Разновидности отопительных приборов. Отопительные приборы систем водяного отопления Стальные панельные радиаторы

Неважно, насколько добротный ремонт сделан в доме и как грамотно спланировано расположение комнат, ведь в случае неправильной работы отопительных приборов в помещении вряд ли удастся достигнуть комфортных условий для проживания. Поэтому первоочередной задачей собственников, которые делают капитальный ремонт в помещении или строят новый дом с ноля, является корректный подбор и монтаж оптимальных отопительных приборов.

В большинстве семей, ведущей статьей затрат за коммунальные платежи являются расходы на отопление. Это также стоит учитывать, выбирая нагревательные приборы системы отопления в строительном магазине, ведь каждый прибор, в зависимости от конструкции и спецификации отличается по критериям номинальной мощности, теплоотдачи и КПД.

В системе обогрева дома базовые приборы отопления представлены различными типами радиаторов и конвекторов. При выборе радиатора, в первую очередь стоит акцентировать внимание на материале, из которого он изготовлен, поскольку именно этот фактор сказывается на практичности, износоустойчивости и долговечности приборов. Покупая конвектор, стоит учитывать его мощность и возможность автоматической работы.

Характеристики приборов из различных металлов

Сегодня популярностью пользуются отопительное оборудование из таких металлов, как: биметалл, сталь, чугун. Рассмотрим их более подробно.

Биметалл

Инновационные биметаллические приборы отопления на сегодняшний день являются самыми функциональными. Они идеально дополняют системы отопления любого типа и отличаются тем, что сочетают в себе лучшие стороны стальных и алюминиевых батарей. Это легкий вес, обуславливающий простоту монтажа, исключительная теплоотдача и эстетичный внешний вид, который украсит даже квартиру с дизайнерским ремонтом. Улучшить эффективность биметаллического радиатора поможет отражатель для батарей отопления, который установлен согласно рекомендациям производителя.

Сталь

также имеют положительные показатели теплоотдачи, однако они менее долговечны из-за того, что сталь подвергается коррозии – поэтому приборы могут не подойти для центральных систем теплоснабжения. Что касается алюминиевых аналогов, они обладают высоким КПД и гарантируют эффективные показатели работы, однако в системе отопления они подвержены быстрому механическому износу из-за давления и действия солей тяжелых металлов, присутствующих в составе теплоносителя. Такие радиаторы часто ломаются, поэтому необходима перемычка на батарею отопления – она позволит провести замену прибора без остановки функционирования всей системы.

Чугун

Наиболее примитивным вариантом считаются чугунные отопительные приборы систем водяного отопления дома.

Чугунные батареи долговечны, износоустойчивы и могут использоваться даже в системах с плохим качеством теплоносителя.

Однако некоторые собственники избегают монтажа чугунных приборов из-за их высокого веса, предполагающего наличие надежной стеновой конструкции для засверливания мощных кронштейнов и неприглядного внешнего вида, требующего покупки короба. Для установки такого прибора собственнику потребуется купить ключ для радиаторов отопления и заготовить целый набор вспомогательных инструментов.

Отличия в конструкции и принципах работы

Доступные в продаже отопительные приборы конвекторы, радиаторы, ребристые трубы и гладкотрубные приборы могут отличаться по конструкции и по принципу работы. В зависимости от особенностей конструкции, приборы отопления могут размещаться вдоль стен или встраиваться в специально подготовленные ниши. При этом независимо от типа конструкции, радиаторы и трубы работают по одному принципу – они используют свою поверхность для передачи энергии от греющего тела – теплоносителя, через свой корпус в окружающую среду. В качестве теплоносителя в жилых домах чаще всего используется масло или вода, а в промышленных зданиях им может выступать горячий пар.

Конструкция радиаторов

Из особенностей конструкции радиаторов можно сделать очевидные выводы – чем большая площадь поверхности корпуса радиатора, контактирующего с окружающей средой, тем больше тепла он передаст в помещение. Чтобы добиться максимальной отдачи при небольших габаритах, производители предложили сжать рабочие зоны отопительных приборов и придать им более компактный вид. Среди подобных разработок – панельные и , в которых теплоноситель циркулирует внутри специальных сочлененных каналов.

Такое решение позволило добиться максимально термического КПД и эффективного теплообмена радиатора при сокращении его наружных габаритов. При работе такого радиатора в теплообмене задействованы большие объемы воздушной массы, в результате чего он обеспечивает равномерный прогрев помещения. Тепловая эффективность радиатора зависит не только от объема циркулирующего воздуха вокруг него, а и от наличия условий в комнате для естественной конвекции воздуха.

Это стоит помнить хозяевам, которые используют декоративные короба или устанавливают мебель перед радиатором. Эти предметы создают преграды для оптимального распространения тепла, становятся препятствием на пути эффективной циркуляции воздуха и снижают КПД отопительного прибора. Поэтому, грамотно расставив предметы мебели в комнате, собственник может взять пульт управления котлом отопления, подобрать оптимальный режим работы и наслаждаться комфортом в своем доме.

Конструкция конвектора

В отличие от радиаторов, конвектор работает по другой схеме. Ему подает сигнал контроллер отопления и в работу включается нагревательный элемент, расположенный под кожухом. Нагретый воздух с помощью конвекции распространяется по комнате и способствует повышению температурного режима. Однако если в комнате используются устаревшие модели конвекторов, потребуется установить увлажнитель воздуха на радиатор отопления для поддержания оптимального уровня влажности. Старые модели конвекторов сильно сушат воздух и способствуют созданию некомфортного микроклимата, новые модели этих недостатков лишены.

Использование вспомогательных элементов для оптимизации работы приборов отопления

Чтобы улучшить работу отопительных приборов, подсоединенных к контуру, владельцу может потребоваться вспомогательное оборудование. Это реле разгрузки для электрокотла, которое позволяет плавно регулировать мощность и делать работу отопительных приборов, подключенных к контуру, более эффективной, или термоголовки на радиаторы отопления – высокотехнологичные устройства, предназначенные для автоматического регулирования температуры в контуре.

Стоит обратить внимание на GSM контроль отопления – модуль, позволяющий дистанционно производить контроль над работой отопительных приборов.

Он помогает собственнику получать отчеты о температуре в помещении, исправности приборов в контуре, а также предполагает удаленно задавать режим работы системы обогрева. Современные модели удаленного контроля отопления предполагают, что для каждой комнаты может быть выбран оптимальный температурный режим. Для этого все отопительные приборы в доме, оборудуются автоматическими регуляторами температуры. Более подробно о терморегуляторах можно прочитать .

Оптимальное сочетание в системе отопления базовых и вспомогательных приборов позволит добиться максимально эффективной работы контура и будет способствовать более экономичному потреблению энергоресурсов.

Чтобы в жилище пришло долгожданное тепло, недостаточно просто сжечь топливо в топке и загрузить теплоноситель полученными калориями. Необходимо без неоправданных потерь передать драгоценный груз нуждающимся в нем помещениям. Именно такой работой заняты отопительные приборы.

Важнейшее место среди них занимают приборы водяного отопления . Вода в качестве теплоносителя имеет немало достоинств: обладает высокой текучестью, экологически безупречна, доступна.

Нагревательные приборы гидравлических систем отопления – это радиаторы, конвекторы и водяные (не путать с электрическими!) теплые полы. Есть еще гладкие и чугунные ребристые трубы, но они используются преимущественно для обогрева производственных зданий.

Радиатор в переводе с латинского – «излучающий», до 30% теплового потока он отдает в виде излучения, остальное – в виде конвекции. У конвектора на давшее ему имя явление конвекции (от латинского convectio – принесение, доставка) приходится свыше 90% теплового потока. В городских квартирах и современном загородном жилье отопительные приборы – главные «действующие герои» систем отопления. В городских квартирах и современном загородном жилье отопительные приборы – главные элементы систем отопления. Отопительные приборы за редким исключением всегда на виду, и дизайн для них немаловажен. Ему, по мнению маркетологов, отдают приоритет до 50% покупателей. Впрочем, плохо поддающаяся нормированию красота – важная, но не единственная характеристика, на которую обращает внимание покупатель.

