Convettori per il riscaldamento dell'acqua: dispositivo, principio di funzionamento, varietà

In tutto il mondo, i convettori per il riscaldamento dell'acqua competono con successo con i radiatori da diversi decenni. Nel nostro paese, vengono anche utilizzati per molto tempo, ma in popolarità sono ancora molto inferiori ai radiatori in ghisa e bimetallici. La scarsa popolarità non è dovuta alle peggiori caratteristiche prestazionali, ma solo alla mancanza di una parte significativa della comprensione della popolazione di questo tipo di apparecchiature di riscaldamento.

Principio di funzionamento

La stessa parola "convettore" serve a indicare che la base del principio del suo funzionamento è un fenomeno fisico come la convezione. L'aria fredda, essendo più densa, è negli strati inferiori - vicino al pavimento della stanza. Passando attraverso il convettore, l'aria si riscalda, la sua densità diminuisce, a seguito della quale si alza.

La convezione può essere non solo naturale, ma anche forzata. La ventola integrata contribuirà ad aumentare il flusso d'aria di convezione e quindi ad aumentare l'efficienza del riscaldatore.

Il dispositivo di un riscaldamento a termoconvettore

Il principale elemento di lavoro del termoconvettore è uno scambiatore di calore. È con il suo aiuto che il calore viene trasferito dal liquido di raffreddamento, la cui funzione viene eseguita dall'acqua calda che circola nel sistema di riscaldamento e nell'aria circostante. Uno scambiatore di calore è un tubo sul quale sono montate una pluralità di piastre metalliche (lamelle), aumentando l'area di trasferimento del calore. A seconda della potenza richiesta, il termoconvettore può essere dotato di uno o due scambiatori di calore.

La distanza tra le lamelle dello scambiatore di calore non è impostata arbitrariamente, ma è chiaramente calcolata. Sembrerebbe che più piastre sono montate sul tubo, migliore è il trasferimento di calore. Tuttavia, la loro densità troppo alta porterà al fatto che la circolazione dell'aria attraverso il dispositivo sarà difficile. È necessario raggiungere una "media d'oro", in modo che le lamelle non interferiscano con il movimento dell'aria, ma allo stesso tempo forniscano il trasferimento di calore più efficiente.

Esiste anche un'alternativa dal punto di vista strutturale al tipo di scambiatore di calore in cui viene utilizzato il filo al posto delle lamelle. I convettori a filo sono in qualche modo più efficienti, ma allo stesso tempo molto più costosi e quindi meno comuni dei convettori a piastre, quindi non ne parleremo più.

Convettore d'acqua con scambiatore di calore a filo.

Molte caratteristiche tecniche di un convettore sono determinate dal materiale di cui è realizzato il suo scambiatore di calore. Può essere in acciaio, rame o una combinazione di rame e alluminio. L'uso di metalli non ferrosi per la fabbricazione di uno scambiatore di calore, grazie alla loro elevata conducibilità termica, porta ad un aumento dell'efficienza del dispositivo rispetto all'analogo del metallo ferroso. A proposito, le lamelle di alluminio sono molto sottili e, se maneggiate con noncuranza, si bloccano facilmente, il che influisce sull'aerodinamica.

Gli scambiatori di calore possono differire non solo nel materiale di fabbricazione, ma anche nella forma delle alette metalliche.Insieme alle lamelle lisce, vengono utilizzate anche quelle ondulate: ondulate, a forma di U, meandro, ecc. Le lamelle ondulate hanno un chiaro vantaggio: il rilievo aumenta l'area della piastra e quindi il trasferimento di calore.

Scambiatore di calore con lamelle a forma di onda.

L'efficienza del trasferimento di calore dal liquido di raffreddamento alle lamelle dipende in gran parte dalla tenuta delle piastre al tubo: anche un piccolo spazio vuoto può causare grandi perdite di calore. Se lo scambiatore di calore è in acciaio, la saldatura viene solitamente utilizzata per collegare le lamelle al tubo, se la saldatura è in rame. Nel caso di scambiatori di calore bimetallici, in cui le piastre di alluminio sono a contatto con tubi di rame, non sono applicabili né saldatura né brasatura. Tuttavia, qui puoi ottenere una perfetta aderenza degli elementi. In questo caso, usano lamelle con polsini speciali o usano il metodo di brunitura: inseriscono piastre sul tubo e quindi questo tubo viene espanso usando un mandrino.

Alcuni convettori sono dotati di un ventilatore che aspira l'aria nello scambiatore di calore e, quindi, accelera lo scambio d'aria, e quindi il processo di riscaldamento della stanza. Il ventilatore può essere tangenziale o assiale. La prima girante si estende per l'intera lunghezza dello scambiatore di calore.

L'elica del ventilatore assiale si trova all'estremità dello scambiatore di calore e dirige l'aria lungo di esso.

