Инженерные системы

Монтаж, ремонт и обслуживание котлов и колонок

Нагревательные приборы

Нагревательные приборы для различных санитарно-технических систем

Нагревательный прибор – это устройство для передачи теплоты от первичного теплоносителя непосредственно обогреваемой среде, которой может быть воздух, вода, технологический или бытовой продукт и другое. В системах отопления такие приборы называют отопительными, а в системах централизованного горячего водоснабжения – полотенцесушителями (регистрами) или дизайн-радиаторами, водонагревателями; в установках кондиционирования и вентиляции широко используют также калориферы и теплоутилизаторы.

Через стенки отопительного прибора происходит теплообмен между теплоносителем (нагретая вода, водяной пар) и воздухом помещения. Все нагревательные приборы должны удовлетворять определенным теплотехническим, санитарно-гигиеническим, эстетическим и технико-экономическим требованиям.

Нагревательные приборы изготавливают из стали, чугуна, цветных и нержавеющих металлов (меди, алюминия), полимерных и других материалов. В первых системах отопления применяли чугунные ребристые нагревательные приборы и трубы, соединяемые на фланцах.

При выборе приборов обычно учитывают следующие обстоятельства:

• архитектурно-планировочные и строительные решения, предопределяющие высоту, глубину и длину прибора;
• расчетную тепловую мощность одного отопительного прибора;
• категорию производства в помещениях по пожарной опасности;
• требования заказчика к внешнему виду прибора;
• цену прибора, отнесенную к 1 кВт теплового потока;
• качество теплоносителя и принятую схему теплоснабжения здания;
• величину рабочего давления в теплосети, системе отопления, системе ГВС.

В настоящее время наиболее распространенным типом отопительных приборов являются стальные и чугунные радиаторы, конвекторы и калориферы.

В конструктивном плане они выполняются в виде отдельных секций и в зависимости от числа вертикальных каналов в каждой секции могут быть одно-, двух-, трех- и многоколонными, многорядными с разнообразным сечением каналов.

На рис.1 показаны стальные и чугунные радиаторы, конвекторы и гладкотрубные нагревательные приборы. Подробный анализ современных отопительных приборов приведен в справочниках по отоплению.

Типы нагревательных приборов

Рис.1. Типы нагревательных приборов

• а -радиатор чугунный двухколонный типа М-140-АО;
• б -труба ребристая чугунная;
• в- стальной панельный радиатор;
• г -пластинчатый конвектор;
• д -панельный конвектор;
• е -стальной сварной регистр из гладких труб;
• ж- регистр отопления из гнутых труб (стальных, металлополимерных)

Установка системы теплого пола и других отопительных систем.

Нагревательные приборы: назначение, виды, требования, устройство, основные марки, конструктивные особенности

Нагревательным прибором называют устройство для передачи теплоты от первичного теплоносителя непосредственно обогреваемой среде, которой может быть воздух, вода, технологический или бытовой продукт и др. В системах отоп­ления такие приборы называют отопительными, а в системах централизованного горячего водоснабжения — полотенцесу­шителями (регистрами) или дизайн-радиаторами, водонагрева­телями.

Через стенки отопительного прибора происходит тепло­обмен между теплоносителем (нагретая вода, водяной пар) и воздухом помещения. Все нагревательные приборы должны удовлетворять определенным теплотехническим, санитар­но-гигиеническим требованиям.

Нагревательные приборы изготовляют из стали, чугуна, цветных и нержавеющих металлов (меди, алюминия), поли­мерных и других материалов. В первых системах отопления применяли чугунные ребристые нагревательные приборы и трубы, соединяемые на фланцах.

При выборе нагревательного прибора обычно учитывают:

• архитектурно-планировочные и строительные решения, пред­определяющие высоту, глубину и длину прибора;
• расчетную тепловую мощность одного прибора;
• категорию производства в помещениях по пожарной опасно­сти;
• требования заказчика к внешнему виду прибора;
• цену прибора, отнесенную к 1 кВт теплового потока;
• качество теплоносителя и принятую схему теплоснабжения здания (от теплосети источника централизованного тепло­снабжения или автономного источника);
• рабочее давление в теплосети, системе отопления.

В настоящее время наиболее распространенным типом отопительных приборов являются стальные и чугунные радиа­торы, конвекторы и калориферы.

Конструктивно они выполняются в виде отдельных секций и в зависимости от числа вертикальных каналов в каждой сек­ции могут быть одно-, двух-, трех- и многоколонными, много­рядными с разнообразным сечением каналов.

Чугунные двухколонные секционные радиаторы являются ос­новным типом нагревательных приборов. Заводы-изготовите­ли выпускают их собранными в блоки по 4; 5; 7; 12 секций, с огрунтованной под покраску поверхностью. По высоте (между дентрами ниппельных отверстий) радиаторы подразделяют на: высокие — 1000 мм, средние — 500 мм и низкие — 300 мм. Заво­ды комплектуют каждый из них двумя глухими пробками и двумя пробками с резьбовыми отверстиями с резьбой 1 /₂»или 3 /₄» по спецификации заказчика. Секции собирают в радиатор с помощью резьбовых ниппелей (с правой и левой резьбой) и уплотнительных прокладок (рисунок ниже).

Прокладки у пробок и ниппелей выполняют из таких мате­риалов, которые при хорошей обтяжке обеспечивают надеж­ную герметичность при рабочих температурах горячей воды, поступающей в радиаторы. При температуре теплоносителя менее 100 °С для уплотнений используют прокладки из карто­на, пропитанного в кипящей натуральной олифе. При темпе­ратуре теплоносителя до 140 °С в системах с органическими теплоносителями используется термостойкая и бензостойкая резина, а при температуре теплоносителя свыше 140 °С — про­кладки из паронита, клингерита (резиноасбестовый уплотни­тель).

Сборка радиаторных секций

Площадь поверхности нагрева одной секции М-140-АО-500 составляет 0,3 м 2 .

Перед установкой и дополнительной покраской отечествен­ные радиаторы требуют обязательной протяжки межсекционных резьбовых соединений. Хотя чугунные радиаторы рассчитаны на рабочее давление теплоносителя 0,6 МПа, они плохо держат гид­равлические удары, возникающие во внешних подводящих се­тях. Вместе с тем они обладают высокой коррозионной стой­костью, необходимой в российских условиях эксплуатации.

В последние годы на отечественном рынке отопитель­но-вентиляционной техники появились разнообразные конст­рукции стальных и алюминиевых радиаторов.

Панельные стальные радиаторы выпускаются в нескольких конструктивных решениях:

• в виде штампованных из листовой стали (толщиной 1,5 мм) па­нелей с числом каналов от 8 до 20 и площадью поверхности на­грева от 0,65 до 4 м 2 (типа МН6, ЗС1, ЗС2, PC-10, PC-33, РСВ1, РСВЗ, РСВ9 и др.);
• в виде листотрубных змеевикового типа (преимущественно для паровых систем отопления);
• в виде конвекторов.

Штампованные радиаторы рассчитаны на рабочее давление теплоносителя до 0,6 МПа и без специальных защитных внут­ренних покрытий из-за коррозии быстро выходят из строя.

В стальных трубчатыхрадиаторах сочетаются конвектив­ный и лучистый виды теплоотдачи (в 2 раза эффективнее обычного радиатора), а форма и дизайн делают его конкурен­тоспособным на мировом рынке отопительной техники. Теп­лоотдача в зависимости от числа секций составляет от 900 до 2520 Вт.

Конвектором называют отопительный прибор из стальных труб с нанизанными на них ребрами из листовой стали. Свое название прибор получил из-за преимущественного конвек­тивного процесса (до 90 %) теплоотдачи. В настоящее время это самый распространенный отопительный прибор. Его при­меняют в системах отопления жилых, общественных, админи­стративных и коммунальных зданий с температурой теплоносителя до 150 °С и давлением до 0,6 МПа. Прибор отличают не­высокая цена, безотказность в работе.

Конвекторы выпускают следующих типов: стальные плин­тусные КП; встроенные напольные «Бриз»; стальные низкие и высокие с кожухом «Аккорд» и «Универсал», конвекторы ОАО «Сантехпром» (малой глубины с номинальным тепловым по­током 0,4-2,0 кВт) и «Сантехпром Авто-С» (средней глубины с номинальным тепловым потоком 1,2-3,0 кВт).

Плинтусные и встроенные напольные конвекторы, приме­няемые для обогрева наружных стен с большим остеклением, когда не остается места для традиционных отопительных при­боров (они занимают незначительные пространства — не более 10 см по глубине и 20-25 см по высоте), создают надежную теп­ловую завесу от ниспадающих со стен потоков холодного воздуха. Их использование характерно для отопительных систем Западной Европы, Северной Америки и других стран с умерен­ным климатом.

Алюминиевые и биметаллические радиаторы, впервые по­павшие к нам примерно 15 лет назад по импорту из Италии и привлекли внимание высокой теплоотдачей (преимущест­венно лучистым теплообменом), чистым красивым литьем, секционностью конструкций. Они выпускаются в двух вари­антах:

• литые алюминиевые радиаторы, где каждая секция изготов­ляется как цельная деталь;
• разборные (экструзионные) радиаторы, состоящие из не­скольких секций, механически собираемых в одну с помощью уплотнителей и клея.

Недостатки алюминиевых радиаторов обусловлены амфотерными свойствами алюминия, вследствие чего они весьма чувствительны к кислотно-щелочной реакции воды pH, что в ряде случаев вызывает выделение газообразного водорода и уг­лекислоты в воду и «завоздушивание» систем отопления. Этого явления нет в биметаллических радиаторах — алюминиевый слой вынесен наверх конструкции и заменен изнутри сталь­ным.

Трубчатые нагревательные приборы из чугунных и гладких стальных труб устанавливают преимущественно в зданиях про­мышленных и сельскохозяйственных предприятий в виде ре­гистров и сварных панелей для обогрева наружных стен, фона­рей верхнего света, грунта теплиц и оранжерей, приготовления горячей воды в емкостных подогревателях и др.

В последние годы для устройства напольного отопления помещений и обогрева наружных площадей стали применять и металлополимерные трубы в качестве греющих элементов кон­струкции, а также электрические кабели (по системе кабельно­го DEVI-обогрева датской фирмы DEVI).

Полотенцесушители систем горячего водоснабжения. В сис­темах горячего водоснабжения жилых и общественных зданий для создания комфортных условий в ванных комнатах и сушки белья устанавливают полотенцесушители, регистры, дизайн-радиаторы. В большинстве случаев их выполняют из стальных трубчатых элементов с номинальным тепловым по­током 0,3-0,6 кВт и присоединяют проточно-последовательно к системе горячего водоснабжения, а в ряде случаев и к систе­мам отопления зданий.

Калориферы широко применяют для нагревания проходя­щего через них воздуха в системах вентиляции, воздушного отопления, кондиционирования воздуха, сушильных установ­ках и др. Отечественная промышленность выпускает калори­феры:

• стальные пластинчатые одноходовые средней (КФС) и боль­шой (КФБ) моделей с площадью поверхности нагрева от 10 до 70 м 2 ;
• стальные оребренные (спирально-навивные) одноходовые средней (КФСО) и большой (КФБО) моделей с площадью по­верхности нагрева от 10 до 70 м 2 ;
• стальные пластинчатые многоходовые для воды модели (КМС, КМБ);
• стальные пластинчатые одноходовые для пара модели (СТД-3009В) и для воды (СТД-ЗОЮВ) с площадью поверхно­сти нагрева от 7 до 75 м 2 .

Наибольшее применение получили калориферы новейших разработок типа КСкЗ и КСк4 с биметаллическими оребренными трубками, с площадью поверхности нагрева от 10 до 136 м 2 .

Инфракрасные (ИК) излучатели используются в системах лучистого обогрева рабочих зон цехов, мастерских, ангаров, складов и других производственных помещений большой площади. На Западе они получили широкое распростране­ние и для обогрева общественных зданий и сооружений — спортивных, торговых, культовых, аэропортов, вокзалов и др. В приборах используют электромагнитные волны в диа­пазоне от 0,77 до 340 мкм (при этом диапазон 0,77-15 мкм считается коротковолновым, от 15 до 100 мкм — средневол­новым, а от 100 до 340 мкм- длинноволновым). ИК-излучатели с температурой на поверхности от 700 до 2500 °С, имею­щие длину волн 1,55-2,55 мкм (близкие к видимому свету), называют «светлые», излучатели с более низкой температу­рой поверхности имеют большую длину волны, и их называ­ют «темные». Тепловая мощность их может составлять от 3-4 кВт (уличные газовые фонари и лампы для кафе, закусочных, киосков) до 200-300 кВт (И К-излучатели «темного» типа для производственных зданий), КПД 92 %.

Импортные промышленные ИК-установки включают в се­бя: теплогенератор мощностью от 50 до 300 кВт с газовой го­релкой и блоком управления; ленточный трубный излучатель Длиной до 140 м, дымосос с электродвигателем; кожух излуча­теля из стали с теплоизоляционным покрытием и лучеотражающей пленкой.

Отечественная промышленность представлена конструк­циями газовых инфракрасных излучателей ГИИ-5 — ГИИ-31 сибирского предприятия «Сибшванк» (мощностью от 5 до 31 кВт в одном приборе, с трубными раздатчиками) и моделя­ми московского Стройпроектсервиса (мощностью от 11 до 140 кВт).

Панельно-лучистые системы отопления по конструктивно­му исполнению подразделяют на панельные, по трубкам кото­рых проходит перегретая вода (пар); трубчатые змеевики, за­кладываемые при изготовлении строительных конструкций; газовоздушные; радиационные подвесные или настенные.

Металлические панели предназначены для отопления ши­роких производственных помещений, не нуждающихся в уси­ленной вентиляции (механические, инструментальные, мо­дельные цехи, ангары, склады).

Излучающие панели, подвешиваемые в верхней зоне таких помещений, состоят из металлического отражательного экра­на с козырьками, к нижней поверхности которого прикрепле­ны греющие трубы, а верхняя поверхность покрыта слоем теп­ловой изоляции.

Подвесные панели конструктивно должны быть такими, что­бы теплоотдача излучением вниз составляла не менее 80 % об­щей теплоотдачи. Только тогда достигается равномерность температуры воздуха по высоте помещений и экономится теп­ловая энергия по сравнению с конвективным отоплением обычного вида, особенно воздушным.

Бетонные панели с замоноличенными стальными греющими трубами применяются в стеновых системах панельно-лучистого отопления в полносборных зданиях массового строительст­ва, в основном для отопления общественных и производствен­ных зданий преимущественно с ограждающими конструкция­ми из стеновых панелей.

В последнее время для целей утилизации теплоты удаляе­мого из помещений отепленного воздуха и извлечения теплоты технологических газов и паров разработаны специальные теплоутилизаторы, которые представляют собой теплообмен­ники, устанавливаемые в системах вентиляции и кондициони­рования и позволяющие использовать тепло удаляемого из помещения воздуха. Отопительные приборы новой конструк­ции — доводчики эжекционные — это воздухораспределительные устройства для подготовки смеси воздуха и подачи его в помещение. Доводчики применяются для круглосуточного конди­ционирования промышленных и гражданских зданий, имею­щих централизованное снабжение первичным воздухом, теп­лоносителем и холодоносителем.