Come scegliere un radiatore riscaldante

Sezioni dell’articolo

• Nozioni di base di fisica termica
• Componente di convezione della struttura
• Materiali e loro capacità termica
• Pressione di progettazione, rivestimento
• Spostamento, potenza termica convenzionale
• dimensioni

Nel nostro programma educativo per te, abbiamo cercato di evidenziare nel modo più dettagliato possibile uno dei problemi fondamentali nella progettazione dei sistemi di riscaldamento dell’acqua. Quali sono i radiatori, quali sono le loro differenze fondamentali e che tipo è giusto per te, cosa cercare al momento dell’acquisto.

Nozioni di base di fisica termica

Per capire come si comporterà un particolare tipo di radiatore in uno specifico sistema di riscaldamento, è necessario comprendere una serie di aspetti del funzionamento del riscaldamento a liquido. In particolare, è importante la catena di conversione del calore dalla fonte di riscaldamento all’aria diretta nella stanza..

Il trasferimento di calore viene eseguito più velocemente, maggiore è l’area di contatto di due corpi con temperature diverse e maggiore è la differenza in tali temperature. Pertanto, l’opzione è considerata ottimale quando l’acqua di una temperatura estremamente bassa entra nello scambiatore di calore della caldaia, quindi la maggior parte del calore proveniente dai prodotti della combustione sarà letteralmente “assorbito” nel liquido di raffreddamento.

In realtà, questo approccio viene utilizzato solo in quei sistemi in cui la potenza dell’unità di riscaldamento non è regolata, come nel caso delle caldaie a combustibile solido. La maggior parte delle moderne apparecchiature di riscaldamento ha un sistema di automazione sufficientemente flessibile, che consente di raggiungere rapidamente una modalità operativa bilanciata. In questo caso, la caldaia emette esattamente quanta energia riesce a dissipare i radiatori del sistema..

Questo è il malinteso principale dei progettisti alle prime armi: è ovvio che un radiatore deve riscaldare l’aria, sebbene in realtà il suo compito principale sia raffreddare il liquido di raffreddamento. Il tasso di scambio termico può essere semplicemente regolato mediante convezione forzata e la sua regolamentazione locale. Pertanto, quando si sceglie e si calcola il numero di radiatori per riscaldamento, il compito principale è quello di reintegrare la perdita di calore nei locali e di non combattere il bilanciamento del circuito di scambio termico.

Componente di convezione della struttura

L’elevata efficienza dei radiatori moderni è dovuta al primo fattore che influenza la velocità di trasferimento del calore – superficie. Numerose nervature realizzate in materiale termicamente conduttivo garantiscono un raffreddamento molto rapido del liquido di raffreddamento, l’effetto è potenziato dall’alta velocità del flusso d’aria che passa attraverso il radiatore.

Il leader indiscutibile in questo senso sono i radiatori bimetallici e in alluminio. Oltre ai numerosi condotti dell’aria, hanno una curva nella parte superiore delle nervature, che reindirizza efficacemente il flusso d’aria verso il centro della stanza e lo avvolge. Pertanto, questo tipo di radiatore viene installato principalmente sotto finestre con ampi davanzali o all’interno di nicchie tecnologiche..

I radiatori in acciaio a pannelli hanno una capacità di convezione leggermente meno efficace. Uno o tre pannelli nervati forniscono un trasferimento di calore di alta qualità, ma l’aria riscaldata è diretta principalmente in verticale. I radiatori in ghisa hanno il minor trasferimento di calore. Tra le batterie del vecchio modello, i migliori indicatori a questo proposito sono caratterizzati da sezioni con inserti interni obliqui, i moderni radiatori in ghisa sono leggermente superiori a loro. Ma come vedrai più avanti, la ghisa ha altri vantaggi..

Materiali e loro capacità termica

Consideriamo più in dettaglio la variante del funzionamento del sistema a valori medi della temperatura del refrigerante, quando non ha il tempo di raffreddarsi al livello dell’aria nella stanza. In questo caso, sia la parte superiore che quella inferiore del radiatore presentano una leggera differenza di temperatura e la caldaia scalda solo leggermente il liquido di raffreddamento..

L’enorme potenza dei radiatori in ghisa consente il funzionamento in questa modalità. Riscaldati fino a 50-60 ° C, riescono a dare abbastanza calore all’aria ambiente e allo stesso tempo forniscono un riscaldamento stabile senza differenze evidenti. Questa è la principale differenza rispetto alla modalità operativa dei radiatori in alluminio: funzionano in modalità ciclica, quindi riscaldano l’ambiente alla massima potenza, quindi si raffreddano rapidamente.

I radiatori in ghisa e acciaio hanno un’altra caratteristica interessante: trasferiscono il calore non solo per convezione, ma anche per radiazione diretta. Tuttavia, per riscaldare una tale massa di metallo, è necessario del tempo, a volte piuttosto lungo. In termini di velocità di raggiungimento della modalità e quantità di calore emessa per unità di tempo, i radiatori in ghisa sono inferiori ad altri tipi. È vantaggioso installarli in una casa privata con un buon isolamento, ma se collegati a un sistema di riscaldamento centralizzato, non ci sarà alcun beneficio tangibile dalla ghisa. Considerando che il numero di sezioni e lo spazio per la loro installazione negli appartamenti è molto limitato, è meglio privilegiare l’acciaio o il metallo.

Pressione di progettazione, rivestimento

Un’ulteriore limitazione nella scelta dei radiatori di riscaldamento è sempre la qualità del liquido di raffreddamento e i parametri tecnici del sistema. I radiatori in alluminio non sono adatti per la sostituzione di vecchi radiatori in un appartamento, semplicemente non sono progettati per pressioni superiori a 6-8 atm. In sostituzione, sono adatti almeno quelli bimetallici, ma è meglio dare la preferenza a quelli in acciaio. Possono essere tranquillamente definiti i più senza pretese tra le altre varietà..

La qualità dell’acqua o di altri mezzi di riscaldamento limita fortemente anche l’uso di radiatori in alluminio. Assicurarsi che l’acqua non contenga alte concentrazioni di ioni disciolti. È anche importante escludere qualsiasi manifestazione di emissione elettrica, che è possibile durante la messa a terra / messa a terra di elementi metallici della fornitura di acqua di riscaldamento. In tali condizioni, l’alluminio si corrode molto rapidamente, il che è accompagnato da una forte formazione di gas e dall’aerazione del sistema..

Le batterie in ghisa non sono affatto sensibili alle sostanze aggressive e canali di condotti piuttosto ampi consentono un contenuto significativo di impurità meccaniche. I radiatori in acciaio possono essere in qualche modo sensibili alla deposizione di particelle non sciolte sulle pareti interne, quindi l’acqua per loro deve essere filtrata e addolcita.

Spostamento, potenza termica convenzionale

Il trasferimento di calore e la potenziale capacità di regolare il flusso a livello locale dipendono dalla quantità di volume che passa attraverso il radiatore per unità di tempo. Per i radiatori in ghisa, è richiesto un rendimento della tubazione leggermente più grande di quello per acciaio e alluminio. E questo significa una deliberata sopravvalutazione della potenza della caldaia e delle dimensioni del vaso di espansione..

I grandi spostamenti e la riserva di carica per un certo periodo rimangono un investimento ragionevole. In questa modalità, il sistema di riscaldamento consuma la vita di servizio molto più lentamente, c’è un piccolo aumento dell’efficienza dell’unità di riscaldamento e un’alta capacità di calore intrinseco leviga le cadute di temperatura. Tuttavia, non vale la pena aumentare all’infinito il volume interno del sistema, almeno a causa dell’inerzia indesiderata del sistema, inoltre, il compito finale rimane quello di riscaldare l’aria nella stanza e non l’acqua nei tubi..

Il moderno metodo di calcolo del sistema di riscaldamento implica l’ordine inverso dei calcoli. Innanzitutto, viene determinato il numero di radiatori che devono essere installati per reintegrare le perdite di calore, quindi viene selezionata una caldaia di riscaldamento per una determinata potenza totale. In questo caso, il calcolo in ogni stanza deve essere eseguito utilizzando un fattore di ridondanza da 1,1 a 1,5, a seconda delle condizioni climatiche, delle caratteristiche di isolamento e della densità dei radiatori.

Si noti che i valori di dissipazione di potenza sono valori puramente relativi. In questo modo il produttore indica la quantità di calore che il radiatore può dissipare in linea di principio, come se fosse collegato a un sistema di riscaldamento ideale. In effetti, le modalità operative differiscono sempre da quelle ideali, e quindi dovrebbero essere apportate modifiche speciali, notando il livello di temperatura reale da quello di progettazione. I valori indicati dell’area riscaldata tengono conto anche della capacità di convezione dei radiatori..

dimensioni

Quando si scelgono i radiatori, è anche necessario tenere conto delle condizioni di installazione: sarà possibile montare uno scambiatore di calore con la potenza di dissipazione richiesta nello spazio disponibile. Per comodità, il concetto di densità di energia può essere introdotto qui: sarà il più alto per i radiatori in alluminio, seguito dal bimetallo, quindi le batterie in acciaio e ghisa sono le meno redditizie. È abbastanza facile valutare la possibilità di posizionare un certo tipo di radiatore, poiché sono ben standardizzati.

Il problema più semplice è con i radiatori bimetallici e in alluminio. Sono assemblati da sezioni, ognuna delle quali ha un indicatore impostato per dissipazione di potenza, spostamento e area riscaldata. La larghezza standard della sezione è di 80 mm, l’altezza può variare da 13,5 a 117,5 cm con incrementi di circa 10 cm. Esistono sei tipi di sezioni in profondità, a seconda del numero di canali di flusso (colonne). Esiste una relazione direttamente proporzionale tra le dimensioni della sezione, la sua efficienza termica e convezione..

I radiatori in acciaio, oltre alle loro dimensioni, hanno un’ulteriore marcatura a due cifre. Il primo è il numero di pannelli di dissipazione, il secondo è il numero di bobine di scambio termico. A seconda di ciò, la profondità del radiatore cambia: da 47 a 155 mm. I radiatori in acciaio non sono assemblati da sezioni e pertanto la loro lunghezza è determinata individualmente per ciascun prodotto nell’intervallo da 40 cm a 3 metri. In altezza, i radiatori in acciaio possono essere di 300 mm o 500 mm con rare eccezioni.

I radiatori in ghisa hanno la standardizzazione meno chiara in termini di dimensioni. Alcuni produttori aderiscono alle dimensioni generalmente accettate per i radiatori in alluminio e bimetallici, alcuni prodotti corrispondono alle dimensioni delle sezioni delle vecchie batterie in ghisa: 90×580 mm a una profondità di 90 o 140 mm.

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