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.

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

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

Классификация приборов

Различают следующие показатели при классификации отопительных приборов:

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

К радиационным приборам относят:

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

К конвективно-радиационным приборам относят:

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

К конвективным приборам относят:

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

Рассмотрим наиболее применимые типы отопительных приборов.

Алюминиевые секционные радиаторы

Достоинства

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

Недостатки

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

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

Биметаллические модели

Достоинства

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

Недостатки

1. имеют сложную конструкцию.

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

Чугунные отопительные приборы

Достоинства

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

Недостатки

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

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

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

В нашей стране экономичный вариант чугунных приборов получил наибольшее применение.

Стальные панельные радиаторы

Достоинства

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

Недостатки

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

Стальной радиатор настоящего времени нагревается лучше чугунного.

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

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

Стальные трубчатые радиаторы

Достоинства

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

Недостатки

1. высокая стоимость.

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

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

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

Отопительные приборы конвекторного типа

Достоинства

1. малая инерция;
2. небольшая масса.

Недостатки

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

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

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

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

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

Полотенцесушители

Достоинства

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

Недостатки

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

В качестве материала изготовления используют сталь, медь и латунь.

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

Выбор радиатора

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

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

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

Их отсутствие сделало бы систему водяного отопления неэффективной, поскольку стенки трубопровода минимально приспособлены для этого. Теплопередающая способность радиатора зависит от ряда факторов:

1. площади его нагревательной поверхности;
2. вида прибора;
3. расположения в помещении;
4. схемы, в соответствии с которой он подключен к трубопроводу.

Одним из показателей, характеризующих отопительные приборы, является испытательное давление. При опрессовке системы отопления отопительные приборы подвергаются гидравлическим ударам (здесь необходимо заметить, что в России при испытании принято поднимать опрессовочное давление до 15 атм, которое не выдерживают отопительные приборы импортного производства, так как на Западе давление увеличивают до 7-8 атм), а в процессе эксплуатации внутренние поверхности страдают от химической и электрохимической коррозии. Если приборы успешно противостоят подобным испытаниям, значит, они прослужат долго, так как обладают высоким качеством. Помимо этого, отопительные приборы должны соответствовать
требованиям различного характера.

Среди них следующие:

1. теплотехнические, т. е. отопительные приборы должны предоставлять максимальную плотность удельного теплового потока, падающего на единицу площади;
2. монтажные, под которыми подразумеваются минимальные трудовые и временные затраты при установке и необходимая механическая прочность приборов;
3. эксплуатационные, т. е. отопительные приборы должны быть теплоустойчивыми; водонепроницаемыми, даже если при функционировании гидростатическое давление достигнет предельно допустимого значения; обладающими возможностью регулирования теплоотдачи;
4. экономические. Это означает, что соотношение стоимости отопительных приборов, их установки и эксплуатации должны быть оптимальным, а расход материалов при их изготовлении - минимальным;
5. дизайнерские;
6. санитарно-гигиенические, т. е. иметь минимальную по площади горизонтальную поверхность, чтобы не превращаться в пылесборник.

Классификация отопительных приборов

Параметры	Тип приборов	Разновидности
Способ теплопередачи	Конвективные Радиационные Конвективно-радиационные	Конвекторы Ребристые трубы Потолочные излучатели Секционные радиаторы Панельные радиаторы Гладкотрубные отопительные приборы
Тип нагревательной поверхности	С гладкой поверхностью С ребристой поверхностью
Величина тепловой инерции	С малой тепловой инерцией С большой тепловой инерцией
Материал	Металлические Керамические Пластмассовые Комбинированные
Высота	Плинтусные	Более 65 см От 40 до 65 см От 20 до 40 см

Коротко охарактеризуем разные виды отопительных приборов.

Конвектор - это ребристый нагреватель, оснащенный кожухом, изготовленным из какого-либо материала (чугуна, стали, асбоцемента и др.) чем повышает его теплопередачу. Конвекция теплового потока конвектора с кожухом составляет 90-95 %. Функции кожуха может выполнять оребренный нагреватель. Такой отопительный прибор называется конвектором без кожуха.

Кожух играет не только декоративную роль - он функционален - увеличивает циркуляцию воздуха у поверхности нагревателя.

