Радиаторы отопления биметаллические размеры: Биметаллические радиаторы отопления: размеры и виды

Биметаллические радиаторы отопления: размеры и виды

Современный рынок предлагает 4 вида радиаторов: чугунные, алюминиевые, стальные и биметаллические. Такие батареи долговечны, у них хорошая теплоотдача и привлекательный дизайн. Когда выбираете модель, учитывайте размеры биметаллических радиаторов, их энергоемкость и количество. Но, обо всем подробней.

Радиатор биметаллический

Устройство

Каждый из видов радиаторов обладает своими достоинствами. Чугунный радиатор долговечный, долго удерживает тепло, но имеет не очень привлекательный вид. Алюминиевый выглядит эстетично, имеет высокий уровень теплоотдачи, но недолговечен. Стальная батарея долговечна, но не хуже, чем предыдущие модели удерживает тепло и требует дополнительного декора, если используется в жилом помещении.

Среди разных видов батарей биметаллические радиаторы обладают несравненными преимуществами. Они созданы из стали и алюминия. От стали они получили прочность и надежность, от алюминия – привлекательный внешний вид. За счет гармоничного сочетания качеств обоих металлов, биметаллическая батарея может долгое время сохранять тепло.

Особенности конструкции

Вода содержит большое количество примесей. Контактируя с алюминием, они вызывают коррозию. За несколько лет использования эти процессы приведут к протеканию прибора.

Особенность конструкции этих радиаторов заключается в наличии внутреннего сердечника из нержавеющей стали, который снаружи окружен алюминиевым сплавом. Так вода не контактирует с алюминием, что значительно продлевает срок службы системы.

Есть два варианта изготовления:

1. Псевдобиметалл. В этом случае стальная сердцевина расположена только внутри вертикальных каналов. Так алюминий защищен не полностью, а лишь в наиболее слабых местах. Эти модели дешевле, их стандартный срок службы составляет до 10 лет, если они используются в системах с высоким давлением воды (например, в городских квартирах).
2. Биметалл. Обладает цельным внутренним корпусом из стали, который поверх заливается алюминиевым сплавом под давлением. Здесь алюминий защищен со всех сторон. Это более дорогие модели и срок их службы при аналогичных условиях эксплуатации составляет до 30 лет.

Устройство биметаллической батареиСпособ изготовления напрямую влияет на объем воды в секции биметаллического радиатора. Если проводить сравнение с любой другой батарей, то объем одной секции здесь будет существенно ниже. Недостаток компенсируется наличием двух сплавов. В результате внутренний сердечник из стали не дает быстро остыть алюминиевой оболочке.

Есть разные способы соединения двух металлов. Предпочтительней, если алюминий залит поверх стали под давлением. Такая модель батареи прослужит дольше. Существует вариант, когда металлы соединяются между собой сваркой.

По техническому типу конструкции радиаторы могут быть:

• Разборными. Это значит, что с помощью радиаторного ключа можно открутить любое количество секций и прикрутить их к другому радиатору. Такой тип чаще устанавливается в частных домах с автономной системой отопления, где нет высокого давления воды.
• Неразборными. Радиатор монолитный, его нельзя раскрутить, обрезать, присоединить к другому. Отлично подойдет для использования в городской квартире, где всегда высокий уровень давления.

Размеры

Размер секций биметаллического радиатора определяется расстоянием от середины входного, до середины выходного отверстий. Сегодня изготавливают батареи с расстоянием между указанными отверстиями:

• 200 мм;
• 350 мм;
• 500 мм.

Чтобы подсчитать полные габариты биметаллических радиаторов отопления нужно к этому показателю добавить 8 сантиметров. Получаются размеры 28, 43 и 58 сантиметров.

Размеры биметаллических отопительных батарей

Перед выбором нужных габаритов батарей отопления следует помнить, что от пола до низа радиатора должно быть не меньше 12 см, а от его верха до выступающей части подоконника – не меньше 10 см. Иначе не будет достаточной циркуляции воздуха, что снизит эффективность теплоотдачи прибора.

Ширина секции находится в диапазоне от 80 до 90 мм. Толщина – от 80 до 120 мм. Высота, ширина и толщина влияют на энергетическую мощность батареи.

Емкость секции

Специфическая конструкция радиаторов обуславливает их довольно низкую вместимость. Это одновременно хорошо и плохо.

Маленькая емкость не требует большого количества теплоносителя (горячей воды), а значит, экономит воду и топливо, чтобы ее подогреть. Но чем меньше теплоносителя, тем быстрее остывает радиатор. Здесь быстрого остывания не происходит, так как между водой и алюминиевой поверхностью есть еще стальная оболочка, которая долго не остывает.

Соединение двух металлов

Маленькая емкость способствует быстрому загрязнению, закупориванию каналов при использовании некачественной воды. Чтобы решить эту проблему в частном доме устанавливается система очистки. Минимальное требование – установка двух фильтров: тонкой и грубой очистки.

Объем одной секции зависит от ее размера:

• при расстоянии между входным и выходным отверстиями 500 мм, вместимость секции будет составлять 0,2–0,3 литра;
• при расстоянии в 350 мм вместимость составит 0,15–0,2 литра;
• расстояние в 200 мм гарантирует объем в 0,1–0,16 литра.

Расчет количества секций

Объем и количество секций определяет тепловую мощность одного радиатора. Перед совершением покупки важно произвести расчет этой мощности, чтобы найти необходимое для помещения количество секций. Для этого используется любая из двух формул:

1. Общая. Когда расчет секций производится исходя из площади помещения. В среднем, на 10 м² требуется не менее 1 кВт энергии. Для подсчета используется формула N = S × 100/Q. Где N – это количество секций для помещения, S – площадь помещения в метрах квадратных, Q – энергетическая мощность секции. Энергетическая мощность указывается производителем на упаковке или на сопутствующих документах.

2. Попробуем рассчитать количество секций на помещение 25 м², при энергетической мощности секции 180 Вт. Получится: 25 × 100/180 = 13.88. После округления получаем 14 секций (округление необходимо производить в большую сторону). При ширине 8 сантиметров общая ширина радиатора будет составлять 112 сантиметров. В этом случае можно установить 2 радиатора каждый по 7 секций.

3. Подробная. Эта формула берет в расчет объем помещения в кубических метарах (м³). В среднем, на 1 кубометр пространства необходим 41 Вт энергии. Далее используют формулу N = S × 41/Q, где N – это количество секций для помещения, V – объем помещения в метрах кубических, Q – энергетическая мощность секции.

Типоразмеры радиаторов

Рассчитаем количество секций для обогрева помещения со следующими параметрами: длина 5 метров, ширина 3 метра, высота потолков 2,5 метра. Сначала необходимо найти площадь комнаты. Длину умножаем на ширину и получаем 15 м². Получившийся показатель умножаем на высоту потолков – получаем 37,5 м³. За мощность одной секции возьмем 180 Вт, тогда 37,5 × 41/180 = 8,54. Округляем в большую сторону и получаем 9 секций.

При расположении квартиры на первом или последнем этажах, в угловой квартире, в комнате с большими окнами или в доме с толщиной стен не более 25 сантиметров, необходимо к получившемуся параметру добавлять 10%.

Рекомендации по выбору

Подведем итоги. Для осуществления правильного выбора необходимо обращать внимание на все указанные характеристики:

• Конструкция. Для городской квартиры подойдет монолитная, полностью биметаллическая батарея, которая способна выдержать давление до 15 атмосфер и более (обычно в квартирах используется давление в районе 12 атмосфер, тогда как в частном доме рекомендуется устанавливать давление всего в одну атмосферу). Автономным отопительным системам подойдут более дешевые модели, так как в них нет высокого давления.
• Размер. Если расстояние между полом и подоконником не менее 80 сантиметров, следует выбирать самую высокую модель. Иначе придется брать радиатор поменьше, так, чтобы до пола было не менее 12 см, а до подоконника не менее 10 см.
• Емкость. Одно из основных свойств – довольно узкие проходы. По возможности обеспечьте хорошее качество воды, подаваемой в систему отопления.
• Расчет секций. Перед покупкой читайте описание модели для уточнения энергетической мощности. Расчет количества секций лучше производить, используя вторую (подробную) формулу, где необходимое количество тепла определяется исходя из объема помещения. Не забывайте добавлять 10% в случае значительных теплопотерь за счет внешних факторов.

Сегодня хорошо зарекомендовали себя биметаллические батареи от итальянских производителей Fondital и Global.

Видео по теме:

Размеры биметаллических радиаторов отопления

Среди всех разновидностей радиаторов, самыми качественными и надежными можно назвать биметаллические радиаторы отопления. Они сделаны из биметалла, то есть не из одного металла (алюминия или стали), а из комбинации этих металлов. Биметаллические радиаторы очень популярны и по продажам превысили свои аналоги. Все потому, что они имеют прекрасные технические характеристики, а это основное, на что обращают внимание при покупке.

Давайте детальней рассмотрим особенности биметаллических радиаторов отопления, узнаем их технические характеристики и свойства, а также плюсы и минусы. Если вы не знакомы с этими изделиями, то благодаря статье сможете иметь о них представление и выбрать подходящий вариант для себя.

Особенности и виды радиаторов отопления

Биметаллические радиаторы отопления внешне очень напоминают обычные алюминиевые. Их прекрасный внешний вид дополняется плюсами как стали, так и алюминия. Ведь конструкция радиаторов довольно проста. Они состоят из стальных труб, по которым протекает теплоноситель, а также из алюминиевых панелей. Это позволяет эффективно обогревать помещение. Сталь довольно быстро нагревается потоками горячей воды, передавая свое тепло алюминию, а он, в свою очередь, нагревает воздух в комнате.

Оболочка из алюминия выполняет две роли: скрывает систему труб и делает биметаллический радиатор красивее, а также лучше распределяет тепло. И в отличие от стальных или чугунных батарей, биметаллические намного легче, поэтому монтаж выполнять куда проще.

Обратите внимание! Если вы хотите узнать рабочее давление и температуру, то это можно сделать в паспорте биметаллического радиатора. Модель может отличаться друг от друга, в зависимости от изготовителей и характеристик.

На полках магазинов можно найти две разновидности биметаллических радиаторов:

Полубиметаллические – их принято считать «полукровками», так как эти радиаторы имеют только стальные трубы, что усиливают вертикальные каналы. В таком случае алюминий немного будет соприкасаться с водой. Такие радиаторы отопления будут эффективнее отдавать тепло, примерно на 10%. А к тому же их стоимость на 20% дешевле. На рынке можно найти российского производителя Rifar, китайского Gordi, итальянского Sira.

Отопительный радиатор каждого вида имеет свой параметр, поэтому специалисты не могут прийти к единому решению, какой из них лучше. Каждый хорош в чем-то своем. При этом важно учитывать, какой тип отопления используется – централизованный или индивидуальный. Например, технические характеристики биметаллических радиаторов делают изделия устойчивыми перед химией и некачественным централизованным теплоносителем. Если же говорить о повышенном давлении в системе, то лучше показывает себя алюминий, однако, он требует качественного теплоносителя. Одно ясно точно: если отопительная система состоит из старых труб, которым более 40 лет, преимущественно использовать прочные биметаллические батареи.

Цельные или секционные

Есть еще одно отличие биметаллических радиаторов, которое касается их конструктивных особенностей. В основном производятся изделия с определенным количеством секций. Чем их больше, тем больше будет тепла. Они могут быть разборными, то есть при потребности радиатор можно уменьшить или увеличить. На производстве изготовляют полностью каждую секцию, после чего соединяют их ниппелями. Количество секций парное.

Но, есть и второй вид радиаторных батарей – цельные. Их сердечник делается определенного размера, и его в будущем нельзя изменить. После чего стальные трубы обшиваются фигурной оболочкой из алюминия, покрытого эмалью. Подобный радиатор не лопнет даже в случае скачка давления до 100 атмосфер.

Обзор технических характеристик

Теперь детальней рассмотрим биметаллические радиаторы характеристики и свойства. Это нужно учитывать в первую очередь, прежде чем покупать тот или иной вид. Чем же особенны эти изделия и почему их называют одними из лучших? Давайте узнаем.

Отдача тепла

Пожалуй, именно для этого и покупаются радиаторы, чтобы обогревать помещение. Поэтому в первую очередь нужно обратить особое внимание на эти характеристики. Тепло, которое отдает радиатор, теплоноситель которого имеет температуру 70 градусов, измеряют в ваттах. Биметаллические батареи имеют превосходные показатели теплоотдачи, так как средний показатель находится в диапазоне 170-190 Ватт.

Сам процесс теплоотдачи довольно прост: он заключается в нагреве воздуха, а за счет особой конструкции батареи происходит конвенция.

Рабочее давление

Оно зависит от параметров и производителя. Все же, в среднем батарея может выдержать давление в 16-35 атмосфер. Этого вполне достаточно, ведь централизованная система способна выдавать не более 14 атмосфер, а автономная – около 10. А для того чтобы радиатор не лопнул при скачках давления, параметр делают с запасом.

Расстояние между осями

Размеры биметаллических радиаторов отопления могут быть самыми разными. А вот что касается межосевого расстояния, то вот стандартные значения:

• 200 мм;
• 300 мм;
• 350 мм;
• 500 мм;
• 800 мм;

Что это за расстояние? Это промежуток от верхнего коллектора к нижнему. Можно сказать, что это высота биметаллического радиатора. Благодаря этим самым разным размерам, можно выбрать изделие под любой интерьер и для разных потребностей.

Максимальная температура теплоносителя

Понятно, что температура теплоносителя внутри редко доходит до 100 градусов по Цельсию. Однако практически все изделия способны выдержать показатель в 90 градусов. Это просто отлично. И если вы увидели, что производитель заявляет до 100 градусов, можно понять, что он немного лукавит, так как больше 90 градусов пока подобные радиаторы не выдерживают.

Эксплуатационный срок и надежность

Если учесть технические характеристики, особенности и производителя, то можно быть уверенными в том, что гарантировано можно эксплуатировать батарею на протяжении 20 лет без всякого обслуживания. Но, это далеко не предел. При правильной эксплуатации, они способны прослужить очень долго.

Простота монтажа

В целом, биметаллические радиаторы отопления можно установить самостоятельно. Все же, простота и удобство зависит от габаритов, веса и наличия инструкции. Радует то, что секции батарей идентичные, а значит, их можно устанавливать как слева отопительной трубы, так и справа. Нужно только подсоединить патрубок к радиатору с нужной стороны, а с противоположенной вмонтировать заглушками и краном Маевского для контроля.

Обратите внимание! Кран Маевского – очень полезная вещь. Благодаря ему батарею при ненадобности можно отключить вовсе, или же при возникновении завоздушивания, позволяет удалить воздух из системы.

К тому же в продаже есть изделия с патрубками внизу. Все комплектующие, патрубки и кронштейны должны идти в комплекте с радиатором.

Преимущества и недостатки биметаллических радиаторов

В конце предлагаем вам ознакомиться с положительными и отрицательными моментами использования радиаторов. Начнем с плюсов:

Радиаторы отопления способны прослужить долгую службу.

Что касается недостатков, то они тоже есть:

• основной из них – это высокая стоимость. Но, учитывая технические характеристики и качество изделий, цена вполне оправдана;
• сердечник из стальных труб под воздействием теплоносителя и воздуха может ржаветь. Это происходит при ремонте или аварии в системе. В таком случае приходится сливать воду, и воздух начинает влиять на трубы. А еще они могут ржаветь от антифриза, который используется в частных домах. В таком случае лучше выбрать цельные батареи или чисто из алюминия;
• последний недостаток – небольшое проходное сечение патрубка.

Вот такие они радиаторы отопления биметаллические. Можно с уверенностью сказать, что пока на рынке им просто нет равных в характеристиках, работе, внешнем виде и параметрах. Многие пользователи, что приобрели изделия, вполне довольны своей покупкой.

Заключение

Биметаллические радиаторы – это прекрасный выбор как для автономного отопления, так и для централизованного. Они обладают прекрасными показателями, долговечны, красивы и надежны. Многие профессионалы рекомендуют выбирать именно эти батареи. Их опыт показывает, что лучше заплатить немного больше, но зато наслаждаться качественным теплом и прекрасной работой изделия. Учитывая эту информацию, можно выбрать подходящее изделие для себя. 

Биметаллические радиаторы отопления размеры технические характеристики

Главная » Отопление » Биметаллические радиаторы отопления размеры технические характеристики

Виды и размеры биметаллических радиаторов отопления, рекомендации по их выбору

Определить тип радиатора, подходящего конкретно для той или иной системы отопления, не зная его основных характеристик, достаточно сложно. Существуют приборы, устанавливаемые в частных домах, имеющих автономную систему отопления, а также радиаторы, установка которых возможна только в городской квартире.

Биметаллические радиаторы отопления — виды, технические характеристики

Если сравнить алюминиевые радиаторы с биметаллическими, то вторые выгодно отличаются от первых по своим техническим характеристикам. Несмотря на все свои положительные качества, алюминиевые приборы имеют ряд серьёзных недостатков, не позволяющих их использование в многоэтажных жилых домах. Биметаллические аналоги вполне способны справиться со всеми техническими ограничениями, связанными с установкой в городских квартирах, подключённых к центральной сети отопления.

Устройство биметаллических приборов

По внешнему виду биметаллический радиатор никак не отличается от алюминиевого, ведь оба сделаны из одного и того же металла. Весь «секрет» во внутреннем устройстве батареи.

Биметаллический радиатор имеет внутренние вставки из нержавеющей стали, которые обеспечивают надёжную защиту алюминия от вредного воздействия всяческих примесей, содержащихся в воде. Именно благодаря встроенным стальным секциям, внешний корпус биметаллического прибора напрямую не контактирует с теплоносителем. Помимо этого, сталь более устойчива к разрушительному воздействию кислот и щелочей, которые в огромных количествах присутствуют в центральных системах отопления, и не вступает в химическое взаимодействие с медными элементами городских коммуникаций (трубы, теплообменники и пр.).

Использование стальных вставок для прохождения воды обеспечивает также и другие полезные свойства биметаллических приборов отопления:

• Долговечность. Благодаря тому, что внутренние стальные полости устойчивы к разрушению и коррозии, производитель может устанавливать достаточно продолжительный срок службы прибора — до 20 лет.
• Прочность. Корпус изделия может выдержать давление до 30–40 атмосфер. Такой радиатор отопления не боится даже самых сильных гидроударов.
• Экономичность. Суженые каналы подачи воды обеспечивают оптимальное сочетание тепловой инертности устройства и расхода энергоресурсов на обогрев.

Добавив сюда все положительные качества, перешедшие от алюминиевых аналогов, таких как компактность, высокая теплоотдача и презентабельный внешний вид, можно с определённостью утверждать, что на сегодняшний день биметаллические устройства являются наилучшим вариантом отопления многоэтажных домов.

Радиатор отопления: размеры

При выборе биметаллического прибора отопления, большое значение имеют размеры изделия.

В целях создания тепловой завесы холодному воздуху, проникающему через стекло, отопительные устройства обычно устанавливаются под окном. Следовательно, прибор должен легко поместиться в нишу под подоконником и обеспечить необходимый уровень теплоотдачи.

По высоте все биметаллические радиаторы имеют стандартные показатели. Расстояние между вертикальными каналами различается в зависимости от модификации устройства и составляет 200 мм, 350 мм и 500 мм.

Однако следует отметить, что расстояние между вертикальными каналами — это ещё не полная высота прибора, а всего лишь размер отрезка между центрами выходного и входного коллекторов. Реальная высота устройства определяется так: межосевое расстояние + 80 мм. Так, к примеру, радиатор с маркировкой 500 займёт около 580 мм, а 350-я модель — примерно 420 мм. Ширина устройства определяется количеством секций.

Количество секций для всех типов отопительных приборов рассчитывается одинаково.

Согласно техническим требованиям, предъявляемым к отоплению жилых домов в средней полосе страны, мощность равная 1 кВт предназначена для обогрева 10 кв. метра площади.

Производителем обычно указывается значение мощности одной секции для каждой батареи. Зная значение тепловой отдачи секции, можно рассчитать количество требуемых элементов по формуле:

N = S*100/Q, где Q — мощность одной секции, S — площадь помещения и N — искомое количество.

Большинство моделей биметаллических радиаторов имеют стандартную ширину секции — 80 мм, таким образом, мощность обычной секции 500 мм составляет около 180 Вт. В соответствии с этим и определяется общее количество секций. Так, например, для отопления комнаты площадью 20 м2, понадобится 12 секций, ширина такой батареи будет около 1 м.

Особенности конструкции

Как уже было сказано ранее, биметаллический радиатор отличается от алюминиевого тем, что внутри него расположены стальные вкладки, которые защищают корпус от коррозии.

Такие вкладки могут устанавливаться в различных частях прибора:

• Простые модели (псевдо- или полубиметаллические) имеют стальную сердцевину только в вертикальных каналах, поэтому прочность и степень защиты такого прибора всё же недостаточна.
• Модели подороже располагают цельным стальным каркасом, который заливается алюминием под давлением. Именно такие отопительные приборы рекомендуется устанавливать в многоквартирных домах.

Типы конструкции

• Монолитный. Радиатор состоит из неразборных стальных патрубков. Имеет постоянное количество секций, изменить которое нельзя. Основной характеристикой литого радиатора является повышенная надёжность. Прибор рекомендован к применению в системах, где наблюдаются частые скачки давления.
• Разборный. Количество секций определяется самостоятельно, в зависимости от площади помещения. Секции соединяются между собой металлическими патрубками, имеющими резьбу.

Выбор той или иной конструкции зависит от типа отопительной системы. Так, для автономного отопления лучше приобрести разборную модель, для городской квартиры — литую.

Ёмкость

Наличие стальных вставок внутри прибора способствует уменьшению ёмкости секции. С одной стороны, это неплохо: снижается количество тепловой инертности и самого теплоносителя, что позволяет значительно экономить электроэнергию и обеспечивает комфортное управление. Но с другой стороны — слишком зауженные каналы подачи воды быстро засоряются всяческим мусором, неизбежно присутствующим в современных сетях центрального отопления.

Ёмкость секции определяется расстоянием между вертикальными каналами.

Для устройства с расстоянием 500 м — ёмкость 0,2-0,3 л;

для батареи 350 мм — 0,15-0,2 л;

для 200 мм — 0,1-0,16 л.

Как вы уже заметили, вместимость биметаллических радиаторов действительно небольшая. К примеру, популярный прибор фирмы RIFAR, шириной 80мм и высотой — 350 мм вмещает в себя всего 1,6л. Несмотря на это, радиатор способен обогреть помещение площадью до 14 кв. м. Правда, вес устройства достигает 14 кг, так как биметаллический радиатор в 1,5-2 раза тяжелее алюминиевых.

Рекомендации по выбору радиатора

Биметаллическая батарея отопления лучше подойдёт для городской квартиры. Если вы обладатель частного дома, в котором имеется собственный котёл отопления, лучше приобрести алюминиевый радиатор.

Выбирая биметаллический пробор, необходимо обращать внимание на следующие параметры:

• Размер. Высота радиатора определяется межосевым расстоянием, а ширина — количеством секций. Так, для стандартного подоконника, высота которого 80 см используется модель 500, а если всё же прибор не помещается в нишу, подойдёт 350-я. В помещениях нестандартного вида используются радиаторы отопления дизайнерской работы, имеющие необычный внешний вид и оригинальные размеры.
• Мощность. Оптимальная мощность прибора рассчитывается очень просто: для обогрева 10 кв. м. помещения затрачивается 1 кВт энергии. Исходя из этих показателей определяется количество секций.
• Толщина стенок. Толщина алюминиевого покрытия должна быть не более 1,5 мм, а стальной трубки — менее 1,8 мм. Радиаторы, соответствующие этим показателям имеет минимальную теплопотерю.
• Рабочее давление. Прибор должен выдерживать нагрузку не менее 15 атмосфер. В городских отопительных системах давление обычно не превышает 12 атм.
• Метод изготовления. Лучше выбирать радиаторы, изготовленные по технологии литья под давлением. Приборы, состоящие из 2 частей, соединённых между собой сварным швом, менее надёжны в использовании.
• Цена. Стоимость биметаллического прибора отопления во многом зависит от его марки, формы и габаритов. На сегодняшний день большой популярностью у потребителя пользуются радиаторы компаний Rifar (Россия), Oasis (Германия), Radiatori и Global (Италия).

Итак, рассчитав количество радиаторов, необходимое число входящих в них секций и установив нужную мощность прибора, можно приступать к монтажу системы отопления.

Следует помнить, что тепловой баланс в помещении напрямую зависит от габаритов прибора. Так, если ширина радиатора небольшая, следует увеличить его высоту или количество секций.

Необходимо учитывать, что даже самый дорогой, качественный и подходящий именно для вашей системы отопления биметаллический радиатор должен быть установлен с соблюдением всех правил монтажа. Только так он сможет сохранить свои положительные качества и обеспечить максимальную теплоотдачу при минимальных затратах на электроэнергию.

• Автор: Леонид Григорьевич Чернухин

kotel.guru

Технические характеристики и размеры биметаллических радиаторов отопления

Главная / Радиаторы / Технические характеристики биметаллических радиаторов отопления

Что надо знать, перед тем как принимать решение о замене радиаторов отопления в доме или городской квартире, расположенной в многоэтажном здании? Ответ лежит на поверхности. Нужно иметь представления об основных различиях между отопительными приборами, которые можно приобрести в строительном магазине.

Биметаллический радиатор

Как правило, в торгующей организации имеются следующие типы батарей:

• стальные;
• медные;
• чугунные;
• алюминиевые;
• биметаллические (алюминий+сталь).

Сразу можно сказать, что первые два вида — это экзотические модели и применяются достаточно редко. Чугунные радиаторы уже давно не ставят в современных домах. Да и те люди, которые проводят капитальный ремонт, стараются от них избавляться.

Чугунные батареи отпления

Промышленность уже давно освоила выпуск отопительных приборов из других материалов, которые при значительно меньших габаритах обеспечивают более эффективный теплообмен. К таким приборам относят алюминиевые и биметаллические радиаторы. О них и поговорим.

Алюминиевые радиаторы

Если проводить сравнение между системами отопления, произведенными из алюминия и биметаллическими, то первые проигрывают по некоторым позициям. Приборы, выполненные из алюминия и его сплавов, не отвечают требованиям, которые допускают их применение в жилье, расположенном в городе и функционирующем от централизованной системы отопления.

Биметаллические радиаторы совершенно спокойно справляются с большинством технических проблем, которые связаны с их монтажом в зданиях, подключенных к централизованным сетям подачи тепловой энергии. Это напрямую связано с их основными техническими параметрами:

• габаритами;
• предельным давлением;
• предельной температурой.

Устройство биметаллических приборов отопления

Биметаллический прибор отопления по внешнему виду неотличим от того, который выполнен из алюминия. Главное их отличие заключается в том, что внутри биметаллического прибора отопления расположен стальной корпус, сваренный из нержавейки, а сверху на него установлен алюминиевый корпус.

Устройство биметаллических приборов отопления

Такая конструкция гарантирует, что прибор не будет иметь контакта с теплоносителем. Кроме того, сталь куда более стойко воспринимает воздействие агрессивных различных веществ, присутствующих в больших объемах в централизованных системах подачи тепловой энергии. Кстати, в некоторых сетях промывку производят с добавлением 5% раствора ортофосфорной кислоты.

Применение стальных элементов повышает длительность работы отопительных приборов. По заявлению некоторых производителей, срок службы таких конструкций составляет до двадцати лет.

Срок службы радиаторов отопления.

Наличие стали внутри биметаллического отопительного радиатора обеспечивает значительную прочность конструкции. Прибор подобного типа может выдержать рабочее давление до 40 атм. Таким образом, биметаллическое изделие способно перенести серьезный гидравлический удар.

Зауженные каналы гарантируют максимально эффективное сочетание тепловой инертности радиатора и расхода количества теплоносителя, необходимого для обогрева заданного объема.

Если учесть все перечисленные выше свойства и добавить к ним высокую теплоэффективность, стильный внешний вид то можно смело утверждать что на сегодня биметаллические приборы отопления являются оптимальными для установки в современных многоквартирных домах.

Оригинальный дизайн биметаллических батарей

Габариты биметаллических радиаторов

Выбирая прибор отопления, потребитель должен учитывать его размеры. Для обеспечения эффективной защиты от холодного воздуха, поступающего от окон, отопительные радиаторы монтируются в нишах под ними. Другими словами, прибор должен свободно разместиться в ней и гарантировать обеспечение подачи достаточного количества тепла.

Размещение радиаторов отопления.

Все биметаллические нагреватели имеют стандартизированный высотный ряд размеров. Расстояние между вертикальными каналами может отличаться в зависимости от типа биметаллического отопительного прибора и составлять: 200, 350 и 500 мм соответственно. Но при этом надо помнить, что этот размер показывает межосевое расстояние между входным и выходным патрубком. Для определения полного высотного габарита необходимо добавить по 40 мм на сторону. То есть при межосевом расстоянии в 500 мм, полный габарит составляет 580 мм. Ширина радиатора определяется числом установленных секций.

Габариты радиатора

Тепловой расчет – алгоритм выполнения

Количество секций, подлежащих установке в отопительные радиаторы рассчитывается по единому алгоритму. В нашей стране действует такой норматив: для отопления 10 квадратных метров площади необходима мощность в 1 кВт. Большая часть производителей в технических параметрах своих изделий показывают предельную мощность, которая обеспечивается одной секцией. Зная эту характеристику, можно рассчитать необходимое число узлов радиатора. Для этого применяют следующую формулу:

N = S*100/Q, где

• Q — паспортный показатель секции,
• S — площадь обогреваемого помещения
• N — потребное число секций.

