но при этом стоит учесть, что у него есть один недостаток: вследствие активной конвекции в воздухе присутствует большое количество пыли, что плохо сказывается на здоровье человека. Поэтому конвектор стараются применять как можно реже в проблемных местах для отопления.

При этом радиаторы большую часть тепла (около 60%) передают путем излучения тепловой энергии, остальную часть отдают конвективным путем. За счет этого достигается минимальная конвекция теплого воздуха, и хорошо нагреваются объекты в помещениях. Таким образом, отопление радиатором максимально схоже с отоплением теплого пола.

Также радиаторы для водяного отопления подразделяют на 2 типа:

  • секционные – из стали, чугуна и алюминия;
  • панельные – биметаллические и стальные (из стали и алюминия).

Секционные радиаторы

Схема секционного радиатора.

Радиаторы из чугуна проверены годами и зарекомендовали себя как практичные и надежные батареи. Они имеют большую тепловую мощность на единицу длины прибора и устойчивы к коррозии. Возможно их применение в отопительных системах с плохим качеством теплоносителя.

Большая часть данных приборов рассчитана на давление в отопительной системе от 6 до 9 атмосфер, опрессовочное давление до 15-16 атмосфер. Максимальная температура нагрева теплоносителя 130°С. При этом чугунные радиаторы обладают большей тепловой инерцией, то есть долго отдают тепло и долго нагревают помещение. Из-за этого радиаторы из чугуна не устанавливаются в помещениях, где необходимо иметь постоянную температуру в ночное время +17°С, а днем +25°С.

Альтернативой чугунным радиаторам являются алюминиевые, которые имеют более современный внешний вид и не такие металлоемкие. Данные отопительные приборы быстрее нагревают помещение, чем радиаторы из чугуна, и имеют удобное управление термостатическим вентилем. При желании снять такие батареи не составит труда. Секционные радиаторы из алюминия рассчитаны на давление в системе от 6 до 25 атмосфер. Опрессовочное давление рассчитано до 37 атмосфер. Предельная температура теплоносителя составляет 130°С. В результате того, что алюминий восприимчив к качеству теплоносителя, кислотность последнего обязательно должна быть в пределах рН = 7-8.

Отрицательно сказываются большие перепады температур и давления, из-за чего в лучшем случае могут быть протечки через прокладки. Чтобы предотвратить электрохимическую коррозию в местах соединения алюминиевого радиатора со стальной трубой, необходимо использовать специальные переходники и прокладки. Данные радиаторы поставляются секциями, их сборка происходит на месте установки с помощью специальных ниппелей. При этом не рекомендуется собирать радиаторы маленькой высоты и большой длины, так как существует большая вероятность его протечки. При необходимости снять или навесить дополнительную секцию, это легко можно выполнить.

Панельные радиаторы

Схема устройства панельного радиатора.

Панельные стальные радиаторы занимают промежуточное место по теплопроводности между алюминиевыми и чугунными. Которые производятся из штампованных и устойчивых к коррозии листов из стали, толщиной 1,3-1,6 мм. Радиаторы изготавливают однорядные, двухрядные, трехрядные, с оребрением и без. При этом на производстве, каждый из радиаторов покрывается термостойкой многослойной эмалью. Некоторые из производителей покрывают их цинкофосфатом для повышения надежности, так как выполнение радиаторов проходит точечной сваркой.

Стальные радиаторы обычно применяют для закрытых, автономных систем отопления, теплоноситель в которых имеет пониженное содержание кислорода. Такие радиаторы рассчитаны на атмосферное давление от 6 до 10 единиц, а опрессовочное давление до 13 атмосфер. Температура теплоносителя может достигать 120°С.

При этом радиаторы из стали имеют преимущества по сравнению с биметаллическими и чугунными. Несмотря на то что чугунные радиаторы имеют большие размеры, они достаточно хорошо нагревают воздух в помещении. Для того чтобы чугунный нагревал помещение за то же время, что и стальной, через него необходимо пропустить в 7 раз больше воды. При этом протекающая вода должна иметь температуру выше на 20°С. Это приводит к увеличению расходов топлива и установке более мощных насосов.

