Время от времени возникает необходимость замены старой системы отопления на новую. При этом важным критерием является эффективность работы приборов отопления.
Этот показатель определяется физическими факторами, которые связаны с поддержанием температуры в комнате или здании, а также затраты на содержание и эксплуатацию в течение отопительного сезона.
При этом принимаются во внимание потребительские качества:
- дизайн, внешний вид, эстетичность,
- гигиенические критерии,
- безопасность.
Сегодня на рынке отопительных приборов представлены различные виды оборудования, которые отличаются друг от друга по таким показателям:
- технические параметры,
- способ теплопередачи,
- эргономичность и дизайн.
Соответственно, предложения такого оборудования сгруппированы по таким направлениям:
- чугунные батареи отопления,
- стальные радиаторы (панельные и трубные),
- алюминиевые радиаторы,
- биметаллические радиаторы,
- обогревательные конвекторы.
С точки зрения определения самого рационального решения среди обогревательных приборов особый интерес представляет рассмотрение конкурентных преимуществ конвекторов и радиаторов, выполненных из медных трубок и алюминиевых пластинок.
Принцип устройства
Такие радиаторы по конструкции являются изделием простым и надежным. Главное, что такую конструкцию отличает – отсутствие разделения на секции в самом приборе. Он представляет собой единое целое.
Радиатор в разрезе
В цельнометаллическом корпусе находится медная трубка (змеевик). На нем закрепляются вертикальные алюминиевые ребра. Такое расположение пластин обуславливает высокую теплоотдачу.
Сам змеевик изготавливается пайкой. Эта трубка целостная и сама по себе запросто выдерживает давление до 60 атмосфер.
При изготовлении МА отопительных приборов не применяются полимеры. Именно поэтому их рекомендуют устанавливать в автономном отоплении, где теплоноситель не имеет пропилен-гликолевых компонентов.
Кроме этого, внутри устройств наблюдается низкое отложение карбонатов за счет высокой гладкости внутренней поверхности медных труб.
Пайка медных труб
Принцип теплопередачи
Теплопередача от отопительного элемента внутрь помещения, которое обогревается, осуществляется посредством теплового излучения или конвекции. Есть еще вариант комбинированный – конвекционно-излучающий.
Отопительные приборы, которые используют излучение для теплопередачи, это – секционные чугунные батареи или трубные радиаторы.
Конвекционные приборы отопления почти все тепло от теплоносителя передают посредством конвекционных естественных процессов, т.е. за счет циркуляции воздуха внутри обогреваемого помещения по всему объему снизу вверх.
При этом циркулирующий воздух сам становится теплоносителем, когда проходит через нагревательные элементы отопительного прибора. Как правило, рабочая поверхность таких элементов имеет ребристую поверхность.
Это такие типы приборов:
- конвекторы отопления пластинчатые,
- конвекторы с МА теплообменником,
- радиаторы отопления медно-алюминиевые.
При работе этих приборов циркуляция воздуха внутри помещения приводит к тому, что весь объем прогревается равномерно и внутри не остается зон с различной температурой. Кроме этого перемещение слоев внутри пространства выравнивает влажность и нормализует этот показатель.
Медно-алюминиевый конвектор
Конвекционно-излучающие приборы передают тепло в соотносимых пропорциях между конвекцией и излучением.
К таким приборам относятся:
- панельные стальные радиаторы,
- алюминиевые секционные батареи отопления.
Инерционность отопительной системы
Показатель инерционности системы отопления определяет, насколько быстро отопительные приборы передают тепло от теплоносителя внутрь помещения, которое обогревается, а также – как долго система продолжает обогревать помещение после окончания работы котла.
Современные критерии проектирования отопительных систем, в которых применяется терморегулирующая аппаратура, предполагают быструю реакцию отопительного прибора при изменении температуры внутри помещения. Он должен достаточно быстро достигать рабочей мощности и без лишней отдачи тепла отключаться.
Система, в которой регулирование происходит быстро, дает возможность уменьшить расходы на отопления до 20%, что подтверждается проведенными наблюдениями.
Тепловая инерция отопительных приборов (и отопительной системы в целом) определяет такой фактор как способность быстро остывать или нагреваться.
