Для обогрева помещения важно то, с какой скоростью в помещение подается тепло. Так как в традиционных системах водяного отопления за передачу тепла отвечают радиаторы, то от того, насколько эффективно они справляются с поставленной задачей и зависит климат в помещениях. Эффективность передачи тепла характеризуется таким параметром, как теплоотдача или тепловая мощность. В случае с радиатором она показывает, какое количество тепла в час данное устройство может передать воздуху при определенных условиях. Под условиями понимают заданную температуру теплоносителя, скорость его движения и определенный тип подключения. На заводах теплоотдача отопительных приборов определяется в процессе испытания на стендах, потом она усредняется и заносится в паспорт изделия.

Насколько отопительный прибор будет эффективно отдавать тепло, зависит от многих факторов. Это и материал, из которого он сделан, и его форма, и то, как движется внутри теплоноситель и какова поверхность теплоотдачи. Немного подробнее обо всех этих факторах расскажем ниже.

Как зависит теплоотдача от материала

Радиаторы отопления делают из металлов неслучайно. Они имеют лучшее сочетание характеристик, главная из которых - коэффициент теплопередачи. В таблице приведены данные для некоторых металлов.

Как видим, для изготовления радиаторов используют далеко не самые лучшие по теплопроводности металлы, но радиатор из серебра, это слишком… Редко используют и медь, и все по той же причине: это очень дорого. Некоторые умельцы делают самодельные радиаторы из медных труб. В этом случае денег требуется меньше, но эксплуатация таких отопительных приборов проблематична: медь довольно капризный материал и работает не со всякой средой, она очень пластична и легко повреждается, химически активна и вступает в реакции окисления. Так что тут еще большое внимание придется уделить водоподготовке и защите от механических воздействий.

А вот следующий металл - алюминий, используется уже довольно широко. Хоть теплоотдача алюминия практически в два раза ниже, чем меди, но, по сравнению с другими металлами, она достаточно высока. Алюминий легкий, быстро нагревается и эффективно передает тепло. Но и он далеко не идеален: химически активен, потому использоваться с незамерзающими жидкостями не может. К тому же он конфликтует с другими металлами в системе: начинается коррозия, что приводит к быстрому разрушению металлов. И хотя теплоотдача алюминия самая высокая - 170-210 ват/секцию, устанавливаться они могут не в любой системе.

Данные по тепловой мощности всех радиаторов приведены усредненные. Причем для высокотемпературного режима работы (90 o C на подаче, 70 o C на обратке, для поддержания помещении 20 o C). Также имеются в виду радиаторы с осевым расстоянием 50 см. Теплоотдача при других размерах и условиях будет другой.

Для обитателей квартир многоэтажных домов есть еще один вариант, но от вас тут почти ничего не зависит: теплоотдача у вас может снизиться из-за переделки системы отопления у соседей сверху. В домах старой постройки разводка отопления практически повсеместно однотрубная с верхней подачей. И если в вашей квартире стояк вверху стал еле теплым, кто-то над вами этому поспособствовал. В этом случае вам имеет смысл обратиться в управляющую компанию - они проверят состояние стояка и выяснят причину понижения теплоотдачи.

Итоги

Теплоотдача радиаторов зависит от материала, из которого он изготовлен, формы секции или панели, от наличия и количества дополнительных ребер, улучшающих конвекцию. Большое значение имеют способ подключения и установки.

Когда при работающих батареях центрального отопления в помещении холодно, многие включают дополнительные обогревательные приборы, но редко кто задумывается над тем, как повысить теплоотдачу радиаторов центрального отопления . Если включение обогревателей – временная и весьма дорогая мера, то повышение КПД батарей – долгосрочное решение проблемы холодного помещения, которое зачастую не требует вложения дополнительных финансов. В данной статье будут приведены простые и сложные способы эффективного увеличения теплоотдачи батарей.

Что влияет на КПД радиаторов центрального отопления?

1. Температура теплоносителя в системе;
2. Скорость движения теплоносителя;
3. Тип подключения к системе отопления;
4. Материал, из которого изготовлен радиатор;
5. Площадь теплоотдачи и количество секций радиатора .

Немаловажную роль играют и другие факторы, появляющиеся в процессе эксплуатации радиаторов. Так, например, теплоотдача батарей снизится, если:

• Нанести много слоев краски;
• Не вытирать пыль;
• Периодически не спускать воздух из радиаторов;
• Внутренняя полость, фильтры и патрубки засорены;
• Радиатор закрыт декоративным экраном, шторами, мебелью и др.

В целом нарушенная конвекция воздуха (последний пункт) – одно из главных условий плохой теплоотдачи радиаторов центрального отопления. На устранение этой проблемы сначала и нужно направить все силы.