Выбор отопительного оборудования

В первую очередь, покупатель обращает внимание на тепловую мощность прибора. . В последние годы заметно улучшилась теплоизоляция помещений . Результат – на их обогрев тратится значительно меньше тепловой энергии, чем десятилетие назад. Но за это же время в наших квартирах зримо умножилось количество бытовых приборов (компьютеры, микроволновые печи, аудиосистемы и т. д.), чье суммарное влияние на температуру воздуха в помещении невозможно игнорировать.

nota bene ОДНОТРУБНЫЕ И ДВУХТРУБНЫЕ СИСТЕМЫ

В однотрубной системе отопительные приборы подключаются последовательно. Как следствие, к каждому последующему теплоноситель приходит более холодным, чем к предыдущему. То есть температура зависит от удаленности радиатора от источника тепла. Регулированию такая система поддается с трудом, а используемые в ней отопительные приборы должны обладать малым гидравлическим сопротивлением. При двухтрубной системе отопления теплоноситель подводится по одной трубе, а отводится по другой, что позволяет осуществлять параллельное, независимое подсоединение нагревательных приборов. Еще одно преимущество «двухтрубки» в том, что она позволяет поддерживать в системе малые рабочие давления, увеличивая тем самым срок службы коммуникаций и делая возможным использование более дешевых тонкостенных радиаторов. Такие схемы наиболее распространены в странах Западной Европы. В России же, особенно в домах, возведенных в 1950–80-е годы, преобладают однотрубные системы.

Поэтому и сегодня проблема поддержания оптимальной температуры, возможность ее корректирования актуальна. Потребителю нужно регулируемое тепло. Тепло, способное привести к разумному компромиссу два стоящих в оппозиции желания – не ощущать дискомфорта и поменьше платить за дорожающую с каждым годом тепловую энергию. Такое тепло приносят в дом легко управляемые, адекватно реагирующие на изменения температуры воздуха отопительные приборы (совсем хорошо, если они работают в автоматическом режиме).

Аксиомой является и то, что потребитель должен получать абсолютно безопасное тепло. То есть полностью исключающее даже минимальную возможность механических и термических травм. Современный отопительный прибор должен быть приятен не только внешне, но и на ощупь. Несмотря на то что температура циркулирующей в нем воды может приближаться к 90–95 °C , температура кожуха не должна превышать абсолютно безопасных 40–45 °C . Это важно и для мебели, и для электрических приборов, которые нежелательно размещать рядом с отопительными. Современные радиаторы и конвекторы свели прежде довольно обширную «зону отчуждения» к нулю. И теперь в непосредственной близости от них можно безо всякой боязни размещать телевизоры, холодильники и даже дорогостоящую кожаную мебель.

Для современного горожанина, проводящего в четырех стенах почти двадцать четыре часа в сутки, очень важно, чтобы его согревало еще и здоровое тепло. Более низкая, чем у старых привычных батарей, температура наружной поверхности и увеличение доли конвекции – вот два основных фактора, обеспечивающих более равномерное распределение температуры воздуха в помещении, ликвидирующих причины появления сквозняков, а также способствующих естественной нормализации влажности, предотвращению образования в помещении плесени и грибков и, как результат, улучшению самочувствия людей, которые в этих помещениях живут.

Системы водяного отопления имеют тенденцию к уменьшению своих размеров, что в принципе не сказывается на подаче тепла.

Дизайн отопительных приборов – это не только выразительные формы или радующая глаз окраска, но и небольшие размеры. Эволюция отопительных приборов по пути уменьшения их массы и объемов происходит не из одних эстетических соображений. Маленький размер – это еще и экономично. Меньше отопительный прибор (то есть его собственная масса и количество единовременно содержащегося в нем теплоносителя), значит, меньше его тепловая инерция, он быстрее реагирует на изменение температуры, перестраиваясь в нужный режим. Например, система отопления с медно-алюминиевыми радиаторами JAGA выходит на полную мощность всего лишь за 10 минут.

Доведенное до абсолюта желание минимизировать занимаемый отопительным прибором объем выражается в производстве серий mini, представленных в ассортименте многих производителей. Эти приборы столь малы (их высота всего 8–10 см), что их можно попросту спрятать под полом, что, впрочем, совсем необязательно – радиатор или конвектор могут служить украшением интерьера ничуть в не меньшей степени, чем стильная межкомнатная дверь, оригинальный светильник или панно на стене. А вот скрыть под кожухом коммуникации (вентили и подводку) вполне разумно при любых размерах.

Из чего же их делают?

Радиаторы и конвекторы изготавливают из различных материалов – стали, чугуна, алюминия, сочетания нескольких металлов (биметаллические радиаторы).

Выбирая радиатор для своего дома, необходимо обратить внимание на следующие характеристики:

• рабочее и испытательное (или опрессовочное) давление; обычно их соотношение находится в промежутке 1,3–1,5;
• номинальный тепловой поток (поток, определяемый при нормированных условиях: температурный напор – 70 °C , расход теплоносителя – 0,1 кг/с при его движении в приборе по схеме «сверху вниз», атмосферное давление – 1013,3 ГПа);
• размеры (длина, высота, глубина, межцентровое расстояние);
• массу и производную от нее величину – удельную материалоемкость (измеряется в кг/кВт);
• стоимость.

Радиаторы

Чугунные радиаторы. Чугун обладает высокой теплопроводностью. В силу этих причин изготовленные из него отопительные приборы можно использовать в системах с большими перепадами давления и плохой подготовкой воды (повышенная агрессивность, загрязненность, кусочки окалины). Как раз всеми этими качествами обладают преобладающие в многоэтажном строительстве однотрубные системы.

Чугунные радиаторы выпускаются уже более 100 лет. Это своего рода классика, на которой «воспитывалось» не одно поколение наших сограждан, обычно называвших этот отопительный прибор батареей. До 1960-х из батарей формировался почти весь ассортимент отопительных приборов в нашей стране. И сегодня этот, многими преждевременно списанный со счетов отопительный прибор все еще удерживает за собой до 70% российского рынка.

Современные радиаторы отопления обладают хорошим дизайном и большой теплоотдачей.

В нашей стране чаще всего используют чугунные радиаторы, состоящие из двухканальных, соединяемых друг с другом секций. Количество секций определяется расчетной поверхностью нагрева. Применяют также одноканальные, а за рубежом многоканальные (до 9 каналов в одной секции) чугунные радиаторы.

К их недостаткам относят большой вес, значительный процент заводского брака – трещины и каверны, образующиеся в результате некачественного литья и сокращающие потенциально очень продолжительный срок эксплуатации. Согласно нормативам, гарантийный срок эксплуатации радиаторов – 2,5 года со дня сдачи объекта в эксплуатацию или продажи в пределах гарантийного срока хранения, а производители и продавцы обещают по меньшей мере несколько десятилетий безупречной службы этих приборов. Иногда чугунные радиаторы упрекают в отсутствии привлекательного внешнего вида (вспомните: «батарея-гармошка»). Однако использование современного дизайна и порошковых красок способно придать шарм и этим ветеранам.

Системы, в которых задействованы чугунные радиаторы, из-за большой тепловой инерционности поддаются регулированию не без труда. Хотя и из этой ситуации есть выход, и в некоторых моделях за счет уменьшения емкости секций удается эффективно использовать терморегулирующие элементы (таковы, например, термостаты RTD-G, RTD-N фирмы Danfoss).

В данном классе отопительных приборов преобладает отечественная продукция. Среди зарубежной можно выделить чугунные секционные радиаторы фирм Roca (Испания), Viadrus (Чехия), Biasi (Италия), «Сантехлит» (Белоруссия), турецкие радиаторы Ridem .

Стальные панельные радиаторы формируются из двух отштампованных листов. В нашей стране их производство началось в 1960-е годы. От секционных чугунных их отличают меньшие вес (удельная масса на 1 кВт примерно втрое ниже) и тепловая инерция. Считаются «неженками», поскольку более чувствительны к возникающим при остановке или запуске системы гидравлическим ударам и побаиваются коррозии, провоцируемой частыми сливами или высоким содержанием кислорода в теплоносителе. В системах, где имеют место многократные скачки давления «выше ординара», рассчитывать на долгий срок службы стальных панельных радиаторов не приходится. Обычно рабочее давление приборов этого типа не превышает 9 атм.

