Виды отопительных приборов определяются их конструкцией, обусловливающей способ передачи тепла (преобладать может конвективный или радиационный теплообмен) от внешней поверхности приборов в помещение.

Существует шесть основных видов отопительных приборов, радиаторы, панели, конвекторы, ребристые трубы, гладкотрубные приборы и калориферы.

По характеру внешней поверхности отопительные приборы могут быть с гладкой (радиаторы, панели, гладкотрубные приборы) и ребристой поверхностью (конвекторы, ребристые трубы, калориферы).

По материалу, из которого изготовляются отопительные приборы, различают металлические, комбинированные и неметаллические приборы.

Схемы отопительных приборов

а - радиатора, б - панели, в - конвектора, е - ребристой трубы, д - гладкотрубного прибора.

Металлические приборы выполняют чугунными (из серого литейного чугуна) и стальными (из листовой стали и стальных труб).

В комбинированных приборах используют бетонный или керамический массив, в котором заделаны стальные или чугунные греющие элементы (отопительные панели), или оребренные стальные трубы, помещенные в неметаллический (например, асбестоцементный) кожух (конвекторы).

Неметаллические приборы представляют собой бетонные панели с заделанными стеклянными или пластмассовыми трубами или с пустотами вообще без труб, а также фарфоровые и керамические радиаторы.

По высоте все отопительные приборы можно подразделить на высокие (высотой более 600 мм), средние (400-600 мм) и низкие (<400 мм). Низкие приборы высотой менее 200 мм называются плинтусными.

Схемы отопительных приборов пяти видов приведены на рисунке. Калорифер, применяемый прежде всего для нагревания воздуха в системах вентиляции.

Радиатором принято называть прибор конвективно-радиационного типа, состоящий из отдельных колончатых элементов - секций с каналами круглой или эллипсообразной формы. Радиатор отдает в помещение радиацией около 25% всего количества тепла, передаваемого от теплоносителя, и именуется радиатором лишь по традиции.

Панель - прибор конвективно-радиационного типа относительно малой глубины, не имеющий просветов по фронту. Панель передает радиацией несколько большую, чем радиатор, часть теплового потока, однако только потолочная панель может быть отнесена к приборам радиационного типа (отдающим радиацией более 50% всего количества тепла).

Отопительная панель может иметь гладкую, слегка оребренную или волнистую поверхность, колончатые или змеевиковые каналы для теплоносителя.

Конвектор - прибор конвективного типа, состоящий из двух элементов - ребристого нагревателя и кожуха. Конвектор передает в помещение конвекцией не менее 75% всего количества тепла. Кожух декорирует нагреватель и способствует повышению скорости естественной конвекции воздуха у внешней поверхности нагревателя. К конвекторам относятся также плинтусные отопительные приборы без кожуха.

Ребристой трубой называется открыто устанавливаемый отопительный прибор конвективного типа, у которого площадь внешней теплоотдающей поверхности не менее чем в 9 раз превышает площадь внутренней тепловоспринимающей.

Секция двухколончатого радиатора

hп - полная высота, hм - монтажная (строительная) высота, l - глубина; b - ширина.

Гладкотрубным называется прибор, состоящий из нескольких соединенных вместе стальных труб, образующих каналы колончатой (регистр) или змеевиковой (змеевик) формы для теплоносителя.

Рассмотрим, как выполняются требования, предъявляемые к отопительным приборам.

1. Радиаторы керамические и фарфоровые изготовляются обычно в виде блоков, отличаются приятным внешним видом, имеют гладкую, легко очищаемую от пыли поверхность. Обладают достаточно высокими теплотехническими показателями: kп р =9,5-10,5 Вт/(м 2 К) ; f э /f ф >1 и пониженной температурой поверхности в сравнении с металлическими приборами. При их использовании уменьшается расход металла в системе отопления.

Керамические и фарфоровые радиаторы не получили широкого распространения из-за недостаточной прочности, ненадежности соединения с трубами, затруднений при изготовлении и монтаже, возможности проникания водяного пара через керамические стенки. Применяются они в малоэтажном строительстве, используются в качестве безнапорных отопительных приборов.

2. Радиаторы чугунные - широко применяемые отопительные приборы - отливаются из серого чугуна в виде отдельных секций и могут компоноваться в приборы различной площади путем соединения секций на ниппелях с прокладками из термостойкой резины. Известны разнообразные конструкции одно-, двух- и многоколончатых радиаторов различной высоты, но наиболее распространены двухколончатые средние и низкие радиаторы.

Радиаторы рассчитаны на максимальное эксплуатационное (обычно употребляется термин - рабочее) давление теплоносителя 0,6 МПа (6 кгс/см 2) и обладают сравнительно высокими теплотехническими показателями: k пр =9,1-10,6 Вт/(м 2 К) и f э /f ф ≤1,35.

Однако значительная металлоемкость радиаторов [(M=0,29-0,36 Вт/(кг К) или 0,25-0,31 ккал/(ч кг °С)] и другие недостатки вызывают замену их более легкими и менее металлоемкими приборами. Следует отметить их непривлекательный вид при открытой установке в современных зданиях. В санитарно-гигиеническом отношении радиаторы, кроме одноколончатых, не могут считаться удовлетворяющими требованиям, так как очистка от пыли межсекционного пространства достаточно затруднительна.

Производство радиаторов трудоемко, монтаж затруднителен из-за громоздкости и значительной массы собранных приборов.

Стойкость против коррозии, долговечность, компоновочные преимущества при неплохих теплотехнических показателях, налаженность производства способствуют высокому уровню выпуска радиаторов в нашей стране. В настоящее время выпускается двухколончатый чугунный радиатор типа М-140-АО с глубиной секции 140 мм и межколончатым наклонным оребрением, а также типа С-90 с глубиной секции 90 мм.

3. Панели стальные отличаются от чугунных радиаторов меньшей массой и стоимостью. Стальные панели рассчитаны на рабочее давление до 0,6 МПа (6 кгс/см2) и имеют высокие теплотехнические показатели: k пр =10,5-11,5 Вт/(м 2 К) и f э /f ф ≤1,7.

Панели изготовляют двух конструкций: с горизонтальными коллекторами, соединенными вертикальными колонками (колончатой формы), и с горизонтальными последовательно соединенными каналами (змеевиковой формы). Змеевик иногда выполняется из стальной трубы и приваривается к панели; прибор в этом случае называется листотрубным.

Панели удовлетворяют архитектурно-строительным требованиям, особенно в зданиях из крупных строительных элементов, легко очищаются от пыли, позволяют механизировать их производство с применением автоматики. На одних и тех же производственных площадях возможен выпуск в год вместо 1,5 млн. м 2 энп чугунных радиаторов до 5 млн. м 2 энп стальных. Наконец, при использовании стальных панелей сокращаются затраты труда при монтаже из-за уменьшения массы металла до 10 кг/м 2 энп. Уменьшение массы повышает тепловое напряжение металла до 0,55-0,8 Вт/(кг К) . Распространение стальных панелей ограничивается необходимостью применения холоднокатаной листовой стали высокого качества толщиной 1,2-1,5 мм, стойкой по отношению к коррозии. При изготовлении из обычной листовой стали срок службы панелей сокращается из-за интенсивной внутренней коррозии. Стальные панели, кроме листотрубных, используют в системах отопления с обескислороженной водой.

Стальные штампованные панели и радиаторы различных конструкций широко применяются за рубежом (в Финляндии, США, ФРГ и др.). В нашей стране выпускаются средние и низкие стальные панели с каналами колончатой и змеевиковой формы для одиночной и спаренной (по глубине) установки.

4. Панели бетонные отопительные изготовляют:

1. с обетонированными нагревательными элементами змеевиковой или колончатой формы из стальных труб диаметром 15 и 20 мм;
2. с бетонными, стеклянными или пластмассовыми каналами различной конфигурации (безметалльные панели).

Эти приборы располагают в ограждающих конструкциях помещений (совмещенные панели) или приставляют к ним (приставные панели).

При применении стальных нагревательных элементов бетонные отопительные панели можно использовать при рабочем давлении теплоносителя до 1 МПа (10 кгс/см 2).

Бетонные панели обладают теплотехническими показателями, близкими к показателям других гладких приборов: k пр =7,5-11,5 Вт/(м 2 К) и f э /f ф ≈1, а также высоким тепловым напряжением металла. Панели, особенно совмещенные, отвечают строгим архитектурно-строительным, санитарно-гигиеническим и другим требованиям.

Однако бетонные панели, несмотря на их соответствие большинству требований, предъявляемых к отопительным приборам, не получают достаточно широкого распространения из-за эксплуатационных недостатков (совмещенные панели) и трудности монтажа (приставные панели).

5. Конвекторы обладают сравнительно низкими теплотехническими показателями k пр =4,7-6,5 Вт/(м 2 К) и f э /f ф <1, для отдельных типов конвекторов до 0,6. Тем не менее их производство во многих странах растет (при сокращении производства чугунных отопительных приборов) из-за простоты изготовления, возможности механизации и автоматизации производства, удобства монтажа (масса всего 5-8 кг/м 2 энп). Малая металлоемкость способствует повышению теплового напряжения металла прибора. M=0,8-1,3 Вт/(кг К) . Приборы рассчитаны на рабочее давление теплоносителя до 1 МПа (10 кгс/см 2).