Типовая ширина блока составляет 80 мм. Для создания достаточного уровня тепла в помещении площадью 20 квадратных метров, необходимо установить биметаллический радиатор шириной примерно в 1 метр.

Технические характеристики биметаллических

Кстати, конструкции из биметалла характеризуются и таким параметром, как емкость секции. Так, узел с межцентровым расстоянием в 500 миллиметров вмещает в себя до 0,3 литра теплоносителя.

Вставка, выполненная из стали и вмонтированная внутрь биметаллического прибора отопления обеспечивает длительное хранение тепла. Кроме того, эти закладные детали существенно снижают объем секции. Это явление имеет два варианта событий: с одной стороны, происходит снижение тепловой инертности, что, соответственно, приводит к снижению затрат на поддержание тепла, а с другой стороны, сужение каналов может привести к быстрому засорению тепловой сети.

Строение биметаллического радиатора.

Биметаллический радиатор отопления вмещает в свои секции несколько меньше теплоносителя, чем алюминиевый. Но вместе с этим типовой прибор одного из производителей при ширине 80 мм и высотой 350 мм несет в себе 1,6 литра теплоносителя. ОН в состоянии обогреть площадь до 14 квадратных метров.

Кстати, такие биметаллические приборы тяжелее алюминиевых в 1,5-2 раза.

Требования по температуре и давлению

При создании отопительной системы важное значение имеют такие параметры, как: температура рабочей среды и давление в системе.

Наличие вставки из нержавеющей стали не оказывает никакого влияния на вид и габариты отопительного прибора. Но их использование позволяет выдерживать значительное давление (до сорока атм.). Надо отметить, что испытания тепловой сети производят при давлении в полтора–два раза больше стандартных параметров.

Температурный график отопления

Кстати, максимально допустимая температура тепловой среды может достигать 100-110 градусов Цельсия. Это значение близко к параметрам носителя тепла, поступающего в здание из централизованной сети. Но часть энергии он теряет при прохождении пункта, в котором происходит подогрев рабочей среды, циркулирующей в домовой сети.

Важно! Перед приобретением новых отопительных приборов целесообразно обратиться в офис управляющей компании и запросить данные о рабочих и испытательных параметрах давления и температуры. Это поможет сделать правильный выбор.

Секционные биметаллические радиаторы отопления

Тонкости выбора модели радиатора — советы специалистов

Выбирая батарею, потребитель должен учитывать и еще несколько важных параметров. В некоторых недорогих моделях стальная вставка выполняется только в вертикально расположенных каналах. Поэтому радиаторы такого класса имеют меньшую защиту от коррозии, и соответственно, снижается срок их работы. Кроме того, подобная конструкция не обеспечит высокой прочности. Поэтому данные отопительные приборы называют пвсевдобиметаллическими.

Важно! Устанавливать радиаторы подобного типа в городских квартирах нецелесообразно. Это может привести к созданию аварийной ситуации!

Стальная вставка в биметаллических радиаторах отопления

На практике применяют два основных типа отопительных радиаторов: монолитные и разборные. Первые представляют собой неразборную конструкцию, в основании которой лежит система из нержавеющей стали. Эти радиаторы предназначены для работы в системах, в которых допустимы резкие броски давления, например, в высотных зданиях. Разборные приборы — это определенное количество секций, число которых можно увеличить или уменьшить, но они не приспособлены к резкому изменению давления (гидравлическому удару).

Добавление дополнительных секций к биметаллической батарее отопления

Кстати, многие специалисты рекомендуют устанавливать разборные конструкции в автономных системах отопления, которые можно найти в малоэтажных или загородных домах. Котельное оборудование, монтируемое в таких строениях, выдает постоянное рабочее давление и стабильную температуру. Эти параметры задает домовладелец при настройке системы.

Фотогалерея (14 фото)

Биметаллический радиатор Алюминиевые радиаторы Устройство биметаллических приборов отопления Срок службы радиаторов отопления. Оригинальный дизайн биметаллических батарей Размещение радиаторов отопления. Габариты радиатора Технические характеристики биметаллических Строение биметаллического радиатора. Температурный график отопления Секционные биметаллические радиаторы отопления Стальная вставка в биметаллических радиаторах отопления Добавление дополнительных секций к биметаллической батарее отопления Чугунные батареи отпления

13.11.2016

gopb.ru

Биметаллические радиаторы — характеристики, выбор, применение

Если вы читали нашу статью о характеристиках алюминиевых радиаторов, то, наверное, помните, что при всех своих положительных качествах эти приборы обладают рядом существенных недостатков, которые не позволяют полноценно использовать их в городских квартирах. Сейчас мы поговорим об их биметаллических аналогах, которые помогут преодолеть все технические ограничения при установке в многоэтажных жилых домах, подключенных к коммунальным сетям отопления.

Устройство биметаллических радиаторов

Биметаллический радиатор внешне выглядит так же, как и алюминиевый. Это и понятно: его внешний корпус сделан из того же металла и покрашен такой же краской. Отличить его можно только по весу – тут уже сказывается внутреннее строение прибора, внутри которого находятся стальные вставки, защищающие алюминий от прямого контакта с теплоносителем. Именно благодаря им секции батареи не подвергаются разрушительному действию различных примесей, которые переносятся вместе с теплоносителем в коммунальной сети. Кроме того, сталь гораздо более устойчива к действию кислот и щелочей, которыми также богаты городские системы отопления и не вступает во взаимодействие с медными трубами и теплообменниками.

Устройство биметаллического радиатора на примере изделия компании Rifar

Применение стального сердечника для прохождения теплоносителя обеспечивает и другие полезные характеристики биметаллических радиаторов:

• Прочность. Предельное давление, которое может выдержать корпус биметаллического радиатора, – 30-40 атмосфер. Такому прибору не страшны никакие гидроудары;
• Экономичность. Сужение каналов подачи теплоносителя позволяет добиться оптимального сочетания расхода энергоресурсов на обогрев и тепловой инертности радиатора;
• Долговечность. Устойчивость стальных внутренних полостей к коррозии и разрушению позволяет производителям устанавливать длительный срок службы на свои изделия – в среднем до 20 лет.

Если добавить сюда плюсы, перешедшие от алюминиевых моделей, такие как высокая теплоотдача, элегантный внешний вид и компактные размеры, можно определенно сказать, что биметаллические радиаторы являются лучшим выбором для отопления городской квартиры на сегодняшний день.

Размеры

Для выбора биметаллического радиатора большое значение имеют его габаритные размеры. Обычно приборы отопления устанавливаются под окном, для того чтобы создать тепловую завесу холодному воздуху, проходящему через остекление. Радиатор должен поместиться в имеющуюся нишу и обеспечить необходимые характеристики по теплоотдаче.

Размеры радиаторов отопления по высоте имеют стандартные значения. Выпускаются приборы с межосевым расстоянием 200, 350 и 500 мм. Обычно эти цифры содержатся в наименовании модели.

Размеры секции радиатора

Однако следует иметь в виду, что межосевое расстояние – это не полная высота корпуса, а только лишь длина отрезка между центрами входного и выходного коллекторов. Реальную высоту устройства можно получить, прибавив к межосевому расстоянию 80 мм.

Так, например, радиатор с маркировкой 350 займет примерно 430 мм, а 500-я модель – примерно 580 мм.

Необходимо иметь в виду, что технические нормы предусматривают расстояние не менее 100 мм от корпуса прибора до подоконника и не менее 60 мм от корпуса до пола.

Ширина батареи зависит от количества секций, которое определяется расчетным путем. Об этом мы поговорим в следующем разделе.

Расчет радиатора

Определение количества секций для всех типов радиаторов проводится одинаково.

Технические требования к отоплению домов в средней полосе России определяют мощность, необходимую для обогрева 1 м2 площади, равной примерно 1 кВт.

Для каждой батареи производитель обычно указывает значение мощности одной секции. Иногда этот параметр называется немного по-другому – теплоотдача секции. Зная мощность, количество секций можно вычислить по формуле:

N=S*100/Q,

где N — искомое количество, S — площадь помещения, Q – мощность одной секции.

Стандартная ширина секции большинства моделей биметаллических радиаторов равна 80 мм, теплоотдача обычной 500-миллиметровой секции – около 180 Вт. Таким образом, если наша комната, например, имеет площадь 20 м2, то для ее отопления понадобится 12 секций, а ширина такого радиатора составит около 1 м.

Конструктивные особенности

Как мы уже говорили, отличие биметаллического радиатора от алюминиевого состоит в том, что по его внутренней поверхности проложены стальные вкладки, защищающие материал корпуса от коррозии.

Стальные вкладки могут устанавливаться в разных частях радиатора:

• Различные типоразмеры радиаторов из биметалла

  В простых моделях стальная сердцевина присутствует только в вертикальных каналах. Это так называемые полу- или псевдобиметаллические радиаторы, их характеристики хотя и превосходят алюминиевые аналоги, но степень защиты корпуса и прочность у них все же недостаточна;

• Более дорогие радиаторы представляют собой цельный стальной каркас, который под давлением заливается алюминием. Это настоящий биметалл, и именно такие батареи рекомендуется устанавливать в городских квартирах.

Емкость секции и присоединительные размеры

Благодаря наличию стальных вставок внутри биметаллического радиатора, емкость секции у него еще меньше, чем у алюминиевого. С одной стороны, это хорошо, и мы уже отмечали, чем лучше небольшие размеры секции – это снижение необходимого количества теплоносителя и тепловой инертности, а в результате – комфорт в управлении и экономия энергии. Но не надо забывать, что слишком узкие каналы могут засоряться мусором и шламом, которые неизбежно присутствуют в современных отопительных сетях.

Ширина канала зависит от толщины стенок стальной вкладки. Чем толще стенки, тем лучше характеристики прочности и долговечности радиатора, но тем уже каналы для теплоносителя.

Хороший биметаллический радиатор имеет стальные вставки толщиной со стенку водопроводной трубы. При этом емкость секции зависит от межосевого расстояния:

• Для батареи с расстоянием 200 мм – 0,1-0,16 л;
• Для 350-мм батарей — 0,15-0,2 л;
• Для 500-мм – 0,2-0,3 л.

Как мы видим, объем теплоносителя у таких радиаторов действительно небольшой. Например, популярный 10-секционный нагреватель RIFAR высотой 350 мм вмещает всего 1,6 л. При этом он способен обогреть площадь до 14 м2, а его ширина – 80 см. Правда, весить он будет 14 кг. Это как раз и говорит о том, что радиатор биметаллический – обычно они тяжелее алюминиевых в 1,5-2 раза.

Большинство биметаллических радиаторов продается по одной секции. Это удобно, т. к. можно купить ровно столько секций, сколько нужно, чтобы обеспечить требуемую мощность. Каждая секция имеет два входных и два выходных отверстия внутренним диаметром ¾ или 1 дюйм в зависимости от модели. Для удобства сборки два из них имеют правую резьбу, а два – левую.

Рекомендации по выбору биметаллического радиатора

Устанавливать биметаллический радиатор имеет смысл только в городскую квартиру. Если у вас частный дом и собственный котел отопления, лучше купить алюминиевую батарею.

При выборе биметаллического радиатора с нужной теплоотдачей рекомендуется принимать во внимание следующие характеристики:

1. Рабочее давление. Оно обычно не превышает 15 атмосфер. Радиатор должен выдерживать такую нагрузку;
2. Мощность. Необходимо рассчитать количество секций по приведенной выше методике;
3. Размеры. Ширина радиатора определяется количеством секций, а высота – межосевым расстоянием. Для стандартных подоконников высотой 80 см подойдет 500-я модель, если же она не помещается – нужно брать 350-ю модификацию;
4. Толщина стальных вкладок. Убедитесь в том, что она не слишком маленькая. Косвенным показателем толщины вкладок является вес прибора;
5. Цена. Обычно биметаллические радиаторы стоят как минимум на 15-20% дороже алюминиевых.

Если вы все сделаете правильно и выберете подходящий радиатор, тепло в вашем доме не будет в дефиците даже в сильные морозы.

all-for-teplo.ru

Все о биметаллических радиаторах

Среди разных видов батарей биметаллические радиаторы занимают особое место. Сочетание положительных характеристик двух металлов – алюминия и стали – позволяет добиться выдающихся показателей прочности и теплоотдачи. Рассмотрим устройство и особенности этих приборов и познакомимся с правилами выбора и подключения биметаллических батарей.

Устройство и свойства биметаллического радиатора

Биметаллические радиаторы имеют комбинированную структуру – их внутренняя часть, контактирующая с теплоносителем, изготовлена из стали; внешняя часть, отвечающая за качество теплоотдачи, выполнена из алюминия. Такое распределение материалов позволяет по максимуму использовать положительные качества обоих металлов, нейтрализуя их недостатки.

От алюминия биметаллические радиаторы отопления получили:

• высокую теплоинертность;
• отличную теплоотдачу;
• быструю реакцию на регулирование температуры батареи.

Сердечник из стали наделил батареи следующими характеристиками:

• устойчивостью к перепадам давления и гидроударам;
• стойкостью к электрохимическим воздействиям;
• нетребовательностью к качеству теплоносителя;
• долговечностью.

В отличие от алюминиевых радиаторов, биметаллические батареи прекрасно переносят условия централизованных систем отопления.

Помимо этих достоинств, можно упомянуть следующие положительные характеристики батарей из биметалла:

• высокий порог предельного давления – 30–40 атмосфер;
• большая мощность при небольших габаритах;
• экономичность, обусловленная небольшим сечением каналов;
• удобство конструкции, позволяющей быстро снимать отдельные секции прибора для ремонта;
• легко рассчитываемое количество секций, необходимых для качественного прогревания помещения.
• продолжительный срок службы – до 25 лет;
• современный и привлекательный внешний вид.

Всеми этими преимуществами обладают биметаллические радиаторы бренда STOUT. Отопительные приборы производятся на крупнейшем российском заводе «РИФАР», адаптированы специально для условий эксплуатации в нашей стране. Каждое изделие проходит строжайший контроль на всех этапах технологического процесса производства. Радиатор дважды опрессовывается повышенным давлением – первый раз до покраски, второй раз – после. Это гарантирует 100%-ную надежность каждого прибора.

Доступное количество секций – от 4 до 14, эффективная работа с теплоносителем до 135 °С, выдерживают давление до 100 атмосфер. Продуманная логистическая система, сотрудничество с надежными поставщиками и партнерами, а также гарантия и страховка напрямую от производителя делают бренд STOUT лучшим выбором.

Совет: поскольку внешне биметаллический секционный радиатор практически неотличим от алюминиевого, понять, какой радиатор перед вами, можно в первую очередь по весу. Биметаллический прибор со стальным сердечником значительно тяжелее алюминиевого аналога.

Возможные проблемы при эксплуатации

Приборы из биметалла имеют большое количество достоинств. Какие же из их особенностей можно отнести к недостаткам?

1. Несмотря на возможность использования биметаллических батарей в системе с любым теплоносителем, низкое качество последнего отрицательно сказывается на продолжительности срока службы прибора.
2. Разный коэффициент расширения у металлов, присутствующих в конструкции батареи, может со временем привести к нестабильности теплоотдачи, снижению прочности прибора.
3. Использование в системе теплоносителя низкого качества может приводить к засорению каналов, появлению коррозии, ухудшению теплоотдачи.

Конструктивные особенности

Биметаллические батареи могут иметь две разновидности конструкции.

• Более дешевые модели отличаются наличием стальной сердцевины только в вертикальных каналах. Такие радиаторы иногда называют полубиметаллическими. Несмотря на то, что по своим характеристикам они значительно превосходят алюминиевые приборы, они все же не обладают достаточной прочностью, присущей полноценным биметаллическим батареям.
• Настоящие биметаллические отопительные приборы имеют цельный каркас из стали, в процессе производства заливаемый под давлением сплавом алюминия.

Отдельно можно упомянуть медно-алюминиевые радиаторы, которые по своим характеристикам превосходят все существующие виды батарей. Они обладают прекрасной стойкостью к коррозии, имеют превосходную теплоотдачу и продолжительный срок эксплуатации, но высокая стоимость не позволила им получить широкое распространение.

Размеры батарей

Габариты прибора имеют значение, поскольку при необходимых параметрах мощности он должен поместиться в нише под окном. Какие размеры могут иметь биметаллические батареи?

Биметаллические радиаторы отопления характеризуются стандартными размерами высоты. Прибор имеет маркировку, которая обозначает межосевое расстояние прибора – 200, 350 или 500 мм.

Важно! При выборе радиатора необходимо учитывать, что межосевое расстояние – это промежуток между входным и выходным отверстиями батареи, которое не соответствует всей высоте корпуса. Чтобы узнать реальную высоту прибора, нужно прибавить 80 мм к значению межосевого расстояния.

Полная высота прибора с разной маркировкой:

• маркировка 200 – реальная высота 280 мм;
• 350 – высота прибора 430 мм;
• 500 – высота 580 мм.

Ширина прибора отопления будет зависеть от количества секций, которое рассчитывается исходя из параметров помещения и мощности отдельной секции.

Внимание! Подбирая размер радиатора, не забывайте о том, в соответствии с техническими нормами прибор должен быть установлен на расстоянии не менее 10 см от подоконника и 6 см от пола.

Расчет количества секций биметаллических батарей

Сколько секций радиатора из биметалла могут полноценно обогреть помещение? Расчет биметаллических радиаторов требует знания двух параметров:

• сколько квадратных метров занимает площадь помещения;
• мощность одной секции прибора.

Согласно строительным нормам для обогрева 1 квадратного метра жилой площади требуется примерно 100 Вт мощности. Для того чтобы узнать общую мощность, необходимую для обогрева помещения, значение площади умножается на 100. Полученный результат делится на мощность секции выбранного радиатора.

Узнаем, сколько секций прибора понадобится для комнаты площадью 25 кв. м. при использовании биметаллического прибора, мощность одной секции которого равна 170 Вт.

1. 25 х 100 = 2500 Вт – требуемая мощность.
2. 2500 : 170 =14,7 – округляем до 15 – получаем необходимое количество секций.

Учитывая тот факт, то параметры системы могут меняться из-за износа оборудования или засоров, можно добавить 20% запаса. Большее количество секций может понадобиться для обогрева угловой квартиры, помещения с большим количеством окон, высокими потолками. Для регионов с суровым климатом требуемое количество секций будет больше в 1,5–2 раза.

Важно! Поскольку батареи, имеющие количество секций, превышающее 10, прогреваются недостаточно эффективно, желательно установить несколько радиаторов с меньшим количеством секций.

На что обратить внимание при выборе

Выясним, какие характеристики биметаллического радиатора нужно изучить при покупке.

1. Рабочее давление. Биметаллический секционный радиатор должен выдерживать постоянную нагрузку в 15 атмосфер, для централизованной системы отопления лучше выбирать прибор с максимальным значением рабочего давления.
2. Номинальная мощность секции – нужна для расчета их количества.
3. Размеры. Для стандартных подоконников высотой 80 см подойдет модель с межосевым расстоянием 500 мм.
4. Толщина вкладок из стали. Чем толще стенки, тем прочнее прибор и тем дольше он прослужит.
5. Цена. Биметаллические радиаторы стоят не менее чем на 20% дороже алюминиевых. Если цена ниже, скорее всего, это «полубиметалл» низкого качества.

Установка радиаторов

Какие трубы лучше всего подходят для биметаллических батарей? Опытные мастера советуют сочетать биметаллические радиаторы отопления с армированными полипропиленовыми трубами. Допускается использование стальных и металлопластиковых труб на цанговых соединениях, однако в этом случае нужно быть готовым к протечкам и засорам. В силу своей надежности оптимальным способом соединения при подключении является метод точечной сварки.

Традиционно принято размещать радиатор под окном строго по центру. Это позволяет прибору создавать тепловую завесу, создающую препятствие для проникновения холодных потоков воздуха сквозь окно.

Какие могут быть варианты подключения биметаллического радиатора?

• Боковое или одностороннее подключение имеет максимальную эффективность, но только при небольшом количестве секций (до 12 штук). При большем числе секций отдаленный от подающей трубы участок будет плохо прогреваться.

• Нижнее подключение менее эффективно с точки зрения отдачи тепла, применяется только в случае специфической конфигурации системы.

• Диагональное подключение применяется для радиаторов с 12 и более секциями и позволяет добиться равномерного прогрева прибора.

Перед подключением на каждую биметаллическую батарею должен быть установлен клапан для спуска воздуха или кран Маевского, а также переходники для соединения с трубами.

Порядок подключения радиатора:

1. После демонтажа старого оборудования с помощью строительного уровня производится разметка под установку нового прибора, высверливаются отверстия для кронштейнов.
2. Кронштейны крепятся к стене с помощью дюбелей и цементного раствора.
3. Батарея соединяется с подводящими коммуникациями, в месте соединения размещается кран или термостат.

Важно! Поскольку биметаллический секционный радиатор имеет узкие внутренние каналы, которые очень легко забиваются мусором из отопительной системы, до подключения перед каждой батареей нужно обязательно установить фильтр грубой очистки.

mr-build.ru

виды и модели, как выбрать, фото каталог

Ключевым элементом системы отопления является радиатор. На сегодняшний день к нему предъявляются разнообразные требования, которые касаются не только способности эффективно рассеивать тепло, но и служить дополнением интерьера. При выборе важно учесть такие факторы, как мощность, прочность, а также долговечность оборудования, способность выдерживать высокое давление и пр. Биметаллические радиаторы являются на сегодняшний день лучшим оборудованием, успешно отвечающим всем этим требованиям. В этой статье мы рассмотрим, какими бывают новомодные батареи, в чем заключаются их преимущества, а также ознакомимся с рейтингом наиболее популярных производителей.

Основные характеристики

Если сравнивать биметаллические радиаторы с другими типами батарей отопления, например, алюминиевыми, можно с уверенностью отдать первым лидирующее место. Обусловлено это усовершенствованными техническими характеристиками, позволяющими устанавливать биметаллические радиаторы как в частных домах, так и многоэтажных высотках.

По внешним данным такие радиаторы ничем не отличаются от алюминиевых, весь секрет заключается во внутренней «начинке», а именно – двойной оболочке. Верхнее алюминиевое покрытие скрывает в своих недрах трубчатую сердцевину из нержавеющей стали, предотвращающую контакт с теплоносителем (водой). Такое устройство имеет множество преимуществ, например:

— Защита алюминиевого каркаса от воздействия кислот, щелочей, которые присутствуют в проточной воде, в результате чего обеспечивается долговечность изделия. Стоит отметить, что производитель устанавливает гарантийный срок эксплуатации до 20 лет;

— Узкие коллекторы делают конструкцию радиатора более экономичной, так как значительно снижается количество емкости теплоносителя и быстрее осуществляется прогрев. Примером может стать небольшая батарея фирмы RIFAR, которая, имея габариты 80х350 мм, способна вмещать 1,5 л жидкости и обогревать при этом 14 кв.м. жилой площади;

— Способность выдерживать высокое давление и возможные его перепады, гидроудары благодаря прочности конструкции;

— Современность дизайна и простота установки.

Такое количество преимуществ позволяет утверждать, что биметаллические радиаторы являются лучшими устройствами для отопления многоэтажных домов. Если говорить о недостатках, к ним можно отнести один пункт – высокую стоимость, однако долговечность изделия его вполне оправдывает.

Виды биметаллических радиаторов

В продаже можно встретить дорогие модели таких устройств и более дешевые. Разница заключается в конструктивных особенностях. Виды дорогих батарей обладают цельным каркасом из нержавеющей стали, который под высоким давлением заливается алюминием – это и есть настоящие биметаллические устройства. Дешевые варианты – псевдобиметаллические – имеют лишь стальную сердцевину в вертикальных плоскостях, поэтому их технические характеристики гораздо хуже. Также радиаторы можно разделить на две основные группы: монолитные и разборные. Первые больше подходят для городских квартир, а вторые великолепно согреют загородный дом.

Монолитные радиаторы

Литые конструкции являются наиболее дорогостоящими. Устройство их состоит из единой платформы с патрубками из стали, которую невозможно разобрать, уменьшить или увеличить в размерах. Они обладают способностью стойко выдерживать высочайшее давление и его перепады.

Разборные радиаторы

Модели, которые собираются из отдельных секций, дают возможность подобрать оптимальную длину батареи для той или иной комнаты, опираясь на ее размеры и расположение. Отдельные секции могут соединяться между собой с помощью металлических патрубков с резьбой.

Размер биметаллического радиатора

При выборе радиатора отдельного внимания заслуживает выбор размеров. Поскольку обычным местом размещения становится территория под окном, батарея должна легко располагаться на участке. Высота имеет один из стандартов и исчисляется размером промежутка между входным и выходным отверстием коллектора, к которому добавляется еще 8 см запаса. Ширина будет зависеть от количества секций, из чего вытекает новый вопрос: сколько нужно отделений?

В данном вопросе стоит сослаться на технические требования, которые предъявляются к отоплению жилых площадей. Согласно им, чтобы отопить комнату в 10 кв.м., необходима мощность в 1 кВт. Производители, выпускающие радиаторы, обычно указывают мощность единичной секции на упаковке. Исходя из этой цифры и измерив габариты комнаты, можно высчитать, сколько понадобится секций. Например, если мощность одной единицы составляет 200 Вт, а площадь помещения – 20 кв.м., можно установить систему из 10 секций. Чтобы облегчить исчисление, используют формулу: Х=S/Q, где Х – искомое количество секций, S – площадь, а Q – мощность секции, указанная производителем.

Существуют и нестандартные формы и размеры биметаллических радиаторов – дизайнерские разработки, рассчитанные под индивидуальные особенности помещений. Так, низкие модели, которые устанавливают под большими панорамными окнами, могут иметь высоту около 20 см, соответствуя при этом всем техническим характеристикам. Этот факт объясняется тем, что конструктивно батареи не содержат изменений, какого бы размера они не были. Также можно подобрать более габаритную модель, до 90 см высотой. Чаще всего такие изделия монолитны и способны не только эффектно отопить, но еще и служить декоративным элементом, так как выпускаются в большом цветовом спектре.

Декор радиатора отопления

Хотя биметаллические радиаторы сами по себе выглядят достойно, их можно дополнительно декорировать, чтобы было, как говорится, и самому приятно, и перед гостями не стыдно. Наиболее уместными способами украшательства являются:

Покраска, которая производится антикоррозийными составами с помощью баллончика или кистей. Поскольку основной задачей батареи является все же обогрев помещения, слой краски должен быть максимально тонким. Красиво смотрятся радиаторы, окрашенные под цвет интерьера помещения.

Можно также сделать радиатор изюминкой помещения, акцентным пятном, нанеся на его поверхность оригинальный рисунок, например, в виде камина или клавиш пианино. Если Вы не обладаете особыми художественными навыками, можно воспользоваться различными трафаретами, имеющимися в продаже. Важно правильно выбрать краску – на упаковке должна быть пометка о том, что состав в состоянии выдерживать температуру до +80°. Также нужно учесть, что работы производятся только на холодных радиаторах;

Декупаж – несложная техника, которая позволит украсить радиатор различными узорами, орнаментами. Суть заключается в наклеивании на чистую поверхность вырезанных из тонких салфеток фрагментов рисунка с помощью клея ПВА. После полного высыхания изображения необходимо покрыть лаком, чтобы надолго сберечь целостность и придать глянцевый вид;

Установка защитного экрана – такой способ поможет не только украсить батарею, замаскировав его красивым полотном из дерева, металла или стекла, но и обезопасить жильцов от травм.

Что нужно учесть при покупке

Подводя итог всему вышесказанному, можно выделить основные моменты, которые необходимо учесть, отправляясь за покупкой, а именно:

— Размер – высота батареи должна позволять ей свободно «вписаться» в промежуток между полом и подоконником, а количество секций необходимо рассчитать, исходя из мощности одной из них и площади помещения;
— Толщина алюминиевой оболочки должна быть не более 1,5 см, во избежание теплопотерь;
— Батарея должна выдерживать нагрузку не менее 14 атмосфер;
— Наиболее надежны радиаторы, изготовленные литым методом.

Немаловажным вопросом остается стоимость. Как мы уже упоминали, подлинные конструкции будут отличаться дороговизной, а экономия может привести к покупке некачественного товара или несоответствующего требованиям помещения.

Рейтинг лучших европейских производителей

Каждый человек, безусловно, хочет получить качественный, долговечный прибор отопления. Стоит обратить внимание на модели европейских, в частности итальянских производителей, среди которых лидирующие позиции занимают такие, как:

1. SiraGroup – итальянский бренд, предлагающий изделия с высокой теплоотдачей, красивыми формами. Компания существует более полувека и на сегодняшний день имеет немало производств, выпуская высококачественное оборудование, имеющее большой потребительский спрос;

2. Global – бренд, основанный в семидесятых годах. Выпуская поначалу батареи из алюминия, компания быстро наладила выпуск более практичных биметаллических радиаторов, на который установила наиболее высокий гарантийный срок – до 25 лет;

3. RoyalThermo – компания, зародившаяся в результате слияния английской корпорации «Industrial Investment» с итальянскими строительными организациями. Современные отопительные приборы этого бренда приспособлены для любых климатических условий и удачно продаются как в Западной Европе, так и в Восточной;

4. Fondital – продукция этого бренда востребована на всех континентах, поскольку имеет высокие качественные характеристики;

5. Rifar – наиболее молодой бренд, основанный в начале текущего столетия (2002 г). Отличительная черта продукции – супермощная теплоотдача, позволяющая устанавливать радиаторы на больших площадях.

Биметаллические батареи отопления: характеристики, расчёт, установка

Сегодня для отопления в доме используются различные виды радиаторов. Наибольшей популярностью пользуются биметаллические батареи, в которых объединились свойства стальных и алюминиевых. В статье рассмотрим конструктивные особенности, плюсы и минусы таких батарей, а также ответим на вопрос: как выбрать биметаллический радиатор отопления?

Биметаллические радиаторы отопления

Как уже упоминалось, в основу батарей из биметалла легли два материала: сталь и алюминий. Внутренняя часть конструкции (трубы), по которой осуществляется процесс движения теплоносителя, обычно сделана из нержавеющей стали (иногда из меди). Этот металл очень прочный и не поддается негативному влиянию агрессивной среды нагретого теплоносителя.

Внешняя сторона производится из алюминия и представляет собой кожух с оребрениями. Алюминий отличается высокой теплопроводностью, прогревается в максимально короткие сроки и воздух в помещении начинает моментально прогреваться.

Устройство биметаллических радиаторов

Внутренняя и внешняя часть каждой секции стыкуются между собой литьем. Этот процесс производится под давлением или точечной сваркой. Посредством стальных ниппелей и термостойких прокладок, которые способны переносить максимальную температуру не более 200°С, осуществляется сборка секций в батарею.

Тот факт, что в конструкции биметаллического радиатора присутствуют детали, сделанные из стали, обусловлено рядом положительных характеристик, которыми обладает этот металл:

• сталь способна выдерживать перепады давления;
• сталь отличается высокой устойчивостью к электрохимическим воздействиям, в то время как внутренние поверхности из алюминия быстро ржавеют, в связи с этим срок службы их недолгий.

Однако, в свою очередь, алюминий характеризуется высокой тепловой инертностью. С одной стороны — это достоинство, но с другой — своего рода недостаток. Алюминиевые поверхности очень быстро дают реакцию даже на минимальные изменения температурного режима. Благодаря этому свойству можно очень быстро корректировать температурные параметры отапливаемого помещения.

За счет высокой теплоотдачи алюминия расходуется меньше теплоносителя, в то время как количество отдаваемого тепла идентично тому, что исходит от чугунных радиаторов. Именно поэтому размеры биметаллических радиаторов отопления более компактные, а формы внешне очень привлекательны.

Плюсы и минусы

Приобретая установку, выполненную из биметалла, ваша отопительная система будет обеспечена множеством положительных моментов:

1. В первую очередь, это долгий срок службы. Благодаря высокому качеству конструкции, в которой совмещены два хороших материала, такие радиаторы могут эффективно работать на протяжении 30-50 лет.
2. Прочность и надежность. Эти качества обеспечиваются благодаря стальной сердцевине, которая способна выдержать высокое рабочее давление и гидравлические удары.
3. Биметаллические радиаторы отопления пригодны для любой отопительной системы, даже с теплоносителем низкого качества.
4. Высокая теплоотдача — еще одно важное положительное качество. За счет того, что внешний корпус сделан из алюминия, тепло по комнате распределяется очень быстро. Стандартные модели, в которых дистанция между осями — 500 мм, имеют теплоотдачу до 190 Вт, что значительно больше, чем в радиаторах, выполненных только из одного металла.
5. Благодаря встроенному терморегулятору, можно контролировать и регулировать температуру нагрева.
6. Внешне батареи из биметалла очень привлекательны. Различные цветовые и дизайнерские решения позволяют каждому подобрать радиатор на свой вкус.

Как видим, у биметаллических радиаторов большое количество плюсов, обуславливающие широкий спрос на такие изделия. Однако, есть и некоторые минусы, на которые нельзя не обращать внимание при выборе:

1. Разные коэффициенты расширения стали и алюминия. В связи с этим, после длительной эксплуатации в отопительном контуре могут возникать шумы и скрипы, а также прочность конструкции будет ниже.
2. В процессе монтажа радиаторов в центральную отопительную систему теплопроводные трубы могут быстро засориться. Это обусловлено тем, что они имеют небольшой диаметр. Учитывая эту особенность, лучше предостеречься и установить фильтр грубой очистки.
3. Высокая цена биметаллических радиаторов.

Радиаторы, выполненные из биметалла бывают двух видов: монолитные и секционные.

Секционные сконструированы из секций, каждая из которых внутри горизонтальных отрезков труб с двух сторон имеет разнонаправленную резьбу, посредством ее вкручиваются соединительные ниппели с уплотняющими прокладками.

Именно такая конструкция и выступает одним из важнейших недочетов батарей из биметалла. Минус заключается в том, что на стыках очень часто появляются дефекты, например, от теплоносителя низкого качества. В результате эксплуатационный период радиаторов уменьшается.

Также на участках, где секции соединяются, под воздействием высоких температур могут наблюдаться протечки. Во избежания таких неприятных моментов, создана другая технология производства биметаллических радиаторов отопления. Суть ее заключается в том, что изначально делается цельный сварной коллектор из стали, затем он укладывается в специальную форму и под воздействием высокого давление поверх него заливают алюминий. Подобные радиаторы именуются монолитными.

Обе разновидности имеют свои достоинства и недостатки. О недостатках секционных мы уже сказали, а вот преимущество их состоит в том, что если одна секций повреждается, то достаточно всего лишь заменить ее. А вот, если поломка или протечка произойдет в монолитной конструкции, то придется приобретать новый радиатор.

Проведем сравнительный анализ монолитных и секционных биметаллических радиаторов.

Стоимость монолитного радиатора выше, чем секционного, примерно на 20 %.

Осуществляя выбор биметаллических батарей, следует обращать внимание на ряд критериев, от которых будет зависеть эффективность эксплуатации.

Больше информации о производителях биметаллических радиаторов найдете здесь

Конструкция

Как уже отмечалось, радиаторы могут быть монолитными и секционными. Для того, чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант для конкретной отопительной системы, нужно знать, какое рабочее давление в системе. Если она подвергается воздействию мощных гидроударов, то лучше отдать пользу монолитным моделям. Во всех остальных случаях рекомендуется приобретать секционные, поскольку они намного дешевле.

Чтобы приобрести устройство более надежное, следует знать, что есть два типа. Первый вид изготавливается из стального каркаса, другой снабжается только усиленными сталью каналами, по которым движется теплоноситель.

Большей прочностью и надежностью характеризуются батареи, относящиеся к первому типу. В таких конструкциях теплоноситель не контактирует с алюминиевым сплавом, в результате чего риск появления коррозии минимален.

Основными признаками, характеризующими первый тип являются вес и стоимость. Производят их такие фирмы: Royal Thermo BiLiner, Global Style, Rifar (модель Monolit) и отечественная компания Сантехпром БМ.

Другой тип называется полубиметаллическими радиаторами. Основные характеристики таких устройств: высокая теплоотдача и более низкая цена. Наиболее популярны устройства марок Gordi, Sira и Rifar, исключая модель Monolit.

Межосевое расстояние

Большинство выпускаемых моделей биметаллических радиаторов одинаково функциональны. Однако, дистанция между осями у моделей разнится. Стандартные показатели расстояния между осями: 35 и 50 см.

Можно найти радиаторы, в которых промежуток равняется 20 см, такая длина считается минимальной. Батареи с таким расстоянием выпускают фирмы: Sira, BiLUX и RIFAR. Максимальная дистанция составляет 80 см, такие модели присутствуют у производителя Sira.

Материал изготовления

Важно, чтобы радиатор хорошо противостоял воздействию агрессивной среды в случае, если теплоноситель недостаточно высокого качества и содержит большое количество щелочи и кислотности. В основном это характерно для батарей в многоквартирных домах.

Также:

1. Важно, чтобы внутренние каналы были выполнены из одного металла, желательно из нержавейки.
2. Толщина стенок внутренней трубы должна составлять 3-3,5 мм.
3. Очень важную роль играет качество и эластичность прокладок. Именно они оказывают влияние на надежность соединений, поэтому обычно в качестве материала изготовления для них выступает резина или силикон. Чтобы проверить качество уплотнительного кольца, достаточно согнуть его пальцами. Если прокладка жесткая и неэластичная, то это свидетельствует о ее низком качестве.
4. Если радиатор секционный, то здесь следует обратить внимание на ниппели. Важно, чтобы они были выполнены из высококачественной стали. О низком качестве этих деталей свидетельствует мягкость металла. Если он некачественный, то зацепы для ключа точно сорвутся и в этом случае ниппель нужно будет распиливать при помощи шлифовальной машинки и доставать его части из отверстий секций.
5. Ширина фронтальной части ребра радиатора должна быть более 70 см. В случае, если этот показатель ниже, то это отразится на теплоотдаче радиатора в отрицательную сторону. Наиболее оптимальный соотношение размера секции в сечение составляет 80*80 мм. С такими показателями теплоотдача точно будет высокой.
6. Толщина выступающих ребер также свидетельствует о качестве. Этот показатель должен быть не ниже, чем 1 мм.

Гарантия

Гарантийный срок также говорит о качестве изделия. Если производитель дает срок эксплуатации всего 1-2 года, то это значит, что вероятность того, что радиаторы будут работать с высокой эффективностью мала, т.к. эксплуатационный период качественного изделия составляет 20-30 лет.

Технические характеристики

К техническим характеристикам батарей относятся габариты. Высота радиаторов составляет от 20 до 80 см. Чтобы подобрать радиатор нужного размера, надо учесть расстояние между основанием окна и полом и вычесть из этого числа 20 см. Ширина находится в непосредственной зависимости от места, где будет установлен прибор.

Еще одним немаловажным показателем является рабочее давление, которое варьируется в пределах 15-35 атм. Для централизованных отопительных систем лучше выбирать максимальные значения, для автономных можно и минимальные.

Одним из самых важных и существенных критериев, влияющих на эффективность работы радиаторов, является — мощность. Этот показатель определяется исходя из мощности одной секции (она указывается в техпаспорте).

Для того, чтобы рассчитать нужное количество секций, исходя из площади помещения, надо воспользоваться формулой. Чтобы произвести расчет надо знать следующие параметры: мощность одной секции и площадь отапливаемого помещения.

Для того, чтобы эффективно обогреть 1 м² площади, нужно 100 Вт тепловой энергии. Для расчета площади комнаты надо ширину умножить на длину.

Формула:

N= S*100/P

N — количество секций радиатора,

S — площадь помещения, м²,

P — удельная тепловая мощность одной секции.

Воспользуйтесь калькулятором расчета необходимого количества секций биметаллического радиатора.

Устанавливать батареи из биметалла нужно в соответствии с инструкцией, указанной в паспорте устройства.

Для того, чтобы подключить радиатор своими руками, надо учесть ряд факторов:

• в качестве места расположения для батареи лучше выбирать середину окна;
• монтаж производится исключительно в горизонтальном положении;
• от стены до батареи нужно выдерживать дистанцию 3-5 см. Если разместить радиатор слишком близко к стене, то итогом станет неравномерное распространение тепла;
• расстояние до подоконника должна составлять 8-12 см, если будет меньше, то это негативно скажется на теплоотдаче батарей;
• дистанция от пола до батареи — 10 см.

Монтаж всех элементов системы проводится в полиэтиленовой упаковке радиатора. Запрещено снимать эту упаковку до завершения всего процесса установки.
Порядок действия выполнения монтажа биметаллических радиаторов отопления:

• изначально надо сделать разметку предполагаемого участка на стене, где будут крепиться кронштейны;
• затем фиксируются кронштейны;
• на них устанавливается батареи;
• далее радиатор надо подключить к трубам;
• затем монтируется термостатический клапан или краник;
• в верхней части батареи устанавливается воздушный клапан.

Производители

В настоящее время на рынке отопительного оборудования можно найти большое количество разных моделей биметаллических радиаторов, выпускаемых как российскими, так и зарубежными производителями. Рассмотрим основные характеристики наиболее популярных моделей.

Таким образом, качественные биметаллические радиаторы отопления способны эффективно работать на протяжении длительного промежутка времени.

технические характеристики, теплоотдача, мощность, размеры и констукция

Как известно, в России и близлежащих странах холодный период времени длится около полугода. И все это время помещения нужно отапливать. Многие десятилетия практиковалось использование чугунных отопительных установок. В настоящее время на фоне разнообразия рынка радиаторов и других обогревательных приборов, безусловно, чугунные образцы кажутся громоздкими, тяжеленными. К тому же, их монтаж является достаточно трудоемким, полости быстро засоряются и механический сор откладывается на стенках радиаторов. Их использование в течение длительного времени было продиктовано их прочностью и надежностью, очень важными качествами для любых приборов. Они соответствовали требованиям сохранения нужной температуры до 18-20°С как в домах и квартирах, так и рабочих помещениях. В настоящее время появились достойные заменители — биметаллические радиаторы отопления, технические характеристики которых мы и рассмотрим ниже.

Биметаллический радиатор отопления

Технические характеристики биметаллических  обогревательных приборов

Современные обогревательные приборы отличаются легковесностью, высоким качеством и отличной проводимостью тепловой энергии, достаточно просто производится их монтаж. Поверхность обогревателей является металлической, она легко вбирает в себя тепло и отдает в пространство помещения, быстро его обогревая. Температура поверхности всегда выше, чем температура воздуха.

Технические характеристики биметаллических батарей некоторых производителей

Современные радиаторы отопления биметаллические, характеристики которых вам понравятся, эстетичны в плане внешнего дизайна, легко вписываются в интерьер. Размеры биметаллических радиаторов отопления бывают разными, что позволяет выбрать их легко. Благодаря заградительным решеткам повышается их безопасность. Высокому качеству  радиаторов должны соответствовать следующие характеристики:

• Высокая прочность;
• Поддержание давления свыше 25-30 атмосфер;
• Выдерживание давления движущей горячей воды.

Биметаллические радиаторы соответствуют этим характеристикам, при этом они обладают приятным внешним видом.

К другим важным показателям биметаллических радиаторов относят такие:

• Длительный срок функционирования;
• Повсеместная теплоотдача биметаллических радиаторов отопления во все части помещения;
• Устойчивость к механическим повреждениям;
• Эстетичный внешний вид.

Биметаллические радиаторы годны и эффективны даже в помещения с повышенной влажностью. Они не подвержены разрушению коррозией. Этому способствует изготовление верхней поверхности радиатора из листовой стали. Благодаря небольшому размеру каналов внутри радиаторов горячая вода более оперативно поступает из центральной отопительной системы или котлов. Радиаторы отопления биметаллические, высота 300мм являются более дорогостоящими, но надежность и долговечность эксплуатации того стоят. К тому же, в первые же годы благодаря своей экономичности эти затраты сполна окупаются.

Радиатор отопления в ванной комнате

Выбор  биметаллического радиатора

После принятия решения о замене чугунного радиатора на биметаллический образец или приобретении нового  подобного устройства необходимо остановиться на конкретной модели. Для окончательного выбора необходимо:

1. Остановиться на каком-либо виде радиатора;
2. Исследовать рынок материалов для изготовления радиаторов;
3. Определить коэффициент полезного действия для анализа таких параметров, как пропускная способность и теплоотдача биметаллических радиаторов отопления, расчет которой требуется отдельно произвести;
4. Осуществить замер веса прибора, отчего будет достаточно легко понять, из какого материала он изготовлен. Например, биметаллические радиаторы внешне схожи с алюминиевыми, но обладают разницей в весе на 55%.

Биметаллические радиаторы могут производиться:

Рекомендуем к прочтению:

• С применением цельной стали, фиксируемой на каркас радиатора по всем техническим требованиям;
• С использованием стальных листов не по всей поверхности приборов, а в местах расположения трубок для нагревания.

В первом случае радиаторы отопления биметаллические, высота 800 более защищены от коррозии.При использовании листов из стали необходима более точная и скрупулезная сборка во избежание смещения пластин, и, как следствие, снижения КПД.

Есть своеобразная особенность у биметаллических радиаторов – впоследствии нагревания металла и его расширения возникают определенные шумы и звуки циркуляции горячей воды.

Так же полезно знать, что лучше выбрать — алюминиевые или биметаллические радиаторы, о их достоинствах и недостатках.

Монтаж и особенности установки

Монтаж любого устройства начинается с инструкции, в которой отражается конструкция биметаллических радиаторов отопления, все элементы, этапы сборки и общие разъяснения и рекомендации по монтажу и использованию прибора. Но любой пользователь не сможет самостоятельно произвести корректный монтаж радиатора, даже внимательно изучив все прилагаемые сопроводительные материалы.

Монтаж биметаллического радиатора

Монтаж биметаллических радиаторов сможет выполнить только высококвалифицированный специалист с глубокими теоретическими знаниями и практическими навыками сантехнического ремонта и монтажа. Приглашая такого мастера, необходимо обязательно спросить о наличии лицензии на право произведения сантехнических работ.

Важным этапом в монтаже радиаторов является грамотное размещение клапана, используемого для высвобождения воздуха, скопившегося внутри радиаторов и дальнейшей нормальной работы обогревательного прибора и циркуляции тепловой энергии. Необходимы специальные фильтры, которые монтируются прямо перед клапанами.

Благодаря фильтрам происходит недопущение загрязняющих частиц в клапаны. Такие частицы, как правило, содержатся в воде. После полного монтажа системы спускается воздушная пробка в батарее и проверяется действие клапана.

Основные этапы работы:

• Осуществление замеров мест расположения крепежных элементов;
• Фиксация крепежных деталей с помощью дюбелей и цемента;
• Выполнение установки, требующей точного соблюдения конкретных пропорций;
• Монтаж и тестирование клапана.

Расчет количества секций батарей для помещений

Обычно в инструкции производителем указывается мощность биметаллических радиаторов отопления. На основе ее и производят расчет необходимого числа секций батареи.  Если инструкция не содержит таких данных, можно воспользоваться нашим ресурсом для выяснения мощности радиатора данной конфигурации. Для каждого помещения подобный расчет выполняется отдельно.

Рекомендуем к прочтению:

Формула расчета основных показателей:

А = Б  х 100/В, где

А– нужное число секций батареи,

Б – площадь помещения, которое необходимо отопить,

В –  собственная тепловая мощность биметаллических радиаторов отопления.

Например, нужно отопить комнату площадью 12 м кв. Высота потолка – 3,5 м. Мощность 1 секции батареи. В итоге:

А = 12 х 100/200 = 6 секций

Если окончательное значение – не целое число с десятичным показателем, желательно его округлить в большую сторону. Лучше немного больше тепла, чем если его не хватит для обогрева. Размеры биметаллической батареи отопления существуют разные, поэтому вы сможете легко скомбинировать их.

Технические характеристики и свойства биметаллических радиаторов

В силу особенностей эксплуатации централизованных сетей теплоснабжения отопительные батареи должны длительное время контактировать с грязным и химически активным теплоносителем, а также иметь высокий порог рабочего давления. Предложим вашему вниманию технические характеристики биметаллических радиаторов разного типа, которые относятся к подобным  приборам.

Конструкции и виды биметаллических батарей

Как правило, данные отопительные устройства изготавливают в виде небольших идентичных частей – секций, оттого батареи имеют дополнительное название — секционные. Каждая секция представляет собой цельнометаллический каркас из труб, надежно соединенных методом сварки. Стенки металлических труб каркаса имеют толщину в несколько миллиметров, что делает изделие устойчивым к перепадам давления в сети и гидроударам. Устройство таких радиаторов можно увидеть на схеме, где изделие показано в разрезе.

Готовый каркас методом промышленного литья покрывается слоем алюминиевого сплава с высокой характеристикой теплоотдачи. За счет этого образуется сложная ребристая конструкция, призванная интенсивно передавать тепловую энергию воздушной среде помещения. Так работает конвективная составляющая теплового потока, а есть еще лучистая, что реализуется выделением теплоты от нагретых поверхностей радиатора. Цель, которую преследует такое непростое устройство прибора, заключается в том, чтобы полностью исключить контакт теплоносителя с алюминиевым сплавом и уберечь его от растрескивания вследствие гидроударов.

По особенностям конструкции биметаллические радиаторы можно разделить на такие виды:

• псевдобиметаллические;
• приборы со стальным каркасом из труб;
• батареи с каркасом из нержавеющей стали.

В отличие от вышеописанной конструкции в псевдобиметаллических нагревателях стальные трубки установлены только в вертикальный канал, в горизонтальных протоках теплоноситель свободно соприкасается с алюминием. Благодаря этому стоимость изделия удалось уменьшить ориентировочно на 30%. И наоборот, настолько же дороже практически вечный радиатор с трубками из нержавеющей стали. По долговечности с подобным нагревателем может соперничать лишь чугунная батарея.

Сравнение характеристик ведущих производителей

Биметаллические батареи предлагаются многими производителями как российскими, так и зарубежными. Приводить здесь характеристики изделий всех брендов нет смысла, тем более что они во многом схожи. Например, межосевые размеры биметаллических радиаторов лежат в пределах от 200 до 800 мм, самые «ходовые» из них – 350 и 500 мм. Полная высота таких изделий составляет ориентировочно 420 и 580 мм соответственно. Глубина и ширина каждой секции изготавливается в диапазоне от 80 х 80 мм до 100 х 85 мм.

Существуют приборы отопления с межосевым расстоянием 200 и 800 мм, первые предназначены для монтажа под низким подоконником или витражом и часто имеет напольное крепление и нижнее подключение. Типоразмер 800 мм хорошо смотрится возле глухих стен.

Эксплуатационные характеристики радиаторов отопления рассмотрим на примере ведущих итальянских и российских брендов: GLOBAL, RADENA и RIFAR. Все данные сведем в таблицу.

Проведя экспресс-анализ приведенных характеристик, можно сказать, что в итальянских продуктах сделан максимальный упор на надежность и долговечность изделий, пусть даже в ущерб располагаемой тепловой мощности. Это видно по увеличенному весу и высокому порогу рабочего давления батарей. Хотя увеличение веса незначительно в плане усложнения монтажа радиаторов. В то же время российский производитель RIFAR отдельно предлагает модель MONOLIT, функционирующую при рабочем давлении до 100 Бар. Такой показатель достигнут за счет монолитной конструкции, где секции биметаллической батареи неотделимы друг от друга и резьбовые соединения отсутствуют.

Заключение

Поскольку стоимость биметаллических отопительных приборов достаточно высока, рекомендуется при покупке внимательно изучать их технические характеристики и при этом консультироваться со специалистами. Следует помнить о стремлении некоторых производителей завышать рабочие параметры своих детищ.

Биметаллические радиаторы отопления: виды, размеры. Биметаллические радиаторы

Правильно подобранные габариты алюминиевых радиаторов влияют на эффективность отопления, на необходимость проведения замены труб, по которым течет теплоноситель.

Какие должны быть размеры

Для максимального нагрева размеры должны быть такими:

1. Длина должна быть более 70-75% ширины оконного проема.
2. Высота должна быть такой, чтобы между полом и батареей было 8-12 см, и при этом между подоконником и ним было 6-12 см.

Если длина составляет менее 70% ширины оконного проема, аккумулятор не сможет создать тепловую завесу, способную блокировать движение холодного воздуха, поступающего через окно. В комнате появятся холодные и теплые зоны. Окна будут постоянно накрываться паром.

Если ширина окна 2 м, то длина батареи должна быть не менее 1,4 м.

Основные размеры

Под размерами понимают:

1. Внутреннее расстояние.
2. Высота.
3. Глубина.
4. Ширина сечения.

Расстояние до середины сцены (его также называют международным или межцентровым) не следует путать с высотой нагревательной батареи. Первый показатель указывает, сколько сантиметров находится между верхним и нижним коллекторами (отверстиями). Высота — это расстояние между самой низкой и самой высокой точкой секции.

Алюминиевые радиаторы отопления имеют такие размеры:

1. Межцентровое расстояние составляет от 150 до 2000 мм .Батареи очень высокого уровня встречаются редко. Радиаторы с межцентровым расстоянием 500 мм пользуются наибольшей популярностью, поскольку активная система трубопроводов тепловой сети создавалась под чугунными батареями, имеющими такое же межцентровое расстояние. Этот показатель очень важен, поэтому производители указывают его в названии аккумулятора (RAP-500, ROCOCO 790, MAGICA 400 и т. Д.).
2. Высота в пределах 245-2000 мм . По этому критерию аккумулятор можно разделить на низкий, средний и высокий.
3. Глубина профиля от 52 до 180 мм .
4. Ширина профиля 40-80 мм .

См. Также: Расчет количества секций алюминиевых радиаторов отопления

Низкие алюминиевые радиаторы

Такие устройства для обогрева помещения имеют высоту от 200 до 450-500 мм. Самые низкие представители имеют аварийное расстояние, равное 150 мм. Наименьшая ширина секции 40 мм. Глубина существенно отличается от вариантов со средней и большой высотой.Иногда может достигать 0,18 см. Это сделано для компенсации недостатка тепловой мощности из-за небольшой высоты.

Немногие производители выпускают радиаторы с межслойным расстоянием 150-250 мм. Основные из них — Сира, Глобал, Рифар. Самые маленькие изделия сначала имеют высоту 245 мм. Межстрочное расстояние 200 мм. Глубина зависит от модели. ALUX имеет глубину 8 см, а Rovall — 10 см. Самые маленькие конвекторы двух других производителей имеют практически одинаковые габариты.

Если рассматривать радиаторы отопления с межосевым расстоянием 300 мм и более, то их производят практически все компании.

Стандартные или средние батареи

Их характеристики:

1. Высота — 0,57-0,585 см.
2. Чаще всего ширина 80 мм.
3. Глубина 52-100 мм. Стандартные размеры в этом плане составляют 80-100 мм.
4. Межцентронное расстояние 500 мм.

Алюминиевые батареи средней высоты стандартизированы среди всех типов батарей. Чтобы сравнить колебания высоты и глубины чугунных нагревательных приборов, многое другое. Только глубина варьируется в пределах 90-140 мм .

Среди всех разновидностей радиаторов отопления самыми качественными и надежными можно назвать биметаллические радиаторы отопления. Они сделаны из биметалла, то есть не из одного металла (алюминия или стали), а из комбинации этих металлов. Биметаллические радиаторы очень популярны и по продажам превосходят аналоги. Все потому, что у них отличные технические характеристики, а это главное, на что обращать внимание при покупке.

Рассмотрим особенности биметаллических радиаторов отопления, узнаем их технические характеристики и свойства, а также плюсы и минусы.Если вы не знакомы с этими товарами, то благодаря статье можете провести презентацию о них и выбрать для себя подходящий вариант.

Особенности и виды радиаторов отопления

Биметаллические радиаторы отопления внешне напоминают обычные алюминиевые. Их чудесный внешний вид дополняют плюсы как из стали, так и из алюминия. Ведь конструкция радиаторов довольно проста. Они состоят из стальных труб, по которым происходит теплоноситель, а также из алюминиевых панелей.Это позволяет эффективно обогревать помещение. Сталь довольно быстро нагревается потоками горячей воды, передавая свое тепло алюминию, а он, в свою очередь, нагревает воздух в помещении.

Алюминиевая оболочка выполняет две функции: скрывает систему труб и образует биметаллический радиатор, а также лучше распределяет тепло. А в отличие от стальных или чугунных батарей биметаллические намного проще, поэтому установка намного проще.

Примечание! Если вы хотите узнать рабочее давление и температуру, то это можно сделать в паспорте биметаллического радиатора.Модели могут отличаться друг от друга в зависимости от производителей и характеристик.

На полках магазинов можно найти два типа биметаллических радиаторов:

1. Биметаллические — батареи, имеющие стальной сердечник из труб, который окружен алюминиевой оболочкой. Их преимущество в том, что они очень прочные и исключают протечки. Такие модели производят компании из Италии (Global Style, Royal Thermo Biliner). Даже отечественные компании из России тоже производят этот товар. Один из представителей: Сантехпром БМ.
2. Semichetallic — они считаются «полукровками», так как в этих радиаторах только стальные трубы, увеличивающие вертикальные каналы. В этом случае алюминий будет контактировать с водой. Такие радиаторы отопления будут эффективнее отдавать тепло, примерно на 10%. К тому же их стоимость на 20% дешевле. На рынке можно найти российского производителя Rifar, китайского Gordi, итальянского Sira.

Радиатор отопления каждой разновидности имеет свой параметр, поэтому специалисты не могут прийти к единому решению, какой из них лучше.Все в чем-то хороши. Важно учитывать, какой тип отопления используется — централизованное или индивидуальное. Например, биметаллические радиаторы по техническим характеристикам делают изделия устойчивыми к химии и некачественным централизованным теплоносителем. Если говорить о высоком давлении в системе, лучше себя показывает алюминий, однако требует качественной охлаждающей жидкости. Ясно одно: если система отопления состоит из старых труб, которым более 40 лет, в основном используются прочные биметаллические батареи.

Целые или секционные

Есть еще одно отличие биметаллических радиаторов, которое касается их конструктивных особенностей. В основном продукция выпускается с определенным количеством секций. Чем их больше, тем больше будет тепла. Они могут быть разборными, то есть при необходимости радиатор можно уменьшить или увеличить. Производятся полностью все секции, после чего они соединяются ниппелями. Количество секций пара.

Но есть и второй тип радиаторных батарей — сплошные.Их сердцевина сделана определенного размера, и в дальнейшем изменить ее невозможно. После этого стальные трубы зальют фигурной алюминиевой оболочкой, покрытой эмалью. Подобный радиатор не лопнет даже при скачке давления до 100 атмосфер.

Обзор технических характеристик

Теперь рассмотрим биметаллические радиаторы и их свойства подробнее. Это нужно учитывать в первую очередь перед покупкой того или иного образа. Что это за продукты особенно и почему их называют одними из лучших? Давай выясним.

Революция тепла

Возможно, именно для этого покупаются радиаторы для обогрева помещения. Поэтому в первую очередь нужно обратить на эти характеристики особое внимание. Тепло, которое дает радиатор, охлаждающая жидкость которого имеет температуру 70 градусов, измеряется в ваттах. Биметаллические батареи обладают отличными показателями теплоотдачи, так как средний находится в пределах 170-190 Вт.

Сам процесс теплопередачи довольно прост: он заключается в нагреве воздуха, а из-за особой конструкции батареи существует условность.

Рабочее давление

Зависит от параметров и производителя. Тем не менее в среднем аккумулятор выдерживает давление 16-35 атмосфер. Этого вполне достаточно, ведь централизованная система способна выдавать не более 14 атмосфер, а автономная — около 10. А чтобы радиатор не лопнул при скачках давления, параметр сделан с запасом.

Расстояние между осями

Размеры биметаллических радиаторов отопления могут быть самыми разными.Что касается расстояния до середины сцены, то здесь стандартные значения:

• 200 мм;
• 300 мм;
• 350 мм;
• 500 мм;
• 800 мм;

Что это за расстояние? Это зазор от верхнего коллектора до низа. Можно сказать, что это высота биметаллического радиатора. Благодаря им в различных размерах вы можете выбрать изделие для любого интерьера и для разных нужд.

Максимальная температура охлаждающей жидкости

Понятно, что температура охлаждающей жидкости внутри редко доходит до 100 градусов Цельсия.Однако практически все изделия способны выдерживать показатель в 90 градусов. Это нормально. И если вы видели, что производитель заявляет до 100 градусов, то можно понять, что он слегка плавится, так как более 90 градусов не выдерживались как такие радиаторы.

Срок эксплуатации и надежность

Если принять во внимание технические характеристики, особенности и производителя, то можно быть уверенным, что вы сможете использовать аккумулятор в течение 20 лет без какого-либо обслуживания. Но это еще не предел.При правильной эксплуатации они способны служить очень долго.

Простой монтаж

Как правило, биметаллические радиаторы отопления можно устанавливать самостоятельно. Тем не менее простота и удобство зависят от габаритов, веса и наличия инструкции. Радует то, что аккумуляторные секции идентичны, а значит, их можно устанавливать как слева от нагревательной трубки, так и справа. Нужно только подключить патрубок к радиатору с правой стороны, а с противоположной подключить заглушки и кран Маевского для контроля.

Примечание! Журавль Маевского — штука очень полезная. Благодаря ему аккумулятор можно вообще отключить или в случае обрезки позволяет удалить воздух из системы.

Кроме того, есть изделия с насадками внизу. Все компоненты, патрубки и кронштейны должны идти в комплекте с радиатором.

Преимущества и недостатки биметаллических радиаторов

В завершение предлагаем вам ознакомиться с положительными и отрицательными моментами использования радиаторов.Начнем с преимуществ:

1. Обладают высокой прочностью.
2. Удерживать индикаторы высокого давления в системе.
3. Радиаторы отопления способны прослужить долгую службу.
4. Эффективно справляется с теплоотдачей.
5. Устойчив к механическим повреждениям.
6. Отлично смотрятся и не выпадают из интерьера.
7. Большой ассортимент товаров, позволяющий выбрать оптимальный вариант.
8. Являются одними из лучших среди аналогов.

Что касается недостатков, то они тоже есть:

• главный из них — дороговизна.Но, учитывая технические характеристики и качество продукции, цена вполне оправдана;
• стержень из стальных труб под воздействием хладагента и воздуха может ржаветь. Такое бывает при ремонте или аварии в системе. В этом случае вам придется слить воду, и воздух начнет влиять на трубы. А еще они могут заржаветь от антифриза, который используется в частных домах. В этом случае лучше выбрать твердые батареи или чистый алюминий;
• Последний недостаток — небольшой проход сопла.

Это радиаторы отопления биметаллические. Можно с уверенностью сказать, что пока им просто нет равных по характеристикам, работе, внешнему виду и параметрам на рынке. Многие пользователи, купившие товары, вполне довольны своей покупкой.

При выборе радиатора для дома люди чаще всего обращают внимание на марку или страну производства, на материал, из которого он изготовлен.

Также необходимо знать характеристики , такие как тепловая мощность, объем воды в секции и вес, при этом не менее важен размер радиатора.

Это зависит от того, будет ли комната хорошо отапливаемой И насколько эффективной будет его обслуживание.

Размер радиатора зависит от от трех характеристик:

• расстояние между осями;
• ширина секции;
• глубинный разрез.

В зависимости от производителя эти характеристики могут отличаться от . Расстояние между осями может достигать 800 миллиметров, но чаще всего это 350 или 500 миллиметров.

Ограничений по длине ТЭНа практически нет, и от этого показателя во многом зависит мощность аккумулятора. Для увеличения мощности Если это действительно необходимо, всегда можно приобрести дополнительные нагревательные секции.

Производители предлагают алюминиевые радиаторы разных размеров Например, модели Global имеют аварийное расстояние от 350 до 800 мм, длину одной секции — 80 мм, а глубину — от 80 до 180 мм.

Алюминиевый радиатор SV — 500/12 компании Oasis, одна из самых раскрученных китайских компаний на российском рынке, имеет следующие габариты: 580 х 80 х 80.Эта модель с 12 секциями может опускать комнату до 24 м 2.

Модели алюминиевых радиаторов российской компании Априори. У них одинаковое расстояние до середины сцены — 500 мм, ширина и глубина различаются 70-80 мм и 70-96 мм соответственно.

Радиаторы ELSOTHERM Напротив, они одинаковые для всех алюминиевых моделей шириной 80 мм. Их межосевое расстояние составляет 200, 350 и 500 мм, что видно по названию (например, ELSOTHERM 200 — алюминиевый радиатор с расстоянием между осями 200 мм миллиметров).

Итальянские алюминиевые батареи Имеют одинаковую глубину (80 мм) и ширину (97 мм). Их отличает расстояние между осями, которые определяют высоту батареи. Эта компания производит 2 вида радиаторов высотой 425 мм и 565 мм.

Внимание! Расстояние между осями определяет высоту каменки, а также вес. Важно помнить, что чем жестче секции радиатора, тем сложнее их смонтировать.

Расчет количества секций радиатора

Количество секций Это необходимо для того или иного помещения, зависит от его площади и размеров радиаторных секций. Если их мало — аккумулятор не согревает помещение в зимние морозы.

Подсчет Подходит для помещений с низкими потолками до 2,6 м. Для того, чтобы рассчитать количество мощности на всю комнату, вам необходимо:

где S — площадь отапливаемого помещения, q — тепловая мощность 1-й секции и N — необходимое количество секций.

Результат деления округлить в большую сторону до увеличения , Возможно округление в меньшую сторону для таких помещений, как кухня.

Расчет количества секций для помещения С высоким потолком производится по его объему. По рекомендации СНиП на обогрев 1 м 3 жилого помещения требуется 41 Вт (34 Вт на м 2 для квартир с современным стеклопакетом и наружным утеплителем) тепловой мощности:

где V — объем отапливаемого помещения, q — тепловая мощность 1-й секции, N — желаемое количество секций.

Округление Выполняется по тому же принципу, что описан выше — в меньшую сторону для кухни и в большую для остальных комнат. Примеры расчета количества секций радиаторов можно найти в статье ».

В первую очередь при выборе радиатора стоит замерить расстояние от пола до подоконника, если батарея будет располагаться под окном. Это необходимо для того, чтобы рассчитать оптимальную высоту батареи. Согласно нормативным документам Расстояние от пола до радиатора должно быть не менее 10-15 см, а от его вершины до подоконника — столько же. Это важно, чтобы нагретый воздух беспрепятственно поступал в помещение.

Итак, выбирая алюминиевый радиатор отопления обязательно нужно обратить внимание На размер секций, так как от него зависит, сможет ли радиатор обогреть воздух в помещении даже на морозе.

Даже если изначально расчеты производились неверно, вы можете исправить ситуацию .К счастью, всегда есть возможность добавить одну или несколько секций с помощью ключа для радиатора. Их можно приобрести, но если нет возможности найти подходящие — это можно сделать самостоятельно.

Все равно намного проще Изначально правильно рассчитать количество секций, и в этом случае вам не придется исправлять или переделывать.

Расчет алюминиевых радиаторов по площади смотрите в видео ниже:

Из алюминия сегодня делают много полезных вещей.Вот и радиаторы из сплава этого металла уже пришли в наши дома — красивые, легкие, быстро греющиеся. Однако при выборе данных отопительных приборов необходимо знать и грамотно подбирать размер алюминиевых радиаторов отопления. Разберемся, какие бывают размеры и как их правильно выбрать.

Что нужно знать о размерах радиаторов и на что они влияют

Первый важный размер — это расстояние между осями. Чаще всего в продаже встречаются алюминиевые радиаторы, имеющие расстояние между верхним и нижним коллектором 35 или 50 см.

Есть модели, у которых этот показатель 80, 70, 60, 40 и 20 см.

По длине алюминиевые радиаторы имеют практически неограниченные размеры. Чем длиннее радиатор, тем выше его мощность. Для достижения желаемого уровня мощности потребуется определенное количество секций. Общая длина радиатора зависит от необходимой мощности, размера сечения алюминиевых радиаторов отопления и их мощности.

Для стыковки радиатора с трубами системы отопления используйте набор для крепления.

• 1. Кронштейны (2 или 4 шт.) Для подвешивания радиатора на стену.
• 2. Смеситель для переноски стрелы (кран Маевского).
• 3. Ключ для крана
• 4. Заглушки прохода радиатора диаметром 3/4 или 1/2. Они могут быть левыми или правыми.
• 5. Пробки радиатора (глухие пробки).
• 6. Иногда другой дюбель для крепления кронштейнов.

Монтажный комплект для алюминиевых радиаторов.

По типу изготовления радиатор из алюминиевого сплава может быть литым или штампованным.

1. Литье делает устройство более прочным и надежным. В этом случае секции сделаны целыми отдельными частями из себя, которые собраны в один радиатор. Нижняя часть батареи приварена в самом конце.

2. Использование экструзионного оборудования предполагает прессование нагретого сплава алюминия через металлическую пластину с отверстиями — фильеру. Это позволяет получить алюминиевый длинный профиль нужной формы. После остывания его необходимо нарезать на сегменты, соответствующие размерам радиатора.Затем сварите верхнюю и нижнюю части. В этом случае радиатор невозможно отрегулировать радиатор, секции от него не забирают. Их редко можно найти в продаже, но они все же есть.

Размеры алюминиевых радиаторов различных производителей и их моделей

Ниже в таблицах указаны как размер секции алюминиевого радиатора, так и размер радиатора в сборе.

Алюминиевые радиаторы Rovall

Эта компания, входящая в концерн Sira Group, производит алюминиевые батареи с расстоянием между коллекторами 50, 20 и 35 см.В комплект для их установки (который приобретается отдельно) должны входить переходники, заглушки, ниппели с прокладками (для соединительных секций), кронштейны для настенного монтажа и кран Маевского.

• Предельное рабочее давление — 20 бар.
• Давление при проверке прибора — 37,5 бар.
• Предельная температура воды 110 ° С.

Характеристики Rovall Alux 200 — расстояние между осями 200 мм:

Размеры алюминиевых радиаторов отопления и их секций

Как известно, размер алюминиевых радиаторов отопления влияет на их характеристики.Обдумайте это более подробно, чтобы оптимально подобрать радиаторы для своего помещения.

Размеры биметаллических радиаторов отопления: методы расчета количества секций

Размеры биметаллических радиаторов являются важной характеристикой, влияющей на качество отопления помещения.

Какие габариты выпущены Аккумулятор для отопления?

Есть ли у них стандарты Или они у разных производителей разные?

Размеры биметаллических радиаторов отопления

Размеры биметаллических радиаторов описываются следующими основными параметрами : монтажная высота, глубина и ширина.

Высота и глубина зависят от размера секции , а ширина — от их количества.

Высота батареи Зависит от расстояния между вертикальными каналами. Имеет стандартные значения для радиаторов всех производителей — 200, 350 и 500 мм.

Расстояние между вертикальными каналами — Разрез между центрами впускного и выпускного отверстий. Конечная высота, а также глубина и ширина радиаторов различаются (см. Таблицу 1).

Дистанция брони В названии модели указано большинство производителей. Но высота установки отличается и указывается в спецификации к радиатору.

Ширина радиатора Зависит от количества секций. Так, для 8-ми секционного радиатора параметр составляет 640 мм, для 10-секционного — 800 мм и для 12-секционного — 960 мм (значения для батарей с шириной секции 80 мм).

Расчет количества секций радиатора

Тепловая мощность секции радиатора Зависит от ее габаритных размеров.При расстоянии между вертикальными осями в 350 мм параметр колеблется в пределах 0,12-0,14 кВт, при расстоянии 500 мм — в пределах 0,16-0,19 кВт. Согласно требованиям СНиП на среднюю полосу на 1 кВ. Метровому квадрату требуется тепловая мощность не менее 0,1 кВт.

С учетом этого требования используется формула. для расчета количества секций :

где S — площадь отапливаемого помещения, q — тепловая мощность 1-й секции и N — необходимое количество секций.

Например, в помещение площадью 15 м 2 планируется установить радиаторы с тепловыми секциями мощностью 140 Вт. Подставляя значения в формулу, получаем:

Н = 15 м 2 * 100/140 Вт = 10,71.

Округление Выполняется в большой забой. Учитывая стандартные формы, нужно установить биметаллический 12-секционный радиатор.

Более точный расчет Получаются путем определения количества секций не по площади помещения, а по его объему.Согласно требованиям СНиП на обогрев одного кубометра помещения требуется тепловая мощность в 41 Вт. С учетом этих норм получаем:

где V — объем отапливаемого помещения, q — тепловая мощность 1-й секции, N — желаемое количество секций.

Например, расчет для комнаты все тот же кв 15 м 2 и высота потолков 2,4 метра. Подставляя значения в формулу, получаем:

Н = 36 м 3 * 41/140 Вт = 10.54.

Снова увеличено в одну сторону : Необходим радиатор с 12 секциями.

Выбор ширины биметаллического радиатора для частного дома отличается от квартирного. При расчете учитывается коэффициентов теплопроводности по каждого материала, используемого при строительстве кровли, стен и пола.

При выборе типоразмера необходимо учитывать требования по установке аккумуляторов:

• расстояние от верхнего края до подоконника должно быть не менее 10 см;
• расстояние от нижнего края до пола должно быть 8-12 см.

Для качественного обогрева помещения необходимо обратить внимание на подбор размера биметаллических радиаторов. Размеры аккумуляторов каждого производителя имеют незначительные отличия, которые учитывают при покупке. Правильный расчет позволит избежать ошибки .

Размеры биметаллических радиаторов отопления: как рассчитать?

Размеры биметаллических радиаторов отопления и расчет количества секций.

Биметаллические радиаторы — характеристики, выбор, применение

Если вы читали нашу статью о характеристиках алюминиевых радиаторов отопления, то, наверное, помните, что при всех своих положительных качествах эти устройства имеют ряд существенных недостатков, не позволяющих полноценно использовать их в городских квартирах. Теперь поговорим об их биметаллических аналогах, которые помогут преодолеть все технические ограничения при установке в многоэтажных жилых домах, подключенных к инженерным сетям.

Устройство биметаллических радиаторов

Биметаллический радиатор выглядит не хуже алюминиевого. Это и понятно: его внешний корпус сделан из того же металла и окрашен под краску. Отличить его можно только по весу — тут уже сказывается внутреннее устройство устройства, внутри которого есть стальные вставки, предохраняющие алюминий от прямого контакта с теплоносителем. Именно благодаря им аккумуляторный отсек не подвергается разрушающему воздействию различных примесей, которые вместе с теплоносителем переносятся в инженерные сети.Кроме того, сталь гораздо более устойчива к воздействию кислот и щелочей, которыми также богаты системы городского отопления, и не взаимодействует с медными трубами и теплообменниками.

Устройство биметаллического радиатора на примере изделия Рифар

.

Использование стального сердечника для прохождения теплоносителя обеспечивает другие полезные характеристики биметаллических радиаторов:

• Прочность . Предельное давление, которое может выдержать корпус биметаллического радиатора, составляет 30-40 атмосфер.Этому устройству не страшны никакие гидроприводы;
• Экономика . Сужение каналов подачи теплоносителя позволяет добиться оптимального сочетания энергозатрат на обогрев и тепловой инертности радиатора;
• Прочность . Устойчивость стальных внутренних полостей к коррозии и разрушению позволяет производителям устанавливать долгий срок службы своей продукции — в среднем 20 лет.

Если добавить к этим преимуществам, перешедшим с алюминиевых моделей, таким как высокая теплоотдача, элегантный внешний вид и компактные размеры, то можно с уверенностью сказать, что биметаллические радиаторы на сегодняшний день являются лучшим выбором для отопления городской квартиры.

При выборе биметаллического радиатора большое значение имеют его габаритные размеры. Обычно отопительные приборы устанавливают под окном, чтобы создать тепловую завесу из холодного воздуха, проходящего через остекление. Радиатор должен помещаться в имеющуюся нишу и обеспечивать необходимые характеристики по теплоотдаче.

Размер высоты высота радиаторов имеет стандартные значения. Выпускаются устройства с межосевым расстоянием 200, 350 и 500 мм. Обычно эти числа содержатся в названии модели.

Размеры радиаторной секции

Однако следует иметь в виду, что расстояние до середины сцены — это не полная высота корпуса, а только длина сегмента между центрами входного и выходного коллекторов. Реальную высоту устройства можно получить, прибавив 80 мм к расстоянию до середины сцены.

Так, например, радиатор с маркировкой 350 займет около 430 мм, а 500-я модель — около 580 мм.

Следует учитывать, что техническими нормативами предусмотрено расстояние не менее 100 мм от устройства устройства до подоконника и не менее 60 мм от корпуса до пола.

Ширина батареи зависит от количества секций, которое определяется расчетом. Об этом мы поговорим в следующем разделе.

Расчет радиатора

Определение количества секций для всех типов радиаторов осуществляется одинаково.

Технические требования к ведению домашнего хозяйства в средней полосе России определяют мощность, необходимую для обогрева 1 м 2 площади, равную примерно 1 кВт.

Для каждой батареи производитель обычно указывает значение мощности одной и той же секции.Иногда этот параметр называют немного иначе — сечение теплоотдачи. Зная мощность, количество секций можно рассчитать по формуле:

где n — искомая величина, S — площадь комнаты, Q — мощность одной секции.

Стандартная ширина детали у большинства моделей биметаллических радиаторов отопления — 80 мм, теплоотдача обычного сечения 500 мм — около 180 Вт. Таким образом, если наша комната, например, имеет площадь 20 м 2, то на его обогрев уйдет 12 секций, а ширина такого радиатора будет около 1 м.

Конструктивные особенности

Как мы уже говорили, отличие биметаллического радиатора от алюминиевого заключается в том, что на его внутреннюю поверхность уложены стальные выступы, защищающие материал корпуса от коррозии.

Стальные вкладыши могут быть установлены в разные части радиатора:

В простых моделях стальной сердечник присутствует только в вертикальных каналах. Это так называемые полу- или псевдобиметаллические радиаторы, их характеристики хоть и превосходят алюминиевые аналоги, но по степени защиты корпуса и прочности они все же недостаточны;

Вместимость секции и присоединительные размеры

Из-за наличия стальных вставок внутри биметаллического радиатора емкость секции даже меньше, чем у алюминиевой.С одной стороны, это хорошо, и мы уже отмечали, чем лучше небольшие размеры секции для снижения необходимого количества теплоносителя и тепловой инертности, а как следствие — комфорта в управлении и экономии энергии. Но не стоит забывать, что слишком узкие каналы могут забиваться мусором и шламом, которые неизбежно присутствуют в современных тепловых сетях.

Ширина швеллера зависит от толщины стенок стального язычка. Чем толще стена, тем лучше характеристики прочности и долговечности радиатора, но каналы для теплоносителя уже есть.

Хороший биметаллический радиатор имеет стальные вставки толщиной со стенку водопроводной трубы. В этом случае емкость выбора зависит от расстояния до середины сцены:

• Для АКБ с дистанцией 200 мм — 0,1-0,16 л;
• Для 350-мм батарей — 0,15-0,2 литра;
• Для 500 мм — 0,2-0,3 л.

Как видим, объем охлаждающей жидкости в таких радиаторах действительно невелик. Например, популярный 10-секционный обогреватель Rifar высотой 350 мм вмещает только 1.6 литров. При этом он способен отапливать площадь до 14 м 2, а его ширина составляет 80 см. Правда, он будет весить 14 кг. Это как раз показательно, что биметаллический радиатор обычно тяжелее алюминиевого в 1,5-2 раза.

Большинство биметаллических радиаторов продаются на одну секцию. Это удобно, так как можно купить ровно столько секций, сколько нужно для обеспечения необходимой мощности. Каждая секция имеет два входных и два выходных отверстия с внутренним диаметром ¾ или 1 дюйм в зависимости от модели. Для удобства сборки две из них имеют правую резьбу, а две — левую.

Установка биметаллического радиатора имеет смысл только в городскую квартиру. Если у вас есть частный дом и собственный котел отопления, лучше купить алюминиевую батарею.

При выборе биметаллического радиатора с необходимой теплоотдачей рекомендуется учитывать следующие характеристики:

1. Рабочее давление. Обычно оно не превышает 15 атмосфер. Радиатор должен выдерживать такую ​​нагрузку;
2. Мощность. Необходимо рассчитать количество секций по вышеописанной методике;
3. Размеры.Ширина радиатора определяется количеством секций, а высота — межосевым расстоянием. Для стандартных подоконников высота 80 см — это высота 500 см, но если не подходит — нужно брать 350-ю модификацию;
4. Толщина стальных выступов. Убедитесь, что он не слишком маленький. Косвенным показателем толщины вкладки является вес устройства;
5. Цена. Обычно биметаллические радиаторы стоят как минимум на 15-20% дороже алюминия.

Если вы все сделаете правильно и выберете подходящий радиатор, тепло в вашем доме не укорачивается даже в сильные морозы.

Биметаллические радиаторы отопления — технические характеристики: размеры, мощность, теплоотдача

Устройство, характеристики, преимущества и особенности выбора биметаллического радиатора.

Все о радиаторах биметаллических

Среди различных типов батарей биметаллические радиаторы занимают особое место. Сочетание положительных характеристик двух металлов — алюминия и стали — позволяет добиться выдающихся показателей прочности и теплоотдачи. Рассмотрим устройство и особенности этих устройств и ознакомимся с правилами выбора и подключения биметаллических батарей.

Устройство и свойства биметаллического радиатора

Биметаллические радиаторы имеют комбинированную конструкцию — их внутренняя часть, контактирующая с теплоносителем, изготовлена ​​из стали; Внешняя часть, отвечающая за качество теплопередачи, сделана из алюминия. Такое распределение материалов позволяет по максимуму использовать положительные качества обоих металлов, нивелировав их недостатки.

Из алюминиевых биметаллических радиаторов отопления получено:

• высокая температура;
• отличная теплоотдача;
• быстрое реагирование на температурный контроль аккумулятора.

Сердечник из стали наделил батарею следующими характеристиками:

• устойчив к перепадам давления и гидротрансформаторам;
• устойчивость к электрохимическим воздействиям;
• без проверки качества охлаждающей жидкости;
• долговечность.

В отличие от алюминиевых радиаторов, биметаллические батареи отлично переносятся в условия систем централизованного отопления.

Помимо этих преимуществ, можно отметить следующие положительные характеристики биметаллических батарей:

• порог предельного давления — 30-40 атмосфер;
• повышенной мощности при малых габаритах;
• эффективность за счет небольшого сечения каналов;
• удобство конструкции, позволяющее быстро снимать отдельные участки ремонтного устройства;
• легко рассчитывается количество секций, необходимое для качественного утепления помещения.
• длительный срок службы — до 25 лет;
• современный и привлекательный внешний вид.

Всеми этими преимуществами обладают биметаллические радиаторы марки Stout. Отопительные приборы производятся на крупнейшем российском заводе «РИФАР», адаптированы специально для условий эксплуатации в нашей стране. Каждое изделие проходит строжайший контроль на всех этапах технологического процесса производства. Радиатор дважды с высоким давлением — первый раз перед покраской, второй раз — после.Это гарантирует 100% надежность каждого устройства.

Доступное количество секций — от 4 до 14, эффективная работа теплоносителя до 135 ° С, выдерживает давление до 100 атмосфер. Продуманная система логистики, сотрудничество с надежными поставщиками и партнерами, а также гарантия и страхование напрямую от производителя делают бренд Stout лучшим выбором.

Совет: Поскольку внешне биметаллический секционный радиатор практически не отличить от алюминия, понять, какой радиатор перед вами, можно в первую очередь по весу.Биметаллическое устройство со стальным сердечником намного тяжелее алюминиевого аналога.

Возможные проблемы при эксплуатации

Биметаллические устройства

имеют большое количество преимуществ. Какие их особенности можно отнести к недостаткам?

1. Несмотря на возможность использования биметаллических батарей в системе с любым теплоносителем, низкое качество последнего отрицательно сказывается на продолжительности срока службы устройства.
2. Различный коэффициент расширения металлов, присутствующий в конструкции аккумулятора, может со временем привести к нестабильности теплопередачи, снижению прочности устройства.
3. Использование в системе некачественного теплоносителя может привести к засорению каналов, появлению коррозии, ухудшению теплоотдачи.

Конструктивные особенности

Биметаллические батареи

могут иметь две разновидности конструкции.

• Более дешевые модели отличаются наличием стального сердечника только в вертикальных каналах. Такие радиаторы иногда называют полухенталлическими. Несмотря на то, что по своим характеристикам они значительно превосходят устройства из алюминия, они все же не обладают достаточной прочностью, присущей полностью биметаллическим батареям.
• Настоящие биметаллические нагревательные устройства имеют цельный стальной каркас, в процессе производства заполняемый алюминиевым сплавом под давлением.

Отдельно можно упомянуть медно-алюминиевые радиаторы, которые по своим характеристикам превосходят все существующие типы батарей. Они обладают прекрасной устойчивостью к коррозии, обладают отличной теплоотдачей и длительным сроком службы, но высокая стоимость не позволила им получить широкое распространение.

Размеры батарей

Размеры устройства важны, потому что при нужных вам параметрах мощности он должен помещаться в нише под окном.Какие размеры могут быть у биметаллических батарей?

Биметаллические радиаторы отопления характеризуются стандартными высотными размерами. На устройстве имеется маркировка, указывающая межосевое расстояние устройства — 200, 350 или 500 мм.

Важно! При выборе радиатора необходимо учитывать, что расстояние посередине сцены — это зазор между входным и выходным отверстиями аккумуляторной батареи, который не соответствует всей высоте корпуса. Чтобы узнать реальную высоту устройства, нужно к значению средневидящей дистанции прибавить 80 мм.

Полная высота устройства с разной маркировкой:

• маркировка 200 — Высота реальная 280 мм;
• 350 — высота инструмента 430 мм;
• 500 — высота 580 мм.

Ширина отопительного прибора будет зависеть от количества секций, которое рассчитывается исходя из параметров помещения и мощности отдельной секции.

Внимание! Подбирая размер радиатора, не забывайте, что в соответствии с техническими нормами прибор необходимо установить на расстоянии не менее 10 см от подоконника и 6 см от пола.

Расчет количества секций биметаллических батарей

Сколько секций радиатора из биметалла могут полностью обогреть помещение? Расчет биметаллических радиаторов требует знания двух параметров:

• сколько квадратных метров занимает площадь комнаты;
• мощность одной секции устройства.

Согласно строительным нормам для обогрева 1 квадратного метра жилого помещения требуется мощность около 100 Вт.Чтобы узнать общую мощность, необходимую для обогрева помещения, площадь умножается на 100. Результат делится на мощность выбранной секции радиатора.

Узнаем, сколько секций устройства понадобится для комнаты площадью 25 кв. м. При использовании биметаллического устройства, мощность одной секции которого составляет 170 Вт.

1. 25 х 100 = 2500 Вт — необходимая мощность.
2. 2500: 170 = 14,7 — округляем до 15 — получаем необходимое количество секций.

Учитывая то, что параметры системы могут меняться из-за износа оборудования или засоров, можно добавить 20% от запаса. Большие секции могут понадобиться для обогрева угловой квартиры, комнат с большим количеством окон, высоких потолков. Для регионов с суровым климатом необходимое количество секций будет более 1,5-2 раза.

Важно! Поскольку батареи с числом секций более 10 недостаточно эффективны, желательно установить несколько радиаторов с меньшим числом секций.

На что обращать внимание при выборе

Итак, какие характеристики биметаллического радиатора необходимо изучить при покупке.

1. Рабочее давление. Биметаллический секционный радиатор должен выдерживать постоянную нагрузку в 15 атмосфер, для централизованной системы отопления лучше выбирать прибор с максимальным значением рабочего давления.
2. Номинальная мощность секции нужна для расчета их количества.
3. Размеры.Для стандартного подоконника высотой 80 см — это модель с межосевым расстоянием 500 мм.
4. Толщина стального язычка. Чем толще стена, тем прочнее устройство и тем дольше прослужит.
5. Цена. Биметаллические радиаторы стоят как минимум на 20% дороже алюминиевых. Если цена ниже, скорее всего, это некачественная «полуоболочка».

Установка радиаторов

Какие трубы лучше всего подходят для биметаллических батарей? Опытные мастера советуют сочетать биметаллические радиаторы отопления с армированными полипропиленовыми трубками.Допускается использование на цанговых соединениях стальных и металлопластиковых труб, но в этом случае нужно быть готовым к протечкам и облачности. В силу надежности оптимальным способом соединения при соединении является точечная сварка.

Традиционно под окном принято ставить радиатор отопления строго по центру. Это позволяет устройству создавать тепловую завесу, препятствующую проникновению потока холодного воздуха через окно.

Какие могут быть варианты подключения биметаллического радиатора?

• Боковое или одностороннее подключение имеет максимальную эффективность, но только при небольшом количестве секций (до 12 штук).При большем количестве секций участок, удаленный от подающей трубы, будет тепло нагреваться.

• Нижнее соединение менее эффективно с точки зрения рекуперации тепла, применяется только в случае конкретной конфигурации системы.

• Диагональное подключение применяется для радиаторов с 12 и более секциями и позволяет добиться равномерного прогрева прибора.

Перед подключением к каждой биметаллической батарее необходимо установить вентиль для воздушного или крана Маевского, а также переходники для подключения труб.

Порядок подключения радиатора:

1. После демонтажа старого оборудования забиваются отверстия для кронштейнов путем установки кронштейнов для установки нового прибора.
2. Кронштейны крепятся к стене с помощью дюбелей и цементного раствора.
3. Аккумулятор подключается к подводящим коммуникациям, на месте подключения ставится кран или термостат.

Важно! Поскольку радиатор биметаллического сечения имеет узкие внутренние каналы, которые очень легко забиваются мусором из системы отопления, перед подключением перед каждой батареей необходимо установить фильтр грубой очистки.

Биметаллические радиаторы

Биметаллические радиаторы: устройство, выбор и правила подключения. Положительные и отрицательные характеристики. Расчет количества аккумуляторных секций.

Чтобы расчет системы отопления был произведен максимально точным, необходимо будет опираться на общую площадь дома. Правильный расчет системы отопления предполагает выбор желаемых размеров отопительных приборов, мощности приборов, количества и так далее.После этого уже можно посчитать, насколько эффективна система отопления. Чтобы обогрев был более эффективным, необходимо будет покрыть поверхность радиаторов, которая отдает тепло. Это можно сделать с помощью решетки или опалубки. Обычно радиаторы отопления монтируют возле специально отведенного под них окна. Поэтому радиатор должен иметь такие размеры, чтобы высота не доходила до подоконника, а по ширине не превышала ширину окна.

Расчет количества радиаторов отопления

При расчете необходимо обращать внимание на следующие факторы:

• Площадь комнаты, которую нужно утеплить.Чтобы этот расчет был более точным, необходимо определить размер помещения в кубометрах.
• Площадь поверхности радиаторов отопления, отдающая тепло в помещение.
• Температурный режим радиатора отопления 200 мм.

Если определить точный расчет не столь принципиально, можно воспользоваться более старым методом. Изначально определите площадь дома или квартиры. Если радиаторы отопления 200 мм относятся к такому типу, как секционные, то размеров секции одного будет достаточно для отопления 2 кВ.Метров кв. Считаем количество и прибавляем к полученному результату около 10%. Эта цифра позволяет компенсировать то тепло, которое будет выделяться через окна или двери.

Выбор размера радиаторов отопления

Размеры такого нагревательного элемента устанавливают исходя из выделяемой им тепловой мощности. Если в проем под окном монтируются радиаторы отопления, необходимо будет рассчитать такие размеры как:

• Расстояние от подоконника до верха радиатора не должно быть более 100 см.
• Расстояние от пола до нижнего края радиатора отопления должно быть не менее 60 см.
• Ширину радиаторов нужно выбирать так, чтобы они перекрывали ширину окна примерно на 60-70%.

Есть несколько правил:

• Если под окном установить более узкие батарейки отопления, то они могут не создавать тепловую завесу. Это повлияет на то, что небольшие радиаторы отопления не смогут препятствовать потоку холодного воздуха, проникающего через радиаторные блоки.
• Если известны такие цифры, как тепловая мощность радиатора отопления и его высота, можно выбрать конкретную модель нагревательного элемента с определенным количеством секций.
• Если желаемой модели нет в продаже, можно выбрать радиаторы отопления 200мм, которые будут мощнее. Главное — не опускать этот показатель.
• Если в доме или квартире нет места, где можно смонтировать радиаторы отопления высотой 250 мм, или необходимо нагреть достаточно большое количество воздуха, то вам необходимо обзавестись высокими радиаторами отопления.Чаще всего такие радиаторы отопления монтируют в помещениях или в больших спортзалах.

Батареи высокого нагрева бывают двух типов:

• Тип RD характеризуется нижними присоединениями;
• Тип R — характеризуется боковыми подключениями.

Радиаторы, которые имеют большую высоту радиатора отопления, характеризуются высокой конвекцией и высокой теплоотдачей. Этот тип радиаторов может достигать высоты 760, 940 и 1120 мм, а в ширину — от 400 до 1400 мм.По глубине все высокие радиаторы имеют типоразмер батарей отопления — 90 мм.

Батареи Low — это радиаторы отопления 300-450 мм. Как правило, низкие модели ставят под окна, когда окно занимает почти все стены стены. Такие невысокие радиаторы отопления, конечно, будут больше давать в моделях КПД, поэтому при использовании таких радиаторов придется увеличивать их количество. Стоит отметить, что разряженные батареи отопления более равномерно прогревают помещения. Ведь в этом случае длинные радиаторы отопления будут создавать более эффективную тепловую завесу, и в результате теплый воздух будет распределяться по комнате, не покидая холодных мест.

Но все же стоит отметить, что радиаторы отопления чаще встречаются высокие и узкие. Такие радиаторы отопления высотой 2000 мм можно устанавливать везде, где позволяют размеры помещения. Однако такие радиаторы, в отличие от длинных отопительных батарей, не так эффективно распределяют тепло.

Именно поэтому, если разместить радиаторы отопления 350 высокого типа незамысловато, то будет такая ситуация, когда в батарее будет невероятно жарко, а в других местах в помещении будет холодно.

Оптимальные схемы монтажа нагревательных элементов

Если необходимо снизить затраты на такие операции, как установка радиаторов отопления 350 мм и их дальнейшее подключение, то можно остановить свой выбор на однотрубной компоновке системы. Однако такая система предполагает наличие обходной линии в обязательном порядке.

В верхних точках будут установлены клапаны, через которые будет производиться выпуск воздуха. Такой клапан будет работать в автоматическом режиме, они будут выпускать воздух, а вход воздуха будет перекрываться давлением воды.

Запорный клапан создает барьер на пути охлаждающей жидкости, а также увеличивает теплопередачу.

Такой клапан также понадобится при различных демонтажных работах. В случае однотрубной компоновки такой вентиль лучше всего подключать по диагонали. В этом случае охлаждающая жидкость будет течь в верхнем левом углу, а выходить — в правом нижнем.

Можно использовать обратный вариант. Самый главный нюанс, который необходимо соблюдать, — не подключать радиаторы отопления высотой 150 мм с одной стороны.В этом случае можно потерять до 10% тепловой отдачи. Если установлены маленькие или мини-радиаторы отопления, лучше всего выполнять нижнее подключение.

Современные и будущие методы управления тепловым режимом космических аппаратов 1.
Драйверы дизайна и современные технологии

Современные и будущие методы управления тепловым режимом космических аппаратов 1.
Драйверы дизайна и современные технологии

Современные и будущие методы управления тепловым режимом космических аппаратов 1.
Драйверы дизайна и современные технологии

М.Н. Де Паролис и У. Пинтер-Крайнер

Контроль температуры и обогрев
Отдел отказа, ESTEC, Нордвейк, Нидерланды

В первой части статьи рассматриваются драйверы дизайна.
и технологии, используемые в настоящее время для тепловых
контроль. Вторая часть посвящена технологиям будущего.
разработки в области терморегулирования появятся в следующих выпусках
Вестник.

Зачем нужен терморегулятор?

Потребность
для системы терморегулирования (TCS) диктуется
технологические / функциональные ограничения и требования к надежности
всего оборудования, используемого на борту космического корабля, и, в случае
пилотируемых полетов, необходимостью обеспечения экипажа подходящим
жилая / рабочая среда.Практически все сложное оборудование
имеет определенные температурные диапазоны, в которых он будет работать
правильно. Таким образом, роль TCS заключается в поддержании
температура и температурная стабильность каждого элемента на борту
космический корабль в этих заранее определенных пределах во время всей миссии
фаз и тем самым используя минимум ресурсов космического корабля.

общая функция терморегулирования может быть разделена на несколько
различные подфункции (рис. 1).

Рисунок 1. Взаимодействие между подфункциями TCS.

Взаимодействие с окружающей средой
Внешнее
поверхности космического корабля могут нуждаться в защите от
локальная среда или улучшенное взаимодействие с ней, включая:

• уменьшение или увеличение поглощенной окружающей среды
  флюсы
• уменьшение или увеличение тепловых потерь в
  среда.

Теплоснабжение и хранение
В некоторых случаях, чтобы достичь
или поддерживать желаемый уровень температуры, тепло должно быть
и / или должна быть обеспечена подходящая способность аккумулировать тепло.
предвиден.

Сбор тепла
Во многих случаях рассеиваемое тепло
удаляться из оборудования, в котором он генерируется, чтобы
избегать нежелательного увеличения мощности агрегата и / или
температура космического корабля.

Теплопередача
Вообще говоря, это не
можно отводить тепло прямо там, где оно генерируется, и
должны использоваться соответствующие средства для транспортировки его из
устройство сбора к излучающему устройству.

Отвод тепла
Тепло, собираемое и транспортируемое
должен быть отклонен при соответствующей температуре в радиатор,
которым обычно является окружающая космическая среда. Отказ
температура зависит от количества задействованного тепла,
контролируемая температура и температура
среда, в которую устройство излучает тепло.

Конструкция драйверов
Основные параметры
движущими силами конструкции TCS являются:

• среда, в которой
  космический корабль должен работать
• общее количество тепла
  рассеивается на борту космического корабля
• распределение
  тепловыделение внутри космического корабля
• температура
  требования различных предметов оборудования
• конфигурация космического корабля и его надежность / проверка
  требования.

Об окружающей среде
Для всех космических аппаратов,
поступающая энергия от Солнца и тепло, излучаемое глубоко
Пространство обычно является основным взаимодействием с окружающей средой.
Однако в зависимости от орбиты и положения космического корабля другие
параметры могут иметь важное влияние на тепловые
дизайн управления. Например, тип стабилизации отношения
использование может повлиять на дизайн TCS. В целом стабилизация спина
более мягкий, поскольку вращение вызывает усреднение
вход экологического потока.Необходим трехосный стабилизированный космический аппарат
повышенная защита от кратковременных колебаний потребляемой энергии
от Солнца или Земли.

Низкая околоземная орбита (LEO)
Эта орбита часто используется
космическими аппаратами, которые отслеживают или измеряют характеристики
Земля и ее окружающая среда (наблюдение Земли,
геодезия и др.), а также в беспилотных и пилотируемых космических лабораториях.
(Эврика, Международная космическая станция и др.). Орбиты
близость к Земле имеет большое влияние на потребности TCS,
с инфракрасным излучением Земли и альбедо, играющим очень
важную роль, а также относительно короткий орбитальный период
(менее 2 ч) и большой продолжительности затмения (до трети
время).Небольшие инструменты или придатки космических аппаратов, например, солнечные
панели с низкой тепловой инерцией могут быть серьезно повреждены
из-за этой постоянно меняющейся среды и может потребовать очень
конкретные решения теплового дизайна.

Подъем и возвращение в атмосферу
Для космических перевозок
системы, подъем на рабочую орбиту и возвращение с нее
(обычно LEO) может вводить дополнительные конструктивные ограничения TCS.
Во время этих двух фаз окружающая среда часто слишком теплая, чтобы
отводят тепло излучением, а радиаторы, используемые на орбите,
часто закрытые или охраняемые.Следовательно, альтернативные радиаторы
(например, мгновенные испарители) или специальные конструкции TCS, обеспечивающие высокую
Для управления этими тепловыми нагрузками необходимо предусмотреть тепловую инерцию.

Геостационарная орбита (GEO)
На этой 24-часовой орбите
Влияние Земли почти не заметно, за исключением затенения.
во время затмений, продолжительность которых может меняться от нуля в день солнцестояния
максимум 1,2 часа в день равноденствия. Длительные затмения влияют на
проектирование систем теплоизоляции и обогрева космического корабля.Сезонные колебания направления и интенсивности
солнечная энергия оказывает большое влияние на дизайн, усложняя
перенос тепла из-за необходимости передавать большую часть рассеиваемого тепла
к радиатору в тени и к системам отвода тепла через
требуется увеличенная площадь радиатора. Практически все телекоммуникации и
многие метеорологические спутники находятся на этой орбите.

Высокоэксцентрические орбиты (HEO)
Эти орбиты могут иметь
широкий диапазон высот апогея и перигея в зависимости от
конкретная миссия.Обычно они используются в астрономии.
обсерватории (Exosat, IRAS, ISO и др.), а также дизайн TCS
требования зависят от орбитального периода КА,
количество и продолжительность затмений, относительное положение
Земля, Солнце и космические корабли, вид приборов на борту и
их индивидуальные температурные требования и т. д.

Особые орбиты
Миссии, рассчитанные на длительный срок
наблюдение отдельных явлений требует постоянного, стабильного
окружающей среде и поэтому склонны использовать стабильные орбиты
требуется очень мало ресурсов для содержания станции, вдали от любых
небесное тело, e.грамм. вокруг лагранжевой точки. Научный
космический корабль, такой как SOHO и будущая научная миссия COBRAS-
САМБА, типичны для этого класса миссий. Космический корабль
Направлено на солнце и поэтому одна сторона постоянно светится
и все другие лица, открытые для открытого космоса. Следовательно, TCS
дизайн можно довольно легко оптимизировать, если только
особые температурные требования или недостаточно
электрическая мощность для обогревателей.

В частности, для космических аппаратов с криогенной нагрузкой
низкотемпературная и стабильная по массе среда (если
криостаты) или мощности и сложности (для спутников, использующих
криоохладители).

Дальний космос и исследование планет
Этот класс
миссия включает в себя множество различных подсценариев в зависимости от
конкретное небесное тело или целевую зону исследования. В общем,
общие черты — большая продолжительность миссии и необходимость
справиться с экстремальными тепловыми условиями, такими как круизы
близко или далеко от Солнца (от 1 до 4-5 а.е.), низкий
вращение очень холодных или очень горячих небесных тел, спуски
через враждебную атмосферу и выживание в экстремальных условиях (пыльная,
ледяной) среды на поверхностях посещенных тел.В
Задача TCS — обеспечить достаточный отвод тепла
способность во время горячих фаз эксплуатации и при этом выжить
холодные неактивные. Основной проблемой часто является предоставление
мощности / энергии, необходимой для этой фазы выживания.

О тепловыделении и его
распределение
При этом важны два фактора.
в контексте проектирования TCS, абсолютное значение тепла, которое должно быть
рассеивается и его распределение на борту космического корабля, т. е.
удельная мощность.Первое значение имеет большое влияние на теплоотдачу.
функция отбраковки (увеличиваются габариты площади радиатора
с увеличением мощности), а плотность мощности определяет тепло
функции сбора и транспортировки (вызовы с высокой плотностью мощности
для высокоэффективного отвода тепла). Типичные установленные мощности для
Сравнение различных типов космических аппаратов приведено в таблице 1.

Таблица 1

 
                                                         Установленная мощность (Вт)
 Миссия Орбита Отношение мин.Максимум.

Наука:
  - астрономия HEO, фиксированная точка наведения на Солнце (в основном)
  - дальний космос Различные переходные орбиты Солнце или наведение планеты 200 1 500

Телекоммуникации GEO Наведение на Землю 500 5 000
Наблюдение за Землей НОО Земля наведение 500 5 000
Метеорология ГЕО наведение на Землю 200 1 500
Перемещение пилотируемых транспортных средств + LEO Разное 1000 10 000
Пилотируемые станции LEO Солнце указывает 3000 30 000
 
 

Два противоречащих друг другу требования могут быть обнаружены с точки зрения мощности
загрузка:

• прирост установленной мощности на
  многоцелевые, многодиапазонные спутники связи и
  следовательно, потребность в более крупном и эффективном отводе тепла
  системы
• уменьшение габаритов других классов
  космических аппаратов и оборудования за счет миниатюризации
  электроника.С одной стороны, это означает снижение
  общее количество энергии, потребляемой на борту, но с другой стороны
  существует риск увеличения плотности мощности, тем самым
  порождает другой класс проблем.

Еще одним очень важным фактором является рабочий цикл. Самый лучший
решением будет рассеивание мощности, которое компенсирует
изменение потоков окружающей среды (например, максимальная рассеиваемая мощность
во время затмений!), чтобы иметь почти постоянную глобальную жару
ввод в космический корабль.Учитывая настоящее, близкое и, вероятно,
среднесрочные методы производства электроэнергии, реальность такова
напротив: максимальная рассеиваемая мощность происходит вместе с
максимальные потоки окружающей среды. Это вынуждает дизайн TCS к
завышение размеров теплопередачи и отвода
оборудование, чтобы справиться с одновременными пиками. В свою очередь, это пере-
определение размеров вызывает увеличение сложности конструкции
и потребность в дополнительных ресурсах во время холодных фаз
миссия.

Это вводит третье взаимодействие между силовыми
подсистемы и TCS, а именно наличие питания во время
фазы холодного задания для функции теплоснабжения.Во время тех
фаз, питание обычно обеспечивается батареями и, следовательно,
ограничено. Это ограничение может еще больше усложнить TCS.
дизайн.

О требованиях к температуре
Это
фактор во многом связан с технологией космического корабля
оборудование. Как уже упоминалось, задача TCS — сохранить все
элементы оборудования, работающие в пределах допустимых температур
диапазоны, которые, в свою очередь, зависят от внутренней конструкции,
используемые компоненты и, наконец, что не менее важно, необходимые
надежность.В частности, это относится к электронным и
электромеханическое оборудование, конструкция которого зачастую слишком
аналогичен таковому у своего «земного» аналога, который должен
работать в гораздо более благоприятных условиях (воздух — дополнительная ценность для
TCS!). Улучшенные тепловые конструкции в сочетании с лучшими
определение допустимых температурных диапазонов, позволяющих сэкономить
проекты и время, и деньги в долгосрочной перспективе.

Можно определить три соответствующих диапазона температур:

• криогенный диапазон: все температуры ниже 120 K
• обычный диапазон: температура от 120 до 420 K
• высокая-
  температурный диапазон: все температуры выше 420 К.

Здесь мы сконцентрируемся на «обычном ассортименте», статьях
относящиеся к двум другим диапазонам, уже опубликованным
в прошлых выпусках Бюллетеня ЕКА (например, № 75, август 1993 г.
и № 80, ноябрь 1994 г.).

В рамках нашего стандартного диапазона могут быть
определены в соответствии с различными требованиями к оборудованию.
К классическим примерам относятся:

• батареи, которые являются
  «худшее» подсистемное оборудование, поскольку оно может иметь широкий спектр
  рассеиваемой мощности и, в то же время, всегда имеют очень
  узкий рабочий (и нерабочий!) температурный диапазон
  (обычно от -5 до + 20 ° C)
• движитель
  подсистемы, обычно ограниченные по соображениям безопасности диапазоном от 5 до
  40 ° C, даже если, в зависимости от конкретной системы, более широкий
  диапазон может быть приемлемым
• общая электроника, с
  средний рабочий диапазон от -20 до + 70 ° C.

Неэлектронные элементы могут иметь широкий диапазон температур
требования, большинство из которых носит функциональный характер, например
ограничение теплового шума в датчиках. Некоторые крайние примеры:
показано в таблице 2.

Таблица 2

 
                      Операционная стабильность / стабильность при хранении
Позиция Температура (° C) Температура (° C) (° C / м) (° C / мин)

                         Мин. Максимум. Мин. Максимум.
Видеокамера CCD -150-100 - - - ± 0.5
Лазерный тепловой I / F 5 10 5 10 ± 0,5 ± 0,1
Образцы физики жидкости 5 90 5 40 ± 0,1 ± 0,01
Образцы биологических наук 4 38-80-80 ± 1,0
 
 

Температурная однородность и стабильность могут иметь еще большее значение.
влияние на конструкцию ТКС, чем абсолютные значения температуры
сами себя. Первое можно выразить как максимальное
допустимая разница температур между двумя соседними частями, или
как максимальный градиент температуры в сплошных телах.В
температурная стабильность относится к максимально допустимому изменению
изменения температуры конкретного предмета с течением времени. Способность к
справиться с этими требованиями зависит от окружающей среды и
драйверы конструкции рабочего цикла мощности и на реальном космическом корабле
конфигурация.

Следует проявлять особую осторожность, чтобы различать
иметь ‘и действительно обязательные требования, а иногда даже
несколько градусов (или несколько десятых для устойчивости) могут сделать
различие между осуществимой и невыполнимой системой или, при
по крайней мере, между доступной и очень дорогой системой.

О конфигурации космического корабля, надежности и
требования к проверке
Одна из основных проблем
конструкции ТКС заключается в том, что конфигурация КА обычно
определяется на основе физического размещения различных
полезная нагрузка и базовая подсистема (двигательная установка, солнечные батареи и т. д.)
элементы. Только когда физическая конфигурация виртуальная
«заморожен» — приглашен дизайнер TCS, чтобы оценить, все ли
требования к температуре могут быть выполнены. Если это не будет
в этом случае нужно потратить много времени (и денег) на
пытаясь переместить оборудование и находить специальные решения,
которые никогда не бывают ресурсоэффективными.Параллельная разработка должна
применяться чаще на всех уровнях, от оборудования до
конструкции космического корабля, чтобы попытаться преодолеть эти нередкие
проблемы.

Надежность влияет на TCS напрямую (функция TCS
имеет собственное требование) и косвенно через оборудование
температурные требования. Наибольшее влияние оказывает тепло-
функции предоставления, транспортировки и отказа. Для пилотируемых
автомобили, например, надежность, необходимая для охлаждения
петли могут привести к огромному увеличению сложности и массы
ТКС.

Требования к проверке и, в частности, испытаниям
слишком часто были причиной того, что эффективный дизайн TCS
отклоненный. Нежелание использовать тепловые трубки из-за
усложнения, вносимые в испытания тепловой системы (см.
раздел по теплопроводным системам) является классическим примером. В виде
уже продемонстрированный многими коммерческими космическими аппаратами, надлежащий
сочетание тестирования на уровне компонентов и системы с
методы аналитической корреляции могут решить такие проблемы,
что приводит к более простому и эффективному регулированию температуры
система.

Важность параметров
Различные
драйверы дизайна по-разному влияют на различные TCS
функций и по массе, сложности и стоимости их
соответствующие дизайнерские решения. В таблице 3 приведены сведения о
отношения между исследованными драйверами дизайна и каждым TCS
функция (‘o’ означает незначительное влияние или его отсутствие, а ‘x’ означает
растущий уровень важности; M = масса; CX = сложность; CT =
Стоимость).
Охрана окружающей среды Тепло Пров. и накопление тепла отвод тепла отвод тепла

Таблица 3

 

                   Окружающая среда Тепло Пров.Тепло Тепло Тепло
                   Защита и хранение Сбор отказ от транспортировки

Конструкция Драйверы M CX CT M CX CT M CX CT M CX CT M CX CT
Окружающая среда xx xx xx x xx x o o o o o o xxx xx xx
Рассеивание тепла
- абсолютное o o o o o o xx x xx xx x xx xxx xxx xxx
- плотность o o o o o o xx xxx xxx xx x xx x x x

Температура
- уровень x x x xx xx x x x x x x xx xx xxx x xx
- стабильность x x x xx xxx xx xx xx xx xx xx xx x x x
- однородность x x x xx xxx xx xx xx xx xx xx xx x x x

Надежность o o o x xxx xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx

Конфигурация x x x x x x x xxx x xx xx xx xx xx xx

Сборка, x x x xx x x xx x x xx xx xx xx x x
 Интеграция
  
 

Современные методы

Взаимодействие с
внешняя среда
Покрытия
Самые простые
способ изменить поведение поверхности — покрыть ее краской или
слой другого подходящего материала.Все космические корабли используют
много разных покрытий, от относительно простых до
наносить краски на более сложные химически или физически
изготовлены конверсионные покрытия. Покрытия характеризуются своим
термооптические свойства: поглощающая способность, излучательная способность, отражательная способность.
и прозрачность.

Основным недостатком покрытий является их деградация.
окружающей средой и загрязнением, вызванным
наземное обслуживание или космические операции, поглощающая способность
параметр больше всего пострадал.И управляемость на земле, и
космическая среда, как правило, увеличивает первоначальную поглощающую способность
покрытие, приближающееся к значению конца срока службы (EOL). Последнее зависит
от времени, проведенного на орбите, соответствующая среда (частица
потоки, УФ-поток и т. д.) и ориентация поверхности по отношению к
по движению космического корабля.

Правильная конструкция TCS должна должным образом учитывать все
эти факторы и используйте подходящие для начала жизни (BOL) и EOL
значения.

Многослойная изоляция (MLI)
При простом покрытии
недостаточно, чтобы избежать больших тепловых потерь или выгод для
поверхность, можно использовать многослойный утеплитель.Он состоит из
определенное количество слоев пластика (обычно майлара или
Каптон), покрытый с одной или двух сторон слоем металлического
материал для уменьшения излучения и разделен листами
прокладочный материал (например, дакроновая сетка), чтобы избежать прямого контакта между
соседние фольги. Внешнее покрытие фольгой зависит от
конкретное применение: он может быть окрашен или металлизирован, или может
даже состоят из другого материала (например, армированного стекловолокном
ткань).

Эффективность MLI может быть определена либо в терминах линейного
проводимость через одеяло или через так называемый «эффективный
эмиссия ‘.В первом случае тепловой поток можно рассчитать
как произведение заданного значения на температуру
разница между внешним слоем и фурнитурой, покрытой
одеялом. Во втором случае он рассчитывается как
лучистый теплообмен с использованием эффективного эмиттанса (рис. 2).
Этот параметр имеет очень простую математическую формулировку, но
он может иметь совершенно разные физические значения и выбор
определение зависит от используемой техники моделирования.

Фигура 2.Определение эффективного излучения для различных макетов MLI

Факторами, влияющими на эффективность, являются физические
состав одеяла (количество слоев, тип покрытия,
и т. д.), средняя температура одеяла (обычно арифметическая
среднее значение между двумя крайними слоями), возможное присутствие
воздух или влажность внутри слоев и давление между ними.
Очень важный фактор — это то, как одеяло
нанесенный на поверхность космического корабля: цельный кусок одеяла
покрытие большой поверхности более эффективно, чем несколько небольших
одеяла, покрывающие ту же поверхность.Одеяло, подвешенное над
поверхность (случай 3 на рис. 2) более эффективна, чем в прямом
контакт с поверхностью (случай 1 на рис. 2).

Вообще говоря, эффективность MLI измеряется на
относительно небольшие выборки, в то время как реальная эффективность MLI
Система известна только во время тепловых испытаний на уровне системы.
Следовательно, во время
этап проектирования.

На рисунке 3 показана зависимость теплопроводности от температуры для
Образцы MLI, измеренные в ESTEC для некоторых недавних программ ESA.На рисунке 4 показана зависимость теплопроводности от среднего значения.
температура для образцов и реальных (с нахлестом, швами,
и т. д.) MLI (имеющий идентичный состав), измеренный для
Spacelab.

Рис. 3. Теплопроводность нескольких образцов MLI как
функция средней температуры

Рисунок 4. Влияние перекрытия и наличия пропусков на MLI.
теплопроводность

Жалюзи / ставни
Поверхность может потребоваться только
защищен во время определенных фаз миссии, в то время как в другое время
он должен быть свободным, чтобы излучать в глубокий космос.Жалюзи можно использовать
либо для обеспечения теплоотвода во время фаз с Sun
освещение, или для уменьшения потерь тепла в холод (тень)
фазы.

В решетчатом радиаторе, показанном на рис. 5а, каждая лопасть
снабжен сенсорным / исполнительным элементом (например, биметаллическим
пружина), которая определяет температуру опорной плиты радиатора
и соответственно вращает лезвие. Радиатор можно заблокировать
полностью выключается, когда температура ниже (или выше для Солнца
жалюзи), чем заданное значение, и подвержены разной степени
в зависимости от преобладающего уровня температуры.Точность
регулирование температуры зависит от физического
характеристики механизма жалюзи и, как правило, ограничены
до ± 5 ° C.

Рис. 5. Схема жалюзи (а) и заслонки (б).