Il vantaggio di un riscaldatore a convezione forzata è evidente: maggiore efficienza. Ma ha anche evidenti svantaggi: in primo luogo, la necessità di collegarsi alla rete, che non sempre può essere facilmente realizzata, e in secondo luogo, il rumore che la ventola emette durante il funzionamento.

Lo scambiatore di calore, così come la ventola (se previsto dal progetto), i punti di connessione al sistema di riscaldamento, il regolatore di alimentazione del refrigerante e la valvola di rilascio dell'aria sono nascosti dietro le pareti dell'involucro in acciaio inossidabile. L'estremità superiore dell'alloggiamento è chiusa da una griglia, che non interferisce con il movimento dei flussi d'aria, ma allo stesso tempo impedisce l'ingresso di oggetti estranei. Alcuni convettori dispongono di una serranda dell'aria che consente di controllare l'intensità del flusso d'aria.

Convettori di riscaldamento dell'acqua a parete e pavimento

Con il metodo di installazione, tutti i convettori di riscaldamento sono divisi in parete, pavimento e pavimento. I primi due tipi sono molto simili tra loro, quindi li considereremo insieme.

La principale differenza tra i convettori da parete e da pavimento, molto simili nell'aspetto, sono le loro dimensioni. Il muro, di regola, è piuttosto alto, piano - basso e compatto. Questi ultimi, a causa delle loro modeste dimensioni, sono meno evidenti, sono facili da nascondere dietro i mobili.

Termoconvettore a parete.

Convettore da pavimento.

Esistono anche modelli di battiscopa con un'altezza inferiore a 200 mm, che possono servire da sostituti del battiscopa e riscaldare l'ambiente attorno al perimetro.

Termoconvettore ad acqua per zoccolo.

Tutti i convettori da parete e da pavimento sono divisi in modelli con involucro e modelli senza di essa. L'involucro non svolge un ruolo decorativo, come ci si aspetterebbe: contribuisce alla creazione di una trazione aggiuntiva per migliorare la circolazione dell'aria. Spesso, l'altezza dell'involucro supera significativamente le dimensioni dello scambiatore di calore. Tale discrepanza non è affatto un matrimonio del produttore, è fatto apposta: più alto è il telaio, più forte è la trazione. Per quanto riguarda i convettori senza involucro, hanno anche un involucro, ma nasconde solo lo scambiatore di calore e lo protegge da danni meccanici.

Va notato che la superficie dell'involucro funzionale o dell'involucro decorativo non si surriscalda troppo. Ciò distingue i convettori dai radiatori: bruciarsi toccando accidentalmente la superficie del corpo, in questo caso è impossibile.

Molto spesso, i corpi convettori sono realizzati in acciaio, indipendentemente dal materiale dello scambiatore di calore.Il fatto è che l'acciaio è facilmente verniciato, e questo dà all'acquirente l'opportunità di scegliere un dispositivo di riscaldamento che si adatta perfettamente all'interno della stanza. Tuttavia, l'acciaio - sebbene sia l'opzione più comune, ma non l'unica. Se lo desideri, puoi trovare qualcosa di più esotico, ad esempio un termoconvettore in una custodia di legno.

Termoconvettori per riscaldamento a pavimento

Esiste un altro tipo di termoconvettori che è molto diverso da quelli discussi sopra e quindi si distingue. Sono insoliti nel loro luogo di installazione - in una nicchia situata sotto il pavimento. Con un alto grado di probabilità, puoi trovare tali apparecchi di riscaldamento in locali commerciali o per ufficio con grandi finestre panoramiche, contro i quali radiatori o convettori ordinari non sembreranno del tutto appropriati. Nei cottage e negli appartamenti sono installati anche tali convettori, ma di solito solo nei casi in cui il bordo inferiore della finestra si trova a non più di 150-300 mm dal livello del pavimento. È consentito incorporare termoconvettori nel davanzale della finestra.

Convettore di riscaldamento dell'acqua incorporato nel pavimento.

L'altezza del corpo dei convettori incorporati nel pavimento può variare da 50 a 130 mm e la lunghezza può raggiungere i 3 m. Ma l'utente, se non fosse coinvolto nella progettazione e nell'installazione, può solo indovinare circa le vere dimensioni del dispositivo di riscaldamento, perché solo la griglia decorativa gli sarà visibile a livello pavimento attraverso il quale sale l'aria calda.

Molto spesso, tali griglie sono realizzate in acciaio, alluminio o plastica, ma a volte puoi trovare ghisa, marmo o, ad esempio, in legno. Indipendentemente dal materiale di cui è fatta la grata, dovrebbe essere abbastanza forte in modo che quando passi vicino non hai paura di calpestarlo.

Nel caso di grandi finestre francesi, i convettori a pavimento sono un'opzione indispensabile per le apparecchiature di riscaldamento. Da un lato, e ne abbiamo già parlato, essi, essendo situati sotto il pavimento, non interferiscono con la recensione. D'altra parte, sono proprio questi convettori che riscaldano in modo più efficiente una stanza con finestre "a pavimento". L'aria fredda dalla finestra entra nel convettore attraverso la griglia e da lì esce già calda.

Per installare un convettore a pavimento, è necessario preparare in anticipo una nicchia nel pavimento con una profondità da 100 a 300 mm. Tuttavia, è possibile eseguire l'installazione nella fase del massetto. Va tenuto presente che non tutti i convettori che è possibile utilizzare per l'installazione a pavimento.

Un fattore limitante in questo caso sarà l'altezza del dispositivo. I modelli potenti con un'altezza di diverse decine di centimetri non sono destinati all'installazione in locali situati ai piani superiori dell'edificio. Ovviamente, l'installazione di convettori a pavimento dovrebbe essere pianificata in anticipo, anche nella fase di costruzione dell'edificio. L'eccezione è rappresentata dai modelli a bassa potenza, che consentono il montaggio in un massetto.

I convettori a pavimento per il riscaldamento dell'acqua, a differenza di quelli a parete o a pavimento, hanno spesso nella loro progettazione una ventola per l'alimentazione forzata di aria allo scambiatore di calore, nonché un sistema di drenaggio per la raccolta e lo scarico della condensa dal corpo del dispositivo.

Capacità di controllare la temperatura

A volte, specialmente in primavera, quando fa ancora freddo di notte e il sole inizia già a scaldarsi notevolmente durante il giorno, sorge periodicamente il desiderio di ridurre il calore proveniente dal riscaldamento. I convettori per il riscaldamento dell'acqua sono facilmente regolabili. Quando l'alimentazione del refrigerante al termoconvettore viene interrotta, si raffredda abbastanza rapidamente, a causa del piccolo volume di acqua al suo interno rispetto al radiatore. Tutto ciò che serve per mantenere la temperatura nella stanza a un determinato livello è un'apparecchiatura a convettore con valvole di controllo meccaniche o elettroniche.

Valvole meccaniche di controllo della temperatura.

Valvole termostatiche elettroniche.

La valvola termostatica da installare deve avere una portata elevata in modo tale che non si crei una significativa resistenza idraulica all'ingresso. Alcuni produttori di convettori inizialmente equipaggiano i loro prodotti con raccordi termostatici. Se il dispositivo acquistato non è dotato di una valvola termostatica, è possibile acquistarlo e installarlo da soli.

È possibile regolare manualmente la temperatura ambiente. Alcuni modelli di convettori hanno una serranda che l'utente può girare e bloccare la via per l'aria riscaldata se lo desidera.

Possibilità di applicazione per il raffreddamento della stanza

Il termoconvettore può essere chiamato attrezzatura climatica universale, perché in diverse stagioni può svolgere diversi compiti: in inverno - per riscaldare, in estate - per raffreddare. Tuttavia, lontano da ogni dispositivo adatto al raffreddamento, i produttori di solito indicano la disponibilità di tale possibilità per l'uno o l'altro dei loro modelli. Va tenuto presente che i convettori generano freddo molto peggio del calore, quindi quando si calcola la potenza del dispositivo, è necessario fare affidamento sulle proprie esigenze di freddo, perché non è difficile ridurre la potenza di riscaldamento, come ormai già sapete.

Affinché il tuo termoconvettore non inizi a riscaldarsi, ma per raffreddare l'aria nella stanza, è necessario svuotarlo, riempirlo di liquido speciale e collegarlo al refrigeratore. Tuttavia, ci sono modelli in cui il passaggio da una modalità all'altra è molto più semplice e veloce. In essi ci sono immediatamente due circuiti non collegati: uno per il refrigerante, l'altro per il refrigerante. Per modificare la modalità operativa, sarà sufficiente disattivare la circolazione del fluido in un circuito e attivarlo in un altro.

E un paio di commenti sulla possibilità di utilizzare questo tipo di attrezzatura climatica per raffreddare la stanza. Richiamando il principio di funzionamento del termoconvettore, ti renderai conto che in modalità naturale non è in grado di lavorare sul raffreddamento. Ecco perché tutti i modelli progettati per funzionare in due modalità sono dotati di ventole. Inoltre, la ventola aiuta a ridurre la quantità di condensa formata sullo scambiatore di calore durante l'operazione di raffreddamento del convettore.

Vantaggi e svantaggi dei convettori d'acqua di fronte ai radiatori convenzionali

Hai imparato molto per te stesso sui convettori d'acqua, ma molto probabilmente, questo non ti basterà per capire se hai bisogno personalmente di un tale dispositivo di riscaldamento. Per aiutarti a fare una scelta (non importa se sia positiva o negativa), confrontiamo i convettori d'acqua con i radiatori convenzionali, familiari e familiari.