Тип нагревательных приборов системы отопления. Виды отопительных приборов и их характеристика. Показатели отопительных приборов различных видов
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.
Один за другим на планету обрушиваются экономические кризисы, что вкупе со стремительно уменьшающимся количеством ресурсов создаёт потребность в разработке и использовании энергосберегающих технологий. Эта тенденция не обошла стороной и системы отопления, стремящиеся к сохранению или даже увеличению своего КПД при заметно меньшем потреблении ресурсов. Разберёмся же, что представляют собой новые технологии отопления частного дома, квартиры и промышленных помещений, разложив отопительную систему на четыре основных компонента: генератор тепла, отопительный прибор, система отопления и система управления.
Котельная система отопления это наиболее производительная, хотя и самая затратная (после электрообогревателей) из всех современных автономных технологий отопления. Хотя сам по себе котёл - изобретение с древней историей, современные производители сумели модернизировать его, увеличив КПД и приспособив под разные виды топлива. Так, выделяют три основных (работающих на горючем) вида котлов - твердотопливные, газовые, на жидком топливе. Несколько выбивающиеся из этой классификации электрокотлы, а также комбинированные, или многотопливные - совмещают в себе качества сразу двух-трёх разновидностей.
Твердотопливные котлы
Интересна тенденция возвращения к традициям прошлого и активного использования твёрдого топлива: от обычных дров и угля до специальных пеллетов (гранул, спрессованных из побочных продуктов деревообработки) и торфяных брикетов.
Твердотопливные котлы делятся по типу топлива на:
Классические без проблем «принимают» любую разновидность твёрдого топлива, максимально надёжны и просты (по сути, это древнейший генератор тепла в истории человечества), дёшевы. Из недостатков: «капризность» по отношению к влажному топливу, невысокий КПД, невозможность регулировки температуры теплоносителя.
Пеллетный котёл - это устройство отопления, работающее на отходах древесины, спрессованных в маленькие гранулы. Выделяются высоким КПД, продолжительной работой на одной загрузке, крайне удобной системой загрузки пеллетов (засыпаются из мешка или пакета), возможностью настройки котла. Единственный существенный недостаток - достаточно дорогие гранулы для отопления цена которых колеблется от 6900 до 7700 рублей за тонну, в зависимости от зольности и теплотворности.
Следующий тип - котлы отопления пиролизные, работающие на пиролизном газе, извлекаемом из древесины. Топливо в таком котле медленно тлеет, а не сгорает, благодаря чему отдаёт заметно больше тепла. Достоинства: высокие КПД и надёжность, регулировка теплоотдачи, до полусуток работы без повторной загрузки. Единственный недостаток - потребность в подключении к электросети, из-за чего во время перебоев с подачей электроэнергии дом может остаться без тепла.
Стандартные котлы длительного горения загружаются любыми видами твёрдого топлива, за исключением древесины: кокс, бурый и каменный уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Существует другая разновидность, разработанная специально для работы на дровах и несколько отличающаяся устройством. Преимущества: работа до пяти суток на нефтепродуктах и до двух суток при загрузке древесиной. Недостатки: относительно невысокий КПД, потребность в постоянной чистке.
Газовые котлы
Магистральный газ - наиболее экономичный из всех видов топлива, а котлы, на нём работающие, считаются самыми удобными в использовании и обслуживании. Объясняется это их полностью автоматизированной работой и абсолютной безопасностью, за что отвечает множество датчиков и контроллеров. Недостатков как таковых не имеют, хотя и нуждаются в наличии газовой магистрали или постоянной доставке новых баллонов.
Котлы на жидком топливе
Нельзя сказать, что такие системы отопления инновационные, однако они стабильно востребованы на протяжении десятилетий и поэтому достойны упоминания. Главные виды жидкого горючего: дизельное топливо и сжиженная пропан-бутановая смесь. Преимущества перед твердотопливными: почти полная автоматизация работы. Недостатки: крайне высокая стоимость отопления, уступающая лишь электричеству.
Электрическое отопление
Отличается широчайшим многообразием отопительных систем и отдельных приборов. Это и электроконвекторы (которые в свою очередь бывают внутрипольными, напольными и настенными), и электрокотлы, и тепловентиляторы, и инфракрасные обогреватели, и масляные радиаторы, и тепловые пушки, и всем известный тёплый пол. Их общий и пока непреодолимый недостаток - крайне высокая стоимость отопления. Самыми экономичными из них считаются инфракрасные радиаторы и тёплые полы.
Тепловые насосы
Эти системы отопления современные в полном смысле слова, несмотря на то, что появились ещё в 80-е годы. Тогда они были доступны лишь зажиточным людям, но теперь многие приноровились собирать их вручную, благодаря чему медленно, но верно завоёвывают популярность. Очень упрощённо принцип их работы заключается в извлечении тепла из воздуха, воды или земли снаружи дома и переносе его в дом, где тепло передаётся или непосредственно в воздух, или сначала в теплоноситель - воду.
