Сколько квадратов обогревает одна секция алюминиевого радиатора: Страница не найдена — Системы отопления

Стены с окнами, уличные и с дверными проемами, изменяют стандартную формулу. Необходимо полученное количество секций умножить на коэффициент теплоотдачи комнаты, но его нужно сначала высчитать.

Этот показатель будет складываться из теплоотдачи окна, дверного проема и стены. Всю эту информацию можно получить, обратившись к СНиП, согласно своему типу помещения.

Полезные советы для правильного обустройства системы отопления

Биметаллические радиаторы идут с завода соединенными по 10 секций. После расчетов у нас получилось 10, но мы решили довить еще 2 про запас. Так, лучше не делать. Заводская сборка значительно надежнее, на нее дается гарантия от 5 до 20 лет.

Сборка из 12 секций будет производиться магазином, при этом гарантия составит менее года. Если радиатор потечет, вскоре после окончания этого срока, ремонт придется проводить своими силами. Итог – лишние проблемы.

Поговорим об эффективной мощности радиатора. Характеристики биметаллической секции, указанные в паспорте изделия, исходят из того, что температурный напор системы равен 60 градусов.

Такой напор гарантирован, если температура теплоносителя батарее равна 90 градусов, что не всегда соответствует реальности. Это необходимо учитывать при расчете системы радиаторов комнаты.

Ниже приведены несколько советов по установке батареи:

• Расстояние от подоконника до верхнего края батареи, должно быть, минимум 5 см. Воздушные массы смогут нормально циркулировать и передавать тепло всей комнате.
• Радиатору необходимо отставать от стены на длину от 2 до 5 см. Если позади батареи будет крепиться отражающая теплоизоляция, то нужно приобрести удлиненные кронштейны, обеспечивающие указанный зазор.
• Нижнему краю батареи полагается отступ от пола, равный 10 см. Несоблюдение рекомендации ухудшит теплоотдачу.
• Радиатор, монтируемый у стены, а не в нише под окном, должны иметь с ней зазор, минимум 20 см. Это предотвратит скопление пыли за ним и поможет обогреву помещения.

Очень важно производить подобные расчеты правильно. От этого зависит, насколько эффективной и экономичной будет полученная система отопления. Вся приведенная в статье информация направлена помочь обывателю с этими вычислениями.

Мы подобрали для Вас ещё восемь полезных статей, смотрите далее.

— Street Rodder Magazine

Из всех тем, которыми мы занимаемся, больше всего вопросов вызывает охлаждение — всевозможные виды охлаждения. Это большой предмет, который может включать в себя все, от деталей под листовым металлом до пассажиров, которые едут внутри.

Чтобы обратиться к такой большой теме, мы собрали ряд наиболее часто задаваемых вопросов, чтобы задать их экспертам в различных областях их знаний. В этом месяце мы начнем с кондиционирования воздуха и радиаторов — двух тем, которые близки и дороги большинству уличных роддеров.В будущих выпусках мы рассмотрим вентиляторы, элементы управления вентиляторами, водяные насосы, изоляцию и все другие горячие темы, касающиеся охлаждения.

Кондиционер 1. Как определяется размер испарителя кондиционера?

Hot Rod Air Основная концепция заключается в установке агрегата максимально возможной мощности. Мы согласовываем змеевик испарителя с вентилятором в сборе и конструкцией корпуса для достижения максимальной производительности. Также играет роль несколько факторов. Прежде всего, это размер интерьера, который вы пытаетесь охладить (купе потребует меньше британских тепловых единиц, чем четырехдверный седан).Второй фактор — это количество физического пространства за приборной панелью — в некоторых случаях вам может потребоваться свесить испаритель немного ниже приборной панели, если места мало. Имейте в виду, что когда система находится на высоком уровне и работает на максимальную мощность, скажем, при 100-градусном дне, ее легче выключить, чем включить.

Southern Air Наш первый теплообменник был всего 16 дюймов в ширину и 7 1/2 дюймов в глубину, и вскоре мы узнали, что он подходит для тонны небольших стержней, таких как модели A и большинство автомобилей 30-х годов.Этот блок обогревал и охлаждал эти автомобили, но когда дело дошло до седанов 40-х годов, оно было немного маленьким, поэтому мы начали подбирать блоки по размеру автомобиля. Мы тестируем все наши новые устройства перед запуском в производство; Итак, если клиент сообщает нам марку и модель автомобиля, у нас есть единица измерения, основанная на кубических футах внутреннего пространства в этой машине.

Vintage Air Мы всегда рекомендуем выбирать испаритель наибольшей мощности, который поместится в автомобиле клиента. Вы можете выключить вентилятор и отрегулировать температуру в системе, если вам становится слишком холодно в машине, но вы не можете заставить слишком маленькое устройство охлаждать большую площадь.Подумайте о системе климат-контроля на ранних этапах строительства автомобиля. Мы производим макеты агрегатов, чтобы не только определить, подходят ли они, но и упростить точную настройку монтажных кронштейнов перед подвешиванием самого агрегата. Многие из наших дилеров ссужают эти устройства за символическую плату.

2. Как определяется размер конденсатора?

Hot Rod Air Размер конденсатора очень прост: чем больше, тем лучше; заполните как можно большую часть сердечника радиатора. Вы не можете увеличить размер типичного уличного стержневого конденсатора.У вас должен быть конденсатор площадью не менее 230 квадратных дюймов.

Southern Air Размер конденсатора определяется размером сердцевины радиаторов. Мы используем только конденсаторы с параллельным потоком, и продавец спросит год и модель автомобиля при заказе комплекта. Затем мы поставим подходящий конденсатор.

Vintage Air Все компоненты должны иметь правильный размер и соответствовать друг другу. Испаритель поглощает тепло изнутри автомобиля, а конденсатор отводит тепло в воздух.Мы рекомендуем выбрать самый большой конденсатор, который будет соответствовать размерам сердечника радиатора, и использовать конденсаторы с параллельным потоком.

3. Какие модификации двигателя / системы охлаждения необходимы для добавления кондиционера?

Hot Rod Air Самое важное — убедиться, что двигатель расположен в направляющих рамы, чтобы вы могли запустить вентилятор хорошего размера. Имейте в виду, что новые блоки предназначены для работы при более высоких температурах, чем предыдущие двигатели (так что не беспокойтесь, когда вы видите 210-220 градусов

Southern Air Короче говоря, вам нужен действительно хороший вентилятор радиатора, термостат, и водяной насос среднего объема.Шкивы стандартного размера — ваш лучший выбор, поскольку у GM и Ford инженеры лучше, чем у любого из продавцов послепродажного обслуживания. У меня есть алюминиевый двухрядный радиатор в моем Woodie 46 года с 1,50 трубками и Vortec 350 мощностью 430 л.с. Он не перегревается, но у меня также есть один из наших 16-дюймовых вентиляторов мощностью 225 Вт с регулируемым термостатом.

Vintage Air Если система охлаждения двигателя имеет соответствующие компоненты и работает с надлежащей эффективностью, никаких модификаций не требуется только потому, что к транспортному средству добавлен кондиционер.Если на автомобиле установлен вентилятор с приводом от двигателя, мы всегда рекомендуем кожух для максимальной эффективности вентилятора. Если клиент использует электрический вентилятор в качестве основного охлаждающего вентилятора, мы настоятельно рекомендуем добавить тройной предохранительный выключатель, который позволяет давлению в системе кондиционирования задействовать вентилятор вместе с температурой двигателя и независимо от нее.

4. Вы рекомендуете механические или электрические вентиляторы с кондиционером?

Hot Rod Air Вентиляторы с приводом от двигателя и кожухом обеспечат наиболее стабильное охлаждение.В зависимости от автомобиля, если вы также можете использовать выталкивающий вентилятор в качестве вторичного вентилятора, это повысит эффективность кондиционирования воздуха на низких скоростях. Второй сценарий заключается в том, что вентилятор с приводом от двигателя меньше 17 дюймов обычно не имеет кубических футов в минуту для использования в качестве основного охлаждающего вентилятора; в этот момент вам следует подумать об использовании 14–16-дюймового электрического вентилятора и кожуха. С кондиционером вам потребуется не менее 2500 кубических футов воздуха в минуту.

Southern Air Мы настоятельно рекомендуем нержавеющую сталь Flex-a-lite с шестью лезвиями с кожухом радиатора; однако эта комбинация подходит не для всех автомобилей, так что возьмите в машину самого лучшего и самого большого фаната.Например, у Фордов 33-34 года не так много места между водяным насосом и радиатором, но один действительно хороший 12-дюймовый вентилятор и один 10-дюймовый вентилятор поместятся на решетке радиатора. Если вы строите шасси, установите его так, чтобы мотор был задвинут достаточно далеко, чтобы освободить место для хорошего вентилятора.

Vintage Air Ключевым моментом является воздушный поток, и не имеет значения, обеспечиваете ли вы воздушный поток вентилятором с приводом от двигателя или электрическим вентилятором. При использовании механического вентилятора нам нравится видеть как минимум пяти- или шестилопастный вентилятор с шагом 2 дюйма.Будьте осторожны при выборе электрического вентилятора в качестве вентилятора первичного охлаждения — многие просто не обладают достаточной мощностью. Мы рекомендуем выбирать вентилятор мощностью не менее 2600 кубических футов в минуту, когда автомобиль оборудован кондиционером. Оба вентилятора выиграют от хорошего кожуха и гладкого пути прохождения воздуха.

5. Какие изменения интерьера вы рекомендуете при добавлении кондиционера (тонировка стекол, изоляция и т. Д.)?

Hot Rod Air Помните об одном: системы кондиционирования не производят холодный воздух; они отводят тепло, которое находится в воздухе, поэтому вы должны закрыть все отверстия и дверные уплотнения, чтобы принудительный воздух не попал внутрь.Изолируйте любую поверхность в салоне, двери, брандмауэр, обшивку потолка, верхний капот, защитные панели и т. Д. Если есть поверхность, изолируйте ее. Это также сделает поездку более тихой. Тонированные стекла, особенно на юге и в более теплом климате, не помогут — не более чем покупка испарителя, достаточно большого для кабины вашего автомобиля.

Southern Air Тонированные стекла помогают, но ничто не сравнится с уплотнителями дверей и изоляцией пола и дверей. Если дверцы не запечатаны, создается эффект пылесоса и выходит прохладный воздух.

Vintage Air Самым важным фактором повышения эффективности системы климат-контроля является то, насколько хорошо автомобиль герметичен и изолирован. Вы не должны допускать попадания тепла двигателя и внешней тепловой нагрузки в салон автомобиля. Тонированные стекла помогают отражать впитываемое солнцем тепло, а это также помогает кондиционеру более эффективно охлаждать автомобиль. Правильный уплотнитель и уплотнители двери / стекла также помогут изолировать интерьер и снизить нагрузку на систему кондиционирования.Обязательно закройте все отверстия в перегородке, а также педалях сцепления и тормоза.

6. Предлагаете ли вы монтажные кронштейны компрессора кондиционера?

Hot Rod Air Да, практически для любого двигателя. Если нет специального кронштейна в наличии, мы также предлагаем универсальный кронштейн, который дает клиенту базовую станцию ​​для начала, и все, что им нужно сделать, это построить опорную плиту для крепления ее к двигателю.

Vintage Air Мы предлагаем широкий выбор монтажных кронштейнов компрессора, от базовых стальных узлов до наших приводных систем Front Runner, в которые входят все аксессуары двигателя.

7. Вы рекомендуете выносные конденсаторы?

Hot Rod Air Только в крайнем случае. Имейте в виду, что удаленные конденсаторы собирают дорожное тепло и тепло выхлопных газов (свежий воздух не поступает, когда конденсатор установлен перед радиатором), поэтому, если вы его используете, обязательно включите тройной предохранительный выключатель — просто небольшая страховка. Таким образом, если в вашей системе должно развиться более высокое давление напора, переключатель выключит систему, и вы не взорвете шланг кондиционера.Он также будет действовать как реле низкого давления в случае, если в системе где-то возникнет утечка. Выносные конденсаторы отлично работают в городе или на более медленных скоростях, но на открытой дороге система начинает работать интенсивнее и повышать давление, что делает ее менее эффективной, чем передний конденсатор.

Southern Air Наш выносной конденсатор будет работать не хуже, чем конденсатор, установленный на радиаторе, и даже лучше в дорожных условиях. У него есть высокопроизводительный вентилятор, который постоянно нагнетает воздух через него, чтобы оставаться прохладным, в отличие от установленных спереди, у которых очень мало воздуха проходит через них на холостом ходу.Наши пульты также имеют полный кожух. В некоторых случаях пульт дистанционного управления является обязательным для Model As и автомобилей с оголенными сердечниками радиатора через решетки.

Vintage Air Нашим первым выбором всегда является установка конденсатора в передней части автомобиля, где он обеспечивает наилучший поток воздуха при минимально возможной температуре. Мы рассматриваем выносные конденсаторы как вариант, если нет возможности установить конденсатор на переднем воздушном потоке автомобиля. Выносные конденсаторы должны быть установлены таким образом, чтобы направлять через конденсатор достаточное количество самого холодного воздушного потока, доступного для отвода тепла от хладагента.Тройной предохранительный выключатель абсолютно необходим для удаленного конденсатора, чтобы защитить компрессор от чрезмерного давления в системе и включить вентилятор конденсатора.

8. Предлагаете ли вы пакеты «тепло-воздух / только воздух / только тепло»?

Hot Rod Air Примерно 98 процентов того, что мы продаем, составляют системы отопления и комбинированные системы с воздухом, но мы действительно предлагаем агрегаты, работающие только с воздухом и только с обогревателем.

Southern Air Предлагаем обогреватели, воздушные агрегаты, а также воздушные и тепловые агрегаты.У нас есть они, чтобы спрятаться за приборной панелью или висеть под приборной панелью, и есть наш новый блок TrimLine Heat Air, который висит под приборной панелью и также имеет оттаивание.

Vintage Air Мы предлагаем несколько нижних систем только для охлаждения, а также различные обогреватели и системы обогрева / оттаивания, но наши самые популярные системы — это системы обогрева / охлаждения и обогрева / охлаждения / оттаивания второго поколения.

9. Есть ли в ваших системах дефростеры?

Hot Rod Air Да, все наши системы кондиционирования доступны с осушающим оттаиванием или без него.

Southern Air Да, все наши установки MaxiKooler и большинство TrimLine оснащены нашей системой оттаивания с сервоприводом, управляемой электродвигателем.

Vintage Air Большинство наших систем доступны с осушающим оттаиванием. Наша система серии Gen II имеет специальный режим размораживания.

10. Каковы наиболее распространенные ошибки при установке кондиционеров?

Hot Rod Air 1. Отсутствие подготовки к кондиционированию воздуха на этапах планирования, отсутствие изоляции и нехватка необходимого пространства.Для испарителя требуется определенное количество панелей с плавкими предохранителями, компьютеры и динамики могут быть установлены удаленно при необходимости.

2. Система перезарядки: 134а очень критично по заряду. Нам всем нужно помнить, что 134a — это пузырьковый хладагент молочного цвета; в смотровом стекле появятся пузыри. Это системы осушителя и расширительного клапана, поэтому нижняя сторона должна быть около 12-18 фунтов.

3. Занижение размеров испарителя транспортного средства, особенно на готовых автомобилях. Клиенты постоянно звонят и говорят, что у них осталось мало места, поэтому они берут все, что им подходит.Им не нравится слышать, что им действительно нужно перемещать другие компоненты, чтобы испаритель был достаточно большим, чтобы выполнять эту работу.

Southern Air Самая большая ошибка — неправильная установка водяного клапана. Многие думают, что вода течет из водяного насоса, но это из впускного коллектора или из моего любимого места, из головки блока цилиндров. Если вы используете порт между номерами 7 и 5 на головке, у вас есть четверть шланга нагревателя для работы, и это шланг, на который вы устанавливаете водяной клапан.Наш электрический четырехходовой клапан помогает решить эту проблему.

Вторая по величине ошибка — это завышенная или недозарядка системы.

Vintage Air Самая распространенная ошибка установки, с которой мы сталкиваемся, — это неправильное обслуживание системы. Современные системы 134a должны быть должным образом эвакуированы и заряжены для работы с максимальной эффективностью. Неправильная зарядка системы приведет к неправильному рабочему давлению, неудовлетворительной температуре воздуховода и общей плохой работе системы.

Второй — неправильная установка и вставка капиллярной трубки термостата.Это приводит к неправильному измерению температуры змеевика термостатом, что приводит к замерзанию змеевика, уменьшению потока воздуха от блока и плохой температуре в воздуховоде.

Наконец, неправильная установка конденсатора. Конденсаторы с параллельным потоком должны быть установлены так, чтобы коллекторные резервуары располагались вертикально с каждой стороны, при этом фитинг большего размера (№8) вверху, а меньший фитинг (№6) — снизу. Установка конденсатора на бок приводит к скоплению масла в резервуарах, а установка конденсатора вверх дном заставляет компрессор подталкивать жидкий хладагент вверх по мере его конденсации.

РАДИАТОРЫ 1. Каковы плюсы и минусы конструкции радиатора из меди / латуни?

Be Cool Плюсы: Стоят, и их можно записать при необходимости.

