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 | |
| 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.
Один за другим на планету обрушиваются экономические кризисы, что вкупе со стремительно уменьшающимся количеством ресурсов создаёт потребность в разработке и использовании энергосберегающих технологий. Эта тенденция не обошла стороной и системы отопления, стремящиеся к сохранению или даже увеличению своего КПД при заметно меньшем потреблении ресурсов. Разберёмся же, что представляют собой новые технологии отопления частного дома, квартиры и промышленных помещений, разложив отопительную систему на четыре основных компонента: генератор тепла, отопительный прибор, система отопления и система управления.
Котельная система отопления это наиболее производительная, хотя и самая затратная (после электрообогревателей) из всех современных автономных технологий отопления. Хотя сам по себе котёл - изобретение с древней историей, современные производители сумели модернизировать его, увеличив КПД и приспособив под разные виды топлива. Так, выделяют три основных (работающих на горючем) вида котлов - твердотопливные, газовые, на жидком топливе. Несколько выбивающиеся из этой классификации электрокотлы, а также комбинированные, или многотопливные - совмещают в себе качества сразу двух-трёх разновидностей.
Твердотопливные котлы
Интересна тенденция возвращения к традициям прошлого и активного использования твёрдого топлива: от обычных дров и угля до специальных пеллетов (гранул, спрессованных из побочных продуктов деревообработки) и торфяных брикетов.
Твердотопливные котлы делятся по типу топлива на:
Классические без проблем «принимают» любую разновидность твёрдого топлива, максимально надёжны и просты (по сути, это древнейший генератор тепла в истории человечества), дёшевы. Из недостатков: «капризность» по отношению к влажному топливу, невысокий КПД, невозможность регулировки температуры теплоносителя.
Пеллетный котёл - это устройство отопления, работающее на отходах древесины, спрессованных в маленькие гранулы. Выделяются высоким КПД, продолжительной работой на одной загрузке, крайне удобной системой загрузки пеллетов (засыпаются из мешка или пакета), возможностью настройки котла. Единственный существенный недостаток - достаточно дорогие гранулы для отопления цена которых колеблется от 6900 до 7700 рублей за тонну, в зависимости от зольности и теплотворности.
Следующий тип - котлы отопления пиролизные, работающие на пиролизном газе, извлекаемом из древесины. Топливо в таком котле медленно тлеет, а не сгорает, благодаря чему отдаёт заметно больше тепла. Достоинства: высокие КПД и надёжность, регулировка теплоотдачи, до полусуток работы без повторной загрузки. Единственный недостаток - потребность в подключении к электросети, из-за чего во время перебоев с подачей электроэнергии дом может остаться без тепла.
Стандартные котлы длительного горения загружаются любыми видами твёрдого топлива, за исключением древесины: кокс, бурый и каменный уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Существует другая разновидность, разработанная специально для работы на дровах и несколько отличающаяся устройством. Преимущества: работа до пяти суток на нефтепродуктах и до двух суток при загрузке древесиной. Недостатки: относительно невысокий КПД, потребность в постоянной чистке.
Газовые котлы
Магистральный газ - наиболее экономичный из всех видов топлива, а котлы, на нём работающие, считаются самыми удобными в использовании и обслуживании. Объясняется это их полностью автоматизированной работой и абсолютной безопасностью, за что отвечает множество датчиков и контроллеров. Недостатков как таковых не имеют, хотя и нуждаются в наличии газовой магистрали или постоянной доставке новых баллонов.
Котлы на жидком топливе
Нельзя сказать, что такие системы отопления инновационные, однако они стабильно востребованы на протяжении десятилетий и поэтому достойны упоминания. Главные виды жидкого горючего: дизельное топливо и сжиженная пропан-бутановая смесь. Преимущества перед твердотопливными: почти полная автоматизация работы. Недостатки: крайне высокая стоимость отопления, уступающая лишь электричеству.
Электрическое отопление
Отличается широчайшим многообразием отопительных систем и отдельных приборов. Это и электроконвекторы (которые в свою очередь бывают внутрипольными, напольными и настенными), и электрокотлы, и тепловентиляторы, и инфракрасные обогреватели, и масляные радиаторы, и тепловые пушки, и всем известный тёплый пол. Их общий и пока непреодолимый недостаток - крайне высокая стоимость отопления. Самыми экономичными из них считаются инфракрасные радиаторы и тёплые полы.
Тепловые насосы
Эти системы отопления современные в полном смысле слова, несмотря на то, что появились ещё в 80-е годы. Тогда они были доступны лишь зажиточным людям, но теперь многие приноровились собирать их вручную, благодаря чему медленно, но верно завоёвывают популярность. Очень упрощённо принцип их работы заключается в извлечении тепла из воздуха, воды или земли снаружи дома и переносе его в дом, где тепло передаётся или непосредственно в воздух, или сначала в теплоноситель - воду.
Гелиосистемы
Ещё одна развивающаяся быстрыми темпами технология -гелиосистемы отопления, более известные под названием солнечных батарей.
Преимущества:
Недостатки:
Тепловые панели
Представляют собой тонкие прямоугольные (как правило) пластины, закрепляющиеся на стене. Тыльная сторона такой пластины покрыта теплоаккумулирующим веществом, способным нагреваться до 90 градусов и получающим тепло от нагревательного элемента. Энергопотребление составляет всего 50 Ватт на 1 квадратный метр, в отличие от устаревших электрокаминов, требующих по меньшей мере 100 Ватт на ту же площадь. Обогрев происходит за счёт конвекционного эффекта.
Кроме экономичности тепловые панели отличаются:
Недостаток лишь один - тепловые панели становятся нерентабельными весной и ранней осенью, когда жилище нуждается лишь в небольшом обогреве с вечера по утро.
Монолитные кварцевые модули
Уникальная разработка С. Саркисяна - кандидата технических наук. Внешне пластины очень похожи на тепловые панели, однако принцип их действия основан на высокой теплоёмкости кварцевого песка. Нагревательный элемент передаёт песку тепловую энергию, после чего он продолжает обогревать жилище, даже когда устройство отключено от сети. Экономия, как и в случае с тепловыми панелями, составляет 50% от затрат на стандартные электрообогреватели.
ПЛЭН - плёночные лучистые электрические нагреватели
У этой инновационной системы отопления устройство столь же просто, сколь и гениально: кабель питания, нагревательные элементы, диэлектрическая плёнка и отражающий экран. Обогреватель закрепляется на потолке, а производимое им ИК-излучение нагревает располагающиеся ниже предметы. Те в свою очередь передают тепло воздуху.
Главные достоинства ПЛЭН:
Тепловые гидродинамические насосы
Эти устройства, также известные как кавитационные теплогенераторы систем отопления, вырабатывают тепло за счёт нагрева теплоносителя по принципу кавитации.
Теплоноситель в таком насосе вращается в специальном активаторе.
На местах разрыва целостной массы жидкости в результате мгновенного снижения давления появляются пузырьки-каверны, почти моментально лопающиеся. Это вызывает изменение физико-химических параметров теплоносителя и выделение тепловой энергии.
Интересно, что даже при нынешнем уровне научного и технического развития процесс кавитационной выработки энергии плохо изучен. Внятное объяснение тому, почему прирост энергии больше, чем её затраты, пока не найдено.
Кондиционер как обогреватель
Практически все современные модели кондиционеров оснащены функцией обогрева. Как ни странно, кондиционер обладает втрое большим КПД, нежели стандартные электрообогреватели: 3 кВт тепла из 1 кВт электричества против 0,98 кВт тепла из 1 кВт электричества.
Таким образом, кондиционер для отопления зимой способен на короткое время заменить отключенное отопление или вышедший из строя электрокамин. Однако в силу того, что в кондиционерах для нагрева воздуха не используются ТЭНы, их эффективность падает с каждым градусом температуры за окном. Кроме того, сильный мороз перегружает устройство, и работа в таком режиме способна привести к поломке. Лучшим вариантом будет использование кондиционера в межсезонье.
Конвекторы
Поскольку конвекторная система отопления - понятие чрезвычайно широкое, и почти каждый современный отопительный прибор использует конвекционный эффект, заранее оговоримся, что речь здесь идёт только об отдельных водяных и электроконвекторах. Они представляют собой помещённый в металлический корпус ребристый нагреватель.
Циркулирующий между рёбрами устройства воздух нагревается и поднимается ввысь, а на его место затягиваются воздушные массы, уже успевшие за это время охладиться.
Эта бесконечная циркуляция и называется конвекцией. По источнику тепла конвекторные обогреватели делятся на водяные и электрические, а по месту расположения - на внутрипольные, напольные и настенные. Также любой из них может работать по принципу или естественной конвекции, или принудительной (с вентилятором).
Хотя разновидности конвекторов и особенности каждой из них - тема для отдельной статьи, можно выделить общие преимущества использования этих обогревателей:
Так что же выгоднее в финансовом плане?
В качестве итога к этому разделу сравним стоимость отопления на разных видах топлива: на дровах, пеллетах, каменном угле, дизельном топливе, пропан-бутановой смеси, обычном магистральном газе и электроэнергии. При средних ценах на каждый вид топлива и со среднестатистической длительностью отопительного сезона в 7 месяцев за это время придётся потратить:
Лидер очевиден.
Отопительные приборы
В первую очередь радиаторы отопления современные - это биметаллические и алюминиевые модели. Однако наблюдается стабильный спрос и на стальные, и на чугунные изделия, что обусловлено новым подходом производителей к изготовлению устаревших, казалось бы, отопительных приборов. Опишем вкратце достоинства и недостатки каждого типа.
Алюминиевые
Наиболее популярны на постсоветском пространстве за соотношение цена/качество (дешевле биметаллических, во многом надёжнее стальных и чугунных) .
Преимущества:
- лучшая среди всех аналогов теплоотдача;
- дорогие модели выдерживают давление до 20 бар;
- маленький вес;
- простейшая установка.
Недостатки: плохая сопротивляемость коррозии, особенно заметная на стыке алюминия с другими металлами;
Биметаллические
Общепризнанно лучший тип радиаторов. Название получили благодаря совмещению в своей конструкции стали (внутренний слой) и алюминия (кожух).
Преимущества:
Недостатки: высокая цена.
Стальные
Плохо подходят для многоэтажных домов и централизованной системы отопления в целом, а все свои лучшие свойства проявляют в частных домах, отлично вписываются в системы отопления производственных помещений на заводах и фабриках. Более подробно о стальных радиаторах отопления можно прочитать .
Преимущества:
- теплоотдача выше среднего;
- быстрое начало теплоотдачи;
- низкая стоимость;
- эстетичный вид.
Недостатки:
Чугунные
Следует понимать, что радиаторы отопления современные чугунные - это уже не бугристые и неподъёмные пережитки прошлого, «украшавшие» собой почти каждый дом во времена СССР. Современные производители значительно улучшили их внешний вид, сделав почти неотличимыми от биметаллических или алюминиевых моделей. Более того, ширится мода на так называемые , формы и узоры которых привносят в дом атмосферу начала XX века.
Преимущества:
Недостатки: огромный вес и вытекающие из-за этого сложности с установкой (зачастую требуются специальные опоры-ножки).
Система отопления
В большинстве современных загородных домов используется горизонтальная система отопления, главное отличие которой от вертикальных разводок - частичное (реже - полное) отсутствие вертикальных стояков.
В России особенно популярна такая разновидность горизонтальной системы, как однопроводная система отопления (или однотрубная).
Она предполагают естественное, без циркуляционного насоса движение воды. От нагревательного прибора теплоноситель поступает по стояку на второй этаж здания, где распределяется по радиаторам и передающим стоякам.
Циркуляция воды без насоса становится возможной благодаря изменению плотности горячей и холодной воды.
Однотрубная система имеет ряд преимуществ перед двухтрубной:
Система управления
Дополнительные преимущества способен обеспечить контроллер системы отопления - миниатюрное компьютерное устройство, способное:
Как выбрать оптимальные радиаторы
Россия находится в такой климатической зоне, где отопительные системы используются продолжительное время. Иногда жилье обогревается даже в течение полугода. Поэтому специалисты рекомендуют более тщательно подходить к выбору приборов отопления.
Современный рынок предлагает огромное количество моделей, рассчитанных на разные условия эксплуатации. Часто именно технические особенности становятся основополагающими критериями, на которые следует ориентироваться при покупке. Но есть еще масса дополнительных нюансов, о которых мы и поговорим.
Существующие требования
Все системы отопления имеют одно назначение - они призваны создавать комфортные условия для проживания в зимнее время года. Температура в помещении должна быть не менее 18–20 градусов, но это не единственное условие, которому должен соответствовать прибор для отопления. Обозначим другие критерии и требования, на основании которых можно судить об эффективности устройства для обогрева и степени его совершенства.
Классификация критериев
Все критерии условно делятся на несколько групп:
- Санитарно-гигиенические. Существуют стандарты, ограничивающие максимальную температуру поверхности. Приборы должны иметь наименьшую горизонтальную площадь, что не позволяет скапливаться большому количеству пыли. Форма установки должна позволять беспрепятственно выполнять уборку, удалять пыль и другие загрязнения, а также очищать поверхности, которые находятся рядом.
- Экономические. Любая установка должна гарантировать оптимальное соотношение цены и эффективности, минимизировать затраты на изготовление, использование металла и обслуживание при эксплуатации.
- Архитектурно-строительные. В последнее время большое внимание уделяется эргономичности и универсальности приборов. Они должны хорошо вписываться в существующие стилистические концепции и занимать небольшой объем пространства.
- Монтажно-производственные. Любой агрегат обязан обладать достаточной прочностью и надежностью. А его монтаж не должен требовать привлечения суперпрофессиональной рабочей силы.
- Эксплуатационные. Современные отопительные установки должны позволять регулировать теплоотдачу, обеспечивать достаточную тепло- и водоустойчивость при работе в максимально допустимых технических параметрах.
- Теплотехнические. Важна максимизация теплового потока, который отдает теплоноситель из расчета на единицу площади помещения.
Найти отопительный прибор, который бы отвечал всем этим требованиям, практически невозможно, поскольку идеальных конструкций нет. Поэтому производители до сих пор экспериментируют в этом направлении, предлагая потенциальным покупателем модифицированные установки. Этим и объясняется большой ассортимент подобных изделий. Каждый вид соответствует каким-то из перечисленных требований. Поэтому при выборе агрегата необходимо ориентироваться на приоритетные критерии.
Например, для медицинских учреждений важна санитарно-гигиеническая составляющая, для дизайнерских интерьеров - архитектурно-строительная. А в бытовой сфере чаще всего обращают внимание на монтажно-производственные и эксплуатационные требования, поэтому другие показатели могут быть немного хуже. Чтобы более детально разобраться в приоритетах, необходимо изучить классификацию современных отопительных приборов.
Виды теплопередачи
Все отопительные приборы с учетом способа передачи теплового потока можно разделить на две большие группы:
- Конвективные системы.
- Лучистые режимы.
Конвективные приборы передают тепло путем перемещения воздушных масс. Из школьного курса физики известно, что воздух, нагреваясь, поднимается вверх, там он остывает и о опускается вниз. Конвективные системы состоят из установок, которые нагревают воздух в помещении и создают естественные процессы конвекции в нем.
Лучистые системы передают тепло при помощи излучения инфракрасного спектра. Они действуют аналогично естественному источнику тепла - солнцу, которое нагревает не воздух, а предметы. Накапливая тепло, они затем отдают его окружающему пространству.
Технические особенности конвективной системы
Типы электрических конвекторов
Самый яркий пример конвективного способа отопления - автономные и центральные системы обогрева. В них в качестве приборов отопления используются различные радиаторы.
По материалу изготовления и форме конструкции они делятся:
- На секционные батареи.
- Трубчатые.
- Панельные.
- Пластинчатые модели.
В чем преимущества и недостатки каждого вида?
Секционные
Секционные батареи - это отдельные нагревательные узлы, состоящие из разного количества секций, что определяет мощность отопительного прибора. Секционные радиаторы могут быть изготовлены из разных материалов. Самые распространенные - это чугунные модели, но относительно недавно появились аналоговые изделия из стали, алюминия или биметалла. Для более высокой эффективности они выполняются в форме ребер и каналов, имеют разную высоту и ширину ребер, а также конструкцию изготовления.
Практически все они требуют большого количества теплоносителя. У некоторых есть существенные ограничения для использования, но всех их объединяет одно - конвекционный способ функционирования. Чтобы понять, где и как можно применять конкретный прибор, стоит обратить внимание на технические особенности каждого.
Секции из чугуна
Чугунный прибор отопления
Чугунные радиаторы - самый древний отопительный прибор, который сегодня проживает вторую жизнь. Привычный с детства дизайн устарел, поэтому чугунные радиаторы стали плохо вписываться в современные интерьеры. Производители пока не смогли найти лучшую альтернативу, поэтому пошли на определенные уступки. О ни изменили форму лицевой панели, закруглили углы, уменьшили размеры секций, добавили автоматику и сделали выпуклый объемный орнамент на каждую секцию. В итоге приборы внешне преобразились, поэтому покупатели снова обратили на них свое внимание.
Чугун - единственный металл, который сегодня идеально подходит к условиям и особенностям эксплуатации центральной системы отопления. Он устойчив к коррозии и неприхотлив к качеству теплоносителя. Чугун, хоть и медленно нагревается, зато отдает большую часть тепла методом излучения, более равномерно прогревая помещение по всей его высоте.
Практически все изделия рассчитаны на внутреннее давление системы в 9 атмосфер. Но запас прочности у них большой, а многолетнее использование приборов показало, что они способны эффективно функционировать и при рабочем давлении в 15 атмосфер. Гидравлическое сопротивление у чугуна минимально, поэтому батареи из него можно использовать там, где предусмотрена естественная циркуляция.
Несмотря на объемную модернизацию, устранить еще один недостаток производителям пока не удалось. Чугунные изделия по-прежнему имеют большой вес, и каждая секция весит в среднем 8 кг. Поэтому сложно и транспортировать чугунные радиаторы, и устанавливать их в одиночку. По-прежнему трудно чистить чугунные приборы, и многим не нравится их шероховатая поверхность.
Секции из алюминия
Самым первым приемником чугунных изделий стали алюминиевые секционные радиаторы. Новые приборы лишены недостатков чугунных изделий, но у них совсем другие минусы, которые также стоит упомянуть. Но сначала о хорошем.
Алюминиевый радиатор
Алюминиевые установки имеют улучшенные технические показатели:
- Высокий уровень теплоотдачи и идеальную плоскость поверхности.
- Усовершенствованный способ конвекционной передачи.
- Небольшой вес каждой секции - до полутора килограммов против восьми.
- Уменьшенный объем используемого теплоносителя - для заполнения одной секции расходуется 0,25 литров воды.
- Быстрый нагрев помещения.
- Возможность установки автоматических узлов, регулирующих режим работы каждой секции.
- Широкий диапазон рабочих давлений.
Учитывая такие технические особенности, можно было бы назвать алюминиевые батареи идеальными отопительными приборами, если бы не одно НО. Хрупкий металл очень чувствителен к показателю рН теплоносителя. Если он хоть на чуть-чуть превышает допустимые нормы, алюминий начинает разрушаться изнутри и становится пористым, как губка. Поэтому любой гидроудар спровоцирует течь.
При использовании деталей, выполненных их других металлов, возникает электрохимическая коррозия, которая тоже способна привести к коммунальным авариям. Поэтому использовать описываемую продукцию допустимо только в автономных системах, где есть возможность контролировать качество подаваемой воды и использовать очистительные фильтры.
Биметаллические секции
Радиаторы отопления биметаллические
Сплав двух металлов должен был стать компромиссом между надежностью, простотой эксплуатации и эффективностью. Производителям удалось создать неплохую альтернативу чугунным изделиям. Внешне биметаллические секции похожи на алюминиевые радиаторы. Они обладают всеми их достоинствами и при этом лишены многих недостатков.
Технологи придумали, как исключить контакт теплоносителя с хрупким и капризным алюминием. В биметаллических радиаторах вода движется по стальным трубам, которые установлены внутри алюминиевого кожуха. Сталь - прочный материал, способный выдержать рабочее давление до 30–45 атмосфер. При этом целиком изделие весит не намного больше алюминиевых моделей.
Никаких ограничений по использованию биметаллических изделий сегодня не существует. Изнутри стальные детали покрываются специальными полимерными составами, которые предотвращают развитие коррозийных явлений. Единственный недостаток таких радиаторов - высокая цена по сравнению с другими изделиями. И именно это обстоятельство пока тормозит рост популярности биметалла.
Трубчатые приборы
Радиаторы в интерьере
Трубчатые батареи отличаются от секционных конструкцией. Они изготавливаются в виде вертикальных изогнутых трубок, соединенных между собой снизу и сверху при помощи коллекторов. На эффективность теплоотдачи влияют разные факторы - размеры модели, ее высота, ширина и диаметр трубок.
В продаже можно найти три разновидности трубчатых батарей:
- Стальные изделия.
- Трубчатые конвекторы.
- Полотенцесушители.
Все они отличаются друг от друга массой конструктивных особенностей, которые тоже стоит обозначить.
Стальные трубчатые радиаторы
Технические особенности стальных трубчатых приборов хорошо известны. Высота изделий может быть и 0,3, и 3 метра. Толщина стенок труб тоже бывает разной. Например, у российских производителей она равна 2мм. Прибор рассчитан на давление в 10–12 атмосфер, но отечественные производители выпускают модели, способные выдержать рабочее давление в 15–22 атмосферы. В способе отдачи тепла преобладает радиационный, а не конвертерный механизм.
Плавность изгибов и отсутствие углов позволяет легко мыть прибор, поэтому трубчатый стальной радиатор - самая гигиеничная модель из всех существующих. Недостаток у нее один - низкая коррозийная стойкость. Дело в том, что сталь подвержена кислородному окислению, поэтому нужно, чтобы радиатор все время был заполнен водой. Обеспечить это условие там, где функционирует центральная система отопления, крайне сложно. Ведь на лето коммунальщики сливают воду из общей системы. Поэтому использовать трубчатые модели в многоквартирных домах нельзя.
Обратите внимание! Абсолютно устойчивых к коррозии трубчатых стальных батарей нет. Но российские изделия изготавливаются с учетом отечественных условий эксплуатации, а европейские модели не отличаются большой толщиной стенок труб. Также европейские производители ничем не обрабатывают внутренние части деталей, в то время как российские трубчатые приборы изнутри покрыты специальными полимерными составами, которые увеличивают срок их службы.
Трубчатые конвекторы
Стальные трубчатые конвекторы
Конвекторы-радиаторы - это новое поколение отопительных приборов. В поперечном сечении у таких моделей трубки похожи на бублик. Труба имеет двойные стенки, между которыми и течет теплоноситель. Такая конструкция позволила удвоить теплоотдачу приборов. При этом эффективность процесса увеличивается за счет отдачи тепла стенками прибора, а также за счет создания конвертерного потока, который формируется между внутренними стенками труб.
Простота ухода, прекрасный внешний вид, совершенно новая конструкция - вот главные преимущества описываемого прибора.
Полотенцесушители
Стоит отдельно упомянуть еще одну разновидность трубчатых обогревателей - полотенцесушители. Они выполняют сразу две функции - отапливают ванную комнату и сушат полотенца.
Подключить полотенцесушители можно к центральному отоплению, смонтировав их в отопительный цикл. У нас в стране этот элемент подключается к системе ГВС, поэтому прибор часто выходит из строя. А все потому, что сталь, из которой изготавливаются эти устройства, боится процессов окисления. При подключении к ГВС в радиатор попадает вода, обогащенная кальцием, железом и другими примесями, которые постепенно привозят к «зарастанию» труб. В результате полотенцесушители быстро приходят в негодность.
Обратите внимание! При подключении к циклу отопления такого не происходит. Поэтому при выборе модели стоит обращать внимание на особенности ее подключения. В продаже есть модели, изготовленные из разных материалов. Больше других распространены полотенцесушители из черной или нержавеющей стали, мели, алюминия или латуни. Специалисты рекомендуют приобретать модели из нержавейки.
Часто цветные металлы требуют совместимости с материалами, из которых изготовлены другие элементы системы. Например, чтобы хорошо и долго функционировали медные полотенцесушители, необходимо подключать к ним медные трубы и фитинги, а это очень дорогое удовольствие. Если не соблюдать это правило, предотвратить абразивный износ не удастся.
Если модель подключается к системе ГВС, стоит выбирать двухконтурные изделия. Срок службы у них дольше. Горячая вода течет по одному контуру и нагревает другой. Трубки сушителя в этом случае не соприкасаются с агрессивной средой теплоносителя, не перегреваются и не испытывают на себе давление системы.
Панельные батареи
Само название говорит о конструкции подобных приборов. Прямоугольная форма выступает в качестве источника обогрева. В этом случае циркуляция теплоносителя происходит между стальными листами, имеющими вертикальные каналы, что увеличивает полезную площадь установки.
В готовом виде такой агрегат может содержать несколько панелей, сваренных между собой. Они размещаются параллельно друг другу и покрываются специальной порошковой эмалью, а верхние и боковые части закрываются при помощи декоративных вставок.
Технические особенности этой модели таковы:
- Установка имеет небольшой вес.
- В продаже представлены изделия, имеющие разные размеры и отличающиеся друг от друга по ширине и высоте.
- Прибор обладает незначительной инертностью.
- 75% тепла передается при помощи конвертерного способа.
- Рабочее давление у каждой модели разное, поэтому выбирать прибор необходимо, принимая во внимание именно это значение.
Все перечисленные показатели можно отнести к положительным моментам. Но есть у подобного выбора и недостатки. Первый - небольшое давление воды. Максимальный показатель - 10 атмосфер, так что панельные радиаторы очень чувствительны к гидроударам. Но не это главное.
Внутренняя поверхность панелей ничем не защищена, поэтому при взаимодействии с кислородом сталь быстро покрывается ржавчиной и «худеет». А значит, использовать панельные приборы для обогрева можно только в автономных системах, постоянно заполненных водой.
Пластинчатые батареи
Стальной радиатор
Пластинчатые радиаторы - это конвекторы в чистом виде, главным преимуществом которых является надежность. Конструкция всегда закрыта сверху алюминиевым корпусом, поэтому обжечься о такие батареи нельзя. Теплоотдача их равна 95%. Теплоинертность незначительна.
Но недостатков у пластинчатого прибора больше, чем достоинств. Это и непрезентабельный внешний вид, и низкая теплоотдача, и необходимость поддерживать высокую температуру теплоносителя. Кроме того, из-за низкой интенсивности теплоконвекции помещение прогревается неэффективно.
Но современные производители стараются усовершенствовать такие модели, борясь с их отрицательными моментами. Специалистам удалось добиться хороших успехов в этом направлении. Во-первых, сейчас для изготовления основания используются медные трубки, на которые насаживаются пластины из меди и алюминия. Во-вторых, современные модели имеют оригинальный дизайн, который прекрасно вписывается в популярные стилистические концепции. И это обстоятельство очень нравится тем, кто мечтает об эксклюзивных интерьерах.
Такой недостаток, как неравномерный прогрев помещения, легко превращается в достоинство там, где высота потолков превышает стандартные размеры. Большие парадные холлы, вестибюли, выставочные витражи, крытые бассейны, лоджии и зимние сады - здесь сегодня используют настенные модели, линейные разновидности, а также приборы, встраиваемые в пол.
Рабочее давление в пластинчатых батареях равно 16 атмосферам. Есть эксклюзивные экземпляры, в которых рабочее давление доходит до 37 атмосфер.
Пока производителям не удалось устранить еще один недостаток описываемого варианта - плохая совместимость с действующей системой, а также трудности в уходе за прибором.
Технические особенности лучистой системы
Движение тепла при лучистой системе
Лучистая система от конвективной отличается кардинально. Описывать технические особенности нет смысла, поскольку их изучение - это удел специалистов. Но давайте подробнее остановимся на преимуществах такого способа обогрева и обозначим основные разновидности приборов.
Положительные моменты
- Лучистые отопительные приборы имеют КПД 95%, что объясняется прямым преобразованием электроэнергии в тепловую. Для сравнения - у конвертерных систем этот показатель равен 50%. Нельзя верить утверждениям производителей, что они смогли достигнуть в этом плане 100% показателей. Это противоречит законам физики. Эффективность любого прибора, закрепленного на стене, падет на 30%. К тому же он «съедает» полезное пространство и прогревает воздух, который находится под потолком. А человек «пользуется» уже остывшим воздухом, который стремится к батарее.
- Лучистый прибор гораздо быстрее прогревает комнату. Даже при его отключении помещение долго остывает. И все это происходит за счет того, что нагревается не воздух, а предметы, которые потом сами отдают тепло.
- Отсутствие конвекции исключает перемещение воздушных масс, а также перепад температур. В результате не
- Режимами обогрева в лучистых отопительных приборах можно управлять, регулируя температуру и создавая более комфортные условия.
- Работают описываемые установки всегда бесшумно. Кроме того, любой агрегат легко монтировать, переносить в удобное для себя место, а также демонтировать.
- Современные модели потребляют на 30% меньше электроэнергии.
Виды приборов
Существует два вида лучистых приборов:
- Длинноволновые модели.
- Инфракрасные обогреватели.
Отличаются они друг от друга разной интенсивностью прогрева нагревательного элемента. У инфракрасных обогревателей тэн разогревается до 800 градусов, а у длинноволновых - лишь до 250 градусов. Зато вторая разновидность пожаробезопасна, не сжигает кислород, прогревает помещение равномерно и создает очень мягкое комфортное тепло.
Другие разновидности
Какой теплый пол лучше
Существует еще несколько видов отопительных приборов, которые нельзя отнести ни к конвертерным моделям, ни к лучистым устройствам. Это система «теплый пол» и излучающие пленки.
Теплые полы
По эффективности теплые полы занимают промежуточную ступень между конвекторами и лучистыми системами. Пока это самый дорогой вариант обогрева, к тому же сложный и трудоемкий. Для установки теплых полов необходимо вскрывать пол, делать стяжку, укладывать электронагревательные маты или трубопровод для горячей воды.
Поэтому, кроме стоимости самих элементов, в конечную цену придется включить сложные и трудоемкие отделочные работы. А еще описываемая система не мобильна, демонтаж и перенос основных элементов невозможен без дальнейшего капитального ремонта.
Излучающие пленки
Излучающие пленки - последнее ноу-хау, которое еще только начинает появляться в России. Они способны стать достойной альтернативой теплым полам, но пока мощности изделий крайне ограничены.
К тому же и эффективность приборов значительно ниже, чем у длинноволновых обогревателей. Поэтому пока излучающие пленки не имеют большой популярности. Но за ними будущее, и в этом уверены специалисты.
Обобщение по теме
Мы привели подробную классификацию существующих отопительных приборов, обозначили их технические преимущества, а также особенности эксплуатации каждого. Из этой информации видно, что пока нет совершенных конструкций, которые можно было бы назвать универсальными и эффективными.
Но современное производство способно предоставить потребителям огромный ассортимент изделий, дав возможность выбора установки с учетом индивидуальных требований. До недавнего времени было сложно найти пару–тройку альтернативных вариантов. А сегодня только перечисление существующих моделей может продемонстрировать огромные возможности современных отопительных систем.
Правильный выбор, грамотное проектирование и качественный монтаж системы отопления – залог тепла и уюта в доме в течение всего отопительного сезона. Обогрев должен быть качественным, надежным, безопасным, экономичным. Чтобы правильно подобрать систему отопления, необходимо ознакомиться с их видами, особенностями монтажа и работы нагревательных приборов. Важно также учитывать доступность и стоимость топлива.
Типы современных систем отопления
Системой отопления называют комплекс элементов, используемых для обогрева помещения: источник тепла, трубопроводы, нагревательные приборы. Тепло передается с помощью теплоносителя – жидкой или газообразной среды: воды, воздуха, пара, продуктов сгорания топлива, антифриза.
Системы отопления зданий необходимо подбирать так, чтобы добиться максимально качественного обогрева с сохранением комфортной для человека влажности воздуха. В зависимости от вида теплоносителя различают такие системы:
- воздушные;
- водяные;
- паровые;
- электрические;
- комбинированные (смешанные).
Нагревательные приборы системы отопления бывают:
- конвективные;
- лучистые;
- комбинированные (конвективно-лучистые).
Схема двухтрубной отопительной системы с принудительной циркуляцией
В качестве источника тепла могут использоваться:
- уголь;
- дрова;
- электричество;
- брикеты – торфяные или дровяные;
- энергия солнца или других альтернативных источников.
Воздух нагревается непосредственно от источника тепла без использования промежуточного жидкого или газообразного теплоносителя. Системы применяют для обогрева частных домов небольшой площади (до 100 м.кв.). Установка отопления этого типа возможна как при возведении здания, так и при реконструкции уже существующего. В качестве источника тепла служит котел, ТЭН или газовая горелка. Особенность системы заключается в том, что она является не только отопительной, но и вентиляционной, поскольку нагревается внутренний воздух в помещении и свежий, поступающий снаружи. Воздушные потоки поступают через специальную заборную решетку, фильтруются, нагреваются в теплообменнике, после чего проходят через воздуховоды и распределяются в помещении.
Регулировка температуры и степени вентиляции осуществляется с помощью термостатов. Современные термостаты позволяют заранее задавать программу изменений температуры в зависимости от времени суток. Системы функционируют и в режиме кондиционирования. В этом случае воздушные потоки направляются через охладители. Если нет необходимости в обогреве или охлаждении помещения, система работает как вентиляционная.
Схема устройства воздушного отопления в частном доме
Установка воздушного отопления обходится относительно дорого, но его преимущество в том, что нет необходимости прогревать промежуточный теплоноситель и радиаторы, за счет чего экономия топлива составляет не менее 15%.
Система не замерзает, быстро реагирует на изменения температурного режима и прогревает помещения. Благодаря фильтрам воздух в помещения поступает уже очищенным, что снижает количество болезнетворных бактерий и способствует созданию оптимальных условий для поддержания здоровья проживающих в доме людей.
Недостаток воздушного отопления – пересушивание воздуха, выжигание кислорода. Проблема легко решается, если установить специальный увлажнитель. Система может быть усовершенствована с целью экономии и создания более комфортного микроклимата. Так, рекуператор подогревает поступающий воздух, за счет выводимого наружу. Это позволяет сократить энергозатраты на его подогрев.
Возможна дополнительная очистка и дезинфекция воздуха. Для этого, помимо механического фильтра, входящего в комплектацию, устанавливают электростатические фильтры тонкой очистки и ультрафиолетовые лампы.
Воздушное отопление с дополнительными приборами
Водяное отопление
Это замкнутая система отопления, в качестве теплоносителя в ней используется вода или антифриз. Вода подается по трубам от источника тепла к радиаторам отопления. В централизованных системах температура регулируется на тепловом пункте, а в индивидуальных – автоматически (с помощью термостатов) или вручную (кранами).
Виды водяных систем
В зависимости от типа присоединения нагревательных приборов системы делят на:
- однотрубные,
- двухтрубные,
- бифилярные (двухтопочные).
По способу разводки различают:
- верхнюю;
- нижнюю;
- вертикальную;
- горизонтальную системы отопления.
В однотрубных системах подключение отопительных приборов последовательное. Чтобы компенсировать потерю тепла, которая происходит при последовательном прохождении воды из одного радиатора в другой, применяют отопительные приборы с различной поверхностью теплоотдачи. Например, могут быть использованы чугунные батареи с большим количеством секций. В двухтрубных применяют схему параллельного подключения, что позволяет устанавливать одинаковые радиаторы.
Гидравлический режим может быть постоянным и изменяемым. В бифилярных системах отопительные приборы соединены последовательно, как в однотрубных, но условия теплопередачи радиаторов такие же, как в двухтрубных. В качестве отопительных приборов используются конвекторы, стальные или чугунные радиаторы.
Схема двухтрубного водяного отопления загородного дома
Преимущества и недостатки
Водяной обогрев широко распространен благодаря доступности теплоносителя. Еще одно преимущество – возможность обустроить систему отопления своими руками, что немаловажно для наших соотечественников, привыкших полагаться только на собственные силы. Впрочем, если бюджет позволяет не экономить, проектирование и монтаж отопления лучше доверить специалистам.
Это избавит от многих проблем в будущем – протечек, прорывов и т.п. Недостатки – замерзание системы при отключении, длительное время прогрева помещений. Особые требования предъявляют к теплоносителю. Вода в системах должна быть без посторонних примесей, с минимальным содержанием солей.
Для разогрева теплоносителя может использоваться котел любого типа: на твердом, жидком топливе, газе или электричестве. Чаще всего используют газовые котлы, что предполагает подключение к магистрали. Если такой возможности нет, то обычно устанавливают твердотопливные котлы. Они более экономичны, чем конструкции, работающие на электричестве или жидком топливе.
Обратите внимание! Специалисты рекомендуют подбирать котел из расчета мощности 1 кВт на 10 м.кв. Эти показатели – ориентировочные. Если высота потолков более 3 м, в доме большие окна, есть дополнительные потребители или помещения недостаточно хорошо теплоизолированы, все эти нюансы обязательно нужно учесть в расчетах.
Закрытая система отопления дома
В соответствии со СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», использование паровых систем запрещено в жилых и общественных зданиях. Причина – небезопасность этого вида обогрева помещений. Отопительные приборы разогреваются почти до 100°C, что может стать причиной ожогов.
Монтаж сложный, требует навыков и специальных знаний, при эксплуатации возникают сложности с регулированием теплоотдачи, при заполнении системы паром возможен шум. На сегодня паровое отопление используют ограничено: в производственных и нежилых помещениях, в пешеходных переходах, тепловых пунктах. Его преимущества – относительная дешевизна, низкая инерционность, компактность отопительных элементов, высокая теплоотдача, отсутствие теплопотерь. Все это обусловило популярность парового обогрева до середины ХХ века, позже его вытеснило водяное. Однако на предприятиях, где пар используют для производственных нужд, он все еще широко применяется и для обогрева помещений.
Котел для парового отопления
Электрическое отопление
Это надежный и наиболее простой в эксплуатации вид отопления. Если площадь дома не более 100 м, электричество – неплохой вариант, однако обогрев большей площади экономически не выгоден.
Электрическое отопление может использоваться как дополнительное на случай отключения или ремонта основной системы. Также это хорошее решение для загородных домов, в которых владельцы проживают лишь периодически. Как дополнительные источники тепла применяются электрические тепловентиляторы, инфракрасные и масляные обогреватели.
В качестве отопительных приборов используются конвекторы, электрокамины, электрокотлы, силовые кабели теплого пола. Каждый тип имеет свои ограничения. Так, конвекторы неравномерно прогревают помещения. Электрокамины больше пригодны в качестве декоративного элемента, а работа электрокотлов требует значительных энергозатрат. Теплый пол монтируют с заблаговременным учетом плана расстановки мебели, потому что при ее перемещении возможно повреждение силового кабеля.
Схема традиционного и электрического отопления зданий
Инновационные системы отопления
Отдельно следует упомянуть об инновационных системах отопления, приобретающих все большую популярность. Наиболее распространены:
- инфракрасные полы;
- тепловые насосы;
- солнечные коллекторы.
Инфракрасные полы
Эти системы обогрева лишь недавно появились на рынке, но уже стали довольно популярными благодаря эффективности и большей экономичности, чем привычное электрическое отопление. Теплые полы работают от электросети, их устанавливают в стяжку или плиточный клей. Нагревательные элементы (карбон, графит) излучают волны инфракрасного спектра, которые проходят через напольное покрытие, разогревают тела людей и предметы, от них в свою очередь нагревается воздух.
Саморегулирующиеся карбоновые маты и пленку можно монтировать под ножками мебели, не боясь повреждений. «Умные» полы регулируют температуру благодаря особому свойству нагревательных элементов: при перегреве расстояние между частицами увеличивается, растет сопротивление – и температура снижается. Энергозатраты относительно невелики. При включении инфракрасных полов потребляемая мощность составляет порядка 116 Ватт на метр погонный, после прогрева снижается до 87 Ватт. Контроль за температурой обеспечивается за счет термогуляторов, что снижает затраты энергии на 15-30%.
Инфракрасные карбоновые маты удобны, надежны, экономичны, просты в монтаже
Тепловые насосы
Это устройства для переноса тепловой энергии от источника к теплоносителю. Сама по себе идея теплонасосной системы не нова, ее предложил лорд Кельвин еще в 1852 г.
Принцип работы: геотермальный тепловой насос забирает тепло из окружающей среды и передает ее в систему отопления. Системы также могут работать и для охлаждения зданий.
Принцип работы теплового насоса
Различают насосы с открытым и закрытым циклом. В первом случае установки забирают воду из подземного потока, передают в систему обогрева, отбирают тепловую энергию и возвращают к месту забора. Во втором – по специальным трубам в водоеме прокачивается теплоноситель, который передает/забирает тепло у воды. Насос может использовать тепловую энергию воды, земли, воздуха.
Преимущество систем – можно устанавливать в домах, не подключенных к газоснабжению. Тепловые насосы сложны и дороги в установке, зато позволяют экономить на энергозатратах при эксплуатации.
Тепловой насос предназначен для использования тепла окружающей среды в системах обогрева
Солнечные коллекторы
Солнечные установки представляют собой системы для сбора тепловой энергии Солнца и передачи ее теплоносителю
В качестве теплоносителя может быть использованы вода, масло или антифриз. В конструкции предусмотрены дополнительные электрические нагреватели, которые включаются, если КПД солнечной установки снижается. Существует два основных типа коллекторов – плоские и вакуумные. В плоских установлен абсорбер с прозрачным покрытием и теплоизоляцией. В вакуумных это покрытие многослойное, в герметично закрытых коллекторах создается вакуум. Это позволяет нагревать теплоноситель до 250-300 градусов, в то время как плоские установки способны нагреть его лишь до 200 градусов. К преимуществам установок следует отнести простоту монтажа, небольшую массу, потенциально высокую эффективность.
Впрочем, есть одно «но»: эффективность работы солнечного коллектора слишком сильно зависит от разности температур.
Солнечный коллектор в системе горячего водоснабжения и отопления дома Сравнение систем отопления показывает, что не существует идеального способа обогрева
Наши соотечественники по-прежнему чаще всего отдают предпочтение водяному отоплению. Обычно сомнения возникают лишь в том, какой конкретно источник тепла выбрать, как лучше осуществить подключение котла к системе отопления и т.п. И все же готовых рецептов, подходящих абсолютно всем, не существует. Необходимо тщательно взвесить плюсы и минусы, учесть особенности здания, для которого подбирается система. Если есть сомнения, следует проконсультироваться со специалистом.
Видео: виды систем отопления
