Тест биметаллических радиаторов

Идея использовать два материала со взаимодополняющими свойствами находит широкое применение в технике. Так обстоят дела и с отопительным оборудованием. Одну из главных позиций среди радиаторов и конвекторов отечественного и зарубежного производства, представленных на рынке, занимают биметаллические модели. Благодаря прочности стали, усиливающей конструкцию, эти приборы выдерживают высокое рабочее давление, характерное для российских систем отопления. И еще стальная начинка "спокойнее" других относится к щелочности воды - водородному показателю рН.

Алюминий, в свою очередь, обладает высокой теплопроводностью, поэтому существенно улучшает теплоотдачу отопительного прибора и уменьшает его инерционность, то есть радиатор быстрее нагревается и соответственно охлаждается. К тому же этот материал высокотехнологичен, ему можно придать любую форму, отлить оребрение сложной конфигурации. По совокупности показателей "биметалл" - оптимальный выбор для экстремальных российских условий. Теплоотдача "комбинированных" моделей в 1,5-2 раза выше, чем у лучших стальных таких же размеров. Притом они легче, изящнее. А дизайн имеют не хуже, чем алюминиевые, и прочность в несколько раз больше. Все это так, но, оказывается, "биметалл" "биметаллу" - рознь...

"БИМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ" КЛАССИФИКАЦИЯ

Радиаторы и конвекторы. Биметаллическими бывают и те, и другие. Напомним, что приборы эти различаются по принципу действия. Упрощенная схема конвектора - труба с оребрением. Воздух, проходящий снизу вверх между ребрами, нагревается и за счет конвекции поднимается вверх. Собственно, прибор и назван так потому, что у него основной тепловой поток - конвекционный. Тепловой же поток, передаваемый радиатором, имеет не только конвекционную, но и большую лучистую составляющую (до 45%), поэтому тепло исходит от него и вверх, и в стороны.

"Биметалл" и "полубиметалл". Роль стального сердечника в биметаллическом радиаторе - усиление вертикальных каналов. Ведь именно место их присоединения к коллекторам - "слабое звено" в алюминиевых приборах, не выдерживающее высокого давления. Есть два пути решения этой проблемы. Первый - изготовить стальной каркас и залить его алюминием. Будем называть такие приборы "полностью" биметаллическими. Их горизонтальные коллекторы и вертикальные каналы представляют собой стальную сварную конструкцию, и вода контактирует только со сталью, поэтому гальваническая пара сталь-алюминий возникнуть не может. Второй - усилить стальными трубками только вертикальные каналы, так сказать, решить задачу наполовину. Назовем эти приборы условно "полубиметаллическими", хотя производители также величают их "биметаллом". В принципе это техническое решение вполне обоснованно: толщины стенок алюминиевого коллектора достаточно, чтобы выдержать большое давление. Проблема гальванической пары, по словам специалистов из НИИсантехники, стоит не настолько остро, как об этом говорят. При такой конструкции главное - обеспечить неподвижность стальных вкладок в алюминиевой "рубахе", надежно их "приклеить", чтобы ненароком не "выпали" при разном тепловом расширении двух металлов и не перегородили сечение нижнего коллектора.

ЧТО МЫ ТЕСТИРОВАЛИ

Для испытаний мы отобрали биметаллические секционные радиаторы с полностью стальным сердечником. Как оказалось, на отечественном рынке их не так уж много. Широко представлены три марки: Global Style (Италия), Bimex (Чехия), "Сантехпром БМ" (Россия). Есть и уральская разработка "Онтарио" (г. Екатеринбург), правда, серийный выпуск этого отопительного прибора пока не налажен. И еще, скорее всего в следующем году на нашем рынке появятся украинские биметаллические приборы РБ и РБП киевского завода "Большевик" и ООО "Пресс", которые в настоящее время проходят плановые испытания в НИИсантехники. Итальянский и российский радиаторы предоставили нам для испытаний фирма "Терем" и ОАО "Сантехпром", Bimex официально приобретен в магазине ООО "Лотос".

