Радиаторы и системы отопления

26.09.2018

 
1. Состав системы отопления

Система отопления предназначена для получения, переноса и передачи в помещение тепловой энергии, необходимой для поддержания температуры на требуемом уровне.

Системы отопления состоят из теплоисточника , который производит тепло, теплопровода – устройства для передачи тепла от теплоисточника к отопительным приборам и отопительных приборов – приборов, которые передают тепло в помещение.

Перенос тепла по теплопроводам может осуществляться с помощью жидкой или газообразной рабочей среды. Эта рабочая среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем.

На территории РФ чаще всего используется система центрального отопления многоквартирных домов, теплоноситель в которой поступает от городской котельной или ТЭЦ. По магистральным трубопроводам теплоноситель из центральной котельной подается на тепловой узел многоквартирного дома и дальше распределяется по квартирам. Дополнительную регулировку степени подачи горячей воды в таком случае производят непосредственно на тепловом пункте, для чего используют циркулярные насосы. Данный способ подачи теплоносителя конечному потребителю называют независимым 

Кроме этого в многоквартирных домах используют зависимые отопительные системы. В таком случае теплоноситель транспортируют в квартирные батареи без дополнительного распределения прямо с ТЭЦ. При этом температура воды находится вне зависимости от того, подается она через распределительный пункт или непосредственно потребителям. 

Зависимый тип закрытой системы предусматривает, что вода поступает к потребителю, минуя тепловые пункты. В данном случае нет необходимости устанавливать циркуляционные насосы, приборы для регулировки теплообмена и автоматического контроля. Но есть и минус – невозможность регулировать температурный режим в системе. 

Виды систем отопления многоквартирного дома бывают открытыми или закрытыми.

В открытой системе вода подается постоянно из теплоцентрали и это компенсирует ее расход даже при условии полного разбора. В советское время по такому принципу функционировало примерно 50% теплосетей, что объяснялось экономичностью и минимизацией затрат на обогрев и ГВС. 

Но открытая система теплоснабжения имеет ряд недостатков. Чистота воды в трубопроводах не соответствует требованиям санитарно-гигиенических норм. Поскольку жидкость перемещается по трубам значительной протяженности, она становится другого цвета и приобретает неприятные запахи. Часто при взятии проб воды работниками санэпидемстанций из таких трубопроводов в ней обнаруживают вредоносные бактерии.

Открытая схема теплоснабжения функционирует на основе законов термодинамики: горячая вода поднимается вверх, благодаря чему на выходе котла создается высокое давление, а на входе в теплогенератор - небольшое разряжение. Далее жидкость направляется из зоны повышенного давления в зону более низкого и в результате осуществляется естественная циркуляция теплоносителя. 

В открытом типе вода нагревается до 65 градусов и потом подается к кранам водоразбора, откуда поступает к потребителям. Подобный вариант теплоснабжения позволяет пользоваться дешевыми смесителями вместо дорого теплообменного оборудования. Так как разбор подогретой воды неравномерен, по этой причине линии подачи конечному потребителю рассчитывают с учетом максимального потребления.

Закрытая система теплоснабжения представляет собой конструкцию, в которой теплоноситель, циркулирующий в трубопроводе, используется только для обогрева и вода из тепловой сети не отбирается на горячее водоснабжение. 

В данном случае все элементы отопительной сети закрыты от окружающей среды. Закрытая схема теплоснабжения также имеет незначительную утечку теплоносителя, но его потери восполняются при помощи автоматического регулятора подпитки.

2. Типы систем отопления

Виды циркуляции теплоносителей

Существует два вида циркуляции теплоносителей по системе отопления: однотрубная и двухтрубная.

Однотрубная система отопления была разработана в Советском Союзе, когда массовое строительство жилья набрало такие обороты, что инженерам необходимо было придумать более доступную отопительную систему с быстрым и дешевым монтажом. Именно таким решением и стала однотрубная система отопления — минимальный расход материалов и простая установка. Теплоноситель нагревается в отопительном котле (или другом источнике тепла) после чего поступает на нагревательные элементы (может быть использован радиатор или конвектор) установленные последовательно. 

Для многоквартирного дома однотрубное теплоснабжение имеет массу недостатков, главным среди которых являются значительные потери тепла в процессе транспортировки горячей воды. В данном контуре теплоноситель подают снизу вверх, после чего он попадает в батареи, отдает тепло и возвращается назад в ту же самую трубу. К конечным потребителям, проживающим на верхних этажах, прежде горячая вода доходит в еле теплом состоянии. Поэтому на сегодняшний день этот способ монтажа используется только в малоэтажном строительстве и в частном секторе.

Еще одним недостатком такого теплоснабжения является невозможность замены радиатора в отопительный сезон без слива воды со всей системы. В подобных случаях необходима установка перемычек, благодаря чему появляется возможность отключить батарею, а теплоноситель направить по ним. 

Двухтрубная система отопления

В двухтрубной системе отопления теплоноситель подается к каждому радиатору по одной трубе, а удаляется по другой.

В эксплуатации, двухтрубная система гораздо удобнее, чем однотрубная. Так как есть возможность регулировать расход воды в каждом из радиаторов в отопительной системе, не влияя никаким образом на следующие нагревательные элементы. Именно данному варианту сейчас отдаётся предпочтение, ведь в конечном итоге лучшая управляемость снижает эксплуатационные расходы.

Недостатками  двухтрубной системы можно назвать ее стоимость и более сложный монтаж, нежели в однотрубной. 

Главное преимущество такой системы в том, что температура воды, которая поступает в каждый из радиаторов, одинаковая (если не считать тепловые потери на трасе, но они незначительны). Так же удобное регулирование температуры внутреннего воздуха путем изменения расхода воды термостатическом клапаном на уровне каждого отдельного помещения. Если из строя выходит один отопительный прибор это никак не влияет на работу остальных. В двухтрубном контуре доступно использование радиаторов отопления как с подключением нижним, так и с боковым. Также можно применять разное движение теплоносителя - тупиковое и попутное. 

 

3. Радиаторы 

Конечным элементом в отопительной системе для нагрева воздуха в помещении являются отопительные приборы.

Роль отопительных приборов в системе отопления заключается в передаче тепла помещению. В этой передаче участвуют два физических процесса: конвекция и излучение. При последнем тепло передается от отопительного прибора окружающим предметам и воздуху излучением (если поднести к радиатору руку спереди, то тепло почувствуем на достаточно большом расстоянии). При конвекции нагревание помещения происходит через циркулирующий сквозь конвектор воздух (его движение можно прочувствовать, если поднести руку сверху конвектора, а от прибора излучение будет почти неощутимо)

Все отопительные приборы систем отопления используют в большей или меньшей степени оба процесса, но у одних преобладает один, у других - другой. В зависимости от этого отопительные приборы по названиям условно разделяют на радиаторы и конвекторы. Все, что имеет излучающую панель сегодня называется радиатором. К этой категории можно отнести основную массу современных отопительных приборов: стальные панельные радиаторы, секционные радиаторы из чугуна, алюминия, стали, биметаллические. Под конвектором понимается отопительный прибор, представляющий собой трубы и нанизанные на них пластины, одетые в какой-либо кожух. К ним можно отнести конвекторы отечественного производства, установленные в многоэтажных зданиях и внутрипольные конвекторы.

Разновидностью отопительных приборов можно назвать и встроенные в конструкции нагревательные элементы: теплый пол и теплые стены, а также различные электрические автономные приборы: инфракрасные обогреватели, масляные электрические обогреватели, электрические конвекторы, тепловые пушки и завесы.

Далее рассмотрим такие отопительные приборы как радиаторы.

Радиатор — конвективно-радиационный отопительный прибор, состоящий либо из отдельных колончатых элементов — секций с каналами круглой или овальной формы, либо из плоских блоков с каналами колончатой или змеевиковой формы.


4. Радиаторы чугунные секционные — широко применяемые отопительные приборы — отливаются из серого чугуна в виде отдельных секций и могут компоноваться в приборы различной площади путём соединения секций на ниппелях с прокладками из термостойкой резины. Основные достоинства чугунных секционных радиаторов — хорошая теплоотдача и выдерживают относительно высокое давление теплоносителя. Большой диаметр проходного отверстия и малое гидравлическое сопротивление большинства чугунных радиаторов позволяют успешно использовать их в системах с естественной циркуляцией. Недостатки чугунных радиаторов — трудоемкость монтажа, не самый привлекательный внешний вид и большая тепловая инерция.

Радиатор чугунный Б-3-140-300 Ду15, 4 секции      Радиатор чугунный STI Нова-500 7 секций

 5. Алюминиевые секционные радиаторы имеют очень хорошую теплоотдачу, низкую массу и привлекательный дизайн, изготавливаются методом литья под давлением из сплавов алюминия. Это обеспечивает им характерные свойства: легкость и высокую теплоотдачу. Из всех радиаторов отопления, представленных в продаже сегодня радиаторы из алюминия самые теплые. Они состоят из вертикальных элементов - секций, которые можно собрать в любом количестве в зависимости от надобности.

Строение алюминиевых радиаторов. Алюминиевая секция имеет два горизонтальных коллектора, соединенных вертикальными трубками. Передняя панель секции излучает тепло, для повышения теплоотдачи секция алюминиевого радиатора имеет вертикальные пластины, которые образуют каналы для нагревания воздуха. Эти каналы в большинстве случаев выходят на лицевую сторону радиатора. Внизу секции предусматривается углубление, оно предназначено для того, чтобы туда оседала грязь. В последнее время с тыльной стороны радиатора стали делать вырезы, которые упрощают монтаж и, конечно, экономят металл.

Говоря о радиаторах из алюминия, надо указать отрицательные моменты, причиной коих выступает сам алюминий. Вода в радиаторе вступает в реакцию с алюминием, из-за чего появляется газообразование и рост давления. Радиатор из алюминия не рекомендуется отсекать от остальной системы, если он заполнен водой. В такой ситуации давление внутри будет расти, что может довести до разрыва секции. Такие случаи неоднократно зафиксированы (у людей, которые перекрывали краны и уезжали в отпуск). Разрыв секции случается при большом давлении, и сопровождается сильным шумом и может наспугать находящихся в комнате. А если радиатор не отсечен от системы, лишнее давление ы нем не образуется, т.к. нейтрализуется в остальном оборудовании , трубах и арматуре. Многие специалисты рекомендуют на радиаторах из алюминия устанавливать автоматические воздухоотводчики.  К недостаткам ещё относится то, что они страдают от коррозии, которая усиливается , если в системе есть гальванические пары алюминия с другими металлами.

Радиатор AL STI 500/80, 1 секция 135 Вт                Радиатор алюминиевый RIFAR GEKON AL 500х90мм 10секций 1840Вт

6. Биметаллические радиаторы. 

Как решение для нейтрализации указанных недостатков, производители предложили радиаторы из стальных труб, одетых в алюминиевую оболочку. Так появились биметаллические радиаторы отопления. По внешнему виду они ничем не отличаются от радиаторов из алюминия. Биметаллические радиаторы имеют больший вес и чуть меньшую теплоотдачу. Конструктивно их отличают вертикальные трубы, которые имеют меньшую проходимость и наличие сварных соединений. Кроме того, биметаллические радиаторы изготавливаются без нижних карманов, предназначенных для оседания взвешенных частиц.

Биметаллические секционные радиаторы сочетают в себе достоинства алюминиевых радиаторов — высокую теплоотдачу, низкую массу, хороший внешний вид и, кроме того, обладают более высокой коррозийной стойкостью и рассчитаны на большее давление в системе отопления. Биметаллические радиаторы предназначены для использования в центральном отоплении. Они - не лучший выбор для частного дома, так как по всем показателям проигрывают стальным панельным радиаторам и алюминиевым секционным радиаторам. Может, кто-то скажет: они очень крепкие и работают при высоком давлении. Это верно, но зачем устанавливать радиатор, рассчитанный на давление 35 атм., там, где давление системы отопления 1-2 атм.

Их основной недостаток — высокая цена. Благодаря тому, что эти радиаторы способны выдержать большое давление, они могут использоваться в городских квартирах.

 https://www.materik-m.ru/shop/radiator-bimetallicheskiy-germanium-neo-bm-500kh76mm-1750vt-10-sektsiy/

https://www.materik-m.ru/shop/radiator-bimetallicheskiy-rifar-base-500kh100-2040vt-10-sektsiy/

7. Стальные панельные радиаторы отопления чаще применяются для отопления частных домов. Они популярны благодаря хорошей теплоотдаче, строгому дизайну и небольшой стоимости. Такие радиаторы характеризует небольшая тепловая инерциея, а значит, при их использовании легко автоматически регулировать температуру в помещении.

Как видно в названии, стальные панельные радиаторы сделаны из стали. Конструктивно они  состоят из панелей, содержащих теплоноситель и стальной обрешетки. Лицевая панель излучает тепло в помещение, а обрешетка греет воздух и передает тепло путем конвекции. Благодаря сочетанию двух видов отопления стальные радиаторы не отстают по теплоотдаче от алюминиевых. Они обладают достаточной мощностью при скромных габаритах самого прибора. На верху радиатора установлена решетка, по сторонам -  декоративные панели с отверстиями для подключения радиатора к системе.

Количество панелей и слоев решетки определяет тип стального панельного радиатора. Более других распространен тип 22, который состоит из двух панелей и двух слоев решетки между ними. У более тонких стальных радиаторов типа 11 есть только одна передняя панель и одна решетка. А у типа 33 - самая большая тепловая мощность, в его конструкцию входят три панели и три решетки. Схемы конструкции стальных панельных радиаторов 11, 22 и 33 типа показано на рисунке. Выпускаются также и другие типы, но они значительно менее популярны.

Панельные радиаторы выпускают с боковым и с нижним подключением. Последние часто оборудованы встроенным термостатическим клапаном.

Большое число типоразмеров панельных радиаторов приводит к большой номенклатуре этих изделий. Если посчитать, что у этих радиаторов есть 3 типа, 5 размеров по высоте, около 15 - по ширине, да ещё каждый из них - с нижним и боковым подключением, то получим около 450 видов панельных радиаторов. Это приводит к тому, что в наличии этих радиаторов могут встречаться перебои, т.к. только далеко не все торговые организации могут хранить такой ассортимент на складе. Те, кто остановил свой выбор на стальных панельных радиаторах, должны учесть этот момент.

         https://www.materik-m.ru/shop/radiator-stalnoy-kermi-tip-11-fko-n500mm-l800mm-918vt-artfko110508/