Разновидности отопительных приборов

В зависимости от различных особенностей конструкции отопительные приборы, представленные на рынке, обладают разными характеристиками. Главным при их установке является правильный подбор нужной модели, оптимально подходящей для конкретного случая.

Разновидности

Чаще всего классификация отопительных приборов проводится по следующим признакам:

• используемому теплоносителю, которым может быть нагретая вода, газ или даже воздух;
• материалу изготовления;
• эксплуатационным характеристикам: размерам, мощности, способу монтажа и возможностью регулирования скорости нагрева.

Оптимальный вариант лучше подбирать, учитывая особенности системы отопления здания, условия эксплуатации, соблюдая все требования, предъявляемые к отопительным приборам.

Кроме производительности устройств стоит учитывать возможность их установки. Так, например, при отсутствии газоснабжения и невозможности организации водяного отопления единственным вариантом будут электрические приборы.

Водяная система

Чаще всего используются и оттого имеют самый широкий ассортимент отопительные приборы водяных систем отопления. Это объясняется их неплохим КПД и оптимальным уровнем затрат на приобретение, монтаж и обслуживание.

Конструктивно устройства не слишком отличаются друг от друга. Внутри каждого имеются каналы для протекания горячей воды, тепло от которой передается поверхности прибора, а затем, при помощи конвекции, воздуху комнаты. По этой причине они называются конвекционными.

В водяных системах отопления могут пользоваться следующими типами радиаторов:

• чугунными;
• стальными;
• алюминиевыми;
• биметаллическими.

Все эти отопительные приборы имеют свои особенности, благодаря которым выбираются для каждого конкретного случая в зависимости от площади комнаты, нюансов монтажа, качества и вида теплоносителя (которым иногда бывает антифриз).

Мощность каждого прибора регулируется количеством секций, которое может быть выбрано практически любым. Хотя при расчетной длине одной батареи больше 1,5–2 м рекомендуется установка рядом двух меньших по размеру устройств.

Чугунные батареи

Чугун был одним из самых популярных материалов в отечественных системах отопления. Его выбор, как правило, был обусловлен сравнительно невысокой стоимостью. Позже такие приборы стали использоваться реже, так как обладают небольшим коэффициентом теплоотдачи (всего 40%), за счет чего мощность одной секции равна примерно 130 Вт. Хотя их до сих пор можно встретить в системах старого образца. В современном интерьере иногда используют дизайнерские модели чугунных радиаторов.

Преимуществами таких приборов является большая площадь поверхности, отдающей тепло помещению, и длительный эксплуатационный период (до 50 лет). Хотя недостатков все же больше – к ним относятся и сравнительно большой объем используемого теплоносителя (до 1,4 литра), и трудность ремонта, и инертность нагрева, за счет которой повышение температуры прибора осуществляется сравнительно медленно, и даже необходимость периодической (минимум раз в 3 года) прочистки. Кроме того, тяжелые секции очень трудно устанавливать.

Радиаторы из алюминия

Использование алюминиевых радиаторов позволяет обеспечить максимальный уровень теплоотдачи – мощность секции может достигать 200 Вт (чего достаточно для отопления 1,5–2 кв. м).

Их стоимость вполне доступна, а небольшой вес позволяет провести установку самостоятельно. Правда, эксплуатация прибора возможна на протяжении всего лишь 20–25 лет.

Биметаллические батареи

К их преимуществам можно отнести наличие в конструкции конвекционных панелей, улучшающих циркуляцию воздуха по поверхности, простоту установки приборов для регулирования интенсивности расхода теплоносителя, а также простоту монтажа. Секция радиатора, имеющая мощность до 180 Вт, способна отапливать около 1,5 кв. м площади.

Несмотря на достоинства, которые имеют такие отопительные приборы, существуют и проблемы их использования. Так, например, для биметаллических радиаторов не рекомендуется разбавление воды антифризами, которые, хотя и не позволяют системе замерзать, отрицательно влияют на внутренние поверхности нагревательных устройств.

Кроме того, данные варианты являются самыми дорогими из всех, которые применяются в системе водяного отопления.

Приборы электрического обогрева

Все электрические приборы, применяемые в случае невозможности установки водяной системы отопления, имеют разные особенности и характеристики – от мощности до принципов генерирования тепла. При этом главными недостатками любого такого оборудования являются высокая стоимость эксплуатации и необходимость устройства электросети, способной выдержать большие нагрузки (при суммарной мощности электронагревателей больше 9–12 кВт необходимо устройство сети с напряжением 380 В). Преимущества же у каждой разновидности свои.

Конвекционные приборы

Конструкция, которую имеют электрические нагревательные устройства данного типа, позволяет достаточно быстро нагреть помещение при помощи перемещающихся сквозь них воздушных потоков.

Попадание воздуха внутрь приборов происходит через отверстия в нижней части, его нагрев осуществляется при помощи ТЭНа, а выход обеспечивается наличием верхних щелей. На сегодняшний день существуют электрические конвекторы мощностью от 0,25 до 2,5 кВт.

Масляные устройства

Масляные электрические нагреватели тоже используют конвекционный метод нагрева. Внутри корпуса содержится специальное масло, которое и нагревается ТЭНом. При этом нагрев может регулироваться при помощи термостата, выключающего прибор при достижении воздухом заданной температуры.

Особенностями работы нагревателей является их высокая инерционность. За счет этого отопительные приборы очень медленно нагреваются, однако, даже после отключения подачи энергии их поверхность продолжает испускать тепло на протяжении длительного периода времени.

Кроме того, поверхность масляного оборудования нагревается до 110–150 градусов, что намного выше параметров других устройств и требует особого обращения – например, установки в отдалении от предметов, способных воспламениться.

Использование таких радиаторов дает возможность удобного регулирования интенсивности нагрева – почти все они имеют 2–4 режима работы. Кроме того, с учетом производительности одной секции в 150–250 кВт, подбирать прибор для конкретного помещения довольно легко. А ассортимент большинства производителей включает модели мощностью до 4,5 кВт.

Инфракрасное отопление

Выбирая отопительные приборы, принцип действия которых основан на излучении тепловых волн в инфракрасном диапазоне, владелец частного дома или помещения другого назначения получает следующие преимущества:

• заметное снижение потребления электроэнергии по сравнению с традиционным электрическим оборудованием (в пределах 30%);
• отсутствие снижения содержания в воздухе кислорода, что избавляет находящихся в помещении людей от головной боли;
• очень высокую скорость нагрева (даже холодная комната прогревается в течение нескольких минут).

Обычно используют электрические инфракрасные обогреватели. Гораздо реже встречаются газовые приборы, предназначенные, в основном, для отопления улиц, производственных цехов и площадок или дач.

Классификация приборов для инфракрасного отопления производится по способу испускания волн. Бывают пленочные устройства, которые передают на окружающие предметы излучение от резисторных проводников, расположенных на поверхности специальной пленки. Мощность – в пределах 800 Вт на 1 кв. м.

Второй вид — карбоновые. В них излучение идет от спирали внутри герметичной стеклянной колбы. Бытовые приборы данного типа имеют мощность от 0,7 до 4,0 кВт.

Преимуществом первых является возможность использовать их как электрические теплые полы. В то время как карбоновые обогреватели намного мощнее, хотя и требуют при этом соблюдения повышенных мер пожарной безопасности.

Газовый нагрев

Для того чтобы снизить расходы на отопление, нередко применяются отопительные приборы, работающие на газе. Одним из самых простых видов такого оборудования является газовый конвектор, присоединяемый либо к системе газоснабжения, либо к баллону с сжиженным пропаном. При этом горелка не входит в контакт с окружающей атмосферой, а кислород попадает к ней через специальную трубу (которую можно вывести на улицу для поддержания в помещении нормального качества воздуха).

Такие виды отопительных приборов имеют высокую мощность (до 8 кВт и более), относительно дешевы в эксплуатации за счет невысокой стоимости энергоносителя.

К недостаткам же относятся: необходимость постановки на учет в контролирующих организациях, обустройство качественной вентиляции и необходимость в периодической очистке форсунок. Кроме того, в случае неисправности оборудования в помещении может возрасти количество опасного для здоровья углекислого газа. Поэтому в квартирах и других помещениях с постоянным пребыванием людей такие приборы используют редко – тогда как, например, для дачи или гаража они могут оказаться просто незаменимыми.

Нагревательные приборы систем водяного и парового отопления, их расчет и выбор.

Нагревательные приборы должны иметь высокий коэффициент теплоотдачи, быть компактными и отвечать необходимым санитарно-гигиеническим требованиям.

За единицу площади нагрева принимают эквивалентный квадратный метр (экм) — условная площадь поверхности, отдающая 506,4 Вт теплоты при средней температуре теплоносителя в приборе 82,5 о С и температуре воздуха в помещении 18 о С, при подаче теплоносителя в прибор в количестве 17,4 кг/(м 2 ч).

Для отопления в зависимости от их назначения и конструкции наружных стен применяют следующие типы нагревательных приборов: радиаторы. Ребристые трубы, приборы из гладких труб (змеевики и регистры), конвекторы, отопительные панели.

На практике в системе отопления широко применяются радиаторы. Промышленность выпускает различные чугунные и стальные штампованные радиаторы.

Наиболее простыми отопительными приборами являются чугунные ребристые трубы. Наличие ребер на поверхности труб увеличивает теплоотдачу, но снижает санитарно-гигиенические качества прибора, так как между ребрами скапливается пыль, которую трудно удалить. Чугунные ребристые трубы имеют диаметр 175 мм. Длина труб 0,5; 0,75; 1,0; 1,5 и 2 м.

Нагревательные приборы из гладких труб – змеевики и регистры (рис. 2) – применяют в помещениях, в воздухе которых имеется значительное количество пыли.

Рисунок 2. Нагреватели из гладких труб:

а – змеевик; б – регистр; 1 – трубы змеевика; 2 – перегородка.

В системе отопления в последнее время применяют конвекторы, которые состоят из стальной или чугунной трубы диаметром 15…20 мм с оребрением из стальной ленты толщиной 0,5 мм. Широко распространены конвекторы плинтусного типа (рис. 3).

Рисунок 3. Конвекторы плинтусного типа:

1 – ребристый элемент, 2 — труба

Расчет элементов отопления:

Требуемая площадь поверхности нагрева (м 2 ) приборов ориентировочно определяют по формуле:

теплоотдача нагревательных приборов, Вт; Ф_ТР – теплоотдача открытых трубопроводов, находящихся в одном помещении с нагревательными приборами, Вт; К_ПР – коэффициент теплопередачи прибора, Вт/(м 2 о С); t_ПР – средняя температура теплоносителя в приборе, о С; t_В – расчетная температура воздуха внутри помещения, о С; β₁ – поправочный коэффициент, учитывающий способ установки нагревательного прибора. При свободной установке у стены или в нише глубиной до 130 мм β₁ = 1; в остальных случаях значения β₁ принимают исходя из следующих данных: а – прибор установлен у стены без ниши и перекрыт доской в виде полки: при В = 40…100 мм коэффициент β₁ = 1,05…1,02; б – прибор установлен в стенной нише глубиной более 130 мм: при В = 40…100 мм коэффициент β₁ = 1,11…1,06; в – прибор установлен у стены без ниши и закрыт деревянным шкафом со щелями в верхней доске и в передней стенке у пола: при В, равном 150, 180, 220 и 260 мм коэффициент β₁ соответственно равен 1,25; 1,19; 1,13 и 1,12; β₂ – поправочный коэффициент, учитывающий остывание воды в трубопроводах. При открытой прокладке трубопроводов водяного отопления и паровом отоплении β₂ = 1. Для трубопровода скрытой прокладки при насосной циркуляции β₂ = 1,04 (однотрубные системы), β₂ = 1,05 (двухтрубные системы с верхней разводкой); при естественной циркуляции в связи с увеличением остывания воды в трубопроводах значения β₂ должны умножаться на коэффициент 1,04.

Тепловой поток, отдаваемый помещению, открыто проложенными неизолированными трубопроводами:

где А_ТР = π∙d∙l – площадь наружной поверхности трубы, м 2 ; d и l – наружный диаметр и длина трубопровода, м (диаметры условного прохода магистральных трубопроводов, обычно стояков 20…32 мм, подводок к нагревательным приборам 15…20 мм); К_ТР – коэффициент теплопередачи трубы, Вт/(м 2 о С); определяют по таблице в зависимости от наружного диаметра, температурного напора и вида теплоносителя; t_СР – средняя температура теплоносителя в трубопроводе, о С; t_В – расчетная температура воздуха в помещении, о С; η – коэффициент, равный для: подающей линии, расположенной под потолком, 0,25; вертикальных стояков 0,5; обратной линии, расположенной над полом, 0,75; для подводок к нагревательным приборам 1,0.

Необходимое число секций чугунных радиаторов для рассчитываемого помещения:

где А_С – площадь поверхности нагрева одной секции, м 2 .

Полученное значение n ориентировочное. Его разбивают (при необходимости) на несколько приборов и, вводя поправочный коэффициент, учитывающий изменение среднего коэффициента теплопередачи прибора в зависимости от числа секций в нем, находят число прибора, принимаемое к установке в каждом нагревательном приборе.