Радиаторное отопление является основным методом подогрева помещений в частных домах и многоквартирных зданиях. Множество владельцев при настройке системы отопления в своих домах предпочитают подключать биметаллические радиаторы к различным типам котлов.
При выборе из нескольких видов радиаторов, предлагаемых в торговой сети широком рядом производителей, потребителю полезно знать их конструктивные отличия. Немаловажным фактором при принятии решений являются технические характеристики радиаторных теплообменников, области их применения и варианты подключения к системе отопления.
Рис. 1 Подключение биметаллических радиаторов отопления разными способами
Виды и особенности радиаторов отопления
В торговой сети покупателю предлагают на выбор широкий ряд теплообменных радиаторов из различных материалов разнообразных форм. По материалам изготовления их все разбивают на следующие группы.
Чугунные
Чугунные батареи относят к классическим, в отличие от своих предшественников, современные изделия окрашивают в различные цвета и придают им эстетичный внешний вид. Вторую жизнь радиаторы из чугуна получили как элементы декора для подчеркивания дизайнерского ретро-стиля.
Отлитые секции батарей имеют рисунок, устанавливаются на ножки и окрашивается в подходящие к цветовой гамме помещений или стиля цвета.
Особенностями чугунных радиаторов являются их большой вес, высокая тепловая емкость, возможность изменять количество секций, соединяемых друг с другом ниппелями. Чугун обладает довольно высокой коррозионной устойчивостью и может эксплуатироваться около 50 лет, он выдерживает давление до 50 бар (низкопробный китайский может разорвать и при 20 — 30 барах) и высокие температуры жидкого или парообразного теплоносителя до + 120 °С. Из-за относительно невысокой теплопроводности, тепловая мощность одной чугунной секции составляет 140 — 150 Ватт.
Самые известные производители батарей из чугуна: российская фирма Нова (выпускает бюджетные варианты), компании Viadrus, Konner, Bohemia с более высокими ценами на свой товар.
Рис. 2 Дизайнерские батареи из чугуна
Алюминиевые
Теплообменники из алюминия, точнее его сплава с кремнием (силумина) на сегодняшний день занимают лидирующее положение по использованию в любых отопительных системах. Они изготавливаются в виде отдельных алюминиевых секций, внутри которых созданы проходные каналы для циркуляции теплоносителя.
Методы промышленного производства алюминиевых радиаторов — литье и экструзия.
Основные физическое и эксплуатационные характеристики теплообменников из алюминия: легкий вес, теплоотдача одной стандартной секции 80 на 80 мм — около 180 Вт, максимальное давление теплоносителя 10 — 15 бар у дешевых изделий и до 50 бар у дорогих итальянских, температура рабочей среды не более 115 °С. Благодаря высокой теплопроводности и низкой тепловой емкости с их помощью можно быстро прогреть помещение.
К недостаткам радиаторных теплообменников из алюминия относят невысокие для определенных условий эксплуатации прочностные характеристики (силумин, в отличие от чистого алюминия — хрупкий сплав). Также алюминиевые радиаторы обладают низкой коррозионной устойчивостью при эксплуатации их в рабочей среде с высоким или слишком низким водородным показателем рН.
Если рН теплоносителя превышает диапазон 7 — 8 единиц в сторону увеличения или уменьшения, происходит разрушение защитной оксидной пленки Al2O3 на поверхности металла, придающей ему антикоррозионную стойкость.
Рис. 3 Устройство секции алюминиевого радиатора
Металл постоянно образуют новую защитную пленку взамен разрушенной, при этом его слой постепенно истончается до образования свища. Также процесс появления нового оксида сопровождается выделением водорода Н2, еще более ускоряющего разрушение алюминия.
Если потребитель оставил воду в радиаторах алюминиевого теплообменника на лето, появление водорода из образования оксидной пленки и жизнедеятельности бактерий может привести даже к разрыву секций закрытой батареи.
Алюминиевые теплообменники не рекомендуется устанавливать в централизованную систему отопления из-за невозможности контролировать рН.
Лучшие производители таких радиаторов — итальянские компании Green, Sira, Group, Fondital.
Биметаллические
Как следует из названия биметаллы, в радиаторах этого вида используются два вида металлов — сталь и алюминий.
Биметаллический радиатор состоит из секций, каждая из которых представляет собой стальной трубный канал, помещенный в алюминиевый теплообменник.
Несмотря на более тяжелый вес в сравнении с алюминиевыми, введение в конструкцию внутреннего стального коллектора позволило увеличить прочностные и температурные характеристики биметаллических батарей. Они могут выдерживать напор теплоносителя в 50 — 100 бар (зависит от производителя) при температурах до 135 °С. При этом водородный показатель рабочей среды не играет существенной роли. Теплоотдача биметаллических радиаторов порядка 160 — 170 Вт.
Возможно будет интересно почитать про: Автономную систему отопления частного дома – полное руководство
Рис. 4 Конструкция биметаллических теплообменников
Стальные
Недорогие, простые и надежные радиаторы из стали бывают двух видов — панельные (рис. 5) и трубчатые.
Простейший трубчатый конвекционный радиатор состоит из двух фронтальных металлических листов, между которыми расположена трубопроводная магистраль с теплообменными пластинами, по которой циркулирует теплоноситель. Обогрев помещений происходит за счет конвекции воздушных масс.
Сверху наружные металлические панели покрывают защитным слоем лака, нанося его методом высокотемпературного обжига в печах.
Стальные теплообменники производят по технологии точечной сварки, они не являются секционными и разборными.
Предельные пороги давлений рабочей среды у трубчатых изделий 9 — 15 бар, у панельных 5 — 11 бар, теплопередача одной батареи лежит в диапазоне от 1200 до 1650 ватт. Стальные радиаторы выдерживают температуры рабочей среды до 115 °С. Водородный показатель не имеет существенного значения для стали и может отклоняться от нейтрального в 7 единиц на несколько пунктов в ту или иную сторону.
Однако для стали актуальна проблема коррозии, то есть высокое содержание кислорода в воде приводит к ее быстрому разрушению.
Поэтому радиаторы из стали не рекомендуется устанавливать в коммунальных квартирах и подводить к ним теплоноситель по трубам, не имеющим защиту от диффузии кислорода.
Также стальные панельные теплообменники чувствительны к перепадам давления и часто не выдерживают гидроудары, которые в централизованных отопительных сетях достигают значений порядка 35 — 40 бар.
Производители стальных батарей — отечественные фирмы “РС”, “Гармония”, немецкие “Kermi”, “Zehnde”, итальянские “Israp”, “Tesi”.
Рис. 5 Конструкция стальных панельных батарей
Впервые на российском рынке алюминиевые радиаторы появились в 90-х годах, их изготавливали в Италии несколько ведущих мировых производителей отопительного оборудования. Высокая теплопроводность и прочность батарей, которая по заявлению производителей доходила до 50 бар, казалось бы, могла обеспечить алюминиевым теплообменникам долгую безоблачную жизнь на отечественном рынке. Но зачем же понадобилось переделывать то, что и так хорошо работает?
Как указывалось выше, алюминий слишком требователен к водородному показателю рН, который не должен выходить за диапазон 7 — 8 единиц. В результате в процессе эксплуатации у одних потребителей батареи из алюминия функционировали до 10 лет, у других начинали течь через 2 — 3 сезона из-за разрушения защитного оксидного слоя.
Читайте также: Труба 1/2 дюйма — какой размер в миллиметрах
Проблема усугублялась тем, что даже в индивидуальных домах, где в замкнутый отопительный контур можно было залить теплоноситель с фиксированным показателем рН, все равно текли батареи. Связано это с тем, что любая отопительная жидкость по тем или иным причинам со временем изменяет свой водородный баланс.
Вначале итальянские разработчики придумали технологию напыления внутрь проходного вертикального канала батарей защитных материалов. Однако они снижали теплопередачу и со временем истирались абразивными частицами песка, ржавчины, шлама, которые в большом количестве циркулируют по коммунальным отопительным сетям.
Возможно будет полезным узнать в отдельной статье, каким должен быть Температурный график подачи теплоносителя в систему отопления – условия, показатели
Рис. 6 Однотубчатый и двухтрубчатый полубиметалл – устройство в разрезе и внешний вид секций
Однотрубчатый полубиметалл
После неудачи в 2000-х годах с защитным напылением, итальянские производители разработали конструкцию радиаторов, получившую условное название однотрубчатый полубиметалл.
Так как самым уязвимым местом секций радиаторных батарей являлись их тонкостенные вертикальные участки, их усилили стальными трубками. По технологии изготовления уложенные в формы трубы из стали заливали алюминием.
После эксплуатации некоторое время у потребителей появились другие проблемы. Из-за разницы в тепловом расширении стали и алюминия в батареях возникали щелчки при резком изменении температуры теплоносителя. Иногда трубки из-за многочисленных циклов сжатия и расширения разбивали канал, в котором находились, и падали вниз, перекрывая путь теплоносителю.
Отопительная жидкость нередко проникала в пространство между стальной трубной оболочкой и алюминиевым каналом. После ее сжатия от расширения трубок образовывались невидимые глазу микротрещины, и батарея начинала подтекать. Эти недостатки привели к появлению другой конструкции батарей.
Производители однотрубчатого полубиметалла — российский Rifar серия Base, итальянская Sira, модель Gladiator.
Двухтрубчатый полубиметалл
В данной системе вместо одной вертикальной стальной трубки в секцию помещаются две изогнутые. Как в первой, так и во второй конструкции, это хорошо заметно на боковых торцах.
После изменений производители избавились от выпадания незакрепленных вертикальных труб, но основной недостаток алюминиевых батарей сохранился. Вода по-прежнему контактировала с алюминием, сейчас уже разрушая резьбу, предназначенную для ниппельного соединения секций.
Рекомендуем почитать: Что залить в систему отопления частного дома и как рассчитать объем жидкости
Производители двухтрубчатого биметалла — Sira, модели CF и RS.
Рис. 7 Биметалл в разрезе и экономичный тонкостенный вариант с завернутой резьбой от Rifar Monolit
Полный биметалл
Настоящий биметалл, где нет контакта теплоносителя с алюминием, впервые стала производить фирма Global. Модель называется Global Style и является первым полным биметаллом.
Global сделали водопроводящий коллектор в виде сваренных между собой горизонтальных и вертикальных трубных участков. На их горизонтальные отрезки толщиной 4 мм была нанесена внутренняя резьба для соединения секций между собой, вертикальные (их диаметр 13 — 22 мм) имели чуть меньшую толщину в 2 мм и приваривались к коротким горизонтальным участкам. После изготовления, стальной закладной элемент заливали алюминием под высоким давлением.
Несложная технология позволила избавиться от всех недостатков алюминиевых батарей и получить высокую прочность, максимально долгий срок службы настоящего биметалла. Случаи разрыва таких радиаторов неизвестны и рассчитывается математическим путем, они способны выдержать давление в 200 атмосфер.
К недостаткам биметаллических радиаторов следует отнести снижение теплоотдачи с течением времени из-за увеличения пространственного зазора между трубной закладкой и алюминиевой заливкой.
Поэтому европейские производители заливают трубы алюминиевой массой под давлением в 800 — 900 тонн на сантиметр квадратный, стремясь обеспечить плотный контакт на протяжении всего эксплуатационного срока. Более дешевые китайские изделия выпускают по технологии заливки алюминия под давлением в 400 тонн на сантиметр квадратный.
Распространенные марки биметаллических батарей от разных производитетей: Royal Thermo Indigo, Rifar Monolit, Sira RS Bimetal, Rommer Optima, Теплоприбор, Oasis BM, Halsen BS.
Рис. 8 Конструкция клееного полубиметаллического радиатора на примере рассыпавшейся низкокачественной китайской поделки
Экструзионный однотрубчатый полубиметалл
Технология придумана итальянской Sira и представляет собой сборную конструкцию.
При изготовлении вертикальные участки со стальной резьбовой Т-образной закладкой заливают алюминиевым сплавом под давлением, а горизонтальные фрагменты из первичного алюминия вытягивают методом экструзии. Так как в отличие от хрупкого силуминового сплава, первичный алюминий более мягок и пластичен, вероятность его разрыва на тонких вертикальных участках радиатора резко падает.
Далее вертикально экструзионно вытянутые фрагменты склеивают с отлитыми горизонтальными деталями через выступающие Т-образные гильзы, в результате получают технологический гибрид под названием «клеянка».
Понятно, что клеевое соединение в гибридном изделии — его самое слабое место. Склейка может быть нарушена при резких ударах от падения радиатора или при соединении секций между собой.
Хотя клеевая технология на первый взгляд кажется абсурдной, она помогает избавиться от существенного недостатка всех литых алюминиевых и биметаллических радиаторов.
Дело в том, что в процессе производства в отливке алюминиевой секции остается сквозное отверстие, которое располагается внизу в виде вытянутого стакана. Его закрытие — головная боль для многих производителей.
Любые приваренные пробки или тонкостенные крышки наподобие майонезных не могут выполнить роль эффективных заглушек. Внизу в углублении скапливается шлам, что ускоряет процесс разрушения алюминия. А тонкие крышки в радиаторах заподлицо с проходным каналом (Fondital) истираются абразивными частицами.
В отдельной статье подробно рассказывается о том, что из себя представляет Коллекторная система отопления частного дома, про основные узлы, конструкцию, монтаж, а также, используемые материалы
Рис. 9 Биметалл в разрезе, полученный по смешанной технологии
Смешанный однотрубчатый полубиметалл
Итальянцы не ищут легких путей. Убедившись в очевидном факте, что экструзионно вытянутый алюминий в «клеянках» также подвержен коррозии из-за отклонений в рН, они вставили в вертикальный фрагмент тонкую стальную трубку. Чтобы она не выпадала, как в конструкции с однотрубным полубиметаллом, ее сделали тонкостенной и запрессовали. Далее вертикальные экструзионно вытянутые фрагменты со стальной закладкой склеили с горизонтальными.
В результате реализации столь сложного и извилистого пути с использованием смешанной технологии получили полный биметалл.
Биметаллические радиаторы внешне, по месту расположения и размерным параметрам подсоединенных патрубков, ничем не отличаются от алюминиевых аналогов. Чтобы их подключить к отопительной магистрали, используются одинаковые комплектующие и арматура.
Рис. 10 Примеры подключения батарей к трубам из разных материалов
Материалы труб
Основной недостаток полных биметаллических радиаторов — слабая устойчивость стального трубопровода к коррозии, напрямую связанная с процентным содержанием кислорода в воде. То есть для установки биметаллических радиаторов лучше использовать металлические трубопроводы (сталь, нержавейка, медь) или полимерные с алюминиевой оболочкой — металлопластик и армированные алюминием полипропилен. Полипропиленовые трубы армированные стекловолокном тоже подойдут, но помните, что у них более высокую кислородопроницаемость, то есть, со временем в системе отопления может появиться коррозия на металлических частях (правда, пройдет очень много времени).
Читайте также: Можно ли красить трубы отопления и радиаторы в квартире когда они горячие
Арматура и комплектующие
Стандартная батарея имеет четыре резьбовых отвода, ее подключают в двух точках, вверху устанавливают кран Маевского, а на четвертый отвод ставят заглушку.
В торговой сети реализуют специальные наборы с переходниками (короткими муфтами с наружной и внутренней резьбой) для вкручивания в радиаторные отводы, в которые также входят кран Маевского, заглушка и крюки с крепежом для подвешивания батареи.
Чтобы можно было снять радиатор для ремонта и обслуживания, обычно его подключают с 2-х сторон через шаровые краны и муфты американки, которые также приобретают в торговой сети.
Если необходимо регулировать теплоотдачу, на трубопровод подачи перед батареей устанавливают терморегулятор.
Существует немало конструкций термостатических вентилей, которые способны полностью перекрывать воду, то есть заменяют один шаровый кран. Понятно, что такой прибор выгоднее приобрести, чем по-отдельности запорный кран и терморегулятор.
Для монтажа лучше использовать льняную паклю. Дело в том, что она в отличие от нити и Фум-ленты способна расширяться при намокании. То есть в процессе эксплуатации из-за разного температурного расширения алюминия и резьбовых стальных переходников, зазор между ними при нагреве становится слишком мал, и после отключения отопления холодные батареи начинает подтекать.
То есть Фум-лента и сантехническая нить не восстанавливают свою форму, в то время как лен от воды разбухает и перекрывает все мелкие каналы для прохождения теплоносителя.
Рис. 11 Комплекты для монтажа радиаторов
Схема подключения биметаллических радиаторов отопления
Радиаторы подключают в однотрубную и двухтрубную разводку отопительной системы. При этом в зависимости от места расположения подводящего теплоноситель трубопровода различают следующие схемы их подключения:
- Нижнее. Не слишком эффективная по тепловой отдаче схема, в основном используется в популярной однотрубной разводке типа ленинградка. К ее преимуществам относят эстетичный внешний вид из-за отсутствия вверху труб, и более простой экономичный монтаж. (Кстати, есть статья об узле нижнего подключения радиатора, как выбрать и подключить).
- Одностороннее. Основной тип подсоединения радиаторов в коммунальных квартирах при однотрубных и двухтрубных системах и наличии вертикального стояка.
Если теплоноситель циркулирует по одной трубе, проходя последовательно через все радиаторы, в разводке обязательно должна присутствовать байпасная перемычка. При ее наличии можно отсоединить радиатор, перекрыв шаровые краны на входе и выходе труб, при этом вода будет обходить батарею по байпасу. По эффективности односторонняя схема подключения радиаторов биметаллических немного уступает диагональному и превосходит нижнее. - Диагональное. Наилучший вариант подключения радиатора по теплопередаче при верхней подаче. Широко используется при однотрубной, двухтрубной разводках вне зависимости от положения отопительного стояка. В самотечных системах отопления, которые иногда используют в индивидуальных домах, все батареи подключают по диагонали.
В отдельной статье можно подробно узнать Все о диагональном подключении радиаторов отопления, здесь рассказывается о способах и схемах подключения радиаторов, даются советы и рекомендации
Рис. 12 Виды подключений и их тепловая эффективность
Установка и подключение радиаторов отопления
Перед проведением работ приобретают комплектующие — переходники с крюками, в типовой комплект часто входят дюбеля с винтами. Также покупают терморегулятор и два вентильных или шаровых крана.
Для просверливания отверстий понадобится шуруповерт или дрель с подходящим для дюбеля сверлом. Также необходимо иметь строительный уровень, рулетку и карандаш, разводной сантехнический ключ.
Перед проведением работ определяют место размещения и размеры батареи по следующим правилам:
- теплообменник располагают симметрично относительно центральной оси окна;
- он должен подвешиваться на расстоянии 100 — 120 мм от нижней поверхности подоконника;
- расстояние между полом и батареей не должно выходить за диапазон 80 — 120 мм;
- оптимальный просвет между батареей и стеной 30 — 50 мм;
- общая длина батареи — 70 — 80% от ширины окна, под которым она закрепляется.
Для навешивания биметаллических радиаторов используют минимум три кронштейна — два вверху и один снизу.
Производя подключение биметаллических радиаторов отопления, возможно понадобится информация про: Трубы для отопления – какие бывают виды современных труб, а также, что лучше выбрать при монтаже системы отопления в частном доме или квартире
Рис. 13 Схемы подключение биметаллических радиаторов отопления к вертикальному стояку в коммунальных квартирах
Диагональное подключение биметаллического радиатора с терморегулятором при заранее выведенных трубах проводят в следующей последовательности:
Крепление удерживающих крюков
- Вначале проводят разметку на стене. Очерчивают центральную вертикальную линию, затем симметрично прикладывают радиатор к стене (понадобится помощь второго работника) и делают карандашом сквозь его ребра отметки.
- Две точки под горизонтальным участком секции ставят вверху и одну точку внизу около центральной линии.
- Далее сверлят отверстия необходимого диаметра и устанавливают радиаторные крепления на дюбеля с шурупами.
- Навешивают батарею и проверяют правильность ее установки — она должна жестко опираться на все кронштейны без просветов.
Подсоединение арматуры
- Прикручивают ключом четыре переходника с радиаторной 1-дюймовой резьбы на размеры 1/2 и 3/4 дюйма, которые имеют герметизирующие прокладки.
Теоретически их можно вкручивать без какой-либо дополнительной подмотки, однако лучше использовать лен. Дело в том, что при контакте алюминиевой и стальной резьбы со временем происходит их частичное разрушение, в свободных полостях оседает известковый налет и спустя определенное время переходник пристывает и не поддается выкручиванию разводным ключом.
Лен препятствует образованию отложений, забивая свободные каналы, что значительно облегчает дальнейший демонтаж арматуры и разборку батареи.
- Вверху радиатора прикручивают соединительную муфту (американку) для подключения терморегулирующей головки, снизу по диагонали такую же американку устанавливают на выходе батареи.
- На свободный выход внизу устанавливают заглушку, для подмотки деталей используют лен. Напротив терморегулятора вкручивают разводным ключом в переходник кран Маевского.
- Далее на верхнюю входную трубу прикручивают термостатическую головку с регулятором, повернутым в сторону помещения.
- На выходную диагональную трубу снизу вворачивают запорный клапан (шаровый кран).
- После навешивают радиатор на кронштейны и соединяет его вход и выход с термостатической головкой вверху и запорным клапаном снизу, используя накидные гайки американок.
Рис. 14 Подключение биметаллических радиаторов отопления — основные этапы
Биметаллические радиаторы — одна из новейших технологических разработок ведущих мировых производителей, которую можно эффективно использовать как в коммунальных, так и в индивидуальных отопительных системах. Методы и варианты с помощью которых производится подключение биметаллических радиаторов отопления ничем не отличается от подсоединения популярных алюминиевых радиаторных теплообменников.
Какой радиатор отопления лучше биметалл или чугун?
Оба типа радиаторов отопления — биметаллические и чугунные — имеют свои преимущества и недостатки. Какой тип радиатора лучше выбрать, зависит от конкретной ситуации, требований к отоплению, а также личных предпочтений.
Биметаллические радиаторы обладают рядом преимуществ, среди которых:
- небольшой вес, что облегчает их установку и монтаж
- высокая теплоотдача за счет использования алюминиевых пластин и стальных трубок, что позволяет быстро нагревать помещение
- высокая коррозионная стойкость, благодаря покрытию стальных трубок алюминием или латунью
Однако у биметаллических радиаторов есть и недостатки, например:
- более высокая стоимость по сравнению с чугунными радиаторами
- возможность возникновения шума при работе радиатора из-за большого количества соединительных деталей.
Чугунные радиаторы также имеют ряд преимуществ и недостатков. К преимуществам можно отнести:
- надежность и долговечность: чугунные радиаторы служат десятилетиями
- невысокая стоимость по сравнению с биметаллическими радиаторами
- относительная простота монтажа и использования
Однако чугунные радиаторы также имеют и недостатки:
- большой вес, что затрудняет установку и монтаж
- низкая теплоотдача и большое время разогрева, по сравнению с биметаллическими радиаторами
- меньшая коррозионная стойкость по сравнению с биметаллическими радиаторами
Таким образом, выбор радиатора отопления зависит от ряда факторов, включая бюджет, условия эксплуатации и личные предпочтения. Каждый тип радиатора имеет свои преимущества и недостатки, поэтому перед покупкой необходимо проанализировать их и выбрать наиболее подходящий вариант.
