Принцип работы радиатора отопления

Как устроены системы отопления: котлы, радиаторы, дома и частные коттеджи

Современная отопительная система – это сложный комплекс, работа которого направлена на поддержание комфортного уровня температуры в доме. В зависимости от способа получения тепловой энергии и ее транспортировки различают два основных вида отопления – автономное и централизованное. Нужно ли знать простому пользователю, как устроены системы отопления: котлы, радиаторы, дома? В некоторых случаях эта информация поможет провести самостоятельный ремонт или модернизацию.

Принципы работы отопления

Циркуляция воздуха – важный фактор в работе отопления

Прежде чем рассмотреть, как устроен котел отопления или конструкцию батарей – нужно разобраться в основополагающих принципах построения любой схемы. Она должна состоять из компонентов, обеспечивающих бесперебойную работу всей системы.

Независимо от того, как устроена система отопления многоэтажного дома или частного коттеджа – следует обеспечить нагрев, транспортировку и передачу тепловой энергии в помещения. Для этого необходимы такие составляющие элементы:

• Нагрев теплоносителя. В автономных системах эту функцию выполняет котел или любой другой нагревательный прибор (электрический конвектор, ИК пленка и т.д.). Для централизованного отопления обустраиваю тепловые пункты распределения, которые поставляют нагретую воду нескольким многоэтажным домам;
• Транспортные магистрали — трубопроводы. По ним осуществляется передача теплоносителя от источника его нагрева непосредственно потребителю. Как устроена система отопления многоэтажного дома и в чем ее отличие от автономной? Для первой рядовой жилец дома фактически не может влиять на степень нагрева воды в трубах. В автономной это делается с помощью регулировки мощности котла отопления;
• Батареи и радиаторы. Они предназначены для передачи тепловой энергии от горячей воды воздуху в помещении. В зависимости от того как устроена батарея отопления, она может обладать различными параметрами энергоемкости и тепловой отдачи.

Как устроить систему отопления и что в первую очередь следует выбирать для ее комплектации? Больший интерес представляет обустройство автономных схем в частных домах, так как в данном случае собственник сам выбирает источник тепловой энергии, планирует разводку трубопроводов и эксплуатационные параметры системы.

Для того, чтобы устроить систему отопления самостоятельно – нужно сначала рассчитать тепловые потери в здании. Исходя из этого можно выбрать котел определенной мощности.

Автономная система отопления

Схема автономного отопления

Какими параметрами следует руководствоваться при выборе котла, и как устроен радиатор отопления? Это лишь немногая часть вопросов, которые приходится решать собственнику частного дома при планировании системы обогрева. Сначала разрабатывается схема отопления, определяются ее основные параметры – температурный режим работы, количество и месторасположение радиаторов, устройств управления.

Следующий этап — узнать, как устроен котел для отопления, и выбрать оптимальную модель. Это очень важно, так как он будет напрямую влиять на КПД и характеристики всего контура обогрева дома.

Устройство котла отопления

Устройство газового котла

Принцип работы любого котла – получение тепловой энергии от энергоносителя (уголь, дрова, газ, дизельное топливо) и передача ее теплоносителю. Устройство котла отопления напрямую зависит от типа используемого топлива. Рассмотрим это на примере самых распространенных моделей — газовых.

Основным компонентом в данном случае является горелка. В ней энергия от горячего газа с помощью теплообменника передается воде. В твердотопливных моделях эту функцию выполняет камера сгорания. Помимо этого в котлах зачастую присутствуют следующие компоненты:

• Система подачи воды в теплообменник;
• Патрубок дымохода для отвода угарных газов;
• Элементы управления – контроль интенсивности пламени, содержания СО2, тяги, температуры воды и т.д.;
• Циркуляционный насос – предназначен для повышения скорости движения теплоносителя. В комплектацию большинства твердотопливных и некоторых газовых котлов не входит;
• Расширительный бак и система безопасности.

