DANS système de chauffage Les appareils de chauffage sont utilisés pour transférer la chaleur dans la pièce. Les appareils de chauffage fabriqués doivent répondre aux exigences suivantes :

1. Économique : faible coût de l’appareil et faible consommation de matière.
2. Architectural et constructif : l'appareil doit être compact et s'adapter à l'intérieur de la pièce.
3. Production et installation : résistance mécanique du produit et mécanisation dans la fabrication de l'appareil.
4. Sanitaire et hygiénique : basse température de surface, faible surface horizontale, surfaces faciles à nettoyer.
5. Génie thermique : transfert de chaleur maximal dans la pièce et contrôle du transfert de chaleur.

Classement des appareils

Les indicateurs suivants sont distingués lors de la classification appareils de chauffage:

• — l'ampleur de l'inertie thermique (grande et petite inertie) ;
• - les matériaux utilisés dans la fabrication (métalliques, non métalliques et combinés) ;
• — méthode de transfert de chaleur (convective, convective-radiative et rayonnement).

Les appareils à rayonnement comprennent :

• radiateurs de plafond;
• radiateurs sectionnels en fonte;
• radiateurs tubulaires.

Les appareils à rayonnement convectif comprennent :

• panneaux chauffants au sol;
• radiateurs sectionnels et panneaux;
• appareils à tube lisse.

Les appareils convectifs comprennent :

• radiateurs à panneaux;
• tubes à ailettes;
• convecteurs à plaques;
• convecteurs tubulaires.

Considérons les types d'appareils de chauffage les plus applicables.

Radiateurs sectionnels en aluminium

Avantages

1. haute efficacité;
2. poids léger;
3. facilité d'installation des radiateurs;
4. fonctionnement efficace de l'élément chauffant.

Défauts

1. 1. ne convient pas aux anciens systèmes de chauffage, car les sels de métaux lourds détruisent la protection film polymère surface en aluminium.
2. 2. Un fonctionnement à long terme conduit à l'inadéquation de la structure coulée et à la rupture.

Principalement utilisé dans les systèmes de chauffage central. Pression de fonctionnement des radiateurs de 6 à 16 bars. Notez que les radiateurs coulés sous pression peuvent résister aux charges les plus importantes.

Modèles bimétalliques

Avantages

1. poids léger;
2. haute efficacité;
3. possibilité d'installation rapide;
4. chauffer de grandes surfaces;
5. résister à une pression jusqu'à 25 bars.

Défauts

1. ont une structure complexe.

Ces radiateurs dureront plus longtemps que les autres. Les radiateurs sont en acier, cuivre et aluminium. Le matériau en aluminium conduit bien la chaleur.

Appareils de chauffage en fonte

Avantages

1. non soumis à la corrosion;
2. transfère bien la chaleur;
3. résister à une pression élevée;
4. il est possible d'ajouter des sections ;
5. La qualité du fluide thermique n'a pas d'importance.

Défauts

1. poids important (une section pèse 5 kg) ;
2. fragilité de la fonte mince.

La température de fonctionnement du liquide de refroidissement (eau) atteint 130°C. Les appareils de chauffage en fonte durent assez longtemps, environ 40 ans. Les taux de transfert de chaleur ne sont pas affectés par les dépôts minéraux à l’intérieur des sections.

Il existe une grande variété de radiateurs en fonte : monocanal, bicanal, tricanal, gaufré, classique, agrandi et standard.

Dans notre pays, la version économique des appareils en fonte a été la plus utilisée.

Radiateurs à panneaux en acier

Avantages

1. transfert de chaleur accru;
2. basse pression;
3. nettoyage facile;
4. installation simple de radiateurs;
5. léger par rapport à la fonte.

Défauts

1. haute pression;
2. corrosion des métaux, dans le cas de l'utilisation d'acier ordinaire.

Aujourd’hui, un radiateur en acier chauffe mieux qu’un radiateur en fonte.

Les appareils de chauffage en acier sont équipés de thermostats intégrés qui assurent un contrôle constant de la température. La conception de l'appareil a des parois minces et répond assez rapidement au thermostat. Des supports discrets vous permettent de monter le radiateur au sol ou au mur.

La faible pression des panneaux en acier (9 bars) ne permet pas de les raccorder à un système de chauffage central avec des surcharges fréquentes et importantes.

Radiateurs tubulaires en acier

Avantages

1. transfert de chaleur élevé;
2. force mécanique;
3. aspect esthétique pour les intérieurs.

Défauts

1. prix élevé.

Les radiateurs tubulaires sont assez souvent utilisés dans la conception de pièces car ils ajoutent de la beauté à la pièce.

En raison de la corrosion, les radiateurs en acier ordinaires ne sont actuellement pas produits. Si vous soumettez l'acier à un traitement anticorrosion, cela augmentera considérablement le coût de l'appareil.

Le radiateur est en acier galvanisé et n'est pas sujet à la corrosion. Il a la capacité de résister à une pression de 12 bars. Ce type de radiateur est souvent installé dans les immeubles à plusieurs étages. bâtiments résidentiels ou des organisations.

Appareils de chauffage de type convecteur

Avantages

1. faible inertie ;
2. petite masse.

Défauts

1. faible transfert de chaleur;
2. exigences élevées en matière de liquide de refroidissement.

Les appareils de type convecteur chauffent la pièce assez rapidement. Ils ont plusieurs options de fabrication : sous forme de socle, sous forme de bloc mural et sous forme de banc. Il existe également des convecteurs au sol.

Cet appareil de chauffage utilise un tube en cuivre. Le liquide de refroidissement s'y déplace. Le tube est utilisé comme stimulateur d'air ( air chaud le haut monte et le froid descend). Le processus de renouvellement d'air s'effectue dans une boîte métallique qui ne chauffe pas.

Les appareils de chauffage de type convecteur conviennent aux pièces avec des fenêtres basses. L'air chaud d'un convecteur installé près d'une fenêtre empêche l'air froid d'entrer.