Простые способы повышения теплоотдачи радиаторов

. Батареи передают тепло воздуху, который, нагреваясь, поднимается вверх, а затем, охлаждаясь, опускается вниз. Так происходит циркуляция воздуха, и в помещении становится тепло настолько, насколько это позволяет теплоотдача батареи и скорость воздушного потока. Поэтому для того, чтобы повысить температуру внутри помещения, прежде всего, нужно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха. Для этого следует по максимуму освободить пространство вокруг батареи: убрать защитный экран, поднять шторы, отодвинуть мебель и так далее.

Ускоряем циркуляцию воздуха с помощью вентилятора . Чем быстрее движется воздух, тем больше тепловой энергии он может забрать от батареи. В самые холодные дни можно включать вентилятор, направляя его в центр батареи для захвата как можно большей площади. Для обеспечения автономности подобной системы и обеспечения бесшумности ее работы, можно разместить компьютерные вентиляторы. Они тихие, маломощные, а также при размещении непосредственно под батареей не нарушают естественное направление движения воздуха в помещении. Вентиляторы позволят поднять температуру в помещении на 3-10 градусов, а их небольшой расход дает возможность без существенно ущерба для своего кошелька обдувать батарею круглую зиму. Посчитайте сами: мощность обычных вентиляторов – около 40 Ватт, компьютерных – не более 5. Итого расход: 40 * 24 (часа) * 30 (дней) = 29 Киловатт = около 95 рублей в месяц. В случае компьютерных еще меньше – около 23 руб./мес. при подключении сразу 2-х.

Устанавливаем теплоотражающий экран . Тепло от батареи исходит во всех направлениях, и для того, чтобы не отапливать стены, но направить тепловую энергию в помещение, нужно установить теплоотражающий экран за батарею. Для этих целей можно использовать фольгоизолон (вспененная основа с фольгой на одной стороне), приклеив его к очищенной стене за батареей любым подходящим средством (плиточный клей, универсальный клей 88, силикон и др.). В идеале площадь теплоотражающего экрана должна быть больше площади батареи.

Если батарея вверху холодная нужно спустить воздух. Для этого нужно открутить обычный или кран «Маевского» вверху батареи.

Не будет лишним держать под клапаном емкость или полотенце, потому что, как только выйдет воздух, тонкой струйкой польется вода. Как только это произойдет, клапан можно закрыть. Процедуру следует повторить для каждой батареи в доме.

Сложные способы повышения теплоотдачи радиаторов

Если предыдущие способы не помогли, или их применение доставляет существенный дискомфорт, можно решить проблему одним из кардинальных способов:

• Сменить радиаторы отопления (ниже будет дана таблица теплопроводности и тепловой мощности радиаторов);
• Увеличить количество секций батареи (больше площади батареи – теплее в помещении);
• Очистить внутреннюю полость радиатора от загрязнений, коррозии, накипи;
• Сменить тип подключения (оптимальный – прямой диагональный или прямой односторонний);

Проводить все эти работы требуется при выключенной системе отопления, что в большинстве случаев затруднительно в отопительный период. Однако ситуация существенно облегчится, если на входе и выходе установлена запорная арматура, позволяющая отключить от сети теплоснабжения каждый радиатор по отдельности.

Таблица № 1: Коэффициент теплопроводности металлов

Таблица №2: Тепловая мощность радиаторов

Оптимальный вариант – биметаллические радиаторы , которые не требовательны к качеству воды в системе теплоснабжения и при этом обладают высокой тепловой мощностью. Этого удалось достичь за счет комбинации стали (внутри) и алюминия (снаружи), а также благодаря современным технологиям, позволившим добиться большой площади теплоотдачи, при относительной негабаритности секций.

Грамотно используя ресурсы центрального отопления, можно навсегда избавить себя от необходимости подключения дополнительных обогревательных приборов. И, зная способы повышения теплоотдачи батарей, можно регулировать температуру в помещении на свое усмотрение.

Предназначение радиаторов отопления — передавать тепло со своей поверхности, нагретой изнутри горячим теплоносителем. Будет просто не по-хозяйски транжирить оплаченные килокалории на обогрев холодной стены, размещенной позади батареи, или установить декоративный экран-кожух, не пропускающий теплый воздух от радиатора.

Теплоизоляция батарей отопления предусматривает:

• экранирование стены для сохранения тепла, передаваемого путем излучения с поверхности радиатора,
• надежную защиту от возможных ожогов и ушибов об горячую поверхность радиатора, но не препятствующую движению тепловых конвективных потоков для обогрева жилища.

