Из чего состоит и как работает радиатор отопления

Устройство цельного и секционного радиатора

Устройство батареи отопления сильно зависит от того, какой материал употреблялся:

классические чугунные батареи отопления предполагают наличие 1 либо 2 каналов для циркуляции теплоносителя. Выпускаются, в большинстве случаев секционными, отдельные секции соединяются между собой через ниппель с левой и правой резьбой на различных сторонах,

Обратите внимание! При повороте нипеля соседние секции хорошо притягиваются друг к другу, но для обеспечения герметичности стыка этого не хватает. Исходя из этого в обязательном порядке употребляются уплотняющие прокладки

• модели из алюминия отличаются тем, что кроме того любая отдельная секция может складываются из нескольких элементов. Естественно, большее число стыков не идет на пользу долговечности,
• стальной секционный радиатор характеризуется большой прочностью и свойством выдерживать громадное давление в системе отопления. Кроме этого рабочую температуру теплоносителя возможно повысить до температуры свыше 100?С. Что касается типов конструкции, то он бывает секционным, панельным и трубчатым (регистр), сталь позволяет производителям применять фактически вид конструкции,
• в последнее время популярными стали биметаллические радиаторы, в которых теплоноситель циркулирует по стальным трубам, а вот оребрение выполнено из алюминиевых труб. Кроме этого может видеться комбинация медь+алюминий.

Применение алюминиевого оребрения разрешает снизить вес и обеспечить стремительный прогрев радиатора. В современных моделях конструкция ребер оптимизирована так, дабы воздушное пространство перемещался по направлению снизу-вверх. Другими словами в нижней части забирается холодный воздушное пространство, а в верхней – выходит уже нагретый.

Из изюминок конструкции возможно отметить наличие дополнительных ребер жесткости между алюминиевыми пластинами. Производители записывают это в преимущества своих радиаторов, но в действительности особенной пользы от этого новшества нет, а цена мало возрастает. Все-таки большая часть батарей на стене и не испытывают больших механических действия на протяжении эксплуатации, так что высокая жесткость конструкции просто бесполезна.

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.

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.

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.

Принцип работы и устройство радиатора отопления

В основе работы отопительных радиаторов нет никакой сложности. Нагретая до нужной температуры вода движется в помещение по системе труб, а затем попадает в нагревательные приборы, от которых, в свою очередь, происходит нагрев воздуха в жилище.

В том случае, если способ передачи тепла является конвекционным, то есть ускоренным, то аппарат обогрева будет именоваться конвектором. А если в основе передачи тепла лежит принцип излучения, что означает нагрев пространства за счет нагретой до определенной температуры поверхности, то такой механизм будет называться радиатором.

Нередки случаи, когда производители изготавливают отопительные батареи комбинированного типа, которые представляют собой конвекторы-радиаторы панельного образца. Несмотря на показатели температуры в нагревательных приборах, эти агрегаты будут производить около 60% тепла посредством излучения энергии, а оставшиеся 40% будут производиться способом конвекции. Это позволяет максимально снизить конвекцию нагретого воздуха и делает возможным качественный обогрев находящихся в помещении объектов. Подобное устройство в некоторой степени напоминает конструкцию теплого пола.

История создания

С изобретение двигателей внутреннего сгорания, начали думать как этот двигатель охлаждать. Первым автомобилем, на котором установили радиатор охлаждения является авто Benz Velo. Бенз Вело начали продавать в 1886 году. Далее, Вильгельм Майбах начал усовершенствовать охлаждающее устройство и придумал конструкцию с сотами. Такой радиатор со сотами установили на машину Mercedes 35HP. Со времен первой модели Мерседеса 35НР с охлаждающим радиатором, конструкция радиаторов сильно не менялась, кроме геометрии и некоторых доработок.

За счет эффекта термосифона жидкость охлаждения попадала в радиатор. В термосифоне происходит следующие физические явления: если вода нагревается, значит плотность ее уменьшается. Вода с уменьшенной плотностью поднимается вверх. Нагретая жидкость, которая поднималась вверх, оказывалась в устройстве проходя через верхний патрубок.

