У кліматичних умовах України опалювальний сезон складає половину року. Тому без перебільшень можна стверджувати, що третину життя ми проводимо в опалювальному приміщенні. Ця обставина заставляє серйозно віднестися до вибору системи опалювання і теплових приладів. Крім того, різке збільшення цін на енергоносії надає особливе значення способам економії палива без збитку для комфорту житла.
З шкільної фізики відомо, що теплота передається трьома способами: теплопровідність, конвекцією і випромінюванням (радіацією).
Теплопровідність - перенесення теплоти в твердих тілах від нагрітих ділянок до холодних унаслідок теплового руху молекул, атомів і вільних електронів. Коефіцієнт теплопровідність (Вт/м. град) характеризує інтенсивність передачі тепла через стінку їх конкретного матеріалу. Матеріал опалювальних батарей (радіаторів): Чавун - 50, Сталь - 58, Цинк - 110, Алюміній - 220, Мідь - 410. Краще всього працював би повністю мідний радіатор, але це дуже дорого.
Будівельні (ізоляційні) матеріали: Мармур - 2,91 Залізобетон - 2,04 Бетон - 1,86 Вапняк - Цегла силікатна - 0,88 Цегла глиняна - 0,80 Скло віконне - 0,78 Керамзитобетон - 0,75 Дерево - 0,35 Плит деревинні - 0,25 Плит ізоляційні утеплювачі - 0,10-0,06. Звідси видно, що найбільш холодні будинки із залізобетону, а «найтепліший» будівельний матеріал - пінобетон.
Конвекція - перенесення теплоти в рідині або газі за рахунок перемішування їх об'ємів при нагріванні. Коефіцієнт теплопередачі конвекцією сильно залежить від швидкості перемішування об'єму, що нагрівається. У старих системах опалювання нагріта в котлі вода поступає до батарей гравітаційною дорогою - тепла вода піднімається вгору, холодна по «обратці» повертається в котел. Найприродніша конвекція дуже неефективна, тому в сучасних системах опалювання обов'язково застосовується циркуляційна водяна помпа, яка у декілька разів збільшує швидкість подачі нагрітої води до батарей опалювання. Повітря в самої поверхні радіатора нагрівається і піднімається вгору, поступаючись своїм місцем новим холодним шарам. Так конвекційно нагрівається повітря в приміщенні.
Випромінювання - передача тепла випромінюванням електромагнітних хвиль (променистої енергії), яке передається через прозоре середовище (повітря). Таким чином відбувається обігрів сонячними променями, обігрів каміна, від електронагрівачів (спіраль в рефлекторі).
Будь-який тип теплового приладу опалює приміщення і людину складним теплообміном - випромінюванням, конвекцією через повітря, навіть теплопровідністю, якщо притулитися до теплої батареї. Передача тепловипромінюванням сильно залежить від температури опалювального приладу.
Система центрального опалювання складається з трьох частин, які ми розглянемо окремо: 1) Батарей або радіаторів різних конструкцій; 2) Трубопроводів, що переносять за допомогою теплоносія (води, пари); 3) Котлів для різних видів палива.
Котел повинен швидко нагрівати воду в системі, досягши необхідної температури вимикається, аби економити паливо. Трубопровід повинен дуже швидко доставляти нагріту воду до радіаторів і по дорозі втрачати поменше тепла. Радіатор повинен швидко нагрівати повітря в приміщенні до заданої температури і за допомогою термоклапана перестати брати з системи гарячу воду.
Радіатори водяного опалювання
Опалювальні радіатори або багатосекційні батареї водяного опалювання по конструктивних особливостях розділяються на три групи: секційні ємкісні батареї, які складаються із сполучених послідовно нагрівальних секцій; панельні обігрівачі, які встановлюються в один, два, або три ряди; конвекційні обігрівачі, які мають розвинене «обребрення» і швидко нагрівають повітря в приміщенні.
31.07.2011
