Радиаторы систем отопления

Радиаторы – это отопительные приборы с двумя способами отдачи тепла: конвективным и радиационным. На конвекцию приходится 75% от общего теплового потока, а на радиацию – 25%.

Конструктивно радиаторы водяного отопления (батареи) делятся на секционные и панельные. Первые изготавливаются из чугуна, стали и алюминия. Вторые могут быть стальными и биметаллическими (сталь и алюминий).

На российском рынке в наше время можно найти не только радиаторы отечественного производства, но и импортные. Но вторые покупать нужно только в том случае, когда вся отопительная система импортная. В противном случае зарубежные приборы быстро выйдут из строя, потому что они не рассчитаны на жесткую воду с механическими примесями.

Секционные чугунные радиаторы являются самым распространенным видом приборов отопленияв России. Их производят с начала ХХ в.

Популярность данного вида приборов обусловлена тем, что стальные и алюминиевые батареи имеют недостаточную прочность для российских теплосетей.

Чугунный радиатор состоит из одно– или многоколончатых секций с каналами круглого или эллипсовидного сечения.

Самыми распространенными являются батареи с двухколончатыми секциями высотой 50 см (рис. 8). Между собой секции соединяются ниппелями с картонными, резиновыми или паронитовыми прокладками.

Обычно чугунные батареи отопления рассчитаны на рабочее давление 6—9 атм, опрессовочное (испытательное) – 15—18 атм и максимальную температуру теплоносителя – 130° С.

Чугунные радиаторы имеют следующие положительные свойства:

- большую тепловую мощность;

- высокую механическую прочность;

- хорошую коррозионную стойкость;

- невосприимчивость к плохому качеству теплоносителя.

К недостаткам чугунных батарей отопления можно отнести:

- большую металлоемкость;

- высокую тепловую инерцию;

- нестойкость к гидравлическим ударам в системе;

- несоответствие санитарно-гигиеническим нормам;

- большие трудозатраты при транспортировке и установке из-за большого веса радиатора;

- неэстетичный внешний вид.

Рис. 8. Секция радиатора двухколончатая

а – вид в разрезе; б – вид сбоку; 1 – колонки; 2 – внутренняя резьба

Секционные алюминиевые радиаторы по популярности в нашей стране идут вторыми после чугунных. Они представляют собой прессованные секции и коллекторы, которые изготавливаются из алюминиевого сплава с добавлением кремния (он придает металлу необходимую прочность на разрыв).

Алюминиевые радиаторы выпускаются в двух вариантах:

- литые отопительные приборы (каждая секция отливается как отдельная деталь);

- экструзионные радиаторы (каждая секция состоит из трех элементов, соединенных между собой специальными болтами). Герметичность соединений достигается за счет уплотнительных элементов или с помощью клеевого соединения.

У алюминиевых батарей также имеются свои плюсы и минусы. К положительным качествам можно отнести:

- повышенную теплоотдачу за счет оребрения секций;

- высокую скорость нагрева (нагреваются в несколько раз быстрее, чем чугунные);

- экономичность потребления энергии;

- возможность регулировки температуры воздуха в помещении;

- небольшую массу;

- простоту установки и транспортировки;

- современный дизайн.

Большинство алюминиевых радиаторов рассчитано на рабочее давление 6—25 атм, опрессовочное давление – 9—37 атм, максимальную температуру теплоносителя – 130° С.

К недостаткам алюминиевых батарей отопления относятся:

- невысокая конвективная способность;

- повышенное газообразование, которое приводит к воздушным пробкам в системе отопления;

- высокая вероятность возникновения протечек между секциями;

- концентрация тепла на оребрении.

В продаже имеются также анодированные радиаторы, которые изготавливают из алюминия высшей степени очистки с последующим полным анодным оксидированием всей поверхности. Анодное оксидирование изменяет структуру алюминия, тем самым защищая прибор от всех видов коррозии, а также других вредных воздействий.

Для соединения элементов радиатора между собой применяются не ниппели, а сухие наружные муфты. Благодаря этому внутренняя поверхность отопительных приборов остается гладкой.

Такой способ соединения исключает образование застоев теплоносителя и засоров системы. Теплоотдача анодированных приборов значительно выше, чем простых алюминиевых.