Испытывали по два образца радиаторов каждой марки с монтажной высотой (межосевым расстоянием) 500 мм. Тест проводили специалисты в аккредитованной лаборатории отопительных приборов ФГУП НИИсантехники (головного института Российской Федерации по разработке и испытанию отопительных приборов) и в ООО "Витатерм".

КАК ТЕСТИРОВАЛИ

1. Тепловые испытания (по методике, разработанной в НИИсантехники). Цель тестирования - определить следующие параметры:

номинальный тепловой поток. Характеризует тепловую мощность прибора. В нашем случае теплоотдача одной секции определяет так называемый номенклатурный шаг. Чем он меньше, тем меньше погрешность при подборе отопительного прибора;

коэффициент теплопередачи. Показатель интегральный, интересующий прежде всего специалистов. Он косвенно отражает эффективность выбранной конструкции;

теплоплотность. Этот параметр будет полезно знать всем, поскольку он определяет "растянутость" радиатора. Чем выше теплоплотность, тем мощнее "погонный метр". Кстати, по нормам СНиП 2.04.05-91* для эффективного обогрева помещения желательно устанавливать такой прибор, который будет перекрывать не менее 75% длины подоконника;

удельная масса. Показывает, сколько весит "киловаттный" прибор. Это важно знать хозяйственнику, организующему закупку, доставку и монтаж отопительного оборудования, скажем, для целого объекта. При планировании частных транспортных перевозок эти сведения тоже не лишние.

Согласно методике, для испытаний были выбраны радиаторы с наиболее характерной для установки в жилых помещениях тепловой мощностью в пределах 0,85-1 кВт, достигнутой набором соответствующего количества элементов: Bimex и "Сантехпром БМ" - по 5 секций, Global Style - 6 секций.

Каждый прибор в течение недели работал в специально оборудованной изотермической камере (при 18-21 градусе Цельсия), имитирующей реальные условия эксплуатации. Радиатор устанавливали как бы под окном - у охлаждаемой стены с утепленным участком метровой высотой над уровнем пола. Его подключали к испытательному стенду, обеспечивающему движение теплоносителя по схеме "сверху-вниз" при так называемых нормированных (нормальных) условиях: средней температуре теплоносителя на 70 градусов выше температуры воздуха в камере, расходе воды через радиатор 0,1 кг/сек. и атмосферном давлении 760 мм ртутного столба.

Для уменьшения теплопотерь присоединительные трубы от стенда к прибору тщательно изолировали. Потери теплоты стенда оценили при тарировке, когда "закольцевали" подающий и обратный трубопроводы. В результате тепловую мощность прибора определили как разницу между тепловым потоком системы, измеренным по показаниям ваттметра, и "личными" теплопотерями стенда.

2. Эксплуатационные испытания имитируют реальные процессы нагрева и охлаждения, протекающие в системах отопления, и позволяют сделать вывод, как будет вести себя прибор на протяжении долгих лет работы. Дело в том, что в процессе эксплуатации его тепловые характеристики, как правило, снижаются. Разное тепловое расширение стали и алюминия в "биметалле" приводит к подвижкам сердечника относительно алюминиевой "рубахи" и неплотному прилеганию материалов друг к другу. Это ухудшает теплопроводные свойства радиатора, уменьшает теплоотдачу.

Специальный стенд дает возможность поочередно пропускать через испытуемый прибор горячую и холодную воду с температурой +90-95 и +5-10 градусов Цельсия. При этом каждый образец подвергали 360 циклам резкой температурной "раскачки", что, по данным НИИсантехники, соответствует примерно 20 годам нормальной работы. Затем тепловые испытания проводили повторно. Сопоставление двух результатов (до и после "раскачки") характеризует тепловую стабильность радиатора в период эксплуатации системы. Согласно проекту ГОСТа на отопительные приборы (так вышло, что до сих пор общего нормативного документа на отопительные приборы и, в частности, на биметаллические секционные радиаторы не было), если снижение тепловых показателей после эксплуатационных испытаний не превышает 2%, его можно не учитывать. Если оказывается большим, тепловые показатели, полученные в результате двух испытаний, усредняют.