Конвекторы могут иметь стальные или чугунные нагревательные элементы. В настоящее время выпускаются конвекторы со стальными нагревателями:

• плинтусные конвекторы без кожуха (типа 15 КП и 20 КП);
• низкие конвекторы без кожуха (типа «Прогресс», «Аккорд»);
• низкие конвекторы с кожухом (типа «Комфорт»).

Плинтусный конвектор типа 20 КП (15 КП) состоит из стальной трубы диаметром d y =20 мм (15 мм) и замкнутого оребрения высотой 90 (80) мм с шагом 20 мм, изготовляемого из листовой стали толщиной 0,5 мм, плотно посаженного на трубу. Конвекторы 20 КП и 15 КП выпускаются различной длины (через 0,25 м) и на заводе компонуются в узлы, состоящие из нескольких конвекторов (по длине и высоте), связывающих их труб и регулирующих кранов.

Следует отметить такое преимущество применения плинтусных конвекторов, как улучшение теплового режима помещений при размещении их в нижней зоне по длине окон и наружных стен; кроме того, они занимают мало места по глубине помещений (строительная глубина всего 70 и 60 мм). Их недостатками являются: затрата листовой стали, недостаточно эффективно используемой для теплопередачи, и затруднительность очистки оребрения от пыли. Хотя пылесобирающая поверхность у них невелика (меньше, чем у радиаторов), все же их не рекомендуется применять для отопления помещений с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями (в лечебных зданиях и детских учреждениях).

Низкий конвектор типа «Прогресс» является модификацией конвектора 20 КП, основанной на двух трубах, связанных общим оребрением той же конфигурации, но большей высоты.

Низкий конвектор типа «Аккорд» также состоит из двух параллельных стальных труб d у =20 мм, по которым последовательно протекает теплоноситель, и вертикальных элементов оребрения (высота 300 мм) из листовой стали толщиной 1 мм, насаженных на трубы с зазорами 20 мм. Элементы оребрения, формирующие так называемую лицевую поверхность прибора, имеют в плане П-образную форму (ребро 60 мм) и открыты к стене.

Конвектор типа «Аккорд» изготовляется различной длины и устанавливается в один и два ряда по высоте.

В конвекторе с кожухом увеличивается подвижность воздуха, способствующая увеличению теплопередачи прибора. Теплопередача конвекторов увеличивается в зависимости от высоты кожуха.

Конвекторы с кожухом применяют в основном для отопления помещений общественных зданий.

Низкий конвектор с кожухом типа «Комфорт» состоит из стального нагревательного элемента, разборного кожуха из стальных панелей, воздуховыпускной решетки и клапана для воздушного регулирования. В нагревательном элементе прямоугольные ребра насажены на две трубы d y =15 или 20 мм с шагом от 5 до 10 мм. Общая масса металла нагревателя 5,5-7 кг/м 2 энп.

Конвектор имеет глубину 60-160 мм, устанавливается на полу или на стене и может быть по движению теплоносителя проходным (для соединения по горизонтали с другим конвектором) и концевым (с калачом).

Наличие клапана для воздушного регулирования позволяет соединять конвекторы последовательно по теплоносителю без установки арматуры для регулирования его количества. Конвекторы могут быть также с искусственной конвекцией при установке в кожухе вентилятора специальной конструкции.

6. Ребристые трубы изготовляют из серого чугуна и применяют при рабочем давлении до 0,6 МПа (6 кгс/см 2). Наибольшее распространение имеют фланцевые чугунные трубы, на наружной поверхности которых размещаются тонкие прилитые круглые ребра.

Внешняя поверхность ребристой трубы из-за высокого коэффициента оребрения во много раз больше, чем поверхность гладкой трубы такого же диаметра (внутренний диаметр ребристой трубы 70 мм) и длины. Компактность прибора, пониженная температура поверхности ребер при использовании высокотемпературного теплоносителя, сравнительная простота изготовления и невысокая стоимость обусловливают применение этого малоэффективного в теплотехническом отношении прибора: k пр =4,7-5,8 Вт/(м 2 К) ; f э /f ф =0,55-0,69. К его недостаткам также нужно отнести неудовлетворительный внешний вид, малую механическую прочность ребер и трудность очистки от пыли. Ребристые трубы имеют также весьма низкий показатель теплового напряжения металла: М=0,25 Вт/(кг К) .

Применяют их в производственных помещениях, в которых нет значительного выделения пыли, и во вспомогательных помещениях с временным пребыванием людей.

В настоящее время выпускаются круглые ребристые трубы по ограниченному сортаменту длиной от 0,75 до 2 м для горизонтальной установки. Разрабатываются сталечугунные ребристые трубы, к которым относится ребристая труба типа PK с прямоугольными ребрами 70 X 130 мм. Эта труба отличается простотой изготовления и относительно небольшой массой. Основанием служит стальная труба d у =20 мм, залитая в чугунное оребрение толщиной 3-4 мм. Поверх ребер приливают две продольные пластины для защиты основного оребрения от механического повреждения. Прибор рассчитан на рабочее давление до 1 МПа (10 кгс/см 2).

Схема конвектора с кожухом

1 - нагревательный элемент, 2 - кожух, 3 - воздушный клапан.

Для сравнительной теплотехнической характеристики основных отопительных приборов в таблице приведена теплопередача приборов длиной 1 м.

Теплопередача отопительных приборов длиной 1 м при Δt ср =64,5° и расходе воды 300 кг/ч.

Отопительные приборы	Глубина прибора, мм	Теплопередача
		Вт/м	ккал/(ч м)
Радиаторы:
- типа М-140-АО	140	1942	1670
- типа С-90	90	1448	1245
Панели стальные типа МЗ-500:
- одиночная	18	864	743
- спаренная	78	1465	1260
Конвекторы типа 20 КП:
- однорядный	70	331	285
- трехрядный	70	900	774
Конвекторы:
- типа «Комфорт» Н-9	123	1087	935
- типа «Комфорт-20»	160	1467	1262
Ребристая труба	175	865	744

Как видно из таблицы, высокой теплопередачей на 1 м длины отличаются более глубокие отопительные приборы; наибольшую теплопередачу имеет чугунный радиатор, наименьшую - плинтусный конвектор.

7. Гладкотрубные приборы выполняют из стальных труб в форме змеевиков (трубы соединены по движению теплоносителя последовательно, что увеличивает его скорость и гидравлическое сопротивление прибора) и колонок или регистров (параллельное соединение труб с пониженным гидравлическим сопротивлением прибора).

Приборы сваривают из труб d y =32-100 мм, расположенных на расстоянии одна от другой не менее выбираемого диаметра труб для уменьшения взаимного облучения и соответственно увеличения теплопередачи в помещение. Гладкотрубные приборы применяют при рабочем давлении до 1 МПа (10 кгс/см 2). Они обладают высокими теплотехническими показателями: k пр =10,5-14 Вт/(м 2 К) и f э /f ф ≤1,8, причем наибольшие значения относятся к гладким стальным трубам диаметром 32 мм.

Показатели отопительных приборов различных видов

ительные	давление	Требования, предъявляемые к приборам
		Технические				архитектурно Строительные		санитарно- гигиенические		производ Монтажные
											трудовые
Радиаторы:
Ические и	2-4		>1	-	++	+	-	+	++	-	-
- чугунные	6		До 1,35	-	-	-	+	-	-	-	-
Панели:
- стальные	6		До 1,7	++	+	+	-	-	++	++	+
- бетон-ные	10		~ 1	+	++	+	±	++	+	-	±
- без кожуха
- с кожухом	10		<1	±	+	±	±	+	-	++	+
	6			+	-	-	++	+	-	-	-
	10		До 1,8	-	-	-	-	-	++	-	-
	8		>1	-	+	-	++	+	-	+	-

Примечание: Знаком + отмечено выполнение, знаком - невыполнение требований, предъявляемых к приборам; знаком ++ отмечены показатели, определяющие основное преимущество данного вида отопительного прибора.

Гладкотрубные приборы отвечают санитарно-гигиеническим требованиям - их пылесобирающая поверхность невелика и легко очищается.

К недостаткам гладкотрубных приборов относятся их громоздкость, обусловленная ограниченностью площади внешней поверхности, неудобство размещения под окнами, увеличение расхода стали в системе отопления. Учитывая указанные недостатки и неблагоприятный внешний вид, эти приборы применяют в производственных помещениях, в которых происходит значительное выделение пыли, а также в тех случаях, когда не могут быть использованы приборы других видов. В производственных помещениях их часто используют для обогревания световых фонарей.

8. Калориферы - компактные нагревательные приборы значительной площади (от 10 до 70 м2) внешней поверхности, образованной несколькими рядами оребренных труб; применяют их для воздушного отопления помещений в местных и центральных системах. Непосредственно в помещениях калориферы используют в составе воздушно-отопительных агрегатов различных типов или для рециркуляционных воздухонагревателей. Калориферы рассчитаны на рабочее давление теплоносителя до 0,8 МПа (8 кгс/см 2); их коэффициент теплопередачи зависит от скорости движения воды и воздуха, поэтому может изменяться в широких пределах от 9 до 35 и более Вт/(м 2 К) [от 8 до 30 и более ккал/(ч м 2 ˚C)].

В таблице приведены показатели отопительных приборов различных видов; условно отмечено выполнение или невыполнение требований, предъявляемых к приборам.

Описание:

Мастер-класс состоял из трех блоков. Первый блок был посвящен проблемам применения отопительных приборов в современном строительстве. Здесь рассматривались вопросы классификации отопительных приборов, их основные характеристики, методы определения этих характеристик в России и за рубежом, проблемы гармонизации методов испытаний отопительных приборов и требований к ним.

Отопительные приборы в современном строительстве

Мастер-класс АВОК «Отопительные приборы в современном строительстве» провел Виталий Иванович Сасин, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, заведующий отделом отопительных приборов и систем отопления ОАО «НИИсантехники», директор научно-технической фирмы ООО «Витатерм», член Президиума НП «АВОК».

В мастер-классе приняли участие специалисты из Москвы, Великого Новгорода, Дмитрова, Жуковского, Рязани, Санкт-Петербурга, Уфы, Челябинска, Электростали.

Мастер-класс состоял из трех блоков. Первый блок был посвящен проблемам применения отопительных приборов в современном строительстве. Здесь рассматривались вопросы классификации отопительных приборов, их основные характеристики, методы определения этих характеристик в России и за рубежом, проблемы гармонизации методов испытаний отопительных приборов и требований к ним. Во втором блоке рассматривались новые отопительные приборы, представленные на российском рынке, их основные технические характеристики, рекомендации по применению, монтажу и эксплуатации. Третий блок был посвящен терморегулирующей и запорной арматуре, применяемой для регулирования теплового потока отопительных приборов.

Настоящая статья обобщает вопросы, рассмотренные в ходе первого и второго блоков мастер-класса АВОК.

Классификация отопительных приборов и основные технические требования к их конструкциям, методам контроля, монтажа и эксплуатации приведены в Стандарте АВОК «Радиаторы и конвекторы отопительные. Общие технические условия» (СТО НП «АВОК» 4.2.2–2006).

Хочется обратить внимание проектировщиков на особенности испытания отопительных приборов и существующие методики этих испытаний. В России методика испытаний отличается от методик, принятых в Европе и Китае. Например, в нашей стране в климатической камере при испытаниях отопительных приборов должны охлаждаться стенки, для того чтобы процесс был стационарным, но при этом запрещено охлаждать пол. В результате приборы, испытанные по разным методикам, выдают различные показатели. Европейские показатели обычно несколько завышены по сравнению с отечественными. Ранее, при перепаде температур 90/70 °С, это завышение составляло около 8–14 %, сейчас, при переходе в европейских странах на перепад 75/65 °С, разница уменьшилась, но все равно составляет 3–8 %.

В среднем тепловые показатели отопительных приборов, определенные согласно европейскому стандарту EN 442–2, превышали при одном и том же температурном напоре отечественные на 6–14 % при ранее использованных расчетных параметрах теплоносителя 90/70 °С и температуре воздуха 20 °С и на 3–8 % при новых параметрах (75/65 % и температуре воздуха 20 °С). Однако следует отметить, что большинство расчетных данных в зарубежных каталогах и проспектах пересчитано со «старого» стандартного температурного напора θ = 60 °С на «новый» θ = 50 °С, определенных все-таки при погрешности до 14 %.

Кроме того, есть различие и в методиках проведения гидравлических испытаний. Зарубежные методики предусматривают испытания нового прибора, отечественные – уже загрязненный прибор, соответствующий примерно трем годам эксплуатации. Гидравлические характеристики, полученные по зарубежным методикам на «чистых» приборах, оказываются ниже на 10–30 % определенных согласно отечественным требованиям на приборах с примерно трехлетним сроком эксплуатации.

Отличаются и требования отечественных и зарубежных норм по прочности. С другой стороны, и некоторые отечественные производители в целях экономии используют так называемый «расчетный» метод определения теплоотдачи отопительных приборов, которая при этом неоправданно завышается. В результате вместо расчетной температуры 18–22 °С в помещениях обеспечивается всего лишь 13–14 °С.

И наконец, отечественные рабочие прочностные характеристики отопительных приборов определяются с большим запасом по сравнению с испытательными с завышением в 1,5 раза, а не в 1,3 раза, как за рубежом. К отечественным приборам дополнительно предъявляются требования по соотношению значений минимальных разрушающих прибор давлений и их максимально допустимых рабочих давлений.

Сопоставление отечественных и европейских (ЕN 442–2) методов тепловых испытаний отопительных приборов показывает, что отечественная методика в большей мере, чем зарубежная, отвечает реальным условиям эксплуатации отопительных приборов и не дает завышения тепловых характеристик. Гидравлические и прочностные испытания отопительных приборов, проведенные согласно российским требованиям, также в большей мере, чем по зарубежным, отражают реалии эксплуатации отопительных приборов в отечественном строительстве.

Таким образом, можно сделать вывод, что отечественные методы испытаний более четко, чем зарубежные, определяют основные технические характеристики отопительных приборов применительно к отечественным условиям их эксплуатации. Проблема применения отопительных приборов определяется в значительной мере возможностью получения полных и достоверных данных по их теплогидравлическим, прочностным и эксплуатационным характеристикам. Зарубежные методы, с учетом принятых в Европе методов испытаний, завышают тепловые (обычно на 4–8 %) и прочностные показатели (на 12 %), а также занижают гидравлические характеристики на 5–20 %. Отечественные производители зачастую используют для получения основных технических данных расчеты и испытания на неаккредитованных и неаттестованных стендах, завышая, в частности, тепловые показатели на 20–50 %, а в ряде случаев и вдвое.

Использование в системах отопления медных труб возможно в случае, если содержание растворенного кислорода в воде составляет не более 36 мкг/дм 3 , т. е. в европейских условиях медные трубы могут применяться с определенными ограничениями. Практически они могут применяться везде, однако указанное нормативное ограничение имеет место. В нашей стране рассматриваемый параметр не лимитирует применение медных труб в системах отопления.

В отечественной практике принята следующая классификация систем отопления:

По способу присоединения центральных систем отопления к источнику тепловой энергии: по независимой схеме (автономная или независимая от теплоносителя система теплоснабжения), по зависимой схеме со смешением горячей воды системы теплоснабжения с обратной (охлажденной) водой системы отопления и по зависимой прямоточной схеме.

По способу побуждения движения теплоносителя: с естественной циркуляцией (гравитационные) и с искусственной циркуляцией (насосные или элеваторные).

По схеме присоединения отопительных приборов к теплопроводам: двухтрубные и однотрубные. В двухтрубных системах отопительные приборы присоединены параллельно к двум самостоятельным теплопроводам – горячему, подающему воду в прибор, и обратному, отводящему ее от приборов; в однотрубных приборы присоединены последовательно к одному общему теплопроводу.

По способу прокладки теплопроводов (труб): на вертикальные и горизонтальные, открытые или скрытые (в каналах, штробах).

По расположению подающей и обратной магистралей: с верхним размещением магистрали с горячей водой и с нижним обратной или с нижним размещением подающей магистрали и верхним обратной, а также с нижним или верхним размещением как подающей, так и обратной магистралей.

По направлению движения теплоносителя в разводящих магистральных теплопроводах и схеме последних: тупиковые (с противоположным направлением движения теплоносителя в подающей и обратной магистралях) и попутные (с движением теплоносителя в обеих магистралях в одном направлении).

По максимальной температуре горячей воды, поступающей в систему отопления: низкопотенциальные (до 65 °С), низкотемпературные (до 105 °С) и высокотемпературные (свыше 105 °С).

Одним из наиболее удачных вариантов схемы разводки отопления является двухтрубная система разводки основных стояков с подводкой через коллектор к поквартирной разводке. Поквартирная разводка выполняется либо по двухтрубной периметральной, либо по лучевой схеме. Трубы в полу прокладываются либо в гофрированной трубе, либо с теплоизоляцией толщиной не менее 9 мм. Последний вариант предпочтительней. В обоих вариантах подвижки трубы в результате теплового расширения не оказывают никакого влияния на нормальную работу системы.

За рубежом в последнее время все большее распространение получает однотрубная система поквартирной плинтусной разводки с Н-образным подключением отопительных приборов. Одним из достоинств этой схемы является именно легкость прокладки магистралей вдоль стен обслуживаемого помещения.

Вертикальные системы отопления бывают с нижними подающими магистралями и с верхними подающими магистралями. У обеих систем есть как достоинства, так и недостатки. Например, для того чтобы реализовать систему отопления с верхней подающей магистралью, необходимо, чтобы в здании был предусмотрен чердак или верхний технический этаж. При нижней разводке подающие магистрали расположены в подвале здания или на нижнем техническом этаже.

В этом случае вся запорная и регулирующая арматура легко доступна, можно легко производить балансировку, локализацию аварий и т. д.