Рис. 9. Стальные панельные радиаторы

а – колончатой формы; б – змеевиковой двухходовой; в – змеевиковой четырехходовой; 1 – колонки

Анодированные батареи систем отопления рассчитаны на рабочее давление 50—70 атм, а разрушаться они начинают только при давлении 215 атм!

Стальные панельные радиаторы (рис. 9) представляют собой два штампованных стальных листа толщиной 1,4—1,5 мм, соединенных между собой двумя способами:

- горизонтальными коллекторами, соединенными вертикальными колонками (колончатая форма);

- горизонтальными параллельно и последовательно соединенными каналами, приваренными к одной панели (форма змеевика).

Стальные панели бывают одно– и двухрядными с декоративным покрытием из термостойкой эмали и без него, с ребристой или гладкой поверхностью.

Такого рода отопительные приборы рассчитаны на рабочее давление 6—10 атм и максимальную температуру теплоносителя 110—150° С.

Достоинствами стальных панельных радиаторов являются:

- высокая теплоотдача;

- малая тепловая инерция;

- соответствие санитарно-гигиеническим нормам;

- небольшой вес;

- эстетичный внешний вид.

Поскольку резьбовых соединений в таком приборе всего два, то протечки возникают гораздо реже, чем у секционных радиаторов.

Самыми главными недостатками таких отопительных приборов являются:

- небольшая площадь нагревательной поверхности;

- невысокая коррозионная стойкость.

Биметаллические радиаторы обычно изготавливаются из стали и алюминия. У них практически нет недостатков, которыми обладают чисто алюминиевые или стальные приборы. Но они сохранили главное достоинство – высокую теплоотдачу.

Одна секция биметаллического радиатора – это две вертикальные трубы, которые под давлением обливают алюминиевым сплавом (рис. 10). Между собой секции соединяются стальными ниппелями, герметичность обеспечивают прокладки из термостойкой каучуковой резины (она выдерживает температуру до 200° С).

Корпус в этих аппаратах имеет высокую теплоотдачу, он быстро нагревается и дает возможность регулировать расход тепла. У биметаллических радиаторов теплоноситель никогда не бывает в контакте с теплоносителем.

Такого рода отопительные приборы рассчитаны на рабочее давление 25 атм и опрессовочное давление 37 атм. В связи с этим биметаллические радиаторы применяют в отопительных системах с повышенным давлением. Главным недостатком таких приборов является малый диаметр внутренних каналов.

Панельные бетонные радиаторы – это бетонные панели с бетонными, стеклянными или пластмассовыми каналами различной формы и с нагревательными элементами змеевиковой или регистровой конфигурации.

Рис. 10. Биметаллические радиаторы

1 – трубы-теплоносители; 2 – элемент из алюминиевого сплава; 3 – установка прокладок

В качестве нагревательных элементов в бетонных панелях используются бетонированные стальные трубы диаметром 15—20 мм (рис. 11).

Рис. 11. Панельный радиатор из бетона

Такие приборы в загородных домах практически не применяются, потому что имеют множество недостатков:

- высокая тепловая инерция;

- невозможность регулировать подачу тепла в помещение;

- теплопотери через дополнительно обогреваемые наружные ограждения дома;

- значительный вес, увеличивающий трудозатраты на монтаж и ремонт прибора;

- большие габаритные размеры.

Выпускаются также гладкотрубные отопительные приборы, представляющие собой стальные трубы, которые соединяются между собой в змеевиковую или регистровую конфигурацию.

Их располагают друг от друга на расстоянии меньшем, чем диаметр самих труб (рис. 12). В случае, когда данное расстояние еще меньше, трубы взаимно облучаются. Это явление значительно сокращает теплоотдачу отопительных приборов.

Если гладкотрубный прибор имеет змеевиковую форму, то скорость движения теплоносителя в нем намного больше, чем в приборе с регистровой формой.

Рис. 12. Схемы соединения стальных труб в гладкотрубные отопительные приборы

а – змеевиковая форма; б – регистровая форма; 1 – нитка; 2 – колонка; 3 – заглушка; 4 – калач

Скорость зависит от повышенного гидравлического сопротивления, особенно если трубы соединены по направлению движения воды.

У гладкотрубных отопительных приборов самый высокий уровень теплоотдачи. Но минусом является большой вес, значительные габаритные размеры и неэстетичный внешний вид. Из-за этого данный вид отопительных приборов используют для обогрева хозяйственных построек.