Жалюзи для установки на радиаторы были разработаны в Европе.
в начале 1970-х годов ERNO и SNIAS (сегодня DASA Aerospace и
Aerospatiale соответственно), но применялись они нечасто
на борту европейского космического корабля.

Затвор (рис. 5 б) состоит из тонкой металлической пластины (или
одеяло), которое можно скользить по поверхности (обычно
электродвигатель), чтобы изменить открытую площадь радиатора почти
непрерывным образом от нулевой до максимальной экспозиции.Преимущества
по сравнению с жалюзи более эффективный коэффициент излучения, когда
заслонка полностью открыта (многоотражение отсутствует или очень ограничено)
эффекты) и лучшая эффективность изоляции, когда полностью
закрыто. Тепловой затвор этого типа использовался на Джотто ЕКА.
космический корабль.

Преимущества жалюзи и жалюзи — большая адаптация
к условиям окружающей среды и снижению мощности и
энергия, необходимая для обогрева во время холодных фаз. Недостатки
масса и наличие связанных механизмов, которые могут
снизить надежность ТКС.

Теплоснабжение
Электрооборудование
обогреватели
Нагреватели электрические сопротивления самые простые
средства обеспечения теплом оборудования космических аппаратов. Обеспечение
и функции хранения разделены тем, что первый
осуществляется TCS, а последний обеспечивается за счет мощности
подсистема.

Нагреватели могут иметь постоянное питание или, как правило,
включаться и выключаться в зависимости от температуры
контролируемый элемент. В последнем случае возможно наличие
местное управление с помощью термостатов или центральное управление через специальный
коммутационный блок (так называемый терморегулятор) или через
Система обработки данных космических аппаратов (DHS).Это подразумевает использование
датчики температуры и данные и командные строки. В зависимости от
особая конфигурация космического корабля и требования к температуре,
эта система контроля и управления нагревателем может стать весьма
сложный. Поэтому основными недостатками обогревателей являются необходимость
для электроэнергии и сложности DHS или
снижение надежности при использовании термостатов.

На всех космических аппаратах используются электронагреватели. В последнее время
лет европейские обогреватели были аттестованы в соответствии с
строгие спецификации ESA как для одинарной, так и для двойной плотности
конструкции (до 200 Ом / см²).

Радиоизотопные нагреватели
Некоторые планетарные и
исследовательские миссии к периферии Солнечной системы не могут
полагаться на Солнце и батареи для производства и хранения электроэнергии
мощность для целей TCS. Радиоизотопные нагревательные установки (РУ) на базе
на плутонии, затем использовались либо для обогрева космического корабля
напрямую или для производства электроэнергии с помощью радиоизотопа
Термоэлектрические генераторы (РИТЭГи) для питания нагревателей. Есть
в настоящее время нет европейских производителей RHU или RTG, но как
США и Россия разработали и использовали эти устройства для своих
миссии в дальний космос.Политические проблемы, а также проблемы с закупками
сделает использование этого типа RHU все менее и менее приемлемым
в будущем.

Накопление тепла
Материалы с фазовым переходом (PCM)
предлагают возможность накапливать тепловую энергию непосредственно как скрытую
тепло плавления или сублимации. Контролируемый элемент
связан с сосудом, заполненным ПКМ. Когда элемент активен,
PCM поглощает тепло и плавится или сублимирует при стабильной
температура; когда оборудование неактивно, PCM может
затвердеть, выпуская соответствующее количество тепла.Обычно
плавильные ПКМ могут быть легко использованы в обратимых, закрытых системах,
в то время как сублимирующие ПКМ используются в открытых, необратимых
системы (т.е. газ выходит после фазового перехода, чтобы избежать
избыточное давление).

Наиболее важными параметрами являются температура, при которой
происходит фазовый переход, и количество поглощенного тепла или
выпущен во время изменения. Диапазон температур обычно составляет
интерес представляет диапазон, близкий к нулю (от 5 до + 10 ° C), или
конкретные диапазоны для конкретных экспериментов, e.грамм. 80 ° C для
медико-биологические эксперименты. Другими важными параметрами являются
теплопроводность и плотность двух фаз; в
бывший из-за необходимости передачи тепла
эффективно внутри PCM, а последний, потому что содержащий
конструкции должны выдерживать объемное изменение ПКМ.

Два преимущества устройства PCM — это стабильность
контроль температуры и отсутствие движущихся частей. Жара-
требования к хранению определяются продолжительностью включения обратимого
систем, а также по общему времени работы для нереверсивных (т.е.грамм.
сублимационные, кипящие ПКМ) системы. Поскольку масса устройства
прямо пропорциональна способности аккумулировать тепло, это
сложно использовать устройство PCM без серьезного удара
на общий массовый бюджет. Более того, проблемы, связанные с
ограниченная теплопроводность многих ПКМ делает необходимым
использовать оребренные емкости, которые снова увеличивают массу и
объем устройств. Еще один повод для беспокойства — дизайн
контейнер от утечки, для безопасности (PCM могут быть довольно
коррозионные) и функциональные причины.

устройства на базе ПКМ использовались на космических аппаратах США, в том числе
несколько миссий, запускаемых шаттлами. Различные макеты были
разработан в Европе в 1970-х годах, но, помимо приложения
на Spacelab нет упоминаний об их использовании на других
Европейский космический корабль.

Сбор и транспортировка тепла
выбор наиболее подходящей системы и компонентов зависит
от общего уровня мощности, удельной мощности и температуры
требования.

Механические элементы
Обычный способ сбора
тепло, рассеиваемое любым элементом оборудования, проходит через его опорную плиту
и элементы крепления (монтажные ножки).С увеличением мощности
рассеивания, вся опорная плита должна соприкасаться с
панель космического корабля. Передаваемое тепло зависит от такого
параметры как межфазное давление, чистота поверхности,
типы задействованных материалов и т. д., что иногда бывает сложно
для количественной оценки (на уровне проектирования) и контроля (во время производства и
интеграция). Способы увеличения проводимости за счет
интерфейсные поверхности включают использование металлических или синтетических матов,
или нанесение термопасты.Это последнее решение должно
использовать с осторожностью из-за очевидного потенциального загрязнения
проблемы.

В некоторых случаях несколько блоков подключаются вместе к одному
промежуточная сплошная панель, называемая дублером, обычно
изготовлен из алюминия. Этот удвоитель распределяет тепловыделение по
большую площадь, тем самым обеспечивая улучшение
равномерность температуры и увеличение эффективного контакта
область к теплопередающему или теплоотводящему устройству. это
удобно размещать резервные блоки или блоки, работающие с
разные рабочие циклы на одном удвоителе, чтобы использовать
тепло, рассеиваемое рабочими блоками для поддержания других
в установленных пределах без необходимости в дополнительной мощности нагрева.В
Недостатком такого простого решения является масса дублера,
которые должны быть достаточно толстыми для достижения хорошего КПД.

Иногда используются оплетки из проводящего материала (например, меди)
для подключения теплоотводящего оборудования к «выносному» радиатору. В виде
общая проводимость пропорциональна поперечной
сечение и обратно пропорционально его длине, этот метод может
очевидно, что его можно использовать только на короткие расстояния и очень низкие тепловые нагрузки.
Например, потребуется медный стержень весом около 22 кг.
для транспортировки 10 Вт на расстояние 1 м с температурой
разница 10 °.Для сравнения простая тепловая трубка (например,
тепловая трубка из нержавеющей стали / аммиака диаметром 9,5 мм)
обеспечивает лучшую производительность (меньший перепад температур) для
масса 0,25 кг / м, т.е. примерно в 100 раз меньше. Одно преимущество
коса — это ее гибкость, которая обеспечивает определенную степень
изоляция от вибрации и помогает избежать конфигурации
проблемы.

Тепловые трубки
Тепловые трубки — это устройство, позволяющее
эффективный транспорт тепловой энергии. Обычно он состоит из
герметичная металлическая трубка с капиллярной структурой внутри,
заполнен подходящей рабочей жидкостью.Тепло поглощается одним концом
за счет испарения жидкости и высвобождается с другой стороны
конденсация пара. Жидкость возвращается в
испаритель капиллярными силами.

На космических кораблях чаще всего используются тепловые трубки.
тип алюминия / аммиака, обеспечивающий оптимальный контроль температуры
в диапазоне 0-40 ° C. Поскольку количество переносимого тепла
по трубе определяется ее конструкцией и размерами,
эквивалентная теплопроводность фиксирована, что приводит к постоянному
Теплопроводная трубка (CCHP на рис.6а).

Рисунок 6. Схемы ЦТЭУ (а) и ВТЭУ (б).

Существует также специальный тип тепловой трубки, известный как переменная
Теплопроводная трубка (ВЧП, рис. 6б). Это устройство обеспечивает
лучший контроль температуры, когда оборудование может
рассеиваются на разных уровнях мощности, или конденсатор обнажается
к изменяющейся среде. Количество передаваемого тепла составляет
обычно контролируется путем блокировки части области конденсатора с помощью
инертный газ.

Поскольку капиллярные силы слабее гравитационных,
тепловые трубки могут работать только в поле силы тяжести, если испаритель и
конденсатора на одном уровне, или если испаритель ниже
конденсатор (так называемый «режим рефлюкса»).Следовательно, если
у космического корабля тепловые трубки расположены в разных плоскостях, это не
всегда можно полностью проверить полный тепловой расчет с
только тестирование на уровне системы. Однако, как уже было сказано, это
ограничение может быть преодолено и поэтому не должно ограничивать
использование тепловых трубок, что дает большие преимущества.

Контуры охлаждения
Для большего или большего рассеивания мощности
строгие требования к температуре, другой сбор тепла и
могут использоваться транспортные системы.Различные виды жидких петель
были предложены и применены, чтобы справиться с этими ситуациями.

В однофазных контурах охлаждающая жидкость поглощает
тепло от рассеивающих тепло предметов (например, через холодную пластину или
теплообменник), увеличивая его температуру, и транспортирует
к теплоотводящему устройству (теплообменнику или напрямую через
радиатор), где жидкость охлаждается. Механический насос — это
необходим для обеспечения гидравлической энергии, необходимой для этой задачи
(Рис. 7а).

Рисунок 7.Схема контуров охлаждения: (а) Однофазный контур. (б)
Двухфазная петля с механическим управлением. (c) Двухфазный капилляр
петля. (d) Двухфазный гибридный контур

Преимущества этих систем заключаются в их гибкости и
отсутствие чувствительности к их ориентации и механическим
среда. Скорость потока жидкости можно легко регулировать (например,
через насос с регулируемой скоростью), что позволяет использовать любой из вариантов мощности
рабочие циклы (возможно соотношение от 1 до 10) и / или разные
уровни точности, стабильности и однородности температуры.В
диапазон температур может быть адаптирован к конкретному применению
выбрав подходящую жидкость. Поскольку жидкость циркулирует
за счет механического воздействия насоса система работает с
одинаковая эффективность на земле, на борту космического корабля или
во время спуска на небесное тело. Недостатки — мощность
необходим для привода насоса и возможных вибраций, вызванных
насос и потоки жидкости.

Однофазные контуры жидкости широко используются с самого начала
дни пилотируемых космических полетов.В России их тоже использовали
часто для беспилотных космических аппаратов; например были использованы воздушные петли
на Протоне, жидкостные петли на мощных телекоммуникациях
космический корабль (в сочетании с развертываемыми радиаторами) и
комбинированные жидкостно-воздушные петли на извлекаемых низкоорбитальных космических аппаратах
(например, Foton). В Европе они использовались на Spacelab и
Eureca, и в будущем будет использоваться на орбитальной орбите Колумбуса.
Помещение, а также миниатюрный логистический модуль под давлением.

Двухфазные контуры с механической накачкой (ПДК, рис.7b) являются
аналогичен однофазным петлям, за исключением того, что жидкость меняет
состояние (испаряется при поглощении тепла и конденсируется в
устройства для отвода тепла) вместо того, чтобы просто изменять температуру. В
преимущество по сравнению с однофазным типом состоит в том, что
меньшая скорость потока жидкости, необходимая для управления тем же количеством тепла
(за счет использования скрытой теплоты испарения) и
связанное снижение уровня ресурсов, необходимых для TCS
(меньшее потребление электроэнергии насоса, меньшая масса за счет
более мелкие трубопроводы и запасы жидкости и т. д.).

В контурах с капиллярной накачкой (CPL: рис. 7c) движущая сила
обеспечивается капиллярным действием материала фитиля внутри
испарители и отдельный механический насос не нужны.
Однако есть определенные операции или этапы миссии для
какая помощь капиллярному действию может быть желательной (например,
запуск контура, пиковые нагрузки, высокие механические нагрузки или заземление
тестирование).

Гибридные петли (рис. 7d), состоящие из CPL с механической
насос сейчас предлагаются.При номинальных режимах работы насос
обходится, и поток жидкости обеспечивается капилляром
действия. Только во время критических фаз насос вставляется в
петля для обеспечения дополнительной энергии, необходимой для жидкости. Многие
экспериментальные CPL летали или летят, чтобы продемонстрировать
технология, которая в настоящее время используется в нескольких земных
наблюдательные эксперименты, например европейский ATLID и американский
EOS-AM.

Термические стыки
Они используются для передачи тепла от
фиксированный элемент космического корабля к любому развертываемому / подвижному / вращающемуся
элемент (e.грамм. радиатор). В зависимости от характера и степени
допустимое движение (однократное развертывание, непрерывное вращение,
и т. д.) стык может быть очень простым (упомянутая тесьма
выше для малых тепловых нагрузок) или значительно более сложный.

Гибкие тепловые трубы были предложены для одиночного развертывания,
и вращающиеся термические соединения (на основе сплавов с памятью формы или газа
давление) для периодического вращения. Их еще предстоит летать на
Европейский космический корабль.

Отвод тепла
Радиаторы
A
радиатор — это просто (высокопроводящая) панель, подвергающаяся глубокому
пространство и (обычно) покрытые покрытием с высокой излучательной способностью.В зависимости от размера и конфигурации космического корабля возможны
быть центральными радиаторами, к которым отводится все тепло на борту
передается, или несколько радиаторов, каждый из которых предназначен для полезной нагрузки
блок или группа полезных нагрузок и / или подсистем.

Рассеивающее оборудование может быть установлено непосредственно на
радиатора или связанных с ним тепловых трубок или контуров жидкости.
В последнем случае тепловые трубы или жидкостные трубопроводы могут быть
крепится к внешним сторонам радиатора или прямо встраивается
в его структуру.Второе решение более эффективно из
структурная (экономия массы) и тепловая точки зрения, но также может
быть менее надежным из-за вероятности микрометеороидов
воздействия на радиатор, и более критично в отношении
деятельность по интеграции космических аппаратов.

Размер радиатора зависит от рассеиваемой мощности,
температура брака (определяется контролируемыми объектами)
и температура окружающей среды (рис. 8). В
в большинстве случаев радиатор устанавливается на панели космического корабля и
поэтому излучает только с одной стороны.В случае высокого и / или
меняющиеся мощности или меняющиеся условия окружающей среды, это
конфигурация не очень производительная. Лучшее решение — использовать
обе стороны радиатора, но это подразумевает необходимость
развертывание радиатора.

Рисунок 8. Влияние на радиатор площади окружающей среды (раковина) и
температура радиатора

Один из способов справиться с изменяющейся тепловой нагрузкой — использовать жалюзи.
или жалюзи на радиаторе, как обсуждалось ранее.

Тепловые насосы термоэлектрические
Тепловые насосы
обратимые машины, способные передавать тепловую энергию от нижних
от температуры к телам с более высокой температурой с помощью дополнительного
источник энергии.Использовались только термоэлектрические тепловые насосы.
в космосе до сих пор, основной особенностью которого является Пельтье
элемент, который получается в результате соединения через металлический язычок
полупроводниковых материалов типа n и типа p.

Эффективность элемента Пельтье зависит от его внутренней
характеристики (термоэлектрический эффект, тепловой и электрический
проводимость), электрический ток, температура должна быть
контролируется и температура радиатора. В целом
производительность термоэлектрического теплового насоса строго связана
к эффективности тепловой связи между Пельтье
выступы элементов и охлаждаемые или нагреваемые поверхности.

Для низких нагрузок охлаждения / нагрева элементы привинчиваются
между опорной плитой управляемого элемента и нагревателем
раковина. Термопаста обычно наносится на поверхность раздела с
повысить термический КПД соединения. Однако, как
давление на границе раздела не может быть высоким по механическим причинам, это
метод не подходит, когда требуются высокие тепловые характеристики
(очень строгий контроль температуры и / или сильное охлаждение / нагрев
нагрузки). В этом случае предпочтительным решением является пайка
элементы к радиатору.

Самыми эффективными радиаторами в настоящее время являются водяные.
обменники. Хорошие характеристики также можно получить при воздушном нагреве.
обменники, за счет большего объема и большей мощности
расход (нужен для привода вентиляторов). Во всех остальных случаях
нагрузки охлаждения / нагрева, а также разница температур
между холодной и горячей стороной должно быть очень мало, иначе
требуемая электрическая мощность становится недопустимой.

Термоэлектрические тепловые насосы обычно используются для герметичных
контроль температуры маломощных приборов (преимущества
отсутствие вибрации и простота монтажа) и
оборудование, используемое для экспериментов в условиях микрогравитации.Многие системы имеют
были разработаны и используются как для пилотируемых (например, ESA’s Biorack), так и для
беспилотный космический корабль (например, Biobox на борту Foton).

О нас |
Поиск |
Обратная связь

Бюллетень ESA Nr. 87.
Опубликовано в августе 1996 г.
Разработано ESA-ESRIN ID / D.

Типы термостатов — JPC France

В настоящее время это семейство термостатов, в котором количество является наиболее важным. Существует множество конфигураций, и текущая тенденция заключается в упрощении и уменьшении занимаемой площади.

1.1 БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ТЕРМОСТАТЫ С ФИКСИРОВАННОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ

В настоящее время это семейство термостатов, в котором количество является наиболее важным. Существует множество конфигураций, и текущая тенденция заключается в упрощении и уменьшении занимаемой площади.

Биметаллические термостаты с фиксированной температурой — это устройства, температура которых фиксируется на заводе и которые не имеют доступа к заданным значениям для пользователя.В зависимости от модели они используются в качестве устройств управления или безопасности. Контакты могут быть медленными замыкающими или размыкающими или мгновенными, управляющими или сбрасываемыми, нормально разомкнутыми, нормально замкнутыми или SPDT. Возможны практически все варианты связи, описанные выше.
Эти устройства делятся на две основные группы: чувствительные к току (меньшие по размеру) и нечувствительные к току.
Самые распространенные диапазоны устанавливаются от 20 до 180 ° C.
Однако модели с керамическим корпусом могут изготавливаться до 450 ° C, а водонепроницаемые модели до -30 ° C.

1.2 РЕГУЛИРУЕМЫЕ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ТЕРМОСТАТЫ

Регулируются отверткой или валом. В основном они используются в небольших приборах (фритюрницы, утюги).

Это всегда устройства управления, использующие биметаллическую ленту. Общие температурные диапазоны от 20 до 300 ° C.

Они чувствительны к току или нечувствительны в зависимости от модели.

В регуляторах энергии используются модели с биметаллическими элементами, чувствительными к току или нагреваемыми сопротивлением.

1.3 СПИРАЛЬНЫЕ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ТЕРМОСТАТЫ

Биметаллические спирали широко используются для производства термостатов. От этой системы сейчас отказались европейские производители, так как она требовала использования контакта с ртутной лампой или контакта с медленным размыканием. В США по-прежнему существует всего несколько производителей для приложений на 110 В.

Эти биметаллические спирали (спирального типа) до сих пор используются в некоторых термостатах для воздуховодов (называемых airstats).

2.1 КАРТРИДЖНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

Эти регулирующие устройства, регулируемые, с медленным разрывом, имеют очень высокую точность и самый низкий возможный дифференциал для механического термостата: менее 1/10 ° C. Как правило, они устанавливаются на диаметр 15,8 мм. скучно.

Однако из-за их медленного отключения, генерирующего радиопомехи в 230 В, их использование в Европе является незначительным и ограничивается использованием в некоторых лабораторных плитах.Обычный диапазон температур от 20 до 300 ° C.

2.2 КОНТАКТНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

Эти регулирующие устройства, регулируемые, с медленным разрывом, имеют очень высокую точность и низкий дифференциал: менее 1 ° C. Они устанавливаются на плоской стене и закрепляются 2 винтами.

Однако из-за их медленного отключения, генерирующего радиопомехи в 230 В, их использование в Европе незначительно, ограничено использованием в некоторых лабораторных плитах или когда требуется низкий дифференциал.Обычные температурные диапазоны от 20 до 250 ° C.

2.3 ТЕРМОСТАТЫ С БИМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ СТЕРЖНЯМИ

В настоящее время это основное применение биметаллических систем. Биметаллический стержень приводит в действие контактную систему.Настройка может быть фиксированной или с помощью градуированной ручки. Контакты бывают управляющими, с ручным сбросом или смешанного типа.
Основные области применения:
• Бытовые водонагреватели. Они управляются с помощью отвертки, с однополюсным переключающим термостатом для контроля температуры, с измерением температуры, производимым стержнем, и двухполюсным переключением для ручного сброса, с измерением температуры, как правило, с помощью биметаллического диска, расположенного в нижней части бак. Они защищены крышкой, установленной под водонагреватель.
• В водонагревателях и промышленных резервуарах. Затем устройства контроля температуры разделяются: одно для контроля, другое для безопасности. Они установлены в водонепроницаемых корпусах IP65.
• В гидравлических системах, где они используются для контроля температуры масла. У них есть 1,2 или 3 контакта, расположенных в шахматном порядке, для обеспечения различных уровней оповещения и безопасности.
Текущий диапазон температур составляет от -50 до 400 ° C. Однако некоторые специальные модели могут достигать 800 °.

3.1 РАСШИРЕНИЕ РТУТИ В СТЕКЛЯННОЙ ТРУБЕ

Это одна из первых систем термостатов, изобретенных после ртутных термометров.В стеклянную капиллярную трубку вставляется проволока. Когда ртуть касается провода, устанавливается контакт. Этот тип термометра уже давно является эталоном для точного контроля температуры. Больше нет серийных приложений

3.2 ЛАМПОЧНЫЙ И КАПИЛЛЯРНЫЙ ТЕРМОСТАТ

Это наиболее распространенное дистанционное измерение и контроль температуры.Длина капилляра может достигать 3 метров, но со значительным смещением из-за количества жидкости внутри капилляра.
В этой серии могут изготавливаться отказоустойчивые устройства. Текущие диапазоны температур от -50 ° C до 400 ° C, в исключительных случаях до 760 ° C.

3.3 ТЕРМОСТАТЫ С ЖИДКОСТНЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ

Это семейство представляет собой вариант биметаллического термостата с расширительным стержнем. Отличается большей устойчивостью к вибрации, но более длительным временем отклика. Приложения идентичны.Текущие диапазоны температур от -50 ° C до 400 ° C, в исключительных случаях до 760 ° C.

3.4 ТРУБНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

Эти термостаты используют колбу и капиллярный механизм, термостат, но с очень коротким капилляром и колбу под корпусом на пластине, образованной радиусом трубы. В корпусе есть система фиксации пластины на трубе.
Обычная настройка этих устройств управления — от 0 до 120 ° C.

3.5 КОМНАТНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

В этих термостатах используется колба и капиллярный механизм, но с очень коротким капилляром и колбой, расположенной сбоку или сзади корпуса. Эта система особенно полезна для профессионального и промышленного оборудования.

Текущие диапазоны температурного диапазона от -40 ° C до 120 ° C.

4.КОМНАТНЫЙ ТЕРМОСТАТ НА 1 ЛАМПА И КАПИЛЛЯРНЫЙ

Эти устройства для измерения давления пара в основном используются в термостатах электрических конвекторов из-за их низкого давления.

дифференциал и низкая тепловая инерция. Текущий диапазон температур: от 4 до 40 ° C.

4.2 ТЕРМОСТАТ КОМНАТНЫЙ «WAFER»

В настоящее время он является производным от термостатов инкубаторов, используемых в инкубаторах для птицы более 50 лет.Чувствительная часть — это капсула барометрического типа (называемая «капсула де Види»), заполненная жидкостью с низкой температурой кипения. Они широко используются в бытовых комнатных термостатах. Текущая страница: от 4 до 40 ° C.

4.3 КАПИЛЛЯРНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

Эти термостаты используются для регулирования температуры холодильных систем.Низкая тепловая инерция капиллярной системы и возможность получения значительного перепада является главной особенностью этих устройств для измерения давления пара.

4.4. ЛАМПОЧНЫЕ И КАПИЛЛЯРНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

Они в основном используются в промышленности, потому что давление пара может быть достигнуто довольно легко регулируемыми дифференциальными устройствами.

4.5 ВОЗДУШНЫХ ТЕРМОСТАТОВ

В этих устройствах использовалась система нагрева в виде нити в стеклянной колбе, частично заполненной воздухом и содержащей ртуть. Толкаемая расширяющимся воздухом, ртуть прошла через трубку в отсек, содержащий электрод, с которым она установила электрический контакт. Эта система в сочетании с контактом биметаллического термостата с медленным размыканием позволяет избежать срабатывания контакта и обеспечивает очень низкий дифференциал и высокие электрические характеристики. Эта система, очень точная, очень надежная, полностью исчезла.

4.6 ТЕРМОМЕТРЫ

Термометры расширения газа используются в промышленности, они имеют низкую тепловую инерцию и могут использоваться при высоких температурах.

5.1 «CALORSTATS»

Они используют расширение температуры плавления парафина. Их мало используют в системах, управляющих электрическим контактом, но они широко используются для обеспечения механических перемещений (термостаты двигателей автомобилей, термостаты радиаторов, дверные замки, управление клапанами).Эта система может приводить в действие электрический контакт или управлять клапаном для управления потоком воды при изменении температуры.
Диапазон тока от 30 до 150 ° C.

5.2 ТЕПЛОВЫЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

Это основная система, используемая в термовыключателе. В настоящее время в мире производятся миллионы таких устройств. Это высоконадежная система, эксплуатация которой безопасна. Электрические контакты обрезаются либо плавлением проводника (номинал обычно ограничен до 4 А), либо плавлением гранулы, освобождающей пружинный контакт (номинал до 25 А).
Диапазон тока от 60 до 300 ° C.
Плавильная часть изготовлена ​​из металла или пластика.
Эта система, известная как TCO (тепловое отключение), представляет собой высшую систему безопасности. Стоит недорого.
Вариант этих систем также используется в неэлектрических устройствах для разблокировки механизма, в частности, в устройствах обнаружения пожара. [/ Vc_column_text]

5.3 ТЕРМОСТАТЫ КИПЛЕНИЯ

Наиболее распространенным термостатом этого типа является отказоустойчивый капиллярный ограничитель с ручным сбросом.
Эта система измеряет кипение жидкости, содержащейся в капилляре или колбе на конце капилляра. Для срабатывания контакта требуется измерение температуры на капилляре +/- 300 мм. По этой причине у моделей часто капилляр на конце закручен, и его размеры аналогичны размерам лампы. Эти устройства всегда имеют фиксированную температуру, большую часть времени откалиброваны в диапазоне от 50 до 170 ° C, а длина капилляра ограничена до + / -900 мм для передачи избыточного давления из-за причин кипения или разрежения из-за разрыва. капилляра

Тепловое расширение | Энциклопедия.com

CONCEPT

Большинство материалов подвержены тепловому расширению: тенденции расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении. По этой причине мосты строятся с металлическими компенсаторами, чтобы они могли расширяться и сжиматься, не вызывая неисправностей в общей конструкции моста. Другие машины и конструкции также имеют встроенную защиту от опасностей теплового расширения. Но тепловое расширение также может быть полезным, делая возможным работу термометров и термостатов.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Молекулярная трансляционная энергия

С научной точки зрения, тепло — это внутренняя энергия, которая течет от системы с относительно высокой температурой к системе с относительно низкой температурой. Сама внутренняя энергия, называемая тепловой энергией, — это то, что люди обычно имеют в виду, когда говорят «тепло». Форма кинетической энергии, обусловленная движением молекул, тепловая энергия иногда называется молекулярной поступательной энергией.

Температура определяется как мера средней молекулярной поступательной энергии в системе, и чем больше изменение температуры для большинства материалов, как мы увидим, тем больше величина теплового расширения.Таким образом, на все эти аспекты «тепла» — само тепло (в научном смысле), а также на тепловую энергию, температуру и тепловое расширение — в конечном итоге влияет движение молекул по отношению друг к другу.

МОЛЕКУЛЯРНОЕ ДВИЖЕНИЕ И НЬЮТОНОВСКАЯ ФИЗИКА.

В общем, кинетическая энергия, создаваемая движением молекул, может быть понята в рамках классической физики, то есть парадигмы, связанной с сэром Исааком Ньютоном (1642-1727) и его законами движения. Ньютон был первым, кто понял физическую силу, известную как гравитация, и объяснил поведение объектов в контексте силы тяжести.Среди понятий, необходимых для понимания физики Ньютона, — масса объекта, скорость его движения (будь то скорость или ускорение) и расстояние между объектами. Все они, в свою очередь, являются центральными элементами для понимания того, как молекулы при относительном движении генерируют тепловую энергию.

