Topný radiátor (neformální lidový název - topná baterie , také "emitor" z lat. poloměru "paprsku") - konvekční radiační ohřívač sestávající z oddělených, obvykle sloupcových, prvků - sekcí - s vnitřními kanály, uvnitř kterých cirkuluje chladicí kapalina (obvykle - voda ) [1] . Teplo je odváděno z chladiče sáláním , prouděním a vedením ; podíl tepla odebraného sáláním se zvyšuje při tmavém nátěru radiátoru .
Sekce radiátoru topení je nejmenším konstrukčním prvkem baterie radiátoru topení. Obvykle se jedná o dutou litinovou nebo hliníkovou dvoutrubkovou konstrukci, žebrovanou pro zlepšení přenosu tepla sáláním a konvekcí . K dispozici jsou také lisované ocelové profily topných radiátorů, které se skládají ze dvou polovin svařených dohromady. Litinové profily radiátorů jsou obvykle vyráběny podle vyrážecích nebo zatmelovacích vzorů ( modelový odlitek ), hliníkové profily jsou vyráběny na vytavitelném odlitku a odstředivým litím .
Sekce topného radiátoru jsou propojeny do baterií pomocí vsuvek chladiče , chladicí kapalina (pára nebo horká voda) je přiváděna a odváděna šroubovými spojkami , přebytečné (nepoužité) otvory jsou ucpány závitovými zátkami, do kterých je někdy našroubován ventil pro odvod vzduchu z topného systému. Barvení sestavené baterie se obvykle provádí po montáži.
Podle první a nejpravděpodobnější verze název "baterie" pochází ze skutečnosti, že radiátor parního topení má několik kusů až několik desítek radiátorových článků a byl pojmenován analogicky s galvanickou baterií . Slovo zářič pravděpodobně pochází z jimi vyzařovaného infračerveného (tepelného) záření .
V literatuře 20. a 21. století je téměř nemožné najít oficiální název "radiátor" , ale slovo "baterie" je běžné, totéž platí pro všechny elektronická a tištěná média.
První litinový topný radiátor vynalezl v roce 1855 a do praxe jej uvedl ve druhé polovině 19. století v Petrohradě ruský chovatel a podnikatel Franz Karlovich San-Galli (1824-1908). Bylo to také San Galli, kdo jako první navrhl termín „baterie“ v souvislosti s vytápěním [2] .
Litinové (obvykle šedá litina ) článková otopná tělesa jsou určena pro systémy ústředního vytápění bytových, veřejných a průmyslových objektů s velkým počtem podlaží. Vyznačují se značným tepelným výkonem na jednotku délky zařízení a v důsledku toho i kompaktností. Litinové radiátory jsou také méně náchylné na nekvalitní chladicí kapalinu a odolné vůči korozi .
Litinové radiátory jsou dostatečně pevné a odolné. Jejich velká hmota a vodní kapacita jim na jedné straně poskytují vysokou tepelnou kapacitu a tím i tepelnou setrvačnost, což umožňuje vyhladit náhlé změny teploty v místnosti; je to však také nevýhoda, která způsobuje potíže při instalaci nebo údržbě. Mezi nevýhody patří také tendence k degradaci průsečíkových těsnění; při dlouhodobém provozu (nad 40 let) je možné zničení vsuvek chladiče . Mezi nevýhody patří křehkost litiny. Litinové radiátory vyžadují pravidelné lakování; kromě toho jsou stěny vnitřních kanálů drsné a porézní, což nakonec vede k tvorbě plaku a poklesu přenosu tepla. Pracovní tlak litinové sekce není větší než 6-10 atm.
Litinový radiátor s dekorací
Topný radiátor s vestavěným sušičem
Vícedílný závěsný litinový radiátor
Litinový deskový radiátor
Litinový radiátor s podélně dělenými nohami
Litinový radiátor s kanály pro vytvoření konvekce vzduchu
Hliníkové ( jeho slitiny , například silumin , dural ) radiátory jsou dnes považovány za nejúčinnější díky vysoké tepelné vodivosti hliníku a zvětšené ploše radiátoru díky výstupkům a žebrům. Téměř všechny moderní radiátory určené pro práci v systémech ústředního vytápění mají pracovní tlak více než 12 atm, tlakové zkoušky - více než 18 atm.
Mezi výhody hliníkových radiátorů patří lehkost, malé rozměry, vysoké[ upřesnit ] provozní tlak, maximální rychlost přenosu tepla , velký průřez mezikolektorových trubic.
Značnou nevýhodou hliníkových radiátorů je koroze hliníku ve vodním prostředí, kterou urychluje zejména kontakt dvou nepodobných kovů nebo přítomnost bludných proudů v topné síti. . Korozi hliníku a jeho slitin je usnadněna destrukcí ochranného oxidového filmu na jeho povrchu kyselinami, zásadami, chlórem, solemi mědi apod., z nichž některé mohou být obsaženy v přípravcích na úpravu vody, odvápnění při proplachování topného systému, nemrznoucí směs používaná v jednotlivých topných systémech .
Hliník je aktivní kov, a pokud se poruší oxidový film pokrývající jeho povrch , pak se při kontaktu s vodou rozkládá za uvolňování vodíku . Pokud je ohřívač hermeticky uzavřen, může zvyšující se tlak plynu způsobit prasknutí radiátoru. Tento jev je potírán aplikací polymerního povlaku na povrchy, které jsou v kontaktu s vodou, což také zlepšuje antikorozní vlastnosti a umožňuje použití teplonosných kapalin s hodnotou pH 5 až 10; snižuje hydrodynamický odpor, zabraňuje ucpávání a lepení. Pokud radiátor nemá vnitřní polymerní povlak, je zakázáno uzavírat kohoutky na přívodním potrubí. .
Hliníkové radiátory se nejčastěji dělí na tři hlavní typy: lité s plnými sekcemi, extrudované s mechanicky spojenou soustavou sekcí a kombinované, spojující kvality obou těchto typů. Extruzní radiátory jsou levnější a z hlediska technických vlastností horší než lité. Model vyrobený vytlačováním poznáte podle přítomnosti svarů. Pracovat ve vysokých[ co? ] provozní tlak, jsou použity bimetalové radiátory z hliníku a oceli.
Tato otopná tělesa jsou konstrukčně vyrobena z profilů vyrobených extruzí a vzájemně spojených svařováním . Hliník použitý v nich nevyžaduje žádné přísady, a proto si zachovává svou tažnost ; proto vnější nárazy a vnitřní vodní rázy nezpůsobí odštípnutí žeber a praskání takových radiátorů. Absence průsečíkových těsnění v takových radiátorech jim dává pevnost a spolehlivost a v přítomnosti vnitřního polymerního povlaku může jejich trvanlivost překročit trvanlivost litinových radiátorů. . Protože je však jejich konstrukce neoddělitelná, nelze je za provozu vysunout.
Takové radiátory se konstrukčně skládají z profilů vyrobených vstřikováním , které jsou vzájemně propojeny pomocí závitových spojovacích prvků ( vsuvek ); průsečíkový spoj je utěsněn těsněním z paronitu , vysokoteplotního silikonu nebo jiných materiálů. Dělení sekcí poskytuje příležitost ke zvýšení radiátoru během provozu nebo výměně poškozené části, ale přítomnost křížových spojů nepříznivě ovlivňuje spolehlivost; kromě toho je vnitřní povrch sekcí drsnější.
Například KSK-20, široce používaný v SSSR ve velkých panelových domech.
Ocelový konvekční radiátor bez opláštění
Takový radiátor je obdélníkový panel sestávající ze dvou ocelových plechů svařených dohromady s lisovanými vybráními, které po svaření tvoří kanály pro cirkulaci chladicí kapaliny. Někdy jsou pro zvýšení přenosu tepla na zadní stranu panelu přivařena ocelová žebra ve tvaru U. Několik z těchto panelů lze spojit do balíčku a uzavřít shora a ze stran ozdobnými lištami.
Vyrábí se panely různých výšek a šířek, což umožňuje vytvořit zařízení libovolné tepelné síly. Deskové radiátory mají malou hloubku a malou hmotnost; jejich tepelná setrvačnost je tedy zanedbatelná. Plocha vyhřívané plochy panelů je velmi velká a stimuluje intenzivní pohyb ohřátého vzduchu - podíl tepelného toku přenášeného konvekcí dosahuje 75% , což nám umožňuje klasifikovat tato zařízení jako konvektory.
Pro výrobu panelů se používá nízkouhlíková ocel se zvýšenou odolností proti korozi. Povrch oceli je odmaštěn, fosfátován, potažen práškovým smaltem a tepelně zpracován.
V případech, kdy má otopný systém přímé napojení na atmosféru (např. otevřenou expanzní nádobou ), jsou tyto radiátory náchylné ke korozi a jejich životnost může být jen několik let.
Mezi nevýhody deskových ocelových radiátorů patří nízký provozní tlak, pro který jsou určeny, citlivost na hydraulické rázy a zranitelnost vnitřního povrchu korozními účinky vody. Tyto vlastnosti omezují rozsah jejich použití na systémy autonomního vytápění s dobrou úpravou vody. Zadní plochy přístrojů jsou navíc obtížně dosažitelné pro odsávání prachu.
Ve většině případů jsou deskové radiátory navrženy pro provozní tlak od 6 do 8,7 atm, tlakové zkoušky - do 13 atm a maximální teplotu chladicí kapaliny 110 ° C . Doporučují se pro použití v individuální a nízkopodlažní výstavbě a za přítomnosti individuálního topného bodu - v budovách libovolného počtu podlaží.
Navenek se tyto radiátory podobají litinovým, jejich sekce jsou však navzájem spojeny nikoli závitovými vsuvkami, ale bodovým svařováním. Jsou pevnější a odolnější a jsou určeny pro provozní tlaky od 10 do 16 atm. . Vzhledem ke zvláštnostem výrobní technologie jsou však náklady na tyto radiátory poměrně vysoké, což způsobuje jejich relativně nízkou popularitu.
Ocelové trubkové radiátory jsou svařované trubkové konstrukce a jsou nejdražší. Vyrábějí se na základě pracovního tlaku 10-15 atm. . Svařované spoje minimalizují pravděpodobnost netěsností, ale nevýhodou těchto radiátorů je malá tloušťka oceli (1 mm nebo méně).
Bimetalové radiátory se liší od hliníkových v přítomnosti ocelových vnitřních prvků (ocelové trubky v kontaktu s chladicí kapalinou, spojené svařováním). Konstrukce těchto radiátorů je taková, že hranice bezpečnosti mnohonásobně překračuje všechny možné tlaky v systému (destruktivní tlak je až 100 atm. ), kontakt chladicí kapaliny s hliníkem je snížen téměř na nulu. Za jedinou nevýhodu lze považovat pouze nejvyšší náklady mezi radiátory.
Olejový chladič se skládá z hermeticky uzavřeného tělesa naplněného minerálním olejem , ve kterém je umístěn elektrický ohřívač . Teplo z posledně jmenovaného se přenáší do oleje, poté do těla, jehož teplota nepřesahuje 60-70 ° C, az něj do okolního vzduchu . Použití oleje jako nosiče tepla eliminuje možnost rzi. V topných systémech, kde se pro přenos tepla používá voda a je možná koroze kovových částí, se po skončení topné sezóny odstraňuje vlhkost profukováním suchým stlačeným vzduchem.
Princip parního ohřevu je základem energeticky účinného provozu radiátoru tepelného okruhu. Vysoká účinnost parního ohřevu je známá věc, jedná se o parní ohřev, který se používá již více než 100 let. Při výrobě energeticky účinného radiátoru s tepelnou smyčkou bylo možné zachovat všechny výhody parního vytápění a zbavit se jeho nevýhod. Radiátor s tepelnou smyčkou je kovová hermetická konstrukce, jejíž princip činnosti je založen na využití energie fázového přechodu pára-kapalina, pára se šíří vysokou rychlostí po celém objemu radiátoru, kondenzuje na vnitřním povrchu, předá svou energii, čímž rychle a rovnoměrně ohřeje celý radiátor.