В многоквартирных жилых домах поддержание нормативной температуры воздуха в помещениях обеспечивается системой центрального отопления. Основным видом отопительных приборов центральной сети являются радиаторы, выполненные из различных материалов. Ответу на вопрос – как обогревается комната радиатором центрального отопления – посвящена данная публикация.
По материалам изготовления радиаторы водяного отопления делят на 4 основных группы:
У каждого из материалов изготовления радиаторов имеются свои, особые теплофизические характеристики. Для систем отопления главными являются показатели теплопроводности и прочности. Величина теплопроводности оказывает прямое влияние на теплоотдачу прибор – чем она больше, тем качественней передается тепло от горячей воды воздуху отапливаемого помещения. Прочность изделия необходима для обеспечения работы батареи под высоким давлением и температурой теплоносителя.
Наилучшими показателями по эффективности передачи тепла обладают алюминиевые и биметаллические батареи, чугунные и стальные изделия уступают им по этому показателю почти в 2 раза.
Каждый из материалов батарей имеет свои требования к составу теплоносителя. Устройства из стали и со стальными каркасами (биметаллические) подвержены коррозии при большом содержании кислорода, алюминий чувствителен к величине водородного показателя. Только чугун отличается малым коррозионным износом и нейтрален к химическому составу воды.
Принцип работы радиатора заключается в использовании конвективного движения воздуха. По законам физики теплый воздух всегда поднимается вверх из-за меньшей плотности (и соответственно веса). Теплоноситель с высокой температурой движется во внутреннем полом пространстве батареи и нагревает стенку устройства из металла. Металл передает тепло воздуху помещения.
Холодный воздух сосредоточен в нижней части помещения, он поступает в наружную конструкцию радиатора, нагревается и поднимается вверх. Его место занимает новая порция холодного воздуха. Такое движение реализуется на постоянной основе (при условии нагрева радиатора теплоносителем).
Для оптимизации движения воздуха через конструкцию батареи поверхности изделий оснащаются пластинами оребрения. Они увеличивают площадь теплообмена и корректируют направление движения воздуха. Кроме того, для реализации конвективного движения воздуха необходимо, чтобы между радиатором и ограждающими конструкциями имелись зазоры. Нормативная величина их имеет следующие значения:
Кроме конвективной теплоотдачи радиаторы передают тепло с помощью лучистого теплообмена (теплового излучения). Тепло при этом передается непосредственно окружающим предметам.
Тепловая мощность радиаторов корректируется с помощью различных видов арматуры – шаровых кранов, ручных и терморегулирующих вентилей. Кроме того, теплоноситель поступает в сеть с определенной температурой, которая меняется теплоснабжающими организациями в зависимости от температуры окружающего воздуха.
Радиаторы являются основным видом отопительных приборов в центральных системах отопления многоэтажных домов. Они отличаются простотой устройства и эксплуатации, обладают высокой прочностью и эффективностью. Еще один важный фактор – батареи всегда дешевле вторых по популярности водяных приборов отопления – конвекторов.
Когда при работающих батареях центрального отопления в помещении холодно, многие включают дополнительные обогревательные приборы, но редко кто задумывается над тем, как повысить теплоотдачу радиаторов центрального отопления . Если включение обогревателей – временная и весьма дорогая мера, то повышение КПД батарей – долгосрочное решение проблемы холодного помещения, которое зачастую не требует вложения дополнительных финансов. В данной статье будут приведены простые и сложные способы эффективного увеличения теплоотдачи батарей.
Немаловажную роль играют и другие факторы, появляющиеся в процессе эксплуатации радиаторов. Так, например, теплоотдача батарей снизится, если:
В целом нарушенная конвекция воздуха (последний пункт) – одно из главных условий плохой теплоотдачи радиаторов центрального отопления. На устранение этой проблемы сначала и нужно направить все силы.