А в самом радиаторе температура жидкости уменьшалась, а плотность увеличивалась. Прохладная утяжеленная жидкость опускалась вниз и через патрубок заходила в рубашку охлаждения ДВС.

Основной минус радиатора с термосифоном в том, что такое устройство плохо начало справляться с охлаждением моторов повышенной мощности. Далее, конструкторы изобрели помпу для поддержания циркуляции в двигателях любых мощностей.

Варианты монтажа радиаторов

Как известно, устройство любой коммуникации в доме обязательно требует наличия проектного плана, а также нужной схемы установки того или иного прибора. Подключения радиаторов отопления может быть выполнено несколькими способами в зависимости от того, какой тип имеет система труб.

Одним из популярных вариантов подключения является односторонний монтаж батарей. Это значит, что все трубы отопительной системы монтируются исключительно с одной стороны. Особое распространение такой способ установки получил в многоквартирных домах. Еще один тип подключения – перекрестное, или диагональное. Суть такого устройства заключается в том, что монтаж трубы подвода осуществляется с одной стороны радиатора в его верхней части, а трубы отвода – снизу прибора с обратной стороны. Наиболее подходящим такой способ установки будет для тех батарей, которые оснащены большим количеством секций и имеют внушительную длину. В такой конструкции теплоноситель сможет распространиться по всей площади помещения, максимально увеличив параметры теплоотдачи.

Существует также вариант нижнего подключения. Монтаж труб подвода и отвода выполняется к расположенным внизу патрубкам на разных сторонах батареи. Эффективность такого способы подключения существенно ниже по сравнению с двумя вышеописанными типами монтажа, но этот вариант будет актуальным в том случае, если система теплоснабжения оборудована в полу.

Устройство радиатора отопления на видео:

Автономная система отопления

Схема автономного отопления

Какими параметрами следует руководствоваться при выборе котла, и как устроен радиатор отопления? Это лишь немногая часть вопросов, которые приходится решать собственнику частного дома при планировании системы обогрева. Сначала разрабатывается схема отопления, определяются ее основные параметры – температурный режим работы, количество и месторасположение радиаторов, устройств управления.

Следующий этап — узнать, как устроен котел для отопления, и выбрать оптимальную модель

Это очень важно, так как он будет напрямую влиять на КПД и характеристики всего контура обогрева дома

Устройство котла отопления

Устройство газового котла

Принцип работы любого котла – получение тепловой энергии от энергоносителя (уголь, дрова, газ, дизельное топливо) и передача ее теплоносителю. Устройство котла отопления напрямую зависит от типа используемого топлива. Рассмотрим это на примере самых распространенных моделей — газовых.

Основным компонентом в данном случае является горелка. В ней энергия от горячего газа с помощью теплообменника передается воде. В твердотопливных моделях эту функцию выполняет камера сгорания. Помимо этого в котлах зачастую присутствуют следующие компоненты:

• Система подачи воды в теплообменник;
• Патрубок дымохода для отвода угарных газов;
• Элементы управления – контроль интенсивности пламени, содержания СО2, тяги, температуры воды и т.д.;
• Циркуляционный насос – предназначен для повышения скорости движения теплоносителя. В комплектацию большинства твердотопливных и некоторых газовых котлов не входит;
• Расширительный бак и система безопасности.

При выборе газовых моделей нужно обращать особое внимание на наличие второго контура, предназначенного для ГВС. Не рекомендуется приобретать котел, мощность которого выше требуемой

Это приведет к росту расхода энергоносителя и как следствие – повышению финансовых затрат на обслуживание

Не рекомендуется приобретать котел, мощность которого выше требуемой. Это приведет к росту расхода энергоносителя и как следствие – повышению финансовых затрат на обслуживание.

Устройство радиаторов отопления

Батарея отопления в разрезе

Устройство радиатора отопления не меняется уже многие годы. Несмотря на применение новых материалов изготовления, улучшения внешнего вида батареи — при ее создании всегда руководствуются проверенной схемой.