Чем больше импульс объекта, то есть произведение его массы на скорость его движения, тем большее влияние он оказывает на другой объект, с которым он сталкивается.Более того, его кинетическая энергия равна половине его массы, умноженной на квадрат его скорости. Масса молекулы, конечно, очень мала, но если все молекулы внутри объекта находятся в относительном движении — многие из них сталкиваются и, таким образом, передают кинетическую энергию, — это обязательно приведет к относительно большому количеству тепловых ударов. энергия со стороны более крупного объекта.

МОЛЕКУЛЯРНОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ И ФАЗЫ ВЕЩЕСТВА.

Тем не менее, именно из-за того, что молекулярная масса настолько мала, одна гравитационная сила не может объяснить притяжение между молекулами.Вместо этого это притяжение следует понимать с точки зрения второго типа сил — электромагнетизма, открытого шотландским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом (1831–1879). Детали электромагнитной силы не
здесь важно; нужно только знать, что все молекулы обладают некоторой составляющей электрического заряда. Поскольку одинаковые заряды отталкиваются, а противоположные — притягиваются, между молекулами существует постоянное электромагнитное взаимодействие, которое создает различные степени притяжения.

Чем больше относительное движение между молекулами, тем меньше их притяжение друг к другу.Действительно, эти два аспекта материала — относительное притяжение и движение на молекулярном уровне — определяют, можно ли классифицировать этот материал как твердое, жидкое или газообразное. Когда молекулы движутся относительно друг друга медленно, они оказывают сильное притяжение, и материал, частью которого они являются, обычно классифицируется как твердое тело. С другой стороны, молекулы жидкости движутся с умеренной скоростью и поэтому обладают умеренным притяжением. Когда молекулы движутся с высокой скоростью, они практически не притягиваются, а этот материал известен как газ.

Прогнозирование теплового расширения

КОЭФФИЦИЕНТ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ.

Коэффициент — это число, которое служит мерой некоторой характеристики или свойства. Это также может быть коэффициент, на который умножаются другие значения, чтобы получить желаемый результат. Для любого типа материала возможно
рассчитайте степень расширения или сжатия этого материала при изменении температуры. В общих чертах это известно как коэффициент расширения, хотя на самом деле существует две разновидности коэффициента расширения.

Коэффициент линейного расширения — это константа, которая определяет степень изменения длины твердого тела в результате изменения температуры. Для любого данного вещества коэффициент линейного расширения обычно представляет собой число, выраженное в единицах 10. ^-5 / ° С. Другими словами, значение коэффициента линейного расширения конкретного твердого тела умножается на 0,00001 на ° C. (° C в знаменателе, показанном в уравнении ниже, просто «выпадает», когда коэффициент линейного расширения умножается на изменение температуры.)

Для кварца коэффициент линейного расширения составляет 0,05. Напротив, железо с коэффициентом 1,2 в 24 раза чаще расширяется или сжимается в результате изменений температуры. (Сталь имеет ту же ценность, что и железо.) Коэффициент для алюминия составляет 2,4, что вдвое больше, чем у железа или стали. Это означает, что при одинаковом изменении температуры длина алюминиевого стержня изменяется вдвое больше, чем длина железного стержня. Свинец является одним из самых дорогих твердых материалов с коэффициентом, равным 3.0.

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ.

Линейное расширение данного
твердое тело можно рассчитать по формуле δ L = aL _O Δ T. Греческая буква дельта (d) означает «изменение в»; следовательно, первая цифра представляет изменение длины, а последняя цифра в уравнении означает изменение температуры. Буква a — это коэффициент линейного расширения, а L _O — исходная длина.

Предположим, что пруток свинца длиной 5 метров испытывает изменение температуры на 10 ° C; каково будет его изменение длины? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно умножить a (3,0 · 10 ⁻⁵ / ° C) на L _O (5 м) и δ T (10 ° C). Ответ должен быть 150 & 10 ⁻⁵ м, или 1,5 мм. Обратите внимание, что это просто изменение длины, связанное с изменением температуры: при повышении температуры длина увеличится, а при понижении температуры на 10 ° C длина уменьшится на 1.5 мм.

РАСШИРЕНИЕ ОБЪЕМА.

Очевидно, линейные уравнения применимы только к твердым телам. Жидкости и газы, вместе классифицируемые как жидкости, соответствуют форме контейнера; следовательно, «длина» любого данного образца жидкости такая же, как и у твердого вещества, которое его содержит. Однако жидкости подвержены объемному расширению, то есть изменению объема в результате изменения температуры.

Для расчета изменения объема формула очень похожа на формулу для изменения длины; отличаются лишь некоторые детали.В формуле δ V = bV _O δ T последний член, опять же, означает изменение температуры, в то время как δ V означает изменение объема, а V _O — исходный объем. . Буква b обозначает коэффициент объемного расширения. Последний выражается в единицах 10 ^-4 / ° C, или 0,0001 на ° C.

Стекло имеет очень низкий коэффициент объемного расширения 0,2, а у стекла Pyrex чрезвычайно низкий — всего 0.09. По этой причине изделия из пирекса идеально подходят для приготовления пищи. Значительно выше коэффициент объемного расширения глицерина, маслянистого вещества, связанного с мылом, которое увеличивается пропорционально в 5,1 раза. Еще выше этиловый спирт с коэффициентом объемного расширения 7,5.

ПРИМЕНЕНИЕ В РЕАЛЬНОМ ЖИЗНИ

Жидкости

Большинство жидкостей следуют довольно предсказуемой схеме постепенного увеличения объема в ответ на повышение температуры и уменьшения объема в ответ на понижение температуры.Действительно, коэффициент объемного расширения жидкости обычно бывает выше, чем твердого тела, и — за одним заметным исключением, обсуждаемым ниже, — жидкость будет сжиматься при замораживании.

Поведение перекачиваемого бензина в жаркий день является примером теплового расширения жидкости в ответ на повышение температуры. Когда он поступает из подземного резервуара на заправочной станции, бензин относительно прохладный, но он будет теплым, если вы будете сидеть в баке уже теплой машины. Если бак автомобиля заправлен, а автомобиль оставлен стоять на солнце — другими словами, если автомобиль не едет после заправки бака, — бензин может расшириться в объеме быстрее, чем топливный бак, вылившись на тротуар. .

ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ.

Другой пример теплового расширения жидкости можно найти внутри радиатора автомобиля. Если радиатор «долить» охлаждающей жидкостью в холодный день, повышение температуры может привести к расширению охлаждающей жидкости до ее перелива. В прошлом это создавало проблемы для владельцев автомобилей, поскольку двигатели автомобилей выбрасывали на землю избыточный объем охлаждающей жидкости, что требовало периодической замены жидкости.

Автомобили более поздних моделей, однако, имеют перепускной контейнер для сбора жидкости, высвобождающейся в результате объемного расширения.Когда двигатель снова остывает, контейнер возвращает излишки жидкости в радиатор, тем самым «рециркулируя» ее. Это означает, что новые автомобили гораздо менее подвержены перегреву, чем старые. В сочетании с улучшением смесей радиаторных жидкостей, которые действуют как антифриз в холодную погоду и охлаждающая жидкость в жаркую погоду, процесс «рециркуляции» привел к значительному сокращению поломок, связанных с тепловым расширением.

ВОДА.

Одна из веских причин не использовать чистую воду в радиаторе заключается в том, что вода имеет гораздо более высокий коэффициент объемного расширения, чем обычная охлаждающая жидкость двигателя.Это может быть особенно опасно в холодную погоду, потому что замороженная вода в радиаторе может расшириться настолько, что треснет блок двигателя.

В общем, вода, коэффициент объемного расширения которой в жидком состоянии составляет 2,1 и 0,5 в твердом состоянии, демонстрирует ряд интересных характеристик, касающихся теплового расширения. Если понизить температуру кипения воды с 212 ° F (100 ° C) до 39,2 ° F (4 ° C), она будет
неуклонно сокращаться, как любое другое вещество, реагирующее на понижение температуры.Однако обычно вещество продолжает уплотняться, превращаясь из жидкого в твердое; но с водой этого не происходит.

При 32,9 ° F вода достигает максимальной плотности, что означает, что ее объем для данной единицы массы минимален. Ниже этой температуры он «должен» (если бы он был подобен большинству типов материи) продолжать уменьшаться в объеме на единицу массы, но на самом деле он неуклонно начинает расширяться. Таким образом, он менее плотный, с большим объемом на единицу массы, когда достигает точки замерзания.Именно по этой причине, когда трубы замерзают зимой, они часто лопаются, что объясняет, почему залитый водой радиатор может стать серьезной проблемой в очень холодную погоду.

Кроме того, это необычное поведение в отношении теплового расширения и сжатия объясняет, почему лед плавает: твердая вода менее плотная, чем жидкая вода под ней. В результате замерзшая вода зимой остается на вершине озера; поскольку лед плохо проводит тепло, энергия не может уйти из воды под ним в количестве, достаточном, чтобы заморозить остальную воду в озере.Таким образом, вода подо льдом остается жидкой, сохраняя жизнь растений и животных.

Газы

ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ.

Как уже говорилось, жидкости расширяются в больший раз, чем твердые тела. Учитывая возрастающее количество молекулярной кинетической энергии для жидкости по сравнению с твердым телом и для газа по сравнению с жидкостью, неудивительно, что газы реагируют на изменения температуры еще большим изменением объема. чем у жидкостей. Конечно, когда речь идет о газе, «объем» измерить труднее, потому что газ просто расширяется, чтобы заполнить свой контейнер.Чтобы этот термин имел какое-либо значение, необходимо также указать давление и температуру.

Ряд газовых законов описывает три параметра для газов: объем, температуру и давление. Например, закон Бойля гласит, что в условиях постоянной температуры существует обратная зависимость между объемом и давлением газа: чем больше давление, тем меньше объем, и наоборот. Еще более актуальным для вопроса теплового расширения является закон Чарльза.

Закон Чарльза гласит, что при постоянном давлении существует прямая зависимость между объемом и температурой.Когда газ нагревается, его объем увеличивается, а когда он остывает, его объем соответственно уменьшается. Таким образом, если наполнить надувной матрас в комнате с кондиционером, а затем отнести матрас на пляж в жаркий день, воздух внутри расширится. В зависимости от того, насколько увеличится его объем, расширение горячего воздуха может вызвать «лопание» матраса.

ТЕРМОМЕТРЫ ОБЪЕМНОГО ГАЗА.

В то время как жидкости и твердые тела значительно различаются в отношении их коэффициентов расширения, большинство газов следуют более или менее той же схеме расширения в ответ на повышение температуры.Предсказуемое поведение газов в этих ситуациях привело к разработке газового термометра постоянного давления, высоконадежного прибора, по которому часто сравниваются другие термометры, в том числе содержащие ртуть (см. Ниже).

В объемном газовом термометре пустой контейнер прикреплен к стеклянной трубке, содержащей ртуть. Когда газ попадает в пустой контейнер, столбик ртути движется вверх. Разница между прежним положением ртути и ее положением после введения газа показывает разницу между нормальным атмосферным давлением и давлением газа в контейнере.Таким образом, можно использовать изменения объема газа в качестве меры температуры. Реакция большинства газов в условиях низкого давления на изменение температуры настолько однородна, что объемные газовые термометры часто используются для калибровки других типов термометров.

Твердые тела

Многие твердые тела состоят из кристаллов правильной формы, состоящих из молекул, соединенных друг с другом, как будто на пружинах. Пружина, которая отводится назад, непосредственно перед тем, как она отпущена, является примером потенциальной энергии или энергии, которой объект обладает в силу своего положения.Для кристаллического твердого вещества при комнатной температуре потенциальная энергия и расстояние между молекулами относительно низки. Но по мере увеличения температуры и расширения твердого тела пространство между молекулами увеличивается — как и потенциальная энергия в твердом теле.

Фактически, реакция твердых тел на изменения температуры имеет тенденцию быть более драматичной, по крайней мере, когда они наблюдаются в повседневной жизни, чем поведение жидкостей или газов в условиях
термическое расширение. Конечно, твердые тела на самом деле меньше реагируют на изменения температуры, чем жидкости; но поскольку они твердые, люди ожидают, что их контуры будут неподвижными.Таким образом, когда объем твердого тела изменяется в результате увеличения тепловой энергии, результат более примечателен.

КРЫШКИ БАНКОВ И ЛИНИИ ПИТАНИЯ.

Обычный пример теплового расширения можно увидеть на кухне. Почти каждый имел опыт безуспешных попыток сдвинуть с места плотную металлическую крышку на стеклянном контейнере и, пролив горячую воду на крышку, обнаружил, что она наконец откроется. Причина этого в том, что вода при высокой температуре заставляет металлическую крышку расширяться.С другой стороны, как отмечалось ранее, стекло имеет низкий коэффициент расширения. В противном случае он расширился бы вместе с крышкой, что не позволило бы протекать по нему горячей водой. Если бы стеклянные банки имели высокий коэффициент расширения, они деформировались бы при относительно низком уровне тепла.

Другой пример теплового расширения твердого тела — провисание линий электропередач в жаркий день. Это происходит потому, что тепло заставляет их расширяться, и, таким образом, длина линии электропередачи, идущей от полюса к полюсу, больше, чем в условиях более низких температур.Конечно, маловероятно, что летняя жара может быть настолько сильной, что может создать опасность обрыва линий электропередач; с другой стороны, высокая температура может создать серьезную угрозу для более крупных конструкций.

УДЛИНИТЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.

Большинство больших мостовидных протезов имеют компенсаторы, которые выглядят как две металлические гребни, обращенные друг к другу, со сцепленными зубьями. Когда тепло заставляет мост расширяться в солнечные часы жаркого дня, две стороны компенсатора сдвигаются друг к другу; затем, когда после наступления темноты мост остывает, они начинают постепенно втягиваться.Таким образом, мост имеет встроенную зону безопасности; в противном случае у него не было бы места для расширения или сжатия в ответ на изменения температуры. Что касается использования гребенчатой ​​формы, то зазор между двумя сторонами компенсатора смещается, что сводит к минимуму столкновения, которые испытывают автомобилисты, проезжающие по нему.

Деформационные швы другой конструкции также можно встретить на автомагистралях и на «магистралях» железных дорог. Тепловое расширение представляет собой особенно серьезную проблему, когда речь идет о железнодорожных путях, поскольку рельсы, по которым ходят поезда, сделаны из стали.Сталь, как отмечалось ранее, расширяется в 12 частей на 1 миллион на каждый градус Цельсия при изменении температуры, и, хотя это может показаться незначительным, это может создать серьезную проблему в условиях высокой температуры.

Большинство гусениц построено из кусков стали, поддерживаемых деревянными стяжками, и проложено с зазором между концами. Этот зазор обеспечивает буфер для теплового расширения, но есть еще один вопрос, который следует учитывать: гусеницы прикручены к деревянным шпилькам, и если сталь слишком сильно расширится, она может вырвать эти болты.Следовательно, вместо того, чтобы помещаться в отверстие того же размера, что и болт, болты вставляются в прорези, так что есть место для медленного скольжения гусеницы на месте при повышении температуры.

Такое расположение подходит для поездов, которые едут с обычной скоростью: их колеса просто шумят, когда они проходят через зазоры, которые редко бывают шире 0,5 дюйма (0,013 м). Однако высокоскоростной поезд не может двигаться по неровным путям; поэтому пути для высокоскоростных поездов прокладываются в условиях относительно высокого напряжения.Гидравлическое оборудование используется для натяжения участков пути; затем, как только гусеница закреплена на поперечных шпалах, натяжение распределяется по длине гусеницы.

Термометры и термостаты

РТУТЬ В ТЕРМОМЕТРАХ.

Термометр измеряет температуру путем измерения свойства, зависящего от температуры. Напротив, термостат — это устройство для регулировки температуры в системе отопления или охлаждения. Оба используют принцип теплового расширения в своей работе.Как отмечалось выше в примере с металлической крышкой и стеклянной банкой, стекло мало расширяется при изменении температуры; следовательно, это идеальный контейнер для ртути в термометре. Что касается ртути, то это идеальная термометрическая среда, то есть материал, используемый для измерения температуры, по нескольким причинам. Среди них высокая температура кипения и очень предсказуемая, равномерная реакция на изменения температуры.

В типичном ртутном термометре ртуть помещена в длинную узкую герметичную трубку, называемую капилляром.Поскольку ртуть расширяется намного быстрее, чем стеклянный капилляр, ртуть поднимается и опускается с температурой. Термометр калибруется путем измерения разницы по высоте между ртутью при температуре замерзания воды и ртутью при температуре кипения воды. Интервал
между этими двумя точками затем делится на равные приращения в соответствии с одной из хорошо известных температурных шкал.

БИМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПОЛОСА В ТЕРМОСТАТАХ.

В термостате центральный компонент представляет собой биметаллическую полосу, состоящую из тонких полосок двух разных металлов, соединенных друг с другом.Один из этих металлов имеет высокий коэффициент линейного расширения, а другой металл имеет низкий коэффициент. Повышение температуры приведет к тому, что сторона с более высоким коэффициентом расширится больше, чем сторона, менее чувствительная к изменениям температуры. В результате биметаллическая полоса прогнется в одну сторону.

Когда полоса изгибается достаточно далеко, она замыкает электрическую цепь и, таким образом, заставляет кондиционер включиться. Регулируя термостат, можно изменить расстояние, на которое биметаллическая полоса должна быть изогнута, чтобы замкнуть контур.Как только воздух в комнате достигнет желаемой температуры, металл с высоким коэффициентом сжатия начнет сжиматься, и биметаллическая полоса распрямится. Это приведет к размыканию электрической цепи и отключению кондиционера.

В холодную погоду, когда система контроля температуры ориентирована на нагрев, а не на охлаждение, биметаллическая полоса действует примерно так же — только на этот раз металл с высоким коэффициентом сжатия сжимается от холода, включая нагреватель. Другой тип термостата использует расширение пара, а не твердого тела.В этом случае нагревание пара заставляет его расширяться, давя на набор латунных сильфонов и замыкая цепь, таким образом, включается кондиционер.

ГДЕ ПОДРОБНЕЕ

Байзер, Артур. Физика, 5 изд. Ридинг, Массачусетс: Addison-Wesley, 1991.

«Сравнение материалов: коэффициент теплового расширения» (веб-сайт). (21 апреля 2001 г.).

Энциклопедия термодинамики (веб-сайт). (12 апреля 2001 г.).

Флейшер, Пол. Материя и энергия: принципы материи и термодинамики. Миннеаполис, Миннесота: Lerner Publications, 2002.

NPL: Национальная физическая лаборатория: Thermal Stuff: Beginner ‘Guides (Web site). (18 апреля 2001 г.).

Ройстон, Анджела. Горячие и холодные. Чикаго: библиотека Хайнемана, 2001.

Suplee, Curt. Объяснение повседневной науки. Вашингтон, округ Колумбия: Национальное географическое общество, 1996.

«Измерение теплового расширения» (веб-сайт). (21 апреля 2001 г.).

«Термическое расширение твердых тел и жидкостей» (веб-сайт). (21 апреля 2001 г.).

Уолпол, Бренда. Температура. Иллюстрировано Крисом Фэйрклафом и Деннисом Тинклером.Милуоки, Висконсин: Gareth Stevens Publishing, 1995.

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

КОЭФФИЦИЕНТ:

Число, которое служит мерой некоторой характеристики или свойства. Коэффициент также может быть фактором, против которого умножаются другие значения, чтобы обеспечить желаемый результат.

КОЭФФИЦИЕНТ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ:

Число, постоянное для любого конкретного типа твердого тела, используемое при вычислении величины, на которую изменится длина этого твердого тела в результате изменения температуры.Для любого данного вещества коэффициент линейного расширения обычно представляет собой число, выраженное в единицах 10 ^-5 / ° C.

КОЭФФИЦИЕНТ РАСШИРЕНИЯ ОБЪЕМА:

Число, постоянное для любого конкретного типа материала, используемое при расчете количества, на которое объем этого материала изменится в результате изменения температуры. Для любого данного вещества коэффициент объемного расширения обычно представляет собой число, выраженное в единицах 10 ^-4 / ° C.

HEAT:

Внутренняя тепловая энергия, которая течет от одного материального тела к другому.

КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ:

Энергия, которой обладает объект благодаря своему движению.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ПЕРЕНОСНАЯ ЭНЕРГИЯ:

Кинетическая энергия в системе, создаваемая движением молекул относительно друг друга.

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ:

Энергия, которой обладает объект в силу своего положения.

СИСТЕМА:

В физике термин «система» обычно относится к любому набору физических взаимодействий или любому материальному телу, изолированному от остальной Вселенной.Все, что находится вне системы, включая все факторы и силы, не имеющие отношения к обсуждению этой системы, называется средой.

ТЕМПЕРАТУРА:

Мера средней кинетической энергии или молекулярной поступательной энергии в системе. Разница в температуре определяет направление потока внутренней энергии между двумя системами при передаче тепла.

ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГИЯ:

Тепловая энергия, форма кинетической энергии, производимой движением атомных или молекулярных частиц.Чем больше движение частиц, тем больше тепловая энергия.

ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ:

Свойство всех типов веществ, которое проявляет тенденцию расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении.

Радиаторы «Раден»: характеристики и отзывы

Радиаторы «Раден» — это оборудование повышенной прочности для отопления. Сегодня эти агрегаты являются одними из самых популярных на рынке. И это нельзя назвать случайностью или везением. Ведь аккумулятор этого производителя заслужил популярность своим высоким качеством и длительным сроком службы.Эти изделия состоят из отдельных секций, которые имеют паронитовые прокладки и стальные ниппели для соединения. Интерьер представляет собой трубчатый каркас, в основе которого лежит углеродистая сталь. Приобретая это оборудование, вы можете рассчитывать на длительный срок службы, который обеспечивается за счет исключения контакта алюминиевого корпуса с водой. Производитель создал условия, исключающие электрохимическую коррозию.

Технические характеристики секционных биметаллических радиаторов различных моделей

Биметаллические радиаторы Radimeter, представленные в продаже секционных изделий, имеют обозначения CS 150, CS 350 и CS 500 / VC 500.Все они способны работать при давлении 25 атмосфер, испытательное давление всех трех моделей — 40 атмосфер, давление разрыва — 90 атмосфер. Температура теплоносителя тоже не отличается и составляет 110 ° С, чего нельзя сказать о тепловом КПД одной секции. В первом случае параметр составляет 120, во втором — 135, а в третьем — 185 Вт.

Размеры

Выбирая такое оборудование, нужно также рассчитывать на то, что каждая модель имеет свою высоту.В этих вариантах эти параметры составляют 241, 403 и 552 мм соответственно. Расстояние между осями также разное и составляет для каждой модели 150, 350 и 500 мм. Приобретая радиаторы отопления Radaden, которые продаются под торговыми марками CS 150, CS 350 и CS 500 / VC 500, необходимо рассчитывать на определенную глубину и ширину секций. В первой модели эти размеры составляют 120 х 74, а во второй и третьей — 85 х 80 мм.

Отзывы об особенностях радиаторов «Раден»

.

Производитель «Raden» производит алюминиевые и биметаллические радиаторы.Первые из них имеют определенную форму вертикальных и горизонтальных коллекторов, представляющих собой широкий эллипс. Это обеспечивает наименьшее сопротивление потоку воды, поэтому теплоотдача каждой секции достаточно хорошая. Сам коллектор испытывает не такие большие нагрузки, это способствует продлению срока службы и повышению надежности.

Вторая особенность таких аккумуляторов — это толщина стенок вертикальных трубок, у этого производителя этот параметр всегда больше 1.9 мм. Нельзя сказать, что биметаллические радиаторы менее надежны. Биметалл в этом случае дополняется стальными толстостенными коллекторами. Сталь используется высокоуглеродистая, водородный индекс из-за этого может варьироваться в довольно широких пределах, он колеблется от 6 до 10,5 единиц.

Дополнительные преимущества

Еще одна особенность — двухступенчатое окрашивание. Все участки на первом этапе обрабатываются, очищаются, а затем обезжириваются, подготавливая поверхность к покраске. Каждая секция снаружи и внутри покрыта слоем краски, защищающей материал от коррозии.Есть много мелочей, которые добавляют плюсов в пользу производителя радиаторов Raden. Пользователи отмечают, что самоцентрирующиеся графитовые перекрестные прокладки обеспечивают полную герметичность. Краска не литая, отличается ревностью и глубиной. Домашние мастера отмечают также безопасность концов, после распаковки аккумулятора и сразу же устанавливаются.

Отзывы об алюминиевых радиаторах марки «Raden»

.

Алюминиевые радиаторы «Raden», отзывы о которых позволят понять, покупать ли ту или иную модель, не имеют широкого ассортимента.Вниманию потребителя они представлены двумя модификациями, одна из которых имеет межосевое расстояние 350, а другая — 500 мм. По словам пользователей, цена одной секции таких аккумуляторов колеблется от 11 до 12 долларов. Батареи с боковыми подключениями делаются, а для стабильной работы следует установить автоматический воздухоотводчик или клапан Маевского.

Потребителям рекомендуется устанавливать дренажные дренажные системы или фильтры, если охлаждающая жидкость богата примесями. Алюминиевые радиаторы «Raden» рекомендуется устанавливать в частных домах, отапливаемых по индивидуальной системе.Здесь вы можете самостоятельно регулировать уровень pH и давление. Все пользователи, установившие эти радиаторы в квартирах, отмечают, что они сталкиваются с проблемами, которые выражаются в частой смене давления и негативном воздействии примесей в воде на материалы изделия. К тому же из-за смены всего одного аккумулятора система может полностью разбалансироваться, и в квартире станет холоднее. Необходимо уточнить, какое давление в системе в норме.

Технические характеристики радиаторов «Раден» из алюминия

.

Радиатор Radan 500 представляет собой аккумулятор, расстояние между осями которого составляет 500 мм.Однако это не единственная функция, на которую следует обращать внимание при покупке устройства. Важно учитывать, что такие аккумуляторы будут нормально работать при pH не выше 9, оптимальным считается показатель 7 единиц. Рабочее давление составляет 16 атмосфер, но батареи выдерживают до 50 атмосфер. Этого запаса должно хватить на аварийные ситуации. Но если в системе достаточно часты серьезные перепады давления, то лучше всего установить биметаллические радиаторы.

Отзывы о биметаллических батареях марки «Raden»

.

Вы можете последовать опыту многих покупателей и приобрести радиатор Radan для своего дома. Биметалл в его основе исключит контакт воды с алюминием, ведь характеристики систем центрального отопления далеки от нормы. Алюминий — химически активный металл; при высоком pH он может разъедать и вызывать утечки.

Вторая причина, указывающая на целесообразность использования биметаллических радиаторов, выражается в их повышенной прочности.Алюминий и его сплавы можно назвать мягкими металлами, а перепады давления могут повредить материал. Более того, некоторые производители стараются сэкономить, делая стенки коллекторов тонкими. А если использовать сталь даже небольшой толщины, то она способна выдерживать внушительное давление.

Как подчеркивают заказчики, в батареях стальные коллекторы соединяются сваркой, в коллектор приваривается вертикальная труба. Однако сталь имеет низкий коэффициент теплопроводности, поэтому к ней приваривают алюминий для создания ребер воздуховода.В результате можно получить биметаллический профиль, который отличается низкой химической активностью, впечатляющей прочностью и отличной теплоемкостью.

Рассматривая радиаторы «Raden», можно выделить их преимущества перед товарами многих других фирм. Последние иногда производят батареи, в которых сталь находится только в вертикальной трубе. В таких батареях теплопередача выше, но теплоноситель контактирует с материалом. Эти продукты нельзя использовать во всех сетях.Что касается «Радены», то она производит только цельный биметалл из высокоуглеродистой стали. По словам пользователей, именно поэтому рабочее давление таких изделий составляет 25 атмосфер, а гарантийный срок — 25 лет, а температура окружающей среды эквивалентна 100 ° С. Межцентровые расстояния составляют 150 и 500 мм. Некоторых покупателей отталкивает цена радиаторов, которая составляет порядка 14 долларов, но такая стоимость оправдана, ведь такие батареи готовы прослужить даже больше, чем гарантированный срок службы.

Почему еще стоит выбрать радиаторы отопления Radina?

Радиаторы «Raden» более 30 лет производятся в Италии.Приобретая данное оборудование, вы можете рассчитывать на то, что оно качественное и адаптировано для использования в России. «Radena» — радиаторы, производитель которых гарантирует, что техническое состояние изделий соответствует системам отопления стран, в которые они поставляются. Например, алюминиевые радиаторы, произведенные для России, выдерживают давление до 16 атмосфер, что позволяет использовать эти батареи даже в многоэтажном строительстве. К тому же они имеют привлекательный дизайн и современный вид, их можно вписать в интерьер помещения любого назначения.Основной профиль ласт с закругленным верхом обеспечивает безопасность.

Заключение

Сегодня довольно часто можно услышать заявления о том, что алюминиевые радиаторы Radan не очень подходят для установки в системе центрального отопления. Но производитель позаботился об этом. Он обеспечил дополнительную защиту от коррозии за счет специальной обработки сплава, которая снижает содержание цинка в материале до минимума. Таким образом, алюминиевые радиаторы подходят для систем, в которых уровень pH воды колеблется от 6.С 5 по 9.

Термическое расширение твердых тел и жидкостей

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определите и опишите тепловое расширение.
• Рассчитайте линейное расширение объекта с учетом его начальной длины, изменения температуры и коэффициента линейного расширения.
• Рассчитайте объемное расширение объекта с учетом его исходного объема, изменения температуры и коэффициента объемного расширения.
• Вычислить термическое напряжение на объекте с учетом его исходного объема, изменения температуры, изменения объема и модуля объемной упругости.

Рис. 1. Такие термические компенсаторы на мосту Окленд Харбор-Бридж в Новой Зеландии позволяют мостам изменять длину без потери устойчивости. (Источник: Ингольфсон, Wikimedia Commons)

Расширение спирта в градуснике — один из многих часто встречающихся примеров теплового расширения , изменения размера или объема данной массы в зависимости от температуры.Горячий воздух поднимается вверх, потому что его объем увеличивается, что приводит к тому, что плотность горячего воздуха меньше плотности окружающего воздуха, вызывая подъемную (восходящую) силу на горячий воздух. То же самое происходит со всеми жидкостями и газами, вызывая естественный теплоперенос вверх в домах, океанах и погодных системах. Твердые тела также подвергаются тепловому расширению. Например, железнодорожные пути и мосты имеют компенсаторы, позволяющие им свободно расширяться и сжиматься при изменении температуры.

Каковы основные свойства теплового расширения? Во-первых, тепловое расширение явно связано с изменением температуры.Чем больше изменение температуры, тем больше будет гнуться биметаллическая полоса. Во-вторых, это зависит от материала. В термометре, например, расширение спирта намного больше, чем расширение содержащего его стекла.

Какова основная причина теплового расширения? Как обсуждается в «Кинетической теории: атомное и молекулярное объяснение давления и температуры», повышение температуры означает увеличение кинетической энергии отдельных атомов. В твердом теле, в отличие от газа, атомы или молекулы плотно упакованы вместе, но их кинетическая энергия (в виде небольших быстрых колебаний) отталкивает соседние атомы или молекулы друг от друга.Это перемещение между соседними объектами приводит к увеличению расстояния между соседями в среднем и увеличению размера всего тела. Для большинства веществ в обычных условиях нет предпочтительного направления, и повышение температуры увеличит размер твердого вещества на определенную долю в каждом измерении.

Линейное тепловое расширение — тепловое расширение в одном измерении

Изменение длины Δ L пропорционально длине L .Зависимость теплового расширения от температуры, вещества и длины резюмируется в уравнении Δ L = αL Δ T , где Δ L — изменение длины L , Δ T — величина изменение температуры, а α — коэффициент линейного расширения , который незначительно изменяется в зависимости от температуры.

В таблице 1 приведены типичные значения коэффициента линейного расширения, которые могут иметь единицы 1 / ºC или 1 / K.Поскольку размеры кельвина и градуса Цельсия одинаковы, значения α и Δ T могут быть выражены в кельвинах или градусах Цельсия. Уравнение Δ L = αL Δ T является точным для небольших изменений температуры и может использоваться для больших изменений температуры, если используется среднее значение α .

Пример 1.Расчет линейного теплового расширения: мост Золотые Ворота

Главный пролет моста Золотые Ворота в Сан-Франциско имеет длину 1275 м в самый холодный период. Мост подвергается воздействию температур от до от 15 ° C до 40 ° C. Каково его изменение длины между этими температурами? Предположим, что мост полностью стальной.

Стратегия

Используйте уравнение линейного теплового расширения Δ L = α L Δ T , чтобы рассчитать изменение длины, Δ L .{\ circ} \ text {C} \ right) = 0,84 \ text {m} \\ [/ latex]

Обсуждение

Это изменение длины заметно, хотя и невелико по сравнению с длиной моста. Обычно он распространяется на многие компенсаторы, поэтому расширение на каждом стыке невелико.

Тепловое расширение в двух и трех измерениях

Объекты расширяются во всех измерениях, как показано на рисунке 2. То есть их площадь и объем, а также их длина увеличиваются с температурой.Отверстия также увеличиваются с увеличением температуры. Если вы прорежете отверстие в металлической пластине, оставшийся материал расширится точно так же, как если бы заглушка все еще была на месте. Заглушка станет больше, а значит, и отверстие должно стать больше. (Представьте, что кольцо соседних атомов или молекул на стенке дыры отталкивает друг друга все дальше друг от друга при повышении температуры. Очевидно, что кольцо соседей должно становиться немного больше, поэтому дыра становится немного больше).

Тепловое расширение в двух измерениях

Для небольших изменений температуры изменение площади Δ A определяется как Δ A = 2αAΔ T , где Δ A — изменение площади A , Δ T — изменение температуры , а α — коэффициент линейного расширения, который незначительно меняется в зависимости от температуры.

Рис. 2. В общем, объекты расширяются во всех направлениях при повышении температуры. На этих чертежах исходные границы объектов показаны сплошными линиями, а расширенные границы — пунктирными линиями. (а) Площадь увеличивается из-за увеличения как длины, так и ширины. Увеличивается и площадь круглой пробки. (b) Если заглушку удалить, оставшееся отверстие становится больше с повышением температуры, как если бы расширяющаяся заглушка все еще оставалась на месте. (c) Объем также увеличивается, потому что все три измерения увеличиваются.

Тепловое расширение в трех измерениях

Изменение объема Δ V очень близко Δ V = 3 α V Δ T . Это уравнение обычно записывается как Δ V = βV Δ T , где β — коэффициент объемного расширения и β ≈ 3α. Обратите внимание, что значения β в таблице 1 почти точно равны 3α.

Обычно объекты расширяются с повышением температуры.Вода — самое важное исключение из этого правила. Вода расширяется с повышением температуры (ее плотность уменьшается на ), когда она находится при температуре выше 4ºC (40ºF). Однако он расширяется с при понижении температуры , когда она находится между + 4ºC и 0ºC (от 40ºF до 32ºF). Вода самая плотная при + 4ºC. (См. Рис. 3.) Возможно, самым поразительным эффектом этого явления является замерзание воды в пруду. Когда вода у поверхности охлаждается до 4ºC, она становится плотнее, чем оставшаяся вода, и поэтому опускается на дно.Этот «оборот» приводит к образованию более теплой воды у поверхности, которая затем охлаждается. В конце концов, пруд имеет постоянную температуру 4ºC. Если температура в поверхностном слое опускается ниже 4ºC, вода становится менее плотной, чем вода внизу, и, таким образом, остается наверху. В результате поверхность водоема может полностью промерзнуть. Лед поверх жидкой воды обеспечивает изолирующий слой от резких зимних температур наружного воздуха. Рыба и другие водные животные могут выжить в воде с температурой 4ºC подо льдом из-за этой необычной характеристики воды.Он также обеспечивает циркуляцию воды в пруду, что необходимо для здоровой экосистемы водоема.

Рис. 3. Плотность воды как функция температуры. Обратите внимание, что тепловое расширение на самом деле очень мало. Максимальная плотность при + 4ºC только на 0,0075% больше, чем плотность при 2ºC, и на 0,012% больше, чем при 0ºC.

Установление соединений: соединения в реальном мире — заполнение бака

Рис. 4. Поскольку при повышении температуры газ расширяется больше, чем бензобак, летом нельзя проехать столько миль на «пустом», как зимой.(Источник: Гектор Алехандро, Flickr)

Различия в тепловом расширении материалов могут привести к интересным эффектам на заправочной станции. Один из примеров — капание бензина из только что залитого бака в жаркий день. Бензин начинается при температуре земли под заправочной станцией, которая ниже температуры воздуха наверху. Бензин охлаждает стальной бак при его наполнении. Как бензин, так и стальной бак расширяются, когда они нагреваются до температуры воздуха, но бензин расширяется намного больше, чем сталь, и поэтому может переливаться через край.

Эта разница в расширении также может вызвать проблемы при интерпретации показаний манометра. Фактическое количество (масса) бензина, оставшегося в баке, когда манометр показывает «пустой», летом намного меньше, чем зимой. Бензин имеет тот же объем, что и зимой, когда горит лампочка «долейте топлива», но из-за того, что бензин расширился, масса меньше. Если вы привыкли зимой пробегать еще 40 миль «пусто», будьте осторожны — летом вы, вероятно, выбегаете намного быстрее.

Пример 2. Расчет теплового расширения: газ по сравнению с газовым баллоном

Предположим, ваш стальной бензобак объемом 60,0 л (15,9 галлона) заполнен бензином, поэтому температура и бака, и бензина составляет 15,0 ° C. Сколько бензина вылилось к тому времени, когда они нагрелись до 35,0ºC?

Стратегия

Бак и бензин увеличиваются в объеме, но бензин увеличивается больше, поэтому количество разлитого является разницей в их изменении объема. (Бензобак можно рассматривать как стальной.) Мы можем использовать уравнение для объемного расширения, чтобы рассчитать изменение объема бензина и бака.

Решение

1. Используйте уравнение для увеличения объема, чтобы рассчитать увеличение объема стального резервуара: Δ V _с = β _с V _с Δ T .
2. Увеличение объема бензина определяется следующим уравнением: Δ V _газ = β _газ V _газ Δ T .
3. Найдите разницу в объеме, чтобы определить количество разлитого в виде V _разлив = Δ V _газ — Δ V _s .

В качестве альтернативы мы можем объединить эти три уравнения в одно уравнение. (Обратите внимание, что исходные объемы равны.)

[латекс] \ begin {array} {lll} {V} _ {\ text {spill}} & = & \ left ({\ beta} _ {\ text {gas}} — {\ beta} _ {\ text {s}} \ right) V \ Delta T \\ & = & \ left [\ left (\ text {950} — \ text {35} \ right) \ times {\ text {10}} ^ {- 6} / ^ {\ circ} \ text {C} \ right] \ left (\ text {60} \ text {.{\ circ} \ text {C} \ right) \\ & = & 1 \ text {.} \ text {10} \ text {L} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Эта сумма значительна, особенно для резервуара объемом 60,0 л. Эффект такой поразительный, потому что бензин и сталь быстро расширяются. Скорость изменения тепловых свойств обсуждается в главе «Тепло и методы теплопередачи».

Если вы попытаетесь плотно закрыть резервуар, чтобы предотвратить переполнение, вы обнаружите, что он все равно протекает либо вокруг крышки, либо в результате разрушения резервуара.Сильное сжатие расширяющегося газа эквивалентно его сжатию, и как жидкости, так и твердые тела сопротивляются сжатию с чрезвычайно большими силами. Чтобы избежать разрыва жестких контейнеров, в этих контейнерах есть воздушные зазоры, которые позволяют им расширяться и сжиматься, не нагружая их.

Термическое напряжение

Тепловое напряжение создается за счет теплового расширения или сжатия (см. «Эластичность: напряжение и деформация» для обсуждения напряжения и деформации). Термическое напряжение может быть разрушительным, например, когда бензин разрывает бак при расширении.Это также может быть полезно, например, когда две части соединяются вместе путем нагревания одной при производстве, затем надевания ее на другую и охлаждения комбинации. Термический стресс может объяснить многие явления, такие как выветривание скал и тротуаров из-за расширения льда при замерзании.

Пример 3. Расчет термического напряжения: давление газа

Какое давление будет создано в бензобаке, рассмотренном в примере 2, если температура бензина повысится с 15?От 0 ° C до 35,0 ° C без возможности расширения? Предположим, что модуль объемной упругости B для бензина составляет 1,00 × 10 ⁹ Н / м ² .

Стратегия

Чтобы решить эту проблему, мы должны использовать следующее уравнение, которое связывает изменение объема Δ V с давлением:

[латекс] \ Delta {V} = \ frac {1} {B} \ frac {F} {A} V_0 \\ [/ latex]

, где [латекс] \ frac {F} {A} \\ [/ latex] — давление, V ₀ — исходный объем, а B — модуль объемной упругости рассматриваемого материала.Мы будем использовать количество, пролитое в Примере 2, как изменение объема Δ V .

Решение

1. Измените уравнение для расчета давления: [латекс] P = \ frac {F} {A} = \ frac {\ Delta {V}} {V_0} B \\ [/ latex].
2. Вставьте известные значения. Модуль объемной упругости для бензина составляет B = 1,00 × 10 ⁹ Н / м ² . В предыдущем примере изменение объема Δ V = 1,10 л — это количество, которое может разлиться. Здесь V ₀ = 60.7 \ text {Pa} \\ [/ latex].

Обсуждение

Это давление составляет около 2500 фунтов / дюйм ² , намного больше, чем может выдержать бензобак.

Силы и давления, создаваемые термическим напряжением, обычно такие же большие, как в приведенном выше примере. Железнодорожные пути и дороги могут деформироваться в жаркие дни, если у них нет достаточных компенсационных швов. (См. Рис. 5.) Линии электропередач провисают больше летом, чем зимой, и в холодную погоду они лопнут, если провисание будет недостаточным.В оштукатуренных стенах открываются и закрываются трещины по мере того, как дом нагревается и остывает. Стеклянные сковороды треснут при быстром или неравномерном охлаждении из-за различного сжатия и создаваемых им напряжений. (Pyrex® менее чувствителен из-за своего небольшого коэффициента теплового расширения.) Сосуды под давлением ядерных реакторов находятся под угрозой из-за чрезмерно быстрого охлаждения, и, хотя ни один из них не вышел из строя, некоторые из них охлаждались быстрее, чем считалось желательным. Биологические клетки разрываются при замораживании продуктов, что ухудшает их вкус.Повторные оттаивания и замораживания усугубляют ущерб. Даже океаны могут быть затронуты. Значительная часть повышения уровня моря в результате глобального потепления происходит из-за теплового расширения морской воды.

Рис. 5. Термическое напряжение способствует образованию выбоин. (кредит: Editor5807, Wikimedia Commons)

Металл регулярно используется в человеческом теле для имплантатов бедра и колена. Большинство имплантатов со временем необходимо заменять, потому что, помимо прочего, металл не сцепляется с костью.Исследователи пытаются найти более качественные металлические покрытия, которые позволили бы соединить металл с костью. Одна из проблем — найти покрытие с коэффициентом расширения, аналогичным коэффициенту расширения металла. Если коэффициенты расширения слишком разные, термические напряжения во время производственного процесса приводят к трещинам на границе раздела покрытие-металл.

Еще один пример термического стресса — во рту. Зубные пломбы могут расширяться иначе, чем зубная эмаль. Может вызывать боль при поедании мороженого или горячем напитке.В наполнении могут образоваться трещины. Металлические пломбы (золото, серебро и др.) Заменяются композитными пломбами (фарфором), которые имеют меньший коэффициент расширения и ближе к зубам.

Проверьте свое понимание

Два блока, A и B, сделаны из одного материала. Блок A имеет размеры l × w × h = L × 2 L × L и блок B имеет размеры 2 L × 2 L × 2 L .Если температура изменится, что будет

1. изменение объема двух блоков,
2. изменение площади поперечного сечения l × w и
3. изменение высоты h двух блоков?

Рисунок 6.

Решение

1. Изменение громкости пропорционально исходной громкости. Блок A имеет объем л × 2 л × л = 2 л ³ . Блок B имеет объем 2 л × 2 л × 2 L = 8 л ³ , , что в 4 раза больше, чем у блока A. Таким образом, изменение объема блока B должно быть в 4 раза больше, чем в блоке A.
2. Изменение площади пропорционально площади. Площадь поперечного сечения блока A составляет L × 2 L = 2 L ² , , а у блока B 2 L × 2 L = 4 L ² .Поскольку площадь поперечного сечения блока B вдвое больше, чем у блока A, изменение площади поперечного сечения блока B вдвое больше, чем у блока A.
3. Изменение высоты пропорционально исходной высоте. Поскольку исходная высота блока B вдвое больше, чем у A, изменение высоты блока B вдвое больше, чем у блока A.

Сводка раздела

• Термическое расширение — это увеличение или уменьшение размера (длины, площади или объема) тела из-за изменения температуры.
• Тепловое расширение велико для газов и относительно мало, но им нельзя пренебречь, для жидкостей и твердых тел.
• Линейное тепловое расширение составляет Δ L = α L Δ T , где Δ L — изменение длины L , Δ T — изменение температуры, а α — коэффициент линейного расширение, которое незначительно меняется в зависимости от температуры.
• Изменение площади из-за теплового расширения составляет Δ A = 2α A Δ T , где Δ A — это изменение площади.
• Изменение объема из-за теплового расширения составляет Δ V = βV Δ T , где β — коэффициент объемного расширения, а β ≈ 3α. Тепловое напряжение создается, когда ограничивается тепловое расширение.

Концептуальные вопросы

1. Термические нагрузки, вызванные неравномерным охлаждением, могут легко разбить стеклянную посуду. Объясните, почему Pyrex®, стекло с небольшим коэффициентом линейного расширения, менее восприимчиво.
2. Вода значительно расширяется при замерзании: происходит увеличение объема примерно на 9%. В результате этого расширения и из-за образования и роста кристаллов при замерзании воды от 10% до 30% биологических клеток разрываются при замораживании материала животного или растительного происхождения. Обсудите последствия этого повреждения клеток для перспективы сохранения человеческих тел путем замораживания, чтобы их можно было разморозить в будущем, когда есть надежда, что все болезни излечимы.
3. Один из методов обеспечения плотной посадки, например металлического штифта в отверстии в металлическом блоке, заключается в изготовлении штифта немного большего размера, чем отверстие.Затем вставляется колышек, когда температура отличается от температуры блока. Должен ли блок быть горячее или холоднее стержня во время вставки? Поясните свой ответ.
4. Действительно ли помогает пролить горячую воду на плотную металлическую крышку стеклянной банки, прежде чем пытаться ее открыть? Поясните свой ответ.
5. Жидкости и твердые тела расширяются с повышением температуры, потому что кинетическая энергия атомов и молекул тела увеличивается. Объясните, почему некоторые материалы сжимаются при повышении температуры.

Задачи и упражнения

1. Высота монумента Вашингтона составляет 170 м в день при температуре 35 ° C.0ºC. Какой будет его высота в день, когда температура опустится до –10,0ºC? Хотя памятник сделан из известняка, предположим, что его коэффициент теплового расширения такой же, как у мрамора.
2. Насколько выше Эйфелева башня становится в конце дня, когда температура повышается на 15ºC? Его первоначальная высота составляет 321 м, и можно предположить, что он сделан из стали.
3. Как изменится длина столба ртути длиной 3,00 см, если его температура изменится с 37?От 0 ° C до 40,0 ° C, если ртуть не ограничена?
4. Насколько большой следует оставлять компенсационный зазор между стальными железнодорожными рельсами, если они могут достигать максимальной температуры на 35,0 ° C выше, чем при укладке? Их первоначальная длина — 10,0 м.
5. Вы хотите приобрести небольшой участок земли в Гонконге. Цена «всего» 60 000 долларов за квадратный метр! В праве собственности указано, что его размеры составляют 20 м × 30 м. Насколько изменилась бы общая цена, если бы вы измерили посылку стальной рулеткой в ​​день, когда температура была на 20ºC выше нормы?
6. Глобальное потепление вызовет повышение уровня моря отчасти из-за таяния ледяных шапок, но также из-за расширения воды по мере повышения средней температуры океана.Чтобы получить некоторое представление о величине этого эффекта, рассчитайте изменение длины водяного столба высотой 1,00 км при повышении температуры на 1,00 ° C. Обратите внимание, что этот расчет является приблизительным, потому что потепление океана не равномерно по глубине.
7. Покажите, что 60,0 л бензина при первоначальной температуре 15,0 ° C расширится до 61,1 л при нагревании до 35,0 ° C, как заявлено в Примере 2.
8. (a) Предположим, что стержень из стали и стержень из инвара (сплав железа и никеля) имеют одинаковую длину при 0 ° C.Какова их разница в длине при 22,0ºC? (b) Повторите расчет для двух геодезических лент длиной 30,0 м.
9. (a) Если стеклянный стакан емкостью 500 мл заполнить до краев этиловым спиртом при температуре 5,00 ° C, сколько его объема выльется, когда его температура достигнет 22,0 ° C? б) Насколько меньше воды могло бы перелиться через край при тех же условиях?
10. В большинстве автомобилей есть резервуар для охлаждающей жидкости для сбора жидкости радиатора, которая может вылиться из-под горячего двигателя. Радиатор сделан из меди и залит на 16.Емкость 0 л при температуре 10,0 ° C. Какой объем радиаторной жидкости переполнится, когда радиатор и жидкость достигнут своей рабочей температуры 95,0ºC, учитывая, что объемный коэффициент расширения жидкости составляет β = 400 × 10 ^–6 / ºC? Обратите внимание, что этот коэффициент является приблизительным, потому что большинство автомобильных радиаторов имеют рабочие температуры выше 95,0 ° C.
11. Физик делает чашку растворимого кофе и замечает, что по мере охлаждения кофе его уровень в стеклянной чашке падает на 3,00 мм.Покажите, что это уменьшение не может быть связано с термическим сжатием, рассчитав снижение уровня, если 350 см3 кофе находится в чашке диаметром 7,00 см, а температура снижается с 95,0 ° C до 45,0 ° C. (Большая часть падения уровня происходит из-за выхода пузырьков воздуха.)
12. (a) Плотность воды при 0ºC составляет почти 1000 кг / м3 (на самом деле это 999,84 кг / м ³ ), тогда как плотность льда при 0ºC составляет 917 кг / м ³ . Рассчитайте давление, необходимое для предотвращения расширения льда при замерзании, пренебрегая влиянием такого большого давления на температуру замерзания.(Эта проблема дает вам лишь представление о том, насколько велики могут быть силы, связанные с замораживанием воды.) (Б) Каковы последствия этого результата для замороженных биологических клеток?
13. Покажите, что β ≈ 3α, вычислив изменение объема Δ V куба со сторонами длиной L .

Глоссарий

тепловое расширение: изменение размера или объема объекта при изменении температуры

коэффициент линейного расширения: α, изменение длины на единицу длины при изменении температуры на 1 ° C; константа, используемая при расчете линейного расширения; коэффициент линейного расширения зависит от материала и в некоторой степени от температуры материала

коэффициент объемного расширения: β , изменение объема на единицу объема при изменении температуры на 1 ° C

термическое напряжение: напряжение, вызванное тепловым расширением или сжатием

Избранные ответы на задачи и упражнения

1.{\ circ} \ text {C} \ right) \ right] \\ & = & \ text {61} \ text {.} 1 \ text {L} \ end {array} \\ [/ latex]

9. (а) 9,35 мл; (б) 7,56 мл

11. 0,832 мм

13. Мы знаем, как длина изменяется в зависимости от температуры: Δ L = α L ₀ Δ T . Также мы знаем, что объем куба связан с его длиной соотношением V = L ³ , поэтому окончательный объем будет V = V ₀ + Δ V = ( L ₀ + Δ L ) ³ .Подстановка Δ L дает V = ( L ₀ + α L ₀ Δ T ) ³ = L ₀ ^{3Δ T + 1 ) 3 .}

Теперь, поскольку αΔ T мало, мы можем использовать биномиальное разложение: V ≈ L ₀ ³ (1 + 3αΔ T ) = L ₀ ³ + 3α L ₀ ³ Δ T .

Таким образом, запись длины в единицах объемов дает V = V ₀ + Δ V ≈ V ₀ + 3α V ₀ Δ T и, следовательно, Δ V = βV ₀ Δ T ≈ 3α V ₀ Δ T , или β ≈ 3α.

Какие радиаторы лучше | Отопление

Когда дело касается тепла в доме, слово «радиатор» буквально скатывается с языка: «беда радиатор очень холодный».Это и понятно, ведь в нашем обычном радиаторе центрального отопления основным элементом, несущим тепло, является радиатор. Количество тепла, которое становится плоским, зависит от количества установленных в нем секций излучения, температуры циркулирующего хладагента и скорости циркуляции, состояния радиатора и материала, из которого он изготовлен. И если мы не можем повлиять на работу котла и мощность насоса, остальные параметры в какой-то степени зависят от нас. Например, если в квартире постоянно прохладно, можно увеличить количество секций радиатора — и, конечно, это заметно изменит тепловой баланс в нашу пользу.Для ознакомления сообщается, что одна секция стандартной батареи имеет тепловую мощность около 200 Вт — и этого достаточно, чтобы обогреть два квадратных метра. Проще говоря, поделив площадь комнаты на 2, вы получите примерное количество секций. Если комната угловая или смотрит на север, если вы очень любите тепло или холод просто дом — необходимо добавить секции.

Как мы уже отмечали, количество тепла, отдаваемого водяными радиаторами отопления, в большой степени зависит от конструкции и материалов, из которых они изготовлены.Они бывают чугунные, стальные, алюминиевые, биметаллические.

Главное достоинство радиаторов iron — долговечность, хороший отвод тепла, практически не подвержены коррозии, выдерживают высокое давление в системе. Их минус — сложно настроить радиаторные термостаты без соответствующей регулировки температуры воды в бойлере.

Стальные радиаторы отличаются хорошей теплоотдачей, низким содержанием воды, небольшой тепловой инерцией.Их главный недостаток — не переносят слив теплоносителя, не любят открывать системы отопления, неустойчивы к диффузии атмосферного кислорода. Сталь в большей степени, чем чугун или алюминий, подвержена коррозии, поэтому радиаторы этого типа больше подходят для закрытых систем отопления — в коттеджах, малоэтажных домах.

Алюминиевые радиаторы имеют малый вес, обладают высокой теплопроводностью и теплоотдачей, благодаря чему быстро и равномерно прогревается помещение.Кроме того, такие же размеры, как у чугунных и стальных аналогов, они имеют более высокий коэффициент излучения. Современный вид алюминиевых радиаторов — анодированный. Так что пока радиаторам присущи прочность биметаллической коррозионной стойкости чугуна и тепловые характеристики алюминия. Они производятся по технологии анодного окисления алюминия высокой чистоты. Их преимущество — богатая цветовая палитра, обеспечиваемая методом цветного анодирования.

Биметаллические радиаторы обладают преимуществами двух металлов: тепла алюминия и прочности стали.Поэтому обладают лучшими по сравнению с алюминиевыми радиаторами прочностными характеристиками. Они отличаются малым весом, малой тепловой инерционностью, что обеспечивает быстрый обогрев помещения.

Какие радиаторы лучше?

Теперь, когда у нас есть немного, чтобы понять особенности этих металлов, взглянем на вопрос с эстетической стороны. Радиаторы, как и многие технические устройства, говоря языком профессионалов, могут выполнять функцию формирующих элементов интерьера.Другими словами, стать полноценным элементом дизайна не является неизбежной необходимостью. Новые технологии и современные материалы привели к развитию строительных идей и открыли много новых возможностей в архитектуре и дизайне жилья. Арки, эркеры, окна, полностью застекленные внешние стены делают дом светлее, красивее и необычнее по сравнению с типичными советскими постройками. Однако полет мысли архитектора должен подкрепляться идеей инженеров и дизайнеров.Вот почему появляется все больше и больше новых дизайнов аккумуляторов. У них нет ничего лучше, чем зубы на тошнотворном «гармошке», грубый тяжелый чугун, черная стальная труба с массой тройников, гильзы и т. Д. Новые модели стоят там, где вы им говорите, а не там, где это единственно возможно. Их различные параметры и глубина позволяют им занять место в любых, даже самых изысканных нишах и на любой поверхности вашего дома. Они обеспечивают тепловой комфорт, удобный и привлекательный дизайн. Конструктивно различают секционные, панельные, трубчатые и модельные.

Секционные радиаторы , если они чугунные, в современных интерьерах выглядят тяжеловато, но при этом солидные размеры не оставляют сомнений в том, что в доме всегда будет тепло и уютно. Им, казалось бы, труднее всего найти «художественный подход», но здесь дизайнеры нашли выход: путем художественного литья создали секционные радиаторы «под старину», по бокам изображающие завитушки, на торцевой части разместили позолоченную ручку-термостат. .Как и положено старым радиаторам, радиаторы вроде установлены в капельных нишах. Такие «раритеты» хорошо смотрелись в классическом стиле интерьера. На рынке остаются и чугунные радиаторы в современном стиле. Также их можно установить в капельных нишах, некоторые удачно вписываются в интерьеры ванных комнат и подсобных помещений.

панельные радиаторы большая часть стальные. Они наиболее популярны на Западе из-за своей легкости и элегантности.Разные типы и размеры позволяют размещать их не только на подоконнике алькова, но и в другом месте жилого и нежилого помещения. Например, высокие панельные радиаторы отопления можно использовать как фальшколонн, если разместить их по обе стороны от оконного проема. Их часто устанавливают в помещениях с панорамными окнами, где требуется больше мощности обогрева. Высокий радиатор удачно «впишется» и в интерьер прихожей: на его лицевую поверхность можно крепить зеркала, небольшие крючки и полочки, которые быстро сушат влажную под дождем или снегом одежду и обувь.Низкие и удлиненные панельные радиаторы устанавливаются друг за другом вдоль стены или по периметру отапливаемого помещения. Эти варианты размещения не только эстетичны, но и эффективны с точки зрения теплофизики здания. Панельные радиаторы имеют стандартную ребристую или гладкую глянцевую поверхность белого цвета, но при необходимости окрашиваются в другой цвет. Эффектно смотрятся обогреватели с художественной росписью, например, разработанной мастерами Жостово или Гжель.

Трубчатые радиаторы состоят из нескольких рядов вертикальных трубок круглого сечения, приваренных к горизонтальным коллекторам.Трубчатые радиаторы устанавливаются за окном, а также вплотную к плоской, овальной или произвольно изогнутой стене. Как панельные устройства они могут иметь разные размеры, и в большинстве случаев длина не ограничена. Богатство цветовой палитры для создания гармоничного интерьера. Небольшой внутренний объем и низкая тепловая инерция трубчатых радиаторов делают их практически идеальными с точки зрения теплотехники.