. Батареи передают тепло воздуху, который, нагреваясь, поднимается вверх, а затем, охлаждаясь, опускается вниз. Так происходит циркуляция воздуха, и в помещении становится тепло настолько, насколько это позволяет теплоотдача батареи и скорость воздушного потока. Поэтому для того, чтобы повысить температуру внутри помещения, прежде всего, нужно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха. Для этого следует по максимуму освободить пространство вокруг батареи: убрать защитный экран, поднять шторы, отодвинуть мебель и так далее.
Ускоряем циркуляцию воздуха с помощью вентилятора . Чем быстрее движется воздух, тем больше тепловой энергии он может забрать от батареи. В самые холодные дни можно включать вентилятор, направляя его в центр батареи для захвата как можно большей площади. Для обеспечения автономности подобной системы и обеспечения бесшумности ее работы, можно разместить компьютерные вентиляторы. Они тихие, маломощные, а также при размещении непосредственно под батареей не нарушают естественное направление движения воздуха в помещении. Вентиляторы позволят поднять температуру в помещении на 3-10 градусов, а их небольшой расход дает возможность без существенно ущерба для своего кошелька обдувать батарею круглую зиму. Посчитайте сами: мощность обычных вентиляторов – около 40 Ватт, компьютерных – не более 5. Итого расход: 40 * 24 (часа) * 30 (дней) = 29 Киловатт = около 95 рублей в месяц. В случае компьютерных еще меньше – около 23 руб./мес. при подключении сразу 2-х.
Устанавливаем теплоотражающий экран
.
Тепло от батареи исходит во всех направлениях, и для того, чтобы не отапливать стены, но направить тепловую энергию в помещение, нужно установить теплоотражающий экран за батарею. Для этих целей можно использовать фольгоизолон (вспененная основа с фольгой на одной стороне), приклеив его к очищенной стене за батареей любым подходящим средством (плиточный клей, универсальный клей 88, силикон и др.). В идеале площадь теплоотражающего экрана должна быть больше площади батареи.
Если батарея вверху холодная
нужно спустить воздух. Для этого нужно открутить обычный или кран «Маевского» вверху батареи.
Не будет лишним держать под клапаном емкость или полотенце, потому что, как только выйдет воздух, тонкой струйкой польется вода. Как только это произойдет, клапан можно закрыть. Процедуру следует повторить для каждой батареи в доме.
Если предыдущие способы не помогли, или их применение доставляет существенный дискомфорт, можно решить проблему одним из кардинальных способов:
Проводить все эти работы требуется при выключенной системе отопления, что в большинстве случаев затруднительно в отопительный период. Однако ситуация существенно облегчится, если на входе и выходе установлена запорная арматура, позволяющая отключить от сети теплоснабжения каждый радиатор по отдельности.
Таблица № 1: Коэффициент теплопроводности металлов
Таблица №2: Тепловая мощность радиаторов
Оптимальный вариант – биметаллические радиаторы , которые не требовательны к качеству воды в системе теплоснабжения и при этом обладают высокой тепловой мощностью. Этого удалось достичь за счет комбинации стали (внутри) и алюминия (снаружи), а также благодаря современным технологиям, позволившим добиться большой площади теплоотдачи, при относительной негабаритности секций.
Грамотно используя ресурсы центрального отопления, можно навсегда избавить себя от необходимости подключения дополнительных обогревательных приборов. И, зная способы повышения теплоотдачи батарей, можно регулировать температуру в помещении на свое усмотрение.
Самое забавное в радиаторах отопления, что они на самом деле не радиаторы вообще. Дело в том, что термин "радиатор" является немного неподходящим для устройства обогревающего помещение. Слово радиатор пошло от английского слова “radiate”, что переводится как излучать. Но радиаторы на самом деле не излучают тепло, они обогревают помещение за счет конвекции.
Вне зависимости от материала батарей отопления и их конструкции, подавляющее большинство радиаторов излучает около 80% производимого тепла при помощи конвекции, в результате на тепловое излучение остается всего 20%. Не беспокойтесь, в таком соотношении нет ничего плохого. Некоторые специалисты ошибочно считают, что это соотношение составляет 50 на 50.
