Cистемы отопительных приборов: устройство, подключение, виды

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

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.