Как работает радиатор отопления. Принцип работы радиатора отопления

Как работает радиатор отопления. Принцип работы радиатора отопления

Как работает радиатор отопления?

Отопительный радиатор стоит в каждом доме, однако далеко не все пользователи знают, как работают такие системы. Между тем знать об этом важно, чтобы выбрать оптимальную для своей квартиры батарею.

Общие принципы работы отопительных радиаторов

Подходы к отоплению в системах отличаются, но есть общие принципы, по которым работают все радиаторы:

• В систему подается теплоноситель, чаще всего им служит горячая вода.
• Теплоноситель нагревает поверхность радиатора.
• Нагретая батарея передает тепло в пространство помещения.
• Постепенно теплоноситель остывает, после чего перетекает в общую систему, где проходит повторный нагрев.

Это упрощенный принцип работы, схема распределения тепла в различных радиаторах будет отличаться.

Как работают батареи из чугуна

При подключении радиаторов, изготовленных из чугуна, наиболее часто используется односторонняя схема. То есть нагретая вода подается и возвращается в общую систему с одной стороны. Выглядит это так:

• Нагретая вода подается в радиатор.
• Вода остывает, благодаря физическим процессам перетекая по конструкции батареи.
• Теплоноситель вытекает в другую трубу, попадает обратно в общую систему.

Это наиболее простая схема. Для существенного нагрева и поддержания оптимальной температуры требуется значительный объем теплоносителя. Однако такие радиаторы медленнее остывают, способны долго сохранять тепло даже при экстренном отключении отопления. Также чугун нетребователен к качеству теплоносителя, однако не способен выдерживать сильные гидроудары, которые нередко случаются в центральных системах отопления.

Как работают батареи из стали, алюминия и биметаллические модели

Данные радиаторы могут подключаться по различным схемам, а работа их также основана на передаче тепла в окружающее пространство. В отличие от чугунных, такие типы батарей требуют минимум теплоносителя (примерно 350 г), что не только упрощает монтаж и демонтаж, но и делает их экономичными.

Экономия теплоносителя происходит за счет тонкой трубки, по которой течет вода. При этом площадь соприкосновения с воздухом остается значительной, потому радиаторы из стали, алюминия или совокупности этих металлов отличаются лучшей теплоотдачей.

Примечательно, что биметаллические радиаторы характеризуются более высоким коэффициентом теплоотдачи. Высокие показатели достигаются благодаря их устройству: теплоноситель перетекает по стальному сердечнику, который передает тепло алюминиевой оболочке (оболочка не контактирует с водой, потому защищена от коррозии).

Как работают вакуумные радиаторы

Нагрев при помощи вакуумной батареи отличается от всех озвученных выше типов, поскольку здесь используется принцип двойной теплопередачи.

Используемая в роли теплоносителя вода проходит наиболее короткий путь (по запаянной прямой трубе), что обеспечивает быстрый нагрев. С трубой контактирует жидкость внутри, которая и проводит тепло.

Непосредственно батарея – это герметичные секции, в которых нет воздуха, что не позволяет жидкости внутри системы быстро остывать. Из-за отсутствия воздуха жидкость закипает при более низкой температуре. Работает радиатор по принципу:

• Теплоноситель нагревает жидкость внутри батареи вплоть до кипения.
• Пар заполняет собой внутреннюю конструкцию, оседает в виде конденсата на её стенках, после чего перетекает вниз.
• Цикл нагрева повторяется.

Поскольку батарея нагревается равномерно, теплоотдача вакуумных систем крайне велика, а используемый объем теплоносителя мал.

Устройство радиатора отопления. Характеристики и виды радиаторов отопления

Самые распространенный и известный вид радиаторов изготавливают из чугуна. Они были довольно распространены и применялись в каждом доме. Они очень массивны и не подходят для современной системы отопления и не вписываются в современный интерьер.