Гелиосистемы
Ещё одна развивающаяся быстрыми темпами технология -гелиосистемы отопления, более известные под названием солнечных батарей.
Преимущества:
Недостатки:
Тепловые панели
Представляют собой тонкие прямоугольные (как правило) пластины, закрепляющиеся на стене. Тыльная сторона такой пластины покрыта теплоаккумулирующим веществом, способным нагреваться до 90 градусов и получающим тепло от нагревательного элемента. Энергопотребление составляет всего 50 Ватт на 1 квадратный метр, в отличие от устаревших электрокаминов, требующих по меньшей мере 100 Ватт на ту же площадь. Обогрев происходит за счёт конвекционного эффекта.
Кроме экономичности тепловые панели отличаются:
Недостаток лишь один - тепловые панели становятся нерентабельными весной и ранней осенью, когда жилище нуждается лишь в небольшом обогреве с вечера по утро.
Монолитные кварцевые модули
Уникальная разработка С. Саркисяна - кандидата технических наук. Внешне пластины очень похожи на тепловые панели, однако принцип их действия основан на высокой теплоёмкости кварцевого песка. Нагревательный элемент передаёт песку тепловую энергию, после чего он продолжает обогревать жилище, даже когда устройство отключено от сети. Экономия, как и в случае с тепловыми панелями, составляет 50% от затрат на стандартные электрообогреватели.
ПЛЭН - плёночные лучистые электрические нагреватели
У этой инновационной системы отопления устройство столь же просто, сколь и гениально: кабель питания, нагревательные элементы, диэлектрическая плёнка и отражающий экран. Обогреватель закрепляется на потолке, а производимое им ИК-излучение нагревает располагающиеся ниже предметы. Те в свою очередь передают тепло воздуху.
Главные достоинства ПЛЭН:
Тепловые гидродинамические насосы
Эти устройства, также известные как кавитационные теплогенераторы систем отопления, вырабатывают тепло за счёт нагрева теплоносителя по принципу кавитации.
Теплоноситель в таком насосе вращается в специальном активаторе.
На местах разрыва целостной массы жидкости в результате мгновенного снижения давления появляются пузырьки-каверны, почти моментально лопающиеся. Это вызывает изменение физико-химических параметров теплоносителя и выделение тепловой энергии.
Интересно, что даже при нынешнем уровне научного и технического развития процесс кавитационной выработки энергии плохо изучен. Внятное объяснение тому, почему прирост энергии больше, чем её затраты, пока не найдено.
Кондиционер как обогреватель
Практически все современные модели кондиционеров оснащены функцией обогрева. Как ни странно, кондиционер обладает втрое большим КПД, нежели стандартные электрообогреватели: 3 кВт тепла из 1 кВт электричества против 0,98 кВт тепла из 1 кВт электричества.
Таким образом, кондиционер для отопления зимой способен на короткое время заменить отключенное отопление или вышедший из строя электрокамин. Однако в силу того, что в кондиционерах для нагрева воздуха не используются ТЭНы, их эффективность падает с каждым градусом температуры за окном. Кроме того, сильный мороз перегружает устройство, и работа в таком режиме способна привести к поломке. Лучшим вариантом будет использование кондиционера в межсезонье.
Конвекторы
Поскольку конвекторная система отопления - понятие чрезвычайно широкое, и почти каждый современный отопительный прибор использует конвекционный эффект, заранее оговоримся, что речь здесь идёт только об отдельных водяных и электроконвекторах. Они представляют собой помещённый в металлический корпус ребристый нагреватель.
Циркулирующий между рёбрами устройства воздух нагревается и поднимается ввысь, а на его место затягиваются воздушные массы, уже успевшие за это время охладиться.
Эта бесконечная циркуляция и называется конвекцией. По источнику тепла конвекторные обогреватели делятся на водяные и электрические, а по месту расположения - на внутрипольные, напольные и настенные. Также любой из них может работать по принципу или естественной конвекции, или принудительной (с вентилятором).
Хотя разновидности конвекторов и особенности каждой из них - тема для отдельной статьи, можно выделить общие преимущества использования этих обогревателей:
Так что же выгоднее в финансовом плане?
В качестве итога к этому разделу сравним стоимость отопления на разных видах топлива: на дровах, пеллетах, каменном угле, дизельном топливе, пропан-бутановой смеси, обычном магистральном газе и электроэнергии. При средних ценах на каждый вид топлива и со среднестатистической длительностью отопительного сезона в 7 месяцев за это время придётся потратить:
Лидер очевиден.