Несмотря на довольно низкий коэффициент теплопередачи, отсутствие устойчивости к гидравлическим ударам, повышенные требования к качеству теплоносителя, конвекторы широко распространены. Причинами этого являются малая металлоемкость, небольшой вес, легкость изготовления, установки и эксплуатации, модный дизайн. Было бы несправедливо не заметить, что конвекторы имеют еще один весьма неприятный недостаток - возникающие при их работе конвекционные потоки воздуха поднимают и перемещают по помещению пыль и другие мелкие частицы.

Отопительным прибором конвективного типа является ребристая труба. Материалом для нее служит фланцевая чугунная труба длиной 1-2 м, внешняя поверхность которой представляет собой тонкие ребра, отлитые в процессе изготовления трубы. Благодаря этому площадь наружной поверхности многократно возрастает, что выгодно отличает ее от гладкой трубы при одинаковых диаметре и длине, что позволяет сделать прибор более компактным. Кроме того, прибор довольно прост в изготовлении и вполне экономичен, т. е. стоимость его производства невысока. Ряд серьезных недостатков:

1. пониженная температура, отмечаемая на поверхности ребер, несмотря на циркулирование высокотемпературного теплоносителя;
2. большой вес;
3. низкая механическая прочность;
4. негигиеничность (ребра трудно очищать от пыли);
5. несовременный дизайн.

Тем не менее ребристые трубы находят применение - обычно в нежилых помещениях, каковыми являются склады, гаражи и т. п. Их монтируют горизонтально в виде змеевика, соединяют болтами, фланцевыми чутунными двойными отводами (практики называют их калачами) и контрфланцами.

Разновидностью радиационных отопительных приборов является потолочный излучатель, который, нагревшись, начинает отдавать тепло, которое, в свою очередь, сначала поглощается стенами и предметами, находящимися в помещении, потом отражается ими, т. е. возникает вторичное излучение. В результате между отопительными приборами, ограждающими конструкциями дома, предметами происходит лучистый взаимообмен, что делает пребывание человека в таком помещении очень комфортным. Если температура снижается на 1-2 °С, конвективная теплоотдача человека увеличивается, что положительно сказывается на его самочувствии. Отсюда, если при конвективном отоплении оптимальна температура 19,3 0С, то при радиационном - 17,4 °С.

Потолочные излучатели различаются конструкцией одного элемента и бывают с плоским или волнообразным экраном.

Из преимуществ потолочного излучателя следует отметить такие, как благоприятная атмосфера в помещении; повышение температуры поверхности помещения, что снижает теплоотдачу человека; экономия тепловой энергии, идущей на отопление. Однако этот вид отопительных приборов имеет и недостатки, среди которых значительная тепловая инерция, теплопотери через мостики холода, возникающие в тех местах ограждающих конструкциях, в которых установлены греющие элементы; необходимость устанавливать арматуру, регулирующую теплоотдачу бетонных панелей.

Отопление помещения можно решить посредством установки конвективно-радиационных отопительных приборов - радиаторов. Их отличительной особенностью является то, что они одновременно отдают тепло с помощью конвекции, на которую приходится 75 % теплового потока, и радиацией, на которую падают оставшиеся 25 %.

Конструктивно радиаторы представлены двумя вариантами:

1. секционными;
2. панельными.

Секционные радиаторы различаются материалом, из которого они изготовлены.

Прежде всего это чугун. Радиаторы из него не утрачивают своей популярности с начала XX в. И даже сейчас, когда алюминиевые и стальные радиаторы вполне доступны, чугунные только укрепляют свои позиции, тем более что первые менее прочные и поэтому хуже переносят катаклизмы отечественных тепловых сетей.

