Принцип и устройство масляного радиатора
Начнем обзор с масляных радиаторов, которые уже на протяжении нескольких лет находятся на пике популярности. Между тем, причин этому немало: бесшумность работы, высокая безопасность и надежность, эстетичный вид.
У масляного радиатора полностью отсутствуют нагревательные элементы открытого типа. В связи с этим вероятность возгорания таких приборов отопления при эксплуатации сведена к минимуму. В таком устройстве расположены ТЭНы. Они полностью погружены в масло. Поэтому их работа происходит в щадящем режиме, что позволяет в значительной степени продлить их срок службы
При этом важно заметить, что масляные батареи имеют достаточно большие размеры. Но благодаря этому они обеспечивают мощный поток прогретого воздуха, который плавно распределяется по всему помещению
Радиаторы устанавливают на расстоянии 10- 12 см от пола и 3-5 см от стены. Между радиатором и подоконником должно быть 10 см.
Масляный радиатор представляет собой комбинированное устройство. В нем перенос тепла осуществляется путем конвекции теплоносителем, а теплоотдача происходит посредством конвекции имеющегося воздуха в помещении, а также последующего излучения основной поверхностью корпуса батарей.
Масляный нагреватель предлагается в виде герметичной, плотно закрытой емкости из металла. Заполняется это устройство минеральным маслом. Сами ТЭНы располагаются внутри радиатора, непосредственно в его нижней части. Они сверху донизу покрыты теплоносителем. После того как произойдет нагрев ТЭНа, он передает тепло маслу, которое впоследствии нагревает корпус. При этом температура поверхности таких батарей является сравнительно небольшой, до 100°. По этой причине во время работы масляные нагреватели практически не высушивают воздух, имеющийся в комнате, а пыль, которая оседает на их поверхности, не сжигается.
Принцип работы этих батарей не меняется с момента их создания. При этом их устройство нередко претерпевает некоторые изменения. Поэтому сейчас во многих магазинах можно встретить масляные радиаторы, которые оснащены термостатом. Он представляет собой регулятор, благодаря которому можно корректировать температуру в помещении.
Радиаторы бывают из чугуна, алюминия, стали или из нержавеющей стали.
Кроме того, термостат защищает батареи от перегрева и перепадов напряжения, ведь функционируют эти приборы от электричества.
Также нередко устройство масляных приборов отопления предусматривает наличие встроенного таймера. Он отвечает за автоматическое включение и выключение обогревателя. Благодаря ему можно составить индивидуальную программу отопления своего жилища, тем самым поддерживая в нем определенную температуру и при этом экономя электроэнергию.
Еще один элемент, который необходим для более эффективной работы масляного радиатора, — это вентилятор. Им оснащаются пока еще не все модели таких приборов отопления. Но он является весьма полезным. Ведь с его помощью увеличивается скорость обогрева помещения. Но при этом следует знать, что в течение эксплуатации таких масляных радиаторов требуется не раз производить замену вентиляторов, поскольку рано или поздно подшипники в них выходят из строя.
КАК ПРАВИЛЬНО ЭКСПЛУАТИРОВАТЬ?
Одно из важнейших условий правильной эксплуатации радиатора – обеспечивать его чистоту и предотвращать возникновение чрезмерного давления в системе. Второй фактор зависит от крышки расширительного бачка.
Первая процедура может продлить срок службы этого компонента. Однако ее нужно выполнять правильно.
Производитель категорически запрещает повторное использование отработанной свой срок охлаждающей жидкости. Даже если ее очистить, она уже потеряла свои свойства, и поэтому уже будет бесполезной.
Если антифриз очень грязный, прежде чем залить в систему новый, ее нужно промыть при помощи дистиллированной воды (ни в коем случае не использовать обычную воду)
Она не содержит солей и примесей, которые могут наслоиться внутри змеевика и понизить эффективность охлаждения.
При наружной очистке важно учитывать, что ребра теплообменника очень тонкие, и поэтому даже небольшие усилия могут их согнуть. Впоследствии это будет препятствовать естественному обдуву радиаторных трубок
Если процедура выполняется при помощи минимойки, нужно настроить небольшой напор. Струю следует направлять перпендикулярно ребрам, чтобы скопившаяся грязь не переместилась внутрь теплообменника. Тогда его никак нельзя будет очистить.
Принцип и устройство чугунного радиатора
Теперь рассмотрим принцип работы чугунных и алюминиевых батарей. Они имеют одну и ту же конструкцию, отличаются только по весу и сроку службы. Так, чугунные секционные приборы отопления являются более тяжелыми, но при этом способны прослужить на протяжении более полувека. Тогда как алюминиевые батареи являются более легкими, но они служат гораздо меньше, однако их стоимость на порядок дешевле. Поэтому нередко покупают именно их.
Принцип работы чугунного или алюминиевого радиатора очень прост и заключается в теплообмене. В батареях циркулирует пар или горячая вода, что приводит к нагреву прибора, вследствие чего он начинает повышать температуру воздуха в помещении.
Важно заметить, что у чугунного или алюминиевого радиатора отсутствуют какие-либо внутренние элементы (ТЭНы, вентиляторы, термостаты и прочие). Там находится только пространство для пара и воды
Соответственно, ремонтировать их приходится довольно редко.
Чугунные и алюминиевые радиаторы обладают значительной тепловой мощностью и не требовательны к качеству теплоносителя. Поскольку они отличаются большой вместительностью, то даже после завершения процесса отопления батареи еще на протяжении длительного времени остаются горячими.
Жидкостная система охлаждения
Жиддкостная система охлаждения более инерционна, двигатель медленно прогревается, но и медленно остывает. Кроме того, большая теплоемкость охлаждающей жидкости обеспечивают интенсивный и равномерный теплоотвод и меньшую температуру деталей.
Теплота, отводимая от двигателей, используется для подогрева впускного трубопровода и улучшения смесеобразования, а также для отопления кабины или салона автомобиля в холодную погоду.
Приборы системы охлаждения:
радиатора 3, вентилятора 1, жидкостного насоса 8, рубашки охлаждения блока цилиндров, рубашки охлаждения головки блока цилиндров, термостата 10, патрубков 6,17 шлангов 9, расширительного бачка, приборов контроля температуры жидкости 13, сливных краников 18, 19.
Виды жидкостных систем охлаждения
Жидкостная система охлаждения может быть термосифонной и принудительной , открытой и закрытой . Большинство современных автомобильных двигателей оснащены принудительной системой охлаждения закрытого типа из-за ряда существенных преимуществ.
Закипевшая охлаждающая жидкость резко снижает эффективность системы охлаждения, так как в этом случае в жидкости образуются пузырьки пара, препятствующие циркуляции жидкости и теплообменным процессам. Поэтому современные автомобильные двигатели оснащаются закрытой системой охлаждения, позволяющей использовать более высокий нагрев жидкости без закипания.
Устройство и работа жидкостной системы охлаждения
В классическом исполнении жидкостная система охлаждения двигателя состоит из жидкостного и воздушного трактов. Жидкостный тракт системы включает в себя (см. рис. 1) : рубашку 6 охлаждения, термостат, радиатор 1, жидкостный насос 5, расширительный бачок 4 и трубопроводы.
Воздушный тракт системы состоит из радиатора 1, вентилятора 9 и направляющих элементов тракта (диффузора).
По малому кругу жидкость циркулирует при пуске холодного двигателя, обеспечивая его быстрый прогрев до рабочих температур. Когда двигатель прогревается, термостат обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости по большому кругу, через радиатор.
Клапан термостата начинает открываться, пропуская охлаждающую жидкость в радиатор при температуре 70…87 ˚С.
Охлаждающая жидкость может подводиться к рубашке охлаждения двигателя через нижний пояс цилиндров, верхний пояс и головку блока цилиндров. Подвод охлаждающей жидкости через нижний пояс цилиндров характерен для дизелей, которые допускают повышение температуры головки блока цилиндров, способствующее лучшему воспламенению рабочей смеси от сжатия.
В двигателях с принудительным воспламенением, склонных к детонации при наличии в камере сгорания перегретых зон, охлаждающая жидкость подводится через верхние пояса (рис. 1,б) или даже через головку блока цилиндров (рис. 1,в) . В последнем случае нагретые участки головки блока цилиндров охлаждаются наиболее интенсивно.
Для подвода охлаждающей жидкости в рубашку охлаждения иногда применяют водораспределительные трубы 14 (рис. 1,в) , имеющие окна против каждого цилиндра. Благодаря этому достигается параллельный подвод охлаждающей жидкости одинаковой температуры ко всем цилиндрам и улучшается равномерность их охлаждения.
Контроль над работой системы охлаждения осуществляется с помощью датчиков и указателя температуры, а также сигнализатора аварийной температуры охлаждающей жидкости.
Датчики устанавливаются в системе охлаждения двигателя, а указатель и сигнализатор – на приборной доске (щитке приборов) в кабине водителя.
Теплота, отводимая жидкостью от деталей двигателя, используется для подогрева впускного трубопровода, улучшения смесеобразования, а также для отопления кабины или салона автомобиля в холодную погоду.
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 и устройство радиатора отопления
Оборудование отопления в жилище во многом зависит от того, какие приборы будут эксплуатироваться для этой цели. Сегодня наибольшей популярностью обладают отопительные радиаторы. Эти механизмы компактны, устройство радиатора отопления простое, они удобны в монтаже и не отличаются особой сложностью в обслуживании.
Устройство батареи отопления может быть как секционным, то есть состоять из нескольких секций, так и панельным. Основу этих изделий составляют, как правило, различные металлы, такие как чугун, сталь, а также различного рода сплавы. Установить такую батарею можно в любом помещении, не нарушив его интерьера, так как в настоящее время существует широкое разнообразие моделей, отличающихся как по своим техническим характеристикам, так и внешним видом.
О том, как работает радиатор отопления и какие есть разновидности этого прибора, далее и пойдет речь.
Газовый нагрев
Для того чтобы снизить расходы на отопление, нередко применяются отопительные приборы, работающие на газе. Одним из самых простых видов такого оборудования является газовый конвектор, присоединяемый либо к системе газоснабжения, либо к баллону с сжиженным пропаном. При этом горелка не входит в контакт с окружающей атмосферой, а кислород попадает к ней через специальную трубу (которую можно вывести на улицу для поддержания в помещении нормального качества воздуха).
Такие виды отопительных приборов имеют высокую мощность (до 8 кВт и более), относительно дешевы в эксплуатации за счет невысокой стоимости энергоносителя.
https://youtube.com/watch?v=4KcmGmlW7cw
К недостаткам же относятся: необходимость постановки на учет в контролирующих организациях, обустройство качественной вентиляции и необходимость в периодической очистке форсунок. Кроме того, в случае неисправности оборудования в помещении может возрасти количество опасного для здоровья углекислого газа. Поэтому в квартирах и других помещениях с постоянным пребыванием людей такие приборы используют редко – тогда как, например, для дачи или гаража они могут оказаться просто незаменимыми.
Стальные радиаторы
Стальные панельные радиаторы
Стальной панельный радиатор с термостатом
Такой радиатор представляет собой прямоугольную панель, состоящую из двух сваренных вместе стальных листов с отштампованными углублениями, при сварке образующих каналы для циркуляции теплоносителя. Иногда для увеличения теплоотдачи к тыльной стороне панели привариваются П-образные стальные рёбра. Несколько таких панелей могут объединяться в пакет и закрываться сверху и с боков декоративными планками.
Выпускаются панели различной высоты и ширины, что позволяет создать прибор любой тепловой мощности. Панельные радиаторы имеют небольшую глубину и мало весят; соответственно, их тепловая инерционность незначительна. Площадь нагреваемой поверхности панелей весьма велика и стимулирует интенсивное движение нагретого воздуха — доля теплового потока, передаваемая конвекцией, достигает 75 %[источник не указан 2376 дней], что позволяет отнести эти приборы к типу конвекторов.
Для изготовления панелей используется низкоуглеродистая сталь с повышенной коррозионной стойкостью. Поверхность стали обезжиривают, фосфатируют, покрывают порошковой эмалью и термообрабатывают.
В случаях, когда система отопления имеет прямое сообщение с атмосферой (например, через открытый расширительный бак), эти радиаторы склонны к коррозии, и их срок службы может составлять всего несколько лет.
К недостаткам панельных стальных радиаторов следует отнести небольшое рабочее давление, на которое они рассчитаны, чувствительность к гидравлическим ударам, незащищённость внутренней поверхности от коррозионного воздействия воды. Эти свойства ограничивают сферу их применения автономными системами отопления с хорошей водоподготовкой. Кроме того, тыльные поверхности приборов труднодоступны для удаления пыли.
В большинстве случаев панельные радиаторы рассчитываются на рабочее давление от 6 до 8,7 атм, опрессовочное — до 13 атм и максимальную температуру теплоносителя 110 °C[источник не указан 2376 дней]. Их рекомендуется использовать в индивидуальном и малоэтажном строительстве, а при наличии индивидуального теплового пункта — в зданиях любой этажности.
Стальные секционные радиаторы
Внешне эти радиаторы напоминают чугунные, однако их секции соединяются друг с другом не резьбовыми ниппелями, а при помощи точечной сварки. Они являются более прочными и долговечными и рассчитаны на рабочее давление от 10 до 16 атм[источник не указан 2376 дней]. Однако из-за особенностей технологии производства стоимость этих радиаторов достаточно высока, что и обуславливает их относительно невысокую популярность.
Стальные трубчатые радиаторы
Трубчатые стальные радиаторы представляют собой сварную трубчатую конструкцию и являются наиболее дорогостоящими. Они выпускаются в расчете на рабочее давление 10-15 атм[источник не указан 2376 дней]. Сварные стыки минимизируют вероятность протечек, но недостатком этих радиаторов является малая толщина стали (1 мм и менее).
Биметаллические радиаторы
Биметаллический радиатор
Биметаллические радиаторы отличаются от алюминиевых наличием стальных внутренних элементов. Конструкция этих радиаторов такова, что запас прочности превышает все возможные давления в системе многократно (разрушающее давление составляет 100 атм), контакт теплоносителя с алюминием сведен практически к нулю. Единственным недостатком можно считать только самую высокую стоимость среди радиаторов.
Классификация по материалу изготовления
Радиаторы должны служить длительно и выдерживать различные агрессивные воздействия. В многоэтажном доме условия эксплуатации не совсем подходящие, т. к. теплоноситель не отличается качеством. В квартире не ставятся приборы из алюминия, т.к. радиатор работает на износ и быстро выйдет из строя.
Производители заботятся о порче внутренностей и защищают поверхность полимерами, но такие варианты стоят дорого и не всегда востребованы. Биметаллические и стальные установки меньше разрушаются от коррозии. Для централизованного отопления от городской ветки подходят чугунные батареи.
Чугун
Чугунные радиаторы долго греются, но длительно отдают тепло и удерживают его
Тяжелый радиатор состоит из секций, отличается мощной теплопередачей. Прибор переносит загрязнение энергоносителя, но на внутренностях скапливается известковый налет и накипь. Установки работают долгое время, иногда их снимают, разбирают и прочищают под давлением, чтобы вернуть изначальную теплоотдачу.
Одновременно с чисткой меняются межсекционные прокладки, которые со временем выходят из строя. Чугунные батареи имеют устаревший дизайн и не ставятся в замкнутых автоматических отопительных системах. В квартирах, которые обогреваются от центральной ветки, такие батареи выдерживают изменение давления и гидравлический удар.
Алюминий
Алюминиевый радиатор в системе отопления эффективно отдает энергию и обладает большой площадью из-за внушительного числа ребер. Выпускаются приборы, выдерживающие давление в системе около 12 атм., а напор при опрессовке – на уровне 18 атм.