Отопительные приборы
В первую очередь радиаторы отопления современные - это биметаллические и алюминиевые модели. Однако наблюдается стабильный спрос и на стальные, и на чугунные изделия, что обусловлено новым подходом производителей к изготовлению устаревших, казалось бы, отопительных приборов. Опишем вкратце достоинства и недостатки каждого типа.
Алюминиевые
Наиболее популярны на постсоветском пространстве за соотношение цена/качество (дешевле биметаллических, во многом надёжнее стальных и чугунных) .
Преимущества:
- лучшая среди всех аналогов теплоотдача;
- дорогие модели выдерживают давление до 20 бар;
- маленький вес;
- простейшая установка.
Недостатки: плохая сопротивляемость коррозии, особенно заметная на стыке алюминия с другими металлами;
Биметаллические
Общепризнанно лучший тип радиаторов. Название получили благодаря совмещению в своей конструкции стали (внутренний слой) и алюминия (кожух).
Преимущества:
Недостатки: высокая цена.
Стальные
Плохо подходят для многоэтажных домов и централизованной системы отопления в целом, а все свои лучшие свойства проявляют в частных домах, отлично вписываются в системы отопления производственных помещений на заводах и фабриках. Более подробно о стальных радиаторах отопления можно прочитать .
Преимущества:
- теплоотдача выше среднего;
- быстрое начало теплоотдачи;
- низкая стоимость;
- эстетичный вид.
Недостатки:
Чугунные
Следует понимать, что радиаторы отопления современные чугунные - это уже не бугристые и неподъёмные пережитки прошлого, «украшавшие» собой почти каждый дом во времена СССР. Современные производители значительно улучшили их внешний вид, сделав почти неотличимыми от биметаллических или алюминиевых моделей. Более того, ширится мода на так называемые , формы и узоры которых привносят в дом атмосферу начала XX века.
Преимущества:
Недостатки: огромный вес и вытекающие из-за этого сложности с установкой (зачастую требуются специальные опоры-ножки).
Система отопления
В большинстве современных загородных домов используется горизонтальная система отопления, главное отличие которой от вертикальных разводок - частичное (реже - полное) отсутствие вертикальных стояков.
В России особенно популярна такая разновидность горизонтальной системы, как однопроводная система отопления (или однотрубная).
Она предполагают естественное, без циркуляционного насоса движение воды. От нагревательного прибора теплоноситель поступает по стояку на второй этаж здания, где распределяется по радиаторам и передающим стоякам.
Циркуляция воды без насоса становится возможной благодаря изменению плотности горячей и холодной воды.
Однотрубная система имеет ряд преимуществ перед двухтрубной:
Система управления
Дополнительные преимущества способен обеспечить контроллер системы отопления - миниатюрное компьютерное устройство, способное:
Нагревательными приборами систем центрального отопления называют устройства для передачи тепла от теплоносителя отапливаемому помещению. Нагревательные приборы должны наилучшим образом передавать тепло от теплоносителя в помещение, обеспечивать комфортность тепловой обстановки в помещении, не ухудшая его интерьера при наименьших затратах средств и материалов.
Виды и конструкции нагревательных приборов могут быть самыми разнообразными. Приборы выполняют из чугуна, стали, керамики, стекла, в виде панелей из бетона с заложенными в них трубчатыми нагревательными элементами и пр.
Основные виды нагревательных приборов – это радиаторы, ребристые трубы, конвекторы и отопительные панели.
Простейшим является нагревательный прибор из гладких стальных труб . Обычно он выполняется в виде змеевика или регистра. Прибор имеет высокий коэффициент теплопередачи, выдерживает высокое давление теплоносителя. Однако приборы из гладких труб дороги и занимают много места. Они применяются в помещениях со значительными выделениями пыли, для обогрева световых фонарей промышленных зданий и т. д.
Наибольшее распространение из нагревательных приборов получили радиаторы . Их различные типы отличаются друг от друга габаритами и формой. Радиаторы собираются из секций, что позволяет собирать приборы разной площади. Обычно секции отливаются из чугуна, но могут быть стальными, керамическими, фарфоровыми и др.
Довольно широкое распространение в системах отопления получили чугунные ребристые трубы . Ребра на поверхности трубы увеличивают площадь теплоотдающей поверхности, но снижают гигиенические качества прибора (скапливается пыль, которую трудно убирать) и придают ему грубый внешний вид.
Конвекторы представляют собой стальные трубы с оребрением из листовой стали. Наиболее совершенным среди конвекторов является конвектор в кожухе, выполненном из стального листа. Прибор снабжен колпаком для регулирования теплоотдачи. Между оребренными поверхностями прибора и кожухом под влиянием гравитационного давления возникает интенсивная циркуляция воздуха. Это увеличивает теплосъем с оребренной поверхности на 20 % и более. Конвекторы в кожухе компактны и имеют хороший внешний вид. В некоторых конструкциях конвекторы снабжаются вентилятором специального типа, обеспечивающим интенсивное движение воздуха. Искусственное побуждение движения воздуха значительно увеличивает теплосъем с прибора. Некоторый недостаток конвекторов состоит в необходимости и трудности очистки от пыли.