К сожалению, в настоящее время в многоэтажных жилых домах, особенно муниципальных, широко распространена практика замены отопительных приборов, предусмотренных проектом, на приборы совершенно другого типа. При замене отопительного прибора необходимо слить стояк (известен случай, когда для замены отопительного прибора потребовалось в ЦТП слить воду из системы отопления трех жилых зданий, подключенных к данному ЦТП). Известно много случаев, когда жильцы делали отапливаемые лоджии с переносом отопительных приборов. Был также случай, когда открытый балкон был переделан в закрытый, а для его отопления использовалось пять радиаторов, подключенных к одному стояку, при этом практически прекратилась циркуляция теплоносителя по всему этажу. Очень часто при двухтрубных системах отопления с термостатами жильцы снимают эти термостаты (не термостатическую головку, что в крайнем случае допустимо, а именно сам термостат), в результате чего вода перестает поступать на верхние этажи. В этом отношении более устойчивы как раз однотрубные системы отопления за счет наличия замыкающего участка.

В одном из городов Подмосковья четыре достаточно крупных жилых 14-этажных здания были оснащены панельными радиаторами. Присоединение систем отопления осуществлялось по независимой схеме через ИТП. Дома с теплым чердаком, схема движения теплоносителя «снизу-вверх». В верхней части системы в теплом чердаке установлен ручной воздушный клапан. На все четыре здания предусмотрен расширительный бак достаточно большого объема. Три здания были подключены нормальным образом, но в четвертом здании из-за ошибки службы эксплуатации система не была подключена к общему замыкающему участку (к расширительному баку). В результате панельные радиаторы в квартирах верхних этажей превратились в воздухосборники, и отопительные приборы просто раздулись под действием избыточного давления.

Если есть возможность оснастить двухтрубную систему нужным образом, а затем квалифицированно ее эксплуатировать, можно применять такую схему. Если таких возможностей нет, то все-таки надежнее использовать однотрубную систему. Кроме надежности, такая система еще будет и дешевле.

Если не производить тщательную теплоизоляцию стояков, то и при двухтрубной системе отопления температура теплоносителя в каждом отопительном приборе будет различаться. Так, в двухтрубной системе отопления на последних двух этажах 16-этажного жилого здания температура теплоносителя составляет не 95/70 °С, а 80/65 °С, что вызывает жалобы жильцов.

Сейчас иногда заимствуется техническое решение, принятое в европейских странах, когда циркуляционный насос системы отопления устанавливается на прямой магистрали (горячей). Здесь нужно иметь в виду, что ранее в этих странах, при параметрах теплоносителя 90/70 °С, насосы устанавливались, как правило, на обратной магистрали. Потом, при переходе к параметрам 75/

65 °С, стало возможным устанавливать те же самые насосы и на прямой магистрали, поскольку они вполне выдерживают указанную температуру, а в системе за счет такой установки обеспечивается дополнительный напор, при котором система отопления работает более устойчиво. Но в высотных зданиях в верхней геометрической точке давление должно быть не менее 10 м вод. ст. В этом случае установка насоса на обратной магистрали практически не влияет на работу системы отопления, поскольку сам по себе напор там достаточно велик.

Переход в европейских странах на параметры теплоносителя с 90/70 °С на 75/65 °С привел к тому, что расход теплоносителя сразу увеличился в два раза, увеличилась площадь поверхности отопительных приборов, диаметр труб, что привело к увеличению стоимости отопительного оборудования. Однако в таком снижении параметров есть свои определенные преимущества. Во-первых, сокращаются бесполезные невозвратимые теплопотери (все стояки хорошо теплоизолированы). Во-вторых, в системах с автономными источниками теплоснабжения, например, электрическими котлами, эти котлы лучше работают при более низких температурах греемой воды (или антифриза).

Системы отопления с опрокинутой циркуляцией появились в 1960-х годах, когда стали широко применяться однотрубные системы отопления. При этой схеме организации отопления теплоноситель циркулирует «снизу-вверх». Эта схема была предложена для компенсации теплопотерь за счет инфильтрации.

В настоящее время при расчете системы отопления зачастую учитывается только вентиляционная нагрузка. Эта величина постоянна для всех этажей многоэтажного жилого здания. Инфильтрация же зависит от высоты. На нижних этажах нагрузка на систему отопления от теплопотерь за счет инфильтрации выше, чем на верхних. Но при опрокинутой циркуляции в отопительные приборы нижних этажей подается теплоноситель с более высокой температурой, что позволяет компенсировать несколько более высокую отопительную нагрузку. Еще одно достоинство подобной схемы – улучшенное воздухоудаление. Есть у такой схемы и недостатки. Один из недостатков – некоторое уменьшение коэффициента затекания, в результате чего хуже работают отопительные приборы, причем коэффициент затекания меняется в зависимости от типа отопительного прибора.

Характеристики отопительных приборов по нашим нормам определяются при барометрическом давлении 760 мм рт. ст. Это связано с тем, что наши отечественные отопительные приборы, даже радиаторы, достаточно большую долю теплоты передавали помещению посредством конвективного теплообмена. Конвективная составляющая зависит от того, какой объем воздуха омывает отопительный прибор. Этот объем зависит от плотности воздуха, которая в свою очередь зависит не только от температуры, но и от барометрического давления. Поэтому, например, при проектировании системы отопления объекта, расположенного в Красной Поляне, где барометрическое давления ниже 760 мм рт. ст., следует учитывать, что теплоотдача конвекторов уменьшится на 9–12 %, а радиаторов – на 8–9 %.

Традиционные отопительные приборы – чугунные радиаторы (в основном секционные) – отличаются высокой надежностью при эксплуатации в отечественных условиях, могут использоваться в зависимых системах отопления зданий различного назначения, за исключением систем отопления с антифризом. Дело в том, что из-за не очень высокого качества обработки мест соединения секций радиаторов в этих узлах вместо паронитовых прокладок применяются резиновые уплотнения. Эти резиновые уплотнения меняют свои структурные свойства при взаимодействии с антифризом.

В настоящее время на рынке представлены модели чугунных радиаторов, рассчитанные на рабочее давление не 9, а 12 атм. Следует также отметить, что, согласно Стандарту АВОК «Радиаторы и конвекторы отопительные. Общие технические условия» (СТО НП «АВОК» 4.2.2–2006), предъявляются более жесткие требования к прочностным показателям отопительных приборов: испытательное давление литых отопительных приборов (в том числе и чугунных, и алюминиевых радиаторов) должно превышать рабочее на 6 атм. или в 1,5 раза, а давление разрыва – превышать рабочее не менее чем в 3 раза. Из этого следует, что радиаторы, которые испытываются на 9 атм., могут работать при давлении 3 атм., а не 6, что зачастую декларируется производителем. Также и радиаторы, испытываемые на давление 15 атм., рассчитаны на рабочее давление 9, а не 10 атм. Этот момент необходимо всегда иметь в виду, поскольку известны случаи, когда импортные чугунные литые радиаторы разрушались из-за высокого давления.

В значительной мере высокая доля чугунных радиаторов (доля потребления в России 46–48 %) определяется реалиями нашей эксплуатации, поскольку теплоноситель (вода) зачастую не отвечает предъявляемым к ней требованиям. Единственный документ, в котором сформулированы требования к воде, это «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации» (ранее этот документ имел номер РД 34.20.501– 95). Пункт 4.8 этого документа носит название «Водоподготовка и водно-химический режим тепловых электростанций и тепловых сетей», и в этом пункте предъявляются требования к воде, используемой в системах теплоснабжения и, соответственно, в системах отопления, тем более, если система отопления подключена по зависимой схеме. Необходимо отметить несколько важных моментов из этих правил технической эксплуатации, актуальных с точки зрения применения отопительных приборов. Так, согласно этому документу, содержание кислорода в воде не должно превышать 20 мкг/дм 3 .

В Европе указанное требование менее жесткое – количество растворенного кислорода в воде не должно превышать 100 мкг/дм 3 , и эта норма практически всегда соблюдается. Высказывались предложения гармонизировать в этой части отечественные нормы с европейскими. Однако опыт эксплуатации отечественных систем отопления показал, что эти нормы зачастую не соблюдаются, завышаясь иногда в 10–100 раз. Если же принять менее жесткую европейскую норму и завысить ее во столько же раз, последствия могут быть очень серьезными.

Необходимо также иметь в виду, что чугунные секционные радиаторы перед установкой следует перемонтировать, испытать, а после установки – окрасить. Все эти операции обуславливают дополнительные затраты, которые можно оценить из расчета около 20 долл. США за 1 кВт. Эту дополнительную стоимость следует обязательно включать в смету. Известны случаи, когда в смету закладывались лишь стоимость непосредственно самих радиаторов, а затем, для компенсации неучтенных дополнительных расходов, предусмотренные в проекте термостатические и балансировочные клапаны заменялись более дешевыми шаровыми кранами. Ряд производителей предлагает свои радиаторы уже полностью окрашенными и подготовленными к установке, соответственно, стоимость таких радиаторов несколько выше. В отношении стоимости чугунных радиаторов можно отметить, что указанная стоимость подвержена достаточно заметным резким колебаниям. В частности, некоторое время назад наблюдалось резкое возрастание стоимости таких приборов, хотя к настоящему времени ситуация стабилизировалась.

Стоимость отечественных моделей чугунных радиаторов в настоящее время составляет 1 400–1 500 руб./кВт. Дополнительная стоимость перегруппировки, испытаний на герметичность, монтажа и окраски составляет 400–500 руб./кВт.

У чугунных радиаторов довольно большая доля теплоты, около 35 %, передается помещению посредством лучистого теплообмена. Однако известны случаи, когда неквалифицированная служба эксплуатации в ходе ремонта помещений производила окраску таких радиаторов краской на основе порошковой алюминиевой пудры («серебрянкой»), тем самым сразу же снижая теплоотдачу отопительных приборов примерно на 10–15 %.

Стальные трубчатые радиаторы и дизайн-радиаторы (секционные, колончатые, блочные и блочно-секционные) отличаются широкой номенклатурой и хорошим внешним видом. Эти приборы поставляются в полной строительной готовности. Толщина стали для головки радиатора обычно составляет 1,5 мм, а стенок вертикальных труб – 1,25 мм, хотя иногда поставляются и приборы со стенками труб толщиной 1,5 мм. У ряда производителей имеются модели приборов со специальным покрытием внутренних стенок, ориентированным на использование в качестве теплоносителя воды низкого качества.

Кроме современного дизайна, в качестве достоинств этих приборов можно отметить гигиеничность и травмобезопасность. Представлены модели со встроенным термостатом. Однако приборы этого типа требуют жесткого соблюдения правил эксплуатации. Панельные и трубчатые радиаторы чаще выходят из строя не из-за растворенного в воде кислорода, а по причине подшламовой коррозии из-за отложения грязи.

Стоимость стальных трубчатых радиаторов составляет 2 500–3 000 руб./кВт. Доля потребления в России – 1,5–2 %.

Радиаторы из алюминиевых сплавов (алюминиевые радиаторы), как правило, отличаются очень хорошими дизайнерскими решениями. Среди их достоинств, кроме современного дизайна, широкая номенклатура, поставка полной строительной готовности.

Для изготовления алюминиевых радиаторов обычно используется силумин (сплав на основе алюминия и 4–22 % кремния). Этот материал не очень хорошо взаимодействует с теплоносителем, в котором много растворенного кислорода или высокий показатель pH (можно напомнить, что нейтральной среде соответствует значение pH, равное 7, кислой – ниже 7, щелочной – выше 7). Алюминий и его сплавы не очень боятся кислой среды. Производители таких приборов обычно заявляют в числе требований к теплоносителю показатель pH, равный 7–8. Однако, согласно требованиям упомянутых выше «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации», значение рН для открытых систем теплоснабжения составляет 8,3–9,0, закрытых – 8,3–9,5, при этом верхний предел допускается только при глубоком умягчении воды, а для закрытых систем теплоснабжения верхний предел значения рН допускается не более 10,5 при одновременном уменьшении значения карбонатного индекса, нижний предел может корректироваться в зависимости от коррозийных явлений в оборудовании и трубопроводах систем теплоснабжения. В реальных условиях эксплуатации показатель pH теплоносителя составляет, как правило, от 8 до 9. Из этого следует, что формально в наших условиях алюминиевые радиаторы применять нельзя, за исключением коттеджей. В коттеджах теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру, в результате чего в системе через некоторое время устанавливается химическое равновесие, кроме того, в системах отопления таких объектов давление относительно невысоко.

В последнее время некоторые дилеры указывают в числе требований к теплоносителю расширенный показатель pH от 5 до 11. Однако опыт испытаний и реальной эксплуатации показывает, что при показателе pH, равном 10, в алюминиевых отопительных приборах происходит интенсивное разрушение резьбы. Так, при гидравлических испытаниях из-за разрушения резьбы из таких радиаторов вылетали пробки. Для предотвращения подобных ситуаций в последние годы производители стали наносить на внутреннюю поверхность таких отопительных приборов специальное защитное покрытие. Кроме того, для изготовления отопительных приборов стали использоваться алюминиевые сплавы специального состава, нечувствительные к высокому показателю pH. Это так называемый «морской» алюминий – алюминиевый сплав, отличающийся высокой коррозионной стойкостью и прочностью.

Иногда ситуация усугубляется еще и тем, что в системах отопления применяются оцинкованные трубы, в результате чего скорость протекания электрохимической реакции резко увеличивается. Чтобы предотвратить это можно использовать для переходов запорно-регулирующую арматуру в латунном или бронзовом корпусе.

Проблемы возникают также и в тех случаях, когда в системе отопления с алюминиевыми отопительными приборами на каком-либо участке используются теплопроводы, выполненные из меди. Например, медные трубки могут применяться в теплообменниках, установленных в ИТП. В этом случае разрушаются не алюминиевые радиаторы, а именно медные изделия.

В системах с алюминиевыми радиаторами, как показал опыт эксплуатации, не всегда устойчиво работают автоматические воздухоотводчики. Лучше использовать воздухоотводчики ручные, причем во избежание возгорания взрывоопасной смеси, при выполнении этой операции категорически запрещено пользоваться открытым огнем.

Как уже было отмечено выше, алюминиевые радиаторы можно применять в коттеджах. Еще одна возможная область применения таких отопительных приборов – офисные здания крупных компаний, в которых есть собственная высококвалифицированная служба эксплуатации, которая не допускает замены отдельных отопительных приборов на приборы с иными характеристиками, строго выдерживает заданные режимы эксплуатации и т. д.

В многоэтажных жилых зданиях алюминиевые радиаторы применять, как правило, не рекомендуется. Вообще, все модели алюминиевых радиаторов требуют жесткого соблюдения правил монтажа и эксплуатации.

Стоимость радиаторов из алюминиевых сплавов 2 000–2 600 руб./кВт. Доля потребления в России равна 16 %, в том числе 6 % составляет доля биметаллических и биметаллических с алюминиевыми коллекторами.

Для предотвращения возможных проблем, характерных для алюминиевых радиаторов, – газовыделений, электрохимической коррозии и т. д. – были разработаны биметаллические радиаторы. Эти отопительные приборы дороже алюминиевых примерно на 20–25 %. Биметаллические радиаторы бывают двух типов. У радиаторов первого типа (секционных, колончатых и блочных) полностью стальной коллектор. Этот стальной коллектор затем под большим давлением заливается алюминиевым сплавом. В результате у таких радиаторов образуется хорошо развитое внешнее оребрение, как у обычных алюминиевых. Секции собираются на стальных ниппелях. В результате со стороны теплоносителя нет контакта стали и алюминия. Эти приборы по эксплуатационным показателям равноценны чугунным радиаторам. Однако такие приборы достаточно сложны в изготовлении. Например, у стальных заготовок линейное тепловое расширение в два раза меньше, чем у алюминиевого оребрения. В результате этого даже небольшая ошибка при заливке алюминиевого сплава может привести к тому, что монтажная высота секции будет отличаться от номинальной, что делает сборку отопительного прибора невозможной в принципе. Есть и другие технологические сложности. Из-за этих сложностей некоторые производители используют только отдельные стальные детали, а сами коллекторы изготавливают из алюминия. В приборах такого типа газообразование в результате электрохимической коррозии полностью не предотвращается, хотя и значительно уменьшается.

Стоимость биметаллических радиаторов первого типа составляет 2 500–3 000 руб./кВт, второго типа – 2 400–2 800 руб./кВт. Доля на российском рынке указана выше.

За рубежом самым распространенным типом отопительных приборов являются стальные панельные радиаторы . Их достоинства – современный дизайн, широкая номенклатура, полная строительная готовность, высокая гигиеничность (модели без оребрения). Поставляются модели со встроенным термостатом.

Несколько вариантов приборов этого типа отечественного производства изготовлены из стали толщиной 1,4 мм и рассчитаны на максимальное рабочее избыточное давление теплоносителя 10 атм. Минимальное испытательное давление в этом случае составляет 15 атм. Здесь учитывается то обстоятельство, что для панельных радиаторов минимально допустимое нормируемое давление разрушения увеличивается не в 3 раза, по сравнению с максимальным рабочим давлением теплоносителя, как для литых отопительных приборов, а в 2,5 раза, поскольку отопительные приборы этого типа при повышении давления ведут себя несколько иначе. Уже при 9–10 атм. у них начинается потрескивание красочного слоя. Затем, после превышения величины давления свыше 15,5–16 атм. панельный радиатор начинает раздуваться. Разрушение прибора происходит обычно при давлении 25–30 атм. Таким образом, эти приборы выдерживают все заявленные параметры. Более того, благодаря пружинным свойствам конструкционного материала, эти отопительные приборы позволяют в некоторой степени гасить гидравлические удары.

Все модели стальных панельных радиаторов требуют жесткого соблюдения правил эксплуатации. Их стоимость составляет 800–1 300 руб./кВт, доля потребления в России – 15 %.

Конвекторы (настенные, напольные, с кожухом, без кожуха, стальные, с использованием цветных металлов) отличаются высокой надежностью в эксплуатации в отечественных условиях, могут использоваться в зависимых системах отопления зданий различного назначения. Кроме того, среди их достоинств – малая инерционность, широкая номенклатура, современный дизайн, низкая температура наружных элементов конструкции конвектора, исключается опасность ожогов. Приборы поставляются в полной строительной готовности, имеются модели со встроенным термостатом.

