Эффективная поверхность рассеивания чугунного радиатора

Если отсутствуют секции, берем общую мощность устройства.

Как подобрать радиаторы отопления по площади: расчет параметров батареи, от чего зависят теплопотери, методы подсчета

Подбор радиаторов отопления по площади – распространенный метод расчета отопительных приборов. Несмотря на несовершенство метода, он позволяет достаточно достоверно определить требуемую тепловую мощность батарей. Мы хотим разобраться, как правильно подобрать радиатор отопления по площади отапливаемого помещения.

Определяем, как посчитать площадь радиатора для эффективного обогрева.

Современные радиаторы отопления – стальные, алюминиевые, биметаллические и некоторые другие, поступают в продажу с качественно выполненным, многослойным защитно-декоративным покрытием. При бережном обращении они могут служить по многу лет, не требуя дополнительной покраски – достаточно регулярно проводить влажную уборку. Иное дело – старые добрые чугунные «гармошки»: их необходимо окрашивать и при первичной установке, и с определенной периодичностью – в ходе эксплуатации.

Площадь отопления секции чугунного радиатора отопления

07 май 2013, 11:57Игорь_01 писал(а): Рассчитывайте правильно, можно со соседями посоветоваться, посмотреть как у них и спросить хорошо ли, тепло ли тебе девица, тепло ли тебе красная?!Советоваться с соседями — дело занимательное, но с точки зрения достоверности — сомнительное. Кому-то +18 — нормально, а другому и в +24 — хо-о-олодно! Температура воздуха в жилых помещениях регламентирована санитарными нормами. Документ называется СанПиН 2.1.2.2465-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях». Действует в последней редакции с 27.03.2011г.Ниже калькулятора будут приведены краткие пояснения по работе с ним.

Калькулятор расчета краски для чугунного радиатора отопления

На чем основан и как проводится расчет?

Рассчитывать площадь, например, плоских панельных радиаторов – труда не составит, так как подлежащая периодической окраске лицевая панель чаще всего имеет прямоугольную форму. С секционными чугунными – сложнее, из-за их сложной конфигурации, поэтому калькулятор составлен именно для них, как остающихся одними из самых распространенных.

Чугунные радиаторы МС – «нестареющие ветераны»

Какими бы новинками ни радовал ассортимент современных приборов отопления, чугунные радиаторы наверняка будут состоять на службе человеку еще очень долго. В чем секрет долголетия этих батарей, каковы их технические характеристики, как сделать расчет необходимого количества секций для эффективного обогрева помещения – обо всем этом читайте в специальной публикации нашего портала «Чугунные радиаторы МС-140» .Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

Подробная формула позволяет учесть все возможные варианты потери тепла и особенности помещения.

У каких радиаторов отопления самая высокая теплоотдача

Что касается характеристик металлов, то наименьшей теплоотдачей обладает сталь, а наибольшей – биметалл (сочетание алюминия и стали).

Материал	Теплоотдача (Вт/м*К)
Сталь	47
Чугун	52
Алюминий	202-236
Биметалл	380

Однако это лишь свойства металлов, представляющие общую картину. Теплоотдача, в меньшей степени, но зависит и от межосевого расстояния, площади секции, технологии изготовления. Поэтому мы рекомендуем рассмотреть эффективность каждого вида радиатора в целом, а затем сравнить конкретные наиболее удачные модели, выбрав самые эффективные из них.

Биметаллические

В среднем показатель теплоотдачи биметаллических радиаторов является самым высоким. В зависимости от модели – от 140 Вт до максимальной на рынке мощности в 280 Вт на 1 секцию (модель Sira RS 800). Представляют из себя сочетание стальных проводящих каналов и алюминиевого оребрения, быстро нагреваются и сразу же отдают тепло.Приборы рассчитаны на рабочее давление системы до 35 атм. Даже самые простые модели имеют срок службы не менее 20 лет. Стоимость за секцию 395-2190 руб.

Алюминиевые

Близкими к биметаллическим являются показатели теплоотдачи алюминиевых радиаторов отопления, некоторые дорогостоящие модели могут иметь более высокую мощность и эффективность, чем простые биметаллические приборы.В зависимости от модели тепловая мощность может быть в пределах от 130 Вт до 220,9 Вт на 1 секцию (модель Roca Dubal-80). При высокой эффективности, они, в сравнении с биметаллическими, имеют много эксплуатационных нюансов. При выборе необходимо обращать внимание на рабочее давление, иногда оно не превышает даже 10 атм.Главным недостатком является необходимость поддержания определенной кислотности теплоносителя (воды), что сложно даже в частном доме, не говоря уже о квартире с центральным отоплением. В противном случае, уровень pH более 7,5 быстро разрушит приборы. Стоимость 1 элемента – от 350 до 1200 руб.

Стальные

Тепловая мощность стальных панельных батарей относительно небольшая, но оптимальная, особенно в соотношении цена-результат. Они быстро нагреваются, обладают лучшими конвекционными характеристиками (воздух прогревается заметно быстрее), но и быстро остывают. В зависимости от модели, теплоотдача равна 179-13 173 Вт (модель Kermi FTV 330930).Показатель указывается для всего прибора (т.к. они не имеют секций), поэтому при выборе нужно обращать внимание на длину. Стоимость также имеет самый обширный диапазон – от 1300 до 60 000 руб за панель.

Как грамотно выбрать стальные радиаторы отопления
Виды, критерии выбора, лучшие модели и цены

Чугунные

Самую низкую теплоотдачу имеют чугунные радиаторы отопления – от 80 до 160 Вт на секцию (известные МС 140). Преимуществом и в то же время недостатком является низкая инерционность: прибор дольше других остывает, но это делает его неподходящим для точной регулировки климата автоматикой.Чугунные батареи имеют большой объем теплоносителя и существенную массу. Однако чугун устойчив к любым перепадам давления в системе, загрязнениям теплоносителя, не поддается коррозии. Стоимость начинается от 500 рублей за секцию и может достигать 9 000 руб., если это декоративные иностранные высококачественные модели.

Выбирая в качестве отопительных приборов конвекторы, помните, что
наиболее эффективны они в тех случаях, когда нужно создать тепловую
завесу: в высоких помещениях с холодными стенами или витражами,
в служебных или подсобных помещениях, в коридорах и вестибюлях.

mlynok

Представление
о радиаторах: их типах, классах, видах, сферах применения, особенностях эксплуатации, стоимости.Часть 1. Обзор основных типов радиаторов
Часть 2. Отопительные приборы для городской квартиры.
Часть 3. Установка радиатора отопления.
Часть 4. Условия безопасной эксплуатации и профилактическое обслуживание отопительных приборов
Для этого необходимо объяснить значение некоторых терминов, встречающихся в тексте, и которые, возможно, могут быть Вам не знакомы.Отопительный прибор — прибор, который тем или иным способом обеспечивает передачу тепловой энергии от теплоносителя в окружающее пространство.Теплоноситель — движущаяся среда (вода или антифриз) используемая для передачи тепла в системах отопления.Антифриз — водные растворы некоторых веществ, не замерзающие при низких температурах. Используются в качестве теплоносителя (в основном в загородных домах).Система отопления — совокупность отопительных приборов, трубопровоов, насосов, запорно-регулировочных устройств, средств автоматики и контроля и т.п., предназначенная для передачи тепла от генератора тепла в отапливаемые помещения.Тепловая мощность (теплоотдача) — количество тепла, отдаваемое отопительным прибором в окружающее пространство в единицу времени при определенной разнице температур на входе и на выходе прибора (∆Т°).Рабочее давление — давление теплоносителя в системе отопления, которое устанавливается в процессе функционирования системы и складывается из статического давления столба теплоносителя и динамического давления, создаваемого работой циркуляционных насосов.Испытательное давление — избыточное давление теплоносителя в системах отопления, которое создается для выявления возможных протечек и скрытых дефектов в приборах и трубопроводах. Его величина должна быть в 1,5 раза больше рабочего.Гидравлический удар — скачкообразное увеличение давления в системе отопления, многократно превышающее рабочее давление. Может вызвать разрушение отопительных приборов, трубопроводов и других элементов системы. Его причиной, как правило, являются ошибки обслуживающего персонала.

Что такое радиатор?

Радиатор — это бытовое название приборов жидкостного отопления, т.е. отопительных приборов, в которых циркулирует нагретый до определенной температуры жидкий теплоноситель (вода или антифриз). Конструкция этих приборов обеспечивает эффективную передачу тепла от теплоносителя в обогреваемое помещение.

Типы отопительных приборов

Все отопительные приборы по способу передачи тепла в обогреваемое помещение подразделяются на три типа: радиационный, конвективно-радиационный и конвективный.

Приборы радиационного типа основную долю своего тепла передают в окружающее пространство через излучение (радиацию).
Например: потолочные излучатели, секционные чугунные радиаторы, трубчатые радиаторы. К приборам конвективно-радиационного типа относятся такие, которые передают тепло через радиацию и конвекцию примерно в равной пропорции. Это секционные алюминиевые радиаторы, секционные стальные радиаторы, биметаллические радиаторы, трубчатые радиаторы-конвекторы.Приборы конвективного типа до 90% своего тепла передают конвекцией — циркуляцией воздуха снизу-вверх,
через нагретую ребристую поверхность прибора. Например: панельные радиаторы, пластинчатые и трубчатые конвекторы, ребристые трубы.

Классы отопительных приборов

По конструктивным особенностям отопительные приборы подразделяются на четыре класса: секционные, панельные, трубчатые, пластинчатые.Секционные отопительные приборы состоят из отдельных нагревательных элементов-секций, которые соединяются в батареи нужной тепловой мощности. Секции могут быть чугунными, стальными, алюминиевыми или комбинированными — из стали и алюминия (биметаллическими). Модели секционных радиаторов могут иметь разную высоту, глубину и ширину.Трубчатые отопительные приборы представляют собой неразборные конструкции из вертикально расположенных изогнутых стальных трубок, соединяющих верхний и нижний коллекторы. Теплоотдача их зависит от высоты, количества рядов трубок (т. е. глубины) и ширины прибора.Панельные отопительные приборы. В панельных отопительных приборах нагревательным элементом является прямоугольная панель, нагреваемая циркулирующим внутри неё теплоносителем. Панель может быть изготовлена из стали, бетона и других теплопроводных материалов. (Хорошо известны стеновые бетонные отопительные панели тёплые стены, которые устанавливали в подъездах домов массовых серий в 60-70-х гг.) Приборы этого класса, как правило, имеют низкотемпературную нагревательную поверхность и преобладающую радиационную составляющую теплового потока (потолочные тепловые панели, системы настенного отопления, тёплые полы). Исключение составляют стальные панельные радиаторы, которые относятся к конвективному типу.Пластинчатые отопительные приборы представлены множеством видов, объединенных названием конвекторы. Нагревательным элементом этих обогревателей являются стальные или медные трубы, прямые или изогнутые, на которые насажены тонкие металлические пластины: гармошки, ребра или отрезки тонкостенных труб. Вся конструкция либо закрыта кожухом (у настенных и плинтусных моделей), декоративной решеткой (у моделей, встраиваемых в пол), либо открыта (ребристые трубы). Секционные, трубчатые и панельные приборы принято называть радиаторами, пластинчатые — конвекторами.

Секционные отопительные приборы

Секционные чугунные радиаторы Это самый древний вид приборов жидкостного отопления. Благодаря современным технологиям он переживает второе рождение. Большинство моделей имеют почти плоскую лицевую панель с закругленными углами. Для эстетов созданы модели, поверхность которых украшена рельефным орнаментом в стиле ретро. Объем секций уменьшен, т. к. уменьшено количество теплоносителя, что позволяет достаточно эффективно управлять теплоотдачей радиатора с помощью автоматики.У чугунных радиаторов самая высокая устойчивость к коррозии, загрязненности и агрессивным компонентам, содержащимся в воде циркулирующей в системе отопления.

Достоинством чугунных радиаторов является то, что до 70% теплового потока у них распределяется через излучение (радиацию) и только 30% через конвекцию. Большая доля радиационной составляющей обеспечивает более равномерный прогрев как нижней, так и верхней зон помещения. Современная медицина считает, что наиболее благоприятный для здоровья вид передачи тепловой энергии это — лучистый или радиационный.Большинство чугунных радиаторов рассчитано на рабочее давление до 9 атм, и испытательное до 15 атм. Исключение составляют белорусские марки 2К-60П-300/500, у которых эти значения декларируются заводом-изготовителем 12 атм и 18 атм соответственно.Недостатками чугунных радиаторов являются:

• большая масса — вес одной секции до 8 кг;
• значительная тепловая инерционность;
• трудности с удалением пыли из-за маленького зазора между секциями;
• шероховатая поверхность лицевых панелей;
• необходимость проиведения протяжки межсекционных соединений перед установкой, а также наличие острых углов, на что нужно обращать особое внимание, если в квартире есть маленькие дети.

Цена одной секции чугунного радиатора составляет от 5 до 25 евро и зависит от выбранной модели. Стоимость прибора мощностью 1 КВт — от 40 до 200 евро.Чугунные радиаторы смело можно устанавливать во всех зданиях, где:

• значение давления в системе отопления (рабочее и испытательное) не превышает указанного производителем;
• Дирекция Эксплуатации Зданий (ДЭЗы) не уделяют внимания качеству теплоносителя;
• летом из системы отопления надолго сливают воду, а также в тех случаях, если покупателю не нужна быстрая и точная регулировка температуры воздуха в комнате.

Секционные алюминиевые радиаторыЭтот наиболее молодой вид отопительных приборов является логическим приемником чугунных радиаторов, их изготовление ведется на современном технологическом уровне. Отлитые из алюминия, они обладают высокой теплоотдачей. Лицевая панель — идеально плоская поверхность, хорошо излучающая тепло. В верхней части секций имеются окошки, через которые выходит нагретый воздух, создавая интенсивный конвективный поток. Вес одной секции — около одного килограмма, емкость — около 0,25 л.

Благодаря этим качествам, алюминиевые радиаторы быстро нагревают помещение и быстро реагируют на изменение параметров регулирования. Алюминиевые радиаторы рассчитаны на широкий диапазон давлений. Для большинства моделей рабочее давление составляет 9 атм. Конвективная составляющая теплового потока у них сравнима с радиационной, что позволяет отнести их к конвективно-радиационному типу приборов.Однако, алюминиевые радиаторы чувствительны к химическому составу воды в системе отопления. Кислотность теплоносителя должна находиться в пределах рН=7–8. В процессе эксплуатации происходит активное выделение и накопление водорода в радиаторе и, если его не удалить, это может привести к разрушению радиатора. Производители алюминиевых радиаторов рекомендуют устанавливать на них автоматические газовыпускные устройства и учитывать их особенности при проектировании систем отопления. Опасны большие скачки давления, так называемые гидравлические удары, которые не редки в системах отопления типовых домов. Опасна для алюминиевых радиаторов и электрохимическая коррозия.С учетом названных свойств, алюминиевые радиаторы рекомендуется использовать в системах отопления домов, где осуществляется постоянный контроль химического состава воды, или где этот состав гарантированно неизменен. Алюминиевые радиаторы несвободны и от недостатка, присущего большинству секционных радиаторов, — трудности удаления пыли, скапливающейся между секциями в процессе эксплуатации.Стоимость одной секции алюминиевого радиатора — от 10 до 15 евро. Стоимость одного киловатта тепловой энергии 65–75 евро.Секционные биметаллические радиаторы

По внешнему виду они мало отличаются от алюминиевых, имеют все их достоинства, но практически лишены их недостатков. Конструкция их такова, что теплоноситель в них почти не контактирует с алюминием. Он движется по стальным трубкам, которые в свою очередь передают тепло алюминиевым панелям, а те нагревают окружающий воздух. Вес одной секции на 50–60% больше алюминиевой, но теплоотдача не меньше. Рабочее и испытательное давление у биметаллических радиаторов самое высокое из
всех классов приборов водяного отопления, и у некоторых моделей достигают 30 атм и 45 атм соответственно. Соотношение радиационной и конвекционной составляющих теплового потока такое же, как у алюминиевых.Радиаторы этого типа могут устанавливаться в различных системах отопления без ограничения давления. Качество воды не имеет для них
такого важного значения, как для алюминиевых. Правда, повышенное содержание в воде кислорода, безусловно, способствует развитию коррозии в стальных трубках радиаторов. Эта опасность, впрочем, одинаково серьезна для всех типов радиаторов, кроме чугунных.К минусам радиаторов этого типа следует отнести трудности, связанные с удалением пыли из межсекционного пространства.Стоимость одной секции биметаллических радиаторов — от 17 до 85 евро за 1 кВт тепловой мощности.Секционные стальные трубчатые радиаторыРадиаторы этого вида собираются из отдельных нагревательных элементов изготовленных из стали и имеющих вид вертикальных труб. По
теплотехническим показателям они близки к трубчатым стальным радиаторам.

Трубчатые отопительные приборы

Трубчатые стальные радиаторы

Трубчатые радиаторы имеют высоту от 0,3 м до 3 м, количество рядов трубок от 1 до 6. Толщина стенок трубок от 1 до 1,5 мм у импортных моделей, и до 2 мм у российских. Они достаточно надежны. Рабочее и испытательное давление у них соответственно 10 атм и 15 атм для импортных моделей, и 15 атм и 22,5 атм для российской марки РС. Трубчатые радиаторы быстро реагируют на команды автоматических терморегуляторов, т. к. содержат относительно малый объем теплоносителя. Радиационная составляющая теплового потока преобладает над конвекционной, обеспечивая более равномерный по высоте прогрев помещений. Радиаторы, благодаря своей форме, не задерживают и не накапливают пыль, легко моются. Эти свойства делают их самыми гигиеничными отопительными приборами. Плавный изгиб трубок, отсутствие острых углов обеспечивают травмобезопасность этих радиаторов.Недостатком трубчатых радиаторов иностранного производства является небольшая толщина стенок трубок — не более 1,5 мм, и отсутствие внутреннего защитного покрытия у большинства моделей. Эти обстоятельства увеличивают опасность быстрой коррозии стали. Российские радиаторы марки РС, имеющие внутреннее полиуретановое покрытие и увеличенную толщину стенок, свободны от этого недостатка.Цены трубчатых радиаторов 130–150 евро за 1 кВт тепловой мощности.Полотенцесушители и дизайн — радиаторыПолотенцесушители являются разновидностью трубчатых отопительных приборов. Они устанавливаются в ванных комнатах и предназначены для дополнительного обогрева и сушки небольшого количества белья. В подавляющем большинстве городских домов, подключение полотенцесушителей технически возможно только к системе горячего водоснабжения (ГВС). Однако, вода, циркулирующая в системе ГВС, насыщена кислородом, поглощённым из воздуха. Кислород в сочетании с горячей водой вызывает интенсивную коррозию внутренней поверхности стальных труб, если они не имеют специального защитного покрытия.(Поэтому систему ГВС всегда монтируют из оцинкованных труб). Кроме того, наличие в горячей воде кальция, железа и разного рода других примесей приводит к постепенному зарастанию полотенцесушителей этими
отложениями. Эти обстоятельства должны приниматься во внимание при выборе полотенцесушителя.В настоящее время, на рынке отопительных приборов представлено большое количество моделей полотенцесушителей, как импортных, так и российских. Мы хотим сориентировать вас в этом множестве и помочь сделать правильный выбор.Импортные полотенцесушители в большинстве своём изготовлены из тонкостенной, так называемой чёрной стали, и не имеют внутреннего антикоррозионного покрытия. Вызвано это тем, что в странах Западной Европы полотенцесушители включают не в системы ГВС, а в системы отопления, в которых циркулирует специально подготовленный теплоноситель, лишенный воздуха. В таких условиях эти полотенцесушители служат десятилетиями. Никаких проблем они не создадут и российским
потребителям, если будут установлены в домах с индивидуальными тепловыми пунктами и будут встроены в систему отопления. Когда же эти полотенцесушители подключают к системам ГВС, они выходят из строя в срок от 1,5 месяцев до 1,5 лет. Поэтому, если Вы вынуждены подключать полотенцесушитель к системе горячего водоснабжения, то и выбирать следует те модели, которые созданы для эксплуатации в этих условиях.Таких приборов существует достаточно много. По внешнему виду их можно разделить на две группы:

• полотенцесушители М-образные и П-образные, с теплоотдачей до 500 Вт;
• дизайн-радиаторы — изделия типа лесенка самых разнообразных форм, с теплоотдачей от 600 Вт до 2000 Вт.

Полотенцесушители первой группы изготавливают из толстостенной чёрной, оцинкованной или нержавеющей стали и сантехнической латуни.
Изделия из стали не создают никаких проблем потребителям, разве только через 7–10 лет эксплуатации у них уменьшится внутренний диаметр из-за твёрдых отложений на стенках.Полотенцесушители из латуни подвержены, так называемому абразивному износу, т. е. истончению стенок в местах крутых изгибов труб под воздействием твёрдых частиц, взвешенных в воде. Поэтому их использование лучше ограничить автономными системами отопления. Все приборы этой группы отличаются простотой установки, высокой надёжностью (кроме латунных) и доступной ценой.Полотенцесушители второй группы — дизайн-радиаторы, характерны чрезвычайным разнообразием дизайнерских решений. Они представлены как отечественными производителями, так и теми иностранными, которые пытаются адаптировать свои изделия к российским условиям эксплуатации. По технологическим решениям дизайн-радиаторы можно разделить на четыре вида:

• приборы из нержавеющей стали;
• приборы из черной стали с внутренним антикоррозийным покрытием;
• приборы из цветных металлов (латунь, медь, алюминий);
• приборы из черной стали с теплообменником (двухконтурные).

Полотенцесушители из нержавеющей стали показали наиболее высокую износостойкость в реальных условиях эксплуатации.
Дизайнерские и конструкторские решения отечественных производителей зачастую не уступают европейским. При этом цены отечественных приборов из нержавеющей стали зачастую не выше цен на приборы из черной стали, чего не скажешь о зарубежных. Полотенцесушители выпускаются окрашенными, полированными или хромированными. Окрашенные полотенцесушители представлены широкой цветовой гаммой и имеют наиболее низкую цену. Полированные — имеют высокое качество поверхности, но более высокую цену.Полотенцесушители из цветных металлов, как отечественного, так и зарубежного производства присутствуют на российском рынке
в большом ассортименте. Однако, агрессивная высокотемпературная вода в системе ГВС и наличие металлов — антагонистов в одной системе (медь, алюминий, сталь и др.) могут привести к значительному сокращению срока службы этих изделий.Полотенцесушители из черной стали с внутренней антикоррозионной обработкой представлены на российском рынке компаниями КЗТО, Zehnder и другими. Наблюдения за этой продукцией в течение нескольких лет не показали устойчивой надежности этих изделий в реальных условиях эксплуатации в России. Предпринятые ранее попытки их антикоррозионной защиты, например, фирмой Kermi (Германия) также не дали хороших результатов.Полотенцесушители этих трех видов при эксплуатации в системе ГВС имеют один общий недостаток: внутреннее сечение трубок приборов постепенно уменьшается, вплоть до полного перекрытия. Это вызвано выпадением в твердый осадок различных примесей, растворенных в воде.Полотенцесушители с теплообменником (двухконтурные) свободны от недостатков, свойственных предыдущим видам. Достигается это, как видно из названия, разведением теплоносителя по двум независимым контурам. Один контур, первичный, соединяется с системой ГВС, а второй контур образуется трубками полотенцесушителя. Тепло от первого контура через теплообменник передается второму контуру, который оказывается защищенным от всех неблагоприятных воздействия системы ГВС — высокого давления, агрессивной воды, высокой температуры. Приборы этого вида представлены компаниями Arbonia и КЗТО, и имеют теплообменник, встроенный в конструкцию прибора. При этом, правда, возникает необходимость обеспечить большой перепад давления, что связанно с усложнением монтажа прибора. Эта проблема полностью снята в изделиях, известных под маркой Kermi-ТВЕК. Здесь теплообменник отделен от полотенцесушителя и устанавливается
непосредственно на стояке ГВС, что позволяет обеспечить хорошую циркуляцию теплоносителя в приборе и, следовательно, его хорошую теплоотдачу. Другим достоинством этого вида изделия является возможность подключения к теплообменнику любого полотенцесушителя с теплоотдачей до 600 Вт. При использовании же маломощного циркуляционного насоса подключить можно будет любой полотенцесушитель мощностью до 2-х кВт, и выбор его модели будет определяется только желанием и возможностями покупателя.

Радиаторы-скамейки

Эти приборы представляют собой оригинальный вариант трубчатых
стальных радиаторов. Они устанавливаются на полу на четырех опорах
и подключаются к системе отопления как обычные радиаторы. Сверху
располагается деревянная панель, служащая сиденьем. Приборы имеют
тепловую мощность 2 кВт и могут являться основным отопительным прибором
на кухне, в ванной или в предбаннике, создавая дополнительный комфорт
для любителей тепла.

Панельные отопительные приборы

Само
название прибора дает представление о внешнем виде — прямоугольной
панели. Панель является и основным нагревательным элементом прибора.
Она состоит из двух сваренных между собой стальных листов
с вертикальными каналами, в полости которых циркулирует теплоноситель.
Для увеличения теплоотдачи к тыльной стороне панели приварены стальные П-образные рёбра-гармошки, призванные увеличить площадь нагреваемой поверхности. Приборы могут состоять из 1, 2 или 3-х панелей, соединённых параллельно и закрытых сверху и с боков декоративными планками.Панели бывают различной высоты и ширины, что позволяет создать
прибор любой тепловой мощности. Вес приборов относительно невелик.
Тепловая инерционность их незначительна, поэтому они быстро реагируют
на смену температуры.Панельные радиаторы имеют развитую нагреваемую поверхность. Это
вызывает интенсивное движение горячего воздуха через них. Доля
теплового потока, передаваемая через конвекцию, достигает 75%, что
позволяет относить эти приборы к типу конвекторов. Приборы выпускаются
высотой от 300 до 900 мм, длиной до 3000 мм, глубиной от 60 до 165 мм.
Поверхность покрыта белой эмалью. Панельные радиаторы рассчитаны на
рабочее давление 6–8 атм и испытательное до 13 атм.К недостаткам панельных стальных радиаторов следует отнести
небольшое рабочее давление, на которое они рассчитаны, чувствительность
к гидравлическим ударам, незащищённость внутренней поверхности от
коррозионного воздействия воды. Эти свойства ограничивают сферу их
применения автономными системами отопления с хорошей водоподготовкой.
Кроме того, тыльные поверхности приборов труднодоступны для удаления
пыли.Цена приборов в расчёте на 1 кВт тепловой мощности — от 60 евро.

Потолочные тепловые панели

Как следует из названия, потолочные тепловые панели располагаются
горизонтально в верхней части помещений. Они представляют собой
стальные листы, нагреваемые приваренными к ним трубами с циркулирующим
теплоносителем температурой от 40 до 140°С. При этом достигается
достаточно большая величина теплового излучения, направленного вниз.
При таком панельно-радиационном отоплении, благодаря
повышению температуры поверхностей, которые становятся вторичными
излучателями, в помещении создаётся обстановка, благоприятная для
здоровья человека. В помещении устанавливается равномерное по объёму
распределение тепла. Низкая тепловая инерционность таких излучателей
обеспечивает короткое время прогрева предметов, находящихся
в помещении. Потолочные тепловые панели используются, главным образом,
для обогрева помещений с большой высотой потолков, от 3–4 до
10–20 метров. При этом достигается экономия 25–30% энергии, по
сравнению с приборами, нагревающими воздух. Бытовое применение
потолочных тепловых панелей пока незначительно.

Тёплые водяные полы

Несмотря
на несхожесть внешнего вида панельного стального радиатора и системы
тёплый пол, принцип передачи тепла — через нагретую теплопроводную
поверхность, позволяет отнести тёплые полы к панельным отопительным
приборам. Правильно выполненный тёплый пол представляет собой
изолированную с боков и снизу монолитную бетонную панель, нагреваемую
изнутри теплоносителем, циркулирующим по системе изогнутых труб. Так
как, нагреваемая поверхность панели расположена горизонтально, а её
температура не превышает 30–35°С, почти вся тепловая энергия передаётся
излучением. Это позволяет относить системы тёплый пол к приборам
радиационного типа.Достоинством этого вида панельных отопительных приборов является
равномерное распределение тепла по всему объёму помещения.
Использование теплоносителя с пониженной температурой заметно уменьшает
расход энергии на отопление без снижения комфортности. Недостатком
является большая инерционность тёплых полов, и, как следствие,
ограниченные возможности быстрого регулирования температуры воздуха
в помещении.

Пластинчатые отопительные приборы

Традиционно этот класс приборов называют конвекторами. В России,
благодаря простоте и дешевизне его производства, это самый
распространённый нагревательный прибор. Большинство современных
многоэтажных зданий оборудовано стальными конвекторами. Они имеют очень
высокую надёжность, случаи их прорывов или протечек не отмечены. Не
смотря на то, что конвекторы рассчитаны на высокую температуру
теплоносителя, о них нельзя обжечься, так как они закрыты кожухом,
температура поверхности которого не превышает 40°С. Доля тепла,
отдаваемая конвекцией, достигает 95%. Это позволяет создавать
интенсивный вертикальный поток нагретого воздуха — тепловую завесу,
которая поднимается на значительную высоту. Если конвекторы
последовательно соединить в протяженную конструкцию и разместить
у основания остекленной стены, то, благодаря тепловой завесе,
запотевание стекол будет исключено. (Таким же способом можно отопить
утепленный балкон.) Тепловая инерционность конвекторов минимальна,
поэтому нагреваются и остывают они очень быстро.Однако, несмотря на перечисленные достоинства конвекторов,
в последние годы происходит их массовая замена на приборы других видов.
Это пример того, как недостатки становятся продолжением достоинств.
Дешевизна производства породила убогий внешний вид, простота
конструкции — низкую теплоотдачу, которая на 35–40% ниже, чем,
к примеру, у чугунных радиаторов. Большая интенсивность конвекции
приводит к неравномерному нагреву помещения по высоте: под потолком —
перегрев, у пола — значительно прохладнее. Увлекаемая воздушными
потоками с пола, пыль оседает на пластинах, что приводит к уменьшению
теплоотдачи.Для того, чтобы максимально использовать достоинства приборов этого
класса и избавиться от недостатков, производители разрабатывают все
новые и новые модели конвекторов. Современные модели отличаются
разнообразием дизайна, конструктивных решений и сфер применения.
Нагревательные элементы изготавливают, как правило, из медных трубок,
на которые припаяны или наварены тонкие алюминиевые или медные пластины
(существуют и другие технологии их насадки). Большинство видов
конвекторов устанавливают в традиционных местах — под окнами и крепят
к стене.Настенные конвекторы отличаются высокой
теплоотдачей, имеют разнообразные по размерам и дизайну кожуха. Очень
малая тепловая инерционность обеспечивает эффективное управление
теплоотдачей. Поэтому конвекторы часто оснащают автоматическими
терморегуляторами.

Способность конвекторов создавать эффективную тепловую завесу
используют для обогрева больших витражей, высоких вестибюлей, холлов,
лестничных пролетов. Конвекторы удобны для обогрева зимних садов, бассейнов, утепленных лоджий. Для реализации этих задач созданы линейные или плинтусные конвекторы.
Крепить их можно к полу или стенам. Высота их может быть от 200 мм,
а декоративные панели, в том числе из ценных пород дерева, выглядят как
плинтус.В некоторых случаях, ставится задача защитить от конденсата окно, начинающееся от пола . Для этих целей разработаны конвекторы, встраиваемые в пол.
Нагревательный элемент у них находится в металлическом коробе, закрытом
декоративной решеткой. Теплоотдача таких конвекторов, правда, невелика,
но зато они монтируются заподлицо с полом и могут предотвратить
запотевание окон высотой до 3-х метров.Для обогрева гаражей, подсобных помещений, длинных коридоров очень удобны ребристые трубы. Они могут быть закрыты декоративными панелями и при высоте до 120 мм будут почти неотличимы от плинтусов.Существуют конвекторы, у которых вместо пластин встроены
тонкостенные трубки. Такие приборы, кроме оригинального внешнего вида,
более гигиеничны, так как легко очищаются от пыли.Представляют интерес приборы, сочетающие в себе качества трубчатых радиаторов и конвекторов — трубчатые конвекторы-радиаторы.По конструкции они сходны с трубчатыми радиаторами, но каждая трубка
имеет двойную стенку и в поперечном сечении похожа на бублик.
Теплоноситель движется между стенками, а нагреваемый им воздух — по
центральному отверстию бублика, создавая усиленный конвективный поток.
Нагретая наружная стенка трубки проводит тепло методом излучения.
Теплоотдача таких приборов выше, чем у пластинчатых конвекторов,
а равномерность прогрева помещения по высоте — лучше. Такие приборы
гигиеничны и имеют красивый внешний вид.Как правило, конвекторы рассчитаны на рабочее давление 15–16 атм,
а испытательное — 22,5–24 атм. Есть модели, выдерживающие давления 25 и
37,5 атм соответственно. Недостатком большинства конвекторов является
трудность очистки их пластин от пыли. Если нагреватель прибора
изготовлен из медных трубок, нужно обратить внимание на совместимость
меди с металлами действующей системы отопления. Наличие в ней,
например, алюминия может привести к электрохимической коррозии трубок.Выбирая в качестве отопительных приборов конвекторы, помните, что
наиболее эффективны они в тех случаях, когда нужно создать тепловую
завесу: в высоких помещениях с холодными стенами или витражами,
в служебных или подсобных помещениях, в коридорах и вестибюлях.Если это — спальни, детские или другие комнаты с требованием
повышенного комфорта, лучше использовать приборы других классов, так
как конвекторы неравномерно прогревают помещение по высоте, особенно,
если высота потолка более З-х метров.Цена конвекторов — от 20 до 500 евро за 1 кВт тепловой мощности.

Часть 2. Отопительные приборы для городской квартиры.

Выбор типа и класса прибора

Вы хотите заменить надоевшие или морально устаревшие отопительные
приборы в городской квартире, но не знаете с чего начать? Начните
с того, что узнайте в ДЭЗе основные характеристики системы отопления
вашего дома:

• какая котельная, центральная или индивидуальная, снабжает теплом ваш дом;
• какова величина рабочего давления в системе отопления;
• какова величина испытательного давления;
• какой тип системы отопления — однотрубная или двухтрубная;
• каков диаметр подводящих труб к существующим приборам;
• какая температура воды в системе отопления.

Если вам понравились алюминиевые радиаторы — постарайтесь узнать
показатель кислотности воды в системе отопления. Он должен находиться
в пределах pН = 7–8. Как правило, в ДЭЗе этими сведениями не
располагают, но проявив настойчивость, можно определить этот показатель
самим, добыв из системы пробу воды. С помощью теста на рН, который
можно купить, например, в зоомагазинах, Вы без труда определите этот
показатель.Поскольку любой класс отопительных приборов с теми или иными
ограничениями может использоваться в городских квартирах, откройте
страничку того класса приборов, который вам особенно понравился.
Внимательно просмотрите всю информацию о нем. Сразу откажитесь от
приборов, значение рабочего давления которых меньше, чем в вашем доме,
а испытательного меньше, чем в 1,5 раза от рабочего давления. Потом
откажитесь от приборов, которые не рекомендованы к установке в домах
городской застройки по другим причинам. Из оставшегося множества Вы
можете продолжить выбор прибора исходя из дизайна, гигиеничности,
травмобезопасности, инерционности регулировки, и, конечно, цены.Выбор параметров (характеристик) приборовИтак, Вы остановили свой выбор на приборе определенного вида. Далее,
необходимо подобрать прибор с параметрами, удовлетворяющими конкретным
требованиям его эксплуатации. Главным из них является тепловая мощность
(или теплоотдача), то есть количество тепла, отдаваемое прибором
в окружающее пространство в единицу времени, выражаемое в ваттах.Следовательно, необходимо, определить тепловую мощность, достаточную
для обогрева комнаты определенной площади. Практика показывает, что
в климатическом поясе средней полосы для обогрева комнаты с высотой
потолка до 3-х метров, с одним окном и одной наружной
стеной, в стандартном панельном доме достаточно 100 Вт для обогрева
1 кв. м площади. Умножив площадь комнаты на 100 Вт, получим величину
тепловой мощности, достаточную для ее обогрева. Эту мощность
отопительный прибор (или несколько приборов) и должен передать
в обогреваемое помещение. Однако, могут существовать факторы, которые
потребуют увеличить ее:

• в комнате 1 окно и 2 наружные стены — мощность надо увеличить на 20%;
• в комнате 2 окна и 2 наружные стены — на 30%;
• окно выходит на север и северо-восток — на 10%;
• прибор расположен в глубокой открытой нише — на 5%;
• прибор закрыт сплошной панелью с двумя горизонтальными щелями — на 15%;
• в вашем доме температура воды в системе отопления всегда ниже
  нормативной. По информации ДЭЗа компенсировать этот недостаток можно
  выбором радиатора с большей теплоотдачей.

Если присутствуют сразу несколько этих факторов — проценты
складывают, и получают окончательную величину мощности приборов. Более
точный расчет должен учитывать толщину и материал стен, конструкцию
окон, количество людей в помещении и т. д. Его могут сделать только
специалисты. Проведенный же расчет
дает несколько завышенные результаты, что впрочем, приводит только
к повышению комфортности (лишнее тепло можно убрать с помощью
регулирующей арматуры).Следующий этап — подбор габаритов прибора. Они определяются местом
его установки. Как правило, отопительные приборы располагаются под
окнами. Зазор между низом прибора и поверхностью пола должен быть не
меньше 60 мм, между верхом и подоконником — не меньше 100 мм. Эти
размеры определяют допустимую высоту прибора.Желательно, чтобы ширина радиатора, расположенного под окном была не
менее 50–75% от ширины проема. Если этот размер меньше, поток теплого
воздуха от радиатора не создаст тепловой завесы на всю ширину окна
и потоки холодного воздуха от окна будут опускаться по обеим сторонам
прибора в помещение.Определив высоту прибора и зная его тепловую мощность, по каталогу
находят наиболее подходящую по мощности модель прибора (или количество
секций для секционных радиаторов), приоритет при этом отдается прибору
с большей мощностью. Выбрав модель (или количество секций) однозначно
определяют ширину прибора.Может статься, что ширина прибора, определенная таким способом,
будет заметно меньше рекомендованных 50–75% ширины окна. Тогда надо
подбирать модель радиатора с меньшей высотой.Помните, чем ниже и шире отопительный прибор, тем равномернее
температура помещения и лучше прогревается весь объем воздуха. Прибор,
стоящий в нише, ширина которой превышает ширину прибора меньше, чем на
200 мм, подбирается с большей глубиной, альтернативой ему будут приборы
другого вида или класса.Схемы подключения приборов После того, как выбраны класс, вид и модели отопительных приборов
необходимо определить, как эти приборы будут подключаться
к отопительной сети вашего дома. Существуют две основные системы
отопления: однотрубная и двухтрубная. В большинстве типовых
многоквартирных домов России система — однотрубная.Однотрубная система. Принцип действия ее таков: теплоноситель
(вода) по одной трубе (стояку) подаётся наверх здания, а по другой
опускается вниз, последовательно проходя через все отопительные
приборы, установленные на этажах. Чем ниже этаж, тем холоднее
становится вода, поступающая в прибор. Какая-либо
регулировка прибора при этом невозможна, т. к. всякое изменение сечения
прохода воды приводит к уменьшению ее потока во всем стояке.

а — однотрубная система; б — однотрубная система,стандартное подключение подключение с перемычкойв — двухтрубная система; г — двухтрубная система,стандартное подключение рекомендуемое подключение.1 — подающий стояк, 2 — радиатор, 3 — терморегулятор (ручной или
автоматический), 4 — вентиль нижний, 5 — воздухоотводчик (ручной или
автоматический) 6 — перемычка, 7 — обратный стояк, 8 — заглушка.Если вы устанавливаете новый отопительный прибор, то неразумно
отказываться от возможности его регулировки. Для этого нужно изменить
схему подключения прибора. Достигается это с помощью установки
перемычки и запорно-регулировочной арматуры (рис. 1, б).
(Перемычка — это отрезок трубы, установленной между прямой и обратной
подводками прибора, диаметр которой, меньше диаметра подводки на один
калибр.) Когда терморегулятор 3 (рис 1, б) изменяет количество
теплоносителя, поступающего в прибор, его избыточная часть через
перемычку возвращается в стояк, не влияя на работу других приборов на
стояке. При этом изменяется температура поверхности радиатора и,
следовательно, температура воздуха в помещении. Такая схема подключения
позволяет так же легко демонтировать прибор, перекрыв вентили 3 и 4.Двухтрубная система. В этой системе теплоноситель подаётся по
одной трубе (подающий стояк), а отводится по другой (обратный стояк).
Отопительные приборы подключаются к стоякам параллельно (рис. 1; б, г).
Поэтому температура теплоносителя, входящего в приборы на всех этажах
здания, одинакова. Такая схема отопления существует в малоэтажных
зданиях старой постройки и в современных элитных домах. В двухтрубной
системе отопления регулировать поступление теплоносителя в прибор
можно, установив терморегулятор 3 (рис. 1, г) на подводящей трубе
(верхней подводке). Таким образом, схема подключения прибора к вашей
отопительной системе определяется типом этой системы.

Часть 3. Установка радиатора отопления.

Комплектация, запорная и терморегулирующая арматура

От
того, какая схема подключения прибора выбрана, зависит его комплектация
дополнительными аксессуарами. Как правило, диаметр труб подводок, т. е.
труб, подходящих к приборам, — 1/2 и 3/4 дюйма (бывает и другой — это
вы должны выяснить заранее). Диаметр входных отверстий коллекторов
радиаторов тоже бывает различным у разных моделей (от 1/2 дюйма, до 1 ¼
дюйма). Для перехода с диаметра подводящей трубы на диаметр коллектора
применяются переходные муфты (переходники). Для выпуска воздуха из
радиатора устанавливается воздухоотводчик 5 (рис 1; б, г). Свободное
отверстие коллектора закрывают заглушкой 8 (рис 1; б, в, г). И,
наконец, для установки прибора на стене используются кронштейны. Все
эти предметы являются обязательными для любого радиатора и входят
в базовую комплектацию прибора. Если Вы покупаете секционный радиатор,
то при подборе базовой комплектации имеет значение справа или слева от
стояка устанавливается прибор. От этого зависит вид резьбы заглушек
и переходников. Помощь в их выборе должен оказать продавец.

	Рис. 1. Однотрубная система отопления.
	Рис. 2. Двухтрубная система отопления.

Кроме деталей базовой комплектации для обеспечения работы прибора
вам понадобится запорная и терморегулирующая арматура. Для установки
прибора в однотрубной системе нужно приобрести перемычку 6 (рис. 1, б).
Её высота должна соответствовать межцентровому расстоянию прибора.
Перемычку может изготовить слесарь при монтаже прибора (правда,
выглядеть она будет менее эстетично). И для однотрубной, и для
двухтрубной системы понадобится ручной терморегулятор 3, (рис. 1 б,
и г). Он также называется радиаторный кран.

Вентили RBM угловой верхний, RBM угловой нижний

С
его помощью можно осуществлять плавную регулировку подачи теплоносителя
в радиатор. Его использование исключает возникновение гидравлического
удара при заполнении водой пустого радиатора. Не следует вместо
радиаторного крана ставить шаровой кран. Он создан для работы в двух
режимах — полностью закрыт или полностью открыт. Промежуточная
регулировка шаровым краном малоэффективна. На нижнюю (обратную)
подводку установка шарового крана допустима.И радиаторные и шаровые краны должны быть с накидной гайкой (так называемой американкой).Это позволит при полностью закрытых кранах 3 и 4 отсоединять прибор
от сети для замены, очистки, профилактики или при проведении ремонтных
работ. Дополнительное удобство даст установка на обратной подводке
запорного клапана со сливным краном (например, RLV-15). Он позволяет перед тем, как демонтировать радиатор, слить из него воду в какую-либо ёмкость, не рискуя залить паркет.Обеспечить повышенный комфорт поможет установка автоматического
терморегулятора с термостатом. Он устанавливается на подающей подводки
вместо ручного терморегулятора и, после соответствующей настройки,
будет поддерживать в помещении постоянную температуру. Следует знать,
что в однотрубных и двухтрубных системах используются различные модели
терморегуляторов.В продаже имеются отопительные приборы, в которых терморегулятор
является частью конструкции прибора. Это — некоторые модели панельных
радиаторов и конвекторов.Иногда продавцы или монтажники для упрощения монтажа предлагают
использовать металлопластиковые трубы. Если Ваш дом отапливается
центральной котельной, и следовательно, имеет высокую температуру
теплоносителя при высоком давлении, соглашаться на это не следует.
Несмотря на то, что такие трубы могут работать при температуре до 95°С
и давлениях 16–20 атм, их ресурс (долговечность) при одновременном
действии этих факторов существенно уменьшается. В типовых многоэтажных
домах монтаж отопительных приборов следует производить стальными
трубами.

Часть 4. Условия безопасной эксплуатации и профилактическое обслуживание отопительных приборов

Мы не даём инструкций по монтажу отопительных приборов.
Квалифицированный специалист, имеющий лицензию на производство работ
в системах отопления должен знать, как правильно произвести монтаж.
Он же должен нести ответственность за его соответствие СниП
(Строительные нормы и правила).Однако, эксплуатация прибора — это зона Вашей ответственности. Вы
хотите, чтобы отопительный прибор служил долго и не доставлял Вам
неприятностей? Это несложно.Если вы устанавливаете чугунные радиаторы,
потребуйте от монтажников перед их установкой произвести протяжку
межсекционных соединений, после этого необходимо произвести их
опрессовку испытательным давлением с помощью ручного опрессовщика,
который обязательно должен быть у монтажников. Принимайте работу только
тогда, когда прибор будет заполнен водой, из него будет удалён воздух,
а места всех соединений будут герметичными.Эти требования, кроме протяжки соединений, относятся ко всем классам
отопительных приборов, которые устанавливают в городских квартирах.Если у вас установлены алюминиевые секционные радиаторы,
на них должны стоять автоматические воздухоотводчики для удаления
водорода, который может скопиться в результате электрохимических
процессов.Радиаторы в летнее время отключения отопления.В городских системах отопления летом часто сливают воду и оставляют
систему незаполненной. В результате — внутренние поверхности
большинства радиаторов, (кроме чугунных) подвергаются усиленной
коррозии. Для профилактики этих процессов, по окончании отопительного
сезона рекомендуется полностью закрыть вентили, на прямой и обратной
подводках радиатора и открыть воздухоотводчик. Тогда вода будет
постоянно находиться в радиаторе, а избыточное давление, которое может
возникнуть в результате теплового расширения будет стравлено через
воздухоотводчик. С наступлением отопительного сезона нужно будет
открыть вентили и закрыть воздухооводчик.Один раз в два года радиаторы (кроме чугунных) рекомендуется промывать.
Для этого необходимо закрыть верхний и нижний вентили и открыть
воздухоотводчик. Если нет сливного крана — осторожно отвинтить заглушку
и слить воду в какую-либо ёмкость. После этого развинтить
разъёмные соединения и снять радиатор с кронштейнов. Промывать сильной
струёй воды с помощью шланга, надетого на водопроводный кран.
Одновременно можно удалить и пыль, накопившуюся на ребрах прибора.
Разумеется, эту работу лучше Вас сделает специалист-сантехник. С помощью таких, не слишком сложных процедур, срок службы Ваших радиаторов будет значительно продлен.

Температура в коробке считается совершенно так же, просто в цепочку добавляются дополнительные сопротивления — стенок, прослойки воздуха в корпусе, перехода стенка-атмосфера…

Эффективная поверхность рассеивания чугунного радиатора

Все электронные компоненты выделяют тепло, поэтому умение рассчитывать радиаторы так, чтобы не пролетать в прикидках на пару порядков очень полезно любому электронщику.Тепловые расчеты очень просты и имеют очень много общего с расчетами электронных схем. Вот, посмотрите на обычную задачу теплового расчета, с которой я только что столкнулся

Задача

Нужно выбрать радиатор для 5-вольтового линейного стабилизатора, который питается от 12вольт максимум и выдает 0.5А. Максимальная выделяемая мощность получается (12-5)*0.5 = 3.5Вт

Погружение в теорию

Для того, чтобы не плодить сущностей, люди почесали тыковку и поняли, что тепло очень похоже на электрической ток, и для тепловых расчетов можно использовать обычный закон Ома, толькоВ итоге, закон Ома заменяется на свой тепловой аналог:

Небольшой замечание – для того, чтобы обозначить, что имеется ввиду тепловое (а не электрическое) сопротивление, к букве R, дописывают букву тэта:на клавиатуре у меня такой буквы нет, а копировать из таблицы символов лень, поэтому я буду пользоваться просто буквой R.

Продолжаем

Тепло выделяется в кристалле стабилизатора, а наша цель – не допустить его перегрева (не допустить перегрева именно кристалла, а не корпуса, это важно!).До какой температуры можно нагревать кристалл, написано в даташите:

Обычно, предельную температуру кристалла называют Tj (j = junction = переход – термочувствительные внутренности микросхем в основном состоят из pn переходов. Можно считать, что температура переходов равна температуре кристалла)

Без радиатора

Попробуем рассчитать, до какой температуры нагреется кристалл, если не ставить радиатор.

Тепловая схема выглядит очень просто:Специально для случаев использования корпуса без радиатора, в даташитах пишут тепловое сопротивление кристалл-атмосфера (Rj-a) (что такое j вы уже в курсе, a = ambient = окружающая среда)Заметьте, что температура “земли” не нулевая, а равняется температуре окружающего воздуха (Ta). Температура воздуха зависит от того, в каких условиях находится радиатор Если стоит на открытом воздухе, то можно положить Ta = 40 °C, а вот, если в закрытой коробке, то температура может быть значительно выше!Записываем тепловой закон Ома: Tj = P*Rj-a + Ta. Подставляем P = 3.5, Rj-a = 65, получаем Tj = 227.5 + 40 = 267.5 °C. Многовато, однако!

Цепляем радиатор

Тепловая схема нашего примера со стабилизатором на радиаторе становится вот такой:

Rj-c – сопротивление от кристалла до теплоотвода корпуса (c = case = корпус ). Дается в даташите. В нашем случае – 5 °C/Вт – из даташита

Rc-r – сопротивление корпус-радиатор. Тут не все так просто. Это сопротивление зависит от того, что находится между корпусом и радиатором. К примеру, силиконовая прокладка имеет коэффициент теплопроводности 1-2 Вт/(м*°C), а паста КПТ-8 – 0.75Вт/(м*°C). Тепловое сопротивление можно получить из коэффициента теплопроводности по формуле:R = толщина прокладки/(коэффициент теплопроводности * площадь одной стороны прокладки)Часто Rc-r вообще можно игнорировать. К примеру, в нашем случае (используем корпус TO220, с пастой КПТ-8, средняя глубина пасты, взятая с потолка – 0.05мм). Итого, Rc-r = 0.5 °C/Вт. При мощности 3.5вт, разница температур корпуса стабилизатора и радиатора — 1.75градуса. Это – не много. Для нашего примера, возьмем Rc-r = 2 °C/ВтПодставляем все эти данные в закон Ома, и получаем Tj = 3.5*(5+2+12.5) + 40 = 108.25 °CЭто значительно меньше, чем предельные 150 °C. Такой радиатор можно использовать. При этом, корпус радиатора будет греться до Tc = 3.5*12.5 + 40 = 83.75 °C. Такая температура уже способна размягчить некоторые пластики, поэтому нужно быть осторожным.

Измерение сопротивления радиатор-атмосфера.

Скорее-всего, у вас уже валяется куча радиаторов, которые можно задействовать. Тепловое сопротивление измеряется очень легко. Это этого нужно сопротивление и источник питания.Лепим сопротивление на радиатор, используя термопасту:

Подключаем источник питания, и выставляем напряжение так, чтобы на сопротивлении выделялась некая мощность. Лучше, конечно, нагревать радиатор той мощностью, которую он будет рассеивать в конечном устройстве (и в том положении, в котором он будет находиться, это важно!). Я обычно оставляю такую конструкцию на пол часа, чтобы она хорошо прогрелась.После того, как измерили температуру, можно рассчитать тепловое сопротивлениеRr-a = (T-Ta)/P. К примеру, у меня радиатор нагрелся до 81 градуса, а температура воздуха – 31 градус. таким образом, Rr-a = 50/4 = 12.5 °C/Вт.

Прикидка площади радиатора

В древнем справочнике радиолюбителя приводился график, по которому можно прикинуть площадь радиатора. Вот он:

Работать с ним очень просто. Выбираем перегрев, который хочется получить и смотрим, какая площадь соответствует необходимой мощности при таком перегреве.К примеру, при мощности 4вт и перегреве 20 градусов, понадобится 250см^2 радиатора. Этот график дает завышенную оценку площади, и не учитывает кучу факторов как то принудительный обдув, геометрия ребер, итп.> если в закрытой коробке, то температура может быть значительно выше!Температура в коробке считается совершенно так же, просто в цепочку добавляются дополнительные сопротивления — стенок, прослойки воздуха в корпусе, перехода стенка-атмосфера…Елси коробка находится на прямом солнечном свету, то ГОСТ 15150 (который про климатические исполнения) рекомендует к температуре окружающей среды тупо прибавить 15 градусов , если оболочка имеет белый или серебристо-белый цвет, и 30 градусов при любом другом.Впрочем, нагрев солнцем тоже можно учесть, зная поглощающую способность поверхности и энергию солнечного излучения.BSVi Reply:
23 августа, 2010 at 15:08>Температура в коробке считается совершенно так же
Это да, но нужно учесть тепловыделение ВСЕХ компонентов схемы.>тупо прибавить 15 градусов
Спасибо, не знал!> I=U*R
ошибочка U=I*R , а I=U/RBSVi Reply:
26 августа, 2010 at 9:13>>>К примеру, при мощности 4вт и перегреве 20 градусов, понадобится 150см^2 радиаторапромазали с пересечением, понадобится 250см^2 радиатора1ns1d3r Reply:
20 февраля, 2011 at 14:00и спасибо за статью)BSVi Reply:
20 февраля, 2011 at 14:38Сергей, спасибо за статью! очень пригодилась!> Tj = P*Rj-a + Ta.
> Подставляем P = 3.5, Rj-a = 65, получаем Tj = 227.5 + 40 = 227.5 °C.BSVi Reply:
14 сентября, 2011 at 8:52Где-то читал, что срок службы кремниевых полупроводниковых приборов при температуре кристалла 60 градусов составляет 50-75 лет, при температуре 125 градусов — 1000 часов. Интересно, при какой температуре полупроводник прослужит 100 000 часов. Нигде не могу найти зависимость срока службы от температуры. Кто-нибудь может добавить полезной информации?BSVi Reply:
27 ноября, 2011 at 18:17Обычно все подобного рода процессы экспоненциальны. Так как ты знаешь два числа, легко можешь посчитать коэффициенты при экспоненте.Спасибо, за идею измерения теплового сопротивления радиаторов. Почему-то сам не догадался и не попадалась раньше.
Но думаю реализация требует некоторого уточнения.
Резистор при нагреве «отдаёт тепло» по всем 4-м граням равномерно в отличии от полупроводниковых элементов (конструкция которых обычно оптимизируется для передачи бОльшей части тепла именно радиатору), а это значит, что из рассеиваемой на резисторе мощности радиатором будет получена далеко не вся мощность, что приведёт к значительному занижению полученного значения теплового сопротивления (завышение теплорассеивающей способности радиатора, что нехорошо).
Как вариант либо теплоизолировать свободные грани резистора например силиконовым герметиком толщиной в несколько миллиметров, либо применить в качестве нагревателей биполярные или полевые транзисторы в связке с ОУ (генератор стабильного тока), тем более, что при этом не будет возникать сложность с креплением нагревателя на радиаторе.
С уважением, Вячеслав.

Создать новую ветку комментариев

Вы должны войти или зарегистрироваться чтобы оставить комментарий.