Радиаторы изобрел русский бизнесмен Сан-Галли, хотя некоторые люди до сих пор оспаривают его изобретение.
Он назвал их "горячими ящиками", что является достаточно точным описанием радиатора. Теплая коробка, которая перемещает воздух вокруг себя и поднимает температуру в помещении.
В США их называют - обогреватели. Стоит отметить, что американцы используют более точный термин происходящий от слова “heaters”. Ведь именно это и делают радиаторы - обогревают и отдают тепло.
Ученый будет относиться к нагреву, как к тепловой энергии, которая может перемещаться в пространстве путем теплопроводности, конвекции или излучения. Ваш домашний установленный на стене под окном — нагревает холодный воздух над ним, и с помощью малейших сквозняков из окна, конвекционные потоки перемещают тепло по комнате.
Конвекционные потоки создаются, когда воздух над радиатором нагревается, затем охлаждается и затем снова нагревается. Этот процесс происходит непрерывно, пока у вас включено отопление. Таким образом радиаторы перемещают тепло по комнате, что делает дом теплым и уютным. Если выразиться по-научному — тепло создается за счет перехода потенциальной энергии в кинетическую.
Когда радиатор отопления нагревает воздух — это заставляет атомы вибрировать на высокой частоте. Атомы продолжают вибрировать все быстрее и быстрее в результате чего создается тепловая энергия. Этот процесс известен как конвекция.
Как ни с транно, к подогреву пола термин “радиатор” подходит гораздо лучше. Поскольку эта система фактически излучает тепло по всей комнате. Более половины тепла, создаваемого производится через излучение.
Учитывая, что радиатор работает создавая эти прекрасные конвекционные потоки, в то время как вы смотрите футбол - стоит убедиться, что тепло остается внутри дома. Это позволит сэкономить энергию, деньги и тепло. Тепловая энергия, как Гудини - любит незаметно исчезать.
Она может уходить через крышу, окна, стены и любой маломальский зазор невидимый для человеческого глаза. Ваши бедные (или горячие ящики ☺) работают так тяжело, а вы позволяете теплу покидать дом? Не делайте этого!
Установите чердачную изоляцию, изолируйте полости стен и убедитесь, что окна находятся в хорошем состоянии. Это позволит удержать атомы внутри помещения и не даст им вырваться на улицу унося с собой драгоценные градусы тепла.
Как радиатор отопления нагревает помещение was last modified: Апрель 10th, 2017 by JenniferThompson
Нагреватели передают тепло в помещение, которое попадает в них из воды (теплоносителя), циркулирующей в системе отопления. Теплопроизводительность зависит в первую очередь от того, как передают тепло стальные радиаторы отопления , за счет конвекции или излучения, одна из которых всегда превалирует в определенных типах радиаторов. Вспомним уроки физики в школе, на которых обсуждались способы распространения (транспортировки) тепла:
Суммируем, для обогрева помещения явление теплопроводности имеет большое значение, как и при проектировании радиаторов. Отопление помещений происходит за счет излучения и конвекции. Излучение вносит решающий вклад (около 70%) для нагрева поверхностей (пол или стены), которое по праву считается большим преимуществом для систем теплого пола и стен.
Количество передаваемого тепла конвекцией и излучением зависит от конструкции радиатора, что оказывает влияние на ощущения людей при пребывании в отапливаемом помещении. В тоже время просто нагрева воздуха многим недостаточно, чтобы не замерзнуть. Только настоящее чувство тепла предлагает лучистое излучение нагретых объектов в наших помещениях (многие до сих пор помнят тепло изразцовой печи, камина). Некоторые люди более чувствительны к такому теплу. Сейчас нет ничего удивительного в том, что в оснащенных современными системами отопления домах все более популярными становятся печи и камины.
Предназначение радиаторов отопления — передавать тепло со своей поверхности, нагретой изнутри горячим теплоносителем. Будет просто не по-хозяйски транжирить оплаченные килокалории на обогрев холодной стены, размещенной позади батареи, или установить декоративный экран-кожух, не пропускающий теплый воздух от радиатора.
Теплоизоляция батарей отопления предусматривает:
Горячая батарея часть тепла со своей поверхности передает тепловым излучением, которое направлено во все стороны. Естественно, что немалая его доля «перепадает» внутренней холодной стене, что является прямыми тепловыми потерями. Если батарея размещена в нише, то более тонкая стена способствует нарастанию тепловых потерь, особенно в морозную погоду. Радиатор будет обогревать улицу, но никак не жилище. Утечка тепла доходит до 20%.
Во избежание такой ситуации целесообразно разместить между радиатором отопления и стеной теплоизоляционный материал с отражающей поверхностью, который обеспечит:
В настоящее время производится множество модификаций фольгированных теплоизоляционных экранов. Все они представляют комбинацию материала с хорошими теплоизоляционными свойствами, например, пенопласта или вспененного полиэтилена, и фольги, как средства экранирования лучистой энергии. Фольга способна отразить до 90% тепла в излучаемом диапазоне, дальнейшую утечку тепла не допускает теплоизоляция.
Пенопласт с фольгой выпускается небольшими по длине рулонами, толщина слоя 3 мм. Наиболее распространенным отражающим теплоизолятором является выпускаемый длинными рулонами вспененный полиэтилен толщиной слоя 4 мм. Его теплоизолирующие свойства позволяют заменять слой минеральной ваты толщиной до 100 мм.
Расстояние между ребром секции радиатора и плоскостью внутренней стены должно быть не менее 4 мм. При меньшем расстоянии затруднена циркуляция воздуха около батареи, от чего нарушается конвективный теплообмен, соответственно, уменьшается эффективность отопления. Материал теплоизолирующим слоем прикрепляется к стене. В некоторых случаях расположение батареи не допускает установки теплоизолятора, тогда достаточно на внутренней стене попытаться прикрепить хотя бы алюминиевую фольгу. Ее блестящая поверхность прекрасно справится с задачей отражения падающего теплового излучения. Для кирпичной стены стандартной толщины 51 см лист фольги снизит потери тепла до 35%.
Как это не странно звучит для большинства нынешних потребителей центрального отопления, но первоначально чугунные радиаторы закрывались декоративными кожухами с целью защиты (в основном, детей и престарелых) от ушибов и ожогов об нагретую до высокой температуры поверхность отопительных секций радиатора. Тепла хватало всем, центральное отопление справлялось с обогревом немногочисленных квартир, оснащенных отопительными приборами. При этом неправильно выполненные глухие защитные короба — экраны не пропускали львиную долю тепла от горячего радиатора. Но многолетняя практика научила, как при помощи экранов даже интенсифицировать конвективные воздушные потоки для обогрева жилища.
Чтобы экран не препятствовал распространению через его поверхность лучистой энергии от радиатора, рекомендуется закрывать не более 50% площади лицевого рисунка экрана или кожуха. Это достигается перфорацией либо узорчатым декоративным рисунком. Лучший теплообмен для помещения обеспечат металлические экраны, конструкция которых настолько проста, что не требует профессиональных навыков для монтажа. Их либо навешивают на батарею, либо крепят к стене простейшими способами.
Специалистами разработаны рекомендации по наиболее благоприятному размещению радиаторов отопления и экранов для них. Согласно выработанным правилам, оптимальная высота от нижней кромки секции радиатора до пола составляет 10 см. Поэтому и экран не следует устанавливать вплотную к полу, а также приподнять над полом на эту же высоту 10 см, чтобы не препятствовать движению кверху нагретого воздуха.
Это важно! В случае размещения радиатора под окном рекомендуется проделать в подоконнике отверстия для интенсификации воздушного потока.
Эффективность использования экранов в зависимости от расположения батареи и экрана представлена на рисунке.
.jpg)