МИНУСЫ: Тяжелый, менее эффективный отвод тепла, свинец сохраняет тепло.

Flex-a-lite Плюсы: В свое время материалы для изготовления радиаторов этого типа были более экономичными, а строительство требовало меньше труда, поскольку для производства и сборки радиаторов можно было использовать автоматизацию.

МИНУСЫ: использование цинка и олова в припое может стать причиной отказа в случае выхода из строя пакетов присадок к антифризу и охлаждающей жидкости.Без установки цинкового анода или дополнительных добавок к охлаждающей жидкости припой, удерживающий радиатор, выродился бы, вызывая утечку или просто разрушение радиатора. Чтобы ограничить количество припоя в процессе сборки, некоторые радиаторы собирают под давлением, зажимают или «склеивают». Эти методы не всегда работают в долгосрочной перспективе.

Griffin Плюсы: Легко ремонтируется с помощью припоя.

МИНУСЫ: Тяжелая конструкция труб препятствует максимальной теплопередаче.

Плюсы Mattson : их можно перестраивать, и вы можете их восстанавливать. Вы можете сохранить его оригинальный вид.

МИНУСЫ: Трудно оставаться конкурентоспособным, потому что стоимость резко выросла. Технология охлаждения алюминиевых сердечников намного эффективнее, чем медь / латунь.

Радиатор для США Теплопроводность или коэффициент теплопередачи меди составляет 92 процента по сравнению с алюминием при 49 процентах. Однако медное ребро прикреплено к трубкам или водным каналам с помощью свинцового припоя, что очень неэффективно и снижает скорость теплопередачи до немногим лучше, чем у алюминия.Это может быть недостатком, если процесс соединения не позволяет медному ребру соприкасаться с латунной трубкой и почему не все медные / латунные сердечники одинаковой конструкции, но разных производителей передают тепло одинаково. Наши тесты показали почти точное падение температуры алюминия по сравнению с медью / латунью во всех рабочих диапазонах, в которых конструкция сердечника была одинаковой, с небольшим преимуществом для блока из меди / латуни (даже по сравнению с нашими собственными алюминиевыми блоками).

Walker Все плюсы. Медь лучше передает тепло, имеет вдвое большую прочность на разрыв, чем алюминий, и противостоит коррозии.

2. Каковы плюсы и минусы конструкции алюминиевого радиатора?

Be Cool Плюсы: лучший отвод тепла, легкий, эстетичный, ремонтопригодный.

МИНУСЫ: Стоимость сырья, не похож на радиатор оригинального производителя.

Flex-a-lite Плюсы: алюминиевые радиаторы рассеивают тепло быстрее, чем другие материалы. В случае радиаторов Flex-a-fit баки с Т-образным креплением и внутренними ребрами показали увеличение рассеивания тепла на 230 процентов.Алюминиевые радиаторы могут быть собраны со сварными швами для повышения прочности, а резервуары могут быть изготовлены из сплава для дополнительной прочности.

МИНУСЫ: Алюминиевые радиаторы более подвержены внутреннему повреждению в результате электролиза, если ухудшаются присадки к охлаждающей жидкости или в систему охлаждения не попадает такой поглотитель, как цинк. Конструкция радиатора из алюминия более склонна к усталостному растрескиванию со временем, чем более мягкий материал из меди или латуни.

Griffin Плюсы: Большая трубчатая конструкция обеспечивает максимальную теплопередачу, легкий.

МИНУСЫ: Не так просто ремонтировать, нужно сваривать.

Стоимость алюминия Mattson становится более конкурентоспособной по сравнению с медью / латунью. Алюминиевые радиаторы намного эффективнее медных / латунных радиаторов. Иногда мы можем изготовить индивидуальный алюминиевый радиатор быстрее, чем заказать латунный сердечник, получить его и собрать. Мы также можем отполировать или нанести порошковое покрытие на алюминиевый радиатор, чтобы он гармонировал или выделялся.

Радиатор для США Из-за своего веса и долговечности медно-латунные радиаторы используются уже давно, и их легко разбирать и собирать для очистки.Не в случае с алюминием, если не говорить об оригинальной версии, которая поставляется с пластиковыми баками, смонтированными на обжиме.

Walker Все минусы. Алюминий не переносит вибрации так же хорошо, как медь; он не передает тепло так же хорошо, как медь, и не устойчив к коррозии.

3. Что вы рекомендуете для минимальной / максимальной рабочей температуры двигателя?

Be Cool Зависит от области применения (например, электронный впрыск топлива / карбюраторный). Большинство двигателей работают при температуре от 180 до 210 градусов по Фаренгейту.Этот температурный диапазон подходит для большинства уличных применений.

Flex-a-lite Термостат или ограничительная пластина, установленная в двигателе, определяет рабочие температуры двигателя. Некоторые колебания температуры будут происходить из-за нагрузки и изменений температуры окружающей среды.

Griffin Современные двигатели с впрыском топлива последних моделей рассчитаны на работу по крайней мере на 10 градусов выше, чем карбюраторные V-8 предыдущих моделей. Безопасный диапазон составляет от 185 до 210 градусов на холостом ходу и от 185 до 200 градусов во время движения.Вы хотите, чтобы двигатель был достаточно горячим, чтобы испарилась влага, которая могла скопиться внутри масляной системы.

Mattson’s Производитель двигателя всегда предлагает рабочую температуру. Двигатели последних моделей становятся все горячее и горячее. То, что раньше было горячим, теперь в некоторых приложениях считается слишком холодным. Некоторые системы с впрыском топлива работают некорректно при более низких температурах. Мы всегда предлагаем рекомендации производителя двигателя.

Радиатор для США Большинство любителей не заботится о топливной эффективности, поэтому мы рекомендуем температуру от 175 до 195 градусов.Более высокие рабочие температуры будут сжигать топливо более эффективно, но повышение рабочего давления и деформация металла могут легко создать проблемы со временем.

Walker Минимальный и максимальный рекомендуемый диапазон температур двигателя варьируется. Двигатели до середины 80-х обычно имели диапазон рабочих температур от 180 до 200 градусов. С конца 80-х до настоящего времени диапазон колеблется от 195 до 220 градусов по Фаренгейту.

4. Вы рекомендуете внутренний или внешний охладители АКПП?

Be Cool Внутренних радиаторов трансмиссии достаточно для нормальных условий движения.Внешние охладители трансмиссии необходимы для буксировки, гонок или когда добавление тепла к радиатору нежелательно.

Flex-a-lite Не все радиаторы оснащены внутренними радиаторами трансмиссии и моторного масла. В этих случаях потребуется использование внешнего маслоохладителя. В большинстве случаев внешний масляный радиатор будет превосходить внутренние радиаторы меньшего размера.

В регионах страны с очень холодной погодой (примерно 20 градусов по Фаренгейту и ниже) необходимо использовать внутренний масляный радиатор, чтобы масло оставалось нагретым и позволяло ему течь быстрее.Затем его можно пропускать через дополнительный охладитель, установленный перед радиатором. Большинство синтетических жидкостей нового типа будут по-прежнему течь при вышеуказанной температуре. Тогда можно будет использовать внешний охладитель с этой жидкостью.

Griffin Если используется стандартный преобразователь, то внутренний охладитель трансмиссии подойдет. Если используется преобразователь с высокой стойкостью, мы рекомендуем использовать внешний охладитель. Внешний охладитель можно использовать вместе с охладителем коробки передач в радиаторе.

Охладители трансмиссии Mattson отлично справляются с работой внутри радиатора. Вы всегда можете добавить внешний охладитель, если у вас есть специальное приложение, такое как высокая стойла или буксировка. Единственная проблема с кулером заключается в том, что он находится перед радиатором, поэтому это препятствие для воздушного потока. Дополнительное тепло проходит через радиатор, а охладитель трансмиссии внутри бака создает дополнительное тепло внутри радиатора. Разница, вероятно, настолько минимальна, что не имеет значения; однако, нахождение в радиаторе обеспечивает более чистый вид и дает возможность при необходимости установить дополнительный кулер.Если разобраться, кулер под автомобилем с вентилятором будет идеальным вариантом, за исключением дополнительной проводки и дорожного мусора, которые могут повлиять на него.

Радиатор для США Внешние охладители трансмиссии предпочтительны для предотвращения попадания ненужного тепла в радиатор.

Walker Внутренний охладитель подходящего размера хорошо подходит для нормальной езды. Внешний охладитель надлежащего размера, работающий совместно с внутренним охладителем, является обязательным для автомобилей, тянущих прицепы, или высокопроизводительных трансмиссий с высокими оборотами при остановке.

5. Как толщина сердцевины радиатора влияет на охлаждение?

Be Cool Увеличение толщины сердечника немного увеличивает охлаждающую способность. Следует отметить, что увеличение площади лобной части является более эффективным средством увеличения охлаждения.

Flex-a-lite В автомобилях с вентилятором с ременным приводом толщина не будет иметь такого большого значения при охлаждении, как электрическая. Электрические вентиляторы при установке потребуют минимальной статической нагрузки, блокировки перед собой.В случае использования «многожильного» радиатора это может привести к снижению CFM, которое электрический вентилятор может протянуть через сердечник. Слишком большая статическая нагрузка снизит эффективную cfm до точки, при которой приложение не охладится.

Griffin Cfm слишком мал для толстого сердечника (более 2,25 дюйма) и вентилятора, поэтому вы рискуете, что радиатор не будет должным образом охлаждаться на холостом ходу.

Mattson’s Воздуху будет трудно охладить радиатор, если он слишком толстый.Некоторые из старых сплошных сердечников типа плавников давно отлично подходили для грунтовых дорог и с минимальным движением.

Радиатор для США Увеличение толщины по сравнению со стандартным применением позволяет получить большую поверхность соединения ребер и, следовательно, больший перепад температуры. При переходе от двухрядного к четырехрядному, например, вы удваиваете соединение ребер или точки теплопередачи. Однако это увеличение не является однозначным, потому что на эффективность переноса задних рядов отрицательно влияет повышение температуры воздуха по сравнению с предыдущими рядами и уменьшение скорости воздуха, вызванное увеличением толщины.

Walker Ключ ко всему охлаждению определяется зоной первичного охлаждения. Зона первичного охлаждения — это фронтальная зона сердечника, а зона первичного охлаждения сердечника — это первый 1 дюйм. Это та область, где решающее значение имеют конструкция ребер радиатора и система управления воздухом. Удвоение толщины радиатора приводит к повышению эффективности охлаждения всего на 20 процентов.

6. Как количество ребер влияет на охлаждение?

Be Cool Увеличение количества ребер до определенной степени увеличивает способность отводить тепло.Если расстояние между ребрами становится слишком малым, воздушный поток может быть ограничен и может снизить охлаждающую способность. В оригинальных радиаторах используется от 18 до 20 ребер на дюйм. Be Cool доказал, что его конструкция с 14 плавниками на дюйм является наиболее эффективной для авиаперелетов с наименьшим сопротивлением.

Flex-a-lite Теоретически, чем больше ребер на квадратный дюйм у радиатора, тем лучше он будет охлаждаться. Чем больше ребер, тем больше площадь поверхности для рассеивания тепла. Реальность такова, что количество ребер и угол наклона ребер могут влиять на способность охлаждающего вентилятора перемещать воздух через него.

Griffin Тот же эффект — вы можете использовать тонкий сердечник с большим количеством ребер или более толстый сердечник с меньшим количеством ребер.

Mattson’s Тип ребра и количество ребер на дюйм определяют эффективность. Тип или слишком много или мало плавников влияют на надлежащую эффективность.

Радиатор для США Мы обнаружили, что конструкция сердечника, а не материал, оказывает наибольшее влияние на падение температуры. Хотя все сердечники радиатора могут выглядеть одинаково, они работают по-разному в зависимости от расстояния между трубками и ребер на дюйм.Точки теплопередачи, в которых температура действительно может покидать радиатор, — это места, где ребро прикреплено к трубке. Чем больше точек переноса, тем больше перепад температуры. Например, сердцевина 60-х годов имела расстояние между трубками 1/2 дюйма (т. Е. Ребро 1/2 дюйма между трубками), и, перейдя от двухрядного радиатора к четырехрядному дизайну сердцевины, мы были возможность удвоить точки теплопередачи, что привело к увеличению падения температуры на 15-20% без изменения других переменных (воздушный поток, поток охлаждающей жидкости).В 80-х годах японцы разработали конструкцию сердечника в ответ на необходимость уменьшения габаритов, которая стала стандартом и была достаточно эффективной, чтобы позволить повторно использовать алюминий (менее эффективный материал для теплопередачи) на уровне оригинального оборудования. Путем изменения расстояния между трубками на 3/8 дюйма, конструкция, называемая в отрасли высокой эффективностью, позволила увеличить количество труб или каналов для воды и ребер на поверхности сердечника с определенной шириной в дюймах. Конструкция была достаточно простой, но оказалась очень эффективной, поскольку большее количество точек теплопередачи создавало большие перепады температуры на входе и выходе.

Walker Количество ребер (количество ребер в заданном дюйме в пределах площади сердечника) влияет на количество контактов ребра с трубкой. Чем больше у вас ребер на дюйм, тем лучше (с точностью до точки) теплопередача. Слишком большое количество ребер вызовет закупорку воздуха, ограничивая эффективность охлаждения сердечника.

7. Какие вентиляторы вы рекомендуете: механические или электрические?

Be Cool Электрические вентиляторы предпочтительнее, потому что достаточный воздушный поток поддерживается на холостом ходу или низких скоростях движения.Воздушный поток, подаваемый механическим вентилятором, изменяется в зависимости от оборотов двигателя и может быть недостаточным при низких оборотах двигателя, а также потребляет мощность.

Flex-a-lite В большинстве легковых и легких грузовиков установка электрического вентилятора является отличным выбором для высвобождения лошадиных сил и увеличения расхода топлива. Если автомобиль будет использоваться в «экстремальных» условиях, таких как буксировка или при использовании четырехжильного радиатора, использование оригинального вентилятора с ременным приводом может быть лучшим вариантом.

Griffin Если в автомобиле все еще есть исправно работающий вентилятор с механическим сцеплением, он будет тянуть больше кубических футов в минуту, чем электрический вентилятор, и следует рассмотреть возможность его сохранения.Если механическая муфта вентилятора не работает должным образом, ее следует заменить или использовать электрический вентилятор. Имейте в виду, что вентилятор может понадобиться только тогда, когда автомобиль стоит на месте. Если электрический вентилятор будет охладить машину на холостом ходу, тогда подойдет и электрический вентилятор. Сегодняшние электрические вентиляторы производят больше кубических футов в минуту, чем когда-либо, и 3000 кубических футов в минуту являются обычным явлением.

Mattson’s Вентилятор с приводом от двигателя отлично подходит для высоких скоростей. Мы рекомендуем один, если у вас есть автомобиль, который много буксирует и движется со скоростью по шоссе.Рекомендуется использовать вентилятор двигателя. Если автомобиль много работает на холостом ходу, едет на крейсерской скорости или медленно движется, электрический вентилятор на кожухе — это то, что вам нужно.

Радиатор для США Зачем полагаться на другую операционную систему (электрическую), если она вам не нужна? Механические вентиляторы вращаются при вращении двигателя. Однако мы настоятельно рекомендуем правильно установить кожух на вентилятор и радиатор. Единственный случай, когда вы действительно зависите от вентилятора, — это на холостом ходу или на низкой скорости, когда через решетку мало или совсем нет воздуха.Кожухи необходимы для максимального прохождения воздуха через решетку и радиатор. При правильном совмещении вентилятора и кожуха передняя кромка вентилятора должна быть на 1/3 дюйма, а задняя — на 2/3 наружу. При такой настройке воздушный поток с задней стороны вентилятора отклоняется примерно под углом 45 градусов. Когда лезвие продвигается дальше в кожух, воздух с тыльной стороны лезвия течет прямо обратно в блок и снижает эффективность воздушного потока примерно на 15 процентов.

Если электрический вентилятор — единственный выход, поместите его на кожух, закрывающий всю жилу.Мы часто видим электрический вентилятор, прикрепленный непосредственно к сердечнику, и единственное, что он делает — это тратит впустую остальную поверхность сердечника, когда вам это нужно больше всего. 16-дюймовый электрический вентилятор, прикрепленный к сердечнику, охлаждает только 16-дюймовую круглую часть этого сердечника.

Walker Механические вентиляторы с кожухами вентилятора работают нормально. Основная проблема механического вентилятора заключается в том, что вы никогда не должны использовать его диаметром менее 17 дюймов и без кожуха вентилятора. Мы обнаружили, что двигателю потребуется больше времени для восстановления с механическим вентилятором, а не с электрическим вентилятором, когда вам нужно резко замедлить или остановиться при экстремальных температурах на межгосударственных скоростях.

Электровентиляторы работают хорошо, если они имеют соответствующий размер. Как правило, никогда не следует использовать лезвие диаметром менее 16 дюймов. Лезвия крючковой конструкции более эффективны и работают тише, чем ручки для перемешивания краски.

8. Какое давление должно быть в системе?

Be Cool Зависит от области применения. В нормальных уличных условиях рабочее давление в системе охлаждения будет ниже номинального значения крышки радиатора. Все радиаторы Be Cool рассчитаны на работу с крышкой на 13 фунтов на кв. Дюйм.Если крышка позволяет радиатору часто проветриваться, есть еще одна проблема с системой охлаждения. Радиатор может быть слишком маленьким, электрический вентилятор может иметь неправильную скорость потока, или водяной насос может иметь неправильный размер.

Flex-a-lite В старых автомобилях без системы возврата охлаждающей жидкости давление может составлять всего 7 фунтов. Система на этих старых автомобилях расширялась, вытесняя охлаждающую жидкость, а затем оставляла полость в верхнем баке после охлаждения. В автомобилях с системой рекуперации охлаждающей жидкости давление может составлять около 16 фунтов.

Griffin На улице можно использовать крышку до 17 фунтов. Гонщики на круглом треке бегают от 22 до 29 фунтов. Для более высоких давлений, таких как автомобили Nextel Cup или Busch Series, Griffin производит серию Survivor, которая выдерживает нагрузку от 50 до 60 фунтов.

Mattson’s Всегда лучше использовать заводские рекомендации; однако иногда заказчику не предоставляется никаких рекомендаций по модификации старых автомобилей с двигателями поздних моделей. На крышке радиатора есть пружина, которая поднимается и позволяет жидкости выходить через перелив.Крышки разных фунтов поднимутся при разных температурах. Чаще всего используется крышка на 13 фунтов, а крышка на 16 фунтов поднимает точку кипения еще выше. Крышка 7 фунтов обычна в старых автомобилях. Если крышка с более высоким давлением используется в неправильной системе, это может привести к разрыву бачка радиатора.

Радиатор США Увеличивая давление на 1 фунт, мы увеличиваем точку кипения на 3 градуса; Итак, при использовании крышки на 12 фунтов наша вода не закипит, пока не нагреется до 248 градусов. Двигатель, который хочет работать при 248 градусах, откроет эту крышку задолго до того, как станет настолько горячим.

Walker Напорные системы существуют уже довольно давно. Старые системы начинались с рейтинга 4 фунта; 7-фунтовые системы были представлены в 50-х годах, за ними последовали 15-17-фунтовые системы в 60-х, а современные двигатели развивают до 20 фунтов. Как правило, в мире уличного удилища хорошо работает система от 15 до 17 фунтов.

9. Как определяется правильный размер радиатора?

Be Cool Необходимо знать необходимое количество БТЕ / мин, которое должно быть отклонено радиатором.При заданной скорости воздуха и охлаждающей жидкости выберите сердечник, который будет отклонять необходимое количество тепла с запасом прочности. Опыт тоже играет большую роль.

Flex-a-lite Размер радиатора определяется требованиями доступной монтажной площади, трансмиссии, а также того, как и где будет использоваться приложение. Правильный радиатор может быть определен после анализа этих факторов.

Griffin При выборе радиатора необходимо учитывать множество факторов.Не все размеры радиатора зависят исключительно от мощности двигателя, но также от типа топлива, на котором работает автомобиль, от того, с какой площадью решетки радиатора нам придется работать и в каких условиях вождения будет использоваться автомобиль. Для большинства уличных применений хорошее практическое правило — 1 квадратный дюйм поверхности сердечника на каждую лошадиную силу для двухрядного алюминиевого радиатора диаметром 1 дюйм.

Mattson’s Мы стараемся поставить самый большой радиатор в доступной площади.

U.S. Радиатор Существуют формулы для определения подходящего размера радиатора на основе тепловой мощности двигателя (рабочие Btus) и скорости теплопередачи радиатора (также указываются в Btus), но я рекомендую любителю установить наиболее эффективный радиатор, который подходит к четырехрядному медному / латунному или двухрядному алюминиевому сердечнику.

Walker К сожалению, будучи разработчиком и производителем высокопроизводительных радиаторов, мы вынуждены использовать площадь, предоставленную нам (квадратные дюймы площади переднего радиатора) производителями оригинальных автомобилей или изготовителями автомобилей по индивидуальному заказу.Оттуда нам потребуются спецификации двигателя, его модификации, а также его определенный пакет управления воздухом, который будет использоваться. Следует помнить, что пакет управления воздухом так же важен, как и пакет управления охлаждающей жидкостью, с точки зрения их конструкции и способности работать вместе.

10. Вы рекомендуете резервуары для утилизации?

Be Cool Да, вся охлаждающая жидкость, которая выходит из радиатора за счет перелива, должна быть утилизирована с помощью бачка утилизации. Баки рекуперации позволяют пополнить систему охлаждения и помогают обеспечить постоянное заполнение радиатора.

Flex-a-lite Требование к системе рекуперации охлаждающей жидкости не только экологически безопасно, но и является хорошей идеей для поддержания постоянного уровня в системе охлаждения. Большинство охлаждающих жидкостей не являются экологически чистыми. Это загрязнитель, поэтому его нельзя сбрасывать на землю. Поддержание постоянного уровня в системе охлаждения позволит ей лучше функционировать и предотвратит попадание воздуха в систему, который может принести с собой загрязнения, которые могут вызвать сбой в системе охлаждения в будущем.

Mattson’s Мы рекомендуем систему восстановления для всего, что мы делаем сегодня.

Радиатор США Практическое правило — покупайте самый большой, который поместится в моторном отсеке и при этом будет выглядеть круто. Часто проверяйте бак утилизации, и вы поймете, что его размер недостаточен, если он окажется пустым.

Walker Это необходимо в области спортивных достижений, и это преимущество, но не панацея в мире уличных удилищ. Если у вас правильная конструкция системы охлаждения, не тратьте деньги зря (мне она никогда не требовалась).

: выбор алюминиевого радиатора

Алюминиевые радиаторы являются обычным выбором для большинства уличных и путевых применений. Клиенты, стремящиеся к производительности, выбирают замену радиатора по одной или нескольким из следующих причин: им нужен меньший вес, они модернизируют систему охлаждения для повышения эффективности или хотят улучшить внешний вид подкапотного пространства.

Однако, прежде чем вы купите стильный алюминиевый радиатор, покупателям необходимо напомнить об основах.Прежде всего, вам необходимо убедиться, что охлаждающие каналы двигателя чистые и не забиты. Это часто проблема так называемого бюджетного двигателя (ядро свалки, которое было просто очищено и окрашено, история которого неизвестна, или дешевый ремонт, при котором охлаждающие каналы игнорируются). И лучший радиатор за большие деньги не обеспечит должного охлаждения двигателя, если жидкость не сможет протекать через блок и головки!

Не секрет, что контроль рабочей температуры двигателя с жидкостным охлаждением имеет решающее значение как для долговечности двигателя, так и для его работоспособности.Радиатор позволяет нагретой охлаждающей жидкости двигателя циркулировать к этому внешнему компоненту и «излучать» тепло в атмосферу. Радиатор — это просто теплообменник. Без этого не было бы средств, с помощью которых можно было бы сбросить повышенную температуру охлаждающей жидкости, кроме миграции через материал блока и головки. Двигатель будет работать в диком цикле, с жидкой охлаждающей жидкостью, которая быстро нагревается до тех пор, пока, ну, что-то должно отказываться. Двигатель начнет стучать и / или гудеть, поскольку сочетание избыточного тепла и давления сгорания превышает предел октанового числа топлива.Продолжающаяся детонация разрушает подшипники штока и может в конечном итоге прожечь отверстия в куполах поршней. Добавьте к этому повышенную температуру масла (когда масло разжижается и больше не обеспечивает необходимую вязкость для смазки подшипников, шплинтов, подъемников и других компонентов) и непоправимое деформационное повреждение блока и головок цилиндров. Другими словами, критический перегрев, способный быстро превратить даже самый лучший и самый дорогой двигатель в груду металлолома. Чрезмерный перегрев также может вызвать чрезмерное давление внутри радиатора, что может привести к растрескиванию или взрыву.

Помните, основная цель — контролировать температуру двигателя. С этой целью нам нужно сосредоточиться на выборе радиатора как на главном аспекте регулирования температуры.

Материалы радиатора

В то время как конструкция из меди и латуни часто используется для создания винтажного или правильного внешнего вида, большинство радиаторов послепродажного обслуживания имеют алюминиевую конструкцию. Медь является эффективным проводником тепла, но стенка трубки должна быть тонкой, чтобы обеспечить идеальное рассеивание тепла.Если стенка трубки тонкая, диаметр трубки должен быть достаточно небольшим (около 0,500 дюйма), чтобы предотвратить надувание трубки под давлением. Алюминий — более прочный и твердый материал; в результате диаметр трубки может быть больше (до 1,50 дюйма в некоторых случаях) и толщина стенки может быть больше, при этом получается более легкий радиатор (алюминий примерно на 60% легче, чем медь / латунь). Более крупный размер трубки также обеспечивает больший объем охлаждающей жидкости, что означает, что больше охлаждающей жидкости подвергается процессу теплообмена, а более прочный алюминиевый материал может выдерживать больше тепла и давления.Чтобы помочь проиллюстрировать способность рассеивания тепла, двухрядный алюминиевый радиатор с размером 1 дюйм. Трубки рассеивают тепло примерно так же, как пятирядный медный радиатор с диагональю 0,5 дюйма. трубки.

Каковы плюсы и минусы материалов? Медь требует пайки, а свинец имеет тенденцию изолировать теплоотвод, в то время как алюминий сваривается. Однако медный радиатор ремонтировать легче, чем алюминиевый.

Неужели вес так важен для улицы? Нет.Уменьшенный вес алюминиевого радиатора (для сравнения) — побочный продукт, который дает немного права на хвастовство. В действительности, однако, меньший вес становится проблемой только в гоночной машине, где каждая унция на счету.

Короче говоря, алюминиевый радиатор, вероятно, будет лучшим выбором для высокопроизводительного двигателя и для нестандартного стержня (где радиатор может быть более открытым), в то время как радиатор из меди / латуни останется лучшим выбором для восстановления или ремонта. правильные приложения.В зависимости от области применения медь и алюминий находят свое место.

Однопроходные и двухходовые радиаторы

С точки зрения эффективности не существует слишком большого радиатора. Чем больше площадь поверхности, тем лучше, с как можно большим количеством ребер на дюйм. Ограничение по размеру основано только на пространстве для установки.

Цель состоит в том, чтобы иметь как можно большую площадь поверхности в квадратных дюймах в как можно более тонкой упаковке. Но, в зависимости от требований к охлаждению, и если фронтальной площади в квадратных футах недостаточно, ответом будет добавление дополнительных рядов и / или увеличение количества ребер.Если вам это удастся, использование большого количества ребер создает большую плотность сердцевины, и может быть предпочтительнее использовать более толстую сердцевину.

В однопроходном радиаторе вход и выход находятся на противоположных сторонах сердечника. Теплоноситель протекает через активную зону, делая один проход от входа к выходу. Двухходовой радиатор позволяет охлаждающей жидкости проходить через верхнюю половину радиатора на первом проходе, а затем перемещать охлаждающую жидкость через нижнюю часть радиатора на втором проходе. В двухходовых радиаторах вход и выход расположены на одной стороне радиатора.

Теоретически передача тепла улучшается в двухходовой конструкции, поскольку охлаждающая жидкость движется с большей скоростью через каждую половину, создавая большую турбулентность охлаждающей жидкости. Двухходовой радиатор обычно обеспечивает до 15% большей эффективности доступной площади охлаждения.

Что касается количества рядов в сердечнике, практическое правило состоит в том, чтобы использовать радиатор максимальной толщины (опять же, увеличивая площадь поверхности охлаждающей жидкости). Однако здесь есть две точки зрения: с одной стороны, более тонкая сердцевина обеспечивает более легкий воздушный поток.По мере увеличения количества рядов некоторые предполагают, что задние ряды будут подвергаться воздействию тепла, выделяемого передними рядами. Другие предполагают, что увеличение площади поверхности (больше рядов, более толстая сердцевина) приносит больше пользы, чем вреда, и если поток воздуха достаточен, чем больше рядов, тем лучше.

Мне всегда подходят самые большие и толстые ядра, которые может вместить приложение, и я никогда не сожалел. Если вы немного переборщите (когда вы в последний раз имели дело с маслкаром или уличным двигателем, который работал слишком холодно?), Вы все равно сможете положиться на термостат для регулирования температуры охлаждающей жидкости.

Кожух

Только радиатор не может нести ответственность за надлежащее охлаждение двигателя. Воздушный поток имеет решающее значение, а это означает правильный выбор и установку вентилятора. Всегда используйте кожух в сочетании с электрическими или механическими вентиляторами. Кожух должен закрывать всю заднюю поверхность сердечника, за исключением пути, необходимого для вентилятора (доступны варианты с заслонками или жалюзи, смещенными от области вентилятора, чтобы обеспечить дополнительный проход воздуха на крейсерской скорости).

Кожух направляет встречный воздух в воздушный тракт вентилятора, увеличивая производительность вентилятора.Радиаторы послепродажного обслуживания легко доступны со встроенными кожухами (а также с электрическими вентиляторами). Вместо того, чтобы изобретать колесо, имеет смысл воспользоваться этими готовыми, полностью собранными системами радиатор / кожух / вентилятор. Если вы используете электрический вентилятор, у которого нет встроенного кожуха, у различных производителей алюминиевых радиаторов можно легко приобрести специальные алюминиевые кожухи. Кожух обеспечивает направленный поток воздуха к двигателю.

Поперечный или нисходящий поток?

Выбор между радиатором с поперечным или нисходящим потоком во многом зависит от доступного пространства, но какой бы вариант вы ни выбрали, вы хотите максимизировать площадь внутренней поверхности.Если размеры требуют радиатора, который шире, чем высота, лучшим выбором будет поперечный поток. В принципе, работает любой стиль.

Радиатор с поперечным потоком имеет вертикальный бак с каждой стороны. Охлаждающая жидкость движется (подталкиваемая насосом) из бака высокого давления (входящего), когда она получает охлаждающую жидкость от двигателя, через активную зону в бак низкого давления (выход) на обратном пути к двигателю.

Радиатор с нисходящим потоком имеет горизонтальные верхний и нижний баки. Когда горячая охлаждающая жидкость выходит из двигателя, она попадает в верхний бак и спускается в нижний бак по трубным каналам в активной зоне, толкаемая водяным насосом и поддерживаемая силой тяжести.По мере того, как охлаждающая жидкость проходит через сердечник, ребра обеспечивают дополнительную площадь поверхности для передачи тепла в атмосферу.

Теоретически считается, что радиатор с поперечным потоком более эффективен, чем радиатор с нисходящим потоком, поскольку герметичная крышка радиатора расположена на стороне низкого давления, что позволяет двигателю работать на высоких оборотах без нагнетания охлаждающей жидкости через герметичную крышку. (Обычно) большая площадь поверхности радиатора с поперечным потоком также может позволить увеличить мощность радиатора и площадь охлаждающей поверхности.Однако, если владелец транспортного средства желает иметь оригинальный «старинный» внешний вид, конструкция с нисходящим потоком может быть единственным выбором. Кроме того, установка радиатора с поперечным потоком в моторный отсек, который изначально был разработан для устройства с нисходящим потоком, может потребовать определенного времени на изготовление.

Проще говоря, используйте тот стиль, который подходит лучше всего, всегда следя за тем, чтобы вы в полной мере использовали доступное пространство с точки зрения площади сердечника радиатора.

Колпачки давления

Естественно, когда охлаждающая жидкость двигателя поглощает тепло, она расширяется, создавая давление в системе.Когда это давление достигает номинального значения давления крышки, клапан крышки должен открыться, что приведет к переливу охлаждающей жидкости. Это также помогает предотвратить попадание воздуха в систему охлаждения. Когда радиатор охлаждается, создается разрежение, позволяющее перетекать из бачка перелива обратно в систему.

Когда расширение охлаждающей жидкости происходит при температуре около 200 ° F, создается давление от 16 до 18 фунтов на квадратный дюйм. Однако, если двигатель перегревается из-за других факторов, давление может подняться до 28 фунтов на квадратный дюйм или около того.Важно тщательно выбирать герметичную крышку как с точки зрения качества, так и с точки зрения номинального давления.

На каждый фунт давления в системе точка кипения охлаждающей жидкости повышается примерно на 3 ° F. Например, при использовании от 12 до 16 фунтов. cap теоретически повысит температуру кипения до 250–260 ° F.

Герметичная крышка радиатора всегда должна располагаться в самой высокой точке системы охлаждения, на стороне низкого давления / всасывания (сторона, где охлаждающая жидкость покидает сердцевину на обратном пути к водяному насосу).Причина в том, что если крышка открывается и пропускает воздух из-за избыточного давления, воздух из системы выйдет первым, прежде чем произойдет потеря охлаждающей жидкости.

Если верхняя часть радиатора расположена ниже самого высокого уровня охлаждающей жидкости в двигателе, необходимо установить расширительный или расширительный бачок (он должен иметь герметичную крышку). Дно бака соединяется со входом водяного насоса, а линия стравливания воздуха проходит от боковой стороны бака к самой высокой точке стороны низкого давления радиатора.

Скачать PDF

Имеет ли значение цвет радиатора?

Это из U.Национальное бюро стандартов Министерства торговли США, опубликовано 19 июля 1935 г. Откройте PDF-файл, чтобы увидеть диаграмму.

В течение ряда лет эта тема привлекала значительное внимание общественности, и очевидно, что существенные факты не всегда были поняты. Целью этой записки является предоставление наиболее важных фактов по делу.

Оказывается, что по своему влиянию на характеристики радиаторов краски делятся на два класса.Во-первых, те, в которых пигмент состоит из небольших чешуек металла, таких как алюминиевая и бронзовая краски, наиболее часто используемые для окраски радиаторов, которые имеют металлический вид и будут называться металлическими красками. Во-вторых, белые и цветные краски, в которых пигмент состоит не из металлов, а из оксидов или других соединений металлов. Таким образом, белые свинцовые краски или краски, содержащие соединения цинка или других металлов, будут называться неметаллическими красками. Эти неметаллические краски доступны практически во всех цветах, включая белый и черный, в то время как металлические краски имеют цвет металла или сплава, из которого состоят хлопья.

Вначале сделаем основной вывод, который будет объяснен более подробно позже, что последний слой краски на радиаторе — единственный, который имеет заметный эффект. И что радиатор, покрытый металлической краской, будет выделять меньше тепла при других идентичных условиях, чем аналогичный радиатор, покрытый неметаллической краской. Чтобы получить одинаковое количество тепла от двух только что рассмотренных радиаторов, температура радиатора, окрашенного металлической краской, должна быть несколько выше.В этих условиях на два радиатора подается одинаковое количество тепла. А поскольку малые изменения температуры радиатора не оказывают заметного влияния на эффективность котла или потери тепла в трубопроводах, для подачи тепла в каждом случае требуется практически одинаковое количество топлива. Другими словами, хотя по разным причинам может быть желательно избегать использования металлических красок на радиаторах, использование неметаллических, а не металлических красок не приведет к заметной экономии топлива.

Назначение системы отопления — поддерживать в комнатах дома температуру, превышающую ту, которая преобладает на открытом воздухе. Тепло, которое вырабатывается при сжигании топлива, передается в комнаты с помощью радиаторов. Радиатор не создает и не разрушает тепло, и большой радиатор, хотя он может подавать больше тепла в комнату, чем маленький, должен получать все тепло, которое он вводит. В том смысле, что они в конечном итоге передают все тепло, подаваемое внутрь. Помещение, все радиаторы на 100% эффективны.Слово «эффективность», однако, используется и по-другому, и сейчас его принято использовать во всех возможных случаях, но вряд ли будет правильно сказать, что нанесение металлической краски на радиатор снижает его эффективность, когда эффект сводится к минимуму. уменьшить его емкость. Размер радиаторов в доме может повлиять на количество топлива, необходимое для отопления, только за счет увеличения или уменьшения тепла, теряемого при передаче от котла к радиатору и которое теряется в дымоходе. Только когда радиаторы настолько малы, что делает неэффективной всю отопительную установку, можно ожидать заметной экономии топлива за счет установки радиаторов большего размера.

После этих предварительных объяснений мы можем перейти к рассмотрению видов эффектов, которые могут быть получены при использовании различных видов красок. Тепло, выделяемое радиатором, удаляется двумя способами. Во-первых, воздух, проходящий мимо радиатора и поднимающийся из него, нагревается и переносит тепло в другие части комнаты. Во-вторых, горячая поверхность радиатора излучает тепло за счет излучения, как это делают светящиеся электрические и газовые обогреватели. Большинство типов паровых и водяных радиаторов выделяют меньше половины своего тепла за счет излучения, и, очевидно, название «радиатор», хотя и используется повсеместно, не является особенно подходящим.

Если взять конкретный корпус, конкретный секционный чугунный радиатор, если он окрашен какой-либо неметаллической краской, может передавать в комнату 180 британских тепловых единиц в час на каждый квадратный фут своей поверхности, если он снабжается необходимым количеством тепла от котла. . Сжигание одного фунта хорошего угля дает около 12 000 британских тепловых единиц, и, если уголь используется в бытовых отопительных установках, возможно, половина этого количества, или 6000 британских тепловых единиц, может, наконец, переместиться из радиаторов в комнаты. Большая часть другой половины произведенного тепла неизбежно теряется через дымоход.

Площадь одной секции чугунного радиатора составляет около двух квадратных футов для меньших секций и до семи или восьми квадратных футов для больших секций, так что 10-секционный радиатор будет иметь площадь поверхности от 20 до 80. квадратный фут.

Из 180 БТЕ в час, около 2/3 или 120 БТЕ пойдет на нагревание воздуха, проходящего над радиатором. 120 БТЕ, передаваемые непосредственно в воздух, не могут быть увеличены или уменьшены путем перекраски радиатора.Оставшиеся 60 британских тепловых единиц, не уносимые воздухом, излучаются в виде лучистой энергии. Количество лучистой энергии, которое может излучать горячая поверхность за час, зависит от типа краски, используемой для последнего слоя. Предполагалось, что радиатор окрашен неметаллической краской. Если его перекрасить металлической краской, такой как алюминий или бронза, он больше не сможет излучать 60 британских тепловых единиц в час, но может излучать только 30 британских тепловых единиц, так что вместо передачи 180 британских тепловых единиц в комнату в час. , теперь он может передавать только 150 BTU.Покрытие алюминиевой или бронзовой краской не является изоляционным покрытием, как покрытие из магнезии или асбеста, но имеет аналогичный эффект, хотя и по совершенно другой причине. Результирующее снижение тепловыделения полностью связано с уменьшением излучающей способности открытой поверхности, а не с незначительной изоляционной способностью тонкого слоя краски. Таким образом, очевидно, что грунтовки под краской, независимо от их вида, не оказывают значительного влияния на характеристики радиатора, за исключением практически невозможного случая, когда краска была достаточно толстой, чтобы действовать как изолирующее покрытие.Поэтому при перекрашивании радиатора нет необходимости удалять старую краску. Эффект от добавления металлической краски эквивалентен удалению 1/6 части радиатора, или почти 17%, или как если бы одна из шести секций была удалена. Таким образом, радиатор из пяти секций, окрашенных белой или цветной краской, должен быть примерно таким же эффективным, как другой из шести секций того же типа, окрашенных металлической краской, поскольку каждая из них будет передавать одинаковое количество тепла в комнату для обеспечения необходимого количества тепла. были поставлены каждому.

В следующих приложениях числовые значения, приведенные выше, будут использоваться, как если бы они были точными, но следует понимать, что они являются просто репрезентативными и не будут применяться точно к какому-либо конкретному случаю, за исключением случая. Влияние окраски на мощность радиатора зависит от размера и конструкции радиатора. Снижение мощности, вызванное нанесением алюминиевой краски, меньше для больших радиаторов, чем для маленьких, особенно в случае больших радиаторов, имеющих много колонн или труб на секцию.В большом радиаторе трубчатого типа, имеющем семь трубок на секцию, более трех четвертей тепла уносится непосредственно воздухом, и, следовательно, окраска алюминием снижает мощность радиатора только примерно на 10%. Если только видимые части радиатора окрашены алюминиевой краской, уменьшение мощности также очевидно меньше, чем если бы вся поверхность была покрыта.

Приложение 1: Предположим, дом, в котором все радиаторы окрашены алюминиевой краской, а радиатор в одной комнате оказался слишком маленьким, так что, когда в других комнатах достаточно тепло, в этой комнате слишком холодно.Если радиатор в этой комнате окрашен неметаллической краской, белой или цветной, выделяемое им тепло может быть увеличено с 10 до 20%, не влияя на условия в других комнатах, хотя для этого потребуется сжигать больше топлива. подвести дополнительное тепло в одну комнату. Если увеличение будет достаточным, можно избежать затрат на установку радиатора.

Аналогичным образом, можно улучшить условия, используя бронзовую или алюминиевую краску на радиаторах в перегретых помещениях, а также цветные или белые краски в недостаточно отапливаемых помещениях, не тратя средства на установку новых радиаторов большего или меньшего размера.

Применение 2: При установке радиаторов в новом доме могут быть установлены радиаторы несколько меньшего размера, если они будут окрашены цветными красками, а не бронзовыми или алюминиевыми красками.

Применение 3: Если радиаторы в системе горячего водоснабжения окрашены металлической краской и все слишком малы, поэтому для обогрева дома необходимо поддерживать более высокую температуру воды, чем хотелось бы, их можно перекрасить неметаллической краской. краской, и тогда можно будет обогреть дом водой.система не совсем ахти. Заметной экономии топлива не будет.

Применение 4: Поскольку подвалы обычно перегреваются, и большая часть подаваемого тепла тратится впустую, можно добиться некоторой экономии, покрасив обогреватель и трубы металлической краской. Однако это не может служить ничем иным, как плохой заменой покрытия из хорошего изоляционного материала толщиной около дюйма; что позволяет существенно сэкономить на расходах на уголь. Изоляционный материал будет оставаться эффективным в течение многих лет, в то время как краска становится неэффективной, если ее покрыть пылью.

Приложение 5: Если радиатор расположен рядом с внешней стеной, как большинство из них, очевидно, что тепло, подаваемое непосредственно к этой стене, более или менее расходуется впустую. Поэтому небольшую экономию можно получить, используя металлическую краску на стороне, обращенной к стене, и неметаллическую краску на видимых частях. Прирост недостаточно велик, чтобы быть важным, но, с другой стороны, при нанесении неметаллической краски на металл не стоит тратить время на перекрашивание стороны рядом со стеной.

Вот таблица, на которой показано влияние различных цветов краски: Radiator-color.pdf

Попадание в горячую воду: Практическое руководство по системам водяного отопления

Одним из положительных результатов недавнего энергетического кризиса стало развитие и совершенствование технологий использования альтернативных форм энергии.Нигде эти усилия не были более очевидными, чем рост использования древесины в качестве источника топлива. Многие односемейные дома, построенные в последние годы, предусматривают хотя бы частичное отопление дровами. Некоторые коммерческие, промышленные и сельскохозяйственные предприятия, которым требуется большое количество тепла, также либо перешли на древесину, либо рассмотрели ее.

Одним из наиболее удобных, эффективных и рентабельных способов, с помощью которых жилые, сельскохозяйственные и небольшие коммерческие пользователи могут пользоваться преимуществами энергии на базе древесины, является использование системы водяного отопления (часто называемой гидравлической).Системы горячего водоснабжения, работающие на древесном топливе, особенно подходят для малых и средних предприятий. Основным преимуществом этих систем является то, что они обеспечивают постоянный нагрев при относительно нечастой загрузке. Они также безопасны и могут сжигать недорогое древесное топливо во многих различных формах. Хотя этой технологии как минимум 200 лет, сегодня стоит подумать о ней.

Расширение биологической и сельскохозяйственной инженерии в Государственном университете Северной Каролины спроектировало и протестировало ряд гидравлических систем различных размеров в последние годы.Планы для этих систем доступны за небольшую плату. В настоящее время в Северной Каролине действует несколько тысяч жилых систем горячего водоснабжения, работающих на дровах. Кроме того, около 60 единиц используются для сушки табака и около 300 — для обогрева теплиц. Хотя многие из этих систем были построены на основе проверенных планов, некоторые из них — нет. Когда в системе возникают проблемы, это часто происходит из-за того, что некоторые важные конструктивные или эксплуатационные требования были упущены из виду.

Для эффективной работы важно понимать и соблюдать определенные основные правила.Эта публикация предоставляет оператору системы водяного отопления важную базовую информацию об этом типе системы и ее работе. В первых двух разделах описывается система горячего водоснабжения и ее части, объясняются функции каждой части и даются некоторые простые расчеты конструкции для тех, кто хочет построить свою собственную систему. Третий раздел поможет читателю развить понимание древесного топлива, а четвертый описывает и объясняет экономику систем горячего водоснабжения.

В системе водяного отопления вода используется для хранения тепловой энергии и передачи ее от горящего топлива к месту, где будет использоваться тепло.Все системы горячего водоснабжения (гидроники) состоят из пяти основных частей:

• Топка , камера, в которой сжигается топливо;
• Бак для воды , в котором тепло поглощается и хранится;
• Насос и трубопроводная система для транспортировки нагретой воды;
• Теплообменник для отвода тепла там, где оно необходимо;
• Система управления для управления скоростью использования тепла.

При проектировании водонагревателя на дровах важны три фактора:

1. Сжигание . Система должна быть спроектирована так, чтобы топливо сгорало максимально полно.
2. Теплообмен . Конструкция должна позволять как можно большему количеству выделяемого тепла попадать в воду.
3. Сохранение тепла . Система должна позволять как можно меньше тепла уходить неиспользованным.

Самая важная часть любой системы горячего водоснабжения — топка или камера сгорания.Если он неправильного размера или плохо спроектирован, производительность всей системы пострадает. Самая частая проблема домашних систем горячего водоснабжения — это плохо спроектированная топка. К сожалению, это также одна из самых сложных проблем, которую можно решить без изменения конструкции и восстановления топки.

Как горит древесина

Чтобы оценить необходимость правильно спроектированной топки, необходимо понимать, как горит дрова. Горение (горение) — это процесс, при котором кислород химически соединяется с топливом, выделяя тепло.Тепло также необходимо для запуска процесса. Однако, однажды начавшись, реакция может быть самоподдерживающейся.

Большинство людей знают, что для сжигания необходимы топливо и кислород. Однако многие не осознают, что тепло также необходимо. Многие проблемы в системах водяного отопления связаны с недостаточным количеством тепла в камере сгорания.

Двумя основными компонентами древесины являются целлюлоза и лигнин. Эти два химических вещества состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.При повышении температуры древесины некоторые летучие вещества, содержащиеся в ней — вода, воск и масла — начинают выкипать. При температуре около 540 ° F тепловая энергия приведет к разрыву атомных связей в некоторых молекулах древесины. Когда тепловая энергия разрывает связи, которые удерживают вместе атомы, составляющие лигнин или целлюлозу, образуются новые соединения — соединения, которых изначально не было в древесине. Этот процесс известен как пиролиз. Эти новые соединения могут быть газами, такими как водород, окись углерода, двуокись углерода и метан, или они могут быть жидкостями и полутвердыми веществами, такими как смолы, пиролитовые кислоты и креозот.Эти жидкости в виде мелких капель и полутвердых частиц вместе с водяным паром образуют дым. Дым, который выходит из трубы (дымохода) несгоревшим, является потраченным топливом.

Поскольку температура продолжает расти, производство пиролитических соединений резко возрастает. При температуре от 700 до 1100 ° F (в зависимости от присутствующих пропорций) кислород соединяется с газами и смолами с выделением тепла. Когда это происходит, происходит самоподдерживающееся горение.

В какой-то момент во время горения куска дерева все смолы и газы будут удалены.Остается в основном древесный уголь. В обиходе мы говорим, что древесина сгорела дотла. Эти угли медленно горят снаружи и почти без огня. Количество углей или древесного угля, которое остается после того, как другие части древесины выкипят, зависит в первую очередь от породы древесины, а также от того, как быстро и при какой температуре она была сожжена. Как правило, чем быстрее и горячее сгорает кусок дерева, тем меньше древесного угля остается в виде углей.

Лучше всего быстро обжечь дрова, чтобы получить от них как можно больше тепла.Медленный дымный огонь может тратить до трети тепловой энергии топлива. Для эффективного горения огонь должен получать достаточно кислорода. Высокая дымовая труба, механический вытяжной вентилятор или и то, и другое обычно используются для обеспечения достаточной тяги (потока воздуха в топку).

Однако существуют пределы того, как быстро можно заставить дерево гореть. Если воздух нагнетается в камеру сгорания слишком быстро, он имеет тенденцию «задуть» огонь. Результат почти такой же, как недостаток воздуха.

Слишком большое количество воздуха в камере сгорания также может привести к вздутию воздуха.Дыхание на самом деле представляет собой серию взрывов, возникающих в результате резкого смешивания воздуха и древесных газов. Чаще всего это происходит, когда свежее топливо добавляется в слой очень горячих углей. Сильное тепло от углей может отогнать большие объемы горючих газов, которые периодически воспламеняются по мере поступления кислорода. Эти взрывы редко вызывают какое-либо повреждение системы, но возникающий в результате обратный огонь может вызвать ожоги и летящий пепел.

Многие соединения образуются при горении древесины. Только в дыме было идентифицировано более 160 различных видов.В наибольшем объеме выделяются окись углерода, метан, метанол и водород. Хотя эти соединения будут гореть при относительно низких температурах, большая часть оставшихся выделенных соединений, таких как дым и смола, не сгорит полностью, пока температура не достигнет более 1000 ° F. Таким образом, для полного сгорания необходима горячая топка.

В большинстве хорошо спроектированных систем горячего водоснабжения топка окружена водой. По этой причине эти системы иногда называют «водяными плитами».«В агрегатах этого типа стенки топки поглощают большую часть выделяемого тепла. Вода сохраняет стенки топки относительно прохладными, что приводит к хорошей теплопередаче, но не способствует хорошему сгоранию. В большинстве случаев необходимо изолировать стены и пол топки из огнеупорного кирпича. Огнеупорный кирпич замедляет отвод тепла от огня и, таким образом, увеличивает эффективность сгорания.

Обычный красный строительный кирпич, особенно с отверстиями, подходит не хуже, чем белый огнеупорный кирпич для облицовки топки.Хотя красный кирпич не так эффективен, он стоит примерно в пятую часть стоимости белого огнеупорного кирпича.