При выборе газовых моделей нужно обращать особое внимание на наличие второго контура, предназначенного для ГВС.

Не рекомендуется приобретать котел, мощность которого выше требуемой. Это приведет к росту расхода энергоносителя и как следствие – повышению финансовых затрат на обслуживание.

Устройство радиаторов отопления

Батарея отопления в разрезе

Устройство радиатора отопления не меняется уже многие годы. Несмотря на применение новых материалов изготовления, улучшения внешнего вида батареи — при ее создании всегда руководствуются проверенной схемой.

На каких принципах основано устройство стандартной батареи отопления? Она должна состоять из двух компонентов – трубопроводов, по которым течет теплоноситель и теплообменной поверхности. При проектировании стараются увеличить тепловую отдачу и при этом уменьшить полезный объем транспортной магистрали. Для этого в устройстве радиатора отопления применяют материалы с увеличенным показателем теплопередачи – алюминий, медь и т.д. Для пользователя важно обращать внимание на такие параметры устройства стандартной батареи для отопления:

• Номинальная мощность, Вт. Производители указывают значение этой характеристики при определенном температурном режиме работы системы. Например — 70/55 или 90/70;
• Секционная или панельная модель. Для первых существует возможность увеличения полезной площади путем добавления секций;
• Способ подключения. Это важно знать при анализе устройства системы отопления в многоквартирном доме. Если присутствует верхняя разводка труб – следует приобретать модели с боковым подключением.

Помимо установки радиаторов обязательно предусматривается их правильная обвязка. Ее компонентами являются запорная арматура, кран Маевского. Для большей экономичности рекомендуется монтаж терморегулируемого клапана.

Одним из главных факторов нормальной работы радиатора является его правильная установка и подключение. При несоблюдении норм его КПД может снизиться на 10-15%.

Централизованная система отопления

Схема отопления многоквартирного дома

Намного сложнее устроена система отопления многоэтажного дома. Она представляет собой сложный комплекс, состоящий из распределительного (элеваторного) узла, стояков и отопительных приборов.

Подающая теплосеть характеризуется большим давлением воды в трубах и высоко температурой. Как устроено отопление в пятиэтажном доме, и каким образом происходит стабилизация этих параметров до приемлемых величин?

Устройство элеваторного узла

Распределительный узел в доме

Он предназначен для подключения дома к тепловой магистрали и является обязательным элементом в устройстве отопления в пятиэтажном доме. В нем предусмотрены механизмы подачи воды по внутренним сетям здания, есть зона уменьшения ее температуры до требуемого значения, а также здесь происходит нормализация давления.

Правильно устроенная система отопления в многоквартирном здании должна содержать такие компоненты элеваторного узла:

• Грязевики – уловители загрязняющих элементов в теплоносителе;
• Манометры и термометры;
• Датчик учета тепловой энергии.

После стабилизации теплоносителя до требуемых показателей он поступает во внутреннюю разводку труб для подачи в квартиры дома.

Все работы по регулировке и контролю элеваторного узла должны осуществлять представители управляющей компании.

Внутренние трубопроводы отопления

Распределение горячей воды происходит с помощью стояков. Их может быть несколько — от 2-х до 8-ми, в зависимости от схемы отопления. В домах хрущевского проекта можно встретить 2-5 стояков, проходящих через одну квартиру. Такое обустройство значительно затрудняет организацию индивидуального теплового учета.

Зачем рядовому потребителю знать, как устроены системы отопления домов: котлы, радиаторы, и т.д. Это может пригодиться при самостоятельном планировании, ремонте и обслуживании системы. Но перед тем как выполнять тот или иной тип работ нужно внимательно изучить характеристики отопления и отдельных компонентов.

Подробнее узнать принцип работы отопления многоквартирного дома можно из видеоматериала:

Устройство радиатора отопления

Учитывая климатические условия в нашей стране, жизнь без дополнительного отопления во многих регионах немыслима. Самые распространенные среди таких установок – батареи. Но не все знают, как они работают. Между тем, устройство радиатора отопления непосредственно влияет на эффективность и скорость нагрева воздуха в помещении. Чтобы не ошибиться, выбирая этот предмет, и не замерзнуть, стоит узнать, какими характеристиками обладают различные системы.

Особенности устройства

Предлагаемые современными производителями модели отличаются большой надежностью и высокой производительностью. Наиболее эффективными они становятся, когда соответствуют по своим техническим параметрам отопительной системе, в связке с которой работают. Одни модели подходят для обогрева больших помещений, другие для меньших пространств.

Устройство радиатора отопления охватывает такие параметры, как исполнение конструкции, материал изготовления, рабочие характеристики, и определяет следующие факторы:

• Эксплуатационные возможности модели.
• Тип и качество теплоносителя, который будет использоваться в системе.
• Рабочее давление.
• Вариант подключения.
• Различные нюансы монтажа.

Принцип работы отопительных радиаторов невероятно прост. Теплоносная среда (вода, масло, пар), обладающая необходимой температурой, непрерывно перемещается по трубопроводу. В итоге она оказывается в нагревательном приборе, за счет которого повышается температура воздуха в помещении.

Выбирая батарею, импортную или отечественную, надо помнить об условиях работы в действующих теплосетях. Централизованную отопительную систему отличают колебания температуры и давления, неважное качество теплоносителя.

В зависимости от способа передачи тепла агрегаты классифицируются следующим образом:

• Конвекторы. Тепло от нагревательного элемента передается в комнату за счет обмена воздушных потоков с разной температурой. Этот процесс называется конвекцией. В ходе него воздух, ставший теплым после контакта с нагревательным элементом, стремится вверх и уступает свое место холодным потокам. Для отопления используются газовые и электрические конвекторы.

• Радиаторы. Тепло излучается от нагретой поверхности, температура которой повышается за счет движения теплоносителя по трубам. В этом заключается принцип работы оборудования, традиционно используемого в наших жилищах.

Производители также предлагают отопительные агрегаты комбинированного типа. В таких конвекторах-радиаторах большая часть тепла образуется за счет излучения энергии, а оставшаяся – под действием конвекции. Благодаря этому качество обогрева помещения значительно повышается.

Классификация по материалу

Чтобы понять, как устроена батарея отопления, и определиться с выбором модели, нужно изучить различные варианты таких устройств. Например, материал изготовления влияет на производительность, функциональность и долговечность работы всей системы.

Производители предлагают радиаторы из следующих металлов:

Такие радиаторы надежны в эксплуатации и устойчивы к коррозии, отличаются низкой теплопроводностью. Несмотря на большой вес, они до сих пор пользуются спросом из-за низкой цены. В системе они обычно имеют одностороннее подключение. Хотя такая схема самая простая, она требует большого объема теплоносителя для поддержания постоянной температуры и значительной циркуляции.

Такие батареи чаще всего используются владельцами частных домов. Они отличаются эстетической привлекательностью, хорошо отдают тепло, мало весят, их удобно монтировать самостоятельно. В числе недостатков – боятся гидроудара, плохо реагируют на кислород в трубах.

Алюминий и биметалл

Это лёгкие и надежные устройства, но коррозия – ихбич. Для частных и многоквартирных домов предлагаются разные варианты в зависимости от того, какое давление способен выдержать прибор.

Оборудование из стали и алюминия (биметалл) может подключаться разными способами. Его характеристики лучше, чем у чугунных аналогов. Биметаллические батареи могут пропускать через себя намного меньше горячей воды, при этом площадь соприкосновения с воздухом у них больше.

Разновидности по форме

Варианты оборудования можно разделить на секционные, трубчатые, панельные и пластинчатые. Все они с успехом применяются в жилом строительстве. Некоторые оптимальны только для частных домов, другие – исключительно для многоэтажных.

