Алюминиевые батареи. Виды и применение. Как выбрать и особенности

Многие владельцы своих загородных домов, или даже в городе, применяют в качестве отопления комнат батареи из алюминиевого сплава. Отопительные алюминиевые батареи обладают подходящими свойствами для таких целей. Рассмотрим их характеристики, причины предпочтительного применения батарей из алюминия для создания тепла в помещениях.

Разновидности алюминиевых батарей, методы изготовления

Во время технологического процесса производства батарей в расплавленный металл производят прочностные добавки с кремнием. Из полученного сплава получают одиночные секции, коллекторы. Существует два способа производства батарей – литьем и экструзией.

Метод литья

Таким методом изготавливают отдельные секции. Отливки делают из сплава – силумина. Это расплавленный алюминий с кремниевыми добавками. Процент содержания добавок в сплаве менее 12. Такой концентрации достаточно для достижения требуемой прочности. Литье производят под высоким давлением, что обеспечивает получение разнообразных форм батарей.

Такие алюминиевые батареи выдерживают до 16 атмосфер. Для свободного прохождения воды по батарее в ее конструкции предусмотрены каналы расширенной формы. Для прочности батареи ее корпус делают толстостенным. Одиночные отлитые секции соединяют в общий радиатор.

Изготовление выдавливанием (экструзией)

Если объяснить понятным языком, то экструзия – это процесс выдавливания. Такой способ хорош для производства отдельных элементов радиатора. Отдельные изготовленные детали соединяют между собой, получаются алюминиевые радиаторы.

Способом экструзии изготавливают не все части батареи, а только вертикальные, с кремниевыми добавками. Коллектор отливают из сплава силумина. Но есть методы экструзии для изготовления коллектора, определенных размеров. Детали плотно собирают друг с другом, скрепляют. Такой метод предполагает невысокую стоимость, но не дает возможность дальнейшей модернизации конструкции батареи. Добавить или удалить отдельные секции такая конструкция не позволяет.

Анодированные алюминиевые батареи

Это вид отопительных батарей из чистого алюминия повышенного качества. Поверхности изделия проходят процесс анодного оксидирования, в результате которого изменяется металлическая структура. Коррозия не проникает через такую структуру металла. Детали изделия соединяют муфтами снаружи, а не ниппелями.

Такой способ сборки обеспечивает гладкую поверхность полости батареи, находящейся внутри. Вследствие этого возрастает теплоотдача батарей, по сравнению с простым изготовлением из алюминия. Такие батареи выдерживают достаточно высокое давление, доходящее до 70 атмосфер. Соответственно, стоимость таких изделий значительно выше.

Технические данные

Межосевое расстояние

Стандартными значениями стали 200, 350, 500 мм. Таких моделей в продаже много. Также имеются и нестандартные размеры.

Широко распространены батареи радиаторов с межосевым размером в 500 мм, высота их 580 мм. Перед приобретением радиатора нужно измерить расстояние от пола до подоконника. В это место устанавливаются алюминиевые батареи. К этому размеру делают запас для возможности циркуляции горячего воздуха, создания эффекта конвекции.

От пола до батареи делают расстояние 10 см, не меньше. Такое же место должно быть вверху до подоконника. Вплотную к стене тоже устанавливать радиаторы отопления не рекомендуется.

Нельзя забывать и о том, что ширины пространства должно хватать для размещения батареи. Если оказывается, что места мало, то лучше подобрать алюминиевые радиаторы с меньшим типоразмером. При покупке нужно учесть все нюансы.

Виды давления

Для отопительных радиаторов в документации указывают давление нормальной работы и величина опрессовочного давления. Опрессовка проводится с давлением, гораздо большим, чем рабочее значение. Не все понимают значение этих характеристик.

Рабочее давление – обычное давление эксплуатации в отопительный сезон. Для алюминиевых серий стандартное значение составляет до 15 атмосфер.

В централизованной сети давление доходит до 15 атмосфер. В магистральных теплоцентралях это значение повышается до 30 бар. Для городских квартирах опасно использовать алюминиевые батареи.

Для своего дома с собственной системой отопления индивидуальным котлом, давление в котором не выше 1,5 атмосферы, алюминиевые радиаторы вполне подходят. Давление может указываться в барах, это аналогичные единицы. Для германских котлов эксплуатационное давление 10 бар. В таких системах используют алюминиевые радиаторы.

Давление опрессовки часто оказывается наиболее важным параметром, чем рабочее. После летнего периода система отопления пустая, не имеет теплоносителя. Для запуска отопления делают проверку на герметичность системы. Для этого в нее подают повышенное давление. Оно превышает рабочее давление в 1,5-2 раза, и доходит до 30 бар. Такая опрессовка проводится для центральной сети отопления.

Значительная разница в давлении работы системы отопления собственных домов и городских квартир легко объясняется. В многоэтажных домах воду для отопления нужно поднимать на несколько метров. Одна атмосфера составляет поднятие воды на 10 метров. Для трехэтажного дома этого значения вполне хватает. А если этажей много, то необходимо высокое давление. Иногда работники коммунальных сетей создают очень высокое давление, от которого приходят в негодность даже качественные образцы батарей.

Поэтому, при покупке лучше перестраховаться и приобрести радиаторы с большим запасом прочности по давлению. Тогда они выдержат любое давление, и будут работать долго. Давление в документации на радиаторы может указываться в МПа. Для пересчета в атмосферы это значение умножается на 10.

Параметры тепла

Половина тепла от алюминиевых батарей идет в виде тепловых лучей. Остальное тепло создает эффект конвекции. Воздушные слои движутся снизу радиатора наверх. Внутренняя часть радиаторов выполнена в виде ребер, за счет чего получается высокая теплоотдача.

Для секции радиатора указывают коэффициент теплоотдачи, который измеряется в ваттах. Батарея с межосевым расстоянием в 500 мм имеет теплоотдачу до 150 ватт от одной секции. Это значение умножается на количество секций, получается общая теплоотдача, по которой производится тепловой расчет помещения.

Необходимо помнить, что хорошая теплоотдача означает малую инерционность радиатора. Это сберегает финансовые средства, поэтому алюминиевые радиаторы стали лидером в плане создания экономии. После них идут чугунные классические радиаторы, затем биметаллический вид радиаторов, у которых большая инерционность, а теплоотдача меньше.

Виды дизайна

Нельзя сказать, что алюминиевые батареи блещут дорогим видом и роскошью. Однако, их дизайн имеет интересные воплощения. Конструкция выполнена с учетом разных интерьеров помещений домов и современных квартир. Люди часто делают выбор алюминиевых образцов, а не модных новинок с высокой стоимостью, не проверенных в работе.

Гарантийный срок

Производители дают гарантию на алюминиевые батареи до 20 лет. А некоторые широко известные фирмы указывают 25 лет гарантийного срока. При истечении срока гарантии не нужно сразу устанавливать новые радиаторы. Они могут еще долго служить. Внимательно следите за ними, не допускайте повреждений.

Характеристика радиаторов из алюминия:

• Межосевое расстояние – 200-500 мм.
• Эксплуатационное давление – до 16 атмосфер.
• Тепловая мощность – до 212 ватт.
• Вес секции – до 1,47 кг.
• Вместимость секции 250-460 мл.
• Максимальная температура воды – 110 градусов.
• Срок гарантии – 10-15 лет.

Достоинства и недостатки

Преимущества

• Экономичность.
• Малая масса, положительное качество при монтаже.
• Наличие регулятора температуры.
• Простая установка.
• Большая теплоотдача.
• Оригинальный дизайн для элитных помещений.

Негативные стороны

• Возможность протечки на стыках.
• Неравномерность тепла по корпусу.
• Низкая конвекция.
• Срок работы сравнительно мал – 15 лет, хотя известные марки имеют срок выше.
• Появление газов.
• Требуют антикоррозийной обработки, покрытие оксидом. Химическая активность алюминия является основной негативной стороной батарей. При наличии реактивов в центральной сети стенки радиатора быстро разрушаются. Также резкие скачки давления отрицательно влияют на прочность стенок радиатора.

Зная об этих недостатках, такие батареи лучше использовать в автономном отоплении, в местах, где нет химических веществ в воде, давление стабильно.

Целесообразность применения алюминиевых батарей

Алюминий сам себя защищает, образуя защитную оксидную пленку. Оксидная пленка не пропускает теплоноситель, в отличие от коррозии стали. Такая пленка из оксида нормально существует при РН – 7-8. Это нейтральная среда. Если значение выше, то это щелочная среда, ниже – кислотная.

При отклонении значения баланса кислоты и щелочи, оксидная пленка на алюминии начинает размываться. Для защиты от этого начинает образовываться дополнительная пленка. От этого процесса выделяется водород, который является губительным фактором, разрушающим алюминий.

Практика показывает, что разрушение алюминиевой секции происходит быстрее под влиянием эффекта «шампанского», то есть, образования водорода. Особенно это происходит, когда отсутствует теплоноситель. Многие удивляются, почему алюминиевые батареи лопаются в июне, в летние месяцы. По существующим правилам летом должна быть закрыта запорная арматура, во избежание гидроудара. Но, нельзя забывать при этом, открывать воздухоотводный клапан.

В результате теплоноситель протухает, в нем накапливаются бактерии, водород. Секции батареи перекрыты кранами. Водород разрывает корпус батареи. От разрушения не спасают даже усилители секций. Отрываются самые слабые места батареи.

Можно ли алюминиевые батареи ставить в центральную систему отопления? Можно, если будет соблюдаться баланс щелочи и кислоты в пределах 7-8. Это невозможно при центральном отоплении. Возможны промывки системы с кислотами, щелочами. Алюминий не рекомендован для таких систем по причине невозможности контроля РН.

Внутри батареи также скапливается много окалины, металлической стружки. При установке автоматического автоотводчика воздуха возможен быстрый выход его из строя. Воздушный автоотводчик работает по принципу игольчатого клапана и поплавка. Если игла заклинит от осевшего налета из окалины, то при подаче воды в начале отопительного сезона вашу квартиру затопит. Лучше использовать простой ручной клапан.

Радиатор для отопительной системы: критерии выбора

Статья подготовлена при участии специалистов промышленной группы «Royal Thermo».

Не так страшна зимняя стужа, как неудачно выбранный радиатор отопления! Самый худший смысл этой поговорки обнаруживается внезапно: когда разгерметизация системы отопления приводит к затоплению вашей квартиры (а, заодно, и соседей, проживающих этажом ниже). И очень обидно, если виной тому становится радиатор, неудачно приобретенный вами на сомнительной распродаже.

Чтобы в стремлении сэкономить на покупке дешевых батарей не попасть в паутину ненужных проблем, разберемся в следующих вопросах: какие радиаторы создадут комфорт в вашем жилом пространстве, а какие не привнесут в него ничего, кроме неприятностей и дополнительных расходов. Сделаем это вместе с экспертами промышленной группы Royal Thermo.

Из статьи вы узнаете:

1. Какие типы радиаторов подходят для бытовых систем отопления, какими преимуществами и недостатками они обладают.
2. Почему в домашних системах отопления чаще всего используют алюминиевые и биметаллические радиаторы.
3. Для каких условий эксплуатации подходят алюминиевые радиаторы, и где их можно использовать.
4. Какие рекомендации существуют по использованию радиаторов биметаллических.
5. О заблуждениях и ошибках, которые мешают выбрать «правильный» радиатор – о чем молчат продавцы-консультанты.

Разновидности современных радиаторов

Допустимо ли в наши дни использовать консервативные решения для комплектации отопительных систем (речь идет о чугунных радиаторах)? Конечно, допустимо, но гораздо практичнее ставить алюминиевые и биметаллические батареи. Их недостатки и преимущества познаются в сравнении.

Чугунные радиаторы – «классика жанра». Это довольно массивные изделия, которые и нагреваются быстро и тепло отдают охотно. Радиаторы с чугунным корпусом весьма долговечны и хорошо защищены от коррозии, но их эксплуатация – дело хлопотное. Внешняя поверхность этих изделий нуждается в регулярном уходе и подкрашивании, а высокая инерционность чугуна может создавать проблемы во время настройки температурных режимов.

Чугунные радиаторы – сегодня – это, скорее, неотъемлемый элемент дизайна, чем высокотехнологичное решение. Их можно встретить в лофтах и помещениях, которые «заточены» под определенный стиль. С точки зрения повсеместного использования – это уже далекое прошлое.

Алюминиевые радиаторы – самый распространенный тип радиаторов, используемых в индивидуальных системах отопления. Это легкие, надежные и довольно прочные изделия. Они эффективно противостоят гидроударам и рассчитаны на высокое давление (некоторые модели выдерживают до 20-ти атмосфер). Алюминиевый коллектор отличаются малой инерционностью и высоким коэффициентом теплоотдачи. Среди дополнительных преимуществ – сравнительно низкая стоимость. К недостаткам алюминиевых радиаторов следует отнести слабую устойчивость к коррозии, которая может быть спровоцирована свойствами теплоносителя.

Биметаллические радиаторы, изготовленные из стальных труб-коллекторов и алюминиевой оболочки, чуть менее охотно отдают тепло, чем изделия из чистого алюминия или алюминиевых сплавов. Зато в плане прочности они смотрятся гораздо выгоднее, чем все перечисленные модели. Эти изделия несколько дороже, чем радиаторы других типов, но затраты на их покупку полностью компенсируются эксплуатационной надежностью, практичностью и долговечностью.

Если в конструкции обогревателя есть сталь и алюминий, это еще не говорит о прочности и надежности устройства. Иногда стальными в нем являются только вертикальные каналы коллектора. Как следствие, назвать такое устройство биметаллическим радиатором можно с большой натяжкой.

Полноценный биметаллический радиатор имеет полностью стальной коллектор, выполненный из углеродистой стали марки 20. Такая особенность полностью исключает взаимодействие теплоносителя с алюминием, предотвращает образование коррозии и гарантирует высокую надежность прибора.

Как узнать, что радиатор именно биметаллический? Для этого достаточно заглянуть внутрь. На практике встречаются радиаторы, которые называют биметаллическими, но сталь там находится только в вертикальных каналах (снаружи ее не видно). Такие «биметаллические» покупать уж точно не стоит.

Опыт застройщиков подсказывает: в бытовых системах отопления лучше использовать либо алюминиевые, либо биметаллические радиаторы. Какие из них больше подходят для того или иного случая – рассмотрим более подробно.

Рекомендации по использованию алюминиевых радиаторов

Безусловно, алюминиевые радиаторы привлекательны для большинства застройщиков. От них ожидают надежности и практичности. Но, чтобы не обмануться в своих ожиданиях, покупатель должен позаботиться о двух вещах:

1. О соответствии радиатора типу отопительной системы.
2. О соответствии теплоносителя материалу, из которого изготовлен радиатор.

Слабое место любого алюминиевого радиатора – это сплав, из которого изготовлен его коллектор (точнее – его физико-химические характеристики). При безответственном подходе к выбору и эксплуатации обогревателя они грозят серьезными проблемами владельцу отопительной системы.

Проблемы начинаются с химической коррозии, которая происходит внутри алюминиевых радиаторов при их неправильной эксплуатации. Любой алюминиевый коллектор имеет внутреннюю защитную оболочку. Это либо оксид алюминия, который образуется на внутренних стенках радиатора при контакте с водой, либо специальный состав, которым защищают свои изделия производители. Разрушение защитного слоя происходит по двум причинам:

1. По причине движения механических примесей, которыми может быть засорена система (от механических включений хорошо защищают специальные фильтры).
2. По причине пониженного или, наоборот, повышенного уровня рН теплоносителя (в норме этот показатель должен быть не менее 6,5 и не более 8,5). От химической коррозии может защитить только контроль над качеством и составом теплоносителя.

В нейтральной среде, в которой рН=7, алюминий неподвержен коррозии. В кислой среде (в которой рН меньше 7) и в щелочной среде (где рН больше 7) коррозия уже дает о себе знать.

Коррозия алюминия начинается с деградации защитной оболочки. После она сопровождается разрушением алюминиевого сплава и активным образованием водорода.

Последствия этих процессов могут быть печальны: даже если регулярно пользоваться кранами Маевского, спасающими систему от завоздушивания, разгерметизация отопления, которая произойдет в самый неподходящий момент, становится лишь вопросом времени.

1. Как известно, проблему лучше предупредить, чем потом бороться с ее последствиями. Алюминиевый радиатор прослужит долго, если он по-настоящему качественный, и если его правильно эксплуатировать.Если в систему заправлен антифриз, его марка и характеристики должны соответствовать рекомендациям производителя.
2. Если система заправляется водой, необходимо контролировать ее жесткость, а также следить за уровнем водородного показателя.

Свойствами основного материала определяются не только эксплуатационные требования, но и область применения радиаторов.

Дело в том, что централизованное отопление заправляется специально подготовленным щелочным теплоносителем. Уровень рН в нем больше 8 (это делается для защиты стали от коррозии), причем сам теплоноситель нередко бывает низкого качества. Для алюминиевых радиаторов нужен рН в диапазоне – от 7 до 8 (это требование указывается в инструкциях к радиаторам). Также есть алюминиевые радиаторы с внутренним антикоррозионным покрытием. Если верить инструкции, их можно использовать в более широких диапазонах водородного показателя.

Итак, вывод: алюминиевые радиаторы больше подходят под автономное отопление, в котором рН теплоносителя можно контролировать самостоятельно (например, перед заправкой системы). Если алюминиевые радиаторы используются в отоплении закрытого типа, то система обязательно оснащается защитой от завоздушивания. Это могут быть автоматические воздухоотводчики или ручные краны Маевского, через которые удаляется водород и воздух, попавшие в систему.

Выбирая теплоноситель для систем с алюминиевыми радиаторами, правильнее всего ориентироваться на рекомендации производителей отопительного оборудования. У людей, чья система отопления подключена к централизованной котельной, возможность самостоятельного выбора теплоносителя отсутствует. Эксплуатировать алюминиевые радиаторы в этом случае рекомендуется с особой осторожностью, а если позволяют финансы, лучше отдать предпочтение радиаторам биметаллическим.

Рекомендации по использованию биметаллических радиаторов

Биметаллические радиаторы менее восприимчивы к коррозии, поэтому их можно использовать во всех типах отопительных систем. И если алюминиевые радиаторы помогают сэкономить при строительстве автономной системы отопления, то биметаллические обогреватели, благодаря высокой прочности, гарантируют эксплуатационную безопасность системам централизованным.

Мифы о биметаллических и алюминиевых радиаторах

Постараемся развеять заблуждения, которыми ошибочно руководствуются неопытные застройщики, выбирая радиатор для своей системы.

Миф первый: алюминиевый радиаторы несовместимы с медными котлами отопления

Наслышавшись информации об электрохимической коррозии, которая возникает в паре «медь-алюминий» из-за разности электрохимических потенциалов, многие застройщики не рискуют использовать в одной системе алюминиевые радиаторы и отопительные котлы с медными теплообменниками. Да – действительно: в замкнутом гальваническом элементе, состоящем из алюминиевого (анода) и медного электрода (катода), алюминий всегда будет являться элементом, который отдает свои положительные ионы и, по сути, растворяется в электролите. При наличии внешнего электрического проводника, соединяющего оба электрода, процесс разложения будет протекать устойчиво и непрерывно.

Если же внешнего проводника в системе нет (например, если медный теплообменник соединяется с алюминиевым радиатором полипропиленовыми трубами), то никакой электрохимической коррозии не будет. Попросту говоря, в такой системе нет замкнутой электрической цепи, а, следовательно, не могут начаться электрохимические процессы.

Миф второй: разницу в теплоотдаче алюминиевого и биметаллического коллектора можно сгладить формой радиатора

Способность к теплоотдаче у алюминиевого или биметаллического радиатора напрямую зависит от материала: у алюминиевого коллектора этот показатель на порядок выше, чем, например, у стального или биметаллического. Это неоспоримый факт, однако, суммарная эффективность радиатора зависит не только от теплопроводности материала.

Отчасти она зависит от формы секций, от геометрии их оребрения и даже от дизайна радиатора, который при грамотном подходе к проектированию способен на порядок увеличить эффективность теплообмена.

Так, дополнительное оребрение вертикального коллектора увеличивает теплоотдачу каждой секции на 3 – 5%.

Волнообразное оребрение секций позволяет купировать области «залипания» конвекционного потока, тем самым увеличивая теплоотдачу на 3%.

Конвективные фронтальные окна увеличивают эффективность теплообмена еще на 5%. Это инновационное дизайнерское решение, которое стало доступным благодаря чередованию углов наклона соседних секций.

Несмотря на всю эффективность, перечисленные решения не являются кардинальными мерами по улучшению теплоотдачи. Об этом говорят даже сами производители.

Разница в теплоотдаче не критична, но существенна. Полностью компенсировать «разбег» между теплоотдачей биметаллического и алюминиевого радиатора формой ребер или же геометрией батареи невозможно. Этого можно достичь только увеличением числа секций биметаллического радиатора.

Миф третий: радиаторы портятся исключительно из-за неправильных условий эксплуатации

Несомненно, контроль над параметрами теплоносителя и правильные условия эксплуатации продлевают срок службы радиатора в разы. Но, выбирая отопительное оборудование, нельзя игнорировать такую вещь как статистика по производителям.

Выясняя – «Почему потек мой радиатор?», необходимо анализировать не только условия эксплуатации, но и то, какой радиатор у вас стоит. Если человек установил самый дешевый китайский радиатор, а потом жалуется по поводу протечек на свой ЖЭК (притом, что у соседей все в порядке), то это полный бред. Не может радиатор с толщиной стенки 0,6 мм выдерживать такое же давление, как изделие со стенкой 1,0 мм. Не может радиатор из непонятного и дешевого сплава также хорошо сопротивляться коррозии, как радиатор из высокотехнологичного материала, на разработку которого потрачено много денег. Все это очевидные детали, но наш народ, в стремлении сэкономить, их в упор не замечает.

К сказанному можно добавить только одно: отсутствие обязательной сертификации по новому государственному стандарту (ГОСТ 31311-2005) – это повод задуматься о качестве и надежности продукции, которую вы собираетесь приобретать.

Подведем итоги и перечислим основные принципы, по которым следует выбирать радиатор для своего отопления:

1. Тип отопительного радиатора должен соответствовать типу системы отопления.
2. Материал, из которого изготовлен радиатор, должен соответствовать характеристикам теплоносителя, залитого в систему.
3. Большое значение имеет дизайн радиатора. Очень важно подобрать радиатор, который бы гармонично вписался в антураж помещения, но гораздо важнее, чтобы внешняя привлекательность не пошла в ущерб эффективности.
4. И последнее: выбирая радиатор отопления, обращайте внимание только на сертифицированную продукцию, которая уже успела завоевать доверие покупателей.

Если речь идет о многоквартирном жилом доме, то, выбирая радиатор, следует учитывать этаж, на котором находится квартира. Чем ниже квартира, тем выше давление будет в радиаторах.

Поясняем: давление в замкнутой системе подбирается так, чтобы теплоноситель доходил до верхних этажей. Давление в отопительной системе многоэтажного дома распределяется примерно следующим образом: чтобы поднять теплоноситель на 10 метров, в системе необходимо повысить давление на 1 атм.

Обсудить особенности алюминиевых и биметаллических радиаторов с другими пользователями FORUMHOUSE вы можете в специальном разделе нашего сайта. О том, как организовывать электрический подогрев наружных элементов загородного дома, вы узнаете из статьи, посвященной полезным строительным лайфхакам. Подробнее об обязательной серитфикации современных приборов отопления вы можете прочесть в материале, подготовленном при участии наших партнеров.