Факторы, определяющие тепловую инерцию
- коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлен отопительный прибор,
- общий объем теплоносителя в приборе отопления.
Теплопроводность измеряется в Вт/м°С. Ниже приводятся показатели теплопроводности для некоторых материалов, из которых изготавливают приборы отопления:
- чугун – 45,
- сталь – 55,
- цинк – 100,
- алюминий – 230,
- медь – 420.
- чугунный радиатор – 10 л,
- стальной панельный радиатор – 3,5 л,
- алюминиевый радиатор – 2,4 л,
- биметаллический радиатор – 1,5 л,
- медно-алюминиевый – 0,7 л.
Объем теплоносителя в различных отопительных приборах
Как видно из перечня МА радиаторы имеют низкие показатели тепловой инерционности. Другими словами, они быстро нагреваются и также быстро остывают.
Важно!Значительная экономия средств при эксплуатации отопительных систем при снижении показателей тепловой инерционности наблюдается при использовании терморегулирующей арматуры.Поэтому МА радиаторы (которые относятся к без инерционным) обязательно необходимо оснащать соответствующим оборудованием.
Отсутствие инерционности вместе с высокими показателями теплопроводности материалов, из которых изготовлены медно-алюминиевые радиаторы позволяют в оборудованной ими отопительной системе температуру регулировать быстро и эффективно (например, при открывании окна или при попадании прямых солнечных лучей).
Как устроены и используются такие радиаторы можно посмотреть на видео:
Давление (рабочее и испытательное)
Давление теплоносителя в отопительной системе образуется путем складывания гидростатического давления жидкости внутри системы и гидродинамического давления, которое образуется при перемещении жидкости по трубопроводам и отопительным приборам. Такое давление называется рабочим.
Инструкция по эксплуатации регламентирует перед запуском отопительной системы после монтажа, ремонта или с началом отопительного сезона проводить опрессовку – испытание всей отопительной системы посредством создания в ней избыточного давления (это можно сделать и своими руками). Таким образом, выявляют разнообразные неисправности и нарушение герметичности трубопроводов и радиаторов.
Как известно, в системах центрального отопления давление внутри отопительных систем в несколько раз выше индивидуальных или автономных систем. В многоэтажных домах давление в сетях достигает 10 атмосфер, а в высотных – до 20 атмосфер. Поэтому приборы должны выдерживать такие показатели давления.
Рабочее давление отопительных приборов (в скобках – испытательное) — атмосфер
- чугунная батарея – 10 (15),
- стальной панельный радиатор – 9 (13),
- алюминиевый радиатор – 15 (22),
- биметаллический – 20 (25),
- медно – алюминиевый радиатор – 17 (24).
Стойкость к гидравлическим ударам
Следует принимать во внимание еще такой фактор, как гидравлический удар, при котором давление увеличивается скачкообразно. При этом рабочий напор превышается многократно. Естественно, что при этом отопительные приборы выходят из строя, трубопроводы – разрушаются, а другие элементы – повреждаются.
Важно!Чугунные, стальные и алюминиевые отопительные батареи уязвимы к гидравлическим ударам.А вот биметаллические и МА радиаторы имеют хорошую стойкость, благодаря внутритрубной конструкции с теплообменником.
МА радиаторы
Коррозия внутренней поверхности
Многие материалы подвержены абразивному износу за счет контакта с жидкостью, которая имеет либо высокий, либо низкий показатель кислотности рН. В этом отношении такие радиаторы выгодно отличаются от других, т.к. позволяют применять теплоноситель с показателями рН от 4,5 до 12,5.
Кроме этого коррозию вызывает растворенный в теплоносителе кислород. В этом отношении медно-алюминиевые радиаторы имеют высокую стойкость, которая превышает даже коррозионную стойкость чугунных батарей. Срок службы их составляет не менее 40 лет.
Радиаторы разного размера
Выводы
Медно-алюминиевые отопительные приборы имеют все критерии, чтобы активно использоваться в системах отопления за счет своих характеристик. К сожалению, цена на них еще несколько высока, но длительный срок службы этих радиаторов компенсирует дополнительные расходы.
