Отопительные приборы являются основным элементом системы отопления и должны отвечать определенным теплотехническим, санитарно-гигиеническим, технико-эко­номическим, архитектурно-строительным и монтажным требованиям.

Теплотехнические требования заключаются в основ­ном в том, что отопительные приборы должны хорошо передавать теплоту от теплоносителя (воды или пара) отапливаемым помещениям, т.е. чтобы коэффициент теплопередачи их был как можно выше, не менее 9…10 Вт/(м 2 ·К), учитывая, что для современных конструк­ций отопительных приборов он находится в пределах 4,5…17 Вт/(м 2 ·К).

Санитарно-гигиенические требования , предъявляемые к отопительным приборам, заключаются в том, чтобы конструкция и форма (вид) их поверхности не приводи­ли к скоплению пыли и позволяли ее легко удалять.

Технико-экономические требования следующие: ми­нимальная заводская стоимость; минимальный расход металла; соответствие конструкции прибора требовани­ям технологии их массового производства; секционность, позволяющая компоновать прибор с требуемой площадью поверхности нагрева.

Критерием для теплотехнической и технико-экономи­ческой оценки металлических отопительных приборов служит тепловое напряжение металла прибора М, Вт/(кг·К), что представляет отношение величины тепло­вого потока прибора при разности средних температур поверхности прибора и окружающего воздуха помещения в 1°С, отнесенной к массе металла прибора.

Чем больше тепловое напряжение металла отопитель­ного прибора, тем он выгоднее. Современные приборы ра­ботают с тепловым напряжением металла 0,9…1,6 Вт/(кг·К).

Архитектурно-строительные требования включают со­кращение площади, занимаемой отопительными прибо­рами, и обеспечение их приятного внешнего вида. Для выполнения этих требований отопительные приборы дол­жны быть компактны, с легкодоступной для осмотра и очистки от пыли поверхностью, должны соответствовать интерьеру помещения.

Монтажные требования отражают прежде всего не­обходимость повышения производительности труда при изготовлении и монтаже отопительных приборов. Конст­рукция их должна благоприятствовать автоматизации производства и быть удобной в монтаже. Приборы дол­жны быть прочными, удобными для транспортировки и монтажа, а их стенки паро- и водонепроницаемыми, температуроустойчивыми.

Большое многообразие видов и типов отопительных приборов объясняется тем, что всем рассмотренным тре­бованиям одновременно удовлетворить очень сложно.

Все отопительные приборы подразделяют по следующим признакам: по преобладающему способу теплоотдачи; по виду поверхности; по используемому материалу; по высоте и строительной глубине.

По преобладающему способу теплоотдачи приборы делятся на 3 группы:

1. Радиационные приборы, передающие излучением не менее 50 % общего теплового потока. К первой группе относятся потолочные отопи­тельные панели и излучатели.

2. Конвективно-радиационные приборы , передающие конвекцией от 50 до 75 % общего теплового потока. Вторая группа включает радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы, напольные отопительные панели.

3. Конвективные приборы , передающие конвекцией не менее 75% общего теплового потока. К третьей группе принадлежат конвекторы и ребристые трубы.

По используемому материалу различают металлические, комби­нированные и неметаллические отопительные 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), в который заделывают стальные или чугунные гре­ющие элементы (панельные радиаторы). Оребренные металлические трубы помещают в неметаллический кожух (конвекторы).

К неметаллические приборам относят бетонные панельные радиа­торы, потолочные и напольные панели с заделанными пластмассовыми гре­ющими трубами или с пустотами без труб, а также керамические, пластмассовые и тому подобные радиаторы.

По высоте вертикальные отопительные приборы подразделяют на высокие (высотой более 650 мм), средние (более 400 до 650 мм) и низкие (более 200 до 400 мм). Приборы высотой 200 мм и менее называют плинтусными.

По глубине (толщине) применяются приборы малой (до 120мм), средней (более 120 до 200мм) и большой глубины (более 200мм).

Рассмотрим основные виды отопительных приборов, широко используемых в жилых, общественных и произ­водственных зданиях.

Радиаторы - отопительные приборы, радиационная теплоотда­ча которых составляет значительную величину (25...50%). Ради­аторы изготавливают из чугуна, стали.

Радиаторы чугунные, наиболее распространенные отопительные приборы, состоят из отдельных элементов (секций), изготовленных методом литья из серого чугуна в специальные формы.

Чугунные радиаторы обладают относительно высокими теплотехническими показателями. Коэффициент теплопереда­чи современных чугунных радиаторов составляет 9,1...10,6 Вт/(м 2 °С). Положительным свойством является их высокая коррозионная стойкость.

Однако относительно малое тепловое напряжение металла 0,29...0,36 Вт/(кг°С), большая металлоемкость, непривлекательный внешнийвид, трудоем­кость изготовления и монтажа, а также невысокая механическая прочность (выдерживают гидравлическое давление 0,6 МПа), приводят к сокращению их производства в нашей стране за счет увеличения производства радиаторов из стали, алюминия и сплавов.

Ребристые чугунные трубы отливают из серого чугуна с круглыми ребрами со стороны контакта с воздухом. Оребрение резко увеличивает поверхность нагрева воздуха. Теплоотдача этих нагревательных приборов конвекцией составляет 50%.

Теплотехнические показатели ребристых чугунных труб весьма высоки. Относительная простота изготовления и монтажа ребристых труб и их дешевизна способствуют широкому распространен этих отопительных приборов в промышленном и сельскохозяйст­венном строительстве. Однако низкие гигиенические и эстетические качества ребристых чугунных труб делают их непригодными в гра­жданском и жилищном строительстве.

Бетонные отопительные панели со встроенными в них стальными трубами применяются в системах панельно-лучистого отопления для размещенияпод окнами, в перегородках и площадках лестничных клеток. Основная часть тепловой энергиитаких панелей передаетсяв помещение лучеиспусканием. Они не занимают полезной площади, гигиеничны, обладают хорошей монтажностью.

К их существенным недостаткам относятся сложность ремонта и значительная инертность при регулировании тепловой производи­тельности в процессе эксплуатации.

Алюминиевые отопительные приборы обладают большей теплоотдачей по сравнению со стальными и чугунными, имеют меньшую массу, тепловую инерцию, поддаются декоративной обработке, но обладают меньшей механической прочностью и химически менее стойки.

Биметаллические отопительные приборы представляют собой преимущественно стальные каналы для теплоносителя покрытые алюминиевыми литыми теплоотдающими элементами. Они сочетают в себе механическую прочность и химическую стойкость стальных приборов с теплотехническими характеристиками алюминиевых приборов.

Конвектор представляют собой трубчато-ребристый нагревательный элемент заключенный в кожух, обеспечивающий интенсивное обтекание ребер конвектора воздухом. В качестве нагревательного элемента часто применяют стальные трубы с напрессованными на них ребрами из листовой стали. Функции кожуха могут выполнять элементы оребрения за счет особой формы, в этом случае прибор называют конвектором без кожуха.

Основные конструктивные исполнения отопительных приборов представлены на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Конструкция отопительных приборов различных типов
(поперечные разрезы):

а – радиатор секционный, б – радиатор стальной панельный, в – гладкотрубный прибор (регистр), г – конвектор с кожухом, д – оребренная труба (регистр); 1 – канал для теплоносителя, 2 – оребрение из стальных пластин, 3 – присоединительный фланец.

Размещение отопительных приборов в помещениях производится в нижней зоне помещения преимущественно у наружных стен. В зданиях жилого и общественного назначения отопительные приборы размещают преимущественно в подоконных нишах как с подоконниками так и без. Такое размещение отопительных приборов обусловлено необходимостью прогрева нижней зоны помещения, защиты помещения от радиационного охлаждения со стороны наружных стен и нагрева инфильтрационного воздуха. Низкопрофильные приборы обеспечивают более равномерный прогрев помещения за счет больше длины прибора при равной теплоотдаче (рис. 7.3, б). Высокие и более короткие приборы вызывают интенсивный подъем потока нагретого воздуха вблизи прибора, что приводит к перегреву верхней зоны помещения и проникновению охлажденного воздуха по обеим сторонам прибора в обслуживаемую зону (рис. 7.3, б ).

Рис. 7.3. Размещение под окном помещения отопительного прибора:

а – низкого и длинного, б – высокого и короткого

Несмотря на указанные достоинства низкопрофильных приборов их применение ограничено сравнительно большей стоимостью (в связи с большим количеством секций при той же теплоотдаче) и трудоемкостью монтажа.

Для компенсации теплопотерь помещения необходимо подобрать такой типоразмер отопительного прибора, который обеспечит при проектных температурах теплоносителя теплоотдачу отопительного прибора, равную теплопотерям помещения.

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:

Часть 2 НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ Классификация Область применения различных конструкций Особенности установки в помещениях Регулирование теплоотдачи Определение поверхности нагрева

ТРЕБОВАНИЯ К НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ ПРИБОРАМ 1. Санитарно- гигиенические: - н/п должен иметь возможно низкую температуру поверхности, исключающую возгонку пыли; - иметь минимальную горизонтальную поверхность для уменьшения отложения пыли; - конструкция н/п должна позволять очищать от пыли поверхность прибора. 2. Экономические: - н/п должен иметь наименьшие приведенные затраты на их изготовление, монтаж и эксплуатацию; - обладать низкой металлоемкостью, обеспечивающей повышенное тепловое напряжение металла. Показатель теплового напряжения металла н/п определяется как: где Qнп – тепловая нагрузка н/п, Вт; Gм – масса металла н/п, кг; , Вт/(кг К) Δt - температурный напор н/п, ºС; Чем больше показатель теплового напряжения, тем экономичнее прибор по расходу металла. Значение показателя М для современных н/п находится в пределах: 0, 2 ≤ М ≤ 0, 6 3. Архитектурно – строительные: Внешний вид н/п должен соответствовать интерьеру помещения, а занимаемый им объем должен быть минимальным. 4. Производственно-монтажные: - должна обеспечиваться максимальная механизация работ при производстве и монтаже н/п; - н/п должны обладать достаточной механической прочностью. 5. Эксплуатационные: - н/п должны обеспечивать управляемость их теплоотдачей (зависит от тепловой инерции н/п); н/п должны обеспечивать температуроустойчивость и водонепроницаемость при предельно-допустимом в рабочих условиях гидростатическом давлении внутри н/п. 6. Теплотехнические: - н/п должны обеспечивать наибольшую плотность удельного теплового потока, приходящуюся на единицу площади, Вт/м 2. Для выполнения этого требования н/п должен обладать повышенным значением коэффициента теплопередачи.

Классификация нагревательных приборов По теплоотдаче по используемому материалу По высоте по глубине по величина тепловой инерции радиационные металлические высокие малой малоинерционные конвективно- радиационные неметаллические средние средней большой инерции низкие большой Конвективные плинтусные

Доли потребления различных типов отопительных приборов на российском рынке в 2011 году 29% - чугунные радиаторы Чугунные радиаторы 3% - стальные трубчатые радиаторы 20% - стальные панельные радиаторы 27% - алюминиевые и биметаллические радиаторы 21% - конвекторы (в том числе специальные) Стальные трубчатые радиаторы Стальные панельные радиаторы Общее потребление около 6 млн. к. Вт/год

Секция чугунного радиатора: hм – монтажная высота прибора, м; hп – строительная высота прибора, мм; а – глубина прибора, мм; б – ширина одной секции прибора, мм

Чугунные секционные радиаторы: высокая надёжность в эксплуатации в отечественных условиях, могут использоваться в зависимых системах отопления зданий различного назначения; стоимость отечественных моделей в среднем 1500 руб. /к. Вт; стоимость дизайн-радиаторов - 4000 -6000 руб. /к. Вт дополнительная стоимость перегруппировки, испытаний на герметичность, монтажа и окраски 400 – 500 руб. /к. Вт; доля потребления в России около 29%

Стальные панельные радиаторы: современный дизайн; широкая номенклатура; полная строительная готовность; высокая гигиеничность моделей без оребрения; имеются модели со встроенным термостатом; все модели жёстко требуют соблюдения правил эксплуатации; стоимость 1500 – 2000 руб. /к. Вт (без встроенного термостата); доля потребления в России – 20%.

Основные требования к теплоносителю систем отопления с алюминиевыми отопительными приборами Наименование показателей и их размерность Водородный показатель р. Н Оптимальные значения Допустимые значения Значения показателей 7 – 8, 5 Содержание растворённого кислорода, мкг/дм 3, не более 20 Содержание соединений железа, мг/дм 3, не более 0, 3 Общая жёсткость, мг-экв/дм 3, не более 0, 7 Количество взвешенных веществ, мг/дм 3, не более 5 Использование алюминиевых радиаторов допускается только в независимых и автономных системах отопления Непосредственное соединение головок секций алюминиевых радиаторов со стальными и медными теплопроводами запрещается. Применение оцинкованных пробок запрещается, рекомендуется использование алюминиевых и кадмированных пробок. Рекомендуется использование кадмированных ниппелей.

Сравнение алюминиевых и биметаллических радиаторов Параметр Алюминий Биметалл Конструкция Радиатор полностью алюминиевый. Изготавливают радиаторы двумя методами. Экструзионный метод дает дешевые и легкие изделия не самого высокого качества (в Европе таким методом не пользуются). Дороже, но долговечнее будут радиаторы, сделанные методом литья. Биметаллические радиаторы делаются из двух различных металлов. Корпус, оснащенный ребрами, изготавливается из алюминиевого сплава. Внутри этого корпуса имеется сердечник из труб, по которым протекает теплоноситель (горячая вода из системы отопления). Эти трубы производятся либо из стали, либо из меди (причем последние у нас практически не встречаются). Диаметр их меньше, чем у алюминиевых моделей, поэтому больше вероятность засорения. Теплоотдача Отдача тепла от одной секции зависит от модели и от изготовителя. Она несколько ниже, чем у полностью изготовителя. 1 секция способна дать 140 - 210 Вт. алюминиевого радиатора, так как сердечник из стали способствует снижению общей теплоотдачи. 1 секция отдаёт Имеет минимальную тепловую инерцию. 130 – 200 Вт. От 6 до 16 (некоторые модели до 20) ати. От 20 до 40 ати (данный параметр важен в том случае если вы выбираете радиаторы для квартиры с централизованной системой отопления. Если же вы выбираете данные радиаторы для частного дома, то этот параметр не является минусом для алюминиевых радиаторов, т. к. в локальной теплосети нет избыточного давления.). Отношение к теплоносителю Алюминий вступает в различные химические реакции, что приводит к коррозии стенок прибора. А еще в процессе химических реакций алюминий выделяет водород, что является пожароопасным. Поэтому требует установки специального клапана в верхней пробке радиатора. Стальные трубы в середине биметаллического радиатора менее требовательны к качеству протекающей через них воды. Биметаллический радиатор более защищен от теплоносителя. Максимальная температура воды До 110 0 С. До 130 0 С. Долговечность До 10 лет. 15 – 20 лет. Рабочее давление

Радиаторы из алюминиевых сплавов, биметаллические с алюминиевыми коллекторами (секционные, колончатые и блочные): современный дизайн; широкая номенклатура; полная строительная готовность; все модели кроме полностью биметаллических требуют жёсткого соблюдения правил монтажа и эксплуатации; биметаллические модели равноценны по эксплуатационным показателям чугунным радиаторам; стоимость радиаторов из алюминиевых сплавов ~ 1700 - 2200 руб. /к. Вт; стоимость «полубиметаллических» радиаторов 2000 - 2800 руб. /к. Вт; стоимость биметаллических радиаторов 2800 - 4000 руб. /к. Вт; доля потребления в России – 27%, в том числе 14% биметаллические и биметаллические с алюминиевыми коллекторами.

Стальные трубчатые радиаторы и дизайн-радиаторы (секционные, колончатые, блочные и блочносекционные): современный дизайн и гигиеничность; полная строительная готовность; широкая номенклатура; имеются модели со встроенным термостатом; требуют жёсткого соблюдения правил эксплуатации; имеются модели повышенной антикоррозийной стойкости; стоимость: трубчатых радиаторов 3800 руб. /к. Вт; дизайн-радиаторов – 8000 руб. /к. Вт; доля потребления в России – 3%.

конвекторы Без кожуха (регулировка теплоотдачи по воде) С кожухом: - регулировка теплоотдачи по воде; - регулировка теплоотдачи по воздуху.

Эскизы конвекторов: а) «Комфорт-20» с кожухом; б) «Аккорд» без кожуха; 1 – пластина (нагревательный элемент; 2 – кожух; 3 – воздушный клапан

Конвекторы (настенные, напольные, с кожухом, без кожуха, стальные, с использованием цветных металлов): высокая надёжность в эксплуатации в отечественных условиях, могут использоваться в зависимых системах отопления зданий различного назначения; малая инерционность; широкая номенклатура; полная строительная готовность; современный дизайн; низкая температура наружных элементов конструкции конвектора, исключается опасность ожогов; имеются модели со встроенным термостатом; стоимость: стальных ~ 1300 руб. /к. Вт; с медноалюминиевым нагревательным элементом ~ 3000 руб. /к. Вт; доля потребления в России (включая специальные конвекторы) – 21%.

Случаи неправильного монтажа настенных конвекторов Мал зазор между прибором и полом или подоконником (менее 70% глубины прибора). Снижение теплового потока на 5 -50% Установка кронштейнов на неподготовленную поверхность (последующая штукатурка) – невозможно навесить кожух Перетекание воздуха мимо нагревательного элемента. Снижение теплового потока на 5 -20% Нагревательный элемент установлен не горизонтально. Снижение теплового потока на 4 -7% Неправильная разметка мест установки кронштейнов – невозможно навесить кожух Отставание кожуха, зазор между стеной и кожухом. Снижение теплового потока на 3 -20%

6. Специальные отопительные приборы – конвекторы, встраиваемые в конструкцию пола, вентиляторные конвекторы: полная строительная готовность; современный дизайн; малая инерционность; имеются модели со встроенными вентиляторами и термостатами; предназначены для зданий элитного класса и коттеджей; вентиляторные конвекторы, работающие в режиме тепловых насосов, характеризуются высокой энергоэффективностью; стоимость 4000 -10000 руб. /к. Вт; доля потребления в России – около 4% (в общей группе конвекторов).

Основные требования к конструкциям отопительных приборов согласно ГОСТ 31311 -2005 «Приборы отопительные. Общие технические условия» и СТО НП «АВОК» 4. 2. 2 -2006 «Радиаторы и конвекторы отопительные» 1. Приборы должны выдерживать испытание на статическую прочность: 1. 1. Давление разрушения должно превышать заявленное изготовителем максимальное рабочее избыточное давление теплоносителя: - у литых приборов – не менее, чем в 3 раза; - у остальных приборов – не менее, чем в 2, 5 раза. 1. 2. Испытательное давление (заводское) должно превышать заявленное максимальное рабочее избыточное давление: - у литых приборов – не менее, чем в 1, 5 раза или не менее, чем на 0, 6 МПа; - у остальных приборов – не менее, чем в 1, 5 раза. 2. Номинальный тепловой поток настенных приборов высотой до 600 мм включительно и теплоплотностью до 2000 Вт/м должен быть не более 400 Вт у минимального типоразмера и не менее 2000 Вт у максимального. 3. Средний номенклатурный шаг номинального теплового потока настенных приборов высотой до 600 мм включительно и теплоплотностью до 2000 Вт/м в диапазоне значений от 400 до 1400 Вт не должен превышать 200 Вт, а свыше 1400 Вт – не более 400 Вт. 4. Толщина стенки прибора, соприкасающейся с водой, должна быть не менее: - у литого чугунного радиатора – 2, 7 мм; - у стального панельного радиатора – 1, 2 мм; - у стальной трубы трубчатого и биметаллического радиаторов – 1, 25 мм; - у литого и прессованного алюминиевых радиаторов – 1, 5 мм.

Основные требования к теплоносителю согласно «Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации» для систем теплоснабжения из стальных теплопроводов Наименование показателей и их размерность Значения показателей для систем теплоснабжения открытых закрытых 8, 3 – 9, 0 8, 3 – 9, 5 8, 0 – 9, 5 Содержание растворённого кислорода, мкг/дм 3, не более 20 20 Содержание соединений железа, мг/дм 3, не более 0, 3 0, 5 Общая жёсткость, мг-экв/дм 3, не более 0, 7 5 5 Водородный показатель р. Н: оптимальные значения допустимые значения Количество взвешенных веществ, мг/дм 3, не более

Схемы установки нагревательных приборов с различным коэффициентом укрытия β 4: а) β 4 = 1, 2; б) β 4 = 1, 05; в) β 4 = 1, 05; г) β 4 = 0, 9; д) β 4 = 1, 25

Схемы установки нагревательных приборов под окнами: а) установка нагревательного прибора относительно края окна; б) установка радиаторов; в) установка конвектора с кожухом; г) установка конвектора без кожуха

Коэффициент теплопередачи н/п Интенсивность передачи теплоты от теплоносителя через н/п в помещение характеризуется коэффициентом теплопередачи нагревательного прибора - Кнп. Он выражает плотность теплового потока на внешней поверхности стенки н/п при перепаде температур в 1 С: где Rнп – термическое сопротивление теплопередаче нагревательного прибора: где Rвн – термическое сопротивление теплопередаче от нагреваемой жидкости к внутренней поверхности стенки н/п (теплообмен происходит за счет конвекции + теплопроводность); Rст – термическое сопротивление теплопередаче от внутренней к наружной поверхностям стенки нагревательного прибора (теплопроводность); Rн – термическое сопротивление теплопередаче от наружной поверхности стенки н/п к холодной среде (жидкости или газу) (теплообмен происходит за счет конвекции + излучение). Основные факторы, определяющие Кнп: вид и конструктивные особенности н/п и температурный напор Коэффициент теплопередачи вновь разрабатываемых н/п определяют экспериментально. Вид н/п позвояет заранее судить о возможном значении Кнп. Результаты экспериментов по определению Кнп показали, что его можно описать: - для теплоносителя воды: где: m, n, p – экспериментальные коэффициенты, которые определяются для каждого типа н/п; - температурный напор н/п; - температура воздуха в отапливаемом помещении, ºС; - температура теплоносителя соответственно на входе в н/п и на выходе из него, ºС; G – относительный расход воды в н/п, кг/ч, - отношение действительного расхода через н/п к номинальному, принятому при тепловом испытании н/п. При испытании образцов н/п за такой расход принят расход 360 кг/ч (раньше испытание каждого вида н/п проводились при различном номинальном расходе воды: для радиаторов 17, 4 кг/ч, для конвекторов 300 кг/ч).

Схемы движения воды через нагревательный прибор: а) сверху – вниз; б) снизу – вверх; в) снизу - вниз

Тепловой расчет нагревательных приборов (определение поверхности нагрева) , Вт (ккал/ч), где – номинальный условный тепловой поток н/п, по которому выбирают типоразмер прибора, используя каталоги н/п или справочник. – комплексный коэффициент привидения к расчетным условиям. - для воды: - температурный напор н/п (для теплоносителя – воды), ºС; - расход теплоносителя через н/п, кг/ч; b – коэффициент учета атмосферного давления; - коэффициент учета направления движения теплоносителя в н/п; n, p, c – постоянные для данного типа н/п коэффициенты.

Малые циркуляционные кольца в однотрубных системах отопления Малыми циркуляционными кольцами в однотрубной системе отопления являются радиаторные узлы, в которые входят замыкающие участки, подводки к нагревательным приборам и сам нагревательный прибор. Расход воды через нагревательный прибор в системе отопления с трехходовым краном КРТ равен расходу воды по стояку, т. к. рабочее расчетное положение КРТ «полностью открыто» . Стояк в этом случае получается проточнорегулируемым. Расход воды через нагревательный прибор с замыкающим участком и проходным краном КРП определяется коэффициентом затекания воды в нагревательный прибор: где: Gнп - расход воды, проходящей через нагревательный прибор, кг/ч; Gст - расход воды в стояке, кг/ч; αнп = 0 – нагревательный прибор закрыт; αнп = 1 – нагревательный прибор открыт полностью (при КРТ).

К атегория: Отопительные системы

Нагревательные приборы систем центрального отопления

Нагревательные приборы систем центрального отопления должны удовлетворять ряду теплотехнических, санитарно-гигиенических, эстетических и экономических требований.

Теплотехнические требования сводятся к тому, что приборы должны наилучшим образом передавать тепло от теплоносителя (воды или пара) воздуху отапливаемых помещений. Желательно, чтобы в теплоотдаче приборов преобладало лучеиспускание, так как при этом лучше прогревается нижняя зона помещения. В случае преимущества конвективной теплоотдачи приборов нагревающийся воздух поднимается и прогревает верхнюю зону помещения.

В санитарно-гигиеническом отношении предпочтительнее приборы с гладкой поверхностью; на них осаждается меньше пыли и их легко от нее очищать.

Нагревательные приборы должны быть компактны, занимать небольшую площадь. Форма приборов, их отделка и окраска не должны портить оформления помещений.

Одним из показателей экономической оценки нагревательного прибора служит стоимость прибора на 1 ккал тепла, отдаваемого в 1 час при разности температур воздуха помещения и теплоносителя в 1°. Другим показателем является тепловая напряженность металла прибора, т. е. отношение количества тепла в ккал, отдаваемого 1 м2 прибора в 1 час при разности средних температур поверхности прибора и воздуха помещения в 1°, к весу 1 м2 прибора в килограммах.

Для сравнительной оценки нагревательных приборов введена общая условная единица измерения их теплоот-дающей поверхности - эквивалентный квадратный метр (сокращенно экм), отдающий в час воздуху отапливаемого помещения 435 ккал тепла при разности средней температуры теплоносителя прибора и воздуха помещения в 64,5 °С.

Нагревательные приборы, применяемые в системах центрального водяного и парового отопления, подразделяются:
а) по материалу - на чугунные, стальные, бетонные;
б) по характеру внешней поверхности - на гладкие и ребристые.

Простейшим видом нагревательных приборов является гладкая стальная труба. Нагревательные приборы из гладких труб могут быть выполнены в виде змеевиков или регистров.

Гладкие трубы имеют ровную поверхность, легко поддаются очистке от пыли. В теплотехническом отношении приборы из гладких труб также обладают высокими показателями.

Для изготовления змеевиков и регистров обычно применяют трубы диаметром 75-100 мм с поверхностью, равной 1 пог. м (0,28-0,34 м2). Для получения прибора с поверхностью нагрева 2-3 м2 приходится устанавливать 6-9 пог. м труб такого диаметра. Следует отметить, что в то же время приборы из гладких труб громоздки и неудобны для размещения под окнами.

Чугунные ребристые трубы изготовляются с круглыми ребрами длиной 1000, 1500 и 2000 мм и с числом ребер соответственно 43, 68 и 93.

Поверхность нагрева ребристой трубы в 7-8 раз больше поверхности гладкой трубы такого же диаметра и длины, а общая теплоотдача ребристой трубы на 1 пог. м длины примерно в 4 раза больше, чем у гладкой. Ребристые трубы присоединяют к трубопроводу при помощи фланцев, а между собой еще и при помощи двойных колен.

Рис. 1. Чугунная ребристая труба

Наличие ребер понижает гигиеничность трубы, так как межреберное пространство трудно очищать от пыли. Вследствие этого установка ребристых труб в жилых помещениях, школах, детских садах, больницах и прочих зданиях, требующих повышенных гигиенических условий, не допускается.

- Нагревательные приборы систем центрального отопления

Нагревательными приборами систем центрального отопления называют устройства для передачи тепла от теплоносителя отапливаемому помещению. Нагреватель-ные приборы должны наилучшим образом передавать тепло от теплоносителя в помещение, обеспечивать ком-фортность тепловой обстановки в помещении, не ухуд-шая его интерьера, при наименьших затратах средств и материалов.

Виды и конструкции нагревательных приборов могут быть самыми разнообразными. Приборы выполняют из чугуна, стали, керамики, стекла, в виде панелей из бето-на с заложенными в них трубчатыми нагревательными элементами и пр.

Основные виды нагревательных приборов - это ра-диаторы, ребристые трубы, конвекторы и отопительные панели.

Простейшим является нагревательный прибор из глад- ких стальных труб. Обычно он выполняется в виде зме-евика или регистра. Прибор имеет высокий коэффициент теплопередачи, выдерживает высокое давление теплоно-сителя. Однако приборы из гладких труб дороги и зани-мают много места. Они применяются в помещениях со значительными выделениями пыли, для обогрева свето-вых фонарей промышленных зданий и т. д.

Наибольшее распространение из нагревательных приборов получили радиаторы. Их различные типы от-личаются друг от друга габаритами и формой. Радиато-ры собираются из секций, что позволяет собирать при-боры разной площади. Обычно секции отливаются из чугуна, но могут быть стальными, керамическими, фар-форовыми и др.

Довольно широкое распространение в системах отоп-ления получили чугунные ребристые трубы. Ребра на поверхности трубы увеличивают площадь теплоотдающей поверхности, но снижают гигиенические качества прибора (скапливается пыль, которую трудно убирать) и придают ему грубый внешний вид.

Конвекторы представляют собой стальные трубы с оребрением из листовой стали. Наиболее совершен-ным среди конвекторов является конвектор в кожухе, выполненном из стального листа. Прибор снабжен кол-паком для регулирования теплоотдачи. Между оребренными поверхностями прибора и кожухом под влиянием гравитационного давления возникает интенсивная цир-куляция воздуха. Это увеличивает теплосъем с оребренной поверхности на 20 % и более. Конвекторы в кожухе компактны и имеют хороший внешний вид. В некоторых конструкциях конвекторы снабжаются вентилятором специального типа, обеспечивающим интенсивное дви-жение воздуха. Искусственное побуждение движения воздуха значительно увеличивает теплосъем с прибора, Некоторый недостаток конвекторов состоит в необходи-мости и трудности очистки от пыли.

Бетонные отопительные панели представляют собой плиты с заделанными в них змеевиками из стальных труб. Такие панели располагают обычно в конструкциях ограждений помещений. Иногда их свободно устанавли-вают около стен.

В настоящее время для отопления больших промыш-ленных цехов получили распространение подвесные па- нели с отражательными экранами.

Применение панелей для отопления зданий удовле-творяет требованиям полносборного строительства и по-зволяет экономить металл, расходуемый на отопитель-ные приборы. К недостаткам панельного отопления относят: большую тепловую инерцию, осложняющую регулирование теплоотдачи; невозможность изменения поверхности нагрева; опасность засорения труб и слож-ность его устранения; сложность ремонта систем; воз-можность появления внутренней коррозии и, вследствие этого, нарушение гидравлической плотности труб.

Ю. М. Соловей Основы строительного дела. - М.: Стройиздат, 1989г. - 429с.