Радиатор (отопление)

Чугунный бытовой радиатор

В теплообмене с помощью встроенного радиатора в ванной используется поток горячей воды через трубы из нержавеющей стали, показанные здесь, для повышения температуры окружающего воздуха. Изображенный здесь радиатор также служит полотенцесушителем и обогревателем.

Радиаторы и конвекторы – это теплообменники, предназначенные для передачи тепловой энергии из одной среды в другую с целью обогрева помещений.

Денисон Олмстед из Нью-Хейвена, штат Коннектикут, по-видимому, был первым, кто использовал термин «радиатор» для обозначения отопительного прибора в патенте 1834 года на печь с теплообменником, который затем излучал тепло. В патенте он написал, что его изобретение представляет собой «своего рода аппарат, который я называю радиатором». Радиатор отопления был изобретен Францем Сан Галли в 1855 году, Прусского королевства, бизнесменом из русским живущим в Санкт-Петербурге . В конце 1800-х годов такие компании, как American Radiator Company , продвигали чугунные радиаторы по сравнению с предыдущими конструкциями из сборной стали, чтобы снизить затраты и расширить рынок.

Излучение против конвекции

Радиатор передающее — устройство, тепло среде преимущественно за счет теплового излучения . На практике термин «радиатор» часто применяется к любому количеству устройств, в которых жидкость циркулирует по открытым трубам (часто с ребрами или другими средствами увеличения площади поверхности), несмотря на то, что такие устройства имеют тенденцию передавать тепло главным образом за счет конвекции и логически могут быть называются конвекторами .

Термины конвекционный обогреватель и конвектор относятся к классу устройств, в которых источник тепла не подвергается непосредственному воздействию. Поскольку бытовая безопасность и водоснабжение от водонагревателей поддерживают относительно низкие температуры, излучение неэффективно по сравнению с конвекцией.

Источник энергии

Радиатор для горячей воды в виде плинтуса (вверху), закрытый (слева) и открытый (справа), вид изнутри (внизу), показывающий алюминиевые ребра, последовательно прикрепленные к медной трубе.

Пар

Чугунный радиатор с однотрубной подачей пара и воздухоотводчиком радиатора.

Преимущество пара заключается в том, что он течет по трубам под собственным давлением без необходимости перекачки. По этой причине он был принят раньше, до того, как стали доступны электродвигатели и насосы. Кроме того, пар гораздо легче распределять, чем горячую воду, в больших и высоких зданиях, таких как небоскребы . Однако более высокие температуры, при которых работают паровые системы, делают их по своей сути менее эффективными, поскольку нежелательные потери тепла неизбежно увеличиваются.

Паровые трубы и радиаторы склонны издавать стучащие звуки, называемые паровым молотом . Взрыв создается, когда часть пара конденсируется в воду на горизонтальном участке паропровода. Впоследствии пар подхватывает воду, образует «слизь» и с большой скоростью выбрасывает ее в фитинг трубы, создавая громкий стук и сильно нагружая трубу. Это состояние обычно вызвано плохой стратегией отвода конденсата и часто вызвано оседанием зданий и, как следствие, скоплением конденсата в трубах и радиаторах, которые больше не наклоняются слегка назад в сторону котла .

Горячая вода

Водогрейный радиатор представляет собой герметичную полую металлическую емкость, заполняемую горячей водой из котла или другого отопительного прибора самотеком, насосом или естественной конвекцией . Отдавая тепло, горячая вода охлаждается, опускается на дно радиатора и вытесняется из трубы на другом конце. Противоударные устройства часто устанавливаются для предотвращения или минимизации ударов в трубах радиатора горячей воды.

Электричество

В отличие от систем пара или горячей воды, которые получают тепло от котла, электрические радиаторы производят тепло из электричества в месте расположения радиатора. Это тепло может передаваться жидкости (например, маслу) внутри радиатора. Масло циркулирует внутри радиатора за счет конвекции, которая распределяет тепло от нагревательного элемента к поверхности радиатора. Электрические радиаторы меньшего размера имеют то преимущество, что они портативны, поскольку их не нужно подключать к трубопроводу. Некоторые электрические радиаторы также могут использовать горячую воду; Это характерная особенность полотенцесушителей , где радиатор использует горячую воду, когда работает система центрального отопления, но переключается на электричество, когда отопление всего здания не требуется.

Форма и дизайн

Чугун

Чугунные радиаторы можно использовать с системами горячего водоснабжения или пара. Традиционные чугунные радиаторы больше не распространены в новом строительстве, их в основном заменяют плинтусные или панельные радиаторы с принудительной подачей горячей воды, но они остаются доступными.

Плинтус с подогревом воды

Плинтусные конвекторы для горячей воды (часто называемые «радиаторами с оребренными трубками») состоят из медных труб, к которым прикреплены алюминиевые ребра для увеличения площади их поверхности. Проводимость используется для передачи тепла от воды, циркулирующей в трубах, к металлическим радиаторам или конвекторам.

Плинтусные конвекторы предназначены для нагрева воздуха в помещении с помощью конвекции для передачи тепла от радиаторов к окружающему воздуху. Они делают это, втягивая холодный воздух снизу, нагревая его при прохождении через ребра радиатора и выпуская нагретый воздух вверху. Это создает конвективные петли движения воздуха внутри помещения. Если радиатор заблокирован сверху или снизу, это движение воздуха предотвращается, и отопитель не будет работать. Системы отопления на плинтусе иногда оснащаются подвижными крышками, позволяющими жильцу точно регулировать отопление комнаты, подобно воздушным регистрам в системе центрального кондиционирования.

Панельный радиатор

Панельные радиаторы свариваются из плоских или гофрированных стальных панелей и обычно подвешиваются к стене. Обычно они используются с системами горячего водоснабжения, но доступны и электрические версии. К панелям часто прикреплены ребра, что увеличивает площадь поверхности и, следовательно, количество тепла, которое может передаваться в воздух. Несколько панелей можно соединить вместе, чтобы получился один радиатор, и получившийся радиатор обозначается двузначным номером типа. Первая цифра — это количество панелей, а вторая — количество наборов ребер, например, радиатор типа 21 имеет две панели с одним набором ребер между ними. Поток воздуха вокруг радиатора и между панелями осуществляется только за счет конвекции и не должен быть ограничен, чтобы радиатор достиг проектных характеристик. Тепловая мощность панельных радиаторов регулируется путем регулирования расхода горячей воды с помощью ручного или термостатического клапана.

Алюминиевые радиаторы

Радиаторы также могут быть изготовлены из алюминия, который является очень хорошим проводником тепла и имеет лучшую теплопроводность по сравнению со сталью. Алюминиевые радиаторы, как правило, имеют низкое содержание воды, поэтому это в сочетании с превосходными теплопроводными свойствами самого металла делает алюминиевые радиаторы очень чувствительными к изменениям температурных требований.

Вентиляторный теплообменник

Вентиляторный конвектор содержит теплообменник , питаемый горячей водой из системы отопления. Термостатический переключатель подает питание на электрический вентилятор , который обдувает теплообменник и циркулирует в помещении. Его преимуществами являются небольшие относительные размеры и равномерное распределение тепла. Недостатками являются шум вентилятора и необходимость как источника тепла, так и отдельного электропитания.

Пол

Основная статья: Пол с подогревом

При напольном отоплении трубы укладываются на пол по всему помещению, а затем бетона . во время строительства покрываются слоем

В системе подогрева пола, также известной как «лучистое тепло», используется сеть труб, трубок или нагревательных кабелей, зарытых в пол или прикрепленных под ним, чтобы позволить теплу подниматься в комнату. Наилучшие результаты достигаются с использованием проводящих напольных материалов, таких как плитка. Большая площадь поверхности таких радиаторов размером с комнату позволяет поддерживать температуру в помещении всего на несколько градусов выше желаемой, сводя к минимуму конвекцию . Теплый пол в новом строительстве обходится дороже, чем менее эффективные системы. Кроме того, как правило, сложно провести модернизацию существующих зданий.

Римский гипокауст использовал аналогичный принцип действия.

Подогрев плинтуса

Плинтусные радиаторы — это разновидность обогревателя, при которой радиаторы размещаются внутри плинтуса. Через систему подается горячая вода, обычно взятая непосредственно из системы центрального отопления.

Влияние климата в помещении

Радиаторы могут снизить влажность в помещении , что может способствовать сухости кожи, снижению физического комфорта и усадке деревянного пола (например), однако увлажнитель . для повышения влажности можно использовать

См. также

• Полотенцесушитель
• Обогреватель
• Прокачной винт
• охлаждающая жидкость
• Эквивалентность прямого излучения
• Сердечник нагревателя
• Гидроника
• Гидравлическая балансировка
• Радиаторный шкаф
• Отражатель радиатора
• Радиатор (охлаждение двигателя)
• Термостатический радиаторный клапан

Источники

• «Информация по эксплуатации электрических радиаторов» . Лаура ЛНорт01. 2020.