Секционные алюминиевые (точнее из сплава алюминия с кремнием) радиаторы - это прессованные секции и коллекторы. Они бывают литыми и экструзионными. Во-первых каждая секция представляет собой цельную деталь, во вторых это три элемента, соединенные болтами с применением уплотнительных элементов либо посаженные на клей. Алюминиевые радиаторы имеют ряд положительных ка- v честв, которые выгодно отличают их от чугунных приборов. Во-первых, они обладают высокой теплоотдачей благодаря оребрению секций; во-вторых, быстрее нагреваются сами и соответственно воздух в помещении; в-третьих, позволяют регулировать температуру воздуха; в-четвертых, имеют небольшой вес, что облегчает как доставку, так и монтаж прибора; в-пятых, эстетичны и современны по дизайну. Есть и весьма существенные минусы: слабая конвекционная способность; повышенное газообразование, что способствует образованию воздушных пробок в системе; риск протечек; сосредоточение тепла на ребрах; требовательность к теплоносителю, прежде всего к уровню рН, который не должен превышать 7-8; несовместимость с элементами в системе отопления, выполненными из стали и меди (в таких случаях во избежание электрохимической коррозии следует применять оцинкованные переходники) .

Ребра всех радиаторов должны быть строго вертикальными.

Стальные панели производят в разных вариантах - одно- и двухрядными, с гладкой или ребристой поверхностью, с декоративным эмалевым покрытием и без него. Отопительные приборы этого вида имеют определенные плюсы, в частности высокую теплоотдачу; незначительную тепловую инерцию; малую массу; гигиеничность; эстетичность. Из минусов надо указать малую площадь нагревательной поверхности (в связи с этим их часто монтируют попарно - в 2 ряда с промежутком 40 мм) и подверженность коррозии.

Бетонные панельные радиаторы - это панели, имеющие бетонные, пластмассовые или стеклянные каналы, различающиеся своей конфигурацией, и нагревательные элементы разной формы - змеевиковой или регистровой. Отопительные приборы, при изготовлении которых используются два металла (алюминий - для оребрения и сталь - для проводящих каналов), называются биметаллическими. Секция такого радиатора - это две вертикальные стальные трубы (надо заметить, что диаметр внутренних каналов довольно мал, что является недостатком) , покрытые алюминиевым сплавом (процесс осуществляется под давлением), соединенные посредством стальных ниппелей. Прокладки, изготовленные из термостойкой каучуковой резины, способны выдерживдть температуру до 200 °С и обеспечивают необходимую герметичность.

Стояки водяного отопления при нагревании могут смещаться, повреждая штукатурку, поэтому при монтаже их надо пропускать через трубы больше диаметра или изготовленные из кровельной стали гильзы.

Такие модели лишены минусов, характерных для алюминиевых и стальных радиаторов, но имеют важное преимущество - благодаря алюминиевому корпусу обладают высокой теплоотдачей. Способность алюминия быстро нагреваться позволяет контролировать и регулировать расход тепла.

Рабочее давление для биметаллических устройств составляет 25 атм, опрессовочное - 37 атм (благодаря последнему биметаллические радиаторы предпочтительны для систем с повышенным давлением), максимальная температура теплоносителя равна 120 °С Кроме того, они подходят для монтажа в разные отопительные системы, при этом этажность дома значения не имеет.
В качестве отопительных приборов могут использоваться стальные трубы с гладкой поверхностью, которым придана змеевиковая или регистровая форма и которые помещены с интервалом, меньшим, чем диаметр труб (последнее обстоятельно важно, так как при еще большем уменьшении расстояния начинается взаимооблучение труб, которое приводит к сокращению теплоотдачи прибора). Отопительные приборы такой конструкции показывают наиболее высокий коэффициент теплоотдачи, но вследствие значительного веса, больших габаритов, неэстетичности их устанавливают, как правило, в нежилых помещениях, например в теплицах.

Место, где будет находиться терморегулятор со встроенным датчиком температуры воздуха, должно находиться в обогреваемом помещении на высоте 150 см от пола, быть защищенным от сквозняков, УФ-излучения и не соседствовать с другими источниками тепла.

Таким образом, имея представление о том, какие отопительные приборы предлагает современная промышленность и рынок, остается только сделать правильный выбор. При этом нужно руководствоваться следующими критериями:

1. тип и конструктивное устройство отопительной системы;
2. открытая или скрытая прокладка трубопровода;
3. качество предполагаемого к использованию теплоносителя;
4. величина рабочего давления, на которое рассчитана отопительная система;
5. тип отопительных приборов;
6. планировка дома;
7. тепловой режим, который предполагается поддерживать в помещениях, и продолжительность нахождения там жильцов.