Среди конвекторов можно выделить два типа конструкций. У конвекторов первого типа кожух способствует образованию «эффекта тяги». При снятии кожуха теплоотдача отопительного прибора уменьшается на 50 %. У конвекторов второго типа кожух выполняет чисто декоративную функцию, его снятие не только не уменьшает теплоотдачу, но даже может повысить эффективность прибора. Кроме того, снятие кожуха способствует уменьшению загрязнения отопительного прибора, улучшает условия его очистки. Однако для того чтобы определить, какого типа конвектор установлен, можно ли снимать кожух, владельцам квартир следует проконсультироваться со специалистами.

Стоимость стальных конвекторов составляет 500–750 руб./кВт, конвекторов с медно-алюминиевым нагревательным элементом – 1 500–2 300 руб./кВт. Доля потребления в России – 16%.

Отдельно можно выделить специальные отопительные приборы – конвекторы, встраиваемые в конструкцию пола, вентиляторные конвекторы. Эти приборы предназначены в основном для зданий «элитного» класса и коттеджей. Их стоимость составляет 3 000–10 000 руб./кВт, доля потребления в России – 0,5–1 %.

Из опыта эксплуатации отопительных приборов известны случаи, когда из-за локального попадания струи холодного воздуха из окна, открытого в режиме зимнего проветривания, локально замерзали и лопались отопительные приборы. Обычно такому замерзанию подвержены чугунные и, в меньшей степени, алюминиевые радиаторы. Конвекторы в этом случае практически никогда не замерзают. Поэтому проветривание створкой окна с позиции защиты отопительных приборов от разрыва при замерзании достаточно опасно. Предпочтительнее использовать для проветривания традиционные для нашей страны форточки.

Для экономии тепловой энергии отопительные приборы могут оснащаться термостатами. Здесь необходимо обратить внимание на то, что термостат – это не запорная, а лишь регулирующая арматура, поэтому установка термостата ни в коем случае не ликвидирует необходимость установки шаровых кранов для отключения отдельных отопительных приборов.

Однако для экономии тепловой энергии в системах отопления одной лишь установки термостатов недостаточно. Термостат позволяет регулировать тепловую нагрузку в соответствии с фактическим тепловым балансом помещения, особенно большой эффект экономии тепловой энергии достигается в переходный период, когда в теплое время достаточно часты перетопы. Однако в случае отсутствия учета тепловой энергии установка термостатов обеспечивает в большей степени комфортные условия в обслуживаемом помещении, нежели экономию энергии, которая составляет всего около 5–8 %. При подключении каждой отдельной квартиры через коллекторы возможна установка поквартирного теплосчетчика. Эти теплосчетчики не предназначены для коммерческого учета тепловой энергии, но позволяют проводить взаиморасчеты с владельцами каждой квартиры с учетом показаний теплосчетчика на вводе в здание: по сопоставлению показателей общего и квартирных теплосчетчиков устанавливается, какую долю потребленной тепловой энергии оплачивает каждый жилец. Вообще в Москве принято решение об установке ИТП в каждом здании, и в каждом ИТП, в свою очередь, устанавливается теплосчетчик.

С установкой теплосчетчиков сопряжено множество проблем различного характера. Например, следует иметь в виду, что за рубежом процедура оплаты потребленной тепловой энергии по показаниям теплосчетчика часто устанавливается на государственном уровне. В нашей стране эта процедура не узаконена. Сами теплосчетчики стоят достаточно дорого, кроме того, необходима их периодическая проверка, которая также требует финансовых затрат. В результате для отдельно взятого жильца установка счетчика может быть с экономической точки зрения в ряде случаев нецелесообразна, хотя установка счетчика уже заставляет людей экономить тепловую энергию.

Еще одна проблема, которую требуется решить при установке теплосчетчика – выделение квартир, в которые установка счетчиков вообще нецелесообразна. В одном из регионов России была проведена реконструкция целого городского жилого квартала, в ходе которой во всех квартирах были установлены тахометрические теплосчетчики («вертушки»). Однако были применены теплосчетчики с чувствительностью 36 кг/ч. Эта чувствительность сопоставима с расчетным расходом теплоносителя для однокомнатной квартиры, и счетчики в однокомнатных квартирах просто не работали. В результате для однокомнатных квартир ввели оплату за тепловую энергию не по показаниям счетчика, а пропорционально площади квартиры, однако при этом в стоимость заложили и всю ту экономию, которая достигалась в 2–3-комнатных квартирах.

По ряду зарубежных данных, опыт эксплуатации многоквартирных зданий в Европе показал, что при расчете системы отопления на перепад 90–70 °С установка теплосчетчиков оправдана только в квартирах, площадь которых превышает величину 100 м 2 (разумеется, в данном случае более правильно говорить о нагрузке квартиры, но, поскольку здесь речь идет об однотипных квартирах с хорошей теплозащитой, герметичными окнами и т. д., то можно условно говорить про площадь). В некоторых странах на уровне нормативных документов разрешено не устанавливать счетчики в квартирах площадью менее 100 м 2 , в связи с чем относительно дешевые муниципальные квартиры ограничиваются этой площадью.

Если нет возможности установить теплосчетчик, учет потребленной тепловой энергии может производиться посредством «распределителей тепловой энергии», точнее, распределителей стоимости потребленной теплоты. Эти приборы не являются счетчиками, показывающими общее количество потребленной тепловой энергии, а позволяют определить стоимость теплоты, потребленной каждой отдельной квартирой. Однако здесь должна быть четко и однозначно определена процедура оплаты. Должно быть законодательно закреплено, в каких пропорциях оплачивается отопление отдельной квартиры и мест общего пользования. Например, в европейских странах, в отличие от России, узаконено, какую долю должен доплачивать владелец квартиры за отопление общественных зон – лестничных клеток, вестибюлей, помещений для колясок и велосипедов и т. д.

При установке распределителей определенные трудности возникают с определением возможных мест их установки (например, на каком уровне они должны быть установлены – одна треть от высоты прибора, посередине и т. д.). Приборы европейского производства рассчитаны в основном для установки на панельные или трубчатые радиаторы. Установка этих приборов на конвекторы требует пересчета показаний. Кроме того, эти приборы не рассчитаны на применение в системах отопления, в которых движение теплоносителя осуществляется по схеме «снизу-вверх», поскольку распределение теплоносителя в отопительном приборе при такой схеме будет отличаться от распределения теплоносителя в приборе, подключенном по схеме «сверху-вниз». Очевидно, что для расчета потребленной тепловой энергии в последнем случае требуются специальные расчетные коэффициенты, причем свой коэффициент на каждую длину отопительного прибора.

Распределители бывают двух типов – с электронным датчиком температуры и испарительного типа, более дешевые. При использовании счетчиков испарительного типа необходимо, чтобы к ним был обеспечен доступ контролирующей организации. Поскольку счетчики установлены внутри квартиры, доступ к ним зачастую невозможен. Электронные счетчики позволяют организовать передачу данных по радиоканалу, поэтому для снятия показаний доступ в каждую квартиру не требуется.

Еще одна проблема, связанная с установкой теплосчетчиков и расчетами за фактическое теплопотребление, как показал в том числе и зарубежный опыт, ряд владельцев квартир отключают отопление, особенно в случае своего отсутствия в квартире, и обогрев квартиры осуществляется только за счет теплопоступлений из соседних квартир. Разумеется, в этом случае возрастают затраты на отопление владельцев этих квартир. Один из возможных выходов здесь – порядок оплаты, когда определенная доля оплачивается пропорционально площади квартиры, часть – на отопление общественных зон и часть – по показаниям квартирных теплосчетчиков или распределителей.

Целесообразно ли устанавливать автоматический терморегулятор на отопительных приборах при зависимом присоединении системы отопления к тепловым сетям?

С точки зрения создания комфортных условий в помещениях и экономии энергии установка автоматических терморегуляторов целесообразна в любом случае. Однако необходимо определить, позволяет ли качество воды, циркулирующей в тепловых сетях, использовать данную регулирующую арматуру. Если в сетевой воде содержится большое количество загрязнений, предпочтительнее использовать ручные терморегуляторы.

Обогрев помещения невозможно представить без отопительных приборов, представленных на рынке в достаточно широком видовом разнообразии. Для того, чтобы выбрать для себя наиболее подходящий вариант, приходится взять в учет целый ряд факторов.

Какие бывают

Классификация отопительных приборов осуществляется по следующим критериям:

• Тип теплоносителя. Может быть жидким или газообразным.
• Материал изготовления.
• Технические характеристики. Имеются в виду размеры, мощность, особенности установки и наличие регулируемого нагрева.

При выборе оптимального варианта необходимо отталкиваться от особенностей отопительной системы дома и эксплуатационных условий. При этом должен соблюдаться весь перечень требований и норм, касающихся приборов обогрева. Наряду с мощностью изделий большое значение имеет специфика их монтажа. При отсутствии подачи газа и возможности обустройства водяного отопления остается еще вариант с электрическими обогревателями.

