ラジエーター（暖房）

ラジエーターとコンベクターは、空間暖房を目的として、ある媒体から別の媒体に 熱エネルギーを伝達するように設計された熱交換器です。

コネチカット州ニューヘイブンのデニソン・オルムステッドは、1834年に熱を放射する熱交換器を備えたストーブの特許において、暖房器具の意味で「ラジエーター」という用語を使用した最初の人物であると思われる。特許の中で彼は、自分の発明は「私がラジエーターと呼ぶ特殊な種類の装置」であると書いている。^[1]暖房ラジエーターは、1855年にプロイセン王国生まれでサンクトペテルブルクに住んでいたロシア人実業家、フランツ・サン・ガリによって発明された。^{[2] [3]} 1800年代後半、アメリカン・ラジエーター・カンパニーなどの企業は、コストを下げて市場を拡大するために、以前の加工鋼設計よりも鋳鉄ラジエーターを推進した。

ラジエーターは、主に熱放射によって媒体に熱を伝達する装置です。実際には、ラジエーターという用語は、流体が露出したパイプ（多くの場合、フィンまたは表面積を増やす他の手段が付いている）を循環するさまざまな装置に適用されますが、そのような装置は主に対流によって熱を伝達する傾向があり、論理的には対流装置と呼ばれることもあります。

対流ヒーターと対流式ヒーターという用語は、熱源が直接露出しないタイプの装置を指します。家庭内の安全性と給湯器からの熱供給によって温度が比較的低く保たれるため、対流式に比べて放射式は効率が悪いです。^[要出典]

蒸気には、ポンプを使わなくても、蒸気自身の圧力でパイプを流れるという利点があります。このため、電気モーターやポンプが利用可能になる前に、蒸気は早くから採用されていました。また、蒸気は、高層ビルなどの大きくて高い建物全体に熱水よりもはるかに簡単に分配できます。ただし、蒸気システムが稼働する温度が高いため、不要な熱損失が必然的に大きくなり、本質的に効率が低くなります。

蒸気パイプとラジエーターは、蒸気ハンマーと呼ばれる衝撃音を発する傾向があります。この衝撃音は、蒸気パイプの水平部分で蒸気の一部が水に凝縮したときに発生します。その後、蒸気が水を吸収して「スラグ」を形成し、それを高速でパイプ継手に投げ込み、大きなハンマー音を発してパイプに大きな負担をかけます。この状態は通常、凝縮水の排水方法が不十分なために発生し、建物が沈下してパイプやラジエーターに凝縮水が溜まり、ボイラーに向かってわずかに傾かなくなることが原因であることが多いです。 [^要出典]

温水ラジエーターは、重力、ポンプ、または自然対流によってボイラーまたはその他の加熱装置から供給される温水が満たされた密閉された中空の金属容器で構成されています。熱を放出すると、温水は冷えてラジエーターの底に沈み、反対側の端のパイプから押し出されます。温水ラジエーターのパイプのノッキングを防止または最小限に抑えるために、 アンチハンマー装置が取り付けられることがよくあります。

ボイラーから熱を受け取る蒸気や温水システムとは異なり、電気ラジエーターはラジエーターの場所で電気から熱を生成します。この熱は、ラジエーター内の液体（オイルなど）に伝達される場合があります。オイルは対流によってラジエーター内を循環し、加熱要素からの熱をラジエーターの表面に分散させます。小型の電気ラジエーターは、配管に接続する必要がないため、持ち運びできるという利点があります。一部の電気ラジエーターは温水を使用することもできます。これは、タオルウォーマーで特に一般的であり、セントラルヒーティングシステムが稼働しているときはラジエーターは温水を使用し、建物全体を暖房する必要がないときは電気に切り替わります。

鋳鉄製ラジエーターは、温水システムまたは蒸気システムで使用できます。従来の鋳鉄製ラジエーターは新築では一般的ではなく、強制温水ベースボード ラジエーターまたはパネル ラジエーターに置き換えられていますが、現在も入手可能です。

温水ベースボード コンベクター (「フィン チューブ ラジエーター」と呼ばれることが多い) は、表面積を増やすためにアルミニウム フィンが取り付けられた銅パイプで構成されています。伝導を利用して、パイプ内を循環する水から金属ラジエーターまたはコンベクターに熱を伝達します。

ベースボードコンベクターは、ラジエーターの熱を周囲の空気に対流で伝達して室内の空気を暖めるように設計されています。^[4]底部から冷たい空気を吸い込み、ラジエーターフィンを通過するときに空気を温め、上部から加熱された空気を排出することでこれを実現します。これにより、室内に対流による空気の流れが形成されます。ラジエーターが上または下からブロックされている場合、この空気の流れが妨げられ、ヒーターは作動しません。ベースボード暖房システムには、中央空調システムのエアレジスターのように、居住者が部屋ごとに暖房を微調整できるように、可動式のカバーが取り付けられている場合があります。

パネルラジエーターは、平らなまたは波形の鋼板を溶接して作られ、通常は壁から吊り下げられます。通常は温水システムで使用されますが、電気式もあります。パネルにはフィンが付いていることが多く、これにより表面積が大きくなり、空気中に伝達される熱量が増えます。複数のパネルを積み重ねて 1 つのラジエーターを作る場合があり、その結果できたラジエーターは 2 桁の型式番号で呼ばれます。最初の桁はパネルの数、2 番目の桁はフィンのセットの数です。たとえば、タイプ 21 のラジエーターには 2 つのパネルがあり、その間に 1 セットのフィンがあります。ラジエーターの周囲とパネル間の空気の流れは対流のみによるもので、ラジエーターが設計性能に達するには、対流が制限されてはなりません。パネルラジエーターの熱出力は、手動またはサーモスタットバルブを使用して温水の流れを制御することによって調整されます。

ラジエーターは、熱伝導率に優れ、鋼鉄に比べて熱伝導率に優れたアルミニウムで作ることもできます。アルミニウムラジエーターは水分含有量が少ない傾向があり、金属自体の優れた熱伝導性と相まって、アルミニウムラジエーターは温度要求の変化に非常に敏感です。^[5]

ファン付き対流器には、暖房システムからの温水が供給される熱交換器が含まれています。サーモスタットスイッチが電気ファンを作動させ、熱交換器に空気を吹き付けて室内を循環させます。利点は、サイズが比較的小さく、熱が均等に分散されることです。欠点は、ファンの騒音と、熱源と別の電源の両方が必要になることです。

「輻射熱」としても知られる床暖房は、床下に埋め込んだり取り付けたりしたパイプ、チューブ、または加熱ケーブルのネットワークを使用して、熱を室内に上昇させます。タイルなどの伝導性床材を使用すると、最高の結果が得られます。このような部屋サイズのラジエーターは表面積が大きいため、希望する室温より数度高い温度に維持でき、対流を最小限に抑えることができます。床暖房は、新築の場合、効率の低いシステムよりも高価です。また、既存の建物に後付けするのは一般的に困難です。

ローマのヒポコーストも同様の原理を採用していました。

幅木ラジエーターは、幅木の中にラジエーターを設置するタイプのヒーターです。温水はパイプでシステム内を流れ、通常はセントラルヒーティングシステムから直接供給されます。^[6]

ラジエーターは室内の湿度を下げ、空気を温めることで肌の乾燥、身体的快適性の低下、例えば木製の床材の収縮などを引き起こす可能性があります。しかし、加湿器を使えば湿度を上げることができます。^[7]

• タオルウォーマー
• スペースヒーター
• ブリードスクリュー
• 冷却剤
• 直接放射の等価性
• ヒーターコア
• ハイドロニクス
• ハイドロニックバランス
• ラジエーターキャビネット
• ラジエーターリフレクター
• ラジエーター（エンジン冷却）
• サーモスタットラジエーターバルブ

ウィキメディア・コモンズには、ラジエーターに関連するメディアがあります。

• 「電気ラジエーターの操作情報」Laura LNorth01。2020年。