3. Прочностные испытания. Их проводили по методике ФГУП НИИсантехники на стенде RP-50, развивающем избыточное давление до 6 МПа (60 атм.).

Небольшой ликбез на тему, чем отличаются рабочее, испытательное и давление опрессовки. Рабочее давление для каждого типа приборов рекомендует завод-изготовитель с учетом прочностных особенностей конструкции и материалов. Положено выбирать его с тройным запасом прочности, то есть разрушительное давление для прибора должно быть как минимум втрое больше рабочего. Для обеспечения безопасности эксплуатации радиатора там же, на заводе, его испытывают при давлении, в 1,5 раза превышающем рекомендуемое значение. Кстати, в Европе испытательное давление больше рабочего только в 1,3 раза. Это объясняется более грамотной эксплуатацией системы отопления.

А вот давление опрессовки - это максимальное давление в системе при опрессовке радиатора на месте установки. Нужно отметить, что расчетное максимальное избыточное давление теплоносителя в системе отопления определяет обычно не радиатор, а наиболее слабый элемент, например, термостат. Опрессовку системы, согласно СНиП 3.05.01-85, рекомендуют проводить при давлении теплоносителя, в 1,5 раза превышающем рабочее, а по правилам технической эксплуатации РД 34.20.501-95 - в 1,25 раза. Вышесказанное означает, что после установки отопительных приборов сантехник должен проверить герметичность системы, пустив воду под более сильным напором, чем обычно. Эту процедуру проводят не только после сдачи строительного объекта, но и перед каждым отопительным сезоном.

В нашем случае приборы вначале тестировали при максимальном давлении, рекомендованном производителем в качестве рабочего, и визуально контролировали герметичность системы (наличие течи). Затем давление повысили в 1,5 раза - до испытательного. Потом до избыточных 60-62 атмосфер - все, что можно было "выжать" из установки. Нужно отметить, что у всех представленных радиаторов запас прочности оказался больше, до разрушения дело так и не дошло.

"Cантехпром БМ" РБС-500

Цена: около $12 за секцию (примерно $60 за киловатт)

Секционный биметаллический радиатор (Россия)

НАЗНАЧЕНИЕ: установка в системах отопления высокоэтажных зданий с рабочим давлением до 16 атм.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

(по данным производителя)

ГАБАРИТЫ СЕКЦИИ (ВхДхГ): 560х80х100 мм; межосевое расстояние - 500 мм. Вес: 3 кг.

ЕМКОСТЬ СЕКЦИИ: 0,217 л.

ТЕПЛООТДАЧА СЕКЦИИ: 195 Вт.

ДАВЛЕНИЕ: рабочее - 16 атм., испытательное - 24 атм., разрушительное - свыше 60 атм.

ТЕМПЕРАТУРА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ: до +130 градусов Цельсия. Показатель рН 8,3-9,5.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

Для испытаний был выбран 5-секционный биметаллический радиатор заводской сборки с тепловой мощностью около 1 кВт.

КОНСТРУКЦИЯ: отопительный прибор "Сантехпром БМ" четко ориентирован по установке. У него стальной закладной элемент из двух горизонтальных коллекторов и вертикального канала. Вертикальный канал называется так условно. Реально он S-образной формы, что сделано для уменьшения подвижек алюминиевой оболочки относительно стального каркаса, вызванных разным температурным удлинением материалов.

Оребрение из алюминиевого сплава АК-12 (на основе вторичного алюминия) изготовлено методом литья под давлением. Каждая секция имеет по глубине шесть ребер. Для предотвращения перегрева по высоте прибора между фронтальными вертикальными ребрами соседних секций предусмотрен зазор. У нижних головок радиатора он сведен к минимуму, а выше составляет около сантиметра, - такой же, как и между тыльными ребрами.

Прибор в сборе окрашен высокопрочной порошковой краской.

ТЕПЛООТДАЧА: в ходе испытаний в НИИсантехники величина номинального теплового потока составила 198 Вт и 196 Вт соответственно до и после температурной "раскачки" прибора. Производители посчитали нужным обеспечить большой запас на возможное снижение теплоотдачи прибора в процессе эксплуатации, поэтому приняли для расчетов значение номинального потока 195 Вт. Отметим, что "Сантехпром БМ" показал высокую стабильность тепловых показателей (снижение всего 1%).

При эксплуатационных испытаниях он слегка потрескивал на протяжении первых нескольких циклов. Потом стабилизировался и посторонними звуками не беспокоил.

ПРОЧНОСТЬ: заявленное производителем рабочее и испытательное давление у "Сантехпром БМ" несколько меньше, чем у аналогов (16 и 24 атмосферы). Однако и при 48 (втрое больше рабочего давления) и даже при 60 атмосферах прибор не разрушился и не претерпел видимых изменений. Судя по всему, разработчики со свойственной россиянам тягой к надежности просто перестраховались. В любом случае прибор с рабочим давлением 16 атмосфер смело может быть установлен в отопительных системах высокоэтажных зданий и сооружений.

МОНТАЖ: радиаторы "Сантехпром БМ" монтируют так же, как стальные отопительные приборы, соблюдая общие для секционных радиаторов требования СНиП 3.05.01-85. Оптимальные установочные расстояния: не менее 3 см от стены и не менее 10 см от пола и подоконника.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ: радиатор устанавливают в отопительных системах со стальными, медными и пластиковыми трубами, с водой в качестве теплоносителя или антифризами. При этом нужно придерживаться требований РД 34.20.501-95 к его параметрам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРИИ: основные преимущества радиатора "Сантехпром БМ" (Россия) - надежность, повышенная прочность, высокая теплоотдача, гигиеничность, современный внешний вид и длительный срок службы. Отопительный прибор характеризуется стабильными тепловыми показателями и высокой мощностью (195 Вт). Его используют в системах с температурой теплоносителя до 130 градусов Цельсия. Благодаря большой толщине стенок стальных труб биметаллический радиатор найдет применение в системах отопления с рабочим давлением до 16 атмосфер и подходит для установки как в квартирах многоэтажных домов, так и в частном строительстве.

Bimex 500

Цена: около $13 за секцию (примерно $65 за киловатт)

Секционный биметаллический радиатор (Чехия)

НАЗНАЧЕНИЕ: установка в системах отопления высокоэтажных зданий с рабочим давлением до 25 атм.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

(по данным производителя)

ГАБАРИТЫ СЕКЦИИ (ВхДхГ): 540х80х102 мм; межосевое расстояние - 500 мм. Вес: 3,07 кг.

ЕМКОСТЬ СЕКЦИИ: 0,23 л.

ТЕПЛООТДАЧА СЕКЦИИ: 201 Вт.

ДАВЛЕНИЕ: рабочее - 25 атм., испытательное - 40 атм.

ТЕМПЕРАТУРА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ: до +110 градусов Цельсия. Показатель рН 7-8.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

Для испытаний был выбран 5-секционный биметаллический радиатор заводской сборки с тепловой мощностью около 1 кВт.

КОНСТРУКЦИЯ: секции Bimex симметричны относительно вертикальной и горизонтальной осей. Каждая имеет наружное алюминиевое оребрение и стальной сварной каркас: два коллектора и условно вертикальный канал. "Условно вертикальным" канал назван потому, что изогнут по отношению к строительной вертикали прибора в виде скобы. Это сделано для того, чтобы уменьшить подвижки алюминиевой "рубахи" относительно стального сердечника, вызванные разным температурным расширением двух материалов.

Оребрение выполнено из сплава, идентичного АК-12 (12% кремния), на основе вторичного алюминия по технологии литья под давлением и снаружи окрашено высокопрочной порошковой эмалью. По глубине секции отлито восемь ребер. Для предотвращения перегрева по высоте радиатора между фронтальными (лицевыми) и тыльными (задними) ребрами соседних секций имеется вертикальный просвет около сантиметра. Это улучшает и тепловые, и гигиенические показатели прибора - проще убирать пыль между секциями.

ТЕПЛОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ: в изотермической камере НИИсантехники получены значения номинального теплового потока до и после эксплуатационных испытаний: 197,5 Вт и 190,8 Вт. Таким образом, после "раскачки" тепловые показатели радиатора снизились на 3,4%, поэтому, согласно проекту ГОСТа на отопительные приборы, номинальное значение теплового потока усреднили и приняли равным 194 Вт. По данным производителя, теплоотдача секции - 201 Вт, что объясняется разными методиками испытаний, принятыми в нашей стране и за рубежом.

При температурной "раскачке" Bimex вначале также потрещал, что вообще-то свойственно новым биметаллическим приборам в первые циклы нагрева-охлаждения.

ПРОЧНОСТЬ: радиатор проверяли в работе при давлении теплоносителя 25 и 40 атмосфер (рабочее и испытательное). Пытались разрушить, воздействуя на него 60 атмосферами, - не вышло, даже течи не было. Но при таком уровне рабочего давления разрушительными были бы 75 атмосфер, что на стенде RP-50 проверить не удалось. Однако, судя по конструкции, Bimex - надежный прибор и рассчитан с большим запасом прочности.

МОНТАЖ: как и другие биметаллические радиаторы с цельным стальным сердечником, Bimex монтируют по правилам для стальных отопительных приборов.

Благодаря конструктивной особенности - симметричности в отношении фронта-тыла и верха-низа - установка радиатора существенно упрощается: крути и переворачивай как угодно. Если ненароком поцарапали или повредили оребрение одной из секций, недостаток всегда можно скрыть - повернуть изъяном к стенке, а при необходимости даже перегруппировать секции, которые соединяются между собой стальными ниппелями. Только для этого нужно использовать фирменные прокладки.

Для более эффективной теплоотдачи при установке прибора следует соблюдать общие требования для секционных радиаторов, регламентированные СНиП 3.05.01-85 "Внутренние санитарно-технические системы", и, в частности, оптимальные установочные расстояния: от стены - не менее 3 см, от пола и подоконника - не менее 10 см.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ: прибор способен работать как в системе водяного отопления, так и с низкозамерзающими теплоносителями, а также в контакте с трубопроводами из различных материалов (при использовании соответствующих переходников). Обратите внимание на водородный показатель теплоносителя рН. Почему-то производитель предлагает использовать радиатор в системах отопления с показателем рН 7-8, рекомендуемом для алюминиевых приборов, в то время как стальному сердечнику, по убеждению специалистов НИИсантехники, больше подойдет рН 8,3-9,5.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРИИ: радиаторы Bimex (Чехия) имеют современный дизайн, хорошие тепловые показатели и высокие прочностные характеристики. Симметричные формы упрощают монтаж. Номинальное значение теплового потока секции - 194 Вт, стандартное для этого типоразмера (в пределах 200 Вт), оптимально с точки зрения размеров, веса, расхода материалов и цены. Высокое испытательное давление 40 атмосфер дает возможность использовать биметаллические радиаторы в отопительных сетях с рабочим избыточным давлением до 25 атмосфер, характерным для высокоэтажных зданий. Bimex отличает высокое качество исполнения, надежность и долговечность.

Global Style 500

Цена: около $16,5 за секцию (примерно $90 за киловатт)

Секционный биметаллический радиатор (Италия)

НАЗНАЧЕНИЕ: установка в системах отопления зданий и сооружений любой этажности с рабочим давлением до 35 атм.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

(по данным производителя)

ГАБАРИТЫ СЕКЦИИ (ВхДхГ): 575х80х80 мм; межосевое расстояние - 500 мм. Вес: 1,97 кг.

ЕМКОСТЬ СЕКЦИИ: 0,2 л.

ТЕПЛООТДАЧА СЕКЦИИ: 168 Вт при разнице температуры теплоносителя и воздуха в обогреваемом помещении 70 градусов Цельсия.

ДАВЛЕНИЕ: рабочее - 35 атм., испытательное - 52,5 атм., разрушительное - свыше 110 атм.

ТЕМПЕРАТУРА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ: до +110 градусов Цельсия. Показатель рН 7-9,5.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

Для испытаний был выбран 6-секционный биметаллический радиатор заводской сборки с тепловой мощностью около 1 кВт.

КОНСТРУКЦИЯ: отопительный прибор Global Style четко ориентирован по установке, имеет верх, низ, фронт и тыл. У каждой секции есть закладной элемент и наружное оребрение. Каркас - стальной и сварен в аргонно-углекислой среде из трех круглых труб: двух коллекторов и вертикального канала.

Оболочка прибора отлита под давлением из высококачественного алюминиевого сплава. Для уменьшения ее подвижек относительно стального каркаса, вызванных разным температурным удлинением материалов (у алюминия оно вдвое выше), обечайке стальной трубы придают особую форму.

По глубине секции расположены пять "ювелирно" выполненных вертикальных ребер (высочайшие литейные технологии - гордость итальянцев!). Расстояние между фронтальными пластинами соседних секций минимально, зато тыльные имеют просвет около сантиметра. Вверху каждой секции предусмотрено конвекционное окошко для улучшения теплосъема и предотвращения перегрева биметаллического радиатора по высоте.

Снаружи прибор окрашен порошковой эмалью методом анодного осаждения в электростатическом поле. Это прочное покрытие надежно защищает алюминий от механических царапин и влаги.

ТЕПЛООТДАЧА: у Global Style значение номинального теплового потока секции (168 Вт) несколько меньшее, чем у других испытанных радиаторов. Кстати, и масса, и габариты - тоже. Это хорошо и не только с точки зрения компактных размеров: чем меньше теплоотдача секции, тем точнее подбирают необходимую тепловую мощность прибора. В соответствии со СНиП 2.04.05-91* ее нельзя занижать относительно расчетной более чем на 50 Вт, а завышать можно (до ближайшего типоразмера), но не хотелось бы. Ведь перегрев помещения - это лишние расходы. Однако себестоимость приборов с миниатюрными секциями небольшой теплоотдачи, как правило, выше.

Температурная "раскачка" продемонстрировала, что тепловые показатели биметаллического радиатора стабильны (снижение составило всего 1,9%). Первые 3-4 цикла, пока происходила "притирка" сердечника к алюминиевой "рубахе", он издавал небольшой треск, что естественно при эксплуатации биметаллического прибора.

ПРОЧНОСТЬ: тестируемая модель относится уже ко второму поколению биметаллических приборов Global, которые были разработаны специально для России с учетом рекомендаций НИИсантехники (первые были рассчитаны на 15 атмосфер). На сегодняшний день у радиатора Global Style самое высокое заявленное рабочее давление в своем классе - 35 атмосфер. (На стенде RP-50 проверить запас прочности, который должен быть не менее 105 атмосфер, не представляется возможным.)

МОНТАЖ: биметаллические радиаторы с полностью стальным сердечником монтируют в системах отопления как стальные приборы. Однако при этом следует учитывать механические свойства алюминиевого оребрения и оберегать его от повреждений.

Секции радиатора соединяют друг с другом с помощью стальных ниппелей. Для этого в коллекторах предусмотрена трубная резьба 1 дюйм. При перегруппировке необходимо использовать только фирменные прокладки.

Чтобы достигнуть расчетной теплоотдачи, при установке Global Style нужно соблюдать оптимальные расстояния: не менее 3 см от стены за радиатором, не менее 10 см - от пола и подоконника.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ: желательно строго придерживаться требований РД 34.20.501-95 к параметрам теплоносителя. Радиатор можно устанавливать в отопительных системах со стальными, медными и пластиковыми трубами, а также с низкозамерзающим теплоносителем (антифризом).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРИИ: радиаторы Global Style (Италия) имеют современный дизайн (по оценкам экспертов, лучший в своем классе приборов), компактные размеры, небольшой вес, стабильные тепловые показатели и высокие прочностные характеристики. Относительно небольшое значение номинального теплового потока секции (168 Вт) позволяет более точно подбирать необходимую тепловую мощность отопительного прибора. Высокое испытательное давление 52,5 атмосферы разрешает повышать допустимое рабочее избыточное давление теплоносителя до 35 атмосфер и устанавливать биметаллические радиаторы в отопительных системах любых высокоэтажных зданий и сооружений. Приборы Global Style отличает высокое качество материалов, исполнения, надежность и долговечность.

декоративные уличные фонари