На каких принципах основано устройство стандартной батареи отопления? Она должна состоять из двух компонентов – трубопроводов, по которым течет теплоноситель и теплообменной поверхности. При проектировании стараются увеличить тепловую отдачу и при этом уменьшить полезный объем транспортной магистрали. Для этого в устройстве радиатора отопления применяют материалы с увеличенным показателем теплопередачи – алюминий, медь и т.д

Для пользователя важно обращать внимание на такие параметры устройства стандартной батареи для отопления:

Номинальная мощность, Вт. Производители указывают значение этой характеристики при определенном температурном режиме работы системы. Например — 70/55 или 90/70;
Секционная или панельная модель. Для первых существует возможность увеличения полезной площади путем добавления секций;
Способ подключения

Это важно знать при анализе устройства системы отопления в многоквартирном доме. Если присутствует верхняя разводка труб – следует приобретать модели с боковым подключением

Помимо установки радиаторов обязательно предусматривается их правильная обвязка. Ее компонентами являются запорная арматура, кран Маевского. Для большей экономичности рекомендуется монтаж терморегулируемого клапана.

Одним из главных факторов нормальной работы радиатора является его правильная установка и подключение. При несоблюдении норм его КПД может снизиться на 10-15%.

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.

Устройство алюминиевой батареи

Рассматривая устройство алюминиевого радиатора отопления надо отметить, что конструкция батареи может быть цельной либо секционной.

Секционный алюминиевый обогреватель состоит из 3-4 отдельных секций. Как правило, в алюминий добавляют титан, кремний, цинк. Эти металлы делают изделие более прочным и устойчивым к разрыву и коррозии. Все секции соединяются друг с другом при помощи резьбового соединительного элемента. Для герметизации соединения используют силиконовые прокладки. Внутри радиаторы имеют полимерное покрытие для предотвращения возможности разрыва батареи.

Цельные алюминиевые батареи отопления состоят из профилей. Профили изготавливаются методом экструзии.

В радиаторы из алюминия никакие дополнительные металлы не добавляются.

Что придает пластичности материалу. Между собой профили соединяются путем сварки. Такое соединение отличается высокой прочностью и надежностью. Как и секционные, цельные модели радиаторов внутри покрываются полимерным слоем.

В зависимости от способа производства выделяют радиаторы, изготовленные методом литья, методом экструзии и анодированные изделия (изготавливаются из алюминия более высокой степени очистки).

Технические характеристики радиаторов отопления из алюминия

В виду высоких технических характеристик многие решают купить алюминиевый радиатор для отопления квартиры. К основным техническим параметрам относятся:

1. рабочее давление. Находится в пределах от 10 до 15 атмосфер. В жилых квартирах рабочее давление может превышать норму в 3-4 раза. В связи с этим в городских домах такие радиаторы устанавливают редко. А вот для частных домов – такой обогреватель будет идеальным решением;
2. опрессовочное давление. Находится в пределах от 20 до 50 атмосфер;
3. коэффициент теплоотдачи. Для стандартной секции он составляет 82-212 Вт;
4. максимальная температура теплоносителя может достигать +120 градусов;
5. одна секция может весить от 1 до 1,5 кг;
6. емкость каждой секции от 0,25 до 0,46 л;
7. расстояние между осями может быть 20, 35, 50 см. Есть модели, у которых данный параметр может достигать и 80 см.

Параметры к каждой модели радиатора производитель указывает в паспорте устройства. Учитывая на алюминиевые радиаторы отопления технические характеристики цена на них является вполне оправданной и зависит от типа батареи, количества секций и производителя.

Преимущества и недостатки алюминиевых радиаторов

Перед тем, как купить алюминиевые радиаторы отопления надо рассмотреть, какие преимущества и недостатки имеет данный прибор.

Главным достоинством батареи из алюминия можно назвать компактность и гораздо меньший вес, нежели у чугунных систем. Более подробно о чугунных радиаторах отопления можно прочитать здесь. Оборудование прогревается очень быстро и отлично передает тепло помещению. Срок службы достаточно долгий. Еще одним преимуществом можно назвать деление на секции — есть возможность подобрать нужную длину батареи. Надо отметить, что на алюминиевые радиаторы цена указывается за секцию. Что позволяет легко рассчитать примерную стоимость секционного прибора.

Поскольку оборудование малогабаритное и весит немного, устанавливать его легко. Монтаж можно осуществлять даже на гипсокартонную стену. Современные модели выглядят эстетично и стильно. Алюминий прост в обработке. Что дает возможность производителям экспериментировать с дизайном батареи. Можно подобрать вариант для любого интерьера. Больше всего алюминиевые радиаторы подходят для систем автономного отопления. Несмотря на высокие технические характеристики и массу преимуществ, на алюминиевые батареи отопления цена вполне демократичная.

К недостаткам алюминиевых радиаторов можно отнести низкую устойчивость к коррозии. А это может сильно сказываться на общем состоянии батареи. Алюминий по природе является достаточно активным металлом. Если оксидная пленка, покрывающая поверхность, будет повреждена, то защитный слой разрушится из-за выделения водорода. Для повышения антикоррозионных свойств используют полимерное покрытие. Если у батареи полимерного покрытия нет, то нельзя перекрывать краны на подводящих трубах. Иначе под воздействием давления батарея может разорваться.

Сегодня батареи из алюминия занимают лидирующее место в продажах отопительной техники.

Многие предпочитают покупать данный тип обогревательного прибора и из-за сравнительно невысокой стоимости. На алюминиевые радиаторы отопления цена за секцию в среднем составляет около 230-300 руб.

Как собрать радиатор?

Выполняется сборка радиаторов отопления алюминиевых по такому алгоритму:

• положить батарею на ровную поверхность;
• каждое резьбовое соединение осмотреть на наличие сколов, трещин и тщательно очистить при помощи наждачной бумаги. Обезжирить торцы, используя бензин. Прокладки можно промыть в мыльном растворе;
• соединить секции. Для этого надо надеть уплотнения на ниппель-гайку и приставить с обеих сторон секции устройства. Сделать пару оборотов ключом в верхнем и нижнем отверстии. Когда ключ перестанет поворачиваться, можно его дотянуть, используя рычаг;
• на неиспользованное отверстие следует надеть заглушку. А с другой стороны прикрепить кран Маевского для вывода лишнего воздуха из системы. Теперь радиатор можно присоединять к системе по выбранной схеме.

Конструкция

При выборе радиатора для отопления дома, требуется учет нескольких немаловажных нюансов. При выборе секций для радиаторов, появится возможность по мере необходимости расширения площади нагрева. Если конструктивные особенности планируют панельный тип батареи или конвектор, то не будет возможности ее конструктивного изменения. При проведении расчетов радиаторов, непростым является учет всех моментов, какие смогут воздействовать на объемы требуемого тепла для каждой комнаты в отдельности.

Фото схемы устройства отопительного радиатора

При секционном устройстве радиатора будет возможность уменьшения и увеличения количества секций и замены тех частей, какие будут ломаться.

Схема батареи имеет и немаловажную особенность – межосевое расстояние, какое показывает по вертикали длину отрезка между центрами труб отвода и подвода. Данная особенность должна особенно учитываться в случае замены батарей или проложенной лучевой разводки. При условии приобретения изделия с иным междуосевым расстоянием, потребуется его замена, или производить изменение расположения труб отопления.

Устройство радиатора отопления тоже требует учет диаметра труб. Очень малый диаметр у батарей может вызвать скорое засорение системных агрегатов, так как качество носителя тепла чаще всего бывает невысоким: наличие в воде песка, ржавчины и окалина. Все эти негативные нюансы, в процессе оседания, прежде всего, становятся причиной низкой эффективности работы всей системы, а далее даже стать причиной окончательного выхода из строя всего отопительного оборудования.

Грамотный выбор отопительных радиаторов является важнейшим моментом. Подходящая батарея для отопления – это основа надежного функционирования системы в целом.