Radiator , zwany także podgrzewacz w Kanadzie , to urządzenie, które umożliwia wymianę ciepła pomiędzy dwoma środowiskami. Jego funkcją jest albo usuwanie ciepła z obiektu, aby zapobiec jego przegrzaniu, albo ogrzewanie przestrzeni lub obiektu. Promiennik generalnie działa na zasadzie konwekcji , ale także promieniowania , to właśnie temu ostatniemu sposobowi wymiany ciepła zawdzięcza swoją nazwę.
Obszary zastosowania grzejników są bardzo szerokie. Promienniki stosuje się wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba wymiany dużej ilości ciepła na niewielkiej przestrzeni.
Ogrzewanie grzejniki są wykorzystywane do ogrzewania pomieszczenia, w celu kontrolowania temperatury . Są kilku rodzajów.
Aby skutecznie przenosić ciepło, grzejnik musi być wykonany z materiału o wysokiej przewodności cieplnej (stąd powszechne zastosowanie metalu) i mieć dużą powierzchnię wymiany między dwoma płynami, co tłumaczy często stosowane skomplikowane kształty. Czasami stosowana jest konwekcja wymuszona (wentylator), która przyspiesza wymianę między grzejnikiem a ogrzewanym medium.
Rozpraszanie ciepła przez promieniowanie silnie zależy od temperatury (w T 4 , zgodnie z prawem Stefana-Boltzmanna ).
Inne czynniki są zaangażowane w utrzymanie komfortowej temperatury : izolację budynku i pomieszczeń, obecność zaworem termostatycznym , etc.
Podgrzewacz wody jest najstarszy. Płyn wymieniający ciepło jest ogrzewany w kotle i krąży w obwodzie elementów, które przenoszą ciepło z tego płynu do otoczenia, zasadniczo radiacyjne i konwekcyjne transferów . Ograniczeniami technicznymi wyjaśniającymi kształt i działanie grzejnika są:
Wszystkie grzejniki z konwekcyjną propagacją ciepła wymagają regularnego czyszczenia. Jeśli ta konwekcja jest wspomagana lub wymuszona, czyszczenie musi być częste .
Konwektor Konwektor jest pudełko z częścią o kształcie prostokąta (poziomych lub pionowych), oraz w różnych rozmiarach, zgodnie z mocą. Zwykle umieszcza się go 20 cm od ziemi. Górna i dolna część są otwarte (czasami z siatką); dolna kratka to wlot świeżego powietrza, a górna wylot gorącego powietrza. cyrkulacja powietrza odbywa się poprzez naturalną konwekcję. Wewnątrz chłodnicy powietrze jest podgrzewane przez rezystory wyposażone w żebra w celu zwiększenia powierzchni dyfuzji. Wspomagany grzejnik konwekcyjny Działanie identyczne jak w przypadku konwektora opisanego powyżej z wyjątkiem cyrkulacji powietrza mniej więcej zwiększonej przez małą turbinę. Grzejnik konwekcyjny wymuszony Całe przepływające powietrze jest wprawiane w ruch, a przepływ rzadko jest pionowy w górę. Bardzo często przepływ ten jest rzutowany lub oscylujący. Bywa antymetodyczne w dół (np. kurtyny gorącego powietrza przy wejściu do sklepów). Turbina może być zarówno osiowa, jak i promieniowa. Inne przykłady: nagrzewnice powietrza, nagrzewnice itp. Promiennik lub promiennik ciepła Elektryczny promiennik ciepła rozprasza ciepło w postaci promieniowania przez elektrycznie podgrzewaną metalową płytkę. Promienniki ciepła wytwarzają ciepło przekazywane przez promienie podczerwone, rozprowadzane równomiernie i szybko. Ogrzewanie promiennikowe jest bardziej wydajne niż zwykłe grzejniki elektryczne, mają lepszą sprawność dyfuzyjną. Te urządzenia elektryczne są najczęściej używane w domach. Grzejnik bezwładnościowy Grzejniki bezwładnościowe to grzejniki wykorzystujące elementy grzejne stałe (bezwładność sucha) lub ciecz (bezwładność z nośnikiem ciepła). Zasadą jest jak najdłuższe utrzymywanie ciepła wytworzonego elektrycznie w przypadku grzejników