Les appareils de chauffage peuvent être connectés à système centralisé, puisqu'il est conçu pour une pression de 10 bars.

Sèche-serviettes

Avantages

1. variété de formes et de couleurs;
2. niveaux de pression élevés (16 bars).

Défauts

1. peut ne pas remplir ses fonctions en raison d’interruptions saisonnières de l’approvisionnement en eau.

L'acier, le cuivre et le laiton sont utilisés comme matériaux de fabrication.

Les sèche-serviettes sont disponibles en types électriques, à eau et combinés. Les appareils électriques ne sont pas aussi économiques que ceux à eau, mais ils permettent aux acheteurs de ne pas dépendre de la disponibilité de l'approvisionnement en eau. Sèche-serviettes combinés Son utilisation est interdite s'il n'y a pas d'eau dans le système.

Sélection de radiateur

Lors du choix d'un radiateur, vous devez faire attention à l'aspect pratique de l'élément chauffant. Ensuite, vous devez vous rappeler les caractéristiques suivantes :

• dimensions hors tout de l'appareil ;
• puissance (par surface de 10 m2 1 kW);
• pression de service(à partir de 6 bar - pour les systèmes fermés, à partir de 10 bar pour les systèmes centraux) ;
• caractéristiques acides de l'eau comme liquide de refroidissement (ce liquide de refroidissement ne convient pas aux radiateurs en aluminium).

Après avoir clarifié les paramètres de base, vous pouvez procéder à la sélection des appareils de chauffage en fonction d'indicateurs esthétiques et de la possibilité de sa modernisation.

En fonction de la diverses fonctionnalités les conceptions d'appareils de chauffage sur le marché ont différentes caractéristiques. L'essentiel lors de leur installation est sélection correcte le modèle souhaité, parfaitement adapté à un cas particulier.

Variétés

Le plus souvent, la classification des appareils de chauffage s'effectue selon les critères suivants :

• le liquide de refroidissement utilisé, qui peut être de l'eau chauffée, du gaz ou même de l'air ;
• matériau de fabrication;
• caractéristiques de fonctionnement : taille, puissance, méthode d'installation et possibilité de réguler le taux de chauffage.

Il est préférable de sélectionner l’option optimale, en tenant compte des caractéristiques du système de chauffage du bâtiment, des conditions de fonctionnement et en respectant toutes les exigences relatives aux appareils de chauffage.

En plus des performances des appareils, il convient d'envisager la possibilité de leur installation. Ainsi, par exemple, en l'absence d'approvisionnement en gaz et en l'impossibilité d'organiser le chauffage de l'eau, la seule option serait appareils électriques.

Système d'eau

Les systèmes de chauffage à eau sont les plus couramment utilisés et disposent donc de la gamme la plus large d'appareils de chauffage. Cela s'explique par leur bonne efficacité et leur niveau optimal de coûts d'acquisition, d'installation et de maintenance.

Structurellement, les appareils ne sont pas trop différents les uns des autres. À l'intérieur de chacun se trouvent des canaux pour l'écoulement de l'eau chaude, dont la chaleur est transférée à la surface de l'appareil, puis, par convection, à l'air de la pièce. C’est pour cette raison qu’on les appelle convection.

Les types de radiateurs suivants peuvent être utilisés dans les systèmes de chauffage à eau :

• fonte;
• acier;
• aluminium;
• bimétallique.

Tous ces appareils de chauffage ont leurs propres caractéristiques, grâce auxquelles ils sont sélectionnés pour chaque cas particulier en fonction de la superficie de la pièce, des nuances d'installation, de la qualité et du type de liquide de refroidissement (qui est parfois de l'antigel).

La puissance de chaque appareil est régulée par le nombre de sections, qui peuvent être sélectionnées par presque tout le monde. Cependant, si la longueur estimée d'une batterie est supérieure à 1,5 à 2 m, il est recommandé d'installer deux appareils plus petits l'un à côté de l'autre.

La fonte était l’un des matériaux les plus utilisés dans les systèmes de chauffage domestique. Son choix était généralement dû à son coût relativement faible. Plus tard, de tels appareils ont commencé à être utilisés moins fréquemment, car ils ont un faible coefficient de transfert de chaleur (seulement 40 %), grâce auquel la puissance d'une section est d'environ 130 W. Bien qu’on puisse encore les trouver dans les systèmes à l’ancienne. DANS intérieur moderne Parfois, des modèles design de radiateurs en fonte sont utilisés.

Les avantages de tels appareils sont une grande surface qui transfère la chaleur à la pièce et une longue durée de fonctionnement (jusqu'à 50 ans). Bien qu'il existe encore d'autres inconvénients, il s'agit notamment du volume relativement important de liquide de refroidissement utilisé (jusqu'à 1,4 litre), de la difficulté de réparation et de l'inertie du chauffage, en raison de laquelle la température de l'appareil augmente relativement lentement, et même de la nécessité pour un nettoyage périodique (au moins une fois tous les 3 ans). De plus, les profilés lourds sont très difficiles à installer.

L'utilisation de radiateurs en aluminium permet niveau maximum transfert de chaleur - la puissance de la section peut atteindre 200 W (ce qui est suffisant pour chauffer 1,5 à 2 m²).

Leur coût est tout à fait abordable et leur faible poids vous permet de les installer vous-même. Certes, le fonctionnement de l'appareil n'est possible que pendant 20 à 25 ans.

Leurs avantages incluent la présence de panneaux de convection dans la conception, qui améliorent la circulation de l'air sur la surface, la facilité d'installation de dispositifs de régulation de l'intensité du flux de liquide de refroidissement, ainsi que la facilité d'installation. La section radiateur, d'une puissance allant jusqu'à 180 W, est capable de chauffer environ 1,5 mètre carré. m de superficie.

Malgré les avantages de ces appareils de chauffage, leur utilisation pose également des problèmes. Par exemple, pour les radiateurs bimétalliques, il n'est pas recommandé de diluer de l'eau avec de l'antigel qui, bien que ne permettant pas au système de geler, affecte négativement les surfaces internes des appareils de chauffage.

De plus, ces options sont les plus coûteuses de toutes celles utilisées dans un système de chauffage à eau.

Appareils de chauffage électriques

Tous les appareils électriques utilisés s'il est impossible d'installer un système de chauffage de l'eau ont différentes fonctionnalités et caractéristiques - depuis les principes de production d'électricité jusqu'aux principes de production de chaleur. Dans le même temps, les principaux inconvénients de tout équipement de ce type sont le coût de fonctionnement élevé et la nécessité d'installer un réseau électrique capable de supporter de lourdes charges (avec une puissance totale de radiateurs électriques supérieure à 9-12 kW, un réseau avec une tension de 380 V est requise). Chaque variété a ses propres avantages.

La conception des appareils de chauffage électriques de ce type vous permet de chauffer rapidement la pièce à l'aide des flux d'air qui les traversent.

L'air pénètre dans les appareils par des trous en partie inférieure, il est chauffé à l'aide d'un élément chauffant, et la sortie est assurée par la présence de fentes supérieures. Il existe aujourd'hui des convecteurs électriques d'une puissance de 0,25 à 2,5 kW.

Appareils à huile

Les radiateurs électriques au mazout utilisent également une méthode de chauffage par convection. À l’intérieur du boîtier se trouve une huile spéciale chauffée par l’élément chauffant. Dans ce cas, le chauffage peut être régulé à l'aide d'un thermostat qui éteint l'appareil lorsque l'air atteint la température réglée.

Une particularité des radiateurs est leur grande inertie. De ce fait, les appareils de chauffage chauffent très lentement. Cependant, même après avoir coupé l'alimentation électrique, leur surface continue d'émettre de la chaleur pendant une longue période.

De plus, la surface des équipements pétroliers chauffe jusqu'à 110-150 degrés, ce qui est beaucoup plus élevé que les paramètres d'autres appareils et nécessite une manipulation particulière - par exemple, une installation à l'écart des objets susceptibles de s'enflammer.

L'utilisation de tels radiateurs permet de réguler facilement l'intensité du chauffage - presque tous ont 2 à 4 modes de fonctionnement. De plus, compte tenu de la productivité d'une section de 150 à 250 kW, il est assez simple de sélectionner un appareil pour une pièce spécifique. Et la gamme de la plupart des fabricants comprend des modèles d'une puissance allant jusqu'à 4,5 kW.

En choisissant des appareils de chauffage dont le principe de fonctionnement est basé sur le rayonnement des ondes de chaleur dans le domaine infrarouge, le propriétaire d'une habitation privée ou d'autres locaux bénéficie des avantages suivants :

• une réduction notable de la consommation électrique par rapport aux équipements électriques traditionnels (dans la limite de 30 %) ;
• aucune réduction de la teneur en oxygène de l'air, ce qui soulage les personnes présentes dans la pièce des maux de tête ;
• vitesse de chauffe très élevée (même une chambre froide se réchauffe en quelques minutes).

Utilisez habituellement l'électricité radiateurs infrarouges. Beaucoup moins courant appareils à gaz, destiné principalement au chauffage des rues, des ateliers de production et des chantiers ou chalets.

Types

La classification des appareils de chauffage infrarouge se fait selon la méthode d'émission des ondes. Il existe des dispositifs à film qui transmettent le rayonnement des conducteurs de résistance situés à la surface d'un film spécial aux objets environnants. Puissance – dans les 800 W par 1 m². m.

Le deuxième type est le carbone. Dans ceux-ci, le rayonnement provient d'une spirale située à l'intérieur d'un flacon en verre scellé. appareils électroménagers de ce type ont une puissance de 0,7 à 4,0 kW.

L’avantage des premiers est la possibilité de les utiliser comme plancher chauffant électrique. Bien que les radiateurs au charbon soient beaucoup plus puissants, ils nécessitent des mesures de sécurité incendie accrues.

Chauffage au gaz

Afin de réduire les coûts de chauffage, des appareils de chauffage au gaz sont souvent utilisés. Un des plus types simples un tel équipement est convecteur à gaz, relié soit à un système d'alimentation en gaz, soit à une bouteille de propane liquéfié. Dans ce cas, le brûleur n'entre pas en contact avec l'atmosphère environnante et l'oxygène y pénètre par un tuyau spécial (qui peut être évacué vers l'extérieur pour maintenir une qualité normale de l'air intérieur).

Ces types d'appareils de chauffage ont haute puissance(jusqu'à 8 kW ou plus), relativement peu coûteux à exploiter en raison du faible coût de l'énergie.

Les inconvénients comprennent : la nécessité de s'inscrire auprès des organismes de réglementation, l'arrangement ventilation de haute qualité et la nécessité d'un nettoyage périodique des injecteurs. De plus, en cas de dysfonctionnement de l'équipement, la quantité de matières dangereuses dans la pièce peut augmenter. gaz carbonique. Par conséquent, de tels appareils sont rarement utilisés dans les appartements et autres locaux à occupation constante - alors que, par exemple, pour une datcha ou un garage, ils peuvent être tout simplement irremplaçables.

Appareil de chauffage- il s'agit d'un élément du système de chauffage qui sert à transférer la chaleur du liquide de refroidissement vers l'air de la pièce chauffée.

1. Registres constitués de tuyaux lisses Il s'agit d'un faisceau de tuyaux disposés sur deux rangées et reliés des deux côtés par deux tuyaux - des collecteurs, équipés de raccords pour l'alimentation et l'évacuation du liquide de refroidissement.

Les registres constitués de tuyaux lisses sont utilisés dans les pièces où des exigences sanitaires et techniques élevées sont requises. exigences hygiéniques, ainsi que dans les bâtiments industriels présentant un degré élevé de risque d'incendie, où de grandes accumulations de poussière sont inacceptables. Les appareils sont hygiéniques et faciles à nettoyer de la poussière et de la saleté. Mais ils ne sont pas économiques, ils consomment du métal. Surface de chauffe calculée sur un tuyau lisse de 1 m.

2. Radiateurs en fonte. Un bloc de radiateurs en fonte est constitué de sections en fonte reliées entre elles par des mamelons. Ils sont disponibles en types 1-2 et multicanaux. En Russie, on trouve principalement des radiateurs à 2 canaux. En fonction de la hauteur de montage, les radiateurs sont divisés en hauts 1 000 mm, moyens 500 mm et bas 300 mm.

Les radiateurs M-140-AO ont des ailettes intercolonnes, ce qui augmente leur transfert de chaleur, mais réduit les exigences esthétiques et hygiéniques.

Les radiateurs en fonte présentent de nombreux avantages. Ce:

1. Résistance à la corrosion.

2. Technologie de fabrication bien établie.

3. Il est facile de modifier la puissance de l'appareil en modifiant le nombre de sections.

Les inconvénients de ces types d’appareils de chauffage sont :

1. Consommation élevée de métaux.

2. Fabrication et installation à forte intensité de main-d'œuvre.

3. Leur production entraîne une pollution de l’environnement.

3. Tubes à ailettes. Il s'agit d'un tuyau en fonte avec des nervures rondes. Les ailettes augmentent la surface de l'appareil et réduisent la température de surface.

Les tuyaux à ailettes sont principalement utilisés dans les entreprises industrielles.

Avantages :

1. Appareils de chauffage bon marché.

2. Grande surface de chauffe.

Défauts:

Ne répond pas aux exigences sanitaires et hygiéniques (difficile à nettoyer de la poussière).

4. Radiateurs en acier embouti. Ils sont constitués de deux pièces en acier mastic reliées entre elles par soudage par résistance.

Il existe : les radiateurs colonnes RSV 1 et les radiateurs à serpentin RSG 2.

Radiateurs colonnes: former une rangée canaux parallèles, reliés entre eux en haut et en bas par des collecteurs horizontaux.

Radiateurs à serpentin former une série de canaux horizontaux pour le passage du liquide de refroidissement.

Radiateurs à plaques d'acier sont fabriqués à une ou deux rangées. Ceux à double rangée sont fabriqués dans les mêmes tailles que ceux à une rangée, mais se composent de deux plaques.

Avantages :

1. Petit poids de l'appareil.

2. Moins cher que la fonte de 20 à 30 %.

3. Réduisez les coûts de transport et d’installation.

4. Facile à installer et répond aux exigences sanitaires et hygiéniques.

Défauts:

1. Faible dissipation thermique.

2. Obligatoire traitement spécial chauffer l'eau, car l'eau ordinaire corrode le métal. Ils sont largement utilisés dans les logements des bâtiments publics. En raison de la hausse des prix des métaux, la production est limitée. Prix ​​élevé.

5. Convecteurs. Représenter une série tubes d'acier, le long duquel se déplace le liquide de refroidissement et les plaques à ailettes en acier montées dessus.

Les convecteurs sont disponibles avec ou sans caisson. Elles sont faites divers types: Par exemple : Convecteurs « Confort ». Ils sont divisés en 3 types : muraux (accrochés sur un mur h=210 m), sur îlot (installés au sol) et sur escalier (intégrés à la structure du bâtiment).

Les convecteurs sont fabriqués en type terminal et traversant. Les convecteurs sont utilisés pour chauffer les bâtiments à des fins diverses. Principalement utilisé dans voie du milieu Russie.

Appareils de chauffage non métalliques

6. Radiateurs en céramique et porcelaine. Il s'agit d'un panneau moulé en porcelaine ou en céramique avec des canaux verticaux ou horizontaux.

De tels radiateurs sont utilisés dans des pièces présentant des exigences sanitaires et hygiéniques accrues en matière d'appareils de chauffage. De tels appareils sont très rarement utilisés. Ils sont très chers, le processus de fabrication est laborieux, de courte durée et soumis à des contraintes mécaniques. Il est très difficile de raccorder ces radiateurs à des canalisations métalliques.

7. Panneaux chauffants en béton. Représenter plaques de béton avec des serpentins de tuyaux intégrés. Épaisseur 40-50 mm. Ce sont : le rebord de fenêtre et la cloison.

Les panneaux chauffants peuvent être fixés ou intégrés à la structure des murs et des cloisons. Les panneaux en béton répondent aux exigences sanitaires et hygiéniques, architecturales et de construction les plus strictes.

Inconvénients : difficulté de réparation, grande inertie thermique, qui complique la régulation des transferts de chaleur, augmentation des pertes de chaleur dues aux structures externes des bâtiments chauffées en plus. Principalement utilisé dans établissements médicaux dans les salles d'opération et maternités dans les chambres d'enfants.

Les appareils de chauffage sanitaire doivent satisfaire aux exigences thermiques, sanitaires, hygiéniques et esthétiques.

Bilan thermotechnique les appareils de chauffage sont déterminés par leur coefficient de transfert de chaleur.

Bilan sanitaire et hygiénique- caractérisé solution constructive appareil, ce qui facilite son nettoyage.

Température de la surface externe de l'appareil de chauffage doit répondre aux exigences sanitaires et hygiéniques. Pour éviter une combustion intense des poussières, cette température ne doit pas dépasser 95 o C pour les bâtiments résidentiels et publics, et 85 o C pour les établissements médicaux et pour enfants.

Évaluation esthétique- l'appareil de chauffage ne doit pas s'abîmer vue interne locaux, ne devrait pas prendre beaucoup de place.

L'un des principaux éléments des systèmes de chauffage à eau - un appareil de chauffage - est conçu pour transférer la chaleur du liquide de refroidissement vers la pièce chauffée.

Pour maintenir la température ambiante requise, il est nécessaire qu'à chaque instant la perte de chaleur de la pièce Qп soit couverte par le transfert de chaleur du dispositif de chauffage Qпp et des tuyaux Qтp.

Le diagramme de transfert de chaleur du dispositif de chauffage Qпp et des tuyaux pour compenser les pertes de chaleur de la pièce Qп et Qadd lors du transfert de chaleur Qт du côté eau de refroidissement est illustré à la Fig. 24.

Riz. 24. Schéma de transfert thermique d'un appareil de chauffage situé à proximité de la clôture extérieure du bâtiment

La chaleur Qt fournie par le liquide de refroidissement pour chauffer une pièce donnée doit être supérieure à la perte de chaleur Qp de la quantité de chaleur supplémentaire Qadd causée par l'augmentation du chauffage. structures de construction bâtiment.

Qt=Qp + Qajouter

Un appareil de chauffage est caractérisé par la surface de chauffe Fpp, m2, calculée pour assurer le transfert de chaleur requis de l'appareil.

Les appareils de chauffage, selon la méthode prédominante de transfert de chaleur, sont divisés en rayonnement (radiateurs de plafond), rayonnement convectif (appareils à surface extérieure lisse) et convectif (convecteurs à surface nervurée).

Lors du chauffage de pièces avec des radiateurs de plafond (Fig. 25), le chauffage est effectué principalement grâce à l'échange de chaleur radiante entre radiateurs de chauffage(panneaux chauffants) et la surface des structures de construction de la pièce.

Riz. 25. Panneau chauffant métallique suspendu : a - à écran plat ; b - avec un écran en forme de vague ; 1 - tuyaux de chauffage ; 2 - visière ; 3 - écran plat ; 4 - isolation thermique ; 5 - écran en forme de vague

Le rayonnement d'un panneau chauffé, frappant la surface des clôtures et des objets, est partiellement absorbé et partiellement réfléchi. Dans ce cas, il se produit un rayonnement dit secondaire, qui est également finalement absorbé par les objets et les clôtures de la pièce.

En raison de l'échange de chaleur radiante, la température augmente surface intérieure des enceintes par rapport à la température lors du chauffage par convection, et la température de surface des enceintes internes dépasse dans la plupart des cas la température de l'air ambiant.

Avec le chauffage radiant par panneaux, du fait de l'augmentation de la température de surface dans la pièce, un environnement favorable à l'homme est créé. On sait que le bien-être d'une personne s'améliore considérablement avec une augmentation de la part du transfert de chaleur par convection dans le transfert de chaleur total de son corps et une diminution du rayonnement vers les surfaces froides (refroidissement radiatif). C'est exactement ce qui est assuré par le chauffage radiant, lorsque le transfert de chaleur d'une personne par rayonnement diminue en raison d'une augmentation de la température de surface des clôtures.

Avec le chauffage radiant par panneaux, il est possible d'abaisser la température de l'air dans la pièce par rapport à la température habituelle (normative pour le chauffage par convection) (en moyenne de 1 à 3° C), et donc le transfert de chaleur par convection d'une personne augmente encore plus. Cela contribue également à améliorer le bien-être d’une personne. Il a été établi que dans des conditions normales, le bien-être des personnes est assuré à une température de l'air intérieur de 17,4°C avec des panneaux chauffants muraux et à 19,3°C avec un chauffage par convection. Cela permet de réduire la consommation d'énergie thermique pour le chauffage des locaux.

Parmi les inconvénients du système de chauffage radiant à panneaux, il convient de noter les suivants :

Quelques augmentations supplémentaires des pertes de chaleur à travers les clôtures extérieures aux endroits où des éléments chauffants y sont intégrés ;

La nécessité de raccords spéciaux pour la régulation individuelle du transfert de chaleur des panneaux en béton ;

Inertie thermique importante de ces panneaux.

Les appareils à surface extérieure lisse sont les radiateurs sectionnels, les radiateurs à panneaux et les appareils à tubes lisses.

Appareils avec surface chauffante nervurée - convecteurs, tuyaux à ailettes (Fig. 26).

Riz. 26. Schémas d'appareils de chauffage de différents types (coupe transversale) : a - radiateur sectionnel ; b - radiateur à panneaux en acier ; c - dispositif à tube lisse composé de trois tuyaux ; g - convecteur avec caisson ; D - dispositif constitué de deux tubes à ailettes : 1 - canal pour liquide de refroidissement ; 2 - assiette; 3 - bord

En fonction du matériau à partir duquel les appareils de chauffage sont fabriqués, une distinction est faite entre les appareils métalliques, combinés et non métalliques. Les appareils métalliques sont constitués principalement de fonte grise et d'acier (tôle d'acier et tubes d'acier). Également utilisé des tuyaux de cuivre, tôles et fontes d'aluminium et autres métaux.

Dans les appareils combinés, on utilise un matériau conducteur de chaleur (béton, céramique, etc.), dans lequel sont insérés des éléments chauffants en acier ou en fonte (radiateurs à panneaux) ou des tuyaux métalliques à ailettes placés dans un boîtier non métallique (par exemple en amiante) ( convecteurs) sont encastrés.

Les appareils non métalliques comprennent les radiateurs à panneaux en béton avec des tuyaux en plastique ou en verre intégrés ou avec des vides, ainsi que les radiateurs en céramique, en plastique et autres.

Par hauteur, tous les appareils de chauffage sont divisés en haut (plus de 650 mm de hauteur), moyen (plus de 400 à 650 mm), bas (plus de 200 à 400 mm) et plinthe (jusqu'à 200 mm).

En fonction de l'ampleur de l'inertie thermique, on peut distinguer les dispositifs à faible et forte inertie. Les appareils à faible inertie ont une petite masse et retiennent une petite quantité d’eau. De tels appareils, fabriqués sur la base tuyaux métalliques les petites sections (par exemple, les convecteurs) modifient rapidement le transfert de chaleur vers la pièce lors de la régulation de la quantité de liquide de refroidissement admise dans l'appareil. Les appareils à forte inertie thermique sont massifs, retenant une quantité d'eau importante (par exemple, radiateurs en béton ou sectionnels), les transferts de chaleur évoluent lentement.

Pour les appareils de chauffage, outre les exigences économiques, architecturales, de construction, sanitaires, hygiéniques et de production et d'installation, des exigences techniques thermiques sont également ajoutées. L'appareil est nécessaire pour transférer le plus grand flux de chaleur du liquide de refroidissement à travers une unité de surface jusqu'à la pièce. Pour répondre à cette exigence, l'appareil doit avoir une valeur accrue du coefficient de transfert thermique Kpr, par rapport à la valeur de l'un des types de radiateurs sectionnels pris comme norme (radiateur en fonte type N-136).

Dans le tableau 20 montre des indicateurs de performance thermique et signes conventionnels d'autres indicateurs d'appareils sont notés. Le signe « plus » indique des indicateurs positifs des appareils et le signe « moins » indique des indicateurs négatifs. Deux avantages indiquent des indicateurs qui déterminent le principal avantage de tout type d'appareil.

Tableau 20

Conception d'appareils de chauffage

Les sections de radiateur sont moulées en fonte grise et peuvent être assemblées en appareils de différentes tailles. Les sections sont reliées sur des mamelons avec des joints en carton, caoutchouc ou paronite.

Diverses conceptions de sections à une, deux et plusieurs colonnes de différentes hauteurs sont connues, mais les plus courantes sont les sections à double colonne (Fig. 27) de taille moyenne ( hauteur d'installation hm = 500 mm) radiateurs.

Riz. 27. Section de radiateur à double colonne : hp - pleine hauteur ; hm - hauteur d'installation (construction); b - profondeur de construction

La production de radiateurs en fonte demande beaucoup de main d'œuvre ; l'installation est difficile en raison de l'encombrement et de la masse importante des appareils assemblés. Les radiateurs ne peuvent pas être considérés comme répondant aux exigences sanitaires et hygiéniques, car il est difficile de nettoyer l'espace intersectionnel de la poussière. Ces appareils présentent une inertie thermique importante. Enfin, il convient de noter que leur aspect ne correspond pas à l’intérieur des locaux des bâtiments d’architecture moderne. Ces inconvénients des radiateurs obligent à les remplacer par des appareils plus légers et moins gourmands en métal. Malgré cela, les radiateurs en fonte restent aujourd’hui l’appareil de chauffage le plus courant.

Actuellement, l'industrie produit des radiateurs sectionnels en fonte d'une profondeur de construction de 90 mm et 140 mm (type « Moscou » - en abrégé M, type IStandardI - MS et autres). En figue. 28 montre les conceptions de radiateurs en fonte fabriqués.

Riz. 28. Radiateurs en fonte : a - M-140-AO (M-140-AO-300) ; b-M-140 ; c-RD-90

Tous les radiateurs en fonte sont conçus pour une pression de fonctionnement allant jusqu'à 6 kgf/cm2. La surface chauffante des appareils de chauffage est mesurée par un indicateur physique - un mètre carré de surface chauffante et un indicateur thermique - un mètre carré équivalent (ecm2). Un mètre carré équivalent est la surface d'un appareil de chauffage qui dégage 435 kcal de chaleur en 1 heure avec une différence de température moyenne du liquide de refroidissement et de l'air de 64,5°C et un débit d'eau dans cet appareil de 17,4 kg/ heure selon le schéma d'écoulement du liquide de refroidissement de haut en bas.

Les caractéristiques techniques des radiateurs sont données dans le tableau. 21.
Surface chauffante des radiateurs en fonte et des tubes à ailettes
Tableau 21

Suite du tableau. 21

Les radiateurs à panneaux en acier sont constitués de deux tôles embouties formant des collecteurs horizontaux reliés par des colonnes verticales (forme en colonne), ou des canaux horizontaux reliés en parallèle et en série (forme serpentine). La bobine peut être constituée d'un tube d'acier et soudée à une tôle d'acier profilée ; un tel dispositif est appelé dispositif à feuilles tubulaires.

Riz. 29. Radiateurs en fonte

Riz. 30. Radiateurs en fonte

Riz. 31. Radiateurs en fonte

Riz. 32. Radiateurs en fonte

Riz. 33. Radiateurs en fonte

Riz. 34. Schémas des canaux pour le liquide de refroidissement dans les radiateurs à panneaux : a - en colonne ; b - bobine à deux voies, c - bobine à quatre voies

Les radiateurs à panneaux en acier se distinguent des radiateurs en fonte par leur masse et leur inertie thermique inférieures. Avec une réduction de poids d'environ 2,5 fois, le taux de transfert de chaleur n'est pas pire que celui des radiateurs en fonte. Leur aspect répond aux exigences architecturales et de construction ; les panneaux en acier sont faciles à nettoyer de la poussière.

Les radiateurs à panneaux en acier ont une surface de chauffe relativement faible, c'est pourquoi il est parfois nécessaire d'installer des radiateurs à panneaux par paires (sur deux rangées espacées de 40 mm).

Dans le tableau 22 montre les caractéristiques de panneaux de radiateurs en acier embouti fabriqués.

Tableau 22

Suite du tableau. 22

Suite du tableau. 22

Les radiateurs à panneaux en béton (panneaux chauffants) (Fig. 35) peuvent avoir des éléments chauffants en béton en forme de serpentin ou de registre constitués de tuyaux en acier d'un diamètre de 15 à 20 mm, ainsi que de canaux en béton, en verre ou en plastique de diverses configurations.

Riz. 35. Panneau chauffant en béton

Les panneaux en béton ont un coefficient de transfert thermique proche de celui des autres appareils à surface lisse, ainsi qu'une contrainte thermique élevée du métal. Les appareils, en particulier les types combinés, répondent à des exigences strictes en matière sanitaire, hygiénique, architecturale, de construction et autres. Les inconvénients des panneaux de béton combinés incluent des difficultés de réparation, une inertie thermique élevée, ce qui complique la régulation de l'apport de chaleur aux locaux. Les inconvénients des dispositifs de type accessoire sont l'augmentation des coûts de main-d'œuvre manuelle lors de leur fabrication et de leur installation, la réduction surface utilisable sol de la pièce. Les pertes de chaleur dues aux clôtures extérieures des bâtiments chauffées en plus augmentent également.

Un dispositif à tube lisse est un dispositif constitué de plusieurs tuyaux en acier reliés entre eux, formant des canaux pour le liquide de refroidissement d'une bobine ou d'une forme de registre (Fig. 36).

Riz. 36. Formes de raccordement de tuyaux en acier dans des appareils de chauffage à tubes lisses : a - forme de serpentin ; b - formulaire d'inscription : 1 - fil de discussion ; 2 - colonne

Dans le serpentin, les tuyaux sont connectés en série dans le sens de déplacement du liquide de refroidissement, ce qui augmente la vitesse de son mouvement et la résistance hydraulique de l'appareil. Lorsque les tuyaux du registre sont connectés en parallèle, le débit du liquide de refroidissement est divisé, sa vitesse et la résistance hydraulique de l'appareil sont réduites.

Les appareils sont soudés à partir de tuyaux DN = 32-100 mm, situés les uns des autres à une distance de 50 mm supérieure à leur diamètre, ce qui réduit le rayonnement mutuel et augmente par conséquent le transfert de chaleur vers la pièce. Les appareils à tubes lisses ont le coefficient de transfert thermique le plus élevé, leur surface de collecte de poussière est petite et ils sont faciles à nettoyer.

Dans le même temps, les appareils à tubes lisses sont lourds et encombrants, prennent beaucoup de place, augmentent la consommation d'acier dans les systèmes de chauffage et ont un aspect peu attrayant. Ils sont utilisés dans de rares cas où d'autres types d'appareils ne peuvent pas être utilisés (par exemple pour chauffer des serres).

Les caractéristiques des registres à tube lisse sont données dans le tableau. 23.

Tableau 23

Un convecteur est un appareil de type convectif composé de deux éléments : un radiateur à ailettes et un boîtier (Fig. 37).

Riz. 37. Schémas des convecteurs : a - avec boîtier ; b - sans boîtier : 1 - un élément chauffant; 2 - boîtier; 3 - vanne d'air ; 4 - ailettes de tuyau

Le boîtier décore le radiateur et contribue à augmenter le transfert de chaleur en augmentant la mobilité de l'air près de la surface du radiateur. Un convecteur avec caisson transfère jusqu'à 90 à 95 % du flux de chaleur total dans la pièce par convection (Tableau 24).

Tableau 24

Un dispositif dans lequel les ailettes du radiateur remplissent les fonctions de boîtier est appelé convecteur sans boîtier. Le radiateur est en acier, fonte, aluminium et autres métaux, le boîtier est en matériaux en feuille(acier, amiante-ciment, etc.)

Les convecteurs ont un coefficient de transfert de chaleur relativement faible. Néanmoins, ils sont largement utilisés. Cela est dû à la facilité de fabrication, d'installation et de fonctionnement, ainsi qu'à la faible consommation de métal.

Basique Caractéristiques les convecteurs sont donnés dans le tableau. 25.

Tableau 25

Suite du tableau. 25

Suite du tableau. 25

Remarque : 1. Lors de l'installation de convecteurs plinthes KP à plusieurs rangées, une correction est introduite pour la surface de chauffe en fonction du nombre de rangées verticalement et horizontalement : pour une installation à deux rangées verticalement 0,97, trois rangées - 0,94, quatre rangées - 0,91 ; pour deux lignes horizontales, la correction est de 0,97. 2. Les indicateurs des modèles d'extrémité et de passage de convecteurs sont les mêmes. Les convecteurs traversants ont l'indice A (par exemple Nn-5A, N-7A).

Un tuyau à ailettes est un dispositif de type convectif, qui est un tuyau en fonte à bride, surface extérieure qui est recouvert de fines nervures coulées conjointement (Fig. 33).

La surface extérieure d'un tuyau à ailettes est plusieurs fois supérieure à la surface d'un tuyau lisse de même diamètre et de même longueur. Cela rend l'appareil de chauffage particulièrement compact. De plus, la température de surface plus faible des ailettes lors de l'utilisation d'un liquide de refroidissement à haute température, la relative facilité de fabrication et le faible coût déterminent l'utilisation de ce dispositif lourd, inefficace en termes d'ingénierie thermique. Les inconvénients des tubes à ailettes comprennent également leur aspect obsolète, la faible résistance mécanique des ailettes et la difficulté de nettoyage de la poussière. Les tuyaux à ailettes sont généralement utilisés dans les locaux auxiliaires (chaufferies, entrepôts, garages, etc.). L'industrie produit des produits à nervures rondes tuyaux en fonte 1 à 2 m de long. Ils sont installés horizontalement sur plusieurs niveaux et reliés selon un modèle de bobine avec des boulons à l'aide de « rouleaux » - des doubles coudes et contre-brides en fonte à brides.

Pour comparatif caractéristiques thermiques principaux appareils de chauffage dans le tableau. La figure 25 montre le transfert de chaleur relatif d'appareils de 1,0 m de long dans des conditions thermo-hydrauliques égales lors de l'utilisation de l'eau comme liquide de refroidissement (le transfert de chaleur d'un radiateur sectionnel en fonte d'une profondeur de 140 mm est pris à 100 %).

Comme vous pouvez le constater, les radiateurs sectionnels et les convecteurs avec caisson se distinguent par un transfert de chaleur élevé par 1,0 m de longueur ; Les convecteurs sans boîtier et surtout les tuyaux lisses simples ont le transfert de chaleur le plus faible.

Transfert de chaleur relatif des appareils de chauffage de 1,0 m de long Tableau 26

Sélection et placement des appareils de chauffage

Riz. 38. Tuyau à ailettes en fonte à ailettes rondes : 1 - canal pour liquide de refroidissement ; 2 - côtes ; 3 - bride

Pour créer un régime thermique favorable, choisissez des appareils assurant un chauffage uniforme des locaux.

Les appareils de chauffage en métal sont installés principalement sous les ouvertures lumineuses, et sous les fenêtres, il est souhaitable que la longueur de l'appareil représente au moins 50 à 75 % de la longueur de l'ouverture ; sous les vitrines et les vitraux, les appareils sont placés sur toute leur longueur ; . Lors du placement d'appareils sous des fenêtres (Fig. 39a), les axes verticaux de l'appareil et l'ouverture de la fenêtre doivent coïncider (un écart ne dépassant pas 50 mm est autorisé).

Les appareils situés à proximité des clôtures extérieures contribuent à augmenter la température de la surface interne au bas du mur extérieur et de la fenêtre, ce qui réduit le refroidissement radiatif des personnes. Courants ascendants air chaud créés par les appareils empêchent (s'il n'y a pas d'appuis de fenêtre recouvrant les appareils) l'entrée d'air refroidi dans espace de travail(Fig. 40a). Dans les régions du sud avec des hivers courts et chauds, ainsi que lors de séjours de courte durée, il est permis d'installer des appareils de chauffage à proximité des murs intérieurs des locaux (Fig. 39b). Dans le même temps, le nombre de colonnes montantes et la longueur des caloducs sont réduits et le transfert de chaleur des appareils augmente (d'environ 7 à 9 %), mais le mouvement de l'air avec une température réduite près du sol de la pièce, ce qui est défavorable pour la santé humaine, cela se produit (Fig. 40c).

Riz. 39. Placement des appareils de chauffage dans les pièces (plans) : a - sous les fenêtres ; b - près des murs intérieurs ; n - appareil de chauffage

Riz. 40. Modèles de circulation de l'air dans les pièces (sections) avec différents endroits appareils de chauffage : a-sous les fenêtres sans appui de fenêtre ; b - sous les fenêtres avec rebord de fenêtre c - y mur intérieur; n - appareil de chauffage

Riz. 41. Emplacement de l'appareil de chauffage sous la fenêtre de la pièce : a - long et bas (de préférence) ; b - grand et petit (indésirable)

Les appareils de chauffage verticaux sont installés au plus près du sol des locaux. Lorsque l'appareil est élevé de manière significative au-dessus du niveau du sol, l'air près de la surface du sol peut devenir surfondu, car les flux d'air chauffé en circulation, se fermant au niveau de l'appareil, ne captent pas et ne réchauffent pas la partie inférieure de la pièce dans ce cas.

Plus le dispositif de chauffage est bas et long (Fig. 41a), plus la température de la pièce est uniforme et mieux tout le volume d'air est chauffé. Un appareil haut et court (Fig. 41b) provoque une montée active d'un flux d'air chaud, ce qui entraîne une surchauffe de la zone supérieure de la pièce et une descente de l'air refroidi des deux côtés d'un tel appareil dans la zone de travail.

La capacité d’un appareil de chauffage de grande hauteur à provoquer un flux d’air chaud actif vers le haut peut être utilisée pour chauffer des pièces de hauteur accrue.

Les appareils métalliques verticaux sont généralement placés ouvertement contre le mur. Cependant, il est possible de les installer sous les rebords de fenêtres, dans des niches murales, avec une clôture et une décoration spéciales. En figue. 42 montre plusieurs techniques d'installation d'appareils de chauffage dans les pièces.

Riz. 42. Hébergement appareils de chauffage- dans un placard décoratif ; b - dans une niche profonde ; c - dans un abri spécial ; g - derrière le bouclier ; d - deux niveaux

Le fait de recouvrir l'appareil d'un meuble décoratif comportant deux fentes jusqu'à 100 mm de hauteur (Fig. 42a) réduit le transfert de chaleur de l'appareil de 12 % par rapport à une installation ouverte contre un mur vide. Pour transférer un flux de chaleur donné dans une pièce, la surface de chauffe d'un tel appareil doit être augmentée de 12 %. Placer l'appareil dans une niche ouverte et profonde (Fig. 42b) ou l'un au-dessus de l'autre sur deux niveaux (Fig. 42e) réduit le transfert de chaleur de 5 %. Cependant, il est possible installation cachée appareils dans lesquels le transfert de chaleur ne change pas (Fig. 42c) ou augmente même de 10 % (Fig. 42d). Dans ces cas, il n’est pas nécessaire d’augmenter la surface de chauffe de l’appareil, voire de la réduire.

Calcul de la superficie, de la taille et du nombre d'appareils de chauffage

La tâche du calcul est tout d'abord de déterminer la surface de la surface de chauffage externe de l'appareil qui, dans les conditions de conception, fournit le flux de chaleur nécessaire du liquide de refroidissement vers la pièce. Ensuite, dans le catalogue des appareils, en fonction de la surface estimée, la taille commerciale de l'appareil la plus proche est sélectionnée (nombre de tronçons ou marque de radiateur (longueur du convecteur ou tuyau à ailettes). Le nombre de tronçons de radiateurs en fonte est déterminé par la formule : N = Fpb4/f1b3 ;

où f1 est l'aire d'une section, m2 ; le type de radiateur accepté pour une installation en intérieur ; b4 - facteur de correction prenant en compte le mode d'installation du radiateur dans la pièce ; L3 est un facteur de correction qui prend en compte le nombre de sections dans un radiateur et est calculé par la formule : b3=0,97+0,06/Fp ;

où Fp est la surface estimée de l'appareil de chauffage, m2.