Варианты устройства алюминиевого радиатора отопления в разрезе:
- цельные конструкции с литыми секциями;
- экструдированный тип с элементами, соединенными механически;
- комбинированные варианты.
Биметалл
Биметаллические и алюминиевые радиаторы не отличаются внешне, но есть разница в технических показателях
Биметаллические установки отличаются повышенным качеством. Назначение и устройство радиатора позволяет прибору работать в условиях высокого давления и при опасности гидроударов.
Батареи выпускаются секционные или литые, бывают двух видов:
- из алюминия и стали;
- из алюминия и меди.
В биметаллических приборах контакт воды с алюминием не предусмотрен. При такой конструкции улучшается теплопроводность, снижается вес и увеличивается прочность. Радиаторы из двух металлов выдерживают давление до 100 атм., коррозии не наблюдается.
Разнообразие отопительных радиаторов
Наиболее традиционными являются чугунные модели радиаторов отопления, которые знакомы всем. Сегодня эти агрегаты эксплуатируются крайне редко ввиду их большого веса и невозможности установки в системах отопления, функционирующих автоматически. Однако есть у этих приборов и свои достоинства, которые выгодно отличают их от батарей из других материалов.
В первую очередь, конструкция радиатора отопления из чугуна позволяет ему переносить серьезные перепады давления
Кроме того, такие батареи устойчивы к появлению на них коррозионного налета и стойко переносят воздействия находящихся в теплоносителе вредных примесей, что также немаловажно
Устройство радиатора отопления панельного типа является несколько иным. В первую очередь, эти аппараты существенно легче чугунных батарей. К тому же их стенки менее толстые, что снижает показатели их инерционности. Принцип работы радиатора отопления из стали, оборудованного по панельному типу, основан на большей теплоотдаче по сравнению с другими моделями. Кроме того, внешний вид этих устройств является гораздо более современным. Многие потребители по достоинству оценивают алюминиевые отопительные батареи. Эти радиаторы также имеют весьма небольшой вес, их теплоотдача является вполне приемлемой, а дизайн может быть самым разным.
Иногда можно встретить такие отопительные приборы, где алюминий является не единственным материалом, входящим в состав изделия. В недорогих аппаратах дополнением выступает кремний, препятствующим разрыву конструкции в случае серьезных перепадов давления и температуры.
А в тех приборах, которые стоят дороже, может содержаться цинк и титан, поскольку именно эти вещества призваны обеспечить конструкцию повышенной стойкостью к различного рода повреждениям механического характера и защитой от появления коррозии.
Классификация по материалу изготовления
При изготовлении секционных радиаторов чаще всего используются три материала — чугун, алюминий и биметалл.
Старые добрые чугунки
Чугунные батареи состоят из отдельных секций, которые соединяются между собой при помощи специальных прокладок, обеспечивающих герметичность. Внутренние ребра располагаются вертикально. Внутри них движется теплоноситель, температура которого не должна превышать +150 градусов. Рабочее давление — 12 бар. Мощность одной секции — 150 Вт. В продаже сегодня представлены три разновидности чугунных батарей — одноканальные, двухканальные и трехканальные.
Алюминиевый радиатор изготавливается несколько иначе. В процессе производства применяется литой и экструдированный метод. В первом случае батарея под высоким давлением выливается полностью, так что конструкция получается абсолютно герметичной. Во втором случае выливаются отдельные секции, которые потом соединяются между собой при помощи ниппелей, прокладок и клея. Наивысшей прочностью на разрыв обладают изделия, изготовленные методом литья.
Рабочее давление алюминиевого радиатора — 6–10 атмосфер, а максимально допустимая температура теплоносителя +130 градусов.
Цельными и секционными могут быть и биметаллические радиаторы. Их изготавливают из стали и алюминия, алюминия и меди. По устройству такие модели несколько отличаются от алюминиевого радиатора. Сердечник выполняется из стали или меди, а вот ребра — из алюминия. Такое конструктивное решение помогло избавиться от недостатков, которыми обладают чугунные и алюминиевые модели.
Теплоноситель соприкасается только со сталью, поэтому технические показатели изделия таковы:
- Максимально допустимая температура теплоносителя +110 градусов.