Помимо этого, надо помнить, что эксплуатация отопительных приборов сопряжена с таким проблемами, как коррозия, гидравлические удары. Нужно внимательно изучить доступный материал, проконсультироваться у специалиста, выяснить у продавца или поискать информацию о фирмах-производителях, узнать, как долго они работают на отечественном рынке, какие именно их отопительные приборы лучше всего адаптированы к условиям нашей действительности. Все это поможет избежать необдуманной покупки и будет залогом успешно работающей отопительной системы.
После того как отопительные приборы приобретены, возникает необходимость разместить их в помещениях дома. И здесь есть варианты (кстати, это также следует предусмотреть заранее, чтобы купить отопительные приборы соответствующей высоты).

Итак, металлические отопительные приборы размещают вдоль стен или в нишах в 1 или в 2 ряда. Они могут монтироваться за экранами или открыто.

Однако обычно отопительные приборы занимают свое место под окном у наружной стены, но и при этом необходимо соблюдать ряд требований:

1. длина устройства должна составлять, как минимум, <50-75 % длины окна (об этом уже было сказано, но, следуя логике изложения, считаем возможным повторить). Это не относится к витражным окнам;
2. вертикальные оси отопительного прибора и окна должны совпадать. Погрешность может составлять не более 50 мм.

В некоторых ситуациях (при условии непродолжительных и теплых зим, кратковременного пребывания людей в помещении) отопительные приборы помещают у внутренних стен, что имеет определенные плюсы, так как теплопередача отопительных приборов возрастает; уменьшается длина трубопровода; снижается количество стояков.

Имеются пожелания относительно высоты и длины отопительных приборов.

При высоких потолках в доме предпочтительно устанавливать высокие и короткие батареи, при стандартных - длинные и низкие.

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

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

Твердотопливные котлы

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

Твердотопливные котлы делятся по типу топлива на:

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

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

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

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

Газовые котлы

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

Котлы на жидком топливе

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

Электрическое отопление

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

Тепловые насосы

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

Гелиосистемы

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

Преимущества:

Недостатки:

Тепловые панели

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

Кроме экономичности тепловые панели отличаются:

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

Монолитные кварцевые модули

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

ПЛЭН - плёночные лучистые электрические нагреватели

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

Главные достоинства ПЛЭН:

Тепловые гидродинамические насосы

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

Теплоноситель в таком насосе вращается в специальном активаторе.

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

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

Кондиционер как обогреватель

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

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

Конвекторы

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

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

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

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

Так что же выгоднее в финансовом плане?

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

Лидер очевиден.

Отопительные приборы

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

Алюминиевые

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

Преимущества:

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

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

Биметаллические

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

Преимущества:

Недостатки: высокая цена.

Стальные

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

Преимущества:

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

Недостатки:

Чугунные

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

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

Система отопления

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

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

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

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

Однотрубная система имеет ряд преимуществ перед двухтрубной:

Система управления

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

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

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

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

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

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

Qт=Qп + Qдоп

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

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

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

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

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

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

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

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

Среди недостатков системы панельно-лучистого отопления следует отметить:

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

Необходимость специальной арматуры для индивидуального регулирования теплоотдачи бетонных панелей;

Значительную тепловую инерцию этих панелей.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Таблица 20

Конструкция отопительных приборов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Продолжение табл. 21

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

Рис. 29. Чугунные радиаторы

Рис. 30. Чугунные радиаторы

Рис. 31. Чугунные радиаторы

Рис. 32. Чугунные радиаторы

Рис. 33. Чугунные радиаторы

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

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

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

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

Таблица 22

Продолжение табл. 22

Продолжение табл. 22

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

Рис. 35. Бетонная нагревательная панель

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

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

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

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

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

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

Характеристики гладкотрубных регистров приведены в табл. 23.

Таблица 23

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

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

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

Таблица 24

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

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

Основные технические характеристики конвекторов приведены в табл. 25.

Таблица 25

Продолжение табл. 25

Продолжение табл. 25

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

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

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

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

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

Относительная теплоотдача отопительных приборов длиной 1,0 м Таблица 26

Выбор и размещение отопительных приборов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Расчет площади, размера и числа отопительных приборов

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

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

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

где Fp - расчетная площадь отопительного прибора, м2.