Бетонные отопительные панели представляют собой плиты с заделанными в них змеевиками из стальных труб. Такие панели располагают обычно в конструкциях ограждений помещений. Иногда их свободно устанавливают около стен.
В настоящее время для отопления больших промышленных цехов получили распространение подвесные панели с отражательными экранами .
Применение панелей для отопления зданий удовлетворяет требованиям полносборного строительства и позволяет экономить металл, расходуемый на отопительные приборы. К недостаткам панельного отопления относят: большую тепловую инерцию, осложняющую регулирование теплоотдачи; невозможность изменения поверхности нагрева; опасность засорения труб и сложность его устранения; сложность ремонта систем; возможность появления внутренней коррозии и, вследствие этого, нарушение гидравлической плотности труб.
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 - Приложение 9, А) и ребристой поверхностью (конвекторы, ребристые трубы, калориферы - Приложение 9, Б).
По материалу, из которого изготовляются отопительные приборы, различают металлические, комбинированные и неметаллические приборы.
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 (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.
В основном, выбор типа отопительного прибора зависит от финансовых возможностей, от необходимых технических качеств отопительного прибора, от качественности товара. Немалую роль при выборе отопительного оборудования является его тип, способ установки и условия в котором ему необходимо будет функционировать, а также и его внешний вид (Приложение 9, В).
Радиаторы чугунные секционные - 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. Основные достоинства чугунных секционных радиаторов - хорошо отдают тепло и выдерживают относительно высокое давление. Большой диаметр проходного отверстия и малое гидравлическое сопротивление большинства чугунных радиаторов позволяют успешно использовать их в системах с естественной циркуляцией. Минусы чугунных радиаторов - трудоемкость монтажа, не самый привлекательный внешний вид и большая тепловая инерция.
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 волнистою поверхность, колончатые или змеевиковые каналы для теплоносителя.
Алюминиевые секционные радиаторы, имеют очень хорошую теплоотдачу, низкую массу и привлекательный дизайн. К недостаткам можно отнести то, что они подвержены коррозии, которая усиливается при наличии в системе отопления гальванических пар алюминия с другими металлами.
Биметаллические секционные радиаторы (имеющие алюминиевый корпус и стальную трубу, по которой движется теплоноситель), сочетают в себе плюсы алюминиевых радиаторов - высокая теплоотдача, низкая масса, хороший внешний вид и, кроме того, при определенных условиях имеют более высокую коррозийную стойкость и обычно рассчитаны на большее давление в системе отопления. Их основной минус - высокая цена. Благодаря тому, что эти радиаторы способны выдержать большое давление, они могут использоваться в городских квартирах.
Колончатые радиаторы, представляют собой два отдельно изготовленных коллектора (верхний и нижний), связанных между собой вертикальными "колонками".
Конвекторы представляют собой кожух с конструкцией из металлических трубок, на которых имеется оребрение в виде напрессованных или наваренных пластин. Колончатые и панельные приборы, а также конвекторы производятся в видетипоразмерного ряда, что позволяет выбрать модель с оптимальными (для конкретного помещения) мощностными характеристиками.
Стальные панельные радиаторы, наиболее часто используются при индивидуальном отоплении. Стальные панельные радиаторы обладают небольшой тепловой инерцией, а значит, с их помощью легче осуществлять автоматическое регулирование температуры в помещении. Такое широкое распространение они получили благодаря сравнительно невысокой стоимости и множеству вариантов по высоте, длине, глубине и тепловой мощности. В соответствии с российскими СНиП давление при испытании приборов отопления должно превышать рабочее в 1,5 раза, что и происходит перед началом каждого отопительного сезона во время опрессовки систем отопления.
Современные отопительные приборы, предназначенные для установки в ванных комнатах и прихожих, являются самыми многочисленными по количеству предлагаемых моделей, размеров, цветов и их сочетаний.
Для помещений с особыми требованиями к чистоте воздуха, например, больничных палат, предлагаются радиаторы с возможностью их легкой очистки от пыли, представляющие собой параллельные панели сосвободным пространством между ними. Существуют также приборы, крепления и подключение к системе отопления которых позволяют откинуть от стены действующий радиатор для очистки от пыли его задней стенки.
Чтобы в жилище пришло долгожданное тепло, недостаточно просто сжечь топливо в топке и загрузить теплоноситель полученными калориями. Необходимо без неоправданных потерь передать драгоценный груз нуждающимся в нем помещениям. Именно такой работой заняты отопительные приборы.
Важнейшее место среди них занимают приборы водяного отопления . Вода в качестве теплоносителя имеет немало достоинств: обладает высокой текучестью, экологически безупречна, доступна.
Нагревательные приборы гидравлических систем отопления – это радиаторы, конвекторы и водяные (не путать с электрическими!) теплые полы. Есть еще гладкие и чугунные ребристые трубы, но они используются преимущественно для обогрева производственных зданий.
Радиатор в переводе с латинского – «излучающий», до 30% теплового потока он отдает в виде излучения, остальное – в виде конвекции. У конвектора на давшее ему имя явление конвекции (от латинского convectio – принесение, доставка) приходится свыше 90% теплового потока. В городских квартирах и современном загородном жилье отопительные приборы – главные «действующие герои» систем отопления. В городских квартирах и современном загородном жилье отопительные приборы – главные элементы систем отопления. Отопительные приборы за редким исключением всегда на виду, и дизайн для них немаловажен. Ему, по мнению маркетологов, отдают приоритет до 50% покупателей. Впрочем, плохо поддающаяся нормированию красота – важная, но не единственная характеристика, на которую обращает внимание покупатель.
Выбор отопительного оборудования
В первую очередь, покупатель обращает внимание на тепловую мощность прибора. . В последние годы заметно улучшилась теплоизоляция помещений . Результат – на их обогрев тратится значительно меньше тепловой энергии, чем десятилетие назад. Но за это же время в наших квартирах зримо умножилось количество бытовых приборов (компьютеры, микроволновые печи, аудиосистемы и т. д.), чье суммарное влияние на температуру воздуха в помещении невозможно игнорировать.
nota bene ОДНОТРУБНЫЕ И ДВУХТРУБНЫЕ СИСТЕМЫ
В однотрубной системе отопительные приборы подключаются последовательно. Как следствие, к каждому последующему теплоноситель приходит более холодным, чем к предыдущему. То есть температура зависит от удаленности радиатора от источника тепла. Регулированию такая система поддается с трудом, а используемые в ней отопительные приборы должны обладать малым гидравлическим сопротивлением.
При двухтрубной системе отопления теплоноситель подводится по одной трубе, а отводится по другой, что позволяет осуществлять параллельное, независимое подсоединение нагревательных приборов. Еще одно преимущество «двухтрубки» в том, что она позволяет поддерживать в системе малые рабочие давления, увеличивая тем самым срок службы коммуникаций и делая возможным использование более дешевых тонкостенных радиаторов. Такие схемы наиболее распространены в странах Западной Европы. В России же, особенно в домах, возведенных в 1950–80-е годы, преобладают однотрубные системы.
Поэтому и сегодня проблема поддержания оптимальной температуры, возможность ее корректирования актуальна. Потребителю нужно регулируемое тепло. Тепло, способное привести к разумному компромиссу два стоящих в оппозиции желания – не ощущать дискомфорта и поменьше платить за дорожающую с каждым годом тепловую энергию. Такое тепло приносят в дом легко управляемые, адекватно реагирующие на изменения температуры воздуха отопительные приборы (совсем хорошо, если они работают в автоматическом режиме).
Аксиомой является и то, что потребитель должен получать абсолютно безопасное тепло. То есть полностью исключающее даже минимальную возможность механических и термических травм. Современный отопительный прибор должен быть приятен не только внешне, но и на ощупь. Несмотря на то что температура циркулирующей в нем воды может приближаться к 90–95 °C , температура кожуха не должна превышать абсолютно безопасных 40–45 °C . Это важно и для мебели, и для электрических приборов, которые нежелательно размещать рядом с отопительными. Современные радиаторы и конвекторы свели прежде довольно обширную «зону отчуждения» к нулю. И теперь в непосредственной близости от них можно безо всякой боязни размещать телевизоры, холодильники и даже дорогостоящую кожаную мебель.
Для современного горожанина, проводящего в четырех стенах почти двадцать четыре часа в сутки, очень важно, чтобы его согревало еще и здоровое тепло. Более низкая, чем у старых привычных батарей, температура наружной поверхности и увеличение доли конвекции – вот два основных фактора, обеспечивающих более равномерное распределение температуры воздуха в помещении, ликвидирующих причины появления сквозняков, а также способствующих естественной нормализации влажности, предотвращению образования в помещении плесени и грибков и, как результат, улучшению самочувствия людей, которые в этих помещениях живут.
Системы водяного отопления имеют тенденцию к уменьшению своих размеров, что в принципе не сказывается на подаче тепла.