Тепловой экран на стене позади радиатора отопления

Горячая батарея часть тепла со своей поверхности передает тепловым излучением, которое направлено во все стороны. Естественно, что немалая его доля «перепадает» внутренней холодной стене, что является прямыми тепловыми потерями. Если батарея размещена в нише, то более тонкая стена способствует нарастанию тепловых потерь, особенно в морозную погоду. Радиатор будет обогревать улицу, но никак не жилище. Утечка тепла доходит до 20%.

Во избежание такой ситуации целесообразно разместить между радиатором отопления и стеной теплоизоляционный материал с отражающей поверхностью, который обеспечит:

• теплоизоляцию стены для предотвращения теплопередачи за счет разницы температур на улице и в жилище;
• отражение излучаемого радиатором тепла вовнутрь помещения.

В настоящее время производится множество модификаций фольгированных теплоизоляционных экранов. Все они представляют комбинацию материала с хорошими теплоизоляционными свойствами, например, пенопласта или вспененного полиэтилена, и фольги, как средства экранирования лучистой энергии. Фольга способна отразить до 90% тепла в излучаемом диапазоне, дальнейшую утечку тепла не допускает теплоизоляция.

Пенопласт с фольгой выпускается небольшими по длине рулонами, толщина слоя 3 мм. Наиболее распространенным отражающим теплоизолятором является выпускаемый длинными рулонами вспененный полиэтилен толщиной слоя 4 мм. Его теплоизолирующие свойства позволяют заменять слой минеральной ваты толщиной до 100 мм.

Расстояние между ребром секции радиатора и плоскостью внутренней стены должно быть не менее 4 мм. При меньшем расстоянии затруднена циркуляция воздуха около батареи, от чего нарушается конвективный теплообмен, соответственно, уменьшается эффективность отопления. Материал теплоизолирующим слоем прикрепляется к стене. В некоторых случаях расположение батареи не допускает установки теплоизолятора, тогда достаточно на внутренней стене попытаться прикрепить хотя бы алюминиевую фольгу. Ее блестящая поверхность прекрасно справится с задачей отражения падающего теплового излучения. Для кирпичной стены стандартной толщины 51 см лист фольги снизит потери тепла до 35%.

Экраны на батарею отопления

Как это не странно звучит для большинства нынешних потребителей центрального отопления, но первоначально чугунные радиаторы закрывались декоративными кожухами с целью защиты (в основном, детей и престарелых) от ушибов и ожогов об нагретую до высокой температуры поверхность отопительных секций радиатора. Тепла хватало всем, центральное отопление справлялось с обогревом немногочисленных квартир, оснащенных отопительными приборами. При этом неправильно выполненные глухие защитные короба — экраны не пропускали львиную долю тепла от горячего радиатора. Но многолетняя практика научила, как при помощи экранов даже интенсифицировать конвективные воздушные потоки для обогрева жилища.

Чтобы экран не препятствовал распространению через его поверхность лучистой энергии от радиатора, рекомендуется закрывать не более 50% площади лицевого рисунка экрана или кожуха. Это достигается перфорацией либо узорчатым декоративным рисунком. Лучший теплообмен для помещения обеспечат металлические экраны, конструкция которых настолько проста, что не требует профессиональных навыков для монтажа. Их либо навешивают на батарею, либо крепят к стене простейшими способами.

Специалистами разработаны рекомендации по наиболее благоприятному размещению радиаторов отопления и экранов для них. Согласно выработанным правилам, оптимальная высота от нижней кромки секции радиатора до пола составляет 10 см. Поэтому и экран не следует устанавливать вплотную к полу, а также приподнять над полом на эту же высоту 10 см, чтобы не препятствовать движению кверху нагретого воздуха.

Это важно! В случае размещения радиатора под окном рекомендуется проделать в подоконнике отверстия для интенсификации воздушного потока.

Эффективность использования экранов в зависимости от расположения батареи и экрана представлена на рисунке.

Нагреватели передают тепло в помещение, которое попадает в них из воды (теплоносителя), циркулирующей в системе отопления. Теплопроизводительность зависит в первую очередь от того, как передают тепло стальные радиаторы отопления , за счет конвекции или излучения, одна из которых всегда превалирует в определенных типах радиаторов. Вспомним уроки физики в школе, на которых обсуждались способы распространения (транспортировки) тепла:

Как радиаторы передают тепло?

