Самое забавное в радиаторах отопления, что они на самом деле не радиаторы вообще. Дело в том, что термин "радиатор" является немного неподходящим для устройства обогревающего помещение. Слово радиатор пошло от английского слова “radiate”, что переводится как излучать. Но радиаторы на самом деле не излучают тепло, они обогревают помещение за счет конвекции.

Так что же это тогда?

Вне зависимости от материала батарей отопления и их конструкции, подавляющее большинство радиаторов излучает около 80% производимого тепла при помощи конвекции, в результате на тепловое излучение остается всего 20%. Не беспокойтесь, в таком соотношении нет ничего плохого. Некоторые специалисты ошибочно считают, что это соотношение составляет 50 на 50.

Радиаторы изобрел русский бизнесмен Сан-Галли, хотя некоторые люди до сих пор оспаривают его изобретение.

Он назвал их "горячими ящиками", что является достаточно точным описанием радиатора. Теплая коробка, которая перемещает воздух вокруг себя и поднимает температуру в помещении.

В США их называют - обогреватели. Стоит отметить, что американцы используют более точный термин происходящий от слова “heaters”. Ведь именно это и делают радиаторы - обогревают и отдают тепло.

Ученый будет относиться к нагреву, как к тепловой энергии, которая может перемещаться в пространстве путем теплопроводности, конвекции или излучения. Ваш домашний установленный на стене под окном — нагревает холодный воздух над ним, и с помощью малейших сквозняков из окна, конвекционные потоки перемещают тепло по комнате.

Как радиатор отопления нагревает комнату?

Конвекционные потоки создаются, когда воздух над радиатором нагревается, затем охлаждается и затем снова нагревается. Этот процесс происходит непрерывно, пока у вас включено отопление. Таким образом радиаторы перемещают тепло по комнате, что делает дом теплым и уютным. Если выразиться по-научному — тепло создается за счет перехода потенциальной энергии в кинетическую.

Когда радиатор отопления нагревает воздух — это заставляет атомы вибрировать на высокой частоте. Атомы продолжают вибрировать все быстрее и быстрее в результате чего создается тепловая энергия. Этот процесс известен как конвекция.

Как ни с транно, к подогреву пола термин “радиатор” подходит гораздо лучше. Поскольку эта система фактически излучает тепло по всей комнате. Более половины тепла, создаваемого производится через излучение.

Возьмите от радиатора максимум

Учитывая, что радиатор работает создавая эти прекрасные конвекционные потоки, в то время как вы смотрите футбол - стоит убедиться, что тепло остается внутри дома. Это позволит сэкономить энергию, деньги и тепло. Тепловая энергия, как Гудини - любит незаметно исчезать.

Она может уходить через крышу, окна, стены и любой маломальский зазор невидимый для человеческого глаза. Ваши бедные (или горячие ящики ☺) работают так тяжело, а вы позволяете теплу покидать дом? Не делайте этого!

Установите чердачную изоляцию, изолируйте полости стен и убедитесь, что окна находятся в хорошем состоянии. Это позволит удержать атомы внутри помещения и не даст им вырваться на улицу унося с собой драгоценные градусы тепла.

Как радиатор отопления нагревает помещение was last modified: Апрель 10th, 2017 by JenniferThompson

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:

Алюминиевые;
Биметаллические;
Чугунные;
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:

Расстояние от пола – от 60 до 100 мм;
Расстояние от стены до задней плоскости устройства – не менее 20 мм;
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.

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?

Температура теплоносителя в системе;
Скорость движения теплоносителя;
Тип подключения к системе отопления;
Материал, из которого изготовлен радиатор;
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.

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.

", где вкратце коснулись темы организации отопления в доме. Сегодня, в статье "Отопление дома — для жильцов! " расширим и углубим тему.

Отопление дома — для жильцов! Что имеется в виду? А то, что когда вы планируете устроить у себя новую систему отопления (или заменить старую), то лучше всего ориентироваться на то, что нужно именно вам. Для того, чтобы не оказаться гордым владельцем неэффективной системы отопления, нужно учитывать, что при подборе для себя необходимо учесть ряд её характеристик:

Отопление дома должно быть более надёжным в смысле эксплуатации и, как следствие этого, более долговечным - в смысле срока службы. Долговечность весьма актуальна, поскольку система отопления являет собой сложную разветвлённую сеть труб, интегрированных в тело здания, является его составной и неотъемлемой частью. Применительно к системе отопления надёжность заключается в её безаварийности в смысле уменьшения вероятности поломок и протечек, и высокой ремонтопригодности . Ремонт системы отопления весьма болезненная процедура, а полная замена труб по степени бедствия равнозначна пожару.
Система отопления должна обладать стабильными гидравлическими характеристиками и тепловой устойчивостью (возможностью управления и предсказуемостью потоков теплоносителя в трубах). То есть, чтобы тёплая вода не стала вдруг "застаиваться" где не надо, и не доходить туда, куда нужно.
Она должна быть более теплоёмкой и, как следствие этого, более теплоинерционной. То есть нужно располагать возможно большим запасом горячего теплоносителя (энергии) для того, чтобы в случае аварии или сбоя в системе отопления дом как можно дольше оставался тёплым. Это актуально в первую очередь для дома из кирпича .
Система должна иметь низкое гидросопротивление . Чем оно ниже, тем система лучше. Для этого путь теплоносителя должен быть по возможности свободен от препятствий, таких как изгибы, сужения, углы, изменения направления потока. На пути должно быть поменьше разного рода приборов, создающих препятствия - вентилей, регуляторов и так далее. В идеальном случае гидросопротивление может быть настолько низким, что теплоноситель (вода) циркулирует в системе отопления сам под действием законов физики, согласно которым более тёплые массы поднимаются наверх, а холодные опускаются вниз, замещая их. Именно так действуют системы отопления с естественной циркуляцией.
Лучше всего системе быть электронезависимой - с целью обеспечения жизнестойкости дома. Это актуально, когда люди не проявляют беспечности и, кроме газового или солярного котла, устанавливают котёл на твёрдом топливе и имеют запас дров на зиму. Кстати, русское слово беспечный, как раз и говорит о людях беззаботных настолько, что они даже не имеют печи.
Система должна по возможности продуцировать тепло более высокого качества .

Что такое "тепло более высокого качества"? Как вообще у тепла может быть качество? Ну, дело вот в чём. Тепло — это не что иное, как скорость движений молекул . Чем быстрее двигаются молекулы, тем более нагрето тело. Чем холоднее тело, тем медленнее двигаются молекулы. Соответственно, абсолютный ноль — это когда ни одна молекула не двигается.

Соответственно, существует несколько способов передачи тепла, то есть, ускорения движения молекул.

Первый способ — это теплопроводность . Характерна в первую очередь для твёрдых тел. В источнике тепла молекулы двигаются быстро, они соприкасаются с менее быстро двигающимся слоем и начинают его "колбасить" — то есть, разогревать. Соответственно, нагретый следующий слой непосредственно контактирует с третьим слоем, ускоряет движения молекул уже в нём — и так далее.
Второй способ — это конвекция . Характерна для жидкостей и газов. Принцип: источник тепла нагревает (то есть, ускоряет движение молекул) порцию жидкости (газа), она меняет свои свойства, становится легче и "всплывает" вверх. На её место приходит не-нагретый холодный воздух (или вода), где молекулы двигаются медленнее, и так далее, получается круговорот тёплых и холодных масс.
Третий способ передачи тепла — это тепловое излучение . В данном случае нагретое тело излучает электромагнитные волны в инфракрасном диапазоне. Эти электромагнитные волны "летят" до окружающих предметов, и дистанционно, без непосредственного контакта с источником тепла, заставляют молекулы этих предметов двигаться быстрее. Соответственно, предметы, окружающие источник, нагреваются. Примеры: костёр, печка.

Предполагается, что обычное, наиболее часто встречающееся в случае с системой отопления тепло — конвекционное — имеет низкое качество. То есть, батарея (или тепловой вентилятор) греет воздух, а воздух уже греет человека. Чем плох нагрев воздуха? Дело в том, что когда нагрет воздух, а окружающие предметы — стены, потолок, пол, мебель и т.д. холодные, то в таком помещении некомфортно находиться . Возникает ощущение "нежилого помещения", временного жилья и отсутствует .

Естественно, со временем температура воздуха поднимается настолько, что стены, потолок, пол и мебель нагреваются, то они начинают излучать тепло самостоятельно. И если вдруг охладится воздух, то в комнате некоторое время будет нормальная температура за счёт того, что остывают стены и делятся своим теплом. В данном случае тепло передаётся в первую очередь не конвекционно, через нагретый воздух, а путём теплового излучения.

Почему лучевая передача тепла — более хороший вариант, чем конвекция?

Потому что тёплый человек, находящийся в помещении с прогретым воздухом, но холодными стенами, играет роль энергетического донора - он постоянно обогревает их своим инфракрасным (лучистым) теплом, так же как костер обогревает сидящих вокруг него людей. Ведь человек имеет температуру тела 36 градусов Цельсия, а каменные стены, например, обычного панельного дома нагреваются в лучшем случае до температуры 20 градусов, при температуре воздуха в помещении 24 градусов Цельсия.

Соответственно, интересной становится закономерность: чтобы компенсировать постоянные потери инфракрасного (лучевого) тепла человек вынужден больше питаться, есть более калорийную (жирную) пищу, пить более крепкие спиртные напитки, иметь больший жировой слой.

Таким образом, если обобщить, то можно сказать, что

более высокое качество у тепла тогда, когда оно передаётся лучистым путём, путём излучения инфракрасных волн,
тогда как передача тепла с помощью диффузии тёплого воздуха, конвекционно — менее качественный тип.

Естественно, на вкус и цвет товарища нет — однако личные наблюдения в данной области позволят вам вынести своё собственное суждение на высокое или низкое качество тепла. Мы же идём дальше.

Сравним с точки зрения конвекции и инфракрасного излучения современные пластинчатые радиаторы и древние чугунные радиаторы. Какие из них какой способ передачи тепла преимущественно используют?

Современные пластинчатые радиаторы — это по своей сути конвекторы. Они отдают более 70% своего тепла уже конвективным путём, имеют минимальный объём теплоносителя, легки и элегантны. Мы поставим вам тонкие трубы, небольшие, компактные, но тёплые (раскалённые докрасна) элегантные конвекторы. Чтобы всё это заработало, мы установим мощный насос (насосы) и прокачаем эти несколько канистр теплоносителя - рано, или поздно, или никогда… Сэкономив на материалах - радиаторах и сечении труб однажды, хозяин такого «богатства» обрекает себя на постоянные мучения.

С другой стороны, чугунные радиаторы передают тепло преимущественно в виде излучения. Чугунный радиатор надёжен, долговечен и неприхотлив, имеет низкое гидросопротивление и поэтому прекрасно ведет себя в любых системах отопления, в том числе с естественной циркуляцией теплоносителя. К тому же чугунный радиатор теплоинерционен — имеет большой объём теплоносителя, а толстые стенки делают его больше излучающим прибором, чем конвекционным.

То есть, передача тепла при отоплении дома в виде теплового излучения реальна.

Учтём ещё несколько нюансов. Так, по законам физики правильно красить радиаторы не в белый, а в чёрный цвет . Чем чернее прибор - тем больше он излучает (и поглощает) тепла. Художники не зря разделяют краски на тёплые и холодные, такое свойство цвета люди чувствуют интуитивно. В жарких странах носят белые одежды, предпочитают белые автомобили и белят дома - чтобы поменьше нагревались. Лучевая теплоотдача белого радиатора при перекрашивании его в чёрный матовый цвет увеличивается примерно на 20%. Вот пример чёрной батареи в интерьере:

Ещё одна интересная деталь. Радиаторы (и конвекционные, и чугунные) делают ребристыми, чтобы увеличить площадь отдачи тепла. То есть, если брать в теории, то чем больше рёбер, тем лучше, тем больше теплового излучения передаётся от радиатора. На практике этого не происходит потому, что рёбра "смотрят" друг на друга и облучают тепловым излучением не жильцов, а друг друга. Повысить лучевое излучение от радиаторов можно, если устанавливать не 10 секций подряд, а то же количество — но на некотором расстоянии друг от друга. А ещё лучше — отделить их друг от друга и от стенки фольгой. Фольга отражает тепловое излучение и в большей степени передаёт его не радиатору, а обитателям дома.

Также интересный способ повысить лучистое КПД от радиаторов — утеплить их "сзади", и обложить кирпичом спереди. Радиаторы будут греть кирпич, не будут отдавать тепло наружу из-за утепления, а уже нагретый кирпич будет отдавать лучистое тепло людям в комнате. На самом деле такое решение довольно давно известно, и применялось в первую очередь в детских садах — это одновременно защищало детей от горячих батарей.

Важно учитывать, что отопление дома за счёт теплового излучения действительно актуально только тогда, когда дом действительно ХОРОШО утеплён, иначе теплопотери будут намного большими, чем если для отопления используется конвекционный способ. Также важно, что источниками лучистого тепла должны быть в первую очередь пол и потолок, тогда как стены (для уменьшения теплопотерь) должны нагреваться минимально, только чтобы не вызывать дискомфорт (примерно до 22-24 градусов Цельсия).

Вывод: отопление дома должно создаваться для жильцов, и лучше использовать для отопления в первую очередь тепловое излучение.

По материалам http://жива-хата.рф/info/page/239

Отопление дома — для жильцов!