Конструкция топки

На рис. 1 показано поперечное сечение типичного водонагревательного устройства. Очень важно, чтобы камера сгорания с водяной рубашкой была достаточно большой. Он должен быть такого размера, чтобы он не только принимал заряд топлива, но и позволял полностью сгореть расширяющимся газам сгорания, прежде чем они потеряют слишком много тепла и перейдут в дымовые трубы.

Одна из наиболее распространенных проблем домашних систем горячего водоснабжения заключается в том, что камера сгорания слишком мала для нормального сгорания. В этом случае трудно разжечь огонь достаточно горячим; он имеет тенденцию курить, даже когда ему дают много воздуха. Если топка еще не слишком мала, добавление облицовки из огнеупорного кирпича может помочь, потому что это сделает огонь более горячим. Однако иногда единственным выходом является замена топки на более крупную.

Мощность системы горячего водоснабжения можно описать двумя способами: с точки зрения ее мощности горелки или сгорания и с точки зрения ее способности аккумулировать тепло.(Последнее будет обсуждаться в другом разделе.) Мощность горелки системы определяется как наибольшее количество тепла, которое горелка может выделить из топлива за заданный период времени. Мощность горелки можно рассматривать как практический предел устойчивой мощности системы. Если вы продолжите увеличивать скорость подачи топлива в камеру сгорания, в конечном итоге будет достигнута точка, в которой топливо будет потребляться с той же скоростью, с которой оно добавляется. В этот момент горелка работает с номинальной мощностью.Более быстрое добавление топлива может фактически помешать процессу горения.

С практической точки зрения мощность горелки системы определяется размером топки и тем, насколько хорошо воздух может подаваться и распределяться по топливу. В общем, вы можете рассчитывать получить около 40 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади решетки при условии, что глубина достаточна. Это означает, что вы можете ожидать около 800000 БТЕ в час от топки 5 футов в длину и 4 фута в ширину.

Между площадью колосниковой решетки и глубиной топки существует более чем случайная зависимость.Топка должна быть максимально глубокой. Большая глубина позволяет большему перемещению пламени и лучшему перемешиванию поднимающихся горячих газов для улучшения сгорания. В общем, глубина должна быть равна или больше наименьшего размера решетки. Например, если размер решетки составляет 5 на 8 футов, глубина топки должна быть не менее 5 футов. В таблице 1 показано предполагаемое соотношение между объемом топки и емкостью системы. Размеры не указаны, потому что размер и форма резервуара для хранения воды и свободное пространство, необходимое для пожарных труб, ограничивают глубину топки.Важно помнить, что высокие тонкие топки лучше, чем короткие толстые.

Выбор вытяжного вентилятора

Практические ограничения размеров топки и конструкции дымовой трубы обычно требуют создания тяги с помощью вентилятора.Были использованы следующие расстановки и их комбинации:

• Вентилятор для подачи свежего воздуха под решетку;
• Баллончик для нагнетания свежего воздуха в топку над решеткой;
• Вытяжной вентилятор для подачи свежего воздуха в топку и через систему.

Использование вентиляторов для подачи воздуха в камеру сгорания имеет то преимущество, что вентиляторы остаются чистыми и охлаждаются воздухом, который они перемещают. Недостатком является то, что дым и искры могут выходить из любой трещины в топке, потому что давление внутри топки выше, чем снаружи.Если используется вытяжной вентилятор, любые утечки происходят внутрь. Недостатком является то, что тепло и копоть в дымовой трубе сильно воздействуют на систему вентиляторов, хотя существуют вентиляторы, специально разработанные для этой цели.

Скорострельность зависит от тяги. Вентилятор или вентиляторы с принудительной тягой должны подавать достаточно кислорода для максимальной ожидаемой скорости горения, но не должны обеспечивать больше этого количества. Слишком много воздуха охладит огонь и выбросит пепел в дымовые трубы. Например, чтобы определить размер стекового вентилятора, предположим, что максимальная мощность системы составляет 2 миллиона БТЕ в час.

2000000 БТЕ / час ÷ 6680 БТЕ / фунт древесины = 300 фунтов древесины / час

Для сжигания 1 фунта дров требуется около 6 фунтов воздуха. Следовательно, потребность в воздухе составляет:

6 фунтов воздуха / фунт древесины x 300 фунтов древесины / час = 1800 фунтов воздуха / час

Один фунт воздуха эквивалентен примерно 13,5 кубическим футам. Таким образом, необходимый объем воздуха составляет:

1800 фунтов воздуха / час x 13,5 кубических футов / фунт воздуха = 24 300 кубических футов воздуха / час или 405 кубических футов / мин (куб. Футов / мин)

Обычно для эффективного сгорания требуется около 50 процентов избыточного воздуха.Следовательно, требуемый объем:

405 куб. Футов в минуту x 1,5 = 608 куб. Футов в минуту

Поскольку мы определяем объем воздуха и газов, перемещаемых вытяжным вентилятором, мы должны учитывать добавление продуктов сгорания и влажности древесины к дымовым газам. Для древесины с влажностью 20 процентов, влажная основа (w.b.), отношение объема дымовой трубы к входящему воздуху составляет 1,16 моль дымовых газов на моль свежего воздуха.

Это соотношение рассчитано исходя из 100-процентного сгорания. Таким образом, объем выходящих продуктов сгорания составляет:

608 кубических футов в минуту входящего воздуха x 1.16 = 705 куб. Футов в минуту

Наконец, объем необходимо отрегулировать в соответствии с температурой. Закон Чарльза гласит, что объем газа линейно увеличивается с его температурой. Чтобы использовать закон Чарльза, температуры по Фаренгейту должны быть преобразованы в температуры по шкале Ренкина (R), что достигается добавлением 460 ° к температуре по Фаренгейту.

При температуре входящего воздуха 510 ° R (50 ° F) и температуре дымовой трубы 760 ° R (300 ° F) скорректированный объем дымового газа составляет:

760/510 x 705 кубических футов в минуту = 1050 кубических футов в минуту

Таким образом, 608 кубических футов в минуту входящего воздуха соответствует общему объему 1050 кубических футов в минуту, выходящему через дымовую трубу.Подойдет типичный вентилятор мощностью 1100 кубических футов в минуту при статическом давлении воды 1 дюйм. Допущение статического давления воды в 1 дюйм было бы более чем достаточно для компенсации газового трения в системе.

Вышеприведенные расчеты можно применить к системам различного размера. Размеры вентиляторов указаны в таблице 2 для различных систем.

Двери с водяным охлаждением

Одной из наиболее часто встречающихся проблем в системах водяного отопления является перекос дверок топки.Двери должны быть большими для удобной топки. Одна сторона подвержена сильному нагреву камеры сгорания, а другая часто окружена зимними температурами. Возникающие в результате сильные термические нагрузки могут деформировать двери. Хотя дверь, показанная на Рисунке 2, была сделана из стали ¹ ⁄ ₂ дюймов со значительным усилением, вскоре она так сильно покоробилась, что ее нельзя было закрыть.

Опыт показал, что эту проблему нельзя полностью устранить, хотя ее можно существенно уменьшить, охладив двери водой.Водяное охлаждение не только предотвращает коробление, но и позволяет рекуперировать больше тепла.

Двери с водяным охлаждением обычно имеют внутреннюю и внешнюю металлические поверхности, разделенные 2- или 3-дюймовыми полостями, через которые может циркулировать вода. Часть выхода циркуляционного насоса воды отводится в полость двери. В полость обычно устанавливаются перегородки для обеспечения хорошей циркуляции и равномерного охлаждения.

Конструкция решетки

Для максимального удобства и эффективности в нижней части топки необходимо предусмотреть решетку.Идеальная решетка позволяет золе просачиваться сквозь нее, но удерживает большую часть древесины и древесного угля и обеспечивает непрерывный поток воздуха через всю площадь решетки без периодического перемешивания или встряхивания. На каждые 1000 БТЕ номинальной мощности требуется не менее 5 квадратных дюймов площади решетки. Например, для системы мощностью 200000 БТЕ / час потребуется:

200 x 5 = 1000 квадратных дюймов

Одна тысяча квадратных дюймов равна примерно 7 квадратным футам. Следовательно, решетки шириной 2 фута и длиной 3 ¹ ⁄ ₂ футов будет достаточно для системы с номинальной производительностью 200 000 БТЕ / час.

Создать удовлетворительную решетку сложно. Лучше всего подходят чугунные решетки, но их трудно найти, они дороги и имеют тенденцию со временем треснуть и выгореть. Пластина из мягкой стали толщиной от ¹ ⁄ _{2 от} дюймов до 1 дюйма будет деформироваться при нагревании, если она не будет хорошо поддерживаться снизу. Однако решетчатые опоры затрудняют удаление золы. Использованные железнодорожные рельсы, перевернутые вверх ногами, с умеренным успехом использовались для формирования решеток. Стандартные 80-фунтовые рельсы, расположенные на расстоянии ¹ ⁄ ₂ на расстоянии 1 дюйма друг от друга, будут охватывать 6 футов без поддержки.Рельсы изготовлены из марганцевой легированной стали, их трудно сваривать и резать. Однако они умеренно устойчивы к высокотемпературной эрозии и относительно недороги, если их покупать на свалке металлолома.

Накопление древесного угля во время непрерывного горения может привести к закупорке решеток и нарушению циркуляции воздуха. Установка вентилятора высокого давления под решеткой гарантирует поддержание минимального потока воздуха и ускоряет сжигание древесного угля. Остальной воздух для горения может подаваться через вентиляционное отверстие или дополнительный вентилятор над решеткой.

Рисунок 1. Типовая система водяного отопления.

Рисунок 2.Двери должны иметь водяное охлаждение, чтобы они не коробились от сильного жара.

Самая заметная часть системы горячего водоснабжения — это резервуар для воды. Стандартные резервуары, подходящие для систем водяного отопления, доступны в различных размерах, объемах и толщинах стенок.Подземные резервуары имеют более толстые стенки, чем надземные, что делает их намного лучше для сварки. Если у вас есть выбор, лучше использовать короткий резервуар большого диаметра, чем длинный и тонкий, потому что более короткий резервуар имеет меньшую площадь поверхности, что снижает потери тепла и стоимость изоляции. В таблице 3 приведены размеры и вместимость широкого диапазона стандартных резервуаров для хранения нефти.

Хотя лучше всего использовать новый резервуар, многие успешные системы были созданы с использованными резервуарами.Резервуары для хранения отработанного масла часто можно получить просто по запросу. Если вы решили попробовать использованный резервуар, внимательно осмотрите его на предмет дырок или тонких пятен. Также узнайте, какая жидкость хранилась в резервуаре. Внимание! Запрещается сваривать или резать резервуар, который, как вы подозреваете, содержит легковоспламеняющиеся материалы, если он не будет тщательно очищен и проветрен. Один из методов удаления остатков масла или бензина из большого бака — смешать примерно 2 фунта моющего средства на тысячу галлонов емкости с достаточным количеством воды, чтобы растворить его, и вылить этот раствор в бак.Затем полностью наполните резервуар водой и дайте ему постоять несколько дней, прежде чем слить его и приступить к работе.

Теплоемкость

Как упоминалось в предыдущем разделе, одним из показателей емкости системы является ее способность аккумулировать тепло. Вода — одно из наименее дорогих и наиболее легко перемещаемых и контролируемых веществ. Это также один из лучших известных носителей тепла. Вода может хранить в четыре или пять раз больше тепла, чем камень, в десять раз больше, чем большинство металлов, и примерно в четыре раза больше, чем воздух на единицу веса.Его единственный недостаток — то, что он не может сохранять тепло при температуре выше 212 ° F, если он не находится под давлением. Это ограничивает его пригодность для высокотемпературных применений. Однако для систем отопления помещений в теплицах и других сельскохозяйственных, коммерческих или жилых помещениях это ограничение обычно не является проблемой.

По определению, одна британская тепловая единица (BTU) — это количество тепла, необходимое для повышения температуры фунта воды на 1 ° F. Галлон воды весит примерно 8.3 фунта, поэтому тепловая энергия, необходимая для повышения температуры галлона на 100 ° F, составляет:

8,3 фунта x 100 ° F = 830 БТЕ

Для сравнения, для повышения температуры на 8,3 фунта гравия на 100 ° F потребуется всего около 166 БТЕ.

Как указывалось ранее, воду нельзя нагревать до температуры выше 212 ° F при атмосферном давлении. Эта температура определяет верхний предел количества тепла, которое может хранить безнапорная вода. Нижний предел устанавливается желаемой температурой нагрузки.Например, если в теплице должна поддерживаться температура 65 ° F, то эта температура является нижним пределом. Разница между верхним и нижним пределом,

212 ° F — 65 ° F = 147 ° F

показывает, сколько тепла может удержать данный объем воды.

На самом деле, снижать температуру хранения до нижнего предела непрактично. Скорость передачи тепла нагрузке (например, от радиаторов к воздуху внутри теплицы) значительно снижается, поскольку температура нагретой поступающей воды приближается к температуре воздуха нагрузки.По этой причине желательно поддерживать нижнюю температуру хранения воды, по крайней мере, на 35 ° F выше желаемой температуры загрузки. Следовательно, в предыдущем примере нижний предел температуры будет 100 ° F, а разница температур будет не 147 ° F, а

212 ° F — (65 ° F + 35 ° F) = 112 ° F

Следовательно, диапазон температур хранения воды ограничен 112 ° F. Используя эту информацию в качестве руководства, теперь мы можем определить, какой объем памяти необходим.

Если заданная тепловая нагрузка составляет 200000 БТЕ в час и желательно иметь 6 часов нагрева после тушения пожара, количество воды должно быть достаточным для хранения:

200000 БТЕ / час x 6 часов = 1200000 БТЕ

Для подъема одного фунта воды на 1 ° F требуется 1 БТЕ.В каждом фунте воды может храниться только 112 БТЕ. Следовательно, необходимое количество воды составляет:

1,200,000 БТЕ ÷ 112 БТЕ / фунт = 10,714 фунтов

Поскольку вода весит 8,3 фунта на галлон, 10 714 фунтов воды равны 1291 галлону.

На практике максимальная температура воды редко превышает 200 ° F; следовательно, требуется емкость, немного превышающая 1291 галлон.

Эти расчеты предполагают, что тепло не теряется из резервуара или из труб, по которым вода подается к грузу и от него.Эти потери могут быть значительными в зависимости от того, насколько хорошо изолирована труба, расстояния от резервуара до груза и температуры наружного воздуха.

Это очень хорошая идея — установить термометр на выпускной линии бака. Это даст точную индикацию температуры воды внутри резервуара. Падение температуры воды более чем на 20 ° F в час является хорошим признаком того, что резервуар для воды слишком мал, поскольку цель системы горячего водоснабжения — обеспечить постоянный источник тепла без необходимости постоянно разжигать огонь.

Также хорошей идеей является установка термометра в трубопроводах по обе стороны от нагрузки — например, на впускном и выпускном трубопроводах радиатора или ряда радиаторов. Это позволяет определить не только, сколько энергии теряется между баком и грузом, но и насколько эффективно радиаторы извлекают тепло из воды.

Для оптимальной конструкции системы емкость накопителя должна основываться на максимальной номинальной мощности горелки, требуемой тепловой нагрузке и максимальном промежутке времени между загрузками топлива.Следующее обсуждение показывает, как взаимодействуют эти три фактора.

Предположим, как в приведенном выше примере, что требуемая средняя тепловая нагрузка составляет 200 000 БТЕ в час. Это означает, что в течение обычного часа работы требуется 200 000 БТЕ тепла. Вероятно, что посреди очень холодной ночи количество необходимого тепла превысит это количество. Но для того, чтобы иметь достаточно тепла, мощность горелки должна как минимум равняться средней нагрузке плюс потери. С практической точки зрения желательно, чтобы горелка была рассчитана на 1,5–2-кратную среднюю тепловую нагрузку.Горелка большего размера может производить тепло для хранения, а также для немедленного использования в периоды средней нагрузки.

Помимо энергии, хранящейся в горячей воде (накопитель в резервуаре), в системе также можно хранить тепловую энергию в виде несгоревшей древесины. Это называется хранилищем топки. В ожидании очень холодной ночи оператор теплицы может топить систему в течение дня, чтобы постепенно поднять температуру воды примерно до 212 ° F. Несмотря на то, что вода уже удерживает количество тепла, близкое к максимальному, оператор может снова заполнить топку непосредственно перед тем, как уйти на ночь.Это дополнительное топливо добавляет энергии системе. Горящее топливо может просто заменить уходящее тепло и, таким образом, поддерживать высокую температуру воды. Однако, если дополнительное топливо слишком быстро добавляет слишком много тепла, вода в баке закипит, и энергия будет потрачена впустую в виде пара.

Маловероятно, что система горячего водоснабжения во время реальной эксплуатации будет подвергаться очень большим колебаниям нагрузки. Другими словами, не требуется производить максимальную производительность один час и никакой в ​​последующие.Скорее, постепенное увеличение и уменьшение обычно происходит в течение дня по мере изменения наружной температуры и многих других факторов. С другой стороны, тепло, подаваемое в систему от огня, обычно бывает довольно спорадическим, в зависимости от того, сколько и как часто добавляется топливо. Ценность системы горячего водоснабжения частично основана на ее способности быстро накапливать тепловую энергию, но медленно выделять ее с контролируемой скоростью.

Если горелка вырабатывает больше тепла, чем используется системой, дополнительное тепло будет сохраняться при условии, что емкость хранения не была превышена.При превышении емкости вода закипает. Когда это происходит, избыточное тепло уходит из системы в виде пара. Энергия, необходимая для кипячения воды, просто тратится зря. Частое кипение в системе горячего водоснабжения указывает на то, что горелка слишком велика, или она слишком часто зажигается, или что емкость аккумулирования тепла в системе слишком мала.

Если емкость аккумулирования тепла недостаточна, одно решение — добавить еще один резервуар. Тандемный резервуар обычно располагается как можно ближе к основному резервуару и соединяется впускной и выпускной трубой и насосом (Рисунок 3).Таким образом, емкость хранилища может быть легко увеличена без нарушения работы остальной системы. Между двумя баками всегда необходимо непрерывно перекачивать воду, чтобы тепло распределялось равномерно. Это можно сделать, добавив дополнительный насос или используя часть потока от существующего насоса, если он имеет избыточную производительность.

Системы горячего водоснабжения — это не паровые системы; то есть в системе никогда не бывает другого давления, кроме давления, создаваемого насосами. Из бака для горячей воды необходимо удалить воздух, чтобы предотвратить повышение давления, когда вода нагревается и расширяется или превращается в пар.Невентилируемый накопительный бак чрезвычайно опасен . В верхней части бака требуется как минимум два вентиляционных отверстия. Более того, люк, который обычно вырезается в верхней части резервуара во время строительства, можно оставить открытым, но прикрыть листом листового металла.

Изоляция

Необходимо изолировать бак и все трубы, чтобы предотвратить утечку тепла. Для наружных резервуаров подходит полиуретановая изоляция, напыляемая напылением, особенно если она окрашена и защищена от прямого воздействия огня и солнечных лучей.Покрытие толщиной 1 дюйм, обеспечивающее степень изоляции R-7, стоит около 1 доллара за квадратный фут. Например, для резервуара емкостью 2000 галлонов диаметром 64 дюйма и длиной 12 футов изоляция будет стоить приблизительно 250 долларов. В таблице 4 приведены расчетные значения теплоизоляции резервуаров различной толщины из полиуретана.

Эта таблица показывает, что затраты на нанесение минимального количества изоляции могут быть легко оправданы за счет экономии затрат на электроэнергию.Однако дополнительные затраты на изоляцию толщиной более ¹ ⁄ ₂ дюймов трудно оправдать.

Один из альтернативных вариантов — разместить систему под односкатной крышей, где ее можно изолировать относительно недорогими войлоками из стекловолокна. Стекловолокно, которое может иметь основу из алюминиевой фольги, можно удерживать на месте с помощью проволочной сетки с крупными ячейками. Стоимость навеса, изоляции, пленки, провода и рабочей силы может быть больше, чем стоимость напыляемой полиуретановой изоляции, но этот тип изоляции, вероятно, прослужит намного дольше и даст лучшее значение R.

Защита от ржавчины

Рекомендуется использовать какие-либо меры по предотвращению ржавчины для защиты внутренней части резервуара и труб от коррозии. Доступен ряд коммерческих химикатов, предназначенных в основном для использования в высокотемпературных котлах. Некоторые из них были бы довольно дорогими в количестве, необходимом для защиты системы горячего водоснабжения среднего размера.

Один метод, который был признан подходящим для систем горячего водоснабжения, — это добавление некоторых относительно недорогих химикатов для повышения pH воды.Среди них карбонат калия, карбонат натрия (стиральная сода) и гексаметафосфат натрия (Calgon). Эти химические вещества предотвращают коррозию, покрывая металлические стенки систем. Из упомянутых выше химикатов лучше всего работает Калгон. Его можно купить в большинстве продуктовых магазинов. Используйте 5 фунтов на каждые 1000 галлонов воды. В нормальных условиях ни один из этих химикатов не разлагается и, следовательно, остается активным в системе в течение длительного времени.

Пожарные трубы

Хотя некоторое количество тепла проходит к воде через стенки топки, основной путь тепла от огня к воде проходит через дымовые трубы.Большинство систем спроектировано так, что горячие газы, выделяемые при пожаре, проходят через серию пожарных труб, которые проходят от одного конца резервуара для хранения к другому. Во многих системах газы проходят через резервуар более одного раза.

Очень важно, чтобы количество и размер трубок были достаточными, чтобы большая часть тепла передавалась от горячих газов воде до выхода газов. Как показывает практика, на каждые 2000 БТЕ номинальной мощности требуется около 1 квадратного фута площади теплообмена.Например, если система рассчитана на производство 200 000 БТЕ в час, потребуется около 100 квадратных футов площади теплообмена. Эта область может включать охлаждаемую водой поверхность топки, а также сами дымовые трубы. Обе эти области часто называют поверхностью очага.

Наружный диаметр трубок используется для расчета площади. В таблице 5 перечислены несколько часто используемых размеров стандартных труб с указанием их фактического внешнего диаметра и количества ходовых футов, необходимых для получения 1 квадратного фута площади поверхности.

Правильный размер трубы зависит от ряда факторов.В примере системы с производительностью 200 000 БТЕ в час требуется 100 квадратных футов площади теплообмена. Из Таблицы 1 рекомендуемый объем топки составляет 9 кубических футов. Подходящая топка с таким объемом должна иметь длину 1 ¹ ⁄ ₂ футов, ширину 2 фута и высоту 3 фута. Площадь топки составляет 27 квадратных футов (включая дверь с водяным охлаждением). Таким образом, топка обеспечит 27 квадратных футов необходимых 100 квадратных футов. Остальные 73 квадратных фута должны обеспечивать пожарные трубы.

Чтобы найти длину трубы заданного диаметра, необходимую для обеспечения желаемой площади поверхности, умножьте числа в третьем столбце таблицы 5. Например, если вы выбрали 1 ¹ ⁄ ₂ -дюймовая труба, умножьте 73 погонных футов на 2,01:

73 фута x 2,01 фут / кв. Фут = 146,72 фута

Около 147 погонных футов 1 ¹ ⁄ ₂ -дюймовой трубы требуется для получения 73 квадратных футов площади теплообмена. С другой стороны, если вы используете 3-дюймовую трубу, вам понадобится всего около 80 футов:

73 фута x 1.09 фут / кв фут = 79,73 фут

Какой размер лучше? Если рассматривать строго с точки зрения стоимости, нет большой разницы между 147 футами трубы 1 ¹ ⁄ ₂ дюймов и 80 футами трубы 3 дюйма. Однако большую трубу сваривать намного проще. Кроме того, время от времени необходимо будет очищать внутреннюю часть трубы от золы, сажи и других отложений. Очистить меньшую длину и большую трубу проще. Однако большее количество труб меньшего размера будет несколько более эффективным в передаче тепла.Опыт показал, что в целом лучше всего подходят трубы диаметром от 2 до 3 дюймов.

Отложения золы в дымовых трубах значительно снизят скорость теплопередачи. Хорошо иметь способ определить, насколько хорошо они работают. Один из лучших и наименее дорогих методов — разместить высокотемпературный термометр в точке, где газы покидают пожарные трубы и запускают дымовую трубу. Чем ближе температура воды, тем эффективнее отвод тепла от пожарных труб. Температура газа от 300 до 350 ° F указывает на эффективную теплопередачу.Температура газа более 450 ° F указывает на то, что площадь теплообмена слишком мала или на пожарные трубы нанесено покрытие.

Стратификация

Любопытное состояние иногда возникает в средних и больших системах. Несмотря на то, что топка постоянно топится, и видно, как вода кипит из верхней части резервуара, температура воды, забираемой из резервуара для распределения, составляет всего 170–180 ° F. Такая ситуация возникает в системах, где вход и выход находятся около дна резервуара и нет вспомогательного циркуляционного насоса, поддерживающего движение воды.Это состояние называется стратификацией и возникает, когда вода при разных температурах разделяется на отдельные слои, причем самая теплая вода остается наверху. Стратификация может происходить в любой системе, но обычно более выражена в крупных.

Плотность воды при 100 ° F примерно на 3,5 процента больше, чем при 200 ° F. Как и воздух, горячая вода поднимается, а холодная опускается. Чтобы предотвратить расслоение, воду необходимо поддерживать в движении. Один из способов — подсоединить возвратные трубы в верхней части бака над топкой (самая горячая часть системы) и забрать воду из нижней части бака с другого конца.Проблема с этим подходом заключается в том, что распределительные насосы могут не работать все время, и при выключении насосов может происходить расслоение.

Лучшее решение — установить постоянно работающий вспомогательный циркуляционный насос для перемещения воды из самой холодной в самую горячую часть резервуара. Постоянное перемешивание воды предотвратит расслоение. Циркуляционный насос не обязательно должен быть большим, так как необходимо преодолеть очень небольшой напор. Он должен быть способен перекачивать от 0,2 до 0,5 производительности системы в час.Например, система на 2000 галлонов должна иметь насос, способный перекачивать от 400 до 1000 галлонов в час. Обычно достаточно электрического насоса мощностью ¹ ⁄ _{6 от} до ¹ ⁄ ₂ .

Рис. 3. Дополнительный резервуар увеличит емкость хранения.

Трубопровод

Вода не только сохраняет тепло, но и передает тепло туда, где оно используется.Распределительный насос должен иметь подходящий размер для работы. Если насос слишком мал, он не будет перекачивать достаточно тепла к нагрузке. Если он слишком большой, это приведет к потере энергии. Подбор насоса — довольно сложный вопрос, поскольку он зависит от ряда взаимосвязанных факторов. К ним относятся размер груза, расстояние между баком и грузом, количество различных теплообменников в системе и размер используемой трубы. В таблице 6 приведены размеры труб для различных тепловых нагрузок. Эти скорости потока и размеры труб рассчитаны с учетом нормального падения температуры на 25 ° F при прохождении воды через теплообменник.

За исключением жилых помещений, большинство систем горячего водоснабжения поставляют тепло более чем в одно место.Например, несколько отдельных теплиц или помещений для выдержки могут потреблять тепло от одной и той же системы. Горячая вода подается к каждой нагрузке по большим магистральным распределительным и обратным линиям. Каждая нагрузка имеет свой собственный насос и подключена к основным линиям параллельно, что делает ее управляемой независимо (Рисунок 4). Каждое параллельное соединение должно иметь обратный клапан для предотвращения обратного потока, когда тепло не требуется.

обычно оцениваются по количеству галлонов в минуту, которые они могут подавать при определенном напоре или общем сопротивлении.Это полное сопротивление является суммой сопротивлений каждой отдельной части системы, через которую вода проходит в своем контуре к насосу и от него. Сопротивление обычно выражается в количестве футов «головы», хотя с таким же успехом оно может быть выражено в фунтах на квадратный дюйм. Напор — это гипотетическая высота воды, против которой должен работать насос; чем больше голова, тем больше сопротивление.

По мере увеличения сопротивления расход уменьшается. Например, определенный насос может быть рассчитан на 50 галлонов в минуту на высоте 10 футов, но только 15 галлонов в минуту на высоте 30 футов.Один фут напора эквивалентен 0,43 фунта на квадратный дюйм (psi). При выборе насоса важно выбрать насос, рассчитанный на работу с горячей водой при температурах до максимально ожидаемых.

Во многих системах используются стандартные стальные трубы и резьбовые соединения. Они относительно недороги и подходят для горячего водоснабжения. В некоторых новых системах используются пластиковые трубы. Полиэтилен (черный пластик) и трубы из ПВХ не выдержат длительного использования горячей воды при умеренном давлении. Однако два типа пластиковых труб — ХПВХ и полибутилен — предназначены для горячего водоснабжения.ХПВХ — это жесткая пластиковая труба, похожая на ПВХ. Если используется труба из ХПВХ, все фитинги, такие как соединители, переходники и колена, также должны быть изготовлены из ХПВХ. Полибутиленовая труба также требует специальных соединителей, но она гибкая и с ней значительно легче работать. Однако он еще не доступен в размерах более 1 дюйма.

Изоляция труб

Для повышения эффективности важно, чтобы распределительные трубы как к нагрузке, так и от нее были изолированы. Количество тепла, которое может быть потеряно из-за длины трубы, является значительным и зависит от ряда факторов.К ним относятся температура воды, проходящей через трубу, температуру и движение воздуха, окружающего трубу, тип материала трубы, а также состояние поверхности и толщину стенки трубы. Неизолированная распределительная труба горячей воды может терять от нескольких сотен до нескольких тысяч БТЕ в час, в зависимости от условий и длины.

Если трубы будут прокладываться над землей, будет достаточно покрытия из стекловолокна, защищенного от дождя несколькими слоями устойчивой к солнечному свету пластиковой пленки.Любая изоляция, особенно стекловолокно, пропитанная водой, теряет почти все свои изоляционные свойства. Изоляция труб из пенопласта в виде разъемных трубок также хорошо работает, если она защищена от солнечных лучей.

Когда труба проложена под землей, изолировать ее намного сложнее. просто закапывать трубу в землю без изоляции — очень плохая практика, потому что влажная холодная почва является очень хорошим проводником тепла. Большинство изоляционных материалов из вспененного пенопласта, например, из пенопласта, изготовлено из пенопласта с закрытыми порами, что означает, что он не пропитается водой и, следовательно, сохранит свои изоляционные свойства под землей.Если вам необходимо проложить трубу под землей, убедитесь, что земля остается как можно более сухой.

Напыляемая полиуретановая изоляция, обычно используемая на резервуарах, также может использоваться для изоляции подземных труб, поскольку она относится к типу с закрытыми ячейками. Чтобы использовать этот метод, вырывается траншея шириной от 4 до 6 дюймов и глубиной от 12 до 14 дюймов. Трубы поддерживаются на расстоянии 2 или 3 дюймов от дна, а в траншею распыляется от 4 до 5 дюймов изоляции, которая полностью окружает и покрывает трубы. После схватывания изоляции траншея засыпается грунтом.

Независимо от того, какой метод используется для изоляции трубы, важно не забыть изолировать обратную трубу, а также трубу, идущую к нагрузке. Несмотря на то, что большая часть тепла была удалена из возвратной воды, любая энергия, потерянная в трубе, должна быть восполнена. Для повышения температуры 1 фунта воды с 80 до 85 ° F требуется такое же количество тепла, как и для повышения температуры с 200 до 205 ° F.

Рисунок 4.Типовая схема мультизагрузочной системы.

Важной частью любой системы горячего водоснабжения является теплообменник или радиатор. Если его размер неверен или поток воздуха через него недостаточен, производительность системы может сильно пострадать.К счастью, теплообменники бывают разных размеров. Доступен широкий ассортимент коммерческих радиаторов, разработанных специально для систем горячего водоснабжения. Большинство из них могут работать при давлении воды от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм и имеют резьбовые фитинги для подключения к распределительной системе.

Очень подходящей альтернативой коммерческому радиатору является новый или подержанный автомобильный радиатор. Они доступны во многих различных размерах и могут быть куплены на большинстве складов и в пунктах снабжения запчастями.У многих дилеров есть новые радиаторы для старых автомобилей, которые они могут продать по сниженным ценам. Однако автомобильные радиаторы обычно не подходят для воды с давлением выше 15-20 фунтов на квадратный дюйм. Это ограничение не должно быть проблемой, если насос и распределительные трубы имеют правильный размер. Однако автомобильные радиаторы потребуют некоторых модификаций, включая закрытие заливных и переливных отверстий и изменение перехода от резинового шлангового фитинга к распределительной трубе.

Характеристики теплопередачи любого радиатора зависят от ряда факторов.Наиболее важными являются скорость потока и температура водяных и воздушных потоков. Как правило, чем больше разница температур между водой и воздухом, тем быстрее передается тепло. Кроме того, чем больше воды и воздуха проходит через радиатор, тем больше передается тепла. Также важны такие факторы, как конструкция радиатора, количество и расположение ребер, а также материал, из которого изготовлен радиатор. Например, в типичных условиях эксплуатации многие коммерческие теплообменники, разработанные специально для горячего водоснабжения, производят около 20 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади поверхности.

Поскольку большинство радиаторов имеют схожие характеристики теплопередачи, решающим фактором при определении мощности является их физический размер. Испытания показали, что автомобильные радиаторы могут передавать от 16 000 до 20 000 БТЕ в час на квадратный фут поверхности лица (от 140 ° F воды до 70 ° F воздуха). Например, радиатор размером 1 ¹ ⁄ ₂ футов шириной и высотой 2 фута имеет площадь 3 квадратных фута. Таким образом, он может передавать от 48 000 до 60 000 БТЕ в час.

Управление системой горячего водоснабжения довольно простое.Обычно они состоят из термостата, подключенного к реле, которое управляет отдельным насосом для каждой нагрузки. Электродвигатель вентилятора, который продувает воздух через радиатор, также может быть подключен к тому же реле, поскольку он не должен работать при выключенном насосе. Такое расположение позволяет управлять каждой нагрузкой независимо. В некоторых системах насосу разрешается работать непрерывно, а вентилятор управляется термостатом.

Для большинства крупных систем требуется вытяжной вентилятор, как описано ранее, для обеспечения надлежащего сгорания.Вытяжной вентилятор обычно работает всякий раз, когда в топке возникает пожар. Когда нет огня, он не должен работать, и его можно отключить вручную. Однако этот механизм не работает, когда систему топят, а затем оставляют без присмотра на длительное время, например, на ночь. Когда поле израсходовано, вентилятор продолжит работу, втягивая холодный воздух через пожарные трубы и, таким образом, охлаждая воду. Важно помнить, что дымовые трубы являются теплообменниками, и что тепло будет течь от горячей воды к охлаждающим трубам, а также наоборот.Одним из решений является установка термостата в дымовой трубе, чтобы останавливать вентилятор, когда температура падает примерно до 200 ° F, то есть когда в воду больше не поступает тепло. Может потребоваться ручное управление, чтобы разжечь огонь, когда система остыла.

Древесина — отличное топливо. По сравнению с большинством других видов топлива оно недорогое, его довольно легко хранить, его можно использовать в различных формах и размерах, и оно широко распространено в Северной Каролине.По оценкам, в этом штате в качестве топлива доступно более 14 миллионов тонн древесины в год.

Древесина, хотя и является хорошим топливом, имеет недостатки. Он содержит меньше энергии на фунт, чем большинство других видов топлива. Количество полезной энергии в образце древесины может широко варьироваться в зависимости от содержания влаги и породы.

Растущее дерево обычно наполовину состоит из воды. Когда дерево спиливается, древесина начинает терять влагу в окружающий воздух. Древесина, которая была свежесрезана и содержит высокий процент влаги, часто называется древесиной зеленая .После того, как древесина высохла в течение определенного периода времени (обычно несколько месяцев или более, ее называют выдержанной или сухой древесиной. По мере того, как древесина теряет влагу, ее влажность постепенно приближается к содержанию влаги от 12 до 15 процентов. Это значение называется равновесное содержание влаги (EMC). Фактическое процентное значение определяется долгосрочным усреднением температуры и относительной влажности воздуха, окружающего древесину. Хотя было бы желательно, но нецелесообразно удалять всю воду из дрова.

Влажность топливной древесины обычно выражается в процентах от общей сырой массы. Например, если определенный кусок дерева весит 7 фунтов 6 унций (118 унций), но после сушки кости весит всего 5 фунтов 4 унции (84 унции), исходное содержание влаги в древесине выражается следующим образом:

118-84 = 34 унции воды

34 ÷ 118 = 0,288 или 28,8 процента

Это означает, что вода составляла 28,8% от веса влажной древесины.Содержание влаги, выраженное в процентах от сырого веса, часто обозначается сокращенно m.c.w.b. (влажность, влажная основа).

Эффективное теплосодержание древесного топлива снижается за счет содержащейся в нем влаги двумя способами. Во-первых, чем больше воды в данном куске дерева, тем меньше в нем древесины. Во-вторых, часть топлива, содержащегося в древесине, используется для испарения воды при сжигании древесины. Приблизительно 1000 БТЕ тепловой энергии требуется для испарения каждого фунта воды в древесине.Кусок дерева содержит одинаковое количество энергии, независимо от того, является ли он зеленым или сухим. Однако зеленая древесина плохо горит, потому что часть энергии уходит на испарение лишней воды. В таблице 7 приведена чистая энергетическая ценность (теплотворная способность) древесины при различной влажности.

Обратите внимание на то, что правильно выдержанная древесина имеет на 88 процентов более высокую теплотворную способность (по весу), чем зеленая древесина.Также обратите внимание, что зеленая древесина весит почти вдвое больше, чем выдержанная древесина. Кусок зеленого дерева весом в 1 фунт весит всего 0,59 фунта после выдержки. Кусок дерева, сгоревший в «зеленом» состоянии, дает примерно половину тепла, чем при правильной выдержке. Вот почему очень важно правильно выдерживать дрова. Для древесины, оставленной в виде цельного бревна, диаметром 12 дюймов или меньше, может потребоваться целый год, чтобы приправить ее должным образом. В идеале древесину, которая будет использоваться зимой, следует заготавливать предыдущим летом и дать ей высохнуть.Таким образом, древесина сушится за счет летнего тепла, а не за счет части энергии, содержащейся в самой древесине. Конечно, древесина, которой разрешили сезон, высохнет намного быстрее, если ее расколоть и хранить под навесом.

Плотность

Опыт показал, что дуб лучше для отопления, чем сосна, потому что дуб намного плотнее. Кубический фут сушеного на воздухе дуба весит около 42 фунтов, тогда как кубический фут сушеного на воздухе сосны лоблолли весит около 32 фунтов. Таким образом, дуб примерно на 32 процента плотнее сосны, а дубовый шнур обычно содержит на треть больше энергии, чем сосновый шнур.Это важное соображение, поскольку дрова обычно покупаются и продаются за шнур, который является мерой объема, а не веса. Важно помнить, что почти все породы древесины содержат примерно одинаковое количество энергии. Вы получаете больше фунтов древесины — и, следовательно, больше тепловой энергии — в веревке из более плотной древесины.

Другие виды топлива

Очень широко распространено мнение, что некоторые мягкие породы древесины, такие как сосна, производят больше смолы или креозота, чем лиственные породы.Многочисленные тесты показали, что это не так. Фактически, недавние испытания не показали заметной разницы в выходе смолы между сосной и дубом. При правильном обжиге древесины не должно образовываться смолы.

Помимо более традиционных видов древесного топлива, таких как щепа и дрова, колотые или круглые, могут быть доступны древесные отходы. Это могут быть древесные отходы мебельных заводов или обрезки пиломатериалов со стройплощадок или сносов. Все эти породы дерева подходят для использования. Однако следует помнить одну очень важную вещь: ни в коем случае нельзя сжигать обработанную древесину.Древесина, обработанная креозотом из каменноугольной смолы, например железнодорожные шпалы или опоры, сильно горит и выделяет густой черный токсичный дым. Древесина, обработанная такими соединениями, как хромированный арсенат меди (CCA), обычно имеет зеленовато-желтый или коричневый цвет и при горении выделяет очень токсичный дым. Обработка или вдыхание золы пиломатериалов, обработанных CCA, может вызвать острое отравление. Даже относительно небольшое количество обработанной древесины, смешанной с необработанной древесиной, может вызвать серьезные проблемы. Будьте осторожны и знайте, какой вид топлива вы используете.

Сравнение стоимости топлива

Сравнение древесины и мазута № 2 показывает, что энергосодержание различных видов топлива, обычно называемое удельной энергией, может широко варьироваться. Например, мазут номер 2 содержит около 19 000 БТЕ на фунт, тогда как сухая древесина содержит около 8 600 БТЕ на фунт. В пересчете на фунт за фунт мазут имеет более чем в два раза больше энергии, чем древесина. Однако сравнение удельной энергии древесины и мазута говорит только об этом.

При цене 1 доллар за галлон фунт мазута стоит около 13 центов. При цене 40 долларов за шнур фунт древесины белого дуба стоит менее одного цента. Таблица 7 показывает, что фунт правильно выдержанной древесины содержит около 7 160 БТЕ.

Следующие расчеты сравнивают эти виды топлива на основе стоимости на миллион БТЕ:

Мазут: 0,13 долл. США / фунт ÷ 9000 БТЕ / фунт x 1000000 = 6,84 долл. США за миллион 9000 БТЕ.

Древесина: 0,008 долл. США / фунт ÷ 7 160 БТЕ / фунт x 1000000 = 1,12 долл. США за миллион 9000 БТЕ.

Эти расчеты показывают, что стоимость мазута более чем в шесть раз превышает стоимость древесины, необходимой для производства того же количества тепла.Таким образом, древесина имеет большое преимущество в стоимости по сравнению с большинством других видов топлива.

Возражения против использования древесины в качестве источника энергии обычно связаны с удобством. В очень холодную погоду большинство систем горячего водоснабжения, работающих на древесном топливе, необходимо топить хотя бы один раз за ночь. Конечно, есть недостатки в том, чтобы вставать в 2 часа ночи, чтобы запустить систему. С другой стороны, использование дерева определенно дает преимущество в стоимости.

При рассмотрении системы горячего водоснабжения, работающей на древесном топливе, не следует упускать из виду два других важных сравнения.Один из них — системные затраты, а другой — эффективность. Стоимость установки системы правильного размера зависит от индивидуальных потребностей. Например, большинство нефтегазовых систем рассчитаны на индивидуальные теплицы и устанавливаются в них, тогда как одна большая система горячего водоснабжения может вместить множество теплиц или несколько помещений для сушки табака вместе с другими зданиями и жилым помещением.

Второй аспект, который следует учитывать, — это эффективность системы. Эффективность, которая обычно выражается в процентах, является мерой того, насколько хорошо система преобразует и доставляет химическую энергию, хранящуюся в топливе, в полезную тепловую энергию.Процентное соотношение описывает долю потребляемой энергии, которая фактически преобразуется и используется в качестве полезного тепла. Важно понимать, что общая эффективность также зависит от того, насколько хорошо система отводит тепло. Другими словами, для системы недостаточно эффективно сжигать топливо, но тепло также должно доставляться с минимальными потерями к месту, где оно должно использоваться. В следующем примере показано, как рассчитывается общая эффективность:

Система водяного отопления на древесном топливе, как известно, сжигает 200 фунтов высушенной на воздухе древесины в час, за это время 2300 галлонов нагретой воды проходит через теплообменники теплицы с понижением температуры на 45 ° F.Температура воды в накопительном баке остается постоянной.

Энергетическая ценность высушенной на воздухе древесины составляет 7 160 БТЕ на фунт. Таким образом, энергия, выделяемая при сжигании 200 фунтов в час, составляет:

7160 БТЕ / фунт x 200 фунтов / час = 1432000 БТЕ / час

По определению 1 БТЕ — это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1 ° F. Один галлон воды весит 8,3 фунта; следовательно, тепловая энергия, отдаваемая системой, составляет:

2300 галлонов / час x 8.3 фунта / галлон x 45 ° = 859 050 БТЕ / час

Эффективность системы — это отношение выходной энергии к вложенной энергии:

Общий КПД, E = выход энергии системы ÷ вход энергии в систему

E = 859 050 / 1,432 000

E = 0,60 или 60%

Эти расчеты предполагают, что температура воды в резервуаре для хранения остается постоянной и что падение температуры на 45 ° F включает потери в трубопроводах, по которым вода идет в теплицу и из нее.

Без некоторых довольно сложных тестов очень сложно определить точную эффективность нагревательного устройства. Однако таблица 8 показывает, что типичная эффективность обычных систем отопления сильно различается.

При исследовании общей стоимости отопления с использованием различных видов топлива очень важно сравнивать эффективность системы, особенно если разница в стоимости на миллион БТЕ между двумя альтернативными видами топлива очень мала. Эффективность системы в меньшей степени влияет на то, какой выбор лучше, поскольку разница в стоимости между видами топлива увеличивается.В настоящее время существует значительная разница в стоимости между древесным топливом и другими широко используемыми видами топлива, чтобы сделать древесные системы рентабельными даже при довольно низкой эффективности. Очевидно, что при правильном проектировании для обеспечения максимальной эффективности использование деревянных систем будет дешевле.

Значения в таблице 9 основаны на показателях эффективности, показанных в таблице 8, и при предположении, что корд из выдержанной древесины весит 3492 фунта и содержит 7,160 БТЕ на фунт, мазут содержит 138000 БТЕ на галлон и что Сжиженный нефтяной газ содержит 86 000 БТЕ на галлон.Стоимость владения и эксплуатации различных систем не включена.

Надеемся, что эта публикация помогла вам лучше понять, как работает правильно спроектированная система горячего водоснабжения, и определить, можете ли вы получить выгоду от ее установки.Если вы решите построить свою собственную систему, как это сделали многие, применение рекомендаций и процедур, приведенных в этой публикации, должно помочь вам построить высокоэффективную систему. Если вместо этого вы решите приобрести одно из имеющихся в продаже устройств, эта информация должна помочь вам выбрать лучшую систему для вашего приложения и эффективно управлять ею.

Для получения дополнительной информации о применении энергии на базе древесины см. Дополнительную публикацию AG-363, Руководство по использованию энергии на основе древесины для сельского хозяйства и малых коммерческих предприятий .Кроме того, вам могут быть полезны следующие публикации:

Информационное руководство по энергии древесины. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1982 г.

Энергия древесины для малой энергетики в Северной Каролине. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1978 год.

Руководство для лиц, принимающих решения по древесному топливу для малых промышленных потребителей энергии. Голден, Колорадо: Исследовательский институт солнечной энергии, 1980.

Древесина как энергия, Обзор вопросов сельского хозяйства № 5.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная сельскохозяйственная библиотека, Министерство сельского хозяйства США, 1984.

Водонагреватель на дровах — 1 000 000 БТЕ в час.

Водонагреватель на дровах — 2 000 000 БТЕ в час.

Майк Бойет

Philip Morris Professor
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

Р.В. Уоткинс

Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

Дополнительную информацию можно найти на следующих веб-сайтах NC State Extension:

Дата публикации: янв.1, 1995
AG-398

N.C. Cooperative Extension запрещает дискриминацию и домогательства независимо от возраста, цвета кожи, инвалидности, семейного и семейного положения, гендерной идентичности, национального происхождения, политических убеждений, расы, религии, пола (включая беременность), сексуальной ориентации и статуса ветерана.

% PDF-1.4 % 1 0 объект >>> эндобдж 2 0 obj > поток 2015-06-05T20: 58: 27-04: 002015-06-05T21: 00: 22-04: 002015-06-05T21: 00: 22-04: 00 Adobe InDesign CC 2014 (Windows) uuid: 0eefa301-a723-46d5 -bd65-627d0eb79682xmp.did: DC019764AECCE4118097EBF1E7A89F60xmp.id: 4975b5de-4718-f247-89c7-90a16d879d63proof: pdf

Тепловые радиаторы — Атомные ракеты

Используя уравнение Стефана Больцмана, мы можем быстро увидеть, что радиатор с лучшим коэффициентом излучения, большей площадью поверхности и более высокой температурой удаляет больше отработанного тепла.

Дополнительные сведения

• Система EAC МКС

• Обратите внимание на то, что максимальная температура теплообменника, передаваемая пару, является самой низкой температурой жидкого натрия в активной зоне реактора.

• Реактор от COADE. Реактор работает при 2907К, а в радиатор поступает теплоноситель при 2400К.

• Эта конструкция имеет три комплекта радиаторов с уменьшающейся площадью для различных температурных составляющих. Фактически четыре комплекта, если считать радиаторы модуля обитания (Радиаторы полезной нагрузки / авионики)

Pump_power = (Waste_heat * Tc / (Th — Tc)) / Pump_Efficiency

• Холодильный цикл — это пример теплового насоса.

• Лонжероны опор радиаторов МКС. Разгоняемый космический корабль будет нуждаться в гораздо большей поддержке.

Сплошные радиаторы

Простая конструкция, используемая сегодня.
Он состоит из металлической пластины, через которую проходит полая трубка для прохождения охлаждающей жидкости. Отработанное тепло выходит из хладагента в материал радиатора, который излучает его от его открытых поверхностей.

Эта конструкция имеет довольно высокую массу на единицу площади и низкие температурные ограничения, что делает ее одной из худших конструкций.Максимальная температура — это то, что сохраняет материалы радиатора как твердыми, так и прочными, что важно, поскольку многие металлы быстро теряют прочность по мере приближения к своей температуре плавления.
Охлаждающая жидкость должна оставаться жидкой на протяжении всего цикла охлаждения, поэтому это ограничивает возможную разницу температур. Использование металлов, таких как олово, или солей, таких как натрий, позволяет улучшить разницу температур, но для их перекачивания требуется специальное, иногда нереактивное, иногда энергопотребляющее оборудование.

• Несколько радиаторов будут излучать тепло друг в друга и терять эффективность.

• Тепловая трубка, отводящая отработанное тепло в радиатор.

• Справа радиаторы открыты вражескому огню. Слева выступ корпуса защищает радиаторы от повреждений.

Подвижные радиаторы
Одна из основных причин, по которой твердые радиаторы настолько массивны, заключается в том, что им нужны трубы для охлаждающей жидкости, насосы и теплообменники для отвода отработанного тепла от оборудования на открытые поверхности.
Чтобы значительно уменьшить плотность помещения, мы можем разработать радиатор, не требующий громоздких контуров охлаждающей жидкости. Вместо этого перемещаем радиатор.
Движущиеся радиаторы полагаются на сам материал радиатора, который перемещается через теплообменник в космос, чтобы отвести тепло, а затем обратно внутрь.2 оценки. Однако движущихся частей гораздо больше, а излучающие поверхности составляют лишь часть объема, занимаемого радиаторами. Если не будут использованы очень легкие материалы, опорная конструкция сведет на нет массовое преимущество такого радиатора.

• От High Frontier

• Шлевки для ремня держатся ребром к солнцу.Угловые петли будут меньше страдать от повторного поглощения излучаемого тепла на внутренних поверхностях, что более важно при более высоких рабочих температурах.

• С высокой границы. Для изготовления проволоки используются углеродные нанотрубки.

Жидкокапельные радиаторы
Жидкокапельные радиаторы не используют никаких излучающих поверхностей — они подвергают охлаждающую жидкость непосредственно воздействию вакуума. Полученные в результате капли имеют невероятную площадь поверхности для своей массы, что обеспечивает быстрое охлаждение и чрезвычайно низкую поверхностную плотность.

• Дизайн ICAN-II с прямоугольными жидкокапельными радиаторами.

• Треугольные варианты LDR

• Капли падают с «передней части» космического корабля и попадают в коллекторные рукава в средней части.

Радиаторы Advanced

Сфокусированные LDR с магнитной накачкой:

• Магнитно фокусируется коллекторным соплом.

• Радиаторы с надувными ребрами.

• Радиаторы с несколькими выдвижными ребрами.

• Надувные мешки проще и прочнее раскатывающихся плавников, но имеют меньшую площадь поверхности.

Применения: Автомобилестроение — Паяные медные / латунные радиаторы Конструктивные инновации

Малый вес, низкая стоимость, длительный срок службы

В ближайшие несколько лет в автомобильной промышленности появятся новые медно-латунные радиаторы для легковых и грузовых автомобилей, срок службы которых может прослужить десять лет. Они полностью конкурентоспособны с сегодняшними алюминиевыми аналогами.

Эти радиаторы, основанные на технологических достижениях и дизайнерских нововведениях, разработанных при финансовой поддержке исследований Международной ассоциации производителей меди (ICA), имеют на 35-40% меньший вес по сравнению с традиционными неоптимизированными медно-латунными радиаторами и, соответственно, более низкую стоимость материалов.

Они имеют меньший вес, потому что они изготовлены с гораздо меньшим количеством материала в ребрах и трубках, чем предыдущие модели, и потому что тяжелый припой на основе свинца, традиционно используемый в медно-латунных радиаторах, заменен очень небольшим количеством легкого припоя.

Паяные медно-латунные радиаторы также обеспечивают на 30% или более меньшее падение давления со стороны воздуха, чем алюминиевые радиаторы, поскольку их медные и латунные компоненты намного тоньше, чем компоненты их алюминиевых аналогов.

В настоящее время основные производители автомобилей и радиаторов проводят испытания паяных медно-латунных прототипов, которые прослужили более 6000 часов без сбоев в лабораторных испытаниях на долговечность. Это равняется 300 000 миль обслуживания. Исследователи уверены, что паяные медно-латунные модели прослужат 500 000 миль и более (8 000 часов).

Для сравнения, паяные медно-латунные радиаторы в США в среднем составляют 75 000-80 000 миль, хотя одна модель, Nippondenso NSR, проработала эквивалент 200 000 миль.

Паяные медно-латунные радиаторы могут быть адаптированы к различным требованиям к охлаждению мировых автопроизводителей.

Что не менее важно, они могут быть изготовлены в существующих печах для пайки алюминия. Для их производства производителям не нужно вкладывать большие деньги в новое оборудование.

Чтобы вывести на рынок паяные медно-латунные радиаторы, ICA продолжает свои исследования и испытания в сотрудничестве с мировой медной промышленностью.Его выводы и соответствующая техническая помощь доступны бесплатно для использования автопроизводителями и производителями радиаторов по всему миру.

Новый мировой стандарт

Для разработки паяных медно-латунных радиаторов во всем мире медная промышленность использовала несколько технологий, которые могут быть использованы при их производстве. Главными из них являются пайка без флюса и электрофоретическое покрытие.

Технологический прогресс

Пайка без флюса

Пайка придает медно-латунным радиаторам механическую прочность в соединениях ребер, труб и коллектора, которая намного превосходит паяные медно-латунные модели.Благодаря новым конструкциям радиаторы можно дополнительно усилить.

Паяные медно-латунные радиаторы также используют более тонкие ребра и трубки. Паяные медные ребра имеют толщину не более 0,002 дюйма; паяные латунные трубки имеют толщину 0,005 дюйма. Для большинства алюминиевых пластин и труб эти значения составляют 0,005 дюйма и 0,016 дюйма соответственно.

Более тонкий металл медно-латунный приводит к меньшему падению давления со стороны воздуха, чем в аналогичных алюминиевых радиаторах. Это приводит к более эффективным радиаторам, меньшим затратам на модули охлаждения, меньшим паразитным потерям в двигателе и большей экономии топлива.

При пайке медно-латунных радиаторов используется нетоксичный низкотемпературный плавящийся сплав, который хорошо работает либо в обычной вакуумной печи для пайки, заполненной азотом, либо в печи CAB (печь с электрическим нагревом, содержащая атмосферу азота). . Типичная температура пайки составляет 620–635 ° C.

Основанный на системе CuNiSnP, новый сплав состоит из 75% меди, 5% никеля, 15% олова и 5% фосфора.

Как и другие сплавы в этой системе, он самофлюсуется.Таким образом, для его нанесения не требуется флюс, в припое нет свинца или другого опасного материала, а промывка после пайки не требуется.

После пайки паяные соединения меди с латунью значительно прочнее, чем металл припоя, и не подвержены гальванической коррозии. Разработанные для этого процесса устойчивые к отжигу материалы коллектора, ребер и трубок обеспечивают прочность сердечников радиатора.

Для изготовления паяных медно-латунных радиаторов требуется незначительное или полное отсутствие изменений в прокатке ребер, сварке труб или чертеже пластин коллектора.Концы труб подвергаются реформингу в процессе сборки сердечника.

Если для соединения трубы с коллектором используется паяльная паста, она добавляется снаружи коллектора с помощью специально разработанного оборудования. Трубки покрыты пастой, которая быстро высыхает.

Для получения правильной паяльной пасты порошок смешивают со специально разработанным связующим. Трубки и ребра укладываются в сердечники, с которыми можно обращаться так же легко, как и с сердечниками, покрытыми припоем.

Другие возможные методы нанесения покрытия на стыки труб и коллектора включают:

1. напыление припоя;
2. перед заменой припоя из проволочных колец и зажимов;
3. нанесение расплавленного припоя непосредственно на полосу трубы до или после сварки.

Как и ожидалось, паяные сердечники в два-три раза прочнее на кручение и растяжение, чем паяные сердечники. Также важны коррозионные свойства основного металла и соединений. Во время длительного воздействия загрязнителей дорожной среды (REP + сульфидные испытания) очень ограниченное воздействие было обнаружено в паяных соединениях между трубами и ребрами.С другой стороны, паяные соединения подверглись сильной коррозии.

Электрофоретическое покрытие

Электрофоретическое покрытие, широко используемое для автомобильных компонентов, улучшает внешнюю защиту радиатора от коррозии, обеспечивая равномерное распределение краски по всему радиатору. По сравнению с этим обычная окраска распылением в значительной степени носит косметический характер и фактически ускоряет коррозию. Самое главное, E-покрытие позволяет использовать гораздо более тонкий материал ребер.

Обширные лабораторные исследования коррозии ICA паяных медно-латунных радиаторов с электрофоретическим покрытием показали, что они обладают превосходной коррозионной стойкостью даже внутри швов и на острых кромках.Кроме того, на теплопередачу это влияет очень мало или совсем не влияет.

Первые электрокрасочные материалы были изготовлены в 1958 году для первичной окраски кузовов автомобилей. Эти краски, разработанные в США и Европе, в настоящее время используются во всем мире почти полностью исключая другие системы грунтовки — для каркасов сидений, колес, тормозных колодок, крышек ракетных ящиков, анкеров ремней безопасности, подрамников шасси, систем подвески, сцепления. агрегаты, бензобаки и др.Этим методом грунтовываются кабины большинства грузовиков, кабины многих тракторов и другое сельскохозяйственное оборудование.

Четыре наиболее распространенных краски для покрытий E для радиаторов: H976-80 и H976-100 от ICI Electrocoat (Англия), подразделение ICI Autocolor и Powercron 643/501 и 643/506 от PPG Industries (США).

Во время электрофоретического покрытия тонкая пленка краски, от половины до одной трети толщины краски, нанесенной обычными методами, образуется вокруг радиатора, создавая электрическую изоляцию, которая ограничивает дальнейшее образование отложений.Это свойство, известное как «метательная сила», позволяет покрывать все относительно труднодоступные области, включая плотное внутреннее ядро.

После электрофоретического покрытия пленка краски запекается в печи при температуре отверждения 150 ° C-177 °. Развитие низкотемпературного отверждения сделало эту форму покрытия применимой к радиаторам, оснащенным пластиковыми баками и прокладками.

Электрофоретическое покрытие имеет и другие преимущества. Он высоко автоматизирован, поэтому его можно легко интегрировать с другими производственными операциями.Это также очень эффективно. Коэффициент использования краски составляет 95% -99% по сравнению с 30% -50% при окраске распылением. И это экологически чистый. Краски на водной основе, а не на основе растворителей, пожаро- и взрывобезопасны.

Конкурентные преимущества

Паяные медно-латунные радиаторы помимо меньшего веса и размеров имеют много других преимуществ.

Снижение производственных затрат

Медь и латунь, являющиеся недрагоценными металлами для радиаторов, требуют меньшего количества этапов производства.Таким образом, паяные медно-латунные радиаторы можно производить более легко и с меньшими затратами, чем аналогичные алюминиевые радиаторы. А поскольку паяные медно-латунные модели можно паять без флюса (чего нельзя сказать о алюминиевых радиаторах), их стоимость может быть снижена еще больше. В отличие от огромных многомиллионных капиталовложений, требуемых при первом внедрении алюминиевых радиаторов, паяные медно-латунные радиаторы можно было построить с незначительным переоснащением существующих производственных линий.

Более высокая производительность

Испытания в аэродинамической трубе подтверждают более низкий перепад давления со стороны воздуха в паяных медно-латунных радиаторах по сравнению с алюминиевыми радиаторами.Общие характеристики могут быть улучшены за счет использования инновационных конструкций ребер и труб.

Увеличенный жизненный цикл

Для потребителей паяные медно-латунные радиаторы означают более длительный срок службы в дополнение к более высокому качеству. В ходе лабораторных цикловых испытаний они показали способность работать эквивалентно десяти годам.

Превосходная способность к вторичной переработке

Как один из наиболее перерабатываемых металлов в мире, медь имеет хорошо налаженную инфраструктуру рекультивации в течение нескольких поколений.Металл из переработанных радиаторов может быть использован непосредственно для производства автоматной латуни. С паяными радиаторами возможность вторичной переработки меди будет еще выше. Поскольку они изготовлены без припоя свинец / олово, переплавить радиаторы будет значительно проще. Фактически, переработанная медь будет достаточно чистой для изготовления новой ленты радиаторных трубок. Из-за содержания кремния паяные алюминиевые радиаторы можно переработать только в менее критичный литейный сплав.

Паяные медно-латунные радиаторы полностью конкурируют с паяными алюминиевыми радиаторами, как показано в этой таблице. Паяный медно-латунный корпус I, , изготовленный по традиционной технологии, имеет такую ​​же лобовую площадь и на 30% меньший перепад давления воздуха, но немного тяжелее. Паяная медно-латунная модель II , также изготовленная по традиционной технологии, имеет такой же перепад давления воздуха, что и модель из паяного алюминия, но меньше по размеру. Но Brazed Copper-Brass III , который изготовлен с использованием передовых технологий и имеет такое же давление воздуха и перепад давления охлаждающей жидкости, что и паяный алюминиевый радиатор, сочетает в себе меньшую фронтальную площадь и более тонкие стенки трубок, что дает явные преимущества как по размеру, так и по весу.Все четыре ядра радиатора имеют одинаковую охлаждающую способность (168 000 БТЕ / ч) и глубину ребер. Их вес включает только материал плавников и трубок. Источник: факультет машиностроения Пенсильванского государственного университета.

Превосходная энергоэффективность

Паяные медно-латунные радиаторы почти в три раза энергоэффективнее алюминиевых. Это легче всего увидеть, если посмотреть на потребление энергии каждым металлом как первичным металлом, так и переработанным ломом.

Значения энергии для алюминия достаточно согласованы, за исключением одного или двух случаев, когда оценки основаны на электроэнергии гидроэнергетики, где потери не сообщаются. Нормальное значение для алюминия составляет 75 МВтч / т для производства первичного металла и 5 МВтч / т для переработки чистого лома.

Для меди эта цифра зависит от нескольких факторов — качества руды, типа используемой энергии и связанных потерь — но разумное значение для типичной 0,5% медной руды составляет 30 МВтч / т для производства первичного металла и 3 МВтч / т для переработка чистого лома.Применяемая специально для радиаторов легковых и грузовых автомобилей, медь обладает еще большей энергоэффективностью из-за высокого содержания в ней вторичного металла.

Инновации в дизайне

В дополнение к технологиям, ICA использовала ряд конструктивных нововведений для повышения эффективности паяных медно-латунных радиаторов. Основными из них являются:

Рифленое соединение «трубка-коллектор»

Припаянная труба к соединениям коллектора в паяных медно-латунных радиаторах должна быть переработана, чтобы исключить деформацию трубы в соединении коллектора во время пайки.Поскольку трубы нагреваются быстрее, чем коллектор, стороны трубы могут выгибаться внутрь, вызывая зазор, который не заполняется припоем. Один из подходов к уменьшению возможности деформации заключается в использовании овальных или круглых наконечников в коллекторе и на концах труб измененной формы. Как правило, пайка требует очень малых допусков, а изменение концов труб помогает контролировать допуск между трубой и коллектором.

С круглыми или овальными концами трубок можно использовать принцип касания трубок. В этой конструкции наконечники в коллекторе могут быть размещены таким образом, чтобы радиусы трубок соприкасались.Таким образом, глубина ребер становится меньше. Любые потери производительности со стороны воздуха ограничены, поскольку при соприкосновении трубок эффективно используется вся площадь ребер.

Гибкая боковая сборка

Для устранения термического напряжения в трубах, коллекторах и соединениях трубы с коллектором, возникающих из-за жестко прикрепленных обычных боковых опор, был разработан новый боковой узел, допускающий осевое расширение сердечника.

Другие технологии

Лазерная сварка

Лазерная сварка латунных трубок, которые могут конкурировать с тончайшими трубками с замковым швом или трубами, сваренными высокочастотной сваркой, показала себя многообещающими для усовершенствованных медно-латунных радиаторов.Как процесс, лазерная сварка может быть легко интегрирована в текущие операции по производству труб со стыковыми швами с минимальными модификациями существующего оборудования.

Лазерная сварка также позволяет создавать новые конструкции труб. Одно из нововведений — это однорядный радиатор вместо стандартной двухрядной конструкции. Два края куска латунной полосы переходят в центральную опорную конструкцию, которая дает цельную трубку с двумя водяными проходами одинакового размера. «Двойная» труба помогает преодолеть ограничения по толщине стенок и весу обычных сварных латунных труб.Сдвоенные трубы, сваренные с помощью лазерной сварки, могут изготавливаться глубиной 30 мм и более.

Сплавы, устойчивые к отжигу

Для обеспечения общей прочности и долговечности паяных медно-латунных радиаторов были разработаны три новых сплава. Это дополнение к основному припою ОК 600.

First — это стойкий к отжигу материал для ребер, который сохраняет прочность ребер после пайки. Требуются прочные ребра, потому что они поддерживают трубы. Мягкие ласты не смогли противостоять давлению в трубках, которое могло привести к вздутию.Новый материал оребрения также обеспечивает 92% -ную проводимость после пайки и является экологически безопасным, поскольку не содержит кадмия.

Second — это устойчивый к отжигу трубный сплав (ISO № C664429), который сохраняет свою мелкозернистую структуру после пайки. Мелкозернистая структура необходима для обеспечения пластичности и усталостной прочности паяного сердечника радиатора. Новый материал трубок сваривается и формуется так же легко, как и обычные латунные трубки.

Третий — это латунный сплав для коллектора, модифицированный для обеспечения устойчивости к отжигу.Этот новый сплав не только обладает характеристиками формования, равными или превосходящими характеристики обычного латунного материала коллектора, но и сохраняет свою первоначальную структуру после пайки.

Список литературы

1. Айнали М., Бил Р.Э., Сандберг Р. и Викман Л. Коррозия медных / латунных радиаторов — Механизмы коррозии — Действия по предотвращению. Технический документ SAE0.
2. Айнали М., Майнер Д. и Сандберг Р. Гальваническое покрытие радиаторов автомобилей — способ повышения коррозионной стойкости. Технический документ SAE 931108.
3. Бил Р.Е., Мельник В. и Сундберг Р. Оптимизированный паяный медно-латунный радиатор. C496, стр. 289–294. Я мех E.
4. Гарсиа Дж. Дж. Защита медно-латунных радиаторов от коррозии путем нанесения гальванического покрытия . IMechE C496 / 070/95, стр. 295-301.
5. Маттссон Э. Ускоренные испытания на коррозию автомобильных радиаторов из медных материалов — критический обзор. Технический документ SAE
   1.
6. Таппер Л., Сандберг Р. и Майнер Д. Новые методы соединения медных / латунных теплообменников. Технический документ SAE 931076.
7. Webb R.L Трубки, соприкасающиеся с конструкцией многорядного радиатора . Технический документ SAE
8. 8.
9. Webb R.L. Конструкция радиатора из меди / латуни с передовой технологией, конкурирующая с паяными алюминиевыми радиаторами. ICA Berlin Seminar, 1993.
10. Фогелаар Х. Практический опыт использования разделительных пластин для OEM и вторичного рынка .