elektrycznych w celu jak najdłuższego rozprowadzenia go w domu. Grzejniki bezwładnościowe należą do tzw. metod łagodnego ogrzewania. Grzejnik akumulacyjny Grzejnik akumulacyjny nagrzewa się prawie w sposób ciągły. W tym celu wykorzystuje ciepło zmagazynowane w nocy w tempie poza szczytem, aby przywrócić je w ciągu dnia. Zwykle wyposażony w cegły ogniotrwałe, emituje ciepło w ciągu dnia bez zużywania energii. Promiennik podczerwieni Umożliwia ogrzewanie kierunkowe, ale ogrzewa tylko to, co znajduje się w jego osi, co pozwala uniknąć rozpraszania ciepła do pomieszczeń z wysokimi sufitami. Są zaprojektowane tak, aby zminimalizować negatywny wpływ konwekcji. Te grzejniki mogą osiągnąć sprawność 80%. Grzejnik halogenowy Należy dokonać rozróżnienia między „ogrzewaniem na podczerwień długą” a „ogrzewaczami halogenowymi”, często sprzedawanymi pod nazwą „promiennik podczerwieni”. Te ostatnie, zwane też po prostu „halogenami”, wykorzystywane są jako dogrzewanie niewielkich powierzchni, np. łazienek. Grzejnik olejowy W grzejnikach olejowych ogrzewanie zapewniają oporniki elektryczne. Pojemność cieplna oleju jest niższa niż w wodzie, mniejszą to energia potrzebna do podgrzania jej, co umożliwia szybszy wzrost temperatury; z drugiej strony musi być podgrzewany częściej, a zatem wymaga dokładniejszej regulacji. Ciepło z grzejnika kąpielowego jest przekazywane z cieczy do stali, a następnie do powietrza poprzez konwekcję i promieniowanie.Ze względu na niską efektywność , spalinowych i przeciwwybuchowych silników zamontowanych w większości mechanicznych pojazdów , generują dużo ciepła. Prawie wszystkie najnowsze silniki są wyposażone w obwód chłodzący, w tym rurową chłodnicę wodną wynalezioną w 1897 roku przez Wilhelma Maybacha i ulepszoną przez Samuela Browna .
Płyn chłodzący Cool Gdy chłodziwo przepływa w bloku silnika, jak również w głowicy , uboczny tak blisko jak to możliwe do strefy wytwarzania ciepła. Jego zadaniem jest utrzymanie korpusu silnika w optymalnej temperaturze (od 75 do 110 °C ). Chłodzący jest zmuszany przez odśrodkową pompę poprzez przewody do kaloryfera, zamontowaną zasadniczo naprzeciwko drogowej, powietrzem na zewnątrz pojazdu, przechodzi poprzez chłodnicę przenoszeniu niepożądanych energię z silnika do powietrza otoczenia. Ten grzejnik może być z aluminium lub miedzi , która choć cięższa, lepiej rozprasza energię. Zwykle składa się z wiązki pionowych przecinających się rur, wyłożonych żebrami, w których krąży woda chłodząca. Zimą do ochrony układu chłodzenia i silnika stosuje się płyn niezamarzający .Kilka urządzeń umożliwiających usprawnienie pracy grzejnika poprzez regulację temperatury nośnika ciepła :
W innych przypadkach nośnikiem ciepła może być olej pochodzący z silnika, skrzyni biegów lub osi .
Innym zastosowaniem chłodnicy w samochodzie jest wymiennik powietrze/powietrze (często sprzężony z urządzeniem doładowania ), w celu obniżenia temperatury powietrza wlotowego opuszczającego sprężarkę, co pozwala na poprawę sprawności jego termodynamicznego cykl . W konkurencji niektóre z tych wymienników otrzymują dysze wyrzucające zimną wodę.
Elektronika i komputery wytwarzają ciepło, które musi zostać rozproszone, w przeciwnym razie sprzęt może ulec uszkodzeniu. Obszary te wykorzystują małe grzejniki zwane radiatorami, które można sparować z wentylatorami (patrz zdjęcie poniżej). W tej dziedzinie mówimy aircooling lub chłodzenia powietrza .
Przykłady grzejników stosowanych do chłodzenia w elektronice.
Radiatory sprzężone z wentylatorami ( wentylatory ) do mikroprocesorów .