Тепловые приборы
Для передачи тепла от теплоносителя к воздуху в помещениях применяются тепловые приборы, которые в свою очередь подразделяются на радиаторы и конвертора. Деление это весьма условно:
конвектора – приборы, в которые передача тепла происходит в основном за счет конвективного теплообмена, т.е. за счет прямого контакта воздуха и теплообменных поверхностей;
радиаторы – приборы, в которых передача тепла производится за счет излучения от горячих поверхностей. В действительности во всех приборах передача тепла происходит двумя вышеуказанными способами. Для потребителя абсолютно безразлично, как передается тепло от теплоносителя системы отопления к воздуху, важно, чтобы этот процесс был. Наиболее важным для потребителя является внешний вид приборов и возможность использование применительно к конкретной системе отопления.
Рассмотрим некоторые конструктивные особенности тепловых приборов.
Для начала рассмотрим секционные тепловые приборы. Типичным представителем секционных приборов являются чугунные радиаторы. Особенностью этих приборов являются просто огромное проходное сечение каналов, в которых циркулирует теплоноситель. Сами приборы собираются из отдельных секций, соединяющихся друг с другом с помощью специальных ниппелей, стыки между секциями герметизируются специальными прокладками, подвод теплоносителя осуществляется по торцам радиаторов.
Возможны следующие схемы подвода теплоносителя:
См. ниже.
К преимуществам подобных (секционных) радиаторов относится возможность изменения мощности за счет набора (увеличения или уменьшения количества) секций.
В настоящее время выпускается огромное количество секций для секционных радиаторов. Сами секции бывают изготовлены из чугуна, стали, алюминия или, так называемого, биметалла (внутри - сталь, снаружи на сталь напрессован алюминий). Наибольшим внутренним сечением обычно обладают чугунные и алюминиевые секции, средним – стальные, наименьшим – биметаллические.
Чем больше внутренне проходное сечение секции, тем легче применять данные радиаторы для гравитационных (без насосных) систем отопления, но тем больше количество теплоносителя в системе и общая теплоемкость системы отопления. В целом для гравитационных систем отопления наиболее подходят чугунные и алюминиевые радиаторы. Остальные типы секционных радиаторов очень редко применяются в гравитационных системах.
При использовании секционных радиаторов очень внимательно следует относиться к выбору теплоносителя или прокладок между секциями. При использовании в системе отопления антифриза (чаще всего на основе этиленгликоля) необходимо, чтобы прокладки и герметики были бензо-маслостойкими и кислото-щелочеупорными.
При покупке секционных алюминиевых радиаторов обязательно следует выяснить возможность использования радиаторов совместно с теплоносителем. Иногда для производства секций используются настолько плохие литейные алюминиевые сплавы, что они (сплавы и секции целиком) оказываются химически не стойкими к антифризу и даже к плохой воде.
При покупке секционных радиаторов не всегда следует полагаться на паспортные данные изготовителя. В последнее время в продаже часто встречаются радиаторы, мощность секций которых достигает 200 вт и более. Такая заявленная мощность не более чем рекламный трюк производителей и продавцов. Дело в том, что существуют несколько методик определения тепловой мощности приборов отопления, в данном конкретном случае используется методика, условия которой недостижимы в реальных системах отопления. Следует иметь в виду, что реальная мощность секции радиатора очень редко превышает 150 вт (обычно 130-135 вт).
В целом при покупке радиаторов не плохо было бы проконсультироваться со специалистами.
Тем не менее, несмотря на вышеперечисленные недостатки, радиаторы получили очень широкое распространение из-за разнообразия внешнего вида и возможности варьирования габаритов.
Конвекторы.
Как упоминалось ранее, конвекторы – это тепловые приборы, передача тепла, от которых осуществляется в основном от поверхностей непосредственно к воздуху. Как правило, конвектора имеют развитую поверхность, от которой и осуществляется теплосъем. Часто конвектора это труба, на которую нанизаны тонкие поперечные пластины:
Внутри труб транспортируется теплоноситель. Тепло от теплоносителя, через трубу и пластины передается воздуху. Форма пластины может быть достаточно разнообразна. На поверхности стальной трубы иногда наносится алюминий, из которого методом накатки выдавливаются винтовые ребра. Иногда конвектора изготавливаются литьем из чугуна, при этом ребра отливаются заодно с трубой.
Материалы трубы могут быть самыми разными: сталь, медь, латунь. Материалы ребер такие же: алюминий, медь, сталь, латунь.
Сами конвектора могут закрываться декоративными корпусами. В последнее время внешний вид корпусов настолько улучшился, что иногда невозможно определить на взгляд к какому классу относится конкретный тепловой прибор. Но в принципе это не так важно, а важно то, что конвертора выполняют функцию обогрева помещений ни чуть не хуже, чем радиаторы.
В целом, конвертора, как правило, более компактны, чем радиаторы (при одинаковых мощностях), сравнительно более легкие и удобные при монтаже.
Конвертора имеют значительно меньшие проходные сечения по теплоносителю и, как следствие, большее гидравлическое сопротивление. Конвертора весьма сложно использовать в гравитационных (без насосных) системах отопления.
Некоторые конвертора оборудуются вентиляторами для прокачки воздуха, при этом мощность конвертора возрастает в 2-4 раза. Как правило, конвектора с вентиляторами встраиваются непосредственно в пол, в местах, где окна стыкуются прямо с полом. Именно в этих местах конвектора просто незаменимы.
Несколько особняком стоят стальные панельные радиаторы конвекторного типа (Kermi, Korado и т.д.).
Радиаторы представляют собой стальные панели, между которыми отформованы каналы для прохода теплоносителя. На некоторых поверхностях панелей приварены пластины, увеличивающие теплосъем с поверхностей.
Размеры данных радиаторов варьируются по всем трем направлениям: по глубине, ширине и высоте. Данные радиаторы весьма удобны для монтажа в нишах под окнами. Зная необходимую мощность, возможно, подобрать радиатор, достаточно плотно вписывающийся в габариты ниши. Данные радиаторы выпускаются с двумя типами подводки: с нижней от пола и с боковой.
Радиаторы типа «Kermi» совершенно спокойно можно применять для установки в отдельно стоящем коттедже, оборудованном собственной системой отопления. Применять данный тип радиаторов для установки в многоквартирных домах с централизованной системой отопления не следует, т.к. при эксплуатации централизованной системы отопления часто (несколько раз в год) происходит слив теплоносителя (воды).
Радиаторы, изготовленные из тонкой листовой стали (1,2 мм), достаточно быстро ржавеют и начинают протекать.
При выборе радиаторов часто забывают об очень важно параметре – температуре поверхности радиатора. Чугунные радиаторы или радиаторы типа «Kermi» имеют температуру поверхности практически равную температуре теплоносителя на 2-4 градуса ниже.
Алюминиевые секционные радиаторы из-за особенности конструкции имеют на лицевой поверхности температуру на ~20 градусов ниже, чем температура теплоносителя.
Схема секции алюминиевого радиатора:
Дело в том, что теплоноситель отделен от лицевой стороны радиатора длинным тонким ребром, и тепло успевает рассеяться в воздух.
У конвекторов все тепловыделяющие элементы, как правило, закрыты либо декоративным кожухом, либо декоративной решеткой. Прямой тепловой контакт теплоносителя и кожуха (или решетки) отсутствует. Именно поэтому у конверторов самая низкая температура лицевой поверхности ~ 30-35ºС, что обычно не сильно отличается от температуры в комнате.
Это значит, что в самые сильные морозы, когда вода в системе отопления нагрета до 95ºС, прикоснувшись оголенным участком тела к:
- чугунному радиатору «Kermi», можно получить сильнейший термический ожог (появление волдырей);
- алюминиевому секционному или биметаллическому радиатору, можно получить легкий ожог (покраснение кожи);
- конвертору, то ничего не произойдет.
Эти особенности тепловых приборов нужно иметь в виду при выборе радиаторов для помещений, в которых будут находиться дети, пожилые или больные люди.
Материалы системы отопления
Система отопления здания состоит из элементов: котел, запорная арматура, регулирующая арматура, насосы и т.д. Одним из основных элементов системы отопления является разводка, т.е. трубы, по которым движется теплоноситель.
Наиболее часто применяемыми материалами труб являются: сталь (черная и нержавеющая), медь, латунь, металлопластик, пластик. Изредка в системах отопления встречается стекло, но мы не будем рассматривать подобные экзотические материалы.
Рассмотрим по отдельности каждый из материалов:
Трубы из черной стали.
До недавнего времени единственный доступный материал для разводки была черная сталь. Трубы их нее подразделяются (это деление не в соответствии с ГОСТами), в основном, по способу производства, что существенным образом сказывается как на качестве труб, так и на их цене. Наиболее часто встречающимися, наиболее дешевыми и наименее качественными являются водогазопроводные трубы. Данные трубы изготавливаются их стальной полосы (штраба), предварительно нагретой и пропущенной через специальную фильеру, в которой собственно и происходит формирование трубы круглого сечения. В процессе производства плоская нагретая полоса сворачивается в фильере, края полосы соприкасаются друг с другом, происходит сварка краев полосы. В этом процессе окалина, возникшая на краях полосы из-за нагревания, выдавливается из места соприкосновения краев полосы, происходит сварка металла, а в месте соприкосновения возникает сварной шов. И все было бы хорошо, если бы окалина выдавливалась полностью, тогда бы сварной шов получался однородным и имел сходный с основным металлом химический состав, но этого не происходит. В реальности окалина выдавливается частично, в месте сварного шва остаются окислы железа, шов получается неоднородным, прочность шва намного ниже прочности остальной части трубы. В последнее время качество водогазопроводных труб ухудшилась настолько, что эти трубы запрещено применять для транспортировки газа. Иногда случалась ситуация, когда сварной шов на трубе расходился еще в процессе монтажа, а не под действием внутреннего давления. Далеко не все водогазопроводные трубы могут выдержать испытания на плотность, т.е. изначально протекают.
Водогазопроводные трубы могут выпускаться оцинкованными, т.е. поверхность труб снаружи и внутри покрыта слоем цинка, который препятствует коррозии тела трубы. Покрытие цинком существенно не улучшает ситуации, т.к. слой цинка исключительно тонок и предназначен только как защита от коррозии. Следует иметь в виду, что при проведении сварочных работ цинк выгорает, и поверхность трубы остается без защиты. Учитывая, что смонтировать систему отопления без применения сварки, т.е. только с использованием резьбовых соединений, достаточно сложно, то применение оцинкованных водогазопроводных труб для системы отопления вообще становится бессмысленным. В нашей практике случались ситуации, когда их партии труб приходилось выбраковывать до 40% .
Применение водогазопроводных труб для системы отопления обосновано только в случае совокупности следующих факторов:
- режим жесточайшей экономии;
- невысокие требования к качеству (долговечности) системы отопления;
- отсутствие требований к внешнему виду системы отопления;
- неумение монтажников работать с иными материалами.
Трубами более высокого качества, но и более дорогими являются электросварные трубы. Технология их производства не сильно отличается от водогазопроводных труб, за исключением одного процесса: при свертывании штраба в трубу, в место соприкосновения краев полосы подводится достаточно большой ток, происходит образование единой ванны расплавленного металла, из этой ванны легко удаляются окислы железа (окалина). При этом сварной шов получается значительно более прочным, чем в случае водогазопроводных труб. Электросварные трубы применяются там, где существуют нормальные требования к качеству (долговечности) системы отопления. Электросварные трубы имеют достаточно большие радиусы изгиба, поэтому не следует требовать от системы отопления, выполненной их указанных труб, отличного внешнего вида.
Наиболее качественными, но и наиболее дорогими трубами являются бесшовные. Само название труб говорит о том, что в них отсутствует сварной шов, все тело трубы однородно. Трубы выпускаются с различной толщиной стенок. Прочность этих труб исключительно высока. Данные трубы применяются в случае повышенных требований к качеству системы отопления. Внешний вид и способ монтажа системы отопления, увы, как и в предыдущих случаях.
Следует отметить один существенный недостаток всех труб из черной стали. Все эти трубы и системы отопления целиком крайне плохо относятся к периодическому сливу воды из системы. Трубы начинают ржаветь изнутри, внутри них собирается ржавчина, которая со временем может забить проходные сечения тепловых приборов, что приводит к ухудшению работы системы отопления целиком. Учитывая, что слив системы отопления в коттеджах – явление крайне редкое, электросварные и бесшовные трубы возможно рекомендовать как материал для разводки.
Трубы из нержавеющей стали - пожалуй, один из редко встречающихся материалов для разводки. Встречаются как толстостенные трубы, монтаж которых производится аргонодуговой сваркой или резьбовым способом, так и тонкостенные, монтаж которых производится с помощью специальных цанговых фитингов или пайкой латунью. Наружная поверхность труб может быть как шлифованной (матовой), так и полированной (зеркальной). Данные трубы не коррозируют, не требуют специальной обработки поверхностей. Частенько, разводка этими трубами производится открытой (трубы не прячут в штрабы или кожуха, не декорируют), а оставляют у всех на виду, используя как элемент отделки. Данные трубы (при сходных других характеристиках и размерах) наиболее прочные и долговечные. Эти трубы применяются в случае, если предъявляются повышенные требования к качеству и внешнему виду системы отопления.
Медные трубы – часто используемый материал. Выпускаются в основном тонкостенные трубы и все необходимые соединения (фитинги) к ним. Трубы малого диаметра до 22 мм выпускаются как в бухтах для скрытой проводки, так и в плетях для открытой прокладки. Трубы диаметра 28 мм и более выпускаются только в плетях. Фитинги могут быть для пайки, цанговые резьбовые и, так называемые, пресс-фитинги.
Неразъемными фитингами являются только паячные, все остальные относятся к классу разъемных соединений и, как следствие, требуют лючков для осмотра и обслуживания в местах стыков труб. Со временем медные трубы покрываются оксидной пленкой сначала бурого, а затем зеленого цветов.
Прочность медных труб достаточно высока и превосходит прочность стальных труб. Медная разводка исключительно долговечна: имеются здания с медной системой отопления, возраст которых более 100 лет. Медная разводка применяется, когда предъявляются повышенные требования к качеству и внешнему виду. Несмотря на кажущуюся дороговизну материалов, медная разводка зачастую оказывается более дешевой, чем разводка из труб водогазопроводных оцинкованных. Это происходит из-за того, что внутренняя поверхность труб имеет практически зеркальную поверхность, что существенно уменьшает сопротивление движению жидкости(теплоносителя) и позволяет применять трубы существенно меньшего(чем у стальных) диаметра.
ООО"КомплексСтройПроект"