Устройство водяной системы отопления

Водяное отопление является наиболее распространенным способом обогрева зданий. Это объясняет наличие в продаже значительного разнообразия разновидностей приборов отопления для водяных контуров. Причины кроются в хорошем уровне КПД этих изделий, а также разумными расходами на покупку, установку и эксплуатацию обслуживания. Конструкции этих обогревающих приборов очень схожи между собой. Сердцевиной каждого из них является полость: по ней циркулирует горячая вода, нагревающая поверхность батареи. Далее в действие вступает процесс конвекции, транслирующий тепло на всю комнату.

Радиаторы для водяных систем отопления могут изготовляться из следующих материалов:

1. Чугуна.
2. Стали.
3. Алюминия.
4. Комбинации материалов (т.н. «биметаллические батареи»).

Любой из этих видов отопительных приборов обладает своей спецификой. В каждом конкретном случае нужно учитывать площадь обогреваемого помещения, особенности установки, качество и тип используемого теплоносителя (к примеру, в некоторых случаях используют антифриз). Для регуляции мощности батарей предусмотрена возможность наращивания или отсоединения секций. Желательно, чтобы длина одного радиатора не превышала 1,5-2 метра.

Батареи из чугуна

Чугунный тип отопительных приборов относится к наиболее распространенным вариантам комплектации отечественных централизованных систем. Его предпочитали другим разновидностям в основном из-за дешевизны. В дальнейшем приборы данного типа стали постепенно вытесняться устройствами с более высоким коэффициентом теплоотдачи (у чугунных батарей он всего 40%). В настоящее время радиаторами из чугуна в основном оснащаются системы старого образца. Что касается современных интерьеров, то в них можно встретить дизайнерские чугунные модели.

К сильным сторонам устройства отопительных приборов можно отнести значительную площадь поверхности, через которую происходит передача энергии от теплоносителя в окружающее пространство. Еще одно заметное преимущество – долговечность чугунных батарей: они способны прослужить без проблем 50 и более лет. Недостатки также имеются, и их немало. Во-первых, теплоноситель используется в очень больших объемах (до 1,5 л на каждую секцию). Разогревается чугун не спеша, поэтому приходится ожидать, пока после включения котла тепло начнет поступать в комнаты. Ремонтировать такие батареи непросто, и чтобы максимально снизить вероятность поломок, их приходится чистить каждые 2-3 года. Монтажные работы утруднены большим весом радиаторов.

Батареи из алюминия

Алюминиевые устройства отличаются очень высокой теплоотдачей, что позволяет доводить мощность одной секции до 200 Вт. Этого вполне достаточно для полноценного обогрева 1,5–2 м 2 жилой площади. К достоинствам батарей из алюминия можно отнести также их дешевизну и небольшую массу, что заметно упрощает монтажные работы. По длительности эксплуатации алюминиевые приборы почти в два раза уступают своим чугунным аналогам (могут прослужить не более 25 лет).

Биметаллические батареи

Сильной стороной биметаллических конструкций являются специальные конвекционные панели, способствующие увеличению качества циркуляции воздушных потоков. Кроме того, приборы данного типа могут оснащаться специальными регуляторами, с помощью которых можно увеличивать или уменьшать расход теплоносителя. Установочные работы по своей простоте напоминают монтаж алюминиевых радиаторов. Каждая из секций обладает мощностью на уровне 180 Вт, обеспечивая отопление 1,5 м 2 площади.

В некоторых случаях использование приборов водяного типа отопления встречается с серьезными трудностями. К примеру, биметаллические радиаторы нельзя устанавливать в системах, где в качестве теплоносителя применяют антифриз. Эти незамерзающие жидкости, оберегающие трубы от размерзания, способны оказывать разрушающее воздействие на внутренность батарей. Также следует брать во внимание дороговизну этого варианта отопления.

Электрические виды обогревателей

В тех случаях, когда с организацией водяного отопления возникают проблемы, принято использовать электрические обогреватели. Они также представлены несколькими разновидностями, отличаясь друг от друга мощностью и способом отдачи тепла. Наиболее весомым недостатком бытовых отопительных приборов такого рода являются большие затраты потребляемого электричества. При этом нередко требуется прокладка новой проводки, рассчитанной на возросшие нагрузки. Если общая мощность всех электронагревателей превосходит 12 кВт, технические нормы предусматривают организацию сети с напряжением 380 В.

Конвекционный тип отопительных приборов

Для электрических обогревателей конвекционного типа характерна способность обогревать помещения с большой скоростью, чему содействуют циркулирующие потоки теплого воздуха. Нижняя часть приборов оснащается специальными отверстиями для засасывания воздушных потоков, для нагревания которых используются ТЭНы (теплый воздух выходит через верхнюю насечку). Мощность современных отопительных приборов данного типа колеблется в пределах 0,25-2,5 кВт.

Масляные радиаторы

В работе масляных электронагревателей также применяется принцип конвекции. Внутрь аппарата заливают специальное масло для нагрева ТЭНом. Для регулировки нагревания зачастую применяется термостат, выключающий питание по достижению нужной температурной отметки. Приборы на масле отличаются высокой инерционностью. Это проявляется в медленном разогреве прибора и в таком же медленном остывании после прекращения подачи электричества.

Температура поверхности обычно нагревается до 110–150 градусов, что предусматривает соблюдение правил безопасности. Такой прибор запрещается устанавливать впритык к возгораемым поверхностям. Масляные радиаторы оснащены удобной регулировкой интенсивности нагрева, рассчитанной на 2–4 режима работы. Держа в памяти мощность одной секции (150–250 кВт), выбрать оптимальную модель для обогрева конкретной комнаты совсем не сложно. Максимальная мощность такого прибора ограничена 4,5 кВт.

Инфракрасный обогрев

Выбор отопительных приборов инфракрасного типа приносит следующие дивиденды:

• Экономия электроэнергии до 30%, если сравнивать с обычными электрическими приборами.
• Кислород в воздухе не сгорает.
• Помещение нагревается за считанные минуты.

Классифицируют инфракрасные приборы по способу трансляции волн. В новых отопительных приборах передача излучения в окружающее пространство осуществляется благодаря резисторным проводникам, установленным на специальной пленке. Мощность теплых матов может достигать 800 Вт/м 2 . Пленочные обогреватели удобны тем, что с их помощью можно организовывать теплые полы.

Что касается карбоновых излучателей, то в них волны испускаются спиралями из герметичной прозрачной колбы. Мощность таких приборов находится в пределах 0,7-4,0 кВт. Мощность карбоновых обогревателей на порядок выше, что предусматривает более жесткие меры пожарной безопасности.

Обогрев газом

В целях экономии финансов можно использовать газовые обогреватели. Простейшая их разновидность - газовый конвектор, который коммутируется к магистральному газопроводу или баллону со сжиженным пропаном. Горелка прибора полностью защищена от контакта с окружающей атмосферой: для подачи кислорода в этом случае используют специальную трубку, которую выводят на улицу через отверстие в стене. Для данных приборов характерна большая мощность (не менее 8 кВт) и дешевизна эксплуатации. Среди слабых сторон газовых обогревателей можно выделить обязательность постановки на учет в контролирующих ведомствах, необходимость эффективного вентилирования и потребность в регулярной чистки форсунок.

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.

Отопительный прибор, работающий по радиационно-конвективному принципу, – называют радиатором. Пустотелая конструкция корпуса позволяет, пропуская любой теплоноситель, нагреть внешнюю поверхность металлического прибора. А после от секций нагретого радиатора тепловая энергия излучается в помещение.

Предназначенные для подогрева воздуха в помещении теплообменники изготавливаются из различных сплавов. Такой подход обеспечивает максимальные показатели теплоотдачи в каждом конкретном случае:

Алюминиевые приборы и их модификации благодаря высокой теплоотдаче востребованы в индивидуальном строительстве, со щадящими режимами работы и тщательной подготовкой теплоносителя.

Привычные большинству россиян чугунные радиаторы представляют собой экономичный вариант для отопительных систем, у которых невозможно отследить качество воды.

Медные трубки с алюминиевыми ребрами являются нагревательным элементом всех конвекторных водяных систем.

Стальные радиаторы из-за широкого видового ассортимента — наиболее популярный вариант среди потребителей, следующих модным заграничным тенденциям дизайна помещений.

Алюминиевые секционные радиаторы

Радиаторы из алюминиевых сплавов выгодно отличаются малым весом и высоким КПД. Этими факторами обусловлены: несложный монтаж и эффективная работа отопительного элемента.

Заявленные производителями как приборы, предназначенные для работы в системах центрального отопления, они не всегда годны к эксплуатации в отопительных контурах старого образца, потому что соли тяжелых металлов способны разрушить полимерную пленку, закрывающую алюминиевую поверхность. Этот процесс, продолжающийся длительное время, в результате приводит к разрыву литой конструкции.

При условии обеспечении контроля за теплоносителем (используя автономную отопительную систему) и недопущении прямого контакта разнородных металлов (меди или стали с алюминием) алюминиевый радиатор гарантированно прослужит до 25 лет.

Рабочее давление в 6 — 16 бар позволяет подключать батарею к центральному отоплению, но ежегодное тестирование центральной системы, нагрузкой в 10 бар, предполагает внимательное изучение заявленных параметров.

Радиаторы, отлитые под давлением, выдерживают более значительные нагрузки, чем спрессованные экструзионные (выдавленные) элементы.

Биметаллические модели

Биметаллические батареи имеют сложную конструкцию, выполненную из стали или меди и алюминия. Во избежание внутренней коррозии, сталь, придающая конструкции прочность, покрывается тонким полимерным слоем. Алюминий, обладающий высокой теплопроводностью, используется для отливки внешней поверхности испарителя (широкие ребра радиатора). Благодаря именно тонкостенному стальному прокату, внутри прибора и большим алюминиевым секциям, вес радиатора остается незначительным, в то время как стальная составляющая позволяет выдерживать давление до 25 бар.

Для исключения непосредственного контакта гальванируюших металлов между ними присутствует изоляционный слой паронита. Поэтому срок службы биметаллического прибора продолжительнее, чем у какого-либо другого отопительного элемента.

Высокий КПД и возможность оперативного монтажа позволяют эффективно использовать биметаллический радиатор для обогрева очень больших площадей (выставочные залы, торговые павильоны). Переносные биметаллические масляные приборы, благодаря высокой плотности теплового носителя, обеспечат локальную тепловую завесу в любом закрытом помещении.

Чугунные отопительные приборы

Радиаторы, составленные из чугунных секций, не подвержены коррозии. Свойства чугунного сплава обеспечивают хорошую теплоотдачу, а возможность изготовления декоративно оформленных секций свидетельствует о конкурентоспособности.

Среди недостатков чугунных батарей отопления – значительный вес и свойственная тонкому чугуну хрупкость. Усредненный показатель веса, для одной секции, равен 5 кг. Зато приборы из чугуна держат высокое давление, могут быть доукомплектованы дополнительными секциями, совершенно нетребовательны к качеству теплового носителя, причем рабочая температура воды может достигать 130°С. Отопительные приборы из чугуна имеют значительный срок службы (около 40 лет). Даже, если секции изнутри покрыты минеральными отложениями (из-за длительной эксплуатации в системах с «жесткой» водой), это никак не повлияет на теплопроводность чугуна и общие показатели теплоотдачи.

Разнообразие видов секций современных чугунных радиаторов (1- , 2х и 3х канальные, классические и с тиснением, стандартные и увеличенные) позволяет подобрать тот вариант, который необходим в каждом конкретном случае, с учетом всех значимых факторов.

Панельная конструкция стальной батареи имеет ряд собственных преимуществ, основным из которых можно считать повышенную теплоотдачу. Ведь в корпусе радиатора расположены каналы для теплоносителя, полезный объем которых больше, чем у чугунных аналогов. В то же время сталь нагревается быстрее. Следовательно, при одинаковых затратах современный стальной радиатор нагревается сильнее, чем устаревший чугунный. Эта особенность делает стальные панели востребованными в индивидуальном строительстве, особенно в условиях жесткой экономии ресурсов.

Модельный ряд стальных отопительных приборов панельного типа включает батареи с нижней боковой подачей. Встроенные теплорегуляторы обеспечивают постоянный контроль за температурой, причем тонкостенная (не более 2 мм) конструкция моментально реагирует на изменение положения терморегулятора. Максимально продумана даже система крепления – практически незаметные кронштейны надежно зафиксируют радиатор на стене или на полу.

Низкое давление (9 бар), заявленное для стальных панелей, не позволяет их массово подключать к центральной отопительной системе с ее значительными перегрузками.

Трубчатая конструкция стального радиатора существенных недостатков, кроме высокой стоимости, не имеет. Цена прибора обусловлена сочетанием дорогостоящего материала и его низкой теплоотдачей (из-за специфической трубчатой формы).

В силу конструктивных особенностей отопительный прибор, собранный из стальных секций, приносит не только практическую пользу, обогревая помещение. Внешний вид классической модели трубчатого радиатора способен украсить комнату, смоделированные фигурные конструкции могут стать отправной точкой в разработке дизайнерской концепции.

Сталь подвержена коррозии, а антикоррозийная обработка готового изделия только увеличит его стоимость — поэтому радиаторы из обычной стали уже не производят. Технологически возможно собрать трубчатую конструкцию из оцинкованного сталепроката. Отдельные сегменты соединяются точечной сваркой в области коллектора. Причем готовое изделие полностью симметрично, что позволяет осуществить монтаж без предварительной разводки труб. Такой радиатор не коррозирует, выдерживает давление системы в 12 бар, поэтому его можно приобрести для установки в многоэтажных зданиях.

Отопительные приборы конвекторного типа

Принцип работы конвекторов основан на естественном свойстве холодного воздуха опускаться вниз и горячего – подниматься вверх. В качестве стимулятора этого круговорота используется медная трубка, по которой проходит теплоноситель. Для эффективной теплоотдачи трубка снабжена алюминиевыми пластинами. Именно они нагревают опустившийся холодный воздух, образуя тепловой поток. Весь процесс происходит внутри металлического короба, максимально открытого снизу и частично – сверху. Причем сам короб не нагревается. Иногда для увеличения подачи воздуха применяют приточные вентиляторы.

Такие элементы отопительной системы, позволяющие быстро обогреть помещение, могут быть выполнены в виде отдельного настенного блока, скамейки, плинтуса. Выпускаются внутрипольные конвекторы.

Это единственно верное решение при оборудовании системы отопления в помещении с низкими подоконниками или окнами во всю стену, потому что от установленного возле окна конвектора поднимается теплый воздух, преграждая путь холодному, исходящему от окна

Классические модели рассчитаны на давление в 10 бар, поэтому их можно подключить к централизованной системе.

В качестве материала для производства водяного полотенцесушителя применяют латунь, медь и сталь. Модели из латуни предназначены для работы с теплоносителем нейтральной кислотности, медные и стальные – способны бесперебойно работать в любых системах. Высокие показатели опрессовочного давления (16 бар) позволяют смонтировать полотенцесушители и в отопительный контур, и в систему горячего водоснабжения. В любом случае, под давлением от 6 до 10 бар, прибор функционирует безаварийно.

Недостаток водяного прибора – сезонные перебои в горячем водоснабжении влекут за собой вынужденные простои в работе полотенцесушителя. В остальном, благодаря широкому ассортименту, даже требовательный потребитель сможет сделать выбор.

Электрические полотенцесушители, выполняя те же функции, что и водяные, не такие экономичные. Но возможность не зависеть от водоснабжения заставляет граждан приобретать электроприбор.

Комбинированные модели подразумевают наличие электрических тэнов в водяном полотенцесушителе. Низкая популярность водно-электрических приборов обусловлена тем, что при отсутствии воды в системе ими запрещено пользоваться.

Радиатор как элемент дизайна

Самыми распространенными дизайн-радиаторами можно считать современные водяные полотенцесушители. Видовое разнообразие моделей подталкивает на эксперимент в дизайне ванной комнаты. Однако и в жилой комнате, и в прихожей можно установить отопительный прибор, искусно замаскированный под зеркало, либо выполненный в виде абстрактного барельефа. Последнее время становятся популярны модели с подсветкой. Причем о том, что это функционирующий радиатор, знает только хозяин дома.

Комнатные дизайн-радиаторы – приборы не из дешевых, поэтому о безопасной эксплуатации думают непосредственно на фабрике. Тем более, что товар штучный, изготавливается после тщательного анализа отопительной системы и условий эксплуатации.

Невозможно найти отрицательные стороны в приборах, идеально сочетающих практический функционал и эстетический внешний вид. Единственное, о чем стоит помнить, самостоятельно приобретая готовый отопительный прибор за границей, – возможное несоответствие красивого радиатора, рассчитанного на двухтрубную систему, нашей, однотрубной. Ведь, если подозрения подтвердятся, то чудо дизайнерской мысли будет пылиться в кладовке.

На что необходимо обратить внимание при выборе радиатора

Подбор необходимого радиатора нужно осуществлять, в первую очередь, с практической точки зрения. То есть, технические характеристики:

Мощность – из расчета 1 кВт на10 кв. м.

Рабочее давление – для центральных систем от 10 бар, для замкнутых – от 6 бар.

Габариты – для того, чтобы впоследствии не переделывать проем.

Стоит помнить, что кислотные характеристики теплового носителя (воды) – один из самых весомых факторов, при подборе элементов отопительной системы. Например, показатель кислотности воды, имеющий индекс 8 и выше, не подходит для алюминиевых радиаторов.

После того как определены основные параметры, можно из подходящих вариантов выбирать модели, соответствующие собственным эстетическим представлениям.

Не стоит забывать о возможных поломках (даже если продавец утверждает о полувековом гарантийном сроке эксплуатации) и реальной возможности ремонта (модернизации). Ведь имея в 20-и метровой комнате трехсекционный чугунный радиатор, теоретически, можно рассчитывать на подключение дополнительных секций, чего не скажешь о неправильно подобранном биметаллическом приборе, который, в аналогичном случае, придется заменить полностью.