Екран для радіатора опалення: дизайн, фізика, конструкція

Бажання прикрити чимось радіатор опалення цілком природно: навіть сучасні алюмінієві радіатори око не радують хоча б своєю одноманітністю. Ексклюзивні вироби, виконані на замовлення під дизайн приміщення… зрозуміло, зрозуміло, можна не продовжувати. Простіше зробити екран для батареї своїми руками, тим більше, що робота ця не з дорогих та складних.

Як він гріє?

Однак призначення батареї опалення – гріти приміщення. Інтуїтивно зрозуміло, що батарея за екраном або в коробі гріти буде гірше, а за тепло платити потрібно як і раніше, якщо немає лічильника. Саме тому багато охочих не облагороджують батареї.

Інтуїція нерідко підводить. Зробити екран для радіатора, який не тільки не погіршує обігрів, але і поліпшує його, цілком можливо самостійно. Потрібно тільки знати, як радіатор опалення працює, та ще дещо з теплофізики.

Передача тепла від батареї в кімнату здійснюється за рахунок потоку нагрітого повітря – конвекції – і шляхом випромінювання в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні електромагнітного випромінювання. Співвідношення випромінювання і конвекції змінюється в залежності від температури гарячої води в системі, зовнішніх умов і конструкції радіатора.

«Гармошка»

Стара «чавунка» гріє в основному за рахунок конвекції. При інтенсивному підігріві (температура радіатора +50 градусів і більше) істотну частку потоку тепла в кімнату дає ІЧ випромінювання. Нині в деяких регіонах така ситуація здається абстрактно-фантастичною, але люди старшого і середнього поколінь пам’ятають, як суворою зимою до батарей неможливо було доторкнутися рукою.

Хороший екран для батареї опалення

Сучасні радіатори діють в загальному так само, але вони певною мірою вміють підлаштовуватися під зовнішні умови. Якщо циркуляція повітря в каналах чимось (наприклад, шторою) утруднена, потік тепла в масі металу перерозподіляється в бік передніх плоских панелей, і радіатор переходить в режим тепловипромінювання. Досягається це точним числовим моделюванням радіатора на потужних комп’ютерах.

Звідси зрозуміло: екран радіатора повинен забезпечувати не тільки циркуляцію повітря, але і передачу назовні інфрачервоного випромінювання. Досягається це двома способами, див. наступний розділ.

Висновок простий: лицьова панель правильного екрану не повинна бути глухоюабо з рідкими невеликими отворами. Хороший екран – це грати на батарею, досить рідкісні і з досить великим простором над радіатором. Але для забезпечення теплообміну, не поступається штатного у вільному просторі, цього недостатньо.

Дизайн і фізика

Згадаймо зі школи: найкраще випромінює і поглинає випромінювання абсолютно чорне тіло. Зовнішній екран повинен поглинути ІК від батареї і потім випромінювати його в кімнату. Для цього він, по-перше, повинен володіти хорошою теплопровідністю, щоб поглинене ІЧ не поверталося назад. По-друге, чим він буде темніше, тим краще. Як задекорувати батарею зовні – справа перш за все смаку; а ось виворіт екрану в будь-якому випадку слід пофарбувати чорним.

Пояснимо на прикладі: Припустимо, екран чорний; коефіцієнт поглинання в ІЧ k = 0,8. Поглинає випромінювання він з одного боку, випромінює в обидва. Теплопровідність матеріалу екрану також не нескінченна. Зворотне випромінювання додатково підігріє батарею, вона стане випромінювати сильніше. Точний розрахунок досить складний, вимагає знання вищої математики, але кінцевий результат простий: 1, поділена на корінь квадратний з 2, множиться на квадрат k. Тобто, в кімнату піде 0,707х0,64 = 0,453 від штатного потоку ІЧ.

Це вже менше того, що «витягне» алюмінієвий радіатор з профільованими каналами при погіршеній конвекції. При світлому екрані теплопередача в кімнату ще погіршиться. Куди дівається невикористане тепло? Йде в трубу обратки, а ви за нього все одно платите. Можна поправити справу? Так, можна. Насамперед – додатковим тепловим екрануванням від стіни.

Тепловий екран-відбивач

З описаного вище ясно, що на стіну за батареєю слід накласти тепловідбивний екран, тільки вже не чорний, а блискучий. Він перевідібє ІЧ від тильної поверхні радіатора назад, той ще нагріється, загальний потік ІЧ на зовнішній декоративний екран збільшиться, і в кімнату піде, при світлій зовнішньої поверхні декоративного екрану, більш 0,5 від штатного потоку ІЧ. Цього вже достатньо, щоб хороший профільований алюмінієвий радіатор більш-менш нормально працював за конвекції, з деякими незначними доповненнями, див. далі.

Але листа металу буде недостатньо. Навіть полірований алюміній послабить потік ІЧ на стіну разів 5-6, не більше. Потрібно укласти покритий з двох сторін алюмінієм теплоізолюючий мат з синтепону або будь-якого іншого волокнистого полімеру. Він послабить потік ІК на стіну не менше ніж у 40 разів. Синтепон має ту перевагу, що вже при товщині 5 мм практично не проводить тепло і добре відбиває ІЧ.

Мати з інших матеріалів доведеться брати не менше 3 см завтовшки, а мінвату в житлових приміщеннях застосовувати у відкритому вигляді взагалі не можна: шкідливо для здоров’я. Не гірше синтепону алюминированный пінопласт, але він не гнеться і засунути його за батарею, не знімаючи її, важко.

Як не потрібно і як треба робити екран

Дуже поганий екран для радіатора опалення
Дуже поганий екран для радіатора опалення

Виходячи з вищеописаного, розберемо насамперед характерні помилки при виготовленні екранів радіаторів опалення. На малюнку вище показана вкрай невдала конструкція.

По-перше, мізерні вентиляційні отвори практично виключають нормальну конвекцію. По-друге, у «пазусі» над ними вгорі утворюється подушка нагрітого повітря, це ще більше перешкоджає нормальному конвекційному теплообміну. Такий радіатор фактично працює тільки за рахунок випромінювання. Кожух, судячи з усього, металевий, але, навіть якщо він спеціальним способом зачернений зсередини, все одно, можна сміливо сказати, що власники не менше 25% витрат на опалення спускають в обратку. Знаючи тарифи, по грошах прикинути зможете самі.

 Прийнятний екран для радіатора опалення

Прийнятний екран для радіатора опалення

Крім того, додаткова функціональність такого екрану дорівнює нулю: стирчить із стіни коробка, та й все тут. А дизайнерські потуги повністю зводить нанівець потворна труба на самому видному місці: спроба прикрити батарею тільки підкреслює її непривабливість.

На малюнку вище – конструкція прийнятна, але все-таки недосконала. По дизайну з функціональністю все в порядку: дерево добре виглядає, і вийшла досить елегантна поличка, декорована, треба сказати, зі смаком.

Але решетування занадто часте: ширина планок більше проміжків між ними. В додаткові заходи щодо поліпшення теплопередачі в обратку йде також не менше 5-7% витрат на тепло, що в грошовому вираженні за зиму складе чимало.

Тому далі ми розглянемо, як правильно зашити радіатор опалення.

Оптимальний екран своїми руками

Матеріал

Перш ніж взятися за справу, подумаємо добре: чим закрити батарею? Від цього залежить швидкість та простота роботи, так і теплова ефективність радіатора в екрані.

Пластик – не годиться однозначно. Дорогий, погано проводить тепло, надати йому естетичний вигляд, як не дивно на перший погляд, в домашніх умовах важче, ніж металу. А найголовніше – від нерівномірного нагріву пластик з часом покоробиться, а то і піде плямами.
Метал – недорогий, відмінний провідник тепла. Але щоб зробити красивий металевий виріб вдома, потрібні тверді робочі навички і досить великий набір інструменту.
Дерево – естетичне, екологічне, легко в роботі. Але погано проводить тепло, і суттєво покращити його теплопровідність не можна. Тим не менш, правильно виготовлений (див. далі) дерев’яний екран для радіатора цілком ефективний.
Гіпсокартон – на перший погляд не підходить, і не стільки по теплопровідності. Від нерівномірного нагріву гіпсокартон пересихає і починає лущитися, порошити, тріскається. Але витративши трохи праці, гіпсокартон можна поліпшити за всіма показниками і зробити з нього відмінний екран.

Підготовка гіпсокартону

Голчастий валик для гіпсокартону
Голчастий валик для гіпсокартону

Щоб зашити батарею гіпсокартоном, його слід підготувати. Насамперед, спеціальним голчастим валиком для гіпсокартону (див. мал) прокатуємо виворіт вирізаних заготовок. Валик не обов’язково купувати, можна взяти напрокат. Застава невелика ламається інструмент рідко, зношується слабо, так що і орендна плата невелика, а роботи – на півгодини-годину. Потім заготовки два рази з кожного боку просочуємо водною емульсією ПВА. Вона недорога, і буде потрібно 2-3 л

Сенс процедури:

Просочення полімерною емульсією покращує теплопровідність.
Лунки від наколювання створюють теплові містки зсередини назовні.
Просочений полімерною емульсією гіпсокартон не пересихає.
На просочений гіпсокартон добре лягає фарба, даючи рівний шар.
Розпил обробленого таким чином гіпсокартону електричним або ручним лобзиком виходить чистим; після додаткової обробки шкуркою і фарбування виріб, що вийшов з умілих рук, виглядає не гірше пластикового фабричного.

ekran-dlya-radiatora-opalennya-dyzajn-fizyka-konstruktsiya4
Тепер можна приступати до виготовлення екрана.

 

Розріз екрану з радіатором опалення, що забезпечує тепловіддачу, показаний на малюнку. Крім описаного вище, в конструкції дві родзинки: аеродинамічний козирок і інжектор теплого повітря. Виготовляються вони з жерсті, оцинкування, або навіть з картону. В останньому випадку внутрішню сторону козирка потрібно обклеїти алюмінієвою фольгою (підійде рукав для запікання).

Козирок необхідний не тільки для старих «чавунок». Для алюмінієвих радіаторів він ще потрібніше. Без нього в кутку під підвіконням, чи верхньою полицею екрану-короби, утворюється описана вище тепла повітряна подушка, здатна начисто перекрити конвекцію. Алюмінізована звернена до радіатора поверхня козирка перевідбиває назовні деяку частку ІЧ. По грошам рахунок йде на копійки, але за опалювальний сезон копійок цих накапає чимало.

Інжектор підсмоктує тепле повітря від лицьової сторони радіатора. Зверніть увагу, що його вихід виконаний з деяким звуженням. На «малому газі» інжектор практично не працює, але з посиленням підігріву потяг посилюється і тепле повітря зверху «валить клубами». В буквальному сенсі, якщо перевірити димом.

В цілому, при сильному підігріві сукупний потік тепла від такої конструкції виявляється більше розрахункового у вільному просторі. Там, де радіатор в звичайному екрані все гірше і гірше справляється, радіатор в екрані з козирком і інжектором «кочегарить» все сильніше і сильніше.

Примітка: показаний варіант інжектора для чавунної батареї-гармошки. Для сучасного радіатора інжектор слід опустити до нижнього краю верхніх сопел радіатора.

Інжектор і козирок некритичні до розмірів, досить зробити приблизно так, як показано на малюнку. У разі необхідності можна підігнути або розігнути.

Кріплення екрану до стіни – будь-яке. Краще всього, звичайно, різьбові шпильки в анкерних цангах, але коштують вони чимало, так що підійдуть і будь-які дерев’яні чурбаки. Але важлива умова для ефективної роботи конструкції: загальна площа елементів лицьової поверхні повинна бути менше такої проміжків між ними.

Отже, тепер ви знаєте, як зробити радіатор опалення прикрасою інтер’єру, не втративши тепла і затишку. Благополучної вам зими в теплій квартирі!

Коментарі