Отопительный прибор - это элемент системы отопления, служащий для передачи тепла от теплоносителя к воздуху отапливаемого помещения.

1. Регистры из гладких труб представляют собой пучок труб, расположенный в два ряда и объединенный с двух сторон двумя трубами - коллекторами, снабженных штуцерами для подачи и отвода теплоносителя.

Применяют регистры из гладких труб в помещениях, где предъявляются повышенные санитарно-технические и гигиенические требования, а также в производственных зданиях, повышенной степенью пожароопасности, где недопустимо большое скопление пыли. Приборы гигиеничны, легко очищаются от пыли и грязи. Но не экономичны, металлоемки. Расчетная поверхность нагрева 1м гладкой трубы.

2. Чугунные радиаторы . Блок чугунных радиаторов состоит из секций отлитых из чугуна соединенных между собой ниппелями. Они бывают 1-2 и много канальными. В России в основном 2-х канальные радиаторы. По монтажной высоте радиаторы подразделяют на высокие 1000 мм, средние - 500 мм и низкие 300 мм.

У радиаторов М-140-АО имеется межколонное оребрение, что увеличивает их теплоотдачу, но снижает эстетические и гигиенические требования.

Чугунные радиаторы имеют ряд преимуществ. Это:

1. Коррозионностойкость.

2. Отлаженность технологии изготовления.

3. Простота изменения мощности прибора путем изменения количества секций.

Недостатками этих типов отопительных приборов являются:

1. Большой расход металла.

2. Трудоемкость изготовления и монтажа.

3. Их производство приводит к загрязнению окружающей среды.

3. Ребристые трубы . Представляют собой отлитую из чугуна трубу с круглыми ребрами. Ребра увеличивают поверхность прибора и снижают температуру поверхности.

Ребристые трубы применяют, в основном, на промышленных предприятиях.

Достоинства:

1. Дешевые нагревательные приборы.

2. Большая поверхность нагрева.

Недостатки:

Не удовлетворяют санитарно-гигиеническим требованиям (трудно очищаются от пыли).

4. Стальные штампованные радиаторы . Представляют собой два шпатлеванных стальных места, соединенных между собой контактной сваркой.

Различают: колончатые радиаторы РСВ 1 и змеевиковые радиаторы РСГ 2.

Колончатые радиаторы : образуют ряд параллельных каналов, объединенных между собой сверху и снизу горизонтальными коллекторами.

Змеевиковые радиаторы образуют ряд горизонтальных каналов для прохода теплоносителя.

Стальные пластиничные радиаторы изготавливаются однорядными и двухрядными. Двухрядные изготавливаются тех же типоразмеров, что и однорядные, но состоят из двух пластин.

Достоинства:

1. Маленькая масса прибора.

2. Дешевле чугунных на 20-30%.

3. Меньше затраты на транспортирование и монтаж.

4. Удобны в монтаже и отвечают санитарно-гигиеническим требованиям.

Недостатки:

1. Небольшая теплоотдача.

2. Требуется специальная обработка теплофикационной воды, так как обычная вода корродирует с металлом. Нашли широкое применение в жилье в общественных зданиях. В связи с удорожанием металла выпуск ограничен. Высокая стоимость.

5. Конвекторы. Представляют собой ряд стальных труб, по которым перемещается теплоноситель и насаженных на них стальных пластин оребрения.

Конвекторы бывают с кожухом или без кожуха. Их изготавливают различных типов: Например: Конвекторы «Комфорт». Их подразделяют на 3 типа: настенные (навешиваются на стену h=210 м), островные (устанавливаются на полу) и лестничные (встраиваются в строительные конструкцию).

Конвекторы изготавливают концевые и проходные. Конвекторы применяют для отопления зданий различного назначения. Используют в основном в средней полосе России.

Неметаллические отопительные приборы

6. Керамические и фарфоровые радиаторы . Представляют собой панель, вылитую из фарфора или керамики с вертикальными или горизонтальными каналами.

Применяют такие радиаторы в помещениях, предъявляющих повышенные санитарно-гигиенические требования к отопительным приборам. Применяются такие приборы очень редко. Они очень дороги, процесс изготовления трудоемок, недолговечны, подвержены механическому воздействию. Очень сложно осуществить подключение этих радиаторов к металлическим трубопроводам.

7. Бетонные отопительные панели . Представляют собой бетонные плиты с заделанными в них змеевиками из труб. Толщина 40-50 мм. Они бывают: подоконные и перегородочные.

Отопительные панели могут быть приставными и встроенными в конструкцию стен и перегородок. Бетонные панели отвечают самым строгим санитарно-гигиеническим требованиям, архитектурно-строительным требованиям.

Недостатки: трудность ремонта, большая тепловая инерция, усложняющая регулирование теплоотдачи, увеличение теплопотерь через дополнительно обогреваемые наружные конструкции зданий. Применяют преимущественно в лечебных учреждениях в операционных и в родильных домах в детских комнатах.

Сантехнические отопительные приборы должны удовлетворят теплотехническим, санитарно-гигиеническим и эстетическим требованиям.

Теплотехническая оценка отопительных приборов определяется его коэффициентом теплоотдаче.

Санитарно-гигиеническая оценка - характеризуется конструктивным решением прибора, облегчающим содержание его в чистоте.

Температура внешней поверхности отопительного прибора должна удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям. Во избежание интенсивного пригорания пыли эта температура не должна превышать для помещений жилых и общественных зданий 95 о С, для лечебных и детских учреждений 85 о С.

Эстетическая оценка - отопительный прибор не должен портить внутреннего вида помещения, не должен занимать много места.

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).

Нагревательными приборами систем центрального отопления называют устройства для передачи тепла от теплоносителя отапливаемому помещению. Нагреватель­ные приборы должны наилучшим образом передавать тепло от теплоносителя в помещение, обеспечивать ком­фортность тепловой обстановки в помещении, не ухуд­шая 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 бето­на с заложенными в них трубчатыми нагревательными элементами и пр.

Основные виды нагревательных приборов – это ра­диаторы, ребристые трубы, конвекторы и отопительные панели.

Простейшим является нагревательный прибор из глад­ких стальных труб . Обычно он выполняется в виде зме­евика или регистра. Прибор имеет высокий коэффициент теплопередачи, выдерживает высокое давление теплоно­сителя. Однако приборы из гладких труб дороги и зани­мают много места. Они применяются в помещениях со значительными выделениями пыли, для обогрева свето­вых фонарей промышленных зданий и т. д.

Наибольшее распространение из нагревательных приборов получили радиаторы . Их различные типы от­личаются друг от друга габаритами и формой. Радиато­ры собираются из секций, что позволяет собирать при­боры разной площади. Обычно секции отливаются из чугуна, но могут быть стальными, керамическими, фар­форовыми и др.

Довольно широкое распространение в системах отоп­ления 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 совершен­ным среди конвекторов является конвектор в кожухе, выполненном из стального листа. Прибор снабжен кол­паком для регулирования теплоотдачи. Между оребрен­ными поверхностями прибора и кожухом под влиянием гравитационного давления возникает интенсивная цир­куляция 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 дви­жение воздуха. Искусственное побуждение движения воздуха значительно увеличивает теплосъем с прибора. Некоторый недостаток конвекторов состоит в необходи­мости 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 устанавли­вают около стен.

В настоящее время для отопления больших промыш­ленных цехов получили распространение подвесные па­нели с отражательными экранами .

Применение панелей для отопления зданий удовле­творяет требованиям полносборного строительства и по­зволяет экономить металл, расходуемый на отопитель­ные приборы. К недостаткам панельного отопления относят: большую тепловую инерцию, осложняющую регулирование теплоотдачи; невозможность изменения поверхности нагрева; опасность засорения труб и слож­ность его устранения; сложность ремонта систем; воз­можность появления внутренней коррозии и, вследствие этого, нарушение гидравлической плотности труб.

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.

Для того чтобы в холодный зимний период обеспечить в жилом помещении необходимые условия для проживания, нужна система, которая помогала бы поддерживать нужный температурный режим. Система отопления является наиболее удачным инженерным решением данной проблемы. Отопительная система поможет поддерживать в доме комфортные условия на протяжении всего холодного периода, но следует знать, какие бывают системы отопления в современности.

Системы отопления могут различаться в зависимости от разных критериев. Существуют такие основные виды систем отопления, как: воздушное отопление, электрическое отопление, водяное отопление, водяные теплые полы, и другие. Несомненно, важным вопросом является выбор вида системы отопления для своего жилища. Классификация систем отопления включает множество видов. Рассмотрим основные из них, а также проведем сравнение видов топлива для отопления.

Водяное отопление

Среди всей классификации систем отопления наибольшей популярностью пользуется водяное отопление. Технические преимущества такого отопления были выявлены в результате многолетней практики.

Несомненно, на вопрос, какие виды отопления бывают, именно водяное отопление первым приходит на ум. Водяное отопление обладает такими преимуществами, как:

• Не очень большая температура поверхности различных приборов и труб;
• Обеспечивает одинаковую температуру во всех помещениях;
• Экономится топливо;
• Повышены эксплуатационные сроки;
• Бесшумная работа;
• Простота в обслуживании и ремонте.

Главным компонентом системы водяного отопления является котел. Такое устройство необходимо для того чтобы нагревать воду. Вода является в таком виде отопления теплоносителем. Она циркулирует по трубам замкнутого типа, а потом тепло передается в различные отопительные компоненты, а от них уже обогревается все помещение.

Наиболее простым вариантом является циркуляция естественного типа. Такая циркуляция достигается благодаря тому, что в контуре наблюдается разное давление. Однако такая циркуляция может быть и принудительного характера. Для подобной циркуляции водяные варианты отопления должны быть оснащены одним или несколькими насосами.

После того, как теплоноситель проходит по всему контуру отопления, он полностью охлаждается и возвращается назад в котел. Здесь он снова нагревается и, таким образом, снова позволяет отопительным приборам выделять тепло.

Классификация систем водяного отопления

Водяной тип отопления может различаться по таким критериям, как:

• метод циркуляции воды;
• расположение магистралей разводящего типа;
• конструкционные особенности стояков и схема, по которой соединяются все приборы обогрева.

Наибольшую популярность обретает система отопления, где циркуляция воды происходит посредством насоса. Отопление с циркуляцией воды естественного плана в последнее время применяется крайне редко.

В насосной отопительной системе нагрев теплоносителя может иметь место и благодаря водогрейной котельной, или термо воды, которая поступает из ТЭЦ. В отопительной системе вода может нагреваться даже посредством пара.

Прямоточное соединение используют тогда, когда допустима в системе подача воды с очень высокой температурой. Такая система будет стоить не так дорого, расход металла будет несколько меньше.

Минусом прямоточного присоединения считается зависимость теплового режима от «обезличенной» температуры теплоносителя в подающем тепловоде наружного типа.

Воздушное отопление

Такие виды отопления различных помещений считаются одними из самых старых. Впервые подобную систему применяли еще до нашей эры. На сегодняшний день такая отопительная система получила широкое распространение – как в общественных помещениях, так и производственных.

Популярностью для обогрева зданий также пользуется нагретый воздух. При рециркуляции такой воздух может подаваться в помещение, где происходит процесс смешивания с внутренним воздухом и, таким образом, воздух охлаждается до температуры помещения и снова нагревается.

Воздушное отопление может быть местного характера, в случае если в здании нет центральной приточной вентиляции, или же если поступающее количество воздуха меньше, чем необходимо.

В системах воздушного отопления нагревание воздуха происходит за счет калориферов. Первичный отопитель для таких компонентов является горячий пар или вода. Для того чтобы прогреть воздух в помещении, можно использовать и другие приборы для отопления или любые источники тепла.

Местное воздушное отопление

При вопросе, какое бывает отопление, местное отопление часто приравнивается только к производственным помещениям. Приборы местного отопления используются для таких помещений, которые используются лишь в определенные периоды, в помещениях вспомогательного характера, в помещениях, которые сообщаются с наружными воздушными потоками.

Главными приборами системы местного отопления являются вентилятор и нагревательный прибор. Для воздушного отопления могут применяться такие устройства и приборы, как: воздушно-отопительные устройства, тепловые вентиляторы или тепловые пушки. Такие приборы работают на принципе воздушной рециркуляции.

Центральное воздушное отопление делается в помещениях любого плана, если здание располагает центральной системой вентиляции. Такие типы систем отопления можно организовать по трем различным схемам: с прямоточной рециркуляцией, с частичной или полной рециркуляцией. Полная рециркуляция воздуха может использоваться, в основном, в нерабочие часы для дежурных видов отопления, или для того чтобы обогреть помещение перед началом рабочего дня.

Однако отопление по такой схеме может иметь место, если оно не противоречит никаким правилам противопожарной безопасности или основным требованиям гигиены. Для такой отопительной схемы должна быть использована система приточной вентиляции, но воздух будет забираться не с улицы, а с тех помещений, которые отапливаются. В центральной воздушной отопительной системе применяются такие конструктивные виды приборов отопления, как: радиаторы, вентилятор, фильтры, воздуховоды и другие приборы.

Воздушные занавесы

Холодный воздух может поступать в большом количестве с улицы, если в доме слишком часто открываются входные двери. Если не предпринять ничего для того чтобы ограничить количество холодного воздуха, который проникает в помещение, или не обогревать его, то он может негативно сказаться на температурном режиме, который должен соответствовать норме. Чтобы предотвратить данную проблему, можно в открытом дверном проеме создать воздушный занавес.

Во входах зданий жилого или офисного плана можно установить низкорослый воздушно-тепловой занавес.

Ограничить количество поступающего холодного воздуха снаружи здания имеет место благодаря конструктивным изменением входа в помещение.

Все большей популярностью в последнее время пользуются воздушно-тепловые занавесы компактного типа. Самыми эффективными занавесами считаются занавесы «щиберующего» вида. Такие занавесы создают струйную воздушную преграду, которая защитит открытый дверной проем от проникновения холодных воздушных потоков. Как показывает сравнение видов отопления, такой занавес позволяет сократить потери тепла почти в два раза.

Электрическое отопление

Нагрев помещения имеет место благодаря распределению воздуха, проходящего через приборную панель без того, чтобы нагревалась ее лицевая сторона. Это полностью обезопасит от различных ожогов и предотвратит любое возгорание.

Посредством электрических конвекторов можно обогреть любой тип помещения, даже если у вас имеется всего один источник энергии, такой как электричество.

Такие виды систем отопления зданий не требуют больших затрат для установки или ремонта, к тому же, могут обеспечить максимальный комфорт. Электрический конвектор можно просто поставить в определенное место и подключить его к питанию сети. Делая выбор системы отопления, можно обратить внимание на данный тип – довольно эффективный.

Принцип действия

Холодный воздух, который находится в нижней части здания, проходит через нагревательный компонент конвектора. Затем его объем увеличивается и он уходит вверх через выходные решетки. Обогревательный эффект имеет место и благодаря дополнительному излучению тепла с передней стороны панели электрического конвектора.

Уровень комфорта и экономичность такой обогревательной системы достигается благодаря тому, что в электрических конвекторах применяется электронная система, которая помогает поддерживать определенную температуру. Нужно всего-навсего установить необходимый температурный показатель и датчик, который установлен в нижней области панели начнет через заданный период времени определять температуру воздуха, который проникает в помещение. Датчик подаст сигнал на термостат, который в свою очередь подключит или наоборот выключит обогревательный элемент. Посредством такой системы для поддержания определенной температуры, которая даст возможность соединить электрические конвекторы в разных помещениях, для того чтобы обогреть целое здание.

Какая система лучше

Конечно же, вопрос какая система отопления лучше является нецелесообразным, так как та или иная система является эффективной в определенных условиях. Сравнение систем отопления следует производить, учитывая все их плюсы и минусы, ориентируясь на условия установки и собственные возможности.

Рассмотрев, какие системы отопления существуют, можно сделать для себя определенные выводы. Но в целом, лучшим вариантом станет посоветоваться с профессионалами.