Читать еще:  Принцип действия водонагревателя накопительного: его работа

Биметаллические радиаторы

Схема устройства биметаллического радиатора.

Данные радиаторы не имеют недостатков, которые относятся к алюминиевым и чугунным, при этом уступают стальным по техническим показателям, например пониженным объемом циркуляционной воды. Это не плохо, но для того, чтобы нагреть помещение до нужной температуры и постоянно ее поддерживать, необходимо постоянно качать воздух. Притом, что биметаллические трубочки имеют небольшое сечение 12-15 мм, должна быть высокая скорость циркулирующей жидкости, то есть подача жидкости должна происходить под высоким давлением.

Помимо этого, в период высокого давления в системе самым уязвимым местом становится котел, резьбовые фитинги в местах соединения и термостатические головки, они способны издавать специфический свист. В таких условиях может не выдержать прокладка и произойти протечка. У таких радиаторов более развита поверхность обмена и они не потребляют энергию для того, чтобы себя нагреть, быстрее нагревают помещение. В период реконструкции изношенной системы отопления рекомендуется снять чугунные радиаторы и заменить на стальные панельные, это позволит снизить энергозатраты на отопление.

В зависимости от того, где будет стоять радиатор (в квартире с центральным отоплением или частном доме с автономным), отличаются условия его эксплуатации. Для помещений с автономным отоплением подойдут стальные панельные радиаторы, а в квартиры с центральным отоплением, где плохое качество воды и большое рабочее давление, лучше устанавливать биметаллические радиаторы либо стальные радиаторы, но с хорошим антикоррозийным покрытием.

При замене старых радиаторов необходимо узнать атмосферное давление в системе отопления. Данное давление не должно превышать значения заложенного для радиатора. Еще необходимо уточнить размеры подводки к радиатору.

Система радиаторного отопления

Система радиаторного отопления — самый распространенный вариант устройства обогрева зданий. Принцип работы состоит в поступлении нагретой жидкости (обычно воды) от котла по трубам в радиаторы, которые передают тепло в помещение. Такое отопление бывает разных видов в зависимости от определенных параметров.

Классификация по типу радиаторов

Радиаторы, используемые в системах отопления могут отличаться друг от друга конструкцией и материалом изготовления.

Секционные

Такие батареи состоят из одинаковых секций. Радиатор собирается в соответствии с необходимыми размерами и мощностью.

Могут быть изготовлены из чугуна, алюминия или алюминия и стали (биметаллические).

Разработаны для централизованной системы отопления и представляют собой цельную металлическую конструкцию, имеющую нижний и верхний коллектор, которые располагаются горизонтально.

К ним присоединены вертикальные трубки.

Панельное оборудование

Производится из бетона или стали. Бетонные панели монтируются в стены, передача тепла происходит только излучением.

Пластинчатые

Представляет собой конструкцию, состоящую из сердечника и прикрепленных на него тонких металлических ребер. Пластины несут тепло конвективным способом.

Обособленно можно выделить угловые радиаторы. Они имеют особое расположение – монтируются в углу комнаты. Могут быть выполнены в любой конструкции.

По типу разводки

В зависимости от схемы соединения труб с нагревательным оборудованием системы отопления делятся на одно- и двухтрубные.

Однотрубная система

Принцип работы — жидкий теплоноситель поднимается по одному трубопроводу ко всем нагревательным элементам. В одноэтажном доме распространение тепла происходит в горизонтальном направлении.

Температура воздуха будет одинаковой во всех комнатах без исключения. В многоэтажных строениях по одному стояку горячая вода циркулирует от нижней точки к самой верхней в системе отопления. Верхние этажи обогреваются сильнее нижних. Контраст температур будет ощущаться даже в трехэтажных домах.

Преимуществом подобной системы является простота в проведении монтажных работ. При правильной регулировке давления в трубах все отопительные элементы обеспечиваются теплом достаточно эффективно.

Недостатков однотрубной системы отопления значительно больше. Все расчеты сети должны быть тщательно продуманы. Допущенные ошибки практически невозможно устранить без кардинальной перестройки всех отопительных объектов.

Каждый элемент в системе взаимосвязан. При поломке одного встанет работа всей магистрали.

Двухтрубная система отопления

Данная система имеет особую конструкцию. Здесь применяют схему параллельного подсоединения, что позволяет монтировать одинаковые радиаторные приборы. Через одну трубу подается горячий теплоноситель к радиатору, через другую выводится охлажденный. Между нагревательным объектом и батареями происходит постоянная циркуляция жидкости.

Основным достоинством двухтрубного подключения является возможность подавать теплоноситель одной температуры ко всем радиаторам, поэтому тепло будет одинаковым в любой точке многоэтажного дома.

Недостаток заключается в том, что на проведение отопительной магистрали затрачивается больше материалов. Необходимо устанавливать подающую и отводящую трубы.

Способы монтажа отопительного оборудования

Присоединение всех элементов отопительной конструкции может осуществляться по-разному. По способу монтажа к магистрали радиаторные системы отопления могут быть:

Вертикальная система имеет подключение снизу вверх. К одному стояку проводятся элементы отопления всех этажей в здании. Такой способ эффективен, но дорог.

Горизонтальная система применяется в зданиях, имеющих один этаж. Помещение обычно имеет большую площадь, поэтому конструкция отопления должна быть сложной. Подключение радиаторов происходит по горизонтальной траектории. Разводку стояков помещают в коридоре или подъезде.

Классификация по типу циркуляции теплоносителя

По способу создания циркуляции жидкости системы частного отопления подразделяются на два типа: гравитационные (с естественной циркуляцией) и насосные (с принудительным движением).

Перед монтажом следует учесть принципы работы каждого оборудования и выбрать наиболее подходящее под условия здания.

Системы с естественной циркуляцией

Естественное движение воды обусловлено только физическими процессами. Жидкость перемещается под давлением.

При правильной планировке такой системы отопление будет зависеть лишь от естественного напора воды. Сбои при соблюдении всех условий случаются крайне редко.

С принудительной циркуляцией

Если здание построено в местности с неустойчивым уровнем воды, специалисты рекомендуют провести оборудование с принудительной циркуляцией. Встраивается специальный насос, обеспечивающий постоянное движение теплоносителя.

Для его функционирования необходимо подключение к электроэнергии. При отключении электричества может возникнуть сбой во всей системе.

Читать еще:  Печь с плитой своими руками — создание фундамента, порядовка

Открытая и закрытая система отопления

Все системы отопления также подразделяются на два типа, которые отличаются между собой не только важным элементом в структуре — расширительным баком, но и энергоэффективностью.

Система открытого типа

Основной принцип ее работы заключается в открытом расширительном баке. Вода нагревается в котле, устанавливаемом в самой низкой точке дома. За счет возникающего давления из-за разницы диаметров труб она поднимается вверх. Насос необязателен. В радиаторах теплоноситель остывает и снова попадает в нагревательный котел. Расширительный бак устанавливается в самой верхней точке. Он имеет открытую форму. Такой бак необходим, так как при нагревании вода увеличивается в объемах.

Радиаторы в открытом типе отопления должны быть изготовлены из металлов, отличающихся высокой прочностью. Следует выбирать между батареями из стали и чугуна.

Достоинством системы являются автономность работы. Она не зависит от электричества. Работа ее не будет сорвана из-за сбоев электроэнергии.

Такая конструкция имеет и серьезные недостатки. Она сложна в установке ввиду своей громоздкости. В баке вода быстро испаряется, поэтому возможно попадание воздуха в радиаторы. Вся внутренняя поверхность оборудования подвержена коррозии. Батареи медленно прогреваются, поэтому КПД открытой системы отопления низкое.

Система закрытого типа

Ее основное отличие – наличие закрытого бака, напоминающего по форме капсулу. Она разделена на две части мембранной перегородкой: в одной половине находится вода, а в другой — азот под давлением. Принцип работы: жидкость нагревается до нужной температуры, перемещается в расширительный бак и выравнивает давление. Обратно вода движется при помощи насоса.

Такая система способна отапливать большие площади, ей по силам обеспечить теплом здание любой этажности. Поэтому она получила широкое применение в частных и промышленных масштабах.

Закрытая система имеет ряд преимуществ:

  1. Благодаря баку жидкость не испаряется, следить за уровнем воды нет необходимости.
  2. Оборудование не подвержено коррозийным отложениям и окислению.
  3. За счет регулировки давление на выходе и входе одинаково, поэтому трубы не подвергаются гидроударам.
  4. Большой срок эксплуатации.
  5. Высокая эффективность благодаря быстрому нагреву и хорошей теплоотдаче.

Устройство и принцип работы радиатора отопления

Для обустройства централизованной системы отопления используются самые различные приборы и узлы. И радиатор — один из ключевых составляющих отопительной цепи, который выполняет первостепенную роль и является незаменимым. В зависимости от конструкционных особенностей принцип работы и устройство радиатора отопления квартиры могут существенно отличаться.

Наиболее востребованной разновидностью радиаторов считался чугунный вариант. Еще несколько десятилетий назад эти конструкции использовались повсеместно. Внешне чугунный радиатор выглядит очень громоздко, а его вес слишком внушительный. Применять такую разработку в автоматизированных системах нельзя, поэтому люди стали отдавать предпочтение более усовершенствованным разработкам, выполненным из других материалов.

Чугунные установки характеризуются целым списком преимуществ:

  1. 1. Способность справляться с внушительными нагрузками при перепадах давления.
  2. 2. Устойчивость к коррозийным процессам.
  3. 3. Устойчивость к воздействию агрессивных примесей в теплоносителе.

Стальной радиатор отличается небольшим весом и минимальной толщиной стенок, что делает его менее инертным. Большинство изделий из стали предоставлены в виде панелей с высокой теплоотдачей.

Что касается радиаторов из алюминия, то они отвечают практически всем требованиям клиентов. Плюсы систем включают в себя:

  1. 1. Минимальный вес и эргономичность.
  2. 2. Высокую теплоотдачу.
  3. 3. Привлекательный вид.

Некоторые радиаторы выполнены из алюминия, к которому добавляют разные дополнительные материалы. Если стоимость конструкции слишком низкая, возможно в ней имеется значительная часть кремния, снижающего устойчивость к разрывам.

Более дорогие модели имеют в своем составе цинк и титан, обеспечивающие лучшую прочность и стойкость к механическим воздействиям. Такие батареи не боятся коррозийных процессов и обладают внушительным сроком службы.

Особой популярностью пользуются вакуумные модели. Они работают по принципу двойной передачи, а их конструкция состоит из герметичных секций, где отсутствует воздушная прослойка. Циркуляция теплоносителя осуществляется по плотно запаянной трубке, а сам процесс запускает кипение жидкости внутри секций. Внутреннее пространство труб плотно заполняется паром, который начинает конденсироваться на стенках и оседать снизу.

В результате прогрев секции осуществляется равномерно, а показатели КПД достигают невероятных показателей.

Разбираясь с принципом работы радиатора отопления, важно знать о его конструкции и устройстве. Если покупается секция батарей, то при любой возможности можно будет расширить площадь нагревания или докупить дополнительные элементы. При использовании панельной конструкции или конвектор модернизировать отопительную систему уже не удастся.

На этапе проведения расчетов не совсем просто оценить все нюансы, которые имеют прямое воздействие на объемы требуемого тепла для каждой части комнаты. И если устройство батареи отопления секционное, это позволит менять интенсивность прогрева путем уменьшения или увеличения количества секций.

В конструкции отопительного радиатора предусмотрено межосевое расстояние, указывающие на величину отрезка между центрами труб. Важно обращать внимание на такую характеристику еще на этапе выбора оборудования или при замене проложенной трубной разводки. Если новый радиатор отопления обладает другим показателем межосевого расстояния, придется менять его, т. к. он не соответствует трубной разводке.

При покупке радиатора также важно обращать внимание на диаметр труб. Если он слишком маленький, отопительные приборы засорятся всевозможным мусором, который содержится в теплоносителе.

Не секрет, что даже в очищенной воде могут иметься различные примеси, включая песок, ржавчину и окалину. Со временем такие вещества начинают оседать на стенах труб, снижая эффективность работы системы или полностью выводя ее из строя.

Разбираясь в устройстве алюминиевого радиатора отопления в разрезе, важно уделять внимание всем рабочим нюансам. В противном случае устройство быстро выйдет из строя и перестанет справляться со своими задачами.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector