Чем отличаются алюминиевые радиаторы от биметаллических: Чем отличаются алюминиевые радиаторы от биметаллических и как их отличить?
Биметаллические или алюминиевые радиаторы отопления: какой выбрать?
Еще до этапа монтажа всей системы важно определиться с тем, что лучше: биметаллические или алюминиевые радиаторы отопления. Для организации грамотного выбора необходимо сравнить их основные параметры.
Биметаллические и алюминиевые радиаторы: в чем разница?
Внешне оба типа радиаторов выглядят практически одинаково. Они имеют идентичный дизайн и секционную конструкцию. Однако существенное отличие заключается в их устройстве, что определяет эксплуатационные качества батарей.
Алюминиевые радиаторы изготовлены целиком из специального алюминиевого сплава. При их производстве может использоваться метод экструзии или метод литья. В первом случае получают более дешевые и легкие радиаторы. Однако по качеству экструзионные изделия существенно уступают литым, которые отличаются повышенной надежностью и долговечностью.
Основная разница между алюминиевыми и биметаллическими радиаторами состоит в том, что второй тип приборов изготавливается из двух разных видов металлов.
Теплоотдача
Чтобы правильно выбрать отопительные приборы, важно определиться с тем, какие радиаторы теплее. По этому показателю безусловным преимуществом обладают алюминиевые радиаторы. Это объясняется высокой теплопроводностью алюминия. Благодаря этому одна секция может давать до 200 Вт тепловой энергии. Также важным плюсом является малая тепловая инерция, за счет чего помещение очень быстро прогревается после запуска системы отопления.
Биметаллические радиаторы уступают алюминиевым по теплоотдаче. Потери тепла объясняются наличием стального сердечника, которые имеет меньшую теплопроводность. В результате теплоотдача может уменьшаться до 20 %. Также несколько выше у этих радиаторов тепловая инерция.
Таким образом, если оценивать, какие радиаторы отопления лучше (алюминиевые или металлические) по тепловой эффективности, то выбор будет в пользу первого варианта. Однако этот показатель является не единственным, который нужно принимать во внимание при выборе.
Прочность
Определяясь с тем, какие выбрать радиаторы, обязательно нужно учитывать их прочность. В этом отношении алюминиевые батареи сильно уступают биметаллическим. Они рассчитаны на рабочее давление в среднем от 6 до 16 атмосфер. Также эти батареи не устойчивы к перепадам давления и гидроударам, чем отличаются от аналогов не в лучшую сторону. При гидроударах обычно происходит разрушение алюминиевых батарей.
Прочность биметаллических радиаторов, в которых вода движется по стальным трубам, намного выше. Их использование допускается при давлении до 20-40 атмосфер, в зависимости от модели. Также батареи данной категории хорошо выдерживают гидроудары. Эти преимущества биметаллических радиаторов имеют особое значение при комплектации систем централизованного типа, используемых в многоэтажных домах.
Химическая стабильность
Довольно существенной является разница между алюминиевыми и биметаллическими радиаторами по химической стойкости. Здесь алюминий также проигрывает. При повышении уровня pH теплоносителя более 8 он достаточно быстро подвергается коррозии. При этом такой высокий уровень pH является нормой для воды, которая циркулирует в наших центральных отопительных системах. Сталь по химической стойкости не считается более надежным сплавом. Биметаллические приборы намного дольше и эффективнее противостоят коррозии.
Что выбрать
Вопрос о том, какие радиаторы отопления лучше: алюминиевые или биметаллические, следует рассматривать в разрезе типа монтируемой системы. В индивидуальных системах отсутствует чрезмерное давление воды, не возникают перепады и гидроудары, а качество теплоносителя контролируется и поддерживается на высоком уровне самим пользователем. Поэтому для таких систем хорошо подходят алюминиевые радиаторы. Они прослужат не менее 10 лет, обеспечивая эффективный и экономичный обогрев помещений.
Для централизованных систем использование батарей из алюминия противопоказано. Поэтому в данном случае лучше подойдут биметаллические радиаторы, которые хорошо выдерживают тяжелые условия эксплуатации. Стоят они существенно дороже, но и срок их эксплуатации увеличен примерно в 2 раза.
Нередко пользователей интересует вопрос, можно ли совмещать алюминиевые и биметаллические радиаторы в доме. Каких-либо противопоказаний в этом плане нет. Вполне допускается использование биметаллических и алюминиевых радиаторов в одной системе, однако ее эксплуатационные характеристики должны удовлетворять параметрам алюминиевых батарей, которые являются более слабым звеном. Другими словами, можно ставить биметаллические радиаторы в систему, рассчитанную на алюминиевые батареи, а не наоборот.
Продажа качественных радиаторов
Компания Ogint предлагает купить оптом алюминиевые и биметаллические радиаторы собственного производства.
Наша продукция имеет все необходимые сертификаты и отвечает современным требованиям качества. Обращаясь в нашу компанию, вы получаете максимально выгодную цену от производителя. Оформляйте заказ через форму на сайте или свяжитесь с нами по телефону.
основные отличия биметаллических радиаторов от алюминиевых аналогов
Проблемы обогрева городских квартир очень часто не менее значимые, чем в загородных коттеджах или домах частного сектора. Если в частном доме домовладелец решает вопрос типа отопительной системы, то в городской квартире с центральным отоплением это неактуально. Чаще в такой ситуации может возникнуть проблема с выбором подходящего отопительного радиатора, при этом наибольшей популярностью пользуются алюминиевые батареи или их биметаллические аналоги. Именно эти два типа устройств отвечают всем требованиям, предъявляемым к изделиям отопительных систем.Отопительные батареи из алюминия
Каждое помещение в частном доме или государственной квартире для создания комфортного микроклимата оснащается системой отопления, неотъемлемой частью которой является радиатор. Подключение такого прибора происходит к центральной тепловой сети или автономному котлу. В свою очередь, обогрев комнат происходит благодаря конвекции или тепловому излучению за счёт циркуляции теплоносителя по трубам и радиаторам, которые, нагреваясь, отдают тепло в окружающую среду.Батареи отопления, изготовленные из алюминия на сегодняшний день — оптимальный выбор цены и качества. При этом они могут использоваться как в централизованной отопительной системе многоэтажных построек, так и в индивидуальном отоплении частного дома. Но алюминиевые радиаторы очень чувствительны к уровню кислот и щелочей, которые содержатся в теплоносителе.
Конструктивно алюминиевый радиатор может быть секционного или панельного типа. Наиболее часто на прилавках магазинов представлены изделия, набранные из секций, соединённых с помощью ниппелей. В местах стыков соседних элементов для создания герметичности устанавливают специальные прокладки.
Ещё одним немаловажным показателем алюминиевого радиатора является уровень его рабочего давления. Стандартная батарея из алюминия может выдержать давление не более 18 атмосфер. Однако производители всё время совершенствуют такие устройства и достигли предельных показателей давления до 25 атмосфер. Данный параметр особо актуален при выборе радиаторов в домах с центральным отоплением.
Положительные стороны алюминиевой батареи
Алюминиевая батарея — изделие, полностью состоящее из алюминиевого сплава. Благодаря тому, что такой материал, очень лёгкий и прочный готовые изделия можно легко транспортировать и устанавливать. Но, помимо этого, они обладают и целым рядом других достоинств:
- компактные размеры – в сравнении с чугунными аналогами алюминиевые батареи намного меньше по ширине;
- максимальный уровень теплоотдачи, который присущ всем алюминиевым изделиям;
- высокий показатель рабочего давления, который очень важен для качественной работы системы отопления;
- возможность набирать батарею из отдельных секций – чем больше таких элементов в батарее, тем большее пространство она может обогреть;
- высокий уровень экономичности, который достигается благодаря эффективной теплоотдаче материала;
- возможность регулировать температурные показатели благодаря оснащению прибора термостатом;
- эстетически привлекательный внешний вид крашеного алюминия.
Если основным критерием по выбору подходящей батареи является стоимость изделия, то алюминиевый радиатор намного дешевле биметаллического аналога.
Недостатки радиатора из алюминия
Естественно, ничего совершенного нет, это коснулось и алюминиевых радиаторов. Если рассматривать недостатки алюминиевой батареи, то хочется обратить внимание на следующие параметры:
- в алюминиевой батарее должен циркулировать теплоноситель с нейтральными показателями кислотности и щелочей;
- каждый радиатор должен оснащаться воздухоотводчиком для удаления воздушных пробок;
- подключение алюминиевых радиаторов должно проводиться трубами из того же материала;
- возможность появления течи в местах стыковки отдельных секций;
- неравномерность распределения тепла, так как основная его часть концентрируется на рёбрах изделия;
- сравнительно небольшой эксплуатационный ресурс до 15 лет.
Также очень часто из-за ошибок при монтаже происходит банальная поломка радиатора из-за хрупкости материала. Поэтому монтажные работы лучше переложить на плечи профессионалов своего дела.
Биметаллический отопительный радиатор
Основной особенностью биметаллической батареи является использование в её производстве уникальной технологии, позволяющей комбинировать разные по структуре и характеристикам материалы. Под этими металлами подразумевается сталь и алюминий. Благодаря такому сочетанию отопительный прибор вобрал в себя положительные качества алюминиевого и стального радиатора. Такая батарея считается самой подходящей для использования, как в централизованной, так и автономной отопительной системе.Конструктивно такое изделие состоит из стальных труб, на которые нанизаны алюминиевые секции. Такая технология позволила использовать биметаллический радиатор в любой системе обогрева помещений. Внутренняя часть прибора, выполненная из стали, может выдерживать любое давление, подаваемое из центрально тепловой сети, а алюминиевые секции быстро отдают тепло в помещение.
Если рассматривать стоимость такого изделия, то она немного больше чем у алюминиевого аналога, так как технология изготовления биметаллического радиатора достаточно сложная. Известными производителями используется технология литья под высоким давлением. Хотя для уменьшения стоимости готового изделия, может, применяется точечная сварка, которая не сильно влияет на прочность батареи.
В чём преимущество биметаллической батареи?
Первое, на что хотелось бы обратить внимание — это незначительный внутренний объем изделия, что позволяет сэкономить на нагреве небольшого количества теплоносителя не в ущерб обогреву помещения. Плюс ко всему биметаллические радиаторы имеют следующие преимущества:
- возможность использования теплоносителя с любым уровнем кислотно-щелочного баланса;
- биметаллическая батарея способна выдерживать очень большое давление;
- для соединения секций используют только надёжные уплотнители из паронита;
- биметаллический радиатор обладает высоким запасом прочности;
- благодаря использованию специальной технологии окрашивания готовое изделие не утрачивает своей внешней привлекательности на протяжении всего срока службы;
- длительный эксплуатационный ресурс, который может превышать 25 лет благодаря использованию стальных труб;
- высокий уровень теплоотдачи, достигнутый за счёт использования алюминиевых рёбер в конструкции отопительной батареи.
Простота установки благодаря незначительному весу биметаллической батареи, возможность наращивать дополнительные секции прямо на месте проведения монтажных работ, привлекательный внешний вид и другие характеристики делают такие радиаторы популярными наравне с изделиями из алюминия.
Как отличить биметаллический радиатор от алюминиевого?
Как может показаться на первый взгляд, алюминиевая батарея практически ничем не отличается от биметаллического аналога. Но в реальности это утверждение неверное и может привести к неправильному выбору подходящего радиатора. И если планируется сэкономить на стоимости отопительного прибора и купить самую дешёвую модель, то не исключена вероятность того, что она не проработает долго. Поэтому нужно понимать, чем отличается биметаллический радиатор от батареи из алюминия.
- В первую очередь, хотелось бы сосредоточить внимание на внешней схожести биметаллического и алюминиевого изделия. По форме они напоминают плоскую прямоугольную батарею, окрашенную в белый цвет. Если рассматривать число секций, то обе модели батарей могут оснащаться необходимым количеством элементов в зависимости от площади отапливаемого помещения.
- Основное отличие биметаллического и алюминиевого радиатора заключено внутри прибора. Алюминий — металл, достаточно лёгкий и мягкий, поэтому батареи, выполненные из него, могут разрушаться в условиях постоянного напряжений. Проще говоря, давление теплоносителя внутри системы не должно превышать 12 атмосфер. В свою очередь, биметаллические радиаторы способны выдерживать почти в 3 раза большее давление.
- Также такие батареи отличаются по весу. Масса стали немного больше алюминия и поэтому 1 секция биметаллического радиатора приблизительно на 500 Гр тяжелее, чем алюминиевый аналог. Особенно эта разница ощутима в изделиях с большим количеством секций.
- Ну и главное отличие биметаллической и алюминиевой батареи заключается в сроке службы приборов. Радиаторы из алюминия значительно уступают в этом вопросе биметаллическим батареям. Срок службы алюминиевого изделия достигает 15 лет. В свою очередь, комбинированный агрегат имеет эксплуатационный ресурс более 25 лет, что немаловажно для любой отопительной системы.
Исходя из изложенного выше, можно прийти к заключению, что в частном домостроении лучшей в плане цены и качества считается алюминиевая батарея, а для многоквартирных домов подойдёт биметаллический радиатор. Плюс ко всему современные изделия укомплектовываются всем необходимым для самостоятельной установки начиная от настенных кронштейнов и заканчивая воздухоотводчиком. Поэтому монтаж как алюминиевых, так и биметаллических радиаторов возможен своими руками без обращения за помощью к специалистам.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Выбираем радиаторы отопления, какие лучше – алюминиевые или биметаллические?
Выбирая приборы отопления, важно не ошибиться и приобрести оборудование, имеющее оптимальные технические и эксплуатационные характеристики. Главными аспектами, оказывающими влияние на отбор продукции, являются особенности конструкции батареи, качество сборки, теплоотдача и устойчивость к механическому и химическому воздействию.
Если учитывать эти критерии, то выбрать, какие радиаторы отопления лучше, алюминиевые или биметаллические, будет не сложно?
Определяя, что лучше, алюминиевый или биметаллический радиатор отопления, в первую очередь следует обратить внимание на особенности конструкции. То как устроена батарея, влияет на эксплуатационные характеристики и теплоотдачу.
Биметаллические батареи
Биметалл – это конструкция из двух различных металлов. Сердечник изготавливается из меди или стали, а оболочка алюминиевого сплава. Особенность конструкции не дает возможность использовать в качестве сердечника трубы большого диаметра, поэтому существует большая вероятность засорения батареи в процессе эксплуатации. Рекомендуется регулярно промывать секции.
Алюминиевые батареи
Состоят из наборных секций, изготавливаемых посредством литья или экструзии. Последний способ не используется в странах ЕС. Батареи экструзивного типа производят китайские и несколько отечественных производителей.
Конструкция предусматривает наличие конвекционных ребер, увеличивающих теплоотдачу. Батарея состоит исключительно из алюминия, что влияет на долговечность эксплуатации.
Принципиальное отличие алюминиевых отопительных радиаторов от биметаллических состоит в том, что в конструкции последних предусмотрен сердечник из металла, отличного от используемого для оболочки. Это влияет на параметры и эксплуатационные характеристики батареи:
- Теплоотдача радиаторов – у алюминиевых батарей одна секция имеет производительность 200 Вт. Мощность биметаллического оборудования со стальным сердечником не больше 180 Вт. Производительность секции алюминиево-медных радиаторов, также 200 Вт.
- Максимальное давление – гидроудары и скачки давления являются слабым местом алюминиевых моделей. Максимальное давление всего 16 атм., что часто недостаточно для подключения к центральной системе отопления.
Биметаллические приборы отопления со стальной сердцевиной легко переносят скачки давления в 20 атм., а некоторые производители изготавливают сердечник способный выдержать гидроудар с мощностью в 40 атм. - Качество теплоносителя – отличие биметалл радиаторов от алюминиевой продукции заключается в использовании в качестве сердцевины стали, материала, практически не вступающего в химическую реакцию.
Алюминий реагирует на любые примеси, поэтому стенки секций при подключении к центральному отоплению быстро истончаются, появляются протечки. В этом случае, выбор радиатора отопления между алюминием или биметаллом явно в пользу последнего. - Срок службы батарей – биметалл гарантировано отработает не меньше 15-20 лет. Алюминиевые батареи приблизительно на 5 лет меньше. На сроки эксплуатации может существенно повлиять качество теплоносителя и интенсивность нагрева. Максимальная рабочая температура для алюминиевого оборудования 110°С, биметалла 130°С.
- Стоимость – батареи из алюминия стоят приблизительно на треть дешевле биметалла.
При выборе отопительного оборудования следует обратить внимание на источник обогрева. В центральной системе используется агрессивный теплоноситель и неблагоприятное для алюминия давление. В автономном отоплении негативных факторов, влияющих на эксплуатацию устройств гораздо меньше.
Решающую роль в определении играет конструкционное различие радиаторов из алюминия и биметалла. Устанавливать алюминиевые секции лучше для частных систем отопления. Давление в трубопроводе, даже при использовании циркуляционного оборудования, редко превышает несколько атмосфер, а хозяин дома сможет проследить за качеством теплоносителя и таким образом продлит сроки эксплуатации.
Биметаллические радиаторы, без контакта теплоносителя с алюминием, рекомендуется использовать в многоэтажных домах. Но, это касается исключительно моделей, сердцевина которых выполнена из стали, медный сердечник выдерживает нагрузку не больше 16 атм.
Разница между биметаллическими и алюминиевыми радиаторами отопления заключается не только в особенностях конструкции, но и эксплуатационных характеристиках, на которые они влияют. Если учесть все показатели и параметры, то более качественными остаются биметаллические приборы отопления.
Чем отличается алюминиевый радиатор от биметаллического
В наше время чугунные батареи считаются безнадежно устаревшими, и желая заменить их на более современные, многие задаются вопросом, изделию из какого материала отдать предпочтение? Разобравшись, чем отличаются алюминиевые радиаторы от биметаллических, можно обеспечить не только идеальный микроклимат в вашем жилище, но и значительную экономию. Незначительно отличаясь внешне друг от друга, они одинаково подходят для дома или офисного помещения, но их эксплуатационные показатели существенно разнятся.
Как отличить биметаллические радиаторы от алюминиевых – принципиальные различия
Алюминиевые и биметаллические изделия являются секционными, а каждый сегмент обогревает до 2м2. При весе каждой секции около полутора килограмм их достаточно легко монтировать. Внешне эти изделия непросто отличить при существенном различии в цене, поэтому рекомендуется при покупке обращаться к проверенным продавцам. Интернет-магазин «Теплозон» предлагает только качественные изделия, консультанты помогут определиться с выбором, ознакомят вас с документацией на интересующие модели и объяснят, чем они отличаются.
Название биметаллических батарей подразумевает, что изготавливаются такие изделия из двух разных металлов. Внутренняя конструкция таких радиаторов представляет собой стальной сердечник (реже медный), по которому циркулирует вода из системы отопления. Снаружи устройство покрыто алюминиевым корпусом. Особенностью такого устройства является труба малого диаметра, что может стать причиной засорения биметаллических радиаторов. Во избежание этого рекомендуется профилактика промыванием. Цена биметаллической батареи в силу более сложной конструкции, как правило, выше, чем у алюминиевой.
Алюминиевый радиатор – это устройство, которое изготавливается литьем или экструзией (последняя не применяется в Европе) из нескольких секций, герметично соединенных между собой ниппелями. Литые конструкции благодаря своей монолитности могут прослужить очень долго. Второй вид в отличие от первого создается путем соединения нескольких частей, отличается меньшим весом, но существует вероятность протечек. С алюминиевыми радиаторами не придется переживать, что долгое нахождение без теплоносителя внутри может иметь на них негативное воздействие.
Радиаторы биметаллические и алюминиевые — разница в теплоотдаче и эксплуатации
Если подытожить, существенная разница в функционировании батарей этих двух видов заключается в следующем:
- Благодаря наличию конвекционных ребер с внутренней стороны у алюминиевых батарей увеличивается теплоотдача на 0,5м2.
- Плюсом биметаллического радиатора является высокая устойчивость к гидроударам. Они хорошо подходят для установки в многоэтажных домах.
- Минимальная тепловая инерция алюминиевого прибора позволяет помещению максимально быстро нагреваться.
- Биметаллический агрегат без ущерба выдерживает нестабильное давление в сети.
- Если вы выберете для индивидуальной системы экструзионный алюминиевый радиатор, то в ней небольшая емкость секции – следовательно, можно будет обойтись котлом и насосом меньшей мощности.
Если вы определились, какие радиаторы вам подходят, в нашем интернет-магазине вы сможете купить понравившуюся модель по адекватной цене, а также получить консультацию касательно ее совместимости с параметрами вашей сети.
Смотрите также:
Какой радиатор лучше алюминиевый или биметаллический
Очень часто старые батареи теряют свои свойства, и не отдают тепло полностью, поэтому их необходимо поменять на новые. Производители изготавливают самые разные оборудования для отопления. Например, радиаторы могут быть разных технических характеристик и металлов.
Из-за такого разнообразия у хозяев всплывает следующий вопрос: какие радиаторы отопления лучше алюминиевые или биметаллические? Для того чтобы разобраться в этом вопросе следует знать особенности и характеристики данных устройств.
Технические характеристики алюминиевого радиатора
Считается, что радиаторы, изготовленные из этого металла, являются очень эффективными. Их часто используют для обогрева помещений, и за срок своего существования они хорошо себя зарекомендовали и показали свои достоинства и недостатки. Многих привлекает дизайн батарей и их внешний вид. Еще одно преимущество – это небольшой вес. Также есть другие преимущества алюминиевых батарей. Для того чтобы их увидеть следует обратить внимание на метод изготовления и особенности установки. Изготовление данных радиаторов происходит двумя технологиями:
- Экструзивный метод.
- Литейная технология.
При изготовлении первым методом, применяется алюминиевый профиль. При помощи пресса из алюминиевого профиля формируют отдельные элементы, которые впоследствии свариваются друг с другом и образуют целые секции. Далее готовые секции объединяют между собой, а для герметичности применяют прокладки и очень качественные утеплители.
Во втором случае создается монолитная конструкция, которая не имеет соединений, благодаря этому изделие обладает высокой прочностью. Если соблюдаются все технологические процессы производства, получается очень надежное изделие.
Алюминий является металлом, который очень быстро нагревается. Особая конструкция данной батареи отдает тепло в помещение следующим образом: тепло, которое исходит от батарей перемещается к потолку благодаря конвекционным воздушным потокам.
Тепловая мощность каждой одной секции имеет 120 Вт. Глубина секции бывает от 70 до 110 мм, а вес в районе 2 кг. Для заполнения одной секции теплоносителем понадобится 0,4 л. Максимальная температура, при которой радиатор нормально работает – 90 градусов.
Достоинства алюминиевых радиаторов
Достаточно много преимуществ имеют радиаторы, изготовленные из данного металла, вот некоторые из них:
- топливо экономится до 35%, при этом теплоотдача высокая, а количество теплоносителя минимальное;
- в комплект к батарее входит термоклапан, который применяется для регулирования подачи жидкости и регулировки нужной или заданной температуры. Благодаря такому клапану достигается экономия топлива;
- также данные батареи очень быстро нагреваются, однако и остывают моментально. Все же благодаря быстрому нагреву температура в помещении достигает нужной отметки всего за 15 минут. Аналогичное время понадобится и для остывания помещения после отключения отопления;
- нельзя не упомянуть о дизайне и оригинальном виде радиатора, изготовленного из алюминия. Он идеально подойдет для жилых помещений и для офисов. Если изготовлены радиаторы экструзивным методом, это позволит потребителю самостоятельно добавлять необходимое количество секций. В случае изготовления методом литья есть возможность делать радиаторы под индивидуальные требования пользователя;
- батареи, сделанные с данного металла, имеют компактные габаритные размеры, поэтому для их монтажа необходимо сравнительно немного места. Так как вес данной батареи невелик, то и устанавливать ее легко и крепится она на любые стены.
Не так давно алюминиевые секции стали использовать только при установке автономного отопления по причине рабочего давления, которое имеет всего 6 атмосфер.
Недостатки алюминиевых радиаторов
Несмотря на много положительных сторон алюминиевых батарей, есть несколько недостатков, которые обязательно важно учитывать при выборе подобных изделий.
При сборке радиатора используют резиновые прокладки, которые быстро изнашиваются, а это приводит к опасным ситуациям. Поэтому данные модели радиатора не применяют в тех местах, где теплоносителем является химическое вещество, например, антифриз.
Еще один минус алюминия заключается в том, что он подвержен коррозии. Если вода, которая применяется для обогрева некачественна, то она может повредить тонкую защитную пленку, которая находится внутри радиатора. Тогда прибор очень быстро выйдет из строя.
Для приборов обязательно вкручивается кран Маевского, потому, что они очень часто завоздушиваются.
Еще один недостаток – это чувствительность к гидроударам. Например, если давление в системе резко поднимется, это нарушит герметичность прибора. Этот момент как раз является причиной, по которой данный прибор не устанавливается в помещениях с центральным отоплением. Однако если радиаторы изготовлены литейным методом, то их применение допускается.
Технические характеристики биметаллических батарей
Несмотря на то что батареи из алюминия достаточно хороши, применять их в центральной отопительной системе не рекомендуется. Потому что в такой отопительной системе могут быть сильные скачки давления, а батареи, изготовленные из данного материала способны работать только при стабильной работе системы. Также этот металл не контактирует с разными другими металлами. Поэтому для нормальной работы прибора потребуется только хорошая вода. Данные потребности можно удовлетворить только при автономном отоплении, и то не во всех случаях.
Для того чтобы понять какой радиатор лучше алюминиевый или биметаллический, следует проанализировать, какие особенности имеет второй тип батарей. Биметаллические радиаторы не имеют таких слабых сторон, как алюминиевые. Это благодаря тому, что в конструкции биметаллических радиаторов стоят стальные трубы, поверх которых надеты алюминиевые батареи. Благодаря стальным трубам радиатор становится прочным, абсолютно не реагирует на качество теплоносителя и отлично справляется с перепадами давления. А высокая теплопроводность достигается благодаря алюминиевым ребрам, такое сочетание способствует использовать преимущества обоих металлов, и при этом свести к минимуму их недостатки.
Процесс изготовления батареи из биметалла достаточно сложный. Для хорошего взаимодействия двух разных металлов необходимо применять технологию производства литья под давлением. Из-за высокой химической стойкости биметаллических батарей увеличивается выдерживание давления до 10 атмосфер – это значительно больше, чем у алюминиевых радиаторов. Данный прибор лучше давно-известных чугунных радиаторов, ведь их установка намного проще, и они подойдут к любому интерьеру.
По сравнению с алюминиевым радиатором мощность биметаллического намного выше. Одна секция, изготовленная из биметалла, имеет мощность 170-190 Вт. Максимальная температура нагрева составляет 100 градусов. При изготовлении внутренней сердцевины из нержавеющего металла устойчивость к появлению коррозии увеличивается в разы.
Минусы биметаллических батарей
Несмотря на множество преимуществ данного вида радиаторов, есть и определенные недостатки:
- из-за небольших размеров секции, а также продуктивной тепловой инертности, радиаторы из данного металла быстро охлаждаются после отключения отопления;
- в случае взаимодействия стали с какими-то другими металлами, зачастую появляются вялотекущие реакции, и благодаря им внутри батареи образовывается газ. Если воздушный клапан отсутствует, может произойти разрыв радиатора;
- биметаллическая батарея является дорогостоящим прибором.
Область использования
Так как алюминиевые батареи не обладают высокой стойкостью, то применяют их в основном в одноэтажных домах или квартирах с автономным отоплением. Однако если необходимо создать замкнутую систему отопления, где давление будет высокое, то оптимально подойдут биметаллические батареи, ведь они устойчивы к гидроударам и высокому давлению. Основное их применение в коммерческих или жилых помещениях и в многоэтажных домах.
Совет! В частном доме, в котором отопление с низким давлением, лучше всего использовать алюминиевые батареи, ведь они выдержат создаваемую нагрузку, а цена намного ниже, чем у биметаллических.
Сравнение алюминия и биметалла
Для того чтобы понять, что лучше алюминий или биметалл, следует провести сравнение этих двух металлов. Обычный покупатель не сможет по внешнему виду правильно определить металл, из которого сделан данный радиатор. Ведь оба вида радиаторов выглядят одинаково как по форме, так и с точки зрения покраски. Зачастую они покрашены или цветной, или белой эмалью. Сама поверхность может состоять с отдельных секций либо быть монолитной.
У биметаллической батареи тепловая мощность средняя, а у алюминиевых – высокая. В биметаллических приборах максимальное рабочее давление составляет 20 атмосфер, в то время как у алюминиевых всего 16. Минусом обоих устройств будет то, что они достаточно неустойчивы к появлению коррозии.
Максимальный гарантийный срок использования батарей составляет 25 лет. Цена биметаллических приборов гораздо выше алюминиевых.
Важно! Ремонт и обслуживание алюминиевых и биметаллических радиаторов можно производить самостоятельно.
Заключение
Исходя из рассмотренного, тяжело однозначно сказать какой радиатор лучше. Оба типа батарей достаточно хорошо обогревают помещения, поэтому, приобретая такое устройство, следует учитывать, где будет использоваться прибор и к какой системе он будет подключен.
Алюминиевые приборы имеют небольшой вес, однако рабочее давление должно быть стабильным, также данные батареи легко обслуживать. Рабочее давление должно быть невысоким, исходя из чего они идеально используются в системе автономного отопления. Еще одно большое преимущество — это то, что приобретение алюминиевых приборов обойдется однозначно дешевле. Если идет речь о центральной системе отопления, то тут оптимальным решением будет установка биметаллических батарей, ведь они легко выдерживают высокую температуру, а также скачки давления, они очень прочны и надежны.
Отличие биметаллических радиаторов от алюминиевых
Если еще совсем недавно среди отопительных приборов почти безраздельно властвовали чугунные радиаторы, то сейчас они уступили место более современным материалам и конструкциям, в многообразии которых очень сложно разобраться.
Часто очень похожие батареи довольно сильно различаются по конструкции, особенностям и свойствам. Чем отличаются биметаллические радиаторы отопления от алюминиевых?
1. Самое главное отличие этих двух типов это конструкция. Если обычный алюминиевые радиатор это цельнолитое монолитное изделие, то биметаллический прибор состоит из стального сердечника по которому перемещается вода и окружающей его алюминиевой рубашки. Этим и объясняются различия эксплуатационных характеристик обеих типов.
2. Благодаря наличию сердечника биметаллический радиатор может работать под более высоким давлением, чем его собрат из чистого алюминия, ведь сталь на порядок более прочная, чем легкий металл.
3. Аллюминий имеет сравнительно небольшую твердость, поэтому присутствующее в сетевой воде твердые частицы изнашивают внутренние поверхности радиатора, поэтому если в системе отопления используются алюминиевые радиаторы особое внимание нужно уделять фильтрам и грязевикам. Если использовать биметалл, то к качеству воды не добавляется особых требований кроме обычных.
4. На теплоноситель использующийся в отоплении где смонтированы алюминиевые радиаторы налагается еще и ограничение по щелочности. При ее повышенном значении алюминий вступает в химическую реакцию, при которой выделяется водород, скапливаясь в полостях радиатора, он создает избыточное давление, которое может разорвать радиатор.
5. Монтировать биметаллические радиаторы легче, чем алюминиевые, так как все соединения в них стальные и их затруднительно повредить чрезмерным усилием в отличие от мягких алюминиевых резьб.
6. Стальные сердечники биметаллических радиаторов, как правило, меньше подвержены повреждению в результате окисления, чем чистый алюминий, но зато для алюминиевых радиаторов менее разрушительно длительное нахождение без воды при опустошении системы.
7. Биметаллические радиаторы имеют более сложную технологию изготовления, чем алюминиевые, поэтому они гораздо дороже, чем обычные алюминиевые. Но при этом они сохраняют все преимущества монолитных радиаторов из легкого сплава и избавлены от большинства их недостатков.
***
Какие выбрать кронштейны и чем они отличаются, почитайте в соседнем разделе частых вопросов про инструменты.
Чем отличаются алюминиевые и биметаллические радиаторы
Покупка радиатора отопления только, кажется простой задачей, на самом деле выбрать подходящее изделие не просто. Особенно сложно выбрать между алюминиевыми и биметаллическими радиаторами, некоторые покупатели не понимают, какие между ними разница. Внешне эти радиаторы практически не отличаются, но у них есть существенные различия по характеристикам и функциональным особенностям. Так в чем различия алюминиевых и биметаллических радиаторов отопления, каковы их основные достоинства и недостатки? – подробно в этом разберемся.
Итак, что касается надежности, то обе модели очень близки по этому показателю. Изготовитель, будет это российская или европейская компания, тоже не играет особой роли, так как служат радиаторы обоих видов примерно одинаково. Основные различия в конструктивных особенностях, материалах изготовления, функциональности и технических характеристиках.
Биметаллические радиаторы
Внешняя часть биметаллических радиаторов изготовлена из алюминия (так же как и алюминиевые), но внутри они имеют стальную начинку. По стальным трубам в радиатор поступает вода. Конструкция биметаллических радиаторов практически идентична алюминиевым, как правило, это отдельные секции шириной 8 сантиметров. С каждой стороны таких изделий установлены боковые ламели, основная задача которых увеличить интенсивность прогрева. Каждая секция во внутренней части имеет трубки, по которым протекает вода, схема расположения таких трубок похожа на римскую цифру Ⅰ, с двумя горизонтальными и одной вертикальной палочкой. Каждая секция соединяется между собой при помощи специальных прокладок, на крайних секциях установлены заглушки, они обеспечивают герметичность системы.
Конструкции похожи не случайно, такая схема является оптимальной, при такой системе радиатор работает наиболее эффективно. Горячий воздух поступает наверх и вперед, равномерно прогревая помещение.
Важным отличием биметаллических радиаторов является их устойчивость к грязной воде и повышенной кислотности теплоносителя. Практически сразу после своего изобретения в 1995 году (на заводе Global в Италии) биметаллические радиаторы появились в России. При этом алюминиевые радиаторы Global уже присутствовали на российском рынке, служили они намного меньше, чем в европейских странах. Причина менее длительной эксплуатации заключалась как раз в качестве воды. В российской воде из-за плохих коммуникаций в домах советской постройки, не только высокий показатель pH (более 7,5 баллов), но и посторонние примеси, в том числе и песок. Под давлением и перепадами температур такая вода очень быстро разрушает стенки каналов радиатора из алюминия. Какой именно показатель pH у вашей воды, вы можете узнать в вашей управляющей компании, если он меньше 7, дом и коммуникации новые, то можно устанавливать алюминиевые радиаторы. При показателе pH больше 7,5 баллов лучше установить биметаллические изделия, так как внутренняя стальная начинка гораздо более устойчива к кислотам и абразивным примесям. Кроме того, биметаллические радиаторы имеют и другие достоинства, это:
- Максимальная теплоотдача и большой запас прочности.
- Такие радиаторы выдерживают любое давление в системе.
- Соединения секций отличаются высокой надежностью (используются паронитовые уплотнители).
- Благодаря стойкому окрашиванию такое изделие долгое время имеет привлекательный внешний вид.
К недостаткам таких радиаторов можно отнести:
- Основным недостатком таких изделий является их достаточно приличная стоимость.
- Второй недостаток может проявиться при неправильной эксплуатации изделия. Стальной сердечник при единовременном контакте с водой и воздухом может покрыться коррозией.
Это основные достоинства и недостатки, конструктивные особенности и характеристики биметаллических радиаторов. Делаем вывод, что такие изделия надежнее алюминиевых, но стоят дороже.
Алюминиевые радиаторы
Несмотря на общие конструктивные особенности, алюминиевые радиаторы работают гораздо эффективнее, что совсем не удивительно, ведь они полностью изготовлены из алюминия. Этот материал обладает одним из самых высоких показателей теплопроводности среди всех металлов это почти 375 Вт/(м·К). Кроме того, у таких изделий высокая теплоотдача, которая в зависимости от конструкции варьируется в пределах от 185 до 195 Вт на секцию. У стали эти показатели равны: теплопроводность -51 Вт/(м·К), теплоотдача от 170 до 185 Вт на секцию.
Компенсировать разницу в теплоотдаче можно, для этого достаточно приобрести биметаллический радиатор с большим количеством секций. Например, в комнате 20 кв. метров для обогрева надо установить алюминиевый радиатор с 10 секциями, а для обогрева биметаллическим радиатором надо будет установить изделие с 12 секциями. К достоинства алюминиевых радиаторов можно отнести и другие показатели:
- Высокую экономичность и великолепные эстетические качества.
- Возможность регулировать температурные режимы при помощи термостатов.
- Небольшие размеры, легкий вес и простота в монтаже.
Что касается недостатков, то это в первую очередь:
- Высокие требования к теплоносителю и неравномерное распределение тепла.
- Меньшие эксплуатационные сроки по сравнению с биметаллическими изделиями (около 15 лет).
- Слабые соединения и необходимость своевременного удаления воздушных пробок.
Выбор радиатора
Теперь, когда известны особенности, преимущества и недостатки радиаторов обоих видов нам намного проще сделать выбор. Итак, если вода имеет высокий pH и примеси, то лучшим выбором будут биметаллические модели, они прослужат намного дольше. Если же вода качественная, pH примерно 7–7,5 баллов вы можете спокойно устанавливать алюминиевые изделия. Меньше хлопот с биметаллическими изделиями, они более надежные, но и стоят дороже, чем алюминиевые. Мы описали все достоинства и недостатки с учетом российских реалий, какой выбор сделать решать вам, теперь вы точно не ошибетесь!
литье под давлением биметаллический радиатор, алюминиевые радиаторы высокой мощности, алюминиевые радиаторы на продажу Ирландия Suntask
Почему выбирают вертикальные радиаторы? Вертикальные радиаторы — это больше, чем просто декоративный элемент, и они предназначены для достижения ваших целей, независимо от того, хотите ли вы изменить дизайн своей комнаты и создать фокус для стиля или хотите создать дополнительное пространство на полу и стенах для другой мебели. Вертикальный алюминиевый радиатор Suntask для литья под давлением серии UR7002-1800 обеспечивает быстрое нагревание благодаря своей высокой мощности.Он идеально подходит для ванной, коридора или любой комнаты, где требуется свободное пространство, и помогает достичь идеального уровня комфорта, тепла и стиля. Эти алюминиевые радиаторы чрезвычайно мощны и эффективны в эксплуатации по экономичным ценам. Они есть на складе в Дублине и могут быть доставлены по Ирландии. Наши алюминиевые радиаторы производятся в соответствии с самыми высокими отраслевыми стандартами и стандартами EN442 от зарегистрированного производителя ISO9001: 2008. Они идеально подходят для работы с современными системами отопления. E.грамм. тепловые насосы или традиционные системы отопления, например конденсационные котлы и подходят как для высокотемпературных, так и для низкотемпературных систем отопления.
Алюминиевые радиаторы 6 панелей
Размер каждого отдельного модуля 1866 x 80 x 85 Вт 335 Вт 1142 BTU каждая панель
UR-7002-1800-6 всего 2 кВт 6852BTU
Высота (мм) 1866
Ширина (мм) 480 ( 80 × 6)
Толщина (мм) 85
Центральное расстояние (мм) 1800
Тепловая мощность ΔT = 64. 5 ℃ W 466
Плюсы и минусы алюминиевых радиаторов по сравнению со стальными
Основные преимущества, которые делают алюминий лучшими радиаторами из стали и чугуна, заключаются в том, что алюминий — легкий металл, быстро нагревается, податливый и богатый по природе. В результате радиаторы alumninum просты в установке, легко встраиваются в различные конструкции и формы, дешевы и нагреваются быстрее, чем любые другие материалы.
Минусы алюминиевых радиаторов в том, что они остывают так же быстро, как нагреваются, и нуждаются в защите от ржавчины.Наши радиаторы имеют защитную отделку и устойчивы к коррозии, но с алюминием следует обращаться осторожно. Они скоро превратят вашу комнату в теплое и гостеприимное пространство.
Лучшие алюминиевые радиаторы Лучшие цены Дублин
Литые алюминиевые радиаторы Suntask обеспечивают высокую мощность и быструю тепловую реакцию как в традиционных (нефть, газ, твердое топливо), так и в современных (солнечная энергия, биомасса, тепловые насосы) системах отопления. Алюминиевые радиаторы имеют глубину 85 мм от стены до передней части радиатора.Они доступны в 6 размерах: 4 панели 582 мм (высота) x 320 мм (ширина) x 85 мм (глубина), отлично подходят, когда пространство является решающим фактором, 6 панелей 582 мм (высота) x 480 мм (ширина) x 85 мм (глубина), 8 панели 582 мм (высота) x 640 мм (ширина) x 85 мм (глубина), 10 панелей 582 мм (высота) x 800 мм (ширина) x 85 мм (глубина), 12 панелей 582 мм (высота) x 960 мм (ширина) x 85 мм (глубина) и 14 панелей 582 мм (высота) x 1120 мм (ширина) x 85 мм (глубина) для случаев, когда требуется максимальная мощность нагрева. Чрезвычайно мощный и эффективный для бега. Эти радиаторы отличаются очень быстрым нагревом и надежной конвекцией. Они лучше всех излучают тепло и перемещают его по воздуху для обогрева комнаты.
Высокопроизводительные алюминиевые радиаторы
Бытовые радиаторы, которые имеют высокий рейтинг BTU, называются радиаторами высокой мощности. Подразумевается, что вы смотрите на радиатор, который работает при более высокой температуре, и у вас будет более теплый дом.
Радиатор обычно считается высокопроизводительным, если рейтинг BTU превышает 9000, хотя не существует официальной точки, в которой бытовой радиатор определяется как радиатор с высокой мощностью.
Так почему же не все радиаторы имеют высокую мощность?
Это просто потому, что не все радиаторы должны иметь высокую мощность.И не все радиаторы могут быть. В небольшой комнате, такой как гардеробная или прачечная, вам не понадобится радиатор 2K BTU.
Однако для большой комнаты вам понадобится радиатор с высокой теплоемкостью, чтобы можно было обогреть всю комнату. Для этого вам нужно будет принять во внимание расчет количества тепла, которое вам нужно в комнате, перед установкой радиатора с высокой мощностью. Вам также может потребоваться сравнить дизайн и стиль радиаторов, которые вы собираетесь купить.
Вы можете найти радиаторы высокой мощности, которые будут соответствовать вашим потребностям в различных типах радиаторов, например, плоских радиаторах или трубчатых радиаторах. Все они будут способны производить сильное тепло, достаточное для обогрева вашего дома.
Есть так много магазинов, где можно выбрать лучший радиатор, который вам подойдет, даже радиаторы высокой мощности, если это то, что вы хотите получить. Вы можете найти трубчатые радиаторы с большой мощностью, а также мощные плоские радиаторы. Все это обеспечит высокую эффективность обогрева вашего дома.
Трубчатые радиаторы и панельные радиаторы
Трубчатые радиаторы идеально подходят, когда высота ограничена. Это компактные устройства, обеспечивающие низкий уровень нагрева в сочетании с высокой производительностью. Они имеют высокотехнологичный вид и стильные, как в современном, так и в индустриальном стиле. Они обычно используются в зимних садах, туалетах и перед зоной остекления, где высота стен ограничена. Трубчатые радиаторы представляют собой эффективное решение для обогрева, будучи незаметными и стильными.
Панельные радиаторы, с другой стороны, используются в помещениях с ограниченным пространством. Трубы, по которым проходит горячая вода, окружены ребрами конвектора, которые значительно повышают тепловую мощность радиатора, при этом он может оставаться тонким и плоским. Благодаря этому панельные радиаторы идеально подходят для спален, гостиных, домашних ванных комнат и т. Д.
Как правильно выбрать радиаторы для дома? • Санта-Барбара, Калифорния • A + Холодильное отопление и кондиционирование воздуха
Правильный выбор радиаторов определяет эффективность системы отопления, ее долговечность и ваш комфорт.Итак, на что мне обращать внимание при покупке радиатора?
На сегодняшний день в продаже есть множество альтернатив и конфигураций радиаторов. Чтобы определиться, какие радиаторы отопления вам нужны для вашего дома, вам необходимо ответить на несколько вопросов:
Какая у вас система отопления?Автономная система отопления подходит практически для любого радиатора. Есть одно ограничение: если отопительный котел имеет медный нагревательный элемент, то не стоит выбирать алюминиевые радиаторы. Алюминий и медь создают пары электролита, что приводит к быстрому разрушению и коррозии алюминия (как более легкого металла).
Для централизованного отопления (в многоквартирных домах) применяются радиаторы повышенной прочности. Потому что они устойчивы к перепадам давления и сливам охлаждающей жидкости из системы. Этим параметрам соответствуют биметаллические, чугунные и стальные радиаторы.
Какие трубы в вашей системе отопления?Необходимо учитывать диаметр труб, материал, из которого они сделаны, и то, как они устроены.Если вы устанавливаете систему отопления с нуля, то этот вопрос второстепенный. В многоквартирных домах используются металлические и чугунные трубы для системы отопления. Заменить металлические трубы на металлизированные пластиковые трубы в многоквартирных домах без замены стояка невозможно. Также важно учитывать расположение труб и входов — сбоку или снизу.
Аккумуляторы с какой тепловой мощностью вам нужны?Мощность панельных радиаторов указывается производителями в технической документации. Для расчета необходимой тепловой мощности используются специальные формулы.
Если вас устраивали предыдущие чугунные аккумуляторы — покупайте новые с таким же количеством жабр. Можно использовать простую формулу: площадь пола нужно разделить на две, а затем прибавить одну, чтобы получилось необходимое количество жабр.
В каком доме вы живете?Энергоэффективность вашего дома существенно влияет на требования к тепловой мощности батарей.Если в вашем доме (квартире) установлены современные стеклопакеты, тепловая мощность может быть снижена на 15%. Если стены ограждения утеплены, этот показатель можно снизить еще на 5-10%. И наоборот: в «холодных» квартирах и домах для комфортного проживания необходимо увеличивать тепловую мощность на 20-30%. К «холодным» зонам относятся подвалы, первый и последний этажи, помещения, расположенные на внешних углах здания.
В каком стиле будет оформлено помещение?Современные радиаторы выполнены в форме прямоугольника. В процессе обтекания они обычно окрашиваются в белый цвет. Чугунные радиаторы можно окрасить в любой цвет металлической краской, устойчивой к высоким температурам и перепадам температур.
Для некоторых стилей (дворцовый, исторический) одной картины недостаточно, стандартные современные радиаторы в таких интерьерах будут смотреться нелепо. На сегодняшний день различные производители выпускают радиаторы, имитирующие старинные батареи отопления.
Трубчатые радиаторы, разработанные дизайнерами, могут быть элементом декора. Такие модели в десять раз дороже стандартных радиаторов и изготавливаются только по индивидуальному заказу.В одной из комнат можно установить дизайнерский радиатор, а в остальной квартире установить стандартные радиаторы. Главное, чтобы радиатор был не только модным, но и обеспечивал необходимое тепло. Также все радиаторы в квартире (доме) должны быть из одного металла.
Перед тем, как выбрать радиаторы для дома, можно проконсультироваться со специалистами, которые занимаются проектированием и монтажом систем отопления. При покупке обращайте внимание на наличие сопроводительной документации (технических условий) и сроки гарантии.
Радиатор отопления Mirado 500 Биметаллический радиатор
Годовая экономия
Годовая экономия: 200 грн / 200 кВтч *
Годовой базовый план энергии для отопления 22,944 кВтч / год
Годовая энергия после замены Биметаллический радиатор Mirado 500
Ваша годовая экономия
* Заявление об отказе от ответственности:
1. Включение технологий, оборудования и материалов в Выбор технологий основано исключительно на квалификации в соответствии с «Минимальными стандартами энергоэффективности» IQ energy ** и не означает одобрения производителей или поставщиков этих продуктов со стороны ЕБРР.Несмотря на то, что были приложены все усилия для представления правильных и актуальных данных, ЕБРР не несет ответственности за точность представленных данных.
** Включенные технологии были оценены как обеспечивающие повышение энергоэффективности как минимум на 20% по сравнению со средним рыночным значением
2. Экономия рассчитана на ремонт среднего жилья или замену среднего оборудования в Украине. Фактическая экономия от индивидуальных проектов ремонта / оборудования может отличаться от указанной экономии из-за конкретных климатических условий, размера жилища / оборудования, поведения потребителей и т. Д.Отображаемые меры по энергоэффективности влияют на счета (сбережения) отдельных домохозяйств только при наличии биллинга на основе потребления.
3. Несмотря на то, что мы предприняли разумные меры для применения актуальных цен на энергию при расчете экономии в гривнах, мы не несем ответственности за точность любых оценок экономии, указанных на этом Сайте.
4. Все цены, отображаемые в нашем Селекторе технологий, предоставлены поставщиками в качестве ориентировочных розничных цен и должны использоваться только в справочных целях.Фактические цены продавцов / розничных продавцов могут отличаться от цен на нашем веб-сайте по разным причинам, не зависящим от программы IQ energy. Программа IQ energy не несет ответственности за информацию о ценах на какой-либо конкретный продукт. Пожалуйста, уточняйте у поставщиков актуальные цены на интересующую вас продукцию и технологии.
Автомобильная промышленность — Вторичная переработка: медные радиаторы
Введение
Обобщая преимущества меди, как первичного металла, так и вторичного металла, для паяных, долговечных радиаторов и деталей радиаторов для легковых и грузовых автомобилей будущего:
- Виртуальная 100% возможность вторичной переработки, поддерживаемая хорошо налаженной всемирной инфраструктурой утилизации.
- Низкое потребление энергии при производстве и рафинировании по сравнению с алюминием.
- Превосходная теплопроводность, коррозионная стойкость и прочность.
- Новый метод сборки без флюсовой пайки.
Медь используется в данной статье, включая первичный металл и его сплавы.
Возвращение на рынок новых технологий
На протяжении всей истории автомобилестроения медь была предпочтительным металлом для радиаторов легковых и грузовых автомобилей.
Это так же верно сегодня, как и всегда, даже несмотря на то, что алюминий занял значительную долю рынка радиаторов оригинального оборудования (OE) за последние 20 лет. На медь приходится 39% мирового рынка радиаторов оригинального оборудования и 89% рынка запчастей.
Более того, с применением нескольких новых технологий для производства передовых медных радиаторов, этот металл может вскоре вернуть себе доли рынка оригинальных комплектующих, утраченные алюминием с 1970-х годов.
Благодаря использованию пайки без флюса и инновационной конструкции труб и ребер эти революционные радиаторы могут иметь 10-летний срок службы и прослужить до миллиона миль.В настоящее время они проходят полевые испытания крупными автомобильными компаниями. Они будут на 30-40% легче традиционных медных радиаторов.
Кроме того, их будет легко производить, потому что они могут изготавливаться с использованием тех же операций и оборудования, что и для паяного алюминия, что устраняет необходимость в крупных инвестициях со стороны производителей.
Утилизация и защита окружающей среды
Повышенный интерес к меди для радиаторов также является результатом растущего признания отраслевыми экспертами экологичности металлов:
- Медь практически на 100% пригодна для вторичной переработки.
- Медь потребляет очень мало энергии при производстве и рафинировании.
Автомобильная промышленность, в частности, нуждается в наиболее экологически чистых материалах и технологиях для следующего поколения легковых и грузовых автомобилей. Например, такие компании, как Daimler-Benz, объединяются с поставщиками, чтобы разработать концепцию полной переработки металлургической продукции.Как первичный металл, так и металлолом радиаторов, медь — естественный выбор.
Преимущество первичного металла
Присущее меди превосходство в теплопроводности, коррозионной стойкости и прочности сделало ее предпочтительным основным металлом для радиаторов с момента появления легковых и грузовых автомобилей.
Теперь, благодаря новым технологиям, его можно использовать для изготовления медных радиаторов меньшего размера, веса и прочности. Эти радиаторы будут намного более экологичными, поскольку они не содержат свинца, их легче и чище производить.
Изготовленные из нетоксичного низкотемпературного материала на основе системы CuNiSnP, они могут паяться в тех же вакуумных печах с контролируемой атмосферой, которые используются для алюминиевых радиаторов, и при той же температуре (около 600 ° C). А поскольку флюса нет, очистка после пайки не требуется, и в припое не остается никаких опасных металлов.
На радиаторы будет нанесено электрофоретическое покрытие, что позволит исключить опасности и побочные продукты, переносимые по воздуху при традиционной косметической окраске распылением.Покрытие «E» усиливает их внешнюю защиту от коррозии, обеспечивая равномерное распределение краски на водной основе по всей внешней конструкции, включая ранее неокрашенные области внутри самых внутренних углублений сердечника.
Преимущество как металлолом
Медь также лучше подходит для радиаторов, потому что это один из наиболее перерабатываемых металлов в мире, и на протяжении многих поколений использовалась хорошо налаженная инфраструктура рекультивации. Полученный металл можно полностью переработать в новые радиаторы и связанные с ними детали.
В США около 10% медного лома (около 70 000 тонн) приходится на радиаторы. Поскольку ежегодно утилизируется около 12 миллионов автомобилей со средним весом радиатора 6 кг, возможность вторичной переработки медных радиаторов приближается к 100%. Лом медных радиаторов обычно продается по цене около 50% от цены меди и цинка как первичных металлов.
С усовершенствованными радиаторами возможность вторичной переработки котлов будет еще больше повышена. Изготовленные без припоя свинец / олово, их будет значительно легче восстановить, а конечный продукт будет намного чище, чем раньше.Фактически, переработанная медь будет достаточно чистой для изготовления новой ленты радиаторных трубок. Для сравнения, паяные алюминиевые радиаторы могут быть переработаны только в менее критичный литейный сплав из-за содержания в них кремния.
Статистика переработки
По данным Metal Statistics, в 1991 году во всем мире было потреблено более 10 миллионов метрических тонн меди. В США 43% приходилось на переработанный лом; в Западной Европе и Японии — 41% и 39% соответственно. На рис. 1 сравнивается количество лома, содержащегося в общем потреблении металлов на основных мировых рынках. Рисунок 2 сравнивает медь и алюминий во всем мире.
Металл | США | W. Европа | Япония |
---|---|---|---|
Cu | 43% | 41% | 39% |
Al | 37% | 25% | 31% |
Zn | 22% | 24% | 16% |
Пб | 69% | 50% | 16% |
Sn | 31% | 21% | 12% |
Источник: Metal Statistics , 1992, Metallgesellschaft, Франкфурт-на-Майне, 1993 |
Энергоэффективность меди
Общее потребление энергии для алюминия и меди варьируется от исследования к исследованию (см. , таблица 1, ), но значения для алюминия довольно согласованы, за исключением одного или двух случаев, когда оценки основаны на электроэнергии гидроэнергетики и потери не сообщаются.Нормальное значение для алюминия составляет 75 МВтч / т для первичного металла и 5 МВтч / т для вторичного использования чистого лома.
Источник См. Сноски ниже | Алюминий | Медь |
---|---|---|
Келлогг (1) + (2) (3) | Руда 69,4 МВтч / т Лом 5 МВтч / т | Руда 0,55% 27 МВтч / т Очищенный лом 5,6 МВтч / т |
Йошики и др. (4) + (5) (6) (7) (8) (9) | Руда от 30 МВтч / т до 75 МВтч / т | Руда 14.От 4 МВтч / т до 49,9 МВтч / т |
Янг (10) + (4) | Руда 64 МВтч / т Лом 15 МВтч / т | |
Галлман (11) | Руда 26 МВтч / т | Руда 8,2 МВтч / т |
Хэнкок (12) | Руда 85,6 МВтч / т Чистый лом 3,6 МВтч / т Лом для напитков 6,8 МВтч / т | Руда 0,50% 29 МВтч / т 1,00% 22,7 МВтч / т Чистый лом 2,2 МВтч / т Очищенный лом 5,0 МВтч / т Очищенный лом 18.4 МВтч / т |
Форрест (9) + (13) | Руда 75 МВтч / т Лом 4,5 МВтч / т | Руда 0,30% 51 МВтч / т 1,00% 25,3 МВтч / т Чистый лом 3,6 МВтч / т Рафинированный лом 10,3 МВтч / т |
Арпачи (14) + (15) | Руда от 25 МВтч / т до 33 МВтч / т |
- Келлог Х. Энергия для производства металлов в 21 веке: производительность и технологии в металлургической промышленности .TMS-AIME (1989) стр. 145-146.
- Структуры использования энергии в металлургии и переработке неметаллических полезных ископаемых . Фаза 4, Battelle, Columbus, NTIS PB-24 (27 июня 1975 г.), стр. 57-59.
- Pitt, C. Wadsworth, ME. Оценка потребности в энергии в испытанных и новых процессах обработки меди . Контракт Министерства энергетики США, EM 78-S-07-1743, Университет Юты (31 декабря 1980 г.).
- К. Йошики-Гравелсинс, Дж. Тогури, Р. Чу. Производство металлов, энергия и окружающая среда, часть 1: Потребление энергии .Журнал металлов (1993): 5, стр. 15-20.
- Алюминиевая промышленность, энергетические аспекты структурных изменений . Управление экономического сотрудничества и развития, Париж (1983 год).
- Б. Ильшрер. Материалы в мировой перспективе: оценка ресурсов, технологий и тенденций в отрасли ключевых материалов, Том . Спрингер (1990), Нью-Йорк.
- Bricks, Cooper, et al. Энергопотребление в промышленных процессах . Мировая энергетическая конференция, Лондон (1989).
- Н. Виттер, К. Хоскинс. Энергия, необходимая для обработки слитков, полуфабрикатов и готовой продукции . Metals Technology 11 (1984): 7. С. 302-307.
- Д. Форрест, Дж. Сакели. Глобальное потепление и металлургия . Журнал металлов, 43 (1991): 12 стр. 23-30.
- С. Янг, В. Вандербург. Применение анализа жизненного цикла материалов в окружающей среде . Журнал металлов (1994): 4, стр. 22-27.
- L-O Gullman. Энергибехов вид монтажа из алюминия и альтернативного материала .Teknisk Rapport, Granges Essem, LD 823 (1974).
- Г. Хэнкок. Требования к энергии для производства некоторых цветных металлов . Metals Technology 11 (1984): 7, стр. 290-299.
- П. Чепмен, Ф. Робертс. Металлические ресурсы и энергия . Бостон Баттервортс (1983).
Для меди потребление энергии зависит от нескольких факторов, включая качество руды, тип используемой энергии и связанные с этим потери, но вероятное значение для типичной 0,5% медной руды составляет 30 МВтч / т для первичного металла и 3 МВтч / т. для переработки чистого лома.
Специально применяемая для производства радиаторов для легковых и грузовых автомобилей, медь еще более выгодна с точки зрения энергопотребления из-за высокого содержания лома (см. , рис. 3 ). Алюминий, напротив, почти в три раза более энергоемкий при использовании в радиаторах.
Металл для радиаторов сегодня и завтра
Медь имеет долгую историю как лучший металл для радиаторов легковых и грузовых автомобилей.Его превосходная теплопроводность, коррозионная стойкость и прочность делают его идеальным для этой цели.
Как первичный металл, он может быть произведен с относительно низким потреблением энергии в высококачественные, высокопроизводительные, конкурентоспособные по весу и конкурентоспособные по стоимости радиаторы, которые прослужат вам весь срок службы для большинства легковых и грузовых автомобилей.
В качестве лома он практически на 100% перерабатывается и может быть переработан с низким потреблением энергии как в новые радиаторы, так и в детали радиаторов.
Алюминий, с другой стороны, требует гораздо большего потребления энергии при производстве в качестве первичного металла.А как лом от паяных алюминиевых радиаторов, его можно переработать только как литейный сплав. Его нельзя повторно использовать в радиаторах.
С появлением передовых медных радиаторов в мире, где экологическая безопасность и пригодность для вторичного использования являются важными, привлекательность меди должна еще больше возрасти. Как металл для радиаторов, его можно использовать снова и снова.
Список литературы
- Статистика металлов 1992 , Metallgesellschaft, Франкфурт-на-Майне (1993).
- Дж. К.Тейлор. Переработка цветных металлов, добыча меди, никеля и кобальта . Vol. 1, TMS (1993), стр. 1199-1210.
- К. Гокман. Переработка меди . Медь 91, Ottawa TMS (1991).
- Переработка . фон Купферверкстоффен, DKI 27 (1990).
- Утилизация автомобилей . Автомобильная инженерия (1993) 10, стр. 42-44.
- B.J. Jody, et al. Восстановление перерабатываемого материала из остатков шредера .Журнал металлов (1992), стр. 40-43.
- Горное управление США.
- Утилизация автомобилей . Автомобильная инженерия (1992) 10, стр. 41-57.
- Представляем революционный паяный медно-латунный радиатор без флюса . Международная медная ассоциация, Лтд., Нью-Йорк (1994).
- Отчет о высоких технологиях 2 . Даймлер-Бенц (1994).
Усталостные и механические свойства биметаллических труб из алюминия и меди
[1] М.Б. Карамыш, А. Ташдемирчи, Ф. Наир, Микроструктурный анализ и неоднородности в зоне пайки медных труб, Журнал технологий обработки материалов 141 (2003) 302-312.
DOI: 10.1016 / s0924-0136 (03) 00281-4
[2] Дж.Р. Дэвис, Медь и медные сплавы, Первое издание, ASM International, Огайо, (2001).
[3] С. Барагетти, А. Терранова, М. Вимеркати, Оценка характеристик трения в резьбовых соединениях бериллий-медь, Международный журнал механических наук, 51 (2009) 790-796.
DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2009.09.004
[4] А.Хосравифард, Р. Эбрахими, Исследование параметров, влияющих на прочность границы раздела в процессе экструзии биметаллических стержней с алюминиевым / медным покрытием, Материалы и дизайн, 31 (2010) 493-499.
DOI: 10.1016 / j.matdes.2009.06.026
[5] А.Хабиби, М. Кетабчи, Улучшенные свойства нанозернистой чистой меди за счет равноканальной угловой прокатки и пост-отжига, Материалы и дизайн, 34 (2012) 483-487.
DOI: 10.1016 / j.matdes.2011.07.029
[6] Ю. С. Ли, Н.Р. Тао, К. Лу, Эволюция микроструктуры и формирование наноструктур в меди во время динамической пластической деформации при криогенных температурах, Acta Mater. 56 (2008) 230-241.
DOI: 10.1016 / j.actamat.2007.09.020
Тепловое расширение | Encyclopedia.com
КОНЦЕПЦИЯ
Большинство материалов подвержены тепловому расширению: тенденции расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении.По этой причине мосты строятся с металлическими компенсаторами, чтобы они могли расширяться и сжиматься, не вызывая неисправностей в общей конструкции моста. Другие машины и конструкции также имеют встроенную защиту от опасностей теплового расширения. Но тепловое расширение также может быть полезным, делая возможным работу термометров и термостатов.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Молекулярная трансляционная энергия
С научной точки зрения, тепло — это внутренняя энергия, которая течет от системы с относительно высокой температурой к системе с относительно низкой температурой. Сама внутренняя энергия, называемая тепловой энергией, — это то, что люди обычно имеют в виду, когда говорят «тепло». Форма кинетической энергии из-за движения молекул, тепловая энергия иногда называется молекулярной поступательной энергией.
Температура определяется как мера средней молекулярной поступательной энергии в системе, и чем больше изменение температуры для большинства материалов, как мы увидим, тем больше величина теплового расширения. Таким образом, на все эти аспекты «тепла» — само тепло (в научном смысле), а также на тепловую энергию, температуру и тепловое расширение — в конечном итоге влияет движение молекул по отношению друг к другу.
МОЛЕКУЛЯРНОЕ ДВИЖЕНИЕ И НЬЮТОНОВСКАЯ ФИЗИКА.
В общем, кинетическая энергия, создаваемая движением молекул, может быть понята в рамках классической физики, то есть парадигмы, связанной с сэром Исааком Ньютоном (1642-1727) и его законами движения. Ньютон был первым, кто понял физическую силу, известную как гравитация, и объяснил поведение объектов в контексте силы тяжести. Среди понятий, необходимых для понимания ньютоновской физики, — масса объекта, скорость его движения (будь то скорость или ускорение) и расстояние между объектами.Все они, в свою очередь, являются центральными элементами для понимания того, как молекулы при относительном движении генерируют тепловую энергию.
Чем больше импульс объекта, то есть произведение его массы на скорость его скорости, тем сильнее воздействие, которое он оказывает на другой объект, с которым он сталкивается. Более того, его кинетическая энергия равна половине его массы, умноженной на квадрат его скорости. Масса молекулы, конечно, очень мала, но если все молекулы внутри объекта находятся в относительном движении — многие из них сталкиваются и, таким образом, передают кинетическую энергию, — это обязательно приведет к относительно большому количеству тепловых ударов. энергия со стороны более крупного объекта.
МОЛЕКУЛЯРНОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ И ФАЗЫ ВЕЩЕСТВА.
Тем не менее, именно из-за того, что молекулярная масса настолько мала, одна гравитационная сила не может объяснить притяжение между молекулами. Вместо этого это притяжение следует понимать с точки зрения второго типа сил — электромагнетизма, открытого шотландским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом (1831–1879). Детали электромагнитной силы не здесь важно; нужно только знать, что все молекулы обладают некоторой составляющей электрического заряда.Поскольку одинаковые заряды отталкиваются, а противоположные — притягиваются, между молекулами существует постоянное электромагнитное взаимодействие, которое создает различные степени притяжения.
Чем больше относительное движение между молекулами, тем меньше их притяжение друг к другу. Действительно, эти два аспекта материала — относительное притяжение и движение на молекулярном уровне — определяют, можно ли классифицировать этот материал как твердое, жидкое или газообразное. Когда молекулы движутся относительно друг друга медленно, они оказывают сильное притяжение, и материал, частью которого они являются, обычно классифицируется как твердое тело.С другой стороны, молекулы жидкости движутся с умеренной скоростью и поэтому обладают умеренным притяжением. Когда молекулы движутся с высокой скоростью, они практически не притягиваются, а этот материал известен как газ.
Прогнозирование теплового расширения
КОЭФФИЦИЕНТ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ.
Коэффициент — это число, которое служит мерой некоторой характеристики или свойства. Это также может быть коэффициент, на который умножаются другие значения для получения желаемого результата. Для любого типа материала возможно рассчитайте степень расширения или сжатия этого материала при изменении температуры.В общих чертах это известно как коэффициент расширения, хотя на самом деле существует две разновидности коэффициента расширения.
Коэффициент линейного расширения — это константа, которая определяет степень изменения длины твердого тела в результате изменения температуры. Для любого данного вещества коэффициент линейного расширения обычно представляет собой число, выраженное в единицах 10. -5 / ° С. Другими словами, значение коэффициента линейного расширения конкретного твердого тела умножается на 0. 00001 на ° C. (° C в знаменателе, показанном в уравнении ниже, просто «выпадает», когда коэффициент линейного расширения умножается на изменение температуры.)
Для кварца коэффициент линейного расширения равен 0,05. Напротив, железо с коэффициентом 1,2 в 24 раза чаще расширяется или сжимается в результате изменений температуры. (Сталь имеет то же значение, что и железо.) Коэффициент для алюминия составляет 2,4, что вдвое больше, чем у железа или стали. Это означает, что при одинаковом изменении температуры длина алюминиевого стержня изменяется вдвое больше, чем длина железного стержня.Свинец является одним из самых дорогостоящих твердых материалов с коэффициентом, равным 3,0.
РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ.
Линейное расширение данного твердое тело можно рассчитать по формуле δ L = aL O Δ T. Греческая буква дельта (d) означает «изменение в»; следовательно, первая цифра представляет изменение длины, а последняя цифра в уравнении означает изменение температуры. Буква a — это коэффициент линейного расширения, а L O — исходная длина.
Предположим, что пруток свинца длиной 5 метров испытывает изменение температуры на 10 ° C; каково будет его изменение длины? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно умножить a (3,0 · 10 −5 / ° C) на L O (5 м) и δ T (10 ° C). Ответ должен быть 150 & 10 −5 м, или 1,5 мм. Обратите внимание, что это просто изменение длины, связанное с изменением температуры: при повышении температуры длина увеличится, а при понижении температуры на 10 ° C длина уменьшится на 1.5 мм.
РАСШИРЕНИЕ ОБЪЕМА.
Очевидно, линейные уравнения применимы только к твердым телам. Жидкости и газы, вместе классифицируемые как жидкости, соответствуют форме контейнера; следовательно, «длина» любого данного образца жидкости такая же, как и у твердого вещества, которое его содержит. Однако жидкости подвержены объемному расширению, то есть изменению объема в результате изменения температуры.
Для расчета изменения объема формула очень похожа на формулу для изменения длины; отличаются лишь некоторые детали.В формуле δ V = bV O δ T последний член, опять же, означает изменение температуры, в то время как δ V означает изменение объема, а V O — исходный объем. . Буква b обозначает коэффициент объемного расширения. Последний выражается в единицах 10 -4 / ° C, или 0,0001 на ° C.
Стекло имеет очень низкий коэффициент объемного расширения 0,2, а у стекла Pyrex чрезвычайно низкий — всего 0.09. По этой причине изделия из пирекса идеально подходят для приготовления пищи. Значительно выше коэффициент объемного расширения глицерина, маслянистого вещества, связанного с мылом, которое увеличивается пропорционально в 5,1 раза. Еще выше этиловый спирт с коэффициентом объемного расширения 7,5.
ПРИМЕНЕНИЕ В РЕАЛЬНОМ ЖИЗНИ
Жидкости
Большинство жидкостей следуют довольно предсказуемой схеме постепенного увеличения объема в ответ на повышение температуры и уменьшения объема в ответ на понижение температуры. Действительно, коэффициент объемного расширения жидкости обычно бывает выше, чем твердого тела, и — за одним заметным исключением, обсуждаемым ниже, — жидкость будет сжиматься при замораживании.
Поведение перекачиваемого бензина в жаркий день является примером теплового расширения жидкости в ответ на повышение температуры. Когда он поступает из подземного резервуара на заправочной станции, бензин относительно прохладный, но он будет теплым, если вы будете сидеть в баке уже теплой машины. Если бак автомобиля заправлен, а автомобиль оставлен стоять на солнце — другими словами, если автомобиль не едет после заправки бака — бензин вполне может расшириться в объеме быстрее, чем топливный бак, вылившись на тротуар. .
ОХЛАДИТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ.
Другой пример теплового расширения жидкости можно найти внутри радиатора автомобиля. Если радиатор «долить» охлаждающей жидкостью в холодный день, повышение температуры может привести к расширению охлаждающей жидкости до ее перелива. В прошлом это создавало проблемы для владельцев автомобилей, поскольку двигатели автомобилей выбрасывали на землю избыточный объем охлаждающей жидкости, что требовало периодической замены жидкости.
Автомобили более поздних моделей, однако, имеют перепускной контейнер для сбора жидкости, высвобождающейся в результате объемного расширения.Когда двигатель снова остывает, контейнер возвращает излишки жидкости в радиатор, тем самым «рециркулируя» ее. Это означает, что новые автомобили гораздо менее подвержены перегреву, чем старые. В сочетании с усовершенствованием смесей радиаторных жидкостей, которые действуют как антифриз в холодную погоду и охлаждающую жидкость в горячую, процесс «рециркуляции» привел к значительному сокращению поломок, связанных с тепловым расширением.
ВОДА.
Одна из веских причин не использовать чистую воду в радиаторе заключается в том, что вода имеет гораздо более высокий коэффициент объемного расширения, чем обычная охлаждающая жидкость двигателя. Это может быть особенно опасно в холодную погоду, потому что замороженная вода в радиаторе может расшириться настолько, что треснет блок двигателя.
В общем, вода, коэффициент объемного расширения которой в жидком состоянии составляет 2,1 и 0,5 в твердом состоянии, демонстрирует ряд интересных характеристик, касающихся теплового расширения. Если понизить температуру кипения воды с 212 ° F (100 ° C) до 39,2 ° F (4 ° C), она будет неуклонно сокращаться, как любое другое вещество, реагирующее на понижение температуры.Однако обычно вещество продолжает уплотняться, превращаясь из жидкого в твердое; но с водой этого не происходит.
При температуре 32,9 ° F вода достигает максимальной плотности, что означает, что ее объем для данной единицы массы минимален. Ниже этой температуры он «должен» (если бы он был подобен большинству типов материи) продолжать уменьшаться в объеме на единицу массы, но на самом деле он неуклонно начинает расширяться. Таким образом, он менее плотный, с большим объемом на единицу массы, когда достигает точки замерзания. Именно по этой причине, когда трубы замерзают зимой, они часто лопаются, что объясняет, почему залитый водой радиатор может стать серьезной проблемой в очень холодную погоду.
Кроме того, это необычное поведение в отношении теплового расширения и сжатия объясняет, почему лед плавает: твердая вода менее плотная, чем жидкая вода под ней. В результате замерзшая вода зимой остается на вершине озера; поскольку лед плохо проводит тепло, энергия не может уйти из воды под ним в количестве, достаточном, чтобы заморозить остальную воду в озере.Таким образом, вода подо льдом остается жидкой, сохраняя жизнь растений и животных.
Газы
ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ.
Как уже говорилось, жидкости расширяются в больший раз, чем твердые тела. Учитывая возрастающее количество молекулярной кинетической энергии для жидкости по сравнению с твердым телом и для газа по сравнению с жидкостью, неудивительно, что газы реагируют на изменения температуры еще большим изменением объема. чем у жидкостей. Конечно, когда речь идет о газе, «объем» измерить труднее, потому что газ просто расширяется, чтобы заполнить свой контейнер.Чтобы этот термин имел какое-либо значение, необходимо также указать давление и температуру.
Ряд газовых законов описывает три параметра для газов: объем, температуру и давление. Например, закон Бойля гласит, что в условиях постоянной температуры существует обратная зависимость между объемом и давлением газа: чем больше давление, тем меньше объем, и наоборот. Еще более актуальным для вопроса теплового расширения является закон Чарльза.
Закон Чарльза гласит, что при постоянном давлении существует прямая зависимость между объемом и температурой.Когда газ нагревается, его объем увеличивается, а когда он остывает, его объем соответственно уменьшается. Таким образом, если наполнить надувной матрас в комнате с кондиционером, а затем отнести матрас на пляж в жаркий день, воздух внутри расширится. В зависимости от того, насколько увеличится его объем, расширение горячего воздуха может вызвать «лопание» матраса.
ТЕРМОМЕТРЫ ОБЪЕМНОГО ГАЗА.
В то время как жидкости и твердые тела значительно различаются в отношении их коэффициентов расширения, большинство газов следуют более или менее той же схеме расширения в ответ на повышение температуры.Предсказуемое поведение газов в этих ситуациях привело к разработке газового термометра постоянного давления, высоконадежного прибора, по которому часто сравниваются другие термометры, в том числе содержащие ртуть (см. Ниже).
В объемном газовом термометре пустая емкость присоединяется к стеклянной трубке, содержащей ртуть. Когда газ попадает в пустой контейнер, столбик ртути движется вверх. Разница между прежним положением ртути и ее положением после введения газа показывает разницу между нормальным атмосферным давлением и давлением газа в емкости.Таким образом, можно использовать изменения объема газа в качестве меры температуры. Реакция большинства газов в условиях низкого давления на изменение температуры настолько однородна, что объемные газовые термометры часто используются для калибровки других типов термометров.
Твердые тела
Многие твердые тела состоят из кристаллов правильной формы, состоящих из молекул, соединенных друг с другом, как будто на пружинах. Пружина, которая отводится назад, непосредственно перед тем, как она отпущена, является примером потенциальной энергии или энергии, которой объект обладает в силу своего положения.Для кристаллического твердого вещества при комнатной температуре потенциальная энергия и расстояние между молекулами относительно низки. Но по мере увеличения температуры и расширения твердого тела пространство между молекулами увеличивается — как и потенциальная энергия в твердом теле.
Фактически, реакция твердых тел на изменения температуры имеет тенденцию быть более драматичной, по крайней мере, когда они наблюдаются в повседневной жизни, чем поведение жидкостей или газов в условиях термическое расширение. Конечно, твердые тела на самом деле меньше реагируют на изменения температуры, чем жидкости; но поскольку они твердые, люди ожидают, что их контуры будут неподвижными. Таким образом, когда объем твердого тела изменяется в результате увеличения тепловой энергии, результат более примечателен.
КРЫШКИ БАНКОВ И ЛИНИИ ПИТАНИЯ.
Обычный пример теплового расширения можно увидеть на кухне. Почти каждый имел опыт безуспешных попыток сдвинуть с места плотную металлическую крышку на стеклянном контейнере и, пролив горячую воду на крышку, обнаружил, что она наконец откроется. Причина этого в том, что вода с высокой температурой заставляет металлическую крышку расширяться.С другой стороны, как отмечалось ранее, стекло имеет низкий коэффициент расширения. В противном случае он расширился бы вместе с крышкой, что не позволило бы протекать по нему горячей водой. Если бы стеклянные банки имели высокий коэффициент расширения, они деформировались бы при относительно низком уровне тепла.
Другой пример теплового расширения твердого тела — провисание линий электропередач в жаркий день. Это происходит потому, что тепло заставляет их расширяться, и, таким образом, длина линии электропередачи, идущей от полюса к полюсу, больше, чем в условиях более низких температур. Конечно, маловероятно, что летняя жара может быть настолько сильной, что может создать опасность обрыва линий электропередач; с другой стороны, высокая температура может создать серьезную угрозу для более крупных конструкций.
УДЛИНИТЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.
Большинство больших мостовидных протезов имеют компенсаторы, которые выглядят как две металлические гребни, обращенные друг к другу, со сцепленными зубьями. Когда тепло заставляет мост расширяться в солнечные часы жаркого дня, две стороны компенсатора сдвигаются друг к другу; затем, когда после наступления темноты мост остывает, они начинают постепенно втягиваться.Таким образом, мост имеет встроенную зону безопасности; в противном случае у него не было бы места для расширения или сжатия в ответ на изменения температуры. Что касается использования гребенчатой формы, то зазор между двумя сторонами компенсатора смещается, что сводит к минимуму столкновения, которые испытывают автомобилисты, проезжающие по нему.
Деформационные швы другой конструкции также можно встретить на автомагистралях и на «магистралях» железных дорог. Тепловое расширение представляет собой особенно серьезную проблему, когда речь идет о железнодорожных путях, поскольку рельсы, по которым ходят поезда, сделаны из стали.Сталь, как отмечалось ранее, расширяется в 12 частей на 1 миллион на каждый градус Цельсия при изменении температуры, и, хотя это может показаться незначительным, это может создать серьезную проблему в условиях высокой температуры.
Большинство путей построено из кусков стали, поддерживаемых деревянными стяжками, и проложено с зазором между концами. Этот зазор обеспечивает буфер для теплового расширения, но есть еще один вопрос, который следует учитывать: гусеницы прикручены к деревянным шпилькам, и если сталь слишком сильно расширится, она может вырвать эти болты.Следовательно, вместо того, чтобы быть помещенным в отверстие того же размера, что и болт, болты вставляются в пазы, так что есть место для медленного скольжения гусеницы на месте при повышении температуры.
Такое расположение подходит для поездов, которые едут с обычной скоростью: их колеса просто шумят, когда они проходят через зазоры, которые редко бывают шире 0,5 дюйма (0,013 м). Однако высокоскоростной поезд не может двигаться по неровным путям; поэтому пути для высокоскоростных поездов прокладываются в условиях относительно высокого напряжения.Гидравлическое оборудование используется для натяжения участков пути; затем, как только гусеница закреплена на поперечных шпалах, натяжение распределяется по длине гусеницы.
Термометры и термостаты
РТУТЬ В ТЕРМОМЕТРАХ.
Термометр измеряет температуру путем измерения свойства, зависящего от температуры. Напротив, термостат — это устройство для регулировки температуры в системе отопления или охлаждения. Оба используют принцип теплового расширения в своей работе.Как отмечалось выше в примере с металлической крышкой и стеклянной банкой, стекло мало расширяется при изменении температуры; следовательно, это идеальный контейнер для ртути в термометре. Что касается ртути, то это идеальная термометрическая среда, то есть материал, используемый для измерения температуры, по нескольким причинам. Среди них высокая температура кипения и очень предсказуемая, равномерная реакция на изменения температуры.
В типичном ртутном термометре ртуть помещена в длинную узкую запечатанную трубку, называемую капилляром.Поскольку ртуть расширяется намного быстрее, чем стеклянный капилляр, ртуть поднимается и опускается с температурой. Термометр калибруется путем измерения разницы по высоте между ртутью при температуре замерзания воды и ртутью при температуре кипения воды. Интервал между этими двумя точками затем делится на равные приращения в соответствии с одной из хорошо известных температурных шкал.
БИМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПОЛОСА В ТЕРМОСТАТАХ.
В термостате центральный компонент представляет собой биметаллическую полоску, состоящую из тонких полосок двух разных металлов, расположенных вплотную друг к другу.Один из этих металлов имеет высокий коэффициент линейного расширения, а другой металл имеет низкий коэффициент. Повышение температуры приведет к тому, что сторона с более высоким коэффициентом расширится больше, чем сторона, менее чувствительная к изменениям температуры. В результате биметаллическая полоса прогнется в одну сторону.
Когда полоса изгибается достаточно далеко, она замыкает электрическую цепь и, таким образом, заставляет кондиционер включиться. Регулируя термостат, можно изменить расстояние, на которое биметаллическая полоса должна быть изогнута, чтобы замкнуть контур.Как только воздух в комнате достигнет желаемой температуры, металл с высоким коэффициентом сжатия начнет сжиматься, и биметаллическая полоса распрямится. Это приведет к размыканию электрической цепи и отключению кондиционера.
В холодную погоду, когда система контроля температуры ориентирована на нагрев, а не на охлаждение, биметаллическая полоса действует примерно так же — только на этот раз металл с высоким коэффициентом сжатия сжимается от холода, включая нагреватель. Другой тип термостата использует расширение пара, а не твердого тела.В этом случае нагревание пара заставляет его расширяться, давя на набор латунных сильфонов и замыкая цепь, таким образом, включая кондиционер.
ГДЕ ПОДРОБНЕЕ
Байзер, Артур. Физика, 5 изд. Ридинг, Массачусетс: Addison-Wesley, 1991.
«Сравнение материалов: коэффициент теплового расширения» (веб-сайт).
Энциклопедия термодинамики (веб-сайт).
Флейшер, Пол. Материя и энергия: принципы материи и термодинамики. Миннеаполис, Миннесота: Lerner Publications, 2002.
NPL: Национальная физическая лаборатория: Thermal Stuff: Beginner ‘Guides (Web site).
Ройстон, Анджела. Горячие и холодные. Чикаго: библиотека Хайнемана, 2001.
Suplee, Curt. Объяснение повседневной науки. Вашингтон, округ Колумбия: Национальное географическое общество, 1996.
«Измерение теплового расширения» (веб-сайт).
«Термическое расширение твердых тел и жидкостей» (веб-сайт).
Уолпол, Бренда. Температура. Иллюстрировано Крисом Фэйрклафом и Деннисом Тинклером.Милуоки, Висконсин: Gareth Stevens Publishing, 1995.
КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ
КОЭФФИЦИЕНТ:
Число, которое служит мерой некоторой характеристики или свойства. Коэффициент также может быть фактором, против которого умножаются другие значения, чтобы обеспечить желаемый результат.
КОЭФФИЦИЕНТ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ:
Число, постоянное для любого конкретного типа твердого тела, используемое при вычислении величины, на которую изменится длина этого твердого тела в результате изменения температуры.Для любого данного вещества коэффициент линейного расширения обычно представляет собой число, выраженное в единицах 10 -5 / ° C.
КОЭФФИЦИЕНТ РАСШИРЕНИЯ ОБЪЕМА:
Число, постоянное для любого конкретного типа материала, используемое при расчете количества, на которое объем этого материала изменится в результате изменения температуры. Для любого данного вещества коэффициент объемного расширения обычно представляет собой число, выраженное в единицах 10 -4 / ° C.
ТЕПЛО:
Внутренняя тепловая энергия, которая течет от одного материального тела к другому.
КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ:
Энергия, которой обладает объект благодаря своему движению.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ПЕРЕНОСНАЯ ЭНЕРГИЯ:
Кинетическая энергия в системе, создаваемая движением молекул относительно друг друга.
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ:
Энергия, которой обладает объект в силу своего положения.
СИСТЕМА:
В физике термин «система» обычно относится к любому набору физических взаимодействий или любому материальному телу, изолированному от остальной Вселенной.Все, что находится вне системы, включая все факторы и силы, не имеющие отношения к обсуждению этой системы, называется средой.
ТЕМПЕРАТУРА:
Мера средней кинетической энергии или молекулярной поступательной энергии в системе. Разница в температуре определяет направление потока внутренней энергии между двумя системами при передаче тепла.
ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГИЯ:
Тепловая энергия, форма кинетической энергии, производимой движением атомных или молекулярных частиц.Чем больше движение частиц, тем больше тепловая энергия.
ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ:
Свойство всех типов материи, которое проявляет тенденцию расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении.