Основные типы отопительных приборов. Виды радиаторов отопления, их достоинства и недостатки

В состав системы отопления входит несколько ключевых компонентов: котлы, радиаторы, трубы, устройства контроля и безопасности. В совокупности они должны составить эффективную систему передачи тепла от нагретого теплоносителя воздуху в помещении. Эту функцию выполняют отопительные приборы систем отопления: газовые, электрические. В чем их особенность и как правильно выбрать оптимальную модель для конкретного теплоснабжения?

Назначение приборов отопления

В подавляющем большинстве случаев нагрев воздуха в помещениях дома происходит за счет передачи тепла от поверхности нагревательных элементов – радиаторов, батарей. Они могут отличаться конструктивно, иметь различный дизайн и способ поднятия температуры на поверхности. Так, стальные приборы отопления Kermi предназначены для комплектации водяной системы.

Однако несмотря на все многообразие типов можно выделить несколько ключевых особенностей этих элементов теплоснабжения. Все виды нагревательных приборов системы отопления можно классифицировать по следующим признакам:

Используемый теплоноситель – горячая вода, электрический или газовый нагревательный элемент;
Материал изготовления : сталь, чугун, алюминий или биметаллическая конструкция;
Эксплуатационные качества : номинальная мощность, размеры, способ монтажа и возможность регулировки интенсивности нагрева.

Выбор определенного типа напрямую зависит от конкретной схемы теплоснабжения. Биметаллические приборы отопления устанавливаются для водяной системы. В редких случаях – при использовании в качестве теплоносителя горячего пара. Неправильный выбор может заметно снизить эффективность работы отопления. Поэтому нужно рассмотреть особенности конструкции и технические качества, которыми обладают приборы для отопления помещений.

Независимо от вида радиатора или любого другого нагревательного отопительного прибора он должен гармонично сочетаться с общим интерьером помещения. Важно обращать внимание на дизайн конструкции.

Виды устройств для водяного отопления

Наибольший ассортимент имеют отопительные приборы систем водяного отопления. Это объясняется высокой эффективностью работы подобных схем теплоснабжения, а также оптимальными затратами на обслуживание.

Все приборы отопления для дома этого типа имеют схожую конструкцию. Внутри располагаются каналы, по которым протекает теплоноситель. Тепло от него передается на поверхность радиатора (батареи) и затем с помощью естественной конвекции воздуху в помещении.

Главным отличием, которым характеризуются конвекторные приборы отопления, является материал изготовления. Именно он во многом определяет конструкцию нагревательного элемента. В настоящее время есть 4 вида радиаторов:

Чугунные;
Алюминиевые и биметаллические;
Стальные.

Каждый из них имеет ряд функциональных и эксплуатационных особенностей. Они выбираются в зависимости от расчетных показателей – каждый тип отопительного прибора систем водяного отопления должен соответствовать характеристикам теплоснабжения.

Немаловажным фактором является вид используемого теплоносителя. Для многих биметаллических приборов отопления запрещено применение антифризов.

Чугунные батареи

Это одни из первых нагревательных компонентов, которые использовались в системах отопления. Выбор материала изготовления обусловлен относительной дешевизной, а главное – большой теплоемкостью чугуна.

Данный вид нагревательного прибора для системы отопления в настоящее время не особо популярен. Причиной этому является самый низкий коэффициент теплопроводности. Однако для создания классического интерьера в комнате нередко используются дизайнерские чугунные радиаторы.

Также следует учитывать, что рассматривать их в качестве конвекторных приборов отопления будет нецелесообразно. В конструкции не предусмотрены дополнительные пластины, способствующие лучшей циркуляции воздушных масс. Помимо это важно знать такие особенности эксплуатации чугунных радиаторов:

Большой объем теплоносителя. В среднем этот показатель составляет 1,4 л. Это способствует быстрому остыванию горячей воды, но эффективно для небольшой отопительной системы;
Чугунные приборы для отопления комнат трудно ремонтировать и разбирать в домашних условиях;
Большая инертность нагрева. Повышение температуры на поверхности происходит намного медленнее, чем у электрических приборов отопления.

Несмотря на это во многих домах старого типа этот вид радиаторов до сих пор установлен. Замена выполняется только самими жильцами за свой счет.

Чугунные радиаторы необходимо прочищать от скопившейся грязи и известкового налета минимум 1 раз в 3 года.

Стальные и биметаллические отопительные приборы

На смену чугунным конструкциям пришли современные стальные и биметаллические отопительные приборы. Их основным отличием от вышерассмотренных моделей является относительно небольшой канал для теплоносителя.

Однако это никак не сказывается на уменьшении теплоотдачи. Благодаря применяемым современным материалам с высоким коэффициентом теплопередачи, при установке отопительных приборов Kermi значительно снижается инертность всей системы. Кроме этого фактора следует учитывать и другие особенности эксплуатации стальных и биметаллических радиаторов для водяного теплоснабжения:

Наличие конвекционных панелей для улучшения циркуляции воздуха по поверхности радиатора;
Возможность установки приборов регулировки и учета тепла;
Доступная стоимость и простой монтаж, который можно сделать самостоятельно.

Однако при этих положительных качествах нужно знать специфику эксплуатации конкретной модели стального или биметаллического радиатора. Прежде всего – это требования к составу теплоносителя.

При выборе батареи следует уточнить – является она разборной или нет. Это поможет самостоятельно регулировать количество секций в конкретном приборе отопления.

Приборы электрического отопления

Если установка полноценного водяного теплоснабжения нецелесообразна или невозможна – монтируют электронагревательные приборы для отопления. Они отличаются от традиционных автономностью работы и компактностью. Кроме этого есть несколько типов электроприборов, у которых различный принцип генерирования тепла. Главным недостатком электрического отопления являются высокие расходы на энергоноситель. Для минимизации этого необходимы современные приборы учета на отопление – многотарифные электросчетчики. Вечером и ночью действуют льготные тарифы на потребление электроэнергии.

Электропроводка в доме должна быть адаптирована к максимальным нагрузкам от электронагревательных приборов для отопления.

Нагревательные конвекторы

Если в доме или квартире нет автономного (централизованного) отопления чаще всего устанавливают электрические нагревательные приборы. Внешне они схожи со стандартными радиаторами, но имеют существенные различия в конструкции.

Практически все электрические приборы отопления используются в качестве нагревательного элемента ТЭНы. Внутри располагается элемент с высоким показателем электрического сопротивления. При прохождении через него тока происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Для большей эффективности ТЭНы соединяются с теплообменными пластинами из стали или алюминиевого сплава.

Существует несколько типов электрических приборов отопления для дома:

Конвекционные . Конструкция рассчитана на относительно быстрый нагрев воздуха в комнате за счет движения потоков через специальные щели, расположенные вверху и внизу конструкции;
Масляные . Для увеличения площади горячей поверхности вовнутрь радиатора заполняется жидкостью с высоким показателем энергоемкости. Повышение температуры происходит намного медленнее, чем у вышеописанных. Однако даже после выключения электронагревательного отопительного прибора его поверхность некоторое время остается горячей.

Практически во всех моделях установлены современные системы управления. Обязательным элементом является электронный термостат, который имеет датчик температуры для автоматической регулировки нагрева конвектора. Так же не осталась без внимания безопасность эксплуатации. При опрокидывании прибора активируется автоматический выключатель. Есть специальные модели нагревательных радиаторов, предназначенные для работы во влажных помещениях – ванных комнатах, кухнях. Они имеют влагостойкий корпус.

Однако для теплоснабжения большого дома электрические конвекторные радиаторы отопления устанавливать нецелесообразно из-за больших расходов электроэнергии. В этом случае лучше всего монтировать более экономное отопление ПЛЭН или ИК обогреватели.

Если суммарная мощность электрических конвекторов будет превышать 9 кВт – потребуется подключение трехфазной электросети с напряжением 380 В.

Инфракрасное отопление дома

Для повышения эффективности поддержания комфортной температуры в помещении устанавливают электрические отопительные приборы, излучающие тепловые волны в ИК диапазоне. Их принцип работы заключается не в нагреве воздуха, а поверхности предметов, попавших в зону действия.

Несомненным плюсом такой методики является уменьшение затрат на электроснабжение. Это объясняется тем, что потребление ИК обогревателей на 20-30% меньше, чем у аналогичных моделей с ТЭНами.

В настоящее время существует 2 типа нагревательных приборов отопительной системы, работающие в ИК диапазоне:

Пленочные обогреватели . На поверхности полимерной пленки нанесены резисторные проводники, которые излучают инфракрасные волны при прохождении по ним электрического тока. Могут монтироваться как в качестве теплого пола, так и на потолок комнаты – ПЛЭН;
Карбоновые обогреватели . В специальной герметичной стеклянной колбе помещена карбоновая спираль. При включении устройства она генерирует ИК волны, которые нагревают предметы. Для эффективности подобные устройства снабжены отражателем из нержавеющего металла или алюминия.

Примечательно, что последний вид приборов для отопления комнат может быть установлен в любом месте помещения. Нередко их используют для поддержания нормальной температуры вне дома в определенной зоне.

Однако для данных ИК приборов отопления частного дома есть ряд ограничений по применению. Прежде всего – нельзя закрывать поверхность пленки. Это может привести к перегреву и выходу из строя.

Газовый нагрев воздуха в комнате

Анализируя эффективность работы вышеописанных приборов остается актуальным вопрос о снижении затрат на теплоснабжение. Поэтому в качестве их альтернативы рекомендуется рассмотреть газовые приборы отопления. К ним относят не только традиционные котлы, но и другие, не менее продуктивные конструкции.

Самым простым типов этого вида нагревателей считается газовый конвектор. Он может быть подсоединен как к магистральному газу, так и к баллону со сжиженным. Горелка располагается в корпусе, который не контактирует с воздухом в комнате. Подача кислорода для поддержания процесса горения происходит через двухканальную трубу. Через нее же удаляется угарный газ.

Если же необходима мобильная модель радиатора – особый интерес представляют католические газовые приборы отопления. У них несколько иной принцип работы. Газ поступает из матрицы небольших форсунок на керамическую поверхность где и воспламеняется. В результате происходит каталитическая реакция, которая и является главным источником тепла.

Что нужно учитывать при выборе газового нагревателя?

Обязательно соблюдение правил безопасности. Прежде чем выполнить подключение устройства к газовой магистрали необходимо ознакомиться с инструкцией по эксплуатации;
Организация отвода угарных газов. Самое распространенное следствие неисправной работы обогревателя – превышение уровня СО2 в помещении;
Периодическая очистка форсунок от скопившейся сажи.

Нужно помнить, что все приборы отопления должны быть адаптированы к конкретным условиям эксплуатации. В первую очередь это относится к правилам техники безопасности и соблюдению режима работы.

В видеоматериале можно посмотреть пример изготовления ИК обогревателя своими руками:

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

Какие бывают

Классификация отопительных приборов осуществляется по следующим критериям:

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

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

Устройство водяной системы отопления

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

Радиаторы для водяных систем отопления могут изготовляться из следующих материалов:

Чугуна.
Стали.
Алюминия.
Комбинации материалов (т.н. «биметаллические батареи»).

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

Батареи из чугуна

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

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

Батареи из алюминия

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

Биметаллические батареи

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

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

Электрические виды обогревателей

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

Конвекционный тип отопительных приборов

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

Масляные радиаторы

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

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

Инфракрасный обогрев

Выбор отопительных приборов инфракрасного типа приносит следующие дивиденды:

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

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

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

Обогрев газом

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

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

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

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

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

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

Qт=Qп + Qдоп

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

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

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

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

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

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

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

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

Среди недостатков системы панельно-лучистого отопления следует отметить:

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

Необходимость специальной арматуры для индивидуального регулирования теплоотдачи бетонных панелей;

Значительную тепловую инерцию этих панелей.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Таблица 20

Конструкция отопительных приборов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Продолжение табл. 21

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

Рис. 29. Чугунные радиаторы

Рис. 30. Чугунные радиаторы

Рис. 31. Чугунные радиаторы

Рис. 32. Чугунные радиаторы

Рис. 33. Чугунные радиаторы

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

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

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

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

Таблица 22

Продолжение табл. 22

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

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.

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

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

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

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

Схемы отопительных приборов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Секция двухколончатого радиатора

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

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

Рассмотрим, как выполняются требования, предъявляемые к отопительным приборам.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

4. Панели бетонные отопительные изготовляют:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Схема конвектора с кожухом

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

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

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

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

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

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

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

Показатели отопительных приборов различных видов

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

- без кожуха
- с кожухом	10		<1	±	+	±	±	+	-	++	+
	6			+	-	-	++	+	-	-	-
	10		До 1,8	-	-	-	-	-	++	-	-
	8		>1	-	+	-	++	+	-	+	-

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

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

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

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

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

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

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

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

Характеристики приборов из различных металлов

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

Биметалл

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

Сталь

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

Чугун

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

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

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

Отличия в конструкции и принципах работы

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

Конструкция радиаторов

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

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

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

Конструкция конвектора

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

Использование вспомогательных элементов для оптимизации работы приборов отопления

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

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

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

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