Дизайн отопительных приборов – это не только выразительные формы или радующая глаз окраска, но и небольшие размеры. Эволюция отопительных приборов по пути уменьшения их массы и объемов происходит не из одних эстетических соображений. Маленький размер – это еще и экономично. Меньше отопительный прибор (то есть его собственная масса и количество единовременно содержащегося в нем теплоносителя), значит, меньше его тепловая инерция, он быстрее реагирует на изменение температуры, перестраиваясь в нужный режим. Например, система отопления с медно-алюминиевыми радиаторами JAGA выходит на полную мощность всего лишь за 10 минут.
Доведенное до абсолюта желание минимизировать занимаемый отопительным прибором объем выражается в производстве серий mini, представленных в ассортименте многих производителей. Эти приборы столь малы (их высота всего 8–10 см), что их можно попросту спрятать под полом, что, впрочем, совсем необязательно – радиатор или конвектор могут служить украшением интерьера ничуть в не меньшей степени, чем стильная межкомнатная дверь, оригинальный светильник или панно на стене. А вот скрыть под кожухом коммуникации (вентили и подводку) вполне разумно при любых размерах.
Из чего же их делают?
Радиаторы и конвекторы изготавливают из различных материалов – стали, чугуна, алюминия, сочетания нескольких металлов (биметаллические радиаторы).
Выбирая радиатор для своего дома, необходимо обратить внимание на следующие характеристики:
- рабочее и испытательное (или опрессовочное) давление; обычно их соотношение находится в промежутке 1,3–1,5;
- номинальный тепловой поток (поток, определяемый при нормированных условиях: температурный напор – 70 °C , расход теплоносителя – 0,1 кг/с при его движении в приборе по схеме «сверху вниз», атмосферное давление – 1013,3 ГПа);
- размеры (длина, высота, глубина, межцентровое расстояние);
- массу и производную от нее величину – удельную материалоемкость (измеряется в кг/кВт);
- стоимость.
Радиаторы
Чугунные радиаторы. Чугун обладает высокой теплопроводностью. В силу этих причин изготовленные из него отопительные приборы можно использовать в системах с большими перепадами давления и плохой подготовкой воды (повышенная агрессивность, загрязненность, кусочки окалины). Как раз всеми этими качествами обладают преобладающие в многоэтажном строительстве однотрубные системы.
Чугунные радиаторы выпускаются уже более 100 лет. Это своего рода классика, на которой «воспитывалось» не одно поколение наших сограждан, обычно называвших этот отопительный прибор батареей. До 1960-х из батарей формировался почти весь ассортимент отопительных приборов в нашей стране. И сегодня этот, многими преждевременно списанный со счетов отопительный прибор все еще удерживает за собой до 70% российского рынка.
Современные радиаторы отопления обладают хорошим дизайном и большой теплоотдачей.
В нашей стране чаще всего используют чугунные радиаторы, состоящие из двухканальных, соединяемых друг с другом секций. Количество секций определяется расчетной поверхностью нагрева. Применяют также одноканальные, а за рубежом многоканальные (до 9 каналов в одной секции) чугунные радиаторы.
К их недостаткам относят большой вес, значительный процент заводского брака – трещины и каверны, образующиеся в результате некачественного литья и сокращающие потенциально очень продолжительный срок эксплуатации. Согласно нормативам, гарантийный срок эксплуатации радиаторов – 2,5 года со дня сдачи объекта в эксплуатацию или продажи в пределах гарантийного срока хранения, а производители и продавцы обещают по меньшей мере несколько десятилетий безупречной службы этих приборов. Иногда чугунные радиаторы упрекают в отсутствии привлекательного внешнего вида (вспомните: «батарея-гармошка»). Однако использование современного дизайна и порошковых красок способно придать шарм и этим ветеранам.
Системы, в которых задействованы чугунные радиаторы, из-за большой тепловой инерционности поддаются регулированию не без труда. Хотя и из этой ситуации есть выход, и в некоторых моделях за счет уменьшения емкости секций удается эффективно использовать терморегулирующие элементы (таковы, например, термостаты RTD-G, RTD-N фирмы Danfoss).
В данном классе отопительных приборов преобладает отечественная продукция. Среди зарубежной можно выделить чугунные секционные радиаторы фирм Roca (Испания), Viadrus (Чехия), Biasi (Италия), «Сантехлит» (Белоруссия), турецкие радиаторы Ridem .
Стальные панельные радиаторы формируются из двух отштампованных листов. В нашей стране их производство началось в 1960-е годы. От секционных чугунных их отличают меньшие вес (удельная масса на 1 кВт примерно втрое ниже) и тепловая инерция. Считаются «неженками», поскольку более чувствительны к возникающим при остановке или запуске системы гидравлическим ударам и побаиваются коррозии, провоцируемой частыми сливами или высоким содержанием кислорода в теплоносителе. В системах, где имеют место многократные скачки давления «выше ординара», рассчитывать на долгий срок службы стальных панельных радиаторов не приходится. Обычно рабочее давление приборов этого типа не превышает 9 атм.
мнение эксперта
В.В. Котков
коммерческий директор Группы компаний «ХитЛайн»
Можно утверждать, что доля прогрессивных (по отношению к преобладающим пока классическим чугунным) конструкций радиаторов возрастает. Сегодня в Европе ежегодно производится до 5 млн секций алюминиевых радиаторов. В значительной степени развитие этого производства стимулируется российским рынком, где спрос на них ежегодно увеличивается на 5–10%. Поэтому ведущие западные компании стараются максимально адаптировать свою продукцию к российским условиям (существующим в нашей стране проблемам с водоподготовкой, высокому нестабильному давлению в системах центрального отопления и т. д.).
Хотя, по традиции, многие российские строительные компании отдают приоритет чугунным радиаторам, неуклонно увеличивается число фирм, работающих с алюминиевыми. Ведь алюминиевый радиатор – это не просто частное техническое решение, но решение целого комплекса проблем, связанных с экономичностью, безопасностью и дизайном. Он способен вписаться в современный интерьер, его не нужно маскировать, тратя на это немалые средства.
Широкое применение стальные панельные радиаторы находят в малоэтажном строительстве. Особенно уместны они при двухтрубной системе отопления, которой отдают предпочтение в коттеджном строительстве. В многоэтажных домах их резонно устанавливать при наличии индивидуального теплового пункта, т. е. котельной. Три четверти продаж стальных панельных радиаторов приходится на частного застройщика, элитное жилье и гражданские здания. Наиболее известны в нашей стране модели фирм: VSZ (Словакия), Dia Norm, Preussag, Kermi (Германия), Korado (Чехия), DeLonghi (Италия), Stelrad (Голландия), Purmo (Польша), Roca (Испания), DemirDokum (Турция), Impulse West (Англия, но сборка в Италии), Dunaferr (Венгрия).
Трубчатые и секционные радиаторы внешне похожи, хотя конструктивно различаются – в трубчатых секции как таковые отсутствуют, а трубки соединены двумя монолитными коллекторами. Те и другие имеют привлекательный вид и органично вписываются практически в любой интерьер. Обтекаемые формы радиатора исключают возможность получения травм человеком. Малая емкость секций способствует эффективной терморегуляции. А если некоторые из его элементов изготовлены из оребренной трубы, то удается, не меняя линейных размеров, существенно увеличить мощность радиатора.
Рабочее давление трубчатых стальных радиаторов выше, чем у панельных, – 10 и более атм.
На нашем рынке этот вид радиаторов представлен преимущественно немецкими торговыми марками Bemm, Arbonia, Kermi .
Алюминиевыми называют радиаторы, изготавливаемые из сплава алюминия с кремнием (содержание самого алюминия от 80 до 98%). Алюминий – материал, обладающий высокой теплопроводностью, но предъявляющий повышенные требования к химическому составу теплоносителя. Недостатком радиаторов из алюминиево-кремниевого сплава с повышенным содержанием кремния является генерация водорода при контакте с водой. Прекрасное дизайнерское исполнение большинства радиаторов несколько портит устанавливаемый на каждом приборе автоматический клапан для спуска воздуха, т. к. в процессе эксплуатации происходит активное выделение водорода.
Значительную часть российского рынка алюминиевых радиаторов занимает продукция итальянских фирм: Rovall, Industrie Pasotti, Global, Alugas, Aural, Fondital, Giacomini, Nova Florida . Также представлены испанские радиаторы Roca, чешские Radus, английские Wester и др.
Биметаллические радиаторы. Внешне похожи на алюминиевые. Секции состоят из двух тонкостенных стальных труб (каналов для прохода теплоносителя), спрессованных под давлением с высококачественным алюминиевым сплавом. Логика этого симбиоза основывается на том, что алюминий обладает высокой теплопроводностью, а сталь прочностью, гарантирующей работу прибора при сверхнормативном давлении. Фактическими монополистами в производстве биметаллических радиаторов являются итальянские фирмы. Наиболее известная торговая марка – Sira.
Биметаллические радиаторы одновременно прочны и эффективны.
Конвекторы. Основа конструкции конвектора – заключенный в кожух нагревательный элемент. Подтекая к нему снизу, охлажденный комнатный воздух нагревается и поднимается вверх. Благодаря этому более 90% тепла передается конвекцией.
Наибольшее распространение конвекторы получили в автономных системах. Они особенно эффективны при невысоких температурах теплоносителя. Так, им по силам прогреть помещение при температуре воды всего лишь в 40 °C . Для удобства пользователя конвектор оснащается воздушным клапаном и сливной трубкой. Встроенный термостат и регулятор напора воды делают его эксплуатацию экономичной.
Конвектор особенно гармонично вписался в современную архитектурную среду, активно использующую большие окна, эркеры, зимние сады и т. д.
Конструктивно он может иметь четыре решения. Радиаторные конвекторы – комбинация двух приборов, отраженная в самом названии. Их устанавливают около окон, на полу или на небольших подставках. Плинтусные конвекторы располагаются в полу под большими окнами. Малая высота (90–100 мм) не требует ниш, а слабый конвективный поток можно усилить медленно вращающимся вентилятором. Конвекторы, заглубленные в пол, – оптимальный вариант для жилых помещений на первых этажах. Прибор помещается в подобие шахты, проходящий вдоль окна холодный воздух беспрепятственно попадает в конвектор, а поток теплого воздуха обеспечивает естественную циркуляцию в помещении. И наконец, конвекторы, закрытые декоративным экраном. В отличие от радиаторов, закрытый конвектор ничуть не теряет в теплоотдаче, напротив, экран способствует увеличению тяги.
Трубы для водяного отопления
Функционирование отопительных приборов гидравлических систем невозможно без труб. Первые полимерные (поливинилхлоридные) трубы были изготовлены в 1936 году в Германии. Первый трубопровод из них был построен там же в 1939-м. Но активное внедрение полимерных труб в системы водоснабжения и отопления началось с середины 1950-х годов, а в нашей стране с начала 1970-х годов.
Как для систем с использованием классических радиаторов, так и для теплых полов наилучшим образом подходят трубы из сшитого полиэтилена. Они не боятся кратковременного повышения температуры до +110 °C (нормальная температура их эксплуатации составляет обычно +95 °C ). При всех достоинствах у них один минус – высокая цена.
Используют в системах отопления и пропиленовые трубы . Но при этом следует учитывать высокий коэффициент теплового расширения материала. Срок службы полимерных труб может достигать 30 и более лет. Прокладка должна быть скрытой: их прячут в плинтусах, шахтах, каналах или в конструкции полов. Если в системах отопления используются полимерные трубы, то для того чтобы защитить их от превышения параметров теплоносителя, следует предусмотреть установку приборов автоматического регулирования.
Достоинства пластмассовых и металлических сочетают в себе металлопластиковые трубы. Они сочетаются с другими материалами, не пропускают кислород, а за счет гладкой внутренней поверхности сопротивление протеканию у них меньше, чем у стальных, что в условиях массового применения позволяет сэкономить немало энергии. Гарантийный срок службы – не менее 20 лет, но, как правило, в реальности он достигает 30–50 лет. Для сравнения, по данным Госстроя РФ, оцинкованные стальные трубы во внутренних системах служат в среднем 12–16 лет, а «черные» – вдвое меньше.
Kонкурирующие приборы систем водяного отопления
|
Tеплые полы
От труб логично совершить плавный переход к водяным теплым полам. Эта система отопления обладает многими достоинствами. Во-первых, низкая (40–55 °C ) температура теплоносителя способствует экономии энергии. Во-вторых, благодаря участию в эмиссии тепла всей поверхности пола обеспечивается почти идеальное горизонтальное и близкое к идеальному вертикальное распределение температур. Так, если температура поверхности пола составит 22–25 °C , то температура воздуха на уровне головы – 19-22 °C . Люди, согласно исследованиям гигиенистов, чувствуют себя наиболее комфортно, если голове немного холоднее, чем ногам. В жаркое время года, пуская по трубопроводам воду с температурой 10–12 °C , можно эффективно охлаждать помещение. В-третьих, водяные теплые полы дают возможность рационального использования площади жилого помещения.
В новых зданиях с наливными бетонными полами система напольного отопления состоит из нескольких слоев: бетонная плита, гидро-, звуко- и теплоизоляция, пленка, трубы, бетонная стяжка (используется самый обычный бетон марки не ниже М-300), цементный слой для выравнивания пола и покрытие. В старых зданиях используют метод сухой прокладки, когда отопительные трубы устанавливают в изоляции несущего слоя в специальных металлических пластинах, обеспечивающих равномерное распределение тепла.
Водяной теплый пол можно установить и под деревянным, смонтированным по балкам перекрытия. Для этого из доски, ДСП, влагостойкой фанеры или ЦСП (цементно-стружечной плиты толщиной не менее 20 мм) делается черновой пол.
Крепление труб в контурах осуществляется с помощью арматурной сетки и проволоки, крепежной ленты и монтажных скоб.
В соответствии с российскими нормами, средняя температура обогреваемого пола не должна превышать 26 °C . Поэтому, прежде чем поручать водяному теплому полу роль основной системы отопления, необходимо тщательно рассчитать, хватит ли для помещения «снимаемого» с него тепла или все же необходима дублирующая система.