Чугунные радиаторы имеют и ряд преимуществ, отлично выдерживают перепады давления, не подвергаются коррозии и не взаимодействуют с элементами, выделяемыми системой отопления.

• Радиаторы, изготовленные из стали обладают тонкими стенками за счет этого теплоотдача меньше. Улучшить это качество можно за счет приобретения единого панельного стального радиатора. Из-за увеличения площади, выделение тепла увеличивается.
• Устройство алюминиевых радиаторов отопления отлично гармонирует с современным дизайном. Отличается небольшой и невесомой конструкцией с хорошей теплоотдачей.

Возможно изготовление радиаторов из алюминия с добавлением различных примесей. Если стоимость сильно занижена, то в состав добавлен кремний. Он значительно уменьшает способность конструкции сопротивляться давлению.

Радиаторы более высокой ценовой категории содержат в составе цинк и титан они значительно увеличивает прочность к сторонним повреждениям, увеличивает противостояние коррозии, и сопротивление давлению.

Устройство биметаллических радиаторов отопления – это радиаторы которые изготовлены из двух видов метала (медь и алюминий). Преимущество радиаторов в том, что они лучше противостоят резким перепадам давления не подвержены разрушению под воздействием воды.

Их легко вмонтировать к стандартным трубам. В комбинации со стальными трубами и алюминиевыми пластинами, можно значительно увеличить процесс теплоотдачи.

Источник: https://alyuminievye-radiatory.aystroika.info/stati/ustroystvo-radiatora-ohlazhdeniya-avtomobilya-razbiraem-ustroystvo-radiatora-ohlazhdeniya

Как устроен биметаллический радиатор отопления. Как устроены биметаллические радиаторы отопления

На устройство биметаллических радиаторов недвусмысленно намекает их название – биметаллические, что означает – состоящие из двух металлов. Внутренняя часть радиатора, по которой протекает теплоноситель, изготавливается из стальных (медных) труб, а внешняя часть, служащая для передачи тепла окружающему воздуху, сделана из алюминия.

Плюсы такой конструкции очевидны. Стальные трубы способны легко выдерживать высокое давление в отопительной системе, помимо этого, в отличие от труб из алюминия, они химически устойчивы к различным вредным примесям, которые могут содержаться в теплоносителе. А алюминиевый корпус имеет наилучшие по сравнению с иными материалами показатели теплоотдачи. Это благотворно сказывается на габаритах, весе и виде биметаллических радиаторов, и ещё делает их очень отзывчивыми на сигналы терморегулирующей аппаратуры.

Биметаллические радиаторы отопления, сердечник которых изготовлен из меди, имеют наилучшие характеристики, но цены на них доступными не назовёшь. Медно-алюминиевые радиаторы рекомендуется к установке в системе с газовым котлом, имеющим медный теплообменник. Для котлов со стальными теплообменниками подойдут алюминиево-стальные биметаллические радиаторы.

Биметаллический радиатор – это совокупность секций, соединённых между собой посредством резьбового соединения. Каждая секция содержит пару стальных труб – верхнюю и нижнюю, которые соединены перемычкой. К наружной поверхности стальных труб по специальной методике литья под давлением плотно присоединяется алюминиевый корпус, выполняющий функции теплообменника. Для максимальной отдачи тепла окружающему воздуху, алюминиевый теплообменник имеет сложную форму с многочисленными протоками для лучшей конвекции.

Помимо чисто биметаллических радиаторов выпускаются ещё «полубиметаллические», у которых сердечник выполнен из стали лишь частично – его вертикальные каналы стальные, а горизонтальные – алюминиевые. Цена таких радиаторов примерно на 20% ниже, чем цена батарей с полностью стальными трубами, но они менее прочны, поскольку существует риск протечек в местах стыков двух металлов в сердечнике. Для отопительных систем многоэтажных домов характерны высокое рабочее давление, а также невысокое качество теплоносителя, поэтому для них лучше применять биметаллические батареи с полностью стальными трубами.

Как работает радиатор охлаждения двигателя

В процессе работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) температура внутри блока цилиндров может достигать 2000°С. Для того что бы двигатель работал в заданном температурном режиме его надо охлаждать, иначе силовой агрегат попросту перегреется и выйдет из строя. Поэтому охлаждение ДВС – одна из важнейших задач, которую решают конструкторы современных машин, совершенствуя и модернизируя как отдельные детали, так и всю систему целиком.

Функциональное предназначение

Главным элементом, входящим в систему охлаждения ДВС, по праву считается радиатор. Именно эта деталь позволяет эффективно и быстро приводить к заданным параметрам температуру охлаждающей жидкости (ОЖ), поддерживая необходимый режим и защищая мотор от перегрева.

Существующие в настоящее время системы охлаждения двигателя, помимо ключевых задач, выполняют целый комплекс вспомогательных функций, повышая тем самым комфорт и качество эксплуатации транспортного средства:

• сохранение комфортного уровня температуры внутри салона при работе системы отопления, климат-контроля;
• отвод излишков тепла от картера смазочной системы;
• охлаждение отработанных выхлопных газов;
• поддержание нормальных эксплуатационных параметров рабочей среды в автоматической коробке переключения передач (АКПП);

Конструктивные особенности

Радиаторы всех транспортных средствимеют приблизительно одинаковый конструктив, который состоит из следующих основных элементов:

• верхний и нижний баки (иногда левый и правый);
• соты из металлических пластин;
• трубкипо которым циркулирует антифриз;
• вентилятор;
• крепежные детали и элементы.

Непосредственно функцию охлаждения выполняет именно сердцевина радиатора, представляющая собой систему тонких поперечных пластин, сквозь которые проложены тонкие вертикальные трубки. Жидкость, поступающая в эти трубки, расходится на множество потоков, что позволяет обеспечить ее интенсивное охлаждение и направление к мотору по замкнутому контуру.

Верхний и нижний баки радиатора совмещены с корпусом и системой трубок специальными патрубками. Нижний бачок имеет специальное устройство – краник для слива ОЖ. Еще один такой кран присутствует в конструкции рубашки мотора.

Сердцевина радиатора охлаждения двигателя бывает двух видов:

1. Трубчато-пластинчатой. Наиболее распространенный вариант. Трубки при этом могут располагаться в шахматном порядке, под углом или в ряд. Ребра имеют либо плоскую, либо волнистую форму. Допускаются разные размеры трубок по длине.
2. Трубчато-ленточный. Охлаждающие трубки всегда расположены в ряд. Основной материал изготовления – медь. Толщина, как правило, находится в пределах 0,05 – 0,1 мм.

Для современных автомобилейрадиаторы все чаще изготавливаются из алюминиевых сплавов, что удешевляет их себестоимость и снижает вес изделия..

Особенности функционирования

Система охлаждения двигателя работает и обеспечивает высокую эффективность отведения излишков тепловой энергии от силового агрегата в следующей последовательности:

• Тосол (или антифриз), под воздействием специального водяного насоса, находится в постоянном движении, циркулируя по герметичному, замкнутому контуру.
• ОЖ забирает часть тепловой энергии и отводит ее от корпуса мотора.
• Далее жидкость направляется в радиатор, где происходит охлаждение, отвод тепла в атмосферу. На этом рабочий цикл заканчивается и повторяется вновь в той же последовательности.

В целях повышения эффективности ОЖ перед корпусом радиатора установленспециальный вентилятор. Его задача – прогонять воздух, активизируя процесс охлаждения тосола или антифриза.

Поддержание радиатора в технически исправном состоянии – одно из важнейших условий эффективногофункционирования системы охлаждения, работы двигателя и автомобиля в целом.Для того что бы он служил долго и эффективно и выполнял свои задачи, надо регулярно промывать его наружную поверхность, от слоя пыли и грязи ,которые, сильно снижает эффективность его работы.

Как работают батареи в доме. Принципы работы отопления

Циркуляция воздуха – важный фактор в работе отопления

Прежде чем рассмотреть, как устроен котел отопления или конструкцию батарей – нужно разобраться в основополагающих принципах построения любой схемы. Она должна состоять из компонентов, обеспечивающих бесперебойную работу всей системы.

Независимо от того, как устроена система отопления многоэтажного дома или частного коттеджа – следует обеспечить нагрев, транспортировку и передачу тепловой энергии в помещения. Для этого необходимы такие составляющие элементы:

• Нагрев теплоносителя . В автономных системах эту функцию выполняет котел или любой другой нагревательный прибор (электрический конвектор, ИК пленка и т.д.). Для централизованного отопления обустраиваю тепловые пункты распределения, которые поставляют нагретую воду нескольким многоэтажным домам;
• Транспортные магистрали — трубопроводы . По ним осуществляется передача теплоносителя от источника его нагрева непосредственно потребителю. Как устроена система отопления многоэтажного дома и в чем ее отличие от автономной? Для первой рядовой жилец дома фактически не может влиять на степень нагрева воды в трубах. В автономной это делается с помощью регулировки мощности котла отопления;
• Батареи и радиаторы . Они предназначены для передачи тепловой энергии от горячей воды воздуху в помещении. В зависимости от того как устроена батарея отопления, она может обладать различными параметрами энергоемкости и тепловой отдачи.

Как устроить систему отопления и что в первую очередь следует выбирать для ее комплектации? Больший интерес представляет обустройство автономных схем в частных домах, так как в данном случае собственник сам выбирает источник тепловой энергии, планирует разводку трубопроводов и эксплуатационные параметры системы.

Для того, чтобы устроить систему отопления самостоятельно – нужно сначала рассчитать тепловые потери в здании. Исходя из этого можно выбрать котел определенной мощности.

Устройство радиатора отопления автомобиля. Принцип работы отопителя

Для защиты двигателя от перегревов в системе охлаждения автомобиля есть основной радиатор. При сгорании топлива тепловая энергия преобразуется в механическую и вырабатывается в таком большом количестве, что хватило бы для отопления двух средних частных домов. Радиатор состоит из металлических трубок и пластин, внутри которых циркулирует охлаждающая жидкость. Он размещен под капотом так, чтобы пропускать как можно больше воздуха при движении, а благодаря его конструкции значительно увеличивается площадь соприкосновения с воздушными потоками. Охлаждающая жидкость забирает лишнее тепло двигателя и передает его воздуху.

Даже на холостых оборотах двигатель нагревается так, что нуждается в охлаждении. Если авто никуда не движется, то включаются вентилятор, расположенный рядом с радиатором. Потоки антифриза регулируются так, чтобы двигатель не охлаждался и не перегревался. Нормальные температурные колебания жидкости 80-95 Со.

Печь тоже забирает лишнее тепло от сгорания топлива, она включена в малый контур системы охлаждения, а основной радиатор – в большой. Зимой при запуске двигателя, жидкость через водяную рубашку движется сразу к печке, чтобы как можно быстрее согреть салон. Только после прогрева, лишнее тепло отдается в атмосферу.

Главная деталь системы отопления салона – радиатор печки, так же состоящий из металлических трубочек. По патрубкам к нему поступает антифриз из водяной рубашки двигателя и отводится обратно в охлажденном состоянии. Печь оснащена вентилятором, трубками воздухоотводов, по которым теплый воздух нагнетается в салон. Подача тепла регулируется приборами управления или климат-контролем. Для снижения или увеличения температуры изменяется поток подачи антифриза или скорость оборотов вентилятора.

Радиатор отопления в разрезе. Конструктивные особенности

Когда вы выбираете радиаторы, следует учесть несколько важных моментов. Если вы выберете секции батарей отопления, то при необходимости можно будет увеличить площадь нагревания. Если же конструкция батареи отопления будет панельной, или это будет конвектор, то конструктивно вы ее уже не измените. Когда только производятся расчеты, очень тяжело учесть все нюансы, которые будут влиять на количество необходимого тепла для каждого отдельного помещения. И если устройство батареи отопления будет секционным, то это даст возможность уменьшать и увеличивать количество секций, заменять те элементы, которые вышли из строя.

Схема радиатора отопления также характеризуется важным аспектом – межосевым расстоянием, которое отображает по вертикали величину отрезка между центрами подводящей и отводящей трубы. Особенно этот момент стоит учитывать тогда, когда заменяется уже существующий радиатор или проложенная трубная разводка. Если вы купите радиатор с другим межосевым расстоянием, то вам придется или менять его, или менять размещение труб.

Конструкция радиатора отопления также подразумевает, что важно учитывать диаметр труб. Если он будет слишком маленьким, то это вызовет быстрее засорение отопительных приборов.

Ведь качество теплоносителя обычно оставляет желать лучшего: в воде есть песок, окалина и ржавчина. Все эти неприятные моменты при оседании сначала вызывают неэффективность работы системы отопления, а затем даже могут повлечь за собой ее полную поломку.

Правильный выбор радиаторов отопления – это важнейший нюанс. Подходящий радиатор отопления в разрезе – залог хорошей работы отопительной системы.

Как работают батареи с регулятором. Термоклапан для радиатора отопления: классификация

Теперь поговорим о нижней части термостата — клапане (вентиле). В первую очередь нужно знать, что промышленность выпускает регулирующие устройства для разных систем. И использовать нужно только устройства для вашей системы.

Устройства для двухтрубных систем имеют, как минимум,  в два раза большее гидравлическое сопротивление, чем для однотрубных. Это сделано специально, так как балансировка в этом случае происходит за счет падения давления на клапанах. Потому и устанавливают приборы с малым проходным сечением. Поставив такое устройство в однотрубную систему , вы наверняка будете мерзнуть. Потому будьте внимательны.

Есть термоклапаны для радиатор в однотрубной и двухтрубной системе. И использовать устройства для двухтрубной системы в однотрубной нельзя

Иногда модификации для однотрубных систем позиционируются как устройства для систем с естественной циркуляцией . У них гидравлическое сопротивление снижено, и их можно использовать в однотрубках.

В однотрубную систему устанавливайте термостаты с проходной способностью не ниже 3 (Kvs=3 и выше).

По способу  подводки труб регуляторы температуры радиаторов бывают угловыми или прямыми (проходными). Встречаются еще осевые модели. Выбирают в этом случае в зависимости от типа подключения отопительного прибора. Если труба подходит сбоку, удобнее ставить прямой вентиль, если снизу — один из угловых.

По типу подключения термостатические вентили для радиаторов бывают прямыми и угловыми

Различаются термовентили и по материалу, из которого они изготовлены. Используют металлы, которые имеют хорошую стойкость к коррозии. На некоторые из них наносится еще дополнительное защитное покрытие (обычно никелирование или хромирование). Итак, термостатические вентили изготавливают из:

• бронзы, есть никелированная и хромированная;
• латунь, есть никелированная;
• нержавейка.

Понятно, что нержавейка лучше, но и стоят такие клапаны немало, а в продаже встречаются редко.

Что внутри батареи отопления. Форма исполнения

Современный радиатор отопления — это надежный прибор, способный продемонстрировать свою эффективность только при соответствии своих технических параметров той системе отопления, в связке с которой он функционирует. Например, для обогрева помещений большой площади выбирают одни варианты, малой — другие.

Существует несколько видов конструкций:

1. Секционные радиаторы.
2. Трубчатые батареи.
3. Панельные модели.
4. Пластинчатые варианты.

Различия их технических параметров велики. Теплоотдача зависит от объема радиатора. Чем он больше, тем выше эффективность, тем сильнее должно быть давление в системе, и тем тяжелее сам радиатор. Существуют некоторые нюансы, позволяющие сделать правильный выбор. Они касаются формы отопительных приборов. Рассмотрим каждый вариант отдельно.

Секционные радиаторы

Радиатор, конструкция которого состоит из отдельных ребер, называется секционным. Это самые популярные модели, позволяющие самостоятельно корректировать мощность прибора, увеличивая или уменьшая число секций. Имея на руках расчетную ведомость мощности отдельного ребра батареи, легко рассчитать параметры работы батареи отопления.

Каждая секция имеет простую конструкцию, а соединяются они между собой системой ниппелей. Ниппель — это соединительный узел, имеющий с двух сторон резьбу. При помощи него секции формируют верхний и нижний коллектор, образующие горизонтальные каналы. По ним циркулирует теплоноситель, отдавая свое тепло. Нижний канал имеет конверты, где скапливается мусор, тяжелые частицы металлов и другие крупные примеси, неизменно присутствующие в бегущей по трубам горячей воде.

Такая конструктивная особенность предотвращает засорение секционных радиаторов. В подобном варианте чаще всего изготавливаются чугунные, алюминиевые и биметаллические батареи.

Обратите внимание! Отдавая предпочтение секционным батареям, необходимо учитывать их существенный недостаток. В местах соединения секций велика вероятность возникновения протечек. Они обязательно появятся, если монтаж отопления выполнен без учета свойств материалов, из которых изготовлены те или иные отопительные приборы.

Трубчатые батареи

В техническом плане трубчатые батареи отличаются от секционных тем, что в них теплоноситель циркулирует по трубкам, а не по секциям. Их центральные элементы — верхний и нижний горизонтальные коллекторы. Они методом высокотехнологичной лазерной спайки соединены между собой вертикальными трубчатыми элементами.

В результате получается цельная герметичная конструкция, в которой трубки могут идти в один или два ряда. Различное сечение труб — овальное, прямоугольное или круглое —позволяет создавать оригинальные модели, менять внешний вид изделий, максимально вписывая их в концепцию интерьера.

На теплопроводность такого отопительного прибора влияет несколько факторов:

1. Размер трубок.
2. Их количество.
3. Диаметр основных элементов.
4. Материал, из которого они изготовлены.

На прочность радиаторов влияет толщина стенок трубок. Если она равна 2 мм, прибор способен выдержать давление в 22 атмосферы.

Обратите внимание! Только модели отечественных производителей имеют толщину стенок трубок 22 мм. У зарубежных аналогов этот показатель составляет 1,5 мм, поэтому использование таких радиаторов невозможно там, где давление в системе превышает 15 атмосфер.

Панельные модели

Современный панельный радиатор похож на ребристый прямоугольник, состоящий из одной, двух или трех панелей. Они выполнены из двух пластин, соединенных между собой методом оттиска ребра. Такое устройство увеличивает теплоотдачу, улучшает теплообмен, а также обеспечивает необходимую жесткость устройства.

Из ребер образуются каналы. Они соединяются между собой, и по ним циркулирует горячая вода. Чем больше панель, тем больше объем теплоносителя, и тем выше мощность радиатора. В продаже есть модели панельных батарей трех типов, и каждый имеет свою маркировку — 11, 22 или 33.

Число 11 говорит о том, что у радиатора одна панель, 22 — две панели, 33 — три. Их крепление не вызывает особых затруднений. Минимальная длина панели — 40 см, а максимальная — 2 м. Высота может колебаться в пределах от 30 до 90 см.

Пластинчатые варианты

В основе конструкции пластинчатой батареи лежит трубка. На ней на одинаковом расстоянии закреплены одинаковые пластины. Горячая вода, которая движется по центральной трубе, нагревает пластины, а те отдают тепло воздуху. Эффективное отопление осуществляется конверторным способом.

Существует два варианта исполнения пластинчатых радиаторов. В одном и трубка, и пластины выполнены из стали. В другом центральная трубка медная. Второй вариант позволяет ускорять теплообмен.