Батареи из биметалла

Конструкция и устройство радиаторов из биметалла

Такие устройства представляют собой прибор, выполненный из двух материалов Чаще всего применяют алюминий и сталь. Контактирующая с теплоносителем внутренняя часть выполнена из стали, внешняя – из алюминия. Данный металл улучшает теплообмен с окружающим воздухом, поскольку имеет большой коэффициент теплопроводности.

Использование двух различных металлов обусловлено рациональностью применения их различных физических характеристик.

Внутренняя часть изготавливается из стали, поскольку данный материал обладает следующими свойствами:

  • Способен выдерживать высокое давление;
  • Сварные соединения являются более устойчивыми, чем аналогичные соединения у алюминия;
  • Меньше подвергается коррозионному воздействию рабочей среды.

Алюминий в свою очередь имеет следующие полезные свойства:

  • Высокая теплоинертность, позволяющая контролировать количество отдаваемой теплоты;
  • Большая теплоотдача, благодаря которой можно уменьшить объем теплоносителя в системе.

Современные радиаторы имеют оребрение довольно сложной формы, необходимое для теплообмена с воздушными массами. Чем более длинную траекторию движения имеет проходящий воздух, тем более эффективно происходит теплообмен.

При выборе биметаллических приборов следует учитывать некоторые характеристики, присущие различным моделям. По конструкции они бывают 2 видов: монолитные и секционные.

Монолитные биметаллические батареи

В таких приборах используется монолитный сердечник из стали, поверх которого расположена оболочка из алюминия. В них отсутствуют отдельные секции, что повышает устойчивость приборов к сильным перепадам давления рабочей среды.

В системах, где могут иметь место гидроудары большой мощности, следует устанавливать монолитные приборы.

Секционные биметаллические батареи

Данные устройства состоят из нескольких секций. Как правило, их число является четным. Данные отдельные элементы соединяют между собой в радиатор при помощи специальных крепежных элементов. С целью герметизации, между стыками секций устанавливают специальные прокладки.

Секционные изделия позволяют без лишнего труда произвести замену вышедшего из строя элемента, добавить или убрать требуемое количество секций.

Биметаллические и полубиметаллические радиаторы

В первых из алюминия выполняют лишь внешний кожух. Производство таких приборов выполняется в несколько этапов:

  1. Трубы стального сердечника свариваются в требуемой последовательности;
  2. Готовый трубопровод заливается алюминием, находящимся под давлением;
  3. Сверху устанавливают корпус с оребрением.

Таким образом непосредственный контакт теплоносителя производится только со сталью, которая больше противостоит коррозии, чем алюминий.

Если теплоносителем является антифриз, рекомендуется выбор радиатора с медным сердечником.

Сердечник полубиметаллических устройств состоит из двух металлов: сталь используется для вертикальных каналов, алюминий – для горизонтальных.

Таким способом увеличивается количество отдаваемой в окружающую среду теплоты. К недостаткам таких моделей следует отнести:

  • Различные коэффициенты теплового расширения металлов, что приводит к деформации и нестабильной работе прибора.
  • Вода центральной системы отопления содержит много щелочи, вызывающей коррозию алюминия.
  • Слабая стойкость к перепадам давления.

Правильный расчет теплоотдачи и количества секций

Существует два варианта расчета в зависимости от выбранного критерия: по объему отапливаемого пространства и по площади помещения.

Последний вариант расчета пригоден для климата средней полосы России, где требуемая теплоотдача радиатора на нагрев 1 куб. метра воздуха составляет 100 Вт. Он не учитывает такие особенности, как высота потолка, количество окон и их площадь, наличие утепления, количество внешних стен.

Алгоритм расчета:

  1. Найти площадь помещения;
  2. Найти требуемое количество теплоты для обогрева данной площади (произведение теплоотдачи на 1 куб. метр и площади комнаты);
  3. Определить количество секций (частное от деления требуемого количества теплоты на теплоотдачу одной секции, значение которой находится в паспорте на прибор).

Второй способ расчета учитывает норму количества теплоты на единицу объема пространства, равную 41 Вт/куб. м.

Расчет аналогичен предыдущему:

  1. Найти объем помещения;
  2. Определить требуемую мощность радиатора (произведение полученного объема и нормированного количества теплоты);
  3. Рассчитать число секций прибора (частное от деления требуемой тепловой мощности на количество теплоты, выделяемого одной секцией).

Для более точных расчетов вводят коэффициенты:

  • Для комнат с угловым расположением в формулу добавляют коэффициент, равный 1.3;
  • Если помещение находится в частном доме, следует результат умножить на 1.5;
  • Если окна в помещении имеют большую площадь, результат умножают на 1.1;
  • Зависимо от региона расположения объекта подбирают соответствующий коэффициент.

Паспортное и реальное значения теплоотдачи прибора отличаются, поскольку температура теплоносителя на входе в радиатор редко превышает значение 80 градусов по Цельсию.

Реальную теплоотдачу определяют с использованием понижающего коэффициента.

Алгоритм расчета теплоотдачи:

  1. Выбрать требуемую температуру в помещении и определить температуру теплоносителя на входе;
  2. Определить разницу температур dT = (Твоздуха + 70) * 2;
  3. Существует таблица, в которой установлена взаимосвязь между параметром dT и коэффициентом, который необходим для определения реальной производительности прибора.
  4. Паспортное значение теплоотдачи умножить на найденный коэффициент, чтобы получить реальную теплопроизводительность прибора.

Сравнение брендов производителей — кто лучше?

Рассмотрим ключевые отличия и особенности основных марок представленных на российском рынке.

Sira

Отличительные особенности радиаторов Сира:

  • Быстрый нагрев, отсутствие шума при работе;
  • Высокий коэффициент теплоотдачи благодаря применению специальной комбинации материалов;
  • Отсутствие сварных соединений;
  • Длительный срок эксплуатации (от 25 лет и более).

Global

Достоинства устройств данного производителя:

  • Простота сборки и монтажа;
  • Высокая теплоотдача;
  • Способность выдерживать высокие давления;
  • Использование качественных материалов при производстве;
  • Покрытие наружных поверхностей порошковой эмалью;
  • Устойчивость к химически-активным средам;
  • Привлекательный дизайн.

Rifar

Преимущества биметаллических радиаторов Рифар:

  • Относительно невысокая стоимость;
  • Длительный срок службы (особенно модели «Монолит», не содержащей сборных частей);
  • Высокий КПД;
  • Хорошие эксплуатационные характеристики.

Royal Thermo

Особенности изделий Роял Термо:

  • Использование титана для повышения прочности и долговечности;
  • Способность выдерживать высокие давление и температуры теплоносителя;
  • Идеальное сочетание конвективного лучистого теплообмена за счет особой конструкции ребер корпуса;
  • Привлекательный дизайн, компактность, европейское качество.

Fondital

Особенности радиаторов Фондитал:

  • Компактные размеры, небольшая масса;
  • Высокая теплоотдача;
  • Способны выдерживать высокие давления, их колебания;
  • Длительный срок службы.

Какие есть достоинства и недостатки приборов, их цены

В целом прибор наделён плюсами, характерными для стальных и алюминиевых конструкций:

  1. Корпус хорошо отдаёт теплоту, в силу высокой теплопроводности стенок (в отличие от чугунного радиатора).
  2. При небольшой металлоёмкости прочность прибора достаточна, чтобы выдержать высокое гидростатическое давление сетевого теплоносителя, вероятные гидравлические удары (заслуга стального сердечника).
  3. Радиатор не требует столь строгого контроля кислотности воды, как алюминиевый (pH 7—8): с теплоносителем контактирует металл, более стойкий к коррозии.
  4. Биметалл износостоек, обладает ударной вязкостью.

  1. Объём греющей жидкости в радиаторе невелик — в 2—3 раза меньше, чем в алюминиевом. Это позволяет быстро менять температуру в помещении.
  2. Биметаллические батареи выделяются современным дизайном, возможностью выбрать нужную конфигурацию.
  3. От чугунных радиаторов двухметаллические отличаются удобством очистки поверхности, малым весом, компактностью, простотой монтажа.

Высокая стоимость — заметный недостаток агрегата из биметалла. Она на 12—20% превосходит цену алюминиевых приборов. Одна секция радиатора российского производства стоит 400—800 р., итальянского — 700—900 р., китайского — от 300 р.

Эксплуатационные показатели, по которым сталеалюминиевый теплообменник уступает прочим:

  1. Поверхность неизотермична.
  2. Вода нуждается в очистке и подготовке более тщательной, чем для чугунных изделий.
  3. По сравнению со сталью у биметалла ниже скорость реагирования на изменение температуры, меньше доля теплоизлучения — в пользу конвекции.

Устройство

Основные эксплуатационные характеристики радиатора обусловлены его конструкцией и толщиной стенок.

Трубы (два горизонтальных коллектора, соединённых одним вертикальным) в специальном цеху, под давлением обливаются алюминиевым сплавом. Так формируется монолитное изделие из многослойного материала: стальной каркас внутри алюминиевого корпуса.

Наружному слою в процессе литья придаётся сложная форма — в виде развитой системы рёбер. Прибор приобретает обширную теплоотдающую поверхность. Чем больше площадь контакта батареи и воздуха, тем больше тепла отдаст прибор.

Фото 1. Биметаллический радиатор монолитного типа. Изделие представляет из себя цельную конструкцию.

Полубиметаллический радиатор

Двухметаллические приборы, в которых горизонтальные каналы теплоносителя выполнены из алюминиевого сплава, называют полубиметаллическими. Эта особенность наделяет агрегат недостатками алюминиевых радиаторов:

  • чувствительностью к кислотности воды;
  • истираемостью горизонтальных коллекторов механическими включениями;
  • выделением водорода при контакте с водой — причиной воздушных пробок, снижающих эффективность обогрева;
  • недопустимостью использования в доме с централизованным отоплением (из-за присутствия присадок в теплоносителе).

Владельцы домов с индивидуальным источником тепла, с водой без примесей и кислотность pH 7—8 не остаются в проигрыше и ценят полубиметаллические батареи за небольшой вес.

Монолитные или секционные

Габариты и мощность водяного теплообменника задаёт изготовитель, если его продукция — монолитные радиаторы. Цельные конструкции служат дольше, выдерживают большее гидростатическое давление.

Производство отдельных секций предоставляет покупателю возможность подобрать нужное их количество. Соединение секций между собой стальными ниппелями происходит в заводских условиях. Герметизируют стыки прокладками из термостойкой каучуковой резины, выдерживающей температуру до 200 °C.

Фото 2. Биметаллический радиатор секционного типа. Устройство состоит из отдельных частей, их можно добавить или убрать.

Секционные радиаторы менее долговечны в силу увеличенного числа соединений, требуют более щадящего режима эксплуатации. По мощности монолитные и секционные приборы равнозначны.

Внимание! Применение каждого радиатора имеет ограничения. Ознакомиться с содержанием технического паспорта следует перед покупкой.

Как выбрать биметаллическую батарею отопления

Выбор отопительных приборов для водяного отопления обусловливается несколькими параметрами:

  1. типом системы (напорная или безнапорная);
  2. рабочим и испытательным давлениями;
  3. теплоносителем;
  4. мощностью отопительного котла;
  5. гигиеничностью конструкции теплообменника;
  6. расположением батареи в помещении;
  7. финансовыми возможностями, эстетическими предпочтениями покупателя.

Биметаллические радиаторы, как и стальные, пригодны для пропуска воды, продвигаемой по трубам насосом. В системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя работа стального сердечника непродолжительна. Безнапорный поток, открытый расширительный бак способствуют насыщению теплоносителя кислородом, вызывающим коррозию металла.

Справка. В одном литре теплоносителя, побуждаемого к циркуляции насосом, содержится 0,2—0,4 г кислорода (в 10—20 раз больше расчётного значения). Поэтому при возможности стоит предпочесть современные радиаторы с внутренним антикоррозионным слоем.

В Европе опрессовочное давление превышает рабочее на 30%. В России систему испытывают в более жёстком режиме, с превышением рабочих параметров на 60%. Такое несоответствие способно пагубно сказаться на импортных сталеалюминиевых радиаторах, если они не адаптированы к российским нормативным условиям.

Допустим ли контакт стального сердечника с водой централизованной отопительной сети, или с водой, обогащённой антифризными добавками, изготовитель сообщает в техпаспорте, рекомендациях применения. Указывается и допустимый диапазон значений показателя кислотности (например, 7—9,5).

Мощность системы с выбранными теплообменниками должна соответствовать мощности отопительного котла. В предварительных расчётах удельную объёмную ёмкость системы отопления принимают 15 л / 1 кВт.

Объём системы складывается из емкостей:

  • водогрейного котла;
  • расширительного бака;
  • трубопроводов (подающих, отводящих);
  • отопительных приборов.

Ёмкость теплопроводов вычисляется произведением его протяжённости на площадь сечения трубы. Объём теплообменника прописывается в техпаспорте. Делением суммарного объёма (л) на 15 (л / кВт) получают приближённую расчётную мощность тепловыделения водонагревателя. (Например, для 600 л — 40 кВт).

Габариты биметаллического радиатора зависят от размера ниши, отведённой для его установки. Зазор между низом батареи и полом допустим не менее 6 см, до стены нельзя оставить менее 3 см.

Расположение отопительного прибора под окном создаёт тепловую завесу на пути наружного воздуха, препятствует появлению конденсата на стёклах, наледи. В этом месте радиатор эффективен, если его длина составляет 0,5—0,75 ширины оконного проема. До подоконника оставляют не менее 10 см.

Лаконичный дизайн — отличительная черта отопительных элементов из алюминия. Зарубежные производители предоставляют возможность предпочтения цвета покрытия. Помимо белоснежных приборов спросом пользуются кремовые, серые и чёрные модели.

Расчёт количества секций

Цель обогрева здания — возмещать потери тепла и поддерживать температуру воздуха в помещении на заданном уровне.

Обладатели частного жилья расчёт числа секций доверяют специалисту. Существует и упрощённая формула. Как правило, теплопотери хорошо утеплённого дома не превышают 75 Вт / (м2 ? °C).

Умножив эту цифру на площадь помещения и разделив на теплоотдачу секции батареи, получают ориентировочное число секций. Например:

  • площадь комнаты в доме с автономным отоплением 20 м2;
  • теплоотдача секции выбранной модели 120 Вт;
  • приблизительное число секций — 20 × 75 / 120 = 13.

Многоквартирный дом, как правило, теряет не более 100 Вт / (м2 ? °C). Тогда, для 20-метровой комнаты потребуется 20 × 100 / 120 = 17 секций той же модели.

Толщина одной секции — от 8 до 10 см, ёмкость — 0,2—0,3 л, теплоотдача — 130—200 Вт, вес — 1,2—2 кг (чугунная секция весит около 8 кг). Максимальное число секций варьируется в зависимости от модели: от 6 до 20.

Записи созданы 4315

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх