Радиатор
Радиатор - устройство для рассеивания тепла (строго говоря - излучением), теплообменник.
Содержание |
Примеры использования радиаторов
- Радиатор отопления зданий (батарея).
- Радиатор системы охлаждения ДВС (двигателей внутреннего сгорания).
- Радиатор на радиодеталях и микросхемах.
Многие радиаторы кроме рассеивания части тепла излучением, другую часть тепла отводят естественной или принудительной (вентилятором) конвекцией и являются комбинацией радиатора и конвектора.
Радиатор отопления зданий (батарея)
Радиаторы водяного отопления
Чугунные радиаторы - традиционный отопительный прибор. "Достоинства": сглаживание резких изменений температуры в помещении за счёт большой теплоёмкости, прочность и долговечность, традиционность; "Недостатки": большая масса и связанные с этим трудности при монтаже или обслуживании (например снять для промывки), низкая теплоотдача, ненадёжность межсекционных прокладок (резиновые прокладки со временем высыхают и дают течи, при эксплуатации свыше 40 лет возможно разрушение радиаторного ниппеля), необходимость постоянной окраски и "ржавление", несовременный вид, внутренняя поверхность шершавая и пористая (что приводит к ускоренному образования внутреннего налёта и падению теплоотдачи), большие габариты. По соотношению теплоотдачи чугунного радиатора к его цене, на сегодняшний день он проигрывает почти всем современным радиаторам. Однако, по теплоёмкости превосходит их всех. Тепло отводится радиацией (излучением), конвекцией и теплопроводностью. При окраске в тёмный цвет часть тепла отводимая излучением увеличивается.
Стальной панельный радиатор
Радиаторы такого типа изготовлены из двух стальных пластин толщиной 1,25-1,5 мм, в которых выштампованы углубления, образующие коллекторы и соединительные каналы. Пластины соединяют с помощью сварки. Стальные панельные радиаторы - это высокоэффективные тепловые приборы, рассчитанные в большинстве случаев на рабочее давление от 6 до 8,7 атм и опресовочное - до 13 атм. Их рекомендуется использовать в индивидуальном и малоэтажном строительстве, а при наличии индивидуального теплового пункта - в зданиях любой этажности. Устройства могут иметь 1, 2 или 3 панели, сваренные из двух стальных листов (толщина от 1,1 до 1,25 мм), в которых заранее отштампованы углубления для прохода воды. Для увеличения теплоотдачи с тыльной стороны панели привариваются П-образные рёбра-выступы, призванные усилить конвекцию воздуха. Для изготовления приборов применяется низкоуглеродистая сталь с повышенной коррозионной стойкостью. Поверхность стали обезжиривают, фосфатируют, покрывают порошковой эмалью и термообрабатывают. Стальные панельные радиаторы очень склонны к коррозии, срок службы наименьший из всех и составляет всего несколько лет.
Алюминиевые радиаторы
Благодаря высоким теплопроводным свойствам алюминия, эти радиаторы имеют максимальную теплоотдачу. Алюминий активный металл и при контакте с водой, при нарушении оксидной плёнки, образуется водород. При герметично закрытом отопительном приборе (перекрыты оба крана на подводящих трубах) могут создаваться большие давления газа, приводящие к разрыву радиаторов. Для предотвращения данной ситуации внутри хороших алюминиевых радиаторов предусмотрено внутреннее полимерное покрытие. Данное покрытие улучшает антикоррозионные свойства радиаторов, позволяет работать на теплоносителе с уровнем PH от 5 до 10, уменьшает гидродинамическое сопротивление, предотвращает засоры и налипания. При отсутствии внутреннего полимерного покрытия запрещается перекрывать краны на подводящих трубах, а также радиаторы изготавливаются с более "толстой" стенкой. Радиаторы окрашиваются порошковыми эмалями в среде электростатического поля и не требуют перекрашивания. Существенным недостатком алюминиевых радиаторов является коррозия алюминия в водной среде, особенно ускоряющаяся при контакте двух разнородных металлов или наличию в отопительной сети блуждающих токов.
По конструкции алюминиевые радиаторы подразделяются на цельные и секционные:
Цельные алюминиевые радиаторы
Конструктивно состоят из профилей соединённых между собой с помощью роботизированной сварки. Профили изготавливаются методом экструзии (выдавливается продольный профиль на прессе). Алюминий используемый при методе экструзии не требует каких-либо добавок, поэтому материал сохраняет свою пластичность. Внешние удары (внутренние гидроудары) не приводят к выходу из строя этих радиаторов (нет сколов рёбер и растрескиваний). Также из-за отсутствия межсекционных прокладок они обладают высочайшей надёжностью и прочностью, а при нанесении внутреннего полимерного покрытия радиаторы имеют долговечность превосходящую долговечность чугунных радиаторов. Радиаторы имеют только правые резьбы. Радиаторы имеют малую глубину 45 мм. Высота радиаторов может быть от 300 мм до 2000 мм. "Достоинства": высокая теплоотдача, долговечность, прочность, стойкость к ударам, привлекательный внешний вид, большой ассортимент размеров, малая глубина установки. "Недостатки": цельная конструкция не позволяет изменять количество секций в процессе эксплуатации.
Секционные алюминиевые радиаторы
Конструктивно состоят из секций изготовленных по методу литья под давлением. Секции соединяются изнутри с помощью резьбового соединительного элемента. Соединение между секциями герметизируется с помощью прокладок из паронита, высокотемпературного силикона или др. материалов. Секции имеют правые и левые резьбы. Радиаторы имеют глубину от 70 до 100 мм. Высота радиаторов может быть от 350 мм до 1000 мм. "Достоинства": высокая теплоотдача, прочность, привлекательный внешний вид, возможность менять количество секций в процессе эксплуатации. "Недостатки": присутствуют прокладки между секциями, шероховатость внутренней поверхности.
Биметаллические радиаторы
Биметаллические секционные радиаторы удачно сочетают лучшие свойства секционных алюминиевых и трубчатых стальных радиаторов: прочность (выдерживают давление до 40-50 атмосфер), долговечность (срок службы - до 20 лет) и высокий уровень теплоотдачи в сочетании с современным дизайном. Как следует из названия, в биметаллическом радиаторе применяются два металла - сталь и алюминий. Обжим стальных трубок под большим давлением в процессе литья создаёт в них предварительные напряжения, которые позволяют, во-первых, противостоять распирающему давлению воды и, во-вторых, компенсировать разницу температурной деформации стали и алюминия и сохранять теплопередачу постоянной.
Автомобильные радиаторы
Автомобильные радиаторы относятся к системе охлаждения и состоят из центральной части (непосредственно охладителя) и бачков с патрубками. В настоящее время на автомобили устанавливаются алюминиевые радиаторы. Обеспечивая функцию теплообменника алюминиевые радиаторы подвергаются достаточно экстремальным условиям воздействия. Кроме того, учитывая что автомобильные радиаторы располагаются непосредственно перед двигателем они также испытывают воздействия потока воздуха содержащихся в нем включений. Комбинация вышеперечисленных факторов нередко приводит к нарушению целостности различных частей радиатора. Алюминиевые радиаторы применяются практически всеми автопроизводителями, так как имеют лучшую теплоотдачу и обладают меньшим весом по отношению к медным.
Автомобильные радиаторы бывают нескольких видов:
Радиаторы системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания
Предназначены для снижения температуры жидкости, находящейся в системе. Радиаторы работоспособны во всех климатических зонах при заправке системы охлаждения двигателя низкозамерзающими жидкостями. Радиаторы имеют коэффициент теплопередачи 180-195 Вт/м2К при массовом расходе воздуха 12-14 кг/м2с.
Радиаторы масляные
Радиаторы предназначены для обеспечения рабочих температур масла, находящегося в картере двигателя, гидромеханической коробке передач и других гидросистемах транспортных средств.
Радиаторы системы отопления
Предназначены для комплектации отопителей кабин и салонов подвижного состава и подключаются к системе охлаждения двигателей, заполненной низкозамерзающей жидкостью. Радиаторы работоспособны во всех климатических зонах.
Радиатор на радиодеталях и микросхемах
Радиаторные системы ("пассивное охлаждение")
В своей основе имеют радиатор, на котором может крепиться вентилятор (кулер). Наиболее часто встречаемая в компьютерах связка - радиатор + вентилятор. В настоящее время бывают либо алюминиевые, либо медные; также встречаются радиаторы с тепловыми трубками, а также радиаторы, созданные из композитных материалов. Отдельно установленные радиаторы (без тепловых трубок и кулеров) в нынешнее время практически не встречаются из-за их малой эффективности (могут отводить тепло с элементов, тепловыделение которых не более 10-15 ватт).
Радиаторы в системном блоке компьютера бывают:
Радиатор на процессоре
Как правило на процессор устанавливается связка из радиатора и вентилятора (кулер). Но в конце прошлого века из-за небольшой тепловыделяемости использовали только радиатор.
Радиатор на видеокарте
Как и в случае с процессором современные чипы видеокарт выделяют слишком много тепла, поэтому требуют "активного" охлаждения. Но встречаются и варианты с "пассивным" охлаждением.
Радиатор на модулях памяти
Также относительно недавно стали использовать радиаторы для охлаждения модулей оперативной памяти. Если по началу их использовали так называемые оверклокеры для охлаждения разогнанной оперативной памяти, то сейчас современная "оперативка" может потребовать штатного радиатора на своих боках.
Радиатор на жестких дисках ("винчестерах")
Проблемы лишнего нагрева существуют также и на жестких дисках, особенно в больших связках (так называемых RAID-массивах), поэтому иногда приходится остужать и эти устройства.
Другие радиаторы
Современный высокопроизводительные чипы выделяют тепло в больших количествах. В связи с этим радиатор в системном блоке компьютера используется повсеместно:
- на южных и северных мостах;
- на чипах различных плат (например, звуковых);
- на другие элементы выделяющие лишнее тепло;
- бывают даже системные блоки имеющие вместо стенок подобие радиатора.