Секционные

Образованы отдельными ребрами, соединенными между собой ниппелями. Чаще всего изготавливаются из чугуна, алюминия и композиционных материалов. Пользуются наибольшей популярностью, так как позволяют регулировать мощность самостоятельно. Для этого достаточно нарастить или сократить количество секций.

Изучая устройство чугунной батареи отопления в разрезе, можно увидеть сверху и снизу коллекторы, которые образуют горизонтальные каналы. Они служат для перемещения теплоносителя. Мусор и крупные примеси оседают в нижнем канале, что помогает избежать засорения всего агрегата.

Основным недостатком секционных устройств является возможность протечек в точках, где соединяются секции. Чтобы избежать этой неприятности, рекомендуется выполнять монтаж с учетом свойств, которыми обладают материалы, из которых они изготовлены.

В них теплоноситель движется по трубкам. Главными деталями конструкции являются коллекторы, расположенные сверху и снизу. Для их соединения между собой служат вертикальные элементы. Теплопроводность такой герметичной конструкции зависит от размера, числа, диаметра и материала трубок. В продаже можно найти модели не только с круглым, но и овальным или прямоугольным сечением. Габариты оборудования также значительно варьируются. Это позволяет удачно вписать его в интерьер.

По внешнему виду схожи с ребристым прямоугольником. Принцип работы основан на конвекции. Образующие агрегат панели (обычно от одной до трех штук) выполняются из листовой стали. Теплоноситель циркулирует по внутренним каналам и углублениям. Эти привлекательные установки отличаются экономичным распределением тепла. Отрицательный момент – боязнь гидроудара.

Еще одна разновидность отопительных приборов. Принцип работы основан на двойной теплопередаче. Конструкция включает герметичные секции, из которых был выкачан воздух. Теплоноситель циркулирует внутри запаянной трубки. Под его воздействием начинается процесс кипения внутри секций. В результате этого пространство заполняется паром, который конденсируется на стенках и оседает вниз. Затем процесс повторяется.

За счет этого секция остается равномерно нагретой, а коэффициент отдачи тепла становится просто огромным. С таким оборудованием можно выбирать схемы с минимальным объемом теплоносной среды.

Правила выбора

Из какого бы материала ни была изготовлена батарея отопления, как устроена и как установлена, все варианты работают по одному и тому же принципу. Основные различия заключаются в применении. Поэтому, выбирая тот или иной тип для отопления своего жилья, старайтесь опираться на следующие факторы:

1. С каким объемом теплоносителя будет эксплуатироваться система? Если он большой и, к тому же, предусмотрена естественная циркуляция, делайте выбор в пользу чугуна.
2. Ваш вариант – это принудительная циркуляция и замкнутая схема, в которой давление и объем невысоки? В этой ситуации помогут алюминиевые модели.
3. Стальные комплекты предусмотрены для схем, включающих двухконтурный котел или требующих создания высокого давления.
4. Вакуумные устройства – это идеальное решение для ускоренного прогрева и максимально экономного использования.

Совет! Выбирая отопительный прибор, обращайте внимание на мелочи, например, есть ли в агрегате терморегулятор. Значение имеют и ширина вашего оконного проема, и диаметр труб. Продуманный выбор станет залогом долгой и качественной службы.

Устройство батареи отопления непосредственно связано с производительностью всей системы. Такие особенности, как материал и размер агрегата, определяют его технические параметры. Выбор прибора с учетом этих тонкостей поможет избежать неприятных неожиданностей во время отопительного сезона.

ВИДЕО: Как правильно выбирать радиаторы отопления

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.

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.

Особенности конструкции радиатора отопления

Обустраивая теплоснабжение в жилом помещении, очень важно учитывать технические характеристики батарей отопления и особенности их конструкций. Выбирая в качестве нагревательного оборудования секционные радиаторы, существует возможность впоследствии увеличить обогреваемую ими площадь, добавив желаемое количество секций, а при монтаже панельной батареи сделать это будет нельзя. Кроме того, секционное устройство радиатора позволит не только регулировать объем производимого тепла, но и сделает возможным быструю замену неисправной секции без остановки работы всей системы.

Принцип работы батареи отопления также основывается на учете такого важного фактора, как межосевое расстояние, определяемого как вертикальная длина промежутка между центрами труб отвода и подвода. Крайне важно помнить об этом параметре в том случае, когда выполняется замена батареи или разводки труб.
Не менее важно помнить и о таком критерии, как диаметр установленных труб. В том случае, если этот параметр будет недостаточно большим, есть риск засорения приборов отопления. Обусловлено это тем, что в теплоносителе зачастую встречаются разные вредные примеси наподобие песка, ржавчины и пр. Оседая на внутренней поверхности труб, эти вещества могут не только снизить производительность работы системы отопления, но и привести к ее полной поломке.

Поэтому подходить к выбору отопительного прибора следует очень внимательно. При необходимости всегда можно изучить различные фото нагревательных аппаратов, которые обычно есть в наличии у поставщиков данного оборудования.

Принцип работы и устройство радиатора отопления

В основе работы отопительных радиаторов нет никакой сложности. Нагретая до нужной температуры вода движется в помещение по системе труб, а затем попадает в нагревательные приборы, от которых, в свою очередь, происходит нагрев воздуха в жилище.

В том случае, если способ передачи тепла является конвекционным, то есть ускоренным, то аппарат обогрева будет именоваться конвектором. А если в основе передачи тепла лежит принцип излучения, что означает нагрев пространства за счет нагретой до определенной температуры поверхности, то такой механизм будет называться радиатором.

Нередки случаи, когда производители изготавливают отопительные батареи комбинированного типа, которые представляют собой конвекторы-радиаторы панельного образца.
Несмотря на показатели температуры в нагревательных приборах, эти агрегаты будут производить около 60% тепла посредством излучения энергии, а оставшиеся 40% будут производиться способом конвекции. Это позволяет максимально снизить конвекцию нагретого воздуха и делает возможным качественный обогрев находящихся в помещении объектов. Подобное устройство в некоторой степени напоминает конструкцию теплого пола.

Варианты монтажа радиаторов

Как известно, устройство любой коммуникации в доме обязательно требует наличия проектного плана, а также нужной схемы установки того или иного прибора. Подключения радиаторов отопления может быть выполнено несколькими способами в зависимости от того, какой тип имеет система труб.

Одним из популярных вариантов подключения является односторонний монтаж батарей. Это значит, что все трубы отопительной системы монтируются исключительно с одной стороны. Особое распространение такой способ установки получил в многоквартирных домах.
Еще один тип подключения – перекрестное, или диагональное. Суть такого устройства заключается в том, что монтаж трубы подвода осуществляется с одной стороны радиатора в его верхней части, а трубы отвода – снизу прибора с обратной стороны. Наиболее подходящим такой способ установки будет для тех батарей, которые оснащены большим количеством секций и имеют внушительную длину. В такой конструкции теплоноситель сможет распространиться по всей площади помещения, максимально увеличив параметры теплоотдачи.

Существует также вариант нижнего подключения. Монтаж труб подвода и отвода выполняется к расположенным внизу патрубкам на разных сторонах батареи. Эффективность такого способы подключения существенно ниже по сравнению с двумя вышеописанными типами монтажа, но этот вариант будет актуальным в том случае, если система теплоснабжения оборудована в полу.

Устройство радиатора отопления на видео:

Источники: http://strojdvor.ru/otoplenie/kak-ustroeny-sistemy-otopleniya-kotly-radiatory-doma-i-chastnye-kottedzhi/, http://www.portaltepla.ru/radiatori-otopleniya/ustrojstvo-batarei/, http://teplospec.com/radiatory-batarei/konstruktsiya-i-ustroystvo-radiatora-otopleniya.html

Как вам статья?