- Рабочее давление 40 бар.
Стальной сердечник имеет непростую конструкцию. Две горизонтальные трубки соединены между собой вертикальной колонкой, имеющей с двух сторон резьбу. При помощи резьбы вертикальная колонка надежно крепится к горизонтальным сердечникам снизу и сверху. На нее надевается алюминиевая секция. Преимуществ у такого устройства много. Самые главные — это простой монтаж, устойчивость к ржавчине и возможность самостоятельно регулировать мощность.
Батареи из стали изготавливают методом штамповки, гибки и сварки. Сталь — прочный металл, но он боится окисления. Поэтому использовать стальные батареи стоит только там, где можно обеспечить постоянное присутствие воды внутри замкнутой системы.
Подключение радиаторов
Рассмотрим подробно о подключении радиаторов своими руками в систему отопления. Для начала нужен план подключения и его проект. Сперва нужно начертить примерный вид вашего обогревателя. Чертеж может быть, как индивидуальным, так и с прорисовкой всего отопительного сооружения. Обязательно на любом из чертежей обозначить точки подвода отопления к радиатору. А также нужно приблизительно знать теплоотдачу радиатора.
Фото схем подключения радиаторов
Наиболее распространенный вид подключения радиаторов — это односторонний. Трубы крепятся к радиатору строго, с одной стороны. Это самый удобный вариант для многоквартирных высоток.
Следующий вариант подключения радиатора — маркировка. Производиться диагонально, то есть труба, подводящая тепло цепляется вверху левой стороны, а труба отвода внизу другой стороны радиатора
При этом важно устройство вашего радиатора отопления. Такое расположение подойдет для длинных батарей с большим количеством секций
Тепло при этом, распространяется по всей поверхности батареи, это гарантирует превосходную теплоотдачу.
Ну и последнее подключение радиаторного устройства — это подсоединение снизу. В этом случае обе трубы крепятся снизу напротив друг друга. Эта расположение будет уступать остальным. Так как оно обеспечивает только 10-15% теплоотдачи. Но это идеальное решение, если отопительная система спрятана в пол. Вот вы и познакомились с видами радиаторов, их преимуществами и видами соединения.
https://youtube.com/watch?v=Tt7Iknld_C0
От чего зависит эффективность охлаждения?
Система охлаждения сама по себе отлично продумана и не требует дополнительных манипуляций. Термостат отслеживает температуру, распределительный клапан регулирует направление потока охлаждающей жидкости, а расширительный бачок препятствует завоздушиванию системы. Но в жару, да еще и под нагрузкой, двигатель всё равно может перегреться, если охлаждение недостаточно хорошо работает. От чего зависит эффективность?
Конструкция радиатора: количество рядов, форма трубок, структура. Как правило, радиаторы делают двух- или трехрядными, в зависимости от свободного места в подкапотном пространстве. Понятно, что чем больше рядов – тем лучше охлаждение, но и вес, и толщина радиатора будет соответственно больше. Форма трубок давно уже делается овальной (сплющенной), обеспечивающей более качественный обдув воздухом, а значит, и охлаждение. И, конечно, гофра из тонкого металла, помогающая отводить тепло, тоже имеет значение: пластинчатые радиаторы постепенно уходят в прошлое, уступая место ленточным.
Дополнительный обдув вентилятором. «Карлсон», как его называют автолюбители, делается с электрическим приводом, оснащенным функцией включения при повышении температуры антифриза. Таким образом, дополнительное охлаждение одинаково эффективно работает и на загородной дороге, и в городских заторах.
Чистота. Установленный в самой передней точке, радиатор собирает на себя всю встречную грязь: пыль, мелкие камушки, выхлоп едущих впереди автомобилей, водяные брызги, мух и мотыльков, сухие листочки… Если не следить за чистотой радиатора, слой грязи на нем достигает пары сантиметров, что никак не способствует эффективному охлаждению. Специалисты рекомендуют периодически очищать решетку радиатора от мусора самостоятельно или в автосервисе.