• Нагреватели передают тепло за счет своей теплопроводности, как следствие прямого воздействия частиц тела. Нам приходится иметь дело с ситуацией, когда мы нагреваем металлическую пластину с одной стороны, но как быстро это произойдет, с другой стороны, зависит от свойств известной теплопроводности материала, из которого в нашем случае сделан радиатор;
• Нагреватели передают тепло излучением, когда колебания молекул нагретого объекта испускают электромагнитное излучение (в случае комнатных температур это будет инфракрасное излучение), которое, в свою очередь, поглощается другим телом, в результате чего происходит его нагрев;
• Нагреватели передачи тепла за счет конвекции, когда масса нагретого газа или жидкости перемещается (движется) из-за разницы в плотности (горячий воздух поднимается вверх, как и горячая вода в резервуаре).

Суммируем, для обогрева помещения явление теплопроводности имеет большое значение, как и при проектировании радиаторов. Отопление помещений происходит за счет излучения и конвекции. Излучение вносит решающий вклад (около 70%) для нагрева поверхностей (пол или стены), которое по праву считается большим преимуществом для систем теплого пола и стен.

Количество передаваемого тепла конвекцией и излучением зависит от конструкции радиатора, что оказывает влияние на ощущения людей при пребывании в отапливаемом помещении. В тоже время просто нагрева воздуха многим недостаточно, чтобы не замерзнуть. Только настоящее чувство тепла предлагает лучистое излучение нагретых объектов в наших помещениях (многие до сих пор помнят тепло изразцовой печи, камина). Некоторые люди более чувствительны к такому теплу. Сейчас нет ничего удивительного в том, что в оснащенных современными системами отопления домах все более популярными становятся печи и камины.

В многоквартирных жилых домах поддержание нормативной температуры воздуха в помещениях обеспечивается системой центрального отопления. Основным видом отопительных приборов центральной сети являются радиаторы, выполненные из различных материалов. Ответу на вопрос – как обогревается комната радиатором центрального отопления – посвящена данная публикация.

По материалам изготовления радиаторы водяного отопления делят на 4 основных группы:

1. Алюминиевые;
2. Биметаллические;
3. Чугунные;
4. Стальные (панельные и трубчатые).

У каждого из материалов изготовления радиаторов имеются свои, особые теплофизические характеристики. Для систем отопления главными являются показатели теплопроводности и прочности. Величина теплопроводности оказывает прямое влияние на теплоотдачу прибор – чем она больше, тем качественней передается тепло от горячей воды воздуху отапливаемого помещения. Прочность изделия необходима для обеспечения работы батареи под высоким давлением и температурой теплоносителя.

Наилучшими показателями по эффективности передачи тепла обладают алюминиевые и биметаллические батареи, чугунные и стальные изделия уступают им по этому показателю почти в 2 раза.

Каждый из материалов батарей имеет свои требования к составу теплоносителя. Устройства из стали и со стальными каркасами (биметаллические) подвержены коррозии при большом содержании кислорода, алюминий чувствителен к величине водородного показателя. Только чугун отличается малым коррозионным износом и нейтрален к химическому составу воды.

Принцип работы радиатора заключается в использовании конвективного движения воздуха. По законам физики теплый воздух всегда поднимается вверх из-за меньшей плотности (и соответственно веса). Теплоноситель с высокой температурой движется во внутреннем полом пространстве батареи и нагревает стенку устройства из металла. Металл передает тепло воздуху помещения.

Холодный воздух сосредоточен в нижней части помещения, он поступает в наружную конструкцию радиатора, нагревается и поднимается вверх. Его место занимает новая порция холодного воздуха. Такое движение реализуется на постоянной основе (при условии нагрева радиатора теплоносителем).

Для оптимизации движения воздуха через конструкцию батареи поверхности изделий оснащаются пластинами оребрения. Они увеличивают площадь теплообмена и корректируют направление движения воздуха. Кроме того, для реализации конвективного движения воздуха необходимо, чтобы между радиатором и ограждающими конструкциями имелись зазоры. Нормативная величина их имеет следующие значения:

1. Расстояние от пола – от 60 до 100 мм;
2. Расстояние от стены до задней плоскости устройства – не менее 20 мм;
3. Зазор от верхнего среза батареи до подоконника – не менее 50 мм.

Кроме конвективной теплоотдачи радиаторы передают тепло с помощью лучистого теплообмена (теплового излучения). Тепло при этом передается непосредственно окружающим предметам.

Тепловая мощность радиаторов корректируется с помощью различных видов арматуры – шаровых кранов, ручных и терморегулирующих вентилей. Кроме того, теплоноситель поступает в сеть с определенной температурой, которая меняется теплоснабжающими организациями в зависимости от температуры окружающего воздуха.

Радиаторы являются основным видом отопительных приборов в центральных системах отопления многоэтажных домов. Они отличаются простотой устройства и эксплуатации, обладают высокой прочностью и эффективностью. Еще один важный фактор – батареи всегда дешевле вторых по популярности водяных приборов отопления – конвекторов.