мнение эксперта В.В. Котков
коммерческий директор Группы компаний «ХитЛайн»

Можно утверждать, что доля прогрессивных (по отношению к преобладающим пока классическим чугунным) конструкций радиаторов возрастает. Сегодня в Европе ежегодно производится до 5 млн секций алюминиевых радиаторов. В значительной степени развитие этого производства стимулируется российским рынком, где спрос на них ежегодно увеличивается на 5–10%. Поэтому ведущие западные компании стараются максимально адаптировать свою продукцию к российским условиям (существующим в нашей стране проблемам с водоподготовкой, высокому нестабильному давлению в системах центрального отопления и т. д.). Хотя, по традиции, многие российские строительные компании отдают приоритет чугунным радиаторам, неуклонно увеличивается число фирм, работающих с алюминиевыми. Ведь алюминиевый радиатор – это не просто частное техническое решение, но решение целого комплекса проблем, связанных с экономичностью, безопасностью и дизайном. Он способен вписаться в современный интерьер, его не нужно маскировать, тратя на это немалые средства.

Широкое применение стальные панельные радиаторы находят в малоэтажном строительстве. Особенно уместны они при двухтрубной системе отопления, которой отдают предпочтение в коттеджном строительстве. В многоэтажных домах их резонно устанавливать при наличии индивидуального теплового пункта, т. е. котельной. Три четверти продаж стальных панельных радиаторов приходится на частного застройщика, элитное жилье и гражданские здания. Наиболее известны в нашей стране модели фирм: VSZ (Словакия), Dia Norm, Preussag, Kermi (Германия), Korado (Чехия), DeLonghi (Италия), Stelrad (Голландия), Purmo (Польша), Roca (Испания), DemirDokum (Турция), Impulse West (Англия, но сборка в Италии), Dunaferr (Венгрия).

Трубчатые и секционные радиаторы внешне похожи, хотя конструктивно различаются – в трубчатых секции как таковые отсутствуют, а трубки соединены двумя монолитными коллекторами. Те и другие имеют привлекательный вид и органично вписываются практически в любой интерьер. Обтекаемые формы радиатора исключают возможность получения травм человеком. Малая емкость секций способствует эффективной терморегуляции. А если некоторые из его элементов изготовлены из оребренной трубы, то удается, не меняя линейных размеров, существенно увеличить мощность радиатора.

Рабочее давление трубчатых стальных радиаторов выше, чем у панельных, – 10 и более атм.

На нашем рынке этот вид радиаторов представлен преимущественно немецкими торговыми марками Bemm, Arbonia, Kermi .

Алюминиевыми называют радиаторы, изготавливаемые из сплава алюминия с кремнием (содержание самого алюминия от 80 до 98%). Алюминий – материал, обладающий высокой теплопроводностью, но предъявляющий повышенные требования к химическому составу теплоносителя. Недостатком радиаторов из алюминиево-кремниевого сплава с повышенным содержанием кремния является генерация водорода при контакте с водой. Прекрасное дизайнерское исполнение большинства радиаторов несколько портит устанавливаемый на каждом приборе автоматический клапан для спуска воздуха, т. к. в процессе эксплуатации происходит активное выделение водорода.

Значительную часть российского рынка алюминиевых радиаторов занимает продукция итальянских фирм: Rovall, Industrie Pasotti, Global, Alugas, Aural, Fondital, Giacomini, Nova Florida . Также представлены испанские радиаторы Roca, чешские Radus, английские Wester и др.

Биметаллические радиаторы. Внешне похожи на алюминиевые. Секции состоят из двух тонкостенных стальных труб (каналов для прохода теплоносителя), спрессованных под давлением с высококачественным алюминиевым сплавом. Логика этого симбиоза основывается на том, что алюминий обладает высокой теплопроводностью, а сталь прочностью, гарантирующей работу прибора при сверхнормативном давлении. Фактическими монополистами в производстве биметаллических радиаторов являются итальянские фирмы. Наиболее известная торговая марка – Sira.

Биметаллические радиаторы одновременно прочны и эффективны.

Конвекторы. Основа конструкции конвектора – заключенный в кожух нагревательный элемент. Подтекая к нему снизу, охлажденный комнатный воздух нагревается и поднимается вверх. Благодаря этому более 90% тепла передается конвекцией.

Наибольшее распространение конвекторы получили в автономных системах. Они особенно эффективны при невысоких температурах теплоносителя. Так, им по силам прогреть помещение при температуре воды всего лишь в 40 °C . Для удобства пользователя конвектор оснащается воздушным клапаном и сливной трубкой. Встроенный термостат и регулятор напора воды делают его эксплуатацию экономичной.

Конвектор особенно гармонично вписался в современную архитектурную среду, активно использующую большие окна, эркеры, зимние сады и т. д.

Конструктивно он может иметь четыре решения. Радиаторные конвекторы – комбинация двух приборов, отраженная в самом названии. Их устанавливают около окон, на полу или на небольших подставках. Плинтусные конвекторы располагаются в полу под большими окнами. Малая высота (90–100 мм) не требует ниш, а слабый конвективный поток можно усилить медленно вращающимся вентилятором. Конвекторы, заглубленные в пол, – оптимальный вариант для жилых помещений на первых этажах. Прибор помещается в подобие шахты, проходящий вдоль окна холодный воздух беспрепятственно попадает в конвектор, а поток теплого воздуха обеспечивает естественную циркуляцию в помещении. И наконец, конвекторы, закрытые декоративным экраном. В отличие от радиаторов, закрытый конвектор ничуть не теряет в теплоотдаче, напротив, экран способствует увеличению тяги.

Трубы для водяного отопления

Функционирование отопительных приборов гидравлических систем невозможно без труб. Первые полимерные (поливинилхлоридные) трубы были изготовлены в 1936 году в Германии. Первый трубопровод из них был построен там же в 1939-м. Но активное внедрение полимерных труб в системы водоснабжения и отопления началось с середины 1950-х годов, а в нашей стране с начала 1970-х годов.

Как для систем с использованием классических радиаторов, так и для теплых полов наилучшим образом подходят трубы из сшитого полиэтилена. Они не боятся кратковременного повышения температуры до +110 °C (нормальная температура их эксплуатации составляет обычно +95 °C ). При всех достоинствах у них один минус – высокая цена.

Используют в системах отопления и пропиленовые трубы . Но при этом следует учитывать высокий коэффициент теплового расширения материала. Срок службы полимерных труб может достигать 30 и более лет. Прокладка должна быть скрытой: их прячут в плинтусах, шахтах, каналах или в конструкции полов. Если в системах отопления используются полимерные трубы, то для того чтобы защитить их от превышения параметров теплоносителя, следует предусмотреть установку приборов автоматического регулирования.

Достоинства пластмассовых и металлических сочетают в себе металлопластиковые трубы. Они сочетаются с другими материалами, не пропускают кислород, а за счет гладкой внутренней поверхности сопротивление протеканию у них меньше, чем у стальных, что в условиях массового применения позволяет сэкономить немало энергии. Гарантийный срок службы – не менее 20 лет, но, как правило, в реальности он достигает 30–50 лет. Для сравнения, по данным Госстроя РФ, оцинкованные стальные трубы во внутренних системах служат в среднем 12–16 лет, а «черные» – вдвое меньше.

Kонкурирующие приборы систем водяного отопления

Тип прибора отопления Марки Цена за условную единицу оборудования, мощностью 1 кВт (в евро) Стальной трубчатый радиатор Arbonia Kermi «ТЕРМО-РС», «БИТЕРМО-РС» 100–160 80 Медно-алюминиевый радиатор (Бельгия, Россия) JAGA, «Изотерм» 100 Биметаллический радиатор (Россия, Чехия) SIRA, Style, Bimex 85–95 Радиатор алюминиевый литой (Италия) Elegance, Nova Florida, Calidor Super, Sahara Plus, Global MIX, Global VOX 64–75 Радиатор алюминиевый экструзионный (Италия, Россия) Opera РН («Ступинский радиатор») 63 50 Стальной панельный радиатор Kermi, Korado, DeLongi, Stelrad 50 Конвектор (Россия) «ТБ Универсал» 25 Чугунный радиатор МС-140 Demir Dokum, Roca 25 65

Tеплые полы

От труб логично совершить плавный переход к водяным теплым полам. Эта система отопления обладает многими достоинствами. Во-первых, низкая (40–55 °C ) температура теплоносителя способствует экономии энергии. Во-вторых, благодаря участию в эмиссии тепла всей поверхности пола обеспечивается почти идеальное горизонтальное и близкое к идеальному вертикальное распределение температур. Так, если температура поверхности пола составит 22–25 °C , то температура воздуха на уровне головы – 19-22 °C . Люди, согласно исследованиям гигиенистов, чувствуют себя наиболее комфортно, если голове немного холоднее, чем ногам. В жаркое время года, пуская по трубопроводам воду с температурой 10–12 °C , можно эффективно охлаждать помещение. В-третьих, водяные теплые полы дают возможность рационального использования площади жилого помещения.

В новых зданиях с наливными бетонными полами система напольного отопления состоит из нескольких слоев: бетонная плита, гидро-, звуко- и теплоизоляция, пленка, трубы, бетонная стяжка (используется самый обычный бетон марки не ниже М-300), цементный слой для выравнивания пола и покрытие. В старых зданиях используют метод сухой прокладки, когда отопительные трубы устанавливают в изоляции несущего слоя в специальных металлических пластинах, обеспечивающих равномерное распределение тепла.

Водяной теплый пол можно установить и под деревянным, смонтированным по балкам перекрытия. Для этого из доски, ДСП, влагостойкой фанеры или ЦСП (цементно-стружечной плиты толщиной не менее 20 мм) делается черновой пол.

Крепление труб в контурах осуществляется с помощью арматурной сетки и проволоки, крепежной ленты и монтажных скоб.

В соответствии с российскими нормами, средняя температура обогреваемого пола не должна превышать 26 °C . Поэтому, прежде чем поручать водяному теплому полу роль основной системы отопления, необходимо тщательно рассчитать, хватит ли для помещения «снимаемого» с него тепла или все же необходима дублирующая система.

Один за другим на планету обрушиваются экономические кризисы, что вкупе со стремительно уменьшающимся количеством ресурсов создаёт потребность в разработке и использовании энергосберегающих технологий. Эта тенденция не обошла стороной и системы отопления, стремящиеся к сохранению или даже увеличению своего КПД при заметно меньшем потреблении ресурсов. Разберёмся же, что представляют собой новые технологии отопления частного дома, квартиры и промышленных помещений, разложив отопительную систему на четыре основных компонента: генератор тепла, отопительный прибор, система отопления и система управления.

Котельная система отопления это наиболее производительная, хотя и самая затратная (после электрообогревателей) из всех современных автономных технологий отопления. Хотя сам по себе котёл - изобретение с древней историей, современные производители сумели модернизировать его, увеличив КПД и приспособив под разные виды топлива. Так, выделяют три основных (работающих на горючем) вида котлов - твердотопливные, газовые, на жидком топливе. Несколько выбивающиеся из этой классификации электрокотлы, а также комбинированные, или многотопливные - совмещают в себе качества сразу двух-трёх разновидностей.

Твердотопливные котлы

Интересна тенденция возвращения к традициям прошлого и активного использования твёрдого топлива: от обычных дров и угля до специальных пеллетов (гранул, спрессованных из побочных продуктов деревообработки) и торфяных брикетов.

Твердотопливные котлы делятся по типу топлива на:

Классические без проблем «принимают» любую разновидность твёрдого топлива, максимально надёжны и просты (по сути, это древнейший генератор тепла в истории человечества), дёшевы. Из недостатков: «капризность» по отношению к влажному топливу, невысокий КПД, невозможность регулировки температуры теплоносителя.

Пеллетный котёл - это устройство отопления, работающее на отходах древесины, спрессованных в маленькие гранулы. Выделяются высоким КПД, продолжительной работой на одной загрузке, крайне удобной системой загрузки пеллетов (засыпаются из мешка или пакета), возможностью настройки котла. Единственный существенный недостаток - достаточно дорогие гранулы для отопления цена которых колеблется от 6900 до 7700 рублей за тонну, в зависимости от зольности и теплотворности.

Следующий тип - котлы отопления пиролизные, работающие на пиролизном газе, извлекаемом из древесины. Топливо в таком котле медленно тлеет, а не сгорает, благодаря чему отдаёт заметно больше тепла. Достоинства: высокие КПД и надёжность, регулировка теплоотдачи, до полусуток работы без повторной загрузки. Единственный недостаток - потребность в подключении к электросети, из-за чего во время перебоев с подачей электроэнергии дом может остаться без тепла.

Стандартные котлы длительного горения загружаются любыми видами твёрдого топлива, за исключением древесины: кокс, бурый и каменный уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Существует другая разновидность, разработанная специально для работы на дровах и несколько отличающаяся устройством. Преимущества: работа до пяти суток на нефтепродуктах и до двух суток при загрузке древесиной. Недостатки: относительно невысокий КПД, потребность в постоянной чистке.

Газовые котлы

Магистральный газ - наиболее экономичный из всех видов топлива, а котлы, на нём работающие, считаются самыми удобными в использовании и обслуживании. Объясняется это их полностью автоматизированной работой и абсолютной безопасностью, за что отвечает множество датчиков и контроллеров. Недостатков как таковых не имеют, хотя и нуждаются в наличии газовой магистрали или постоянной доставке новых баллонов.

Котлы на жидком топливе

Нельзя сказать, что такие системы отопления инновационные, однако они стабильно востребованы на протяжении десятилетий и поэтому достойны упоминания. Главные виды жидкого горючего: дизельное топливо и сжиженная пропан-бутановая смесь. Преимущества перед твердотопливными: почти полная автоматизация работы. Недостатки: крайне высокая стоимость отопления, уступающая лишь электричеству.

Электрическое отопление

Отличается широчайшим многообразием отопительных систем и отдельных приборов. Это и электроконвекторы (которые в свою очередь бывают внутрипольными, напольными и настенными), и электрокотлы, и тепловентиляторы, и инфракрасные обогреватели, и масляные радиаторы, и тепловые пушки, и всем известный тёплый пол. Их общий и пока непреодолимый недостаток - крайне высокая стоимость отопления. Самыми экономичными из них считаются инфракрасные радиаторы и тёплые полы.

Тепловые насосы

Эти системы отопления современные в полном смысле слова, несмотря на то, что появились ещё в 80-е годы. Тогда они были доступны лишь зажиточным людям, но теперь многие приноровились собирать их вручную, благодаря чему медленно, но верно завоёвывают популярность. Очень упрощённо принцип их работы заключается в извлечении тепла из воздуха, воды или земли снаружи дома и переносе его в дом, где тепло передаётся или непосредственно в воздух, или сначала в теплоноситель - воду.

Гелиосистемы

Ещё одна развивающаяся быстрыми темпами технология -гелиосистемы отопления, более известные под названием солнечных батарей.

Преимущества:

Недостатки:

Тепловые панели

Представляют собой тонкие прямоугольные (как правило) пластины, закрепляющиеся на стене. Тыльная сторона такой пластины покрыта теплоаккумулирующим веществом, способным нагреваться до 90 градусов и получающим тепло от нагревательного элемента. Энергопотребление составляет всего 50 Ватт на 1 квадратный метр, в отличие от устаревших электрокаминов, требующих по меньшей мере 100 Ватт на ту же площадь. Обогрев происходит за счёт конвекционного эффекта.

Кроме экономичности тепловые панели отличаются:

Недостаток лишь один - тепловые панели становятся нерентабельными весной и ранней осенью, когда жилище нуждается лишь в небольшом обогреве с вечера по утро.

Монолитные кварцевые модули

Уникальная разработка С. Саркисяна - кандидата технических наук. Внешне пластины очень похожи на тепловые панели, однако принцип их действия основан на высокой теплоёмкости кварцевого песка. Нагревательный элемент передаёт песку тепловую энергию, после чего он продолжает обогревать жилище, даже когда устройство отключено от сети. Экономия, как и в случае с тепловыми панелями, составляет 50% от затрат на стандартные электрообогреватели.

ПЛЭН - плёночные лучистые электрические нагреватели

У этой инновационной системы отопления устройство столь же просто, сколь и гениально: кабель питания, нагревательные элементы, диэлектрическая плёнка и отражающий экран. Обогреватель закрепляется на потолке, а производимое им ИК-излучение нагревает располагающиеся ниже предметы. Те в свою очередь передают тепло воздуху.

Главные достоинства ПЛЭН:

Тепловые гидродинамические насосы

Эти устройства, также известные как кавитационные теплогенераторы систем отопления, вырабатывают тепло за счёт нагрева теплоносителя по принципу кавитации.

Теплоноситель в таком насосе вращается в специальном активаторе.

На местах разрыва целостной массы жидкости в результате мгновенного снижения давления появляются пузырьки-каверны, почти моментально лопающиеся. Это вызывает изменение физико-химических параметров теплоносителя и выделение тепловой энергии.

Интересно, что даже при нынешнем уровне научного и технического развития процесс кавитационной выработки энергии плохо изучен. Внятное объяснение тому, почему прирост энергии больше, чем её затраты, пока не найдено.

Кондиционер как обогреватель

Практически все современные модели кондиционеров оснащены функцией обогрева. Как ни странно, кондиционер обладает втрое большим КПД, нежели стандартные электрообогреватели: 3 кВт тепла из 1 кВт электричества против 0,98 кВт тепла из 1 кВт электричества.

Таким образом, кондиционер для отопления зимой способен на короткое время заменить отключенное отопление или вышедший из строя электрокамин. Однако в силу того, что в кондиционерах для нагрева воздуха не используются ТЭНы, их эффективность падает с каждым градусом температуры за окном. Кроме того, сильный мороз перегружает устройство, и работа в таком режиме способна привести к поломке. Лучшим вариантом будет использование кондиционера в межсезонье.

Конвекторы

Поскольку конвекторная система отопления - понятие чрезвычайно широкое, и почти каждый современный отопительный прибор использует конвекционный эффект, заранее оговоримся, что речь здесь идёт только об отдельных водяных и электроконвекторах. Они представляют собой помещённый в металлический корпус ребристый нагреватель.

Циркулирующий между рёбрами устройства воздух нагревается и поднимается ввысь, а на его место затягиваются воздушные массы, уже успевшие за это время охладиться.

Эта бесконечная циркуляция и называется конвекцией. По источнику тепла конвекторные обогреватели делятся на водяные и электрические, а по месту расположения - на внутрипольные, напольные и настенные. Также любой из них может работать по принципу или естественной конвекции, или принудительной (с вентилятором).

Хотя разновидности конвекторов и особенности каждой из них - тема для отдельной статьи, можно выделить общие преимущества использования этих обогревателей:

Так что же выгоднее в финансовом плане?

В качестве итога к этому разделу сравним стоимость отопления на разных видах топлива: на дровах, пеллетах, каменном угле, дизельном топливе, пропан-бутановой смеси, обычном магистральном газе и электроэнергии. При средних ценах на каждый вид топлива и со среднестатистической длительностью отопительного сезона в 7 месяцев за это время придётся потратить:

Лидер очевиден.

Отопительные приборы

В первую очередь радиаторы отопления современные - это биметаллические и алюминиевые модели. Однако наблюдается стабильный спрос и на стальные, и на чугунные изделия, что обусловлено новым подходом производителей к изготовлению устаревших, казалось бы, отопительных приборов. Опишем вкратце достоинства и недостатки каждого типа.

Алюминиевые

Наиболее популярны на постсоветском пространстве за соотношение цена/качество (дешевле биметаллических, во многом надёжнее стальных и чугунных) .

Преимущества:

1. лучшая среди всех аналогов теплоотдача;
2. дорогие модели выдерживают давление до 20 бар;
3. маленький вес;
4. простейшая установка.

Недостатки: плохая сопротивляемость коррозии, особенно заметная на стыке алюминия с другими металлами;

Биметаллические

Общепризнанно лучший тип радиаторов. Название получили благодаря совмещению в своей конструкции стали (внутренний слой) и алюминия (кожух).

Преимущества:

Недостатки: высокая цена.

Стальные

Плохо подходят для многоэтажных домов и централизованной системы отопления в целом, а все свои лучшие свойства проявляют в частных домах, отлично вписываются в системы отопления производственных помещений на заводах и фабриках. Более подробно о стальных радиаторах отопления можно прочитать .

Преимущества:

1. теплоотдача выше среднего;
2. быстрое начало теплоотдачи;
3. низкая стоимость;
4. эстетичный вид.

Недостатки:

Чугунные

Следует понимать, что радиаторы отопления современные чугунные - это уже не бугристые и неподъёмные пережитки прошлого, «украшавшие» собой почти каждый дом во времена СССР. Современные производители значительно улучшили их внешний вид, сделав почти неотличимыми от биметаллических или алюминиевых моделей. Более того, ширится мода на так называемые , формы и узоры которых привносят в дом атмосферу начала XX века.
Преимущества:

Недостатки: огромный вес и вытекающие из-за этого сложности с установкой (зачастую требуются специальные опоры-ножки).

Система отопления

В большинстве современных загородных домов используется горизонтальная система отопления, главное отличие которой от вертикальных разводок - частичное (реже - полное) отсутствие вертикальных стояков.

В России особенно популярна такая разновидность горизонтальной системы, как однопроводная система отопления (или однотрубная).

Она предполагают естественное, без циркуляционного насоса движение воды. От нагревательного прибора теплоноситель поступает по стояку на второй этаж здания, где распределяется по радиаторам и передающим стоякам.

Циркуляция воды без насоса становится возможной благодаря изменению плотности горячей и холодной воды.

Однотрубная система имеет ряд преимуществ перед двухтрубной:

Система управления

Дополнительные преимущества способен обеспечить контроллер системы отопления - миниатюрное компьютерное устройство, способное:

Один из основных элемоптов систем водяного отопления - отопительный прибор -предназначен для теплопередачи от теплоносители в обогреваемое помещение.

Для поддержания необходимой температуры помещения требуется, чтобы в каждый момент времени теплопотери помещения Qп покрывались теплоотдачей отопительного прибора Qпp и труб Qтp.

Схема теплоотдачи отопительного прибора Qпp и труб для возмещения теплопотерь помещения Qп и Qдоп при теплопередаче Qт со стороны теплоносителя воды приведена на рис. 24.

Рис. 24. Схема теплопередачи отопительного прибора, расположенного у внешнего ограждения здания

Теплота Qт, подводимая теплоносителем для отопления данного помещения, должна быть больше теплопотерь Qп на величину дополнительных теплопотерь Qдоп вызываемых усиленным прогреванием строительных конструкций здания.

Qт=Qп + Qдоп

Отопительный прибор характеризуется площадью нагревательной поверхности Fпp, м2, рассчитываемой для обеспечения требуемой теплоотдачи прибора.

Отопительные приборы по преобладающему способу теплоотдачи подразделяются на радиационные (потолочные излучатели), конвективно-радиационные (приборы с гладкой внешней поверхностью) и конвективные (конвекторы с ребристой поверхностью).

При обогреве помещений потолочными излучателями {рис. 25) нагрев осуществляется главным образом за счет лучистого теплообмена между отопительными радиаторами (отопительными панелями) и поверхностью строительных конструкций помещения.

Рис. 25. Подвесная металлическая отопительная панель: а - с плоским экраном; б - с экраном волнообразной формы; 1 - греющие трубы; 2 - козырек; 3 - плоский экран; 4 - тепловая изоляция; 5 - волнообразный экран

Излучение от нагретой панели, попадая на поверхность ограждений и предметов, частично поглощается, частично отражается. При этом возникает так называемое вторичное излучение, также в конце концов поглощаемое предметами и ограждениями помещения.

Благодаря лучистому теплообмену повышается температура внутренней поверхности ограждений по сравнению с температурой при конвективном отоплении, а температура поверхности внутренних ограждений в большинстве случаев превышает температуру воздуха помещения.

При панельно-лучистом отоплении благодаря повышению температуры поверхностей в помещении создается обстановка, благоприятная для человека. Известно, что самочувствие человека значительно улучшается при повышении доли конвективного теплопереноса в общей теплоотдачи его тела и уменьшении излучения на холодные поверхности (радиационного охлаждения). Это как раз и обеспечивается при лучистом отоплении, когда теплоотдача человека путем излучения уменьшается вследствие повышения температуры поверхности ограждений.

При панельно-лучистом отоплении возможно понижение против обычной (нормативной для конвективного отопления) температуры воздуха в помещении (в среднем на 1-3° С), в связи с чем ещё более возрастает конвективная теплоотдача человека. Это также способствует улучшению самочувствия человека. Установлено, что в обычных условиях хорошее самочувствие людей обеспечивается при температуре воздуха в помещении 17,4° С при стеновых отопительных панелях и при 19,3° С при конвективном отоплении. Отсюда возможно сокращение расхода тепловой энергии на отопление помещений.

Среди недостатков системы панельно-лучистого отопления следует отметить:

Некоторые дополнительные увеличения теплопотерь через наружные ограждения в тех местах, где в них заделаны греющие элементы;-

Необходимость специальной арматуры для индивидуального регулирования теплоотдачи бетонных панелей;

Значительную тепловую инерцию этих панелей.

Приборы с гладкой внешней поверхностью являются радиаторы секционные, радиаторы панельные, гладкотрубные приборы.

Приборы с ребристой нагревательной поверхностью - конвекторы, ребристые трубы (рис. 26).

Рис. 26. Схемы отопительных приборов различных видов (поперечный разрез): а - радиатор секционный; б - радиатор стальной панельный; в - гладкотрубный прибор из трех труб; г - конвектор с кожухом; Д - прибор из двух ребристых труб: 1 - канал для теплоносителя; 2 - пластина; 3 - ребро

По материалу, из которого изготовляются отопительные приборы, различают металлические, комбинированные и неметаллические приборы. Металлические приборы выполняют в основном из серого чугуна и стали (листовой стали и стальных труб). Применяют также медные трубы, листовой и литой алюминий и другие металлы.

В комбинированных приборах используют теплопроводный материал (бетон, керамику и т. п.), в который заделывают стальные или чугунные греющие элементы (панельные радиаторы) либо оребренные металлические трубы, помещенные и неметаллический (например асбестоцомептпий) кожух (конвекторы).

К неметаллическим приборам относятся бетонные панельные радиаторы с заделанными пластмассовыми или стеклянными трубами, либо с пустотами, а также керамические, пластмассовые и другие радиаторы.

По высоте все отопительные приборы подразделяются на высокие (высотой более 650 мм), средние (более 400 до 650 мм), низкие (более 200 до 400 мм) и плинтусные (до 200 мм).

По величине тепловой инерции можно выделить приборы малой и большой инерции. Малоинерционные приборы имеют небольшую массу и вмещают небольшое количество воды. Такие приборы, выполненные на основе металлических труб малого сечения (например конвекторы) быстро изменяют теплоотдачу в помещение при регулировании количества впускаемого в прибор теплоносителя. Приборы имеющие большую тепловую инерцию - массивные, вмещающие значительное количество воды (например бетонные или секционные радиаторы), теплоотдачу изменяют медленно.

Для отопительных приборов помимо экономических, архитектурно-строительных, санитарно-гигиенических и производственно-монтажных требований добавляются еще теплотехнические требования. От прибора требуется передача от теплоносителя через единицу площади в помещение наибольшего теплового потока. Для выполнения этого требования прибор должен обладать повышенным значением коэффициента теплоотдачи Kпр, по сравнению со значением одного из типов секционных радиаторов, который принят за эталон (радиатор чугунный типа Н-136).

В табл. 20 приведены теплотехнические показатели и условными знаками отмечены другие показатели приборов. Знаком «плюс» отмечены положительные показатели приборов, знаком «минус» - отрицательные. Два плюса указывают на показатели, определяющие основное преимущество какого-либо вида приборов.

Таблица 20

Конструкция отопительных приборов

Радиатором секционным называется прибор конвективно-радиационного типа, состоящий из отдельных колончатых элементов - секций с каналами круглой или элипсообразной формы. Такой радиатор отдает в помещение радиацией около 25% общего теплового потока, передаваемого от теплоносителя (остальные 75% - конвекцией) и именуется «радиатором» лишь по традиции.

Секции радиатора отливают из серого чугуна, их можно компоновать в приборы различной площади. Секции соединяют на ниппелях с прокладками из картона, резины или паронита.

Известны разнообразные конструкции одно-, двух-, и многоколонных секций различной высоты, но наиболее распространены двухколончатые секции (рис. 27) средних (монтажная высота hм = 500 мм) радиаторов.

Рис. 27. Двухколончатая секция радиатора: hп - полная высота; hм - монтажная высота (строительная); b - строительная глубина

Производство чугунных радиаторов трудоемко, монтаж затруднен из-за громоздкости и значительной массы собранных приборов. Радиаторы не могут считаться удовлетворяющими санитарно-гигиеническим требованиям, так как очистка от пыли межсекционного пространства сложна. Эти приборы обладают значительной тепловой инерцией. Наконец, следует отметить несоответствие их внешнего вида интерьеру помещений в зданиях современной архитектуры. Указанные недостатки радиаторов вызывают необходимость их замены более легкими и менее металлоемкими приборами. Не смотря на это чугунные радиаторы - это наиболее распространенный в настоящее время отопительный прибор.

В настоящее время промышленностью выпускается чугунные секционные радиаторы со строительной глубиной 90мм и 140 мм (типа «Москва» - сокращенно М, типа IСтандартI - МС и другие). На рис. 28 приведены конструкции выпускаемых чугунных радиаторов.

Рис. 28. Чугунные радиаторы: а - М-140-АО (М-140-АО-300); б - М-140; в - РД-90

Все чугунные радиаторы рассчитаны на рабочее давление до 6 кгс/см2. Измерителями поверхности нагрева нагревательных приборов служат физический показатель - квадратный метр поверхности нагрева и теплотехнический показатель - эквивалентный квадратный метр (экм2). Эквивалентным квадратным метром называется площадь нагревательного прибора, отдающая в 1 час 435 ккал тепла при разности средней температуры теплоносителя и воздуха 64,5° С и расходе воды в этом приборе 17,4 кг/час по схеме движения теплоносителя сверху вниз.

Технические характеристики радиаторов приведены в табл. 21.
Поверхность нагрева чугунных радиаторов и ребристых труб
Таблица 21

Продолжение табл. 21

Стальные панельные радиаторы состоят из двух отштампованных листов, образующих горизонтальные коллекторы, соединенные вертикальными колоннами (колончатая форма), или горизонтальные параллельно и последователвно соединенные каналы (змеевиковая форма). Змеевик можно выполнить из стальной трубы и приварить к одному профилированному стальному листу; такой прибор называется листотрубным.

Рис. 29. Чугунные радиаторы

Рис. 30. Чугунные радиаторы

Рис. 31. Чугунные радиаторы

Рис. 32. Чугунные радиаторы

Рис. 33. Чугунные радиаторы

Рис. 34. Схемы каналов для теплоносителя в панельных радиаторах: а - колончатой формы; б - змеевиковый двухходовой, в - змеевиковый четырехходовой

Стальные панельные радиаторы отличаются от чугунных меньшей массой и тепловой инерцией. При уменьшении массы примерно в 2,5 раза показатель теплопередачи не хуже чем у чугунных радиаторов. Их внешний вид удовлетворяет архитектурно-строительным требованиям, стальные панели легко очищаются от пыли.

Стальные панельные радиаторы имеют относительно небольшую площадь нагревательной поверхности, из-за чего иногда приходится прибегать к установке панельных радиаторов попарно (в два ряда на расстоянии 40 мм).

В табл. 22 приведены характеристики выпускаемых стальных штампованных радиаторных панелей.

Таблица 22

Продолжение табл. 22

Продолжение табл. 22

Бетонные панельные радиаторы (отопительные панели) (рис. 35) могут иметь бетонированные нагревательные элементы змеевиковой или регистровой формы из стальных труб диаметром 15-20 мм, а также бетонные, стеклянные или пластмассовые каналы различной конфигурации.

Рис. 35. Бетонная нагревательная панель

Бетонные панели обладают коэффициентом теплопередачи, близким к показателям других приборов с гладкой поверхностью, а также высоким тепловым напряжением металла. Приборы, особенно совмещенного типа, отвечают строгим санитарно-гигиеническим, архитектурно-строительным и другим требованиям. К недостаткам совмещенных бетонных панелей относятся трудности ремонта, большая тепловая инерция, усложняющая регулирование тепло-подачи в помещения. Недостатками приборов приставного типа являются повышенные затраты ручного труда при их изготовлении и монтаже, сокращение полезной площади пола помещения. Увеличиваются также теплопотери через дополнительно прогреваемые наружные ограждения зданий.

Гладкотрубным называют прибор из нескольких соединенных вместе стальных труб, образующих каналы для теплоносителя змеевиковой или регистровой формы (рис. 36).

Рис. 36. Формы соединения стальных труб в гладкотрубные отопительные приборы: а - змеевиковая форма; б - регистровая форма: 1 - нитка; 2 - колонка

В змеевике трубы соединены последовательно по направлению движения теплоносителя, что увеличивает скорость его движения и гидравлическое сопротивление прибора. При параллельном соединении труб в регистре поток теплоносителя делится, скорость его движения и гидравлическое сопротивление прибора уменьшается.

Приборы сваривают из труб Ду = 32-100мм, расположенных друг от друга на расстоянии на 50 мм превышающем их диаметр, что уменьшает взаимное облучение и соответственно увеличивает теплоотдачу в помещение. Гладкотрубные приборы обладают самым высоким коэффициентом теплопередачи, их пылесобирающая поверхность невелика и они легко очищаются.

Вместе с тем гладкотрубные приборы тяжелы и громоздки, занимают немало места, увеличивают расход стали в системах отопления, имеют непривлекательный внешний вид. Их применяют в редких случаях, когда не могут быть использованы приборы других видов (например, для отопления теплиц).

Характеристики гладкотрубных регистров приведены в табл. 23.

Таблица 23

Конвектор - это прибор конвективного типа, состоящий из двух элементов - ребристого нагревателя и кожуха (рис. 37).

Рис. 37. Схемы конвекторов: а - с кожухом; б - без кожуха: 1 - нагревательный элемент; 2 - кожух; 3 - воздушный клапан; 4 - оребрение труб

Кожух декорирует нагреватель и способствует повышению теплопередачи благодаря увеличению подвижности воздуха у поверхности нагревателя. Конвектор с кожухом передает в помещение конвекцией до 90-95% всего теплового потока (табл. 24).

Таблица 24

Прибор, в котором функции кожуха выполняет оребрение нагревателя, называют конвектором без кожуха. Нагреватель выполняют из стали, чугуна, алюминия и других металлов, кожух - из листовых материалов (стали, асбестоцемента и др.)

Конвекторы обладают сравнительно низким коэффициентом теплопередачи. Тем не менее они находят широкое применение. Это объясняется простотой изготовления, монтажа и эксплуатации, а также малой металлоемкостью.

Основные технические характеристики конвекторов приведены в табл. 25.

Таблица 25

Продолжение табл. 25

Продолжение табл. 25

Примечание: 1. При многорядной установке плинтусных конвекторов КП вводится поправка на поверхность нагрева в зависимости от числа рядов по вертикали и горизонтали: при двухрядной установке по вертикали 0,97, трехрядной - 0,94, четырехрядной - 0,91; для двух рядов по горизонтали поправка 0,97. 2. Показатели концевых и проходных моделей конвекторов одинаковы. Проходные конвекторы имеют индекс А (например Нн-5А, Н-7А).

Ребристой трубой называют прибор конвективного типа, представляющий собой фланцевую чугунную трубу, наружная поверхность которой покрыта совместно отлитыми тонкими ребрами (рис 33).

Площадь внешней поверхности ребристой трубы во много раз больше, чем площадь поверхности гладкой трубы того же диаметра и длины. Это придает отопительному прибору особую компактность. Кроме того, пониженная температура поверхности ребер при использовании высокотемпературного теплоносителя, сравнительная простота изготовления и невысокая стоимость обуславливают применение этого малоэффективного в теплотехническом отношении, тяжелого прибора. К недостаткам ребристых труб относятся также несовременный внешний вид, малая механическая прочность ребер и трудность очистки от пыли. Ребристые трубы применяют как правило во вспомогательных помещениях (котельных, складских помещениях, гаражах и т. д.). Промышленность выпускает круглые ребристые чугунные трубы длиной 1-2м. Их устанавливают горизонтально в несколько ярусов и соединяют по змеевиковой схеме на болтах с помощью «калачей» - фланцевых чугунных двойных отводов и контрфланцев.

Для сравнительной теплотехнической характеристики основных отопительных приборов в табл. 25 приведена относительная теплоотдача приборов длиной 1,0 м в равных тепло-гидравлических условиях при использовании в качестве теплоносителя -воды (теплоотдача чугунного секционного радиатора глубиной 140мм принята за 100%).

Как видно, высокой теплоотдачей на 1.0 м длины отличаются секционные радиаторы и конвекторы с кожухом; наименьшую теплоотдачу имеют конвекторы без кожуха и особенно одиночные гладкие трубы.

Относительная теплоотдача отопительных приборов длиной 1,0 м Таблица 26

Выбор и размещение отопительных приборов

При выборе вида и типа отопительного прибора учитывают назначение, архитектурную планировку и особенности теплового режима помещения, место и длительность пребывания людей, вид системы отопления, технико-экономические и санитарно-гигиенические показатели прибора.

Рис. 38. Чугунная ребристая труба с круглыми ребрами: 1 - канал для теплоносителя; 2 - ребра; 3 - фланец

Для создания благоприятного теплового режима выбирают приборы, обеспечивающие равномерное обогревание помещений.

Металлические отопительные приборы устанавливают преимущественно под световыми проемами, причем под окнами длина прибора желательна не менее 50-75% длины проема, под витринами и витражами приборы располагают по всей их длине. При размещении приборов под окнами {рис. 39а) вертикальные оси прибора и оконного проема должны совпадать (допускается отклонение не более 50мм).

Приборы, расположенные у наружных ограждений, способствуют повышению температуры внутренней поверхности в нижней части наружной стены и окна, что уменьшает радиационное охлаждение людей. Восходящие потоки теплого воздуха, создаваемые приборами, препятствуют (если нет подоконников, перекрывающих приборы), попаданию охлажденного воздуха в рабочую зону {рис. 40а). В южных районах с короткой теплой зимой, а также при кратковременном пребывании людей отопительные приборы допустимо устанавливать у внутренних стен помещений {рис. 39б). При этом сокращается число стояков и протяженность теплопроводов и повышается теплопередача приборов (примерно на 7-9%), но возникает неблагоприятное для здоровья людей движение воздуха с пониженной температурой у пола помещения (рис. 40в).

Рис. 39. Размещение отопительных приборов в помещениях (планы): а - под окнами; б - у внутренних стен; п - отопительный прибор

Рис. 40. Схемы циркуляции воздуха в помещениях (разрезы) при разном расположении отопительных приборов: а-под окнами без подоконника; б - под окнами с подоконником в - у внутренней стены; п - отопительный прибор

Рис. 41. Расположение под окном помещения отопительного прибора: а - длинного и низкого (желательно); б - высокого и короткого (нежелательно)

Вертикальные отопительные приборы устанавливают возможно ближе к полу помещений. При значительном подъеме прибора над уровнем пола воздух у поверхности пола может переохлаждаться, так как циркуляционные потоки нагреваемого воздуха, замыкаясь на уровне размещения прибора, не захватывают и не прогревают в этом случае нижнюю часть помещения.

Чем ниже и длиннее отопительный прибор (рис. 41а) тем ровнее температура помещения и лучше прогревается весь объем воздуха. Высокий и короткий прибор (рис. 41б) вызывает активный подъем струи теплого воздуха, что приводит к перегреванию верхней зоны помещения и опусканию охлажденного воздуха по обеим сторонам такого прибора в рабочую зону.

Способность высокого отопительного прибора вызывать активный восходящий поток теплого воздуха можно использовать для отопления помещений увеличенной высоты.

Вертикальные металлические приборы, как правило, размещают открыто у стены. Однако возможна установка их под подоконниками, в стенных нишах, со специальным ограждением и декорированием. На рис. 42 показано несколько приемов установки отопительных приборов в помещениях.

Рис. 42. Размещение отопительных приборов-а - в декоративном шкафу; б - в глубокой нише; в - в специальном укрытии; г - за щитом; д - в два яруса

Укрытие прибора декоративным шкафом, имеющим две щели высотой до 100 мм (рис. 42а), уменьшает теплопередачу прибора на 12% по сравнению с открытой его установкой у глухой стены. Для передачи в помещение заданного теплового потока, площадь нагревательной поверхности такого прибора должна быть увеличена на 12%. Размещение прибора в глубокой открытой нише (рис. 42б) или одного над другим в два яруса (рис. 42д) уменьшает теплопередачу на 5%. Возможна однако, скрытая установка приборов, при которой теплопередача не изменяется (рис. 42в) или даже увеличивается на 10% (рис. 42г). В этих случаях не требуется увеличивать площадь нагревательной поверхности прибора или даже можно её уменьшить.

Расчет площади, размера и числа отопительных приборов

Площадь теплоотдающей поверхности отопительного прибора определяют в зависимости от принятого вида прибора, его расположения в помещении и схемы присоединения к трубам. В жилых помещениях число приборов, а следовательно, и необходимую теплоотдачу каждого прибора устанавливают, как правило, по числу оконных проемов. В угловых помещениях добавляют еще один прибор, помещаемый в глухой торцевой стене.

Задача расчета заключается прежде всего в определении площади внешней нагревательной поверхности прибора, обеспечивающей в расчетных условиях необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение. Затем по каталогу приборов, исходя из расчетной площади, подбирается ближайший торговый размер прибора (число секций или марка радиатора (длина конвектора или ребристой трубы). Число секций чугунных радиаторов определяют по формуле: N=Fpb4/f1b3;

где f1- площадь одной секции, м2; типа радиатора, принятого к установке в помещении; Ь4 - поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении; Ь3 - поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе и вычисляется по формуле: b3=0,97+0,06/Fp;

где Fp - расчетная площадь отопительного прибора, м2.

В отопительной системе применяются отопительные приборы, которые служат для передачи помещению тепла. Изготовленные приборы отопления должны соответствовать следующим требованиям:

1. Экономическим: небольшая стоимость прибора и маленький расход материала.
2. Архитектурно-строительным: прибор должен быть компактным и соответствовать интерьеру помещения.
3. Производственно-монтажным: механическая прочность изделия и механизация при изготовлении прибора.
4. Санитарно-гигиеническим: низкая температура поверхности, небольшая площадь горизонтальной поверхности, удобство уборки поверхностей.
5. Теплотехническим: максимальная передача тепла в помещение и управляемость теплоотдачей.

Классификация приборов

Различают следующие показатели при классификации отопительных приборов:

• — величина тепловой инерции (большая и малая инерция);
• — материал, используемый при изготовлении (металлический, неметаллический и комбинированный);
• — способ передачи тепла (конвективные, конвективно-радиационные и радиационные).

К радиационным приборам относят:

• потолочные излучатели;
• секционные чугунные радиаторы;
• трубчатые радиаторы.

К конвективно-радиационным приборам относят:

• напольные отопительные панели;
• радиаторы секционные и панельные;
• гладкотрубные приборы.

К конвективным приборам относят:

• панельные радиаторы;
• ребристые трубы;
• пластинчатые конвекторы;
• трубчатые конвекторы.

Рассмотрим наиболее применимые типы отопительных приборов.

Алюминиевые секционные радиаторы

Достоинства

1. высокий КПД;
2. небольшой вес;
3. простота монтажа радиаторов;
4. эффективная работа элемента отопления.

Недостатки

1. 1. не пригодны к эксплуатации в старых отопительных системах, так как соли тяжелых металлов разрушают защитную полимерную пленку алюминиевой поверхности.
2. 2. длительная эксплуатация приводит к негодности литой конструкции, к разрыву.

В основном применяются в центральных отопительных системах. Рабочее давление работы радиаторов с 6 до 16 бар. Отметим, что наибольшие нагрузки выдерживают радиаторы, которые были отлиты под давлением.

Биметаллические модели

Достоинства

1. небольшой вес;
2. высокий КПД;
3. возможность оперативного монтажа;
4. обогревают большие площади;
5. выдерживают давление до 25 бар.

Недостатки

1. имеют сложную конструкцию.

Данные радиаторы прослужат дольше других. Радиаторы выполнены из стали, меди и алюминия. Материал алюминий хорошо проводит тепло.

Чугунные отопительные приборы

Достоинства

1. не подвержены коррозии;
2. хорошо передают тепло;
3. выдерживают высокое давление;
4. существует возможность дополнения секциями;
5. качество теплового носителя не имеет значение.

Недостатки

1. значительный вес (одна секция весит 5 кг);
2. хрупкость тонкого чугуна.

Рабочая температура теплового носителя (воды) достигает 130°С. Чугунные отопительные приборы служат достаточно долго, около 40 лет. На показатели теплоотдачи не влияют минеральные отложения внутри секций.

Существует большое разнообразие чугунных радиаторов: одноканальные, двухканальные, трехканальные, с тиснением, классические, увеличенные и стандартные.

В нашей стране экономичный вариант чугунных приборов получил наибольшее применение.

Стальные панельные радиаторы

Достоинства

1. повышенная теплоотдача;
2. низкое давление;
3. легкая уборка;
4. простой монтаж радиаторов;
5. небольшая масса по сравнению с чугунными.

Недостатки

1. высокое давление;
2. коррозия металла, в случае использования обычной стали.

Стальной радиатор настоящего времени нагревается лучше чугунного.

В стальных отопительных приборах встроены терморегуляторы, которые обеспечивают постоянный контроль за температурой. Конструкция прибора имеет тонкие стенки и достаточно быстро реагирует на терморегулятор. Малозаметные кронштейны позволяют крепить радиатор на полу или стене.

Низкое давление стальных панелей (9 бар) не позволяет подключать их к центральной отопительной системе с частыми и значительными перегрузками.

Стальные трубчатые радиаторы

Достоинства

1. высокая теплопередача;
2. механическая прочность;
3. эстетичный вид для интерьеров.

Недостатки

1. высокая стоимость.

Трубчатые радиаторы довольно часто используются в дизайне помещений, потому что они украшают комнату.

Из-за коррозии, обычные стальные радиаторы в настоящее время не выпускают. Если же подвергнуть сталь антикоррозийной обработки, то это значительно увеличит стоимость прибора.

Радиатор из оцинкованного сталепроката не подвержен коррозии. Он имеет возможность выдерживать давление в 12 бар. Радиатор данного типа часто устанавливают в многоэтажных жилых домах или организациях.

Отопительные приборы конвекторного типа

Достоинства

1. малая инерция;
2. небольшая масса.

Недостатки

1. низкая теплопередача;
2. большие требования к теплоносителю.

Приборы конвекторного типа достаточно быстро отапливают помещение. Они имеют несколько вариантов изготовления: в виде плинтуса, в виде настенного блока и в виде скамейки. Существуют так же конвекторы внутрипольные.

В работе данного отопительного прибора применяется медная трубка. По ней движется теплоноситель. Трубка используется в качестве стимулятора воздуха (горячий воздух поднимается верх, а холодный опускается вниз). Процесс смены воздуха происходит в металлическом коробе, который при этом не нагревается.

Отопительные приборы конвекторного типа подходят для помещений с низкими окнами. Теплый воздух из установленного около окна конвектора препятствует поступающему холодному.

Отопительные приборы можно подключить к централизованной системе, так как она рассчитаны на давление в 10 бар.

Полотенцесушители

Достоинства

1. разнообразие форм и расцветок;
2. высокие показатели давления (16 бар).

Недостатки

1. может не осуществлять свои функции из-за сезонных перебоев в водоснабжении.

В качестве материала изготовления используют сталь, медь и латунь.

Полотенцесушители бывают электрические, водяные и комбинированные. Электрические не такие экономичные, как водяные, но позволяют покупателям не зависеть от наличия водоснабжения. Комбинированными полотенцесушителями запрещено пользоваться в случае отсутствие воды в системе.

Выбор радиатора

При выборе радиатора необходимо обращать внимание на практичность элемента отопления. Далее, необходимо помнить про следующие характеристики:

• габаритные размеры прибора;
• мощность (на 10 м2 площади 1 кВт);
• рабочее давление (от 6 бар — для замкнутых систем, от 10 бар для центральных систем);
• кислотные характеристики воды, как теплового носителя (для алюминиевых радиаторов данный тепловой носитель не подходит).

После уточнения основных параметров можно переходить к выбору приборов отопления по эстетическим показателям и возможности его модернизации.