Типы отопительных приборов

Основные типы отопительных приборов:

• Конвекторы для системы отопления
• Конвекторы встраиваемые в пол

Прочие приборы отопления

• Полотенцесушители
• Стеновые панели
• Тёплые полы
• Инфракрасное излучатели

Радиаторы:

Стальные Панельные

Такой радиатор представляет собой прямоугольную панель из двух сваренных стальных листов с углублениями, образующих каналы для циркуляции теплоносителя. Иногда для увеличения теплоотдачи к тыльной стороне панели привариваются стальные рёбра. Несколько таких панелей могут объединяться в пакет и закрываться сверху и с боков декоративными планками.

Выпускаются панели различной высоты и ширины, что позволяет создать отопительный прибор любой тепловой мощности. Панельные радиаторы имеют небольшую глубину и мало весят и их тепловая инерционность незначительна. Площадь нагреваемой поверхности панелей весьма велика и стимулирует интенсивное движение нагретого воздуха — доля теплового потока, передаваемая конвекцией, позволяет отнести эти приборы к типу конвекторов.

В случаях, когда система отопления имеет сообщение с атмосферой (например, через открытый расширительный бак), эти радиаторы склонны к коррозии, и срок службы может составлять всего несколько лет.

К недостаткам панельных стальных радиаторов следует отнести небольшое рабочее давление, на которое они рассчитаны, чувствительность к гидравлическим ударам, незащищённость внутренней поверхности от коррозионного воздействия воды. Эти свойства ограничивают сферу их применения автономными системами отопления с хорошей водоподготовкой. Кроме того, тыльные поверхности приборов труднодоступны для удаления пыли.

В большинстве случаев панельные радиаторы рассчитываются на рабочее давление от 6 до 8,7 атм, опрессовочное — до 13 атм и максимальную температуру теплоносителя до +110 °C. Их рекомендуется использовать в индивидуальном и малоэтажном строительстве, а при наличии индивидуального теплового пункта — в зданиях любой этажности.

Стальные секционные

Внешне эти радиаторы напоминают чугунные, только их секции соединяются друг с другом при помощи точечной сварки. Они являются более прочными и долговечными и рассчитанны на рабочее давление от 10 до 16 атм. Однако из-за особенностей технологии производства стоимость этих радиаторов достаточно высока.

Стальные Трубчатые

Трубчатые стальные радиаторы представляют собой сварную трубчатую конструкцию и являются наиболее дорогостоящими. Они выпускаются в расчете на рабочее давление 10-15 атм. Сварные стыки минимизируют вероятность протечек, но недостатком этих радиаторов является малая толщина стали (1 мм и менее).

Чугунные

Чугунные секционные отопительные радиаторы предназначены для систем центрального отопления жилых, общественных и производственных зданий с большим числом этажей. Они отличаются значительной теплоотдачей.

Чугунные радиаторы прочны и достаточно долговечны. Их большая масса, с одной стороны, обеспечивает им высокую теплоёмкость и, соответственно, тепловую инерционность, позволяя сглаживать резкие изменения температуры в помещении; однако она же является и недостатком, создавая трудности при монтаже или обслуживании. Также к недостаткам относится тенденция межсекционных прокладок к деградации; при длительной эксплуатации (свыше 40 лет) возможно разрушение радиаторных ниппелей. Чугунным радиаторам требуется периодическая покраска; кроме того, стенки внутренних каналов шершавые и пористые, что со временем приводит к образованию налёта и падению теплоотдачи.

Алюминиевые радиаторы

Алюминиевые радиаторы считаются самыми эффективными по причине высокой теплопроводности алюминия и большой площади поверхности радиатора. Практически все радиаторы, имеют рабочее давление более 12 атм, опрессовочное более 18 атм.

К достоинствам алюминиевых радиаторов относится лёгкость, небольшие размеры, высокое рабочее давление, максимальный уровень теплоотдачи.

Существенным недостатком алюминиевых радиаторов является коррозия алюминия в водной среде, особенно ускоряющаяся при контакте двух разнородных металлов или наличии в отопительной сети блуждающих токов.

Алюминиевые радиаторы чаще всего делят на три основных типа: литые с цельными секциями, экструдированные с механически соединенным набором секций и комбинированные, сочетающие в себе качества обоих этих типов.

Биметаллические радиаторы

Биметаллические радиаторы отличаются от алюминиевых стальными внутреннимим элементами. Конструкция этих радиаторов такова, что запас прочности превышает все возможные давления в системе , контакт теплоносителя с алюминием сведен практически к нулю. Единственным недостатком можно считать только высокую стоимость биметаллических радиаторов.

Медные радиаторы

Медные радиаторы – это, как правило, змеевик из трубы с нередко расположенными ребрами. Медь очень устойчива к коррозии, механическим повреждениям, а также имеет низкий коэффициент шероховатостью поверхности. Вероятность засорения внутри радиатора уменьшается. Но медные радиаторы очень дорогие.

Керамические радиатор

Керамические отопительные приборы — симбиоз конвектора и инфракрасного нагревателя. Между панелями расположен нагреватель. Лицевая часть — плоская гладкая поверхность из стеклокерамики с очень высокой теплоотдачей. Керамическая панель работает как инфракрасный излучатель. Задняя панель, покрывается теплоаккумулирующим слоем и отражает тепло внутрь помещения как конвектор. Керамические радиаторы не сушат воздух.

Конвекторы

1. Конвекторы для системы отопления

Как и радиаторы отопления конвекторы устанавливаются в систему отопления для передачи тепла от теплоносителя в помещение с помощью конвекционных потоков. Передача тепла осуществляется постоянной циркуляцией воздуха.

Конвекторы встраиваемые в пол

По виду похожи на длинный короб с теплообменником внутри, закрытый сверху декоративной решёткой. Устанавливается в нишу в полу и подключается к системе отопления. Тёплый воздух выходит из декоративной решётки.

Прочие приборы отопления

1. Полотенцесушители

Полотенцесушитель — отопительный прибор устанавливаемый в ванной для «сушки полотенец», обогрева помещения циркулирующей горячей водой.

Полотенцесушители бываю водяные и электрические. Могут различаются по материалу изготовления, конструкцией, формой и т.д.

Стеновые панели

Стеновая панель — труба отопления вмурована в стену. Получается как Тёплый пол, только Стеновая панель. Обогрев помещения осуществляется поверхностью стены.

Тёплые полы

Тёплый пол — система отопления, нагревающая воздух в помещении снизу. Отопительный прибор — Пол.

Тёплый воздух распространяется в помещении более равномерно.

Читать подробнее: Тёплые полы

Инфракрасное излучатели

Инфракрасные излучатели нагревают поверхность, на которую они направлены. А уже поверхность греет воздух в помещении.

Выполнить расчёт тепловых потерь и подобрать радиаторы отопления

11 Нагревательные приборы систем центрального отопления

6. Нагревательные приборы систем центрального отопления.

6.1. Основные теплотехнические характеристики, конструкция, область использования.

Отопительные приборы систем центрального отопления делятся на радиационные (потолочные отопительные панели), конвективно—радиационные с гладкой поверхностью (радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы) и конвективные с ребристой нагревательной поверхностью (конвекторы с кожухом и без кожуха, ребристые трубы).

По высоте отопительные приборы подразделяют на высокие (высотой более 650 мм), средние (400—650 мм), низкие (200—400 мм) и плинтусные (до 200 мм вкл.).

По глубине приборы бывают малой (до 120 мм вкл.), средней (более 120 до 200 мм) и большой глубины (более 200 мм). Конвекторы и другие подобные приборы обладают малой тепловой инерцией, радиаторы и однотипные приборы — большой тепловой инерцией.

Теплопередача отопительного прибора (Q_пр.д, Вт (ккал/ч), пропорциональна тепловому потоку, приведенному к расчетным условиям по его действительной площади нагревательной поверхности

(6.1.1)

где 70 — номинальный температурный напор, °С; К_н.у — номинальный условный коэффициент теплопередачи отопительного прибора, Вт/(м 2 • К) [ккал/ч • м 2 • °С)]; А —площадь наружной нагревательной поверхности прибора, м 2 (см. прил. X). Q_н.у. —номинальный условный тепловой поток прибора, Вт (ккал/ч), предназначенный для выбора типоразмера прибора; значения Q_н.у приведены в прил. X; _к— комплексный коэффициент приведения Q_н.у к расчетным условиям, определяемый по формулам: при теплоносителе паре

Временно до уточнения коэффициент _к, полученный по формуле, следует принимать с поправочным коэффициентом 1,03 для чугунных секционных радиаторов и 1,06 для ребристых труб; при теплоносителе воде

t_н — разность температуры насыщенного пара t_нас и температуры окружающего воздуха t_в, °С:

t_ср — разность средней температуры воды t_ср в приборе и температуры окружающего воздуха t_в, °С:

t_вх и t_вых — температура воды, входящей в прибор и выходящей из него, °С; G_пр— расход воды в приборе, кг/ч (для конвекторов— расход воды в одной трубе конвектора); b — коэффициент учета атмосферного давления в данной местности (табл. 6.1.1); —коэффициент учета направления движения теплоносителя воды в приборе снизу—вверх (штуцеры прибора расположены в вертикальной плоскости) (см. табл. 6.1.11):

НАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА b УЧЕТА РАСЧЕТНОГО АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ n, р, с ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

6.2. Определение поверхности нагревательных приборов.

Требуемую площадь наружной нагревательной поверхности прибора А_пр, м 2 , независимо от вида теплоносителя находят из формулы (6.1.1), исходя из номинального условного коэффициента теплопередачи прибора (для наиболее употребительных отопительных приборов К_{н у} приведен в табл. 6.2.1).

Для однотрубных систем водяного отопления требуемая площадь нагревательной поверхности А_пр, м 2 , приборов в помещениях при t_в = 5 — 25°С определяется по табл. 9.8 по значению Q_пр предварительно уменьшенному на 5% при Q_пр 1200 Вт (1032 ккал/ч).

ЗНАЧЕНИЯ НОМИНАЛЬНОГО УСЛОВНОГО

КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ОТОПИТЕЛЬНЫХ

При пользовании табл. 6.2.2 следует иметь в виду, что при расходе воды в приборе менее 160 кг/ч (при тепловой нагрузке в ккал/ч менее 186 кг/ч) нужно принимать увеличенные в 10 раз значения G_ст и Q_пр; при тепловой нагрузке более 1550 Вт (более 1330 ккал/ч) определять А_пр половины прибора по уменьшенной в 2 раза тепловой нагрузке или, определив А_пр по величине Q_пр, полученную площадь А_пр разделить на .

Требуемую площадь А_пр, м 2 , приборов двухтрубных систем отопления можно определять также по табл. 6.2.2 по значениям t_в и t_ср, вычисляя t_ср. После определения А_пр отопительных приборов находят их расчетную площадь А_р, м 2 ,

где b принимают по табл. 6.1.1.

Сопоставляя площадь А_р со значениями площади нагревательной поверхности приборов (А, м 2 ), приведенными в прил. X, выбирают необходимый типоразмер и номинальный тепловой поток прибора, учитывая, что площадь выбираемого прибора не должна быть меньше А_р. Некоторые приборы (имеющие отличный от основного ряда коэффициент теплопередачи) следует подбирать по условному значению А, которое дано в графе А прил. X. в знаменателе дроби со звездочкой.

По значению А_р для чугунных секционных радиаторов вычисляют минимальное число секций по формуле

где а_с—площадь нагревательной поверхности одной секции, м 2 ; ₃’ —коэффициент учета числа секций в приборе (для радиаторов МС—140 коэффициент ₃’ заменяется на ₃)

По результатам расчета по формулам и при ₄ = 1 составлена табл.6.2.3. Расчетное число секций принимают по большему ближайшему значению.

РАСЧЕТНАЯ ПЛОЩАДЬ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ

ПОВЕРХНОСТИ ЧУГУННЫХ СЕКЦИОННЫХ

Пример 1. Определить число секций чугунного секционного радиатора М—90, устанавливаемого у наружной стены без ниши под подоконником (на расстоянии от него 40 мм) на пятом этаже пятиэтажного здания, в двухтрубной насосной системе водяного отопления с нижним расположением магистралей (принята схема 2 присоединения прибора), если t_г =95°С, (t₀ = 70°С, t_в = 20°С, понижение температуры воды в подающей магистрали до стояка Барометрическое давление в месте строительства 1013,3 гПа (760 мм рт.ст.).

Принимаем высоту этажа здания 2,5 м в чистоте, средний расход воды в стояке 250 кг/ч, диаметр труб D_у = 20 мм. Тогда суммарное понижение температуры воды в подающем стояке, проложенном через первый – четвертый этажи здания, найдем по формуле

где 78 Вт/м — теплоотдача 1 м вертикальной трубы.

Расход воды в радиаторе по формуле

Средняя температура воды в радиаторе по формуле с учетом понижения температуры воды в подающих магистрали и стояке

Тогда разность температуры

Теплоотдачу подводок вертикальных (0,3 м) и горизонтальных (2,0 м) труб D_у = 15 мм вычисляем при и t_вых = 70°С по формуле

По формуле (9.12) Q_пр = 1148 — 0,9•124 = 1036 Вт.

Пользуясь табл. 9.1 и 9.2, по формуле (9.8) определим значение комплексного коэффициента

тогда требуемый номинальный тепловой поток составит

Используя значение Q_н.у у одной секции радиатора М—90 (см. прил. X), определим ориентировочное число секций прибора N = 1262/140 = 9,01.

Вычислим затем по формуле

находим минимальное число секций прибора при ₄ = 1,05

Принимаем к установке десять секций.

6.3. Особенности расчета поверхности нагрева приборов в однотрубных системах.

Требуемый номинальный тепловой поток Q_н.т, Вт (ккал/ч), для выбора типоразмера отопительного прибора по прил. X определяют по формуле

где Q_пр — необходимая теплопередача прибора в рассматриваемое помещение

Q_тр — теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка (ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединен прибор,

где q_в и q_г —теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м [ккал/(ч•м)]; для неизолированных труб принимается по табл. II.22, исходя из диаметра и положения труб, а также разности температуры теплоносителя при входе его в рассматриваемое помещение t_т и температуры воздуха в помещении t_в; для изолированных труб— по табл. II.24; l_в и l_г——длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м.

Тепловой поток выбранного прибора не должен уменьшаться более чем на 5% или на 60 Вт (52 ккал/ч) по сравнению с Q_пр, поэтому прибор выбирают по прил. X по величине Q_н.т, полученной исходя из значения Q_пр, уменьшенного на 5% при Q_пр 1200 Вт (1032 ккал/ч).

Приведенные формулы действительны при открытой установке неокрашенных приборов у наружных ограждений помещений.

На теплоотдачу отопительного прибора влияют конструкция декоративного ограждения, состав и цвет красителя. Окраска заметно изменяет теплоотдачу приборов с гладкой поверхностью (табл. 6.3.1) и практически не влияет на теплоотдачу приборов с ребристой поверхностью.

₃ — коэффициент учета числа секций в приборе для радиатора типа МС—140, принимаемый равным:

ВЛИЯНИЕ ОКРАСКИ ПОВЕРХНОСТИ НА ТЕПЛООТДАЧУ ОТОПИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА

Для радиаторов остальных типов по формуле

где N —число секций радиатора.

Пример1. Определить значения Q_р для приборов, присоединенных по проточной схеме к однотрубному стояку системы отопления четырехэтажного здания с верхним расположением подающей магистрали при параметрах теплоносителя t = 95 — 70°С. Тепловые нагрузки приборов на каждом этаже: Q_п4 = 1200; Q_п3 = 1100; Q_п2 = 1000; Q_п1= 1300 Вт. Падение температуры воды в подающей магистрали до стояка°С. Расход воды в стояке G_ст = 200 кг/ч.