Вопрос о том, как правильно выбрать батарею для отопления своего дома или квартиры, не такой уж простой. Ведь разнообразие подобных приборов настолько огромно, что в нем легко запутаться. Может вообще не стоит ломать голову, а взять любую батарею?
Давайте разбираться — так ли важен тип батарей, и на что он влияет.
Что такое батарея, и зачем она нужна?
Батарея — это бытовое название устройства, которое в технике обозначается как радиатор. И это вполне соответствует происходящим в нем физическим процессам.
Если говорить кратко, то радиатор — это устройство для передачи тепла. Он часто встречается в технике, приборостроении, электронике и других областях. Обычно такие устройства предназначены для отвода тепла от напряжённых элементов и деталей, чтобы не допустить их перегрева. То же самое происходит и в бытовых батареях, но нагреваются они специально за счет циркуляции горячего теплоносителя или внешней энергии.
В обычных системах водяного отопления источником тепла является нагретый теплоноситель, проходящий через каналы внутри радиатора. Обычно это вода, реже специальные незамерзающие жидкости, но суть от этого не меняется. А нагревает теплоноситель котел — чаще газовый или электрический.
Все материалы для радиаторов объединены одним свойством — высокой теплопроводностью, но этот показатель у каждого свой. Попросту говоря, теплопроводность — это способность материала передавать тепло от более нагретых частей к менее нагретым, а также окружающей среде. Чем быстрее и полнее происходит процесс передачи тепла, тем выше теплопроводность. Высокой теплопроводностью обладают серебро (430 Вт/м х К), золото (320 Вт/м х К) и алмаз (1500 Вт/м х К), но изготавливать батареи из этих материалов вряд ли когда-то будут.
Наилучшую теплопроводность из доступных металлов имеют медь (390 Вт/м х К) и алюминий (330 Вт/м х К), несколько ниже этот показатель у железа (92 Вт/м х К), латуни (100 Вт/м х К), чугуна (50 Вт/м х К) и стали (47 Вт/м х К). Вот из них и делают большинство батарей. При этом изделие из меди однозначно лучше железного или чугунного.
Характеристики отопительных приборов
Безусловно, теплопроводность — основная характеристика радиатора, но есть и другие.
В условиях постоянной работы во влажной среде немаловажным показателем является коррозионная устойчивость. И она далеко не идеальна практически у всех материалов. Образование осадка при окислении приводит к неисправностям в автоматике, особенно в автономных системах отопления.
Еще одна характеристика радиаторов — это их стоимость. Она зависит от материала и технологической сложности производства. Безусловно, зачастую стоимость включает и субъективные характеристики — такие, как страна-производитель или фирма-изготовитель. Незначительно повлиять на ее величину могут и другие нюансы изготовления, обработки, доставки и продажи.
Материалами с оптимальными характеристиками для производства бытовых батарей являются:
- чугун
- алюминий
- железо
- сталь
- и их комбинации
Немаловажным свойством всех радиаторов является их рабочее давление и допустимое давление воды во внутренних полостях прибора. В автономных системах этот показатель обычно не превышает 3-5 атмосфер, а в системах центрального отопления достигает 16 атмосфер.
Если вы знаете давление внутри системы вашего дома, то легко сможете выбрать отопительные батареи по их маркировке.
Виды батарей
Перед тем как переходить к видам батарей, стоит рассмотреть ещё одно физическое явление — естественную конвекцию.
Воздушная естественная конвекция — это физический процесс, суть которого заключается в перемещении слоёв воздуха с различными температурами под действием силы тяжести. Воздушные массы с большей температурой поднимаются вверх, а остывая, опускаются вниз.
Искусственная конвекция осуществляется принудительно при помощи специальных устройств, например, вентилятора в тепловентиляторе.
Таким образом, под действием конвекции происходит вертикальное кольцевое движение воздуха вокруг радиатора, за счёт чего и нагревается воздух в помещении. Чем больше площадь контакта воздуха с нагретой поверхностью батареи, тем эффективнее обогрев.
В алюминиевых и чугунных радиаторах это достигается за счёт наличия на их поверхности ребер и специальных каналов для прохода воздуха. Такие приборы состоят из отдельных секций, соединенных между собой в блоки. А изготавливают их методом литья.
Железные и стальные радиаторы производят в виде цельных моноблочных и трубчатых конструкций путем сварки штампованных деталей.
Как выбрать батарею отопления с учётом всех особенностей и специфики конкретной системы?
Чугунные
Это классические батареи, которые до недавнего времени применялись во всех без исключения системах отопления. Их распространенность была оправдана свойствами самого чугуна и его невысокой стоимостью. На чугунные приборы не влияет качество воды, они выдерживают высокое давление и просты в изготовлении.
Но у них есть и недостатки:
- большой вес
- неэстетичный внешний вид, да и поверхность чугунных изделий, полученных литьём, обычно усеяна небольшими раковинами от газовых пузырьков
- сложность надёжного соединения чугунных модулей между собой
- невозможность регулировать температуру
Массивные детали из чугуна обладают высокой тепловой инерционностью. Это означает, что от момента подачи команды на изменение температуры до реального ее изменения пройдёт немало времени, так что такое регулирование не эффективно. Этот недостаток отсутствует в современных отопительных системах.
Железные и стальные
Этот тип обогревательных приборов — недорогой и эффективный для частного дома с автономной системой отопления.
Производится несколько типов таких приборов:
- цельные моноблочные
- многосекционные
- трубчатые
Цельные моноблочные и многосекционные изделия имеют небольшой вес, а низкая тепловая инерционность позволяет эффективно управлять ими. Незаменимы они и в системах с загрязнённым и химически активным теплоносителем. В силу особенностей производства и конструкции этих радиаторов, их не рекомендуют для установки в системах с высоким рабочим давлением и нестабильными параметрами, поскольку эти факторы способны разрушить соединения и сварные швы.
Как ни удивительно, но основной недостаток стальных батарей — это их низкая механическая прочность. Они слабо противостоят повышенному давлению, гидравлическим ударам и цикличным перепадам давления в системе отопления.
Обогреватели в виде многократно изогнутых труб иногда с приваренными к ним рёбрами лишены некоторых недостатков других видов, но внешне они явно уступают им. Массово их применяют только в виде сушек для полотенец, как правило, в ванных комнатах.
Алюминиевые и биметаллические
Современные технологии позволяют изготавливать из алюминия и его сплавов детали сложной конфигурации. А из них — высокоэффективные алюминиевые и биметаллические радиаторы отопления. Такие изделия лишены многих недостатков и обладают неоспоримыми преимуществами.
Алюминий отличается высокой теплопроводностью при низкой тепловой инерционности. Свойства этого металла, а также особая технология производства позволяют придать изделиям из него достойный внешний вид. Секционное строение дает возможность собрать обогревательный прибор любой мощности — для этого достаточно добавить или убавить несколько секций.
Недостатком алюминия является его низкая коррозионная стойкость, а окисление приводит к образованию твёрдого нерастворимого осадка. Он способен не только засорить фильтры, но и вывести из строя автоматику системы отопления.
Для устранения этого недостатка детали, контактирующие с водой, выполнены из нержавеющей стали. Такие радиаторы называют биметаллическими, то есть, состоящими из 2-х металлов. На сегодняшний день биметаллические батареи считаются самыми совершенными, надёжными и эффективными, а единственным их недостатком является высокая стоимость.
Подбор мощности
Для эффективного отопления помещения необходим тщательный расчёт некоторых параметров, в том числе мощности радиаторов. Причем она определяется для каждой комнаты отдельно. Итак, выбираем батареи отопления с учётом параметров помещений и необходимой тепловой мощности.
Перегрев ведёт к излишним затратам, а иногда и постоянному дискомфорту. А недостаток тепла — к заболеваниям. Особенно он не желателен для детей. Конечно же, перегрев менее страшен для жильцов, поскольку эта «проблема» решается просто — установкой терморегуляторов на каждую батарею. Они позволяют создать комфортную и эффективную температуру в каждом помещении, одновременно обеспечивая существенную экономию.
При определении необходимой мощности следует учитывать внешние и внутренние условия:
- площадь помещения
- тип и количество окон
- расположение комнаты
- материал стен, потолка и пола
- тип помещения
- наличие вентиляции, тепловыделяющей техники и оборудования
Упрощённый расчёт выглядит так — на каждые 10 кв. метров площади спальни, гостиной и детской необходим обогреватель в 2 кВт тепловой мощности. Для кухни, коридора, лестниц и других нежилых помещений достаточно 1,5-1,7 кВт на каждые 10 кв. метров.
Остальные параметры вносят изменения в виде коэффициентов, повышающих или понижающих необходимую мощность. Для точного определения этого показателя существуют специальные таблицы и формулы, а полноценные расчёты выполняют специалисты на этапе проектирования.
Размещение радиаторов
При выборе места для установки батареи необходимо учитывать воздушную конвекцию, которая эффективно распространяет тёплый воздух по помещению. Для этого вокруг радиатора необходимо обеспечить доступ холодного воздуха снизу и частично с боков. Причем выход тёплого воздуха вверх тоже должен быть беспрепятственным.
Оптимальным расположением для эффективной конвекции считается пространство под окнами.
По возможности необходимо равномерно разместить радиаторы по периметру помещения. Хотя в некоторых случаях можно сконцентрировать основное тепло в определённой области, например, около детской кроватки, аквариума и так далее.
Монтаж в различные ниши, установка декоративных элементов, другие препятствия на пути движения воздуха снижают эффективность батареи, и это нужно учитывать при расчёте мощности.
Некоторые выводы
Безусловно, основой уюта и комфорта любого дома считается эффективность его отопления. Создать же эффективную отопительную систему можно только на основании тщательных расчётов и только при использовании качественного и надёжного оборудования — в первую очередь радиаторов отопления.
Читайте далее:
