- Радиаторы отопления
- Радиаторы для однотрубной системы отопления
- Автономная система отопления: как все устроено
- Автономная система отопления: как всё устроено
- Котельное оборудование: какие критерии выбора
- Трубы: какие бывают, как выбирать
- Радиаторы: какие бывают, от чего зависит выбор
- Запорно-регулирующая арматура: как работает
- Фильтры: зачем нужны
- Аксессуары для котлов: что дают системе
Радиаторы отопления
Радиаторы можно разделить на две группы, популярные во многих странах стальные приборы панельного типа, и радиаторы секционного типа, которые изготавливаются из алюминия, стали, чугуна или комбинации нескольких материалов (такие приборы получили название биметаллических).
Чугунные радиаторы. Чугун — материал, традиционно используемый для изготовления отопительных приборов. К числу достоинств чугунных радиаторов, в первую очередь, относится повышенная стойкость к коррозии. Максимальное рабочее давление составляет 6 бар, для отечественного радиатора МС-140 — 9 бар. При разовых испытаниях теплосетей и гидравлических ударах чугунные радиаторы могут выдерживать кратковременное давление в 16 бар. Их внешний вид всем известен. Чугунные радиаторы отличаются большой массой и невысокой механической прочностью. Эти приборы характеризуются повышенной тепловой инерцией, что делает практически невозможным применение на них автоматических терморегуляторов, зато они незаменимы при нестабильном централизованном отоплении. При скачках температуры теплоносителя благодаря своей тепловой инерции радиаторы долго не остывают. Это достоинство является и недостатком чугунных радиаторов, использование их в коттеджном строительстве делает невозможным применение приборов климат-контроля. Например, автоматика отдает приказ на снижение температуры теплоносителя и открывает трехходовой смеситель или приглушает пламя горелки котла, а чугунные радиаторы как будто и не замечают, что теплоноситель стал холоднее и продолжают «пылать жаром» и, наоборот, при снижении уличной температуры, автоматика повышает температуру теплоносителя, а чугунине нужно еще время, чтобы прогреться. А если автоматика гибко реагирует на изменение погоды, то повышая температуру теплоносителя, то понижая ее всего на несколько градусов — чугунные радиаторы вообще ничего не замечают и продолжают работать в ровном режиме. Зато они очень даже неплохо работают в схемах отопления с естественной циркуляцией, где без каких-либо автоматических устройств действует саморегулирование температуры теплоносителя — такой же «никуда не спешащий» процесс, по инертности не уступающий инертности чугунных радиаторов.
Алюминиевые радиаторы обладают более привлекательным внешним видом. Достаточно высокие механические свойства алюминия позволяют изготавливать из него радиаторы с развитой поверхностью секций. Помимо внешних отличий алюминиевых радиаторов различных моделей и изготовителей, существуют отличия и в технологии их изготовления. Наиболее распространен метод литья под давлением из силуминов — сплавов на основе AI-Si с содержанием кремния до 12%. Как правило, такие радиаторы рассчитаны на рабочее давление 6 бар.
Алюминиевые радиаторы, в отличие от чугунных, емкость секций которых 2,5–3,5 л, обладают емкостью секций менее 0,5 л. Снижение суммарной емкости системы отопления влечет за собой множество выгод и удобств. Это обусловливает снижение объема теплоносителя и диаметров трубопроводов, а также мощности циркуляционных насосов, и как следствие — сокращение финансовых затрат. Кроме того, система становится менее инертна, а потому легче реагирует на автоматическое управление.
Биметаллические радиаторы (рис. 81). Для улучшения характеристик алюминиевых радиаторов используют сочетания алюминия и стали, как более прочного конструкционного материала (биметаллические радиаторы). В таких радиаторах из стали изготавливаются либо только каналы, соединяющие верхний и нижний коллекторы, либо вся внутренняя часть секции (каналы + коллекторы), что исключает контакт теплоносителя с материалом оребрения — алюминием.
рис. 81. Биметаллические радиаторы, так же как и другие секционные радиаторы могут быть набраны из произвольного числа секций
Стальные панельные радиаторы широкое распространение получили благодаря сравнительно невысокой стоимости и множеству вариантов по высоте, длине, глубине и тепловой мощности. Еще одной их особенностью является наличие модификаций со встроенным термостатическим вентилем.
Полотенцесушители. В отдельную группу выделяют стальные радиаторы для ванных комнат или полотенцесушители. Они представляют по своей конструкции стальные трубчатые радиаторы, в которых горизонтальные изогнутые или прямые трубы вварены в вертикальные коллекторы. Эти приборы предназначены для обогрева вспомогательных помещений — ванных, туалетов, коридоров, кухонь и т. п. В России полотенцесушители присоединяют к циркуляционной трубе системы горячего водоснабжения для того, чтобы вода не остывала, когда закрыт кран горячей воды. За рубежом они присоединяются к системе отопления. В связи с этим импортные полотенцесушители изготавливаются из труб с меньшей толщиной стенки.
Компакт-радиаторы. Основу компакт-радиаторов составляют стальные штампованные панели, которые могут снабжаться вертикальным оребрением. За счет чего теплоотдача конвекцией данных приборов увеличена до 75%, а металлоемкость и тепловая инерция снижены. Это делает возможным применение компакт-радиаторов в системах низкотемпературного отопления с пониженными параметрами теплоносителя (55/35°С), которые более эффективны с энергетической точки зрения. Компакт-радиаторы могут служить дополнением к системам напольного отопления.
При обогреве помещений с помощью радиаторов всегда есть выбор: либо установить небольшие радиаторы и увеличивать теплоотдачу от них, повышая температуру теплоносителя (высокотемпературное отопление), либо, наоборот, стараться при той же теплоотдаче увеличить размеры радиатора, но взамен получить более низкую температуру его поверхности (низкотемпературное отопление). Если отопление высокотемпературное, радиаторы пышут жаром и к ним невозможно прикоснуться (рис. 82). Это неэкономично, и у такой системы нет запаса регулирования. К тому же, если температура на радиаторе высокая, начинается разложение органической пыли, которая, как правило, присутствует в любом помещении. Продукты этого разложения выделяются в воздух и вдыхаются людьми, находящимися в помещении. При низкотемпературном отоплении радиаторы слегка теплые, но и в комнате тепло. Это комфортно, безопасно и более экономично. Исследования показали, что наиболее комфортная для человека температура отопления — 37°С.
рис. 82. Увеличение размеров радиаторов при переходе от высокотемпературного к низкотемпературному отоплению
Радиаторы для однотрубной системы отопления
Какие лучше выбрать радиаторы для однотрубной системы отопления? Ответ на этот вопрос прост – вид радиатора, устанавливаемого в систему отопления, мало зависит от типа схемы системы отопления. Основные критерии, которым следует руководствоваться при подборе устройств – эффективность работы и вид системы отопления (автономная или централизованная).
Существуют следующие основные схемы подключения радиаторов отопления:
- Однотрубная;
- Двухтрубная;
- Коллекторно-лучевая;
- Комбинированная.
Однотрубная схема присоединения больше всего распространена в централизованных системах отопления многоквартирных домов. В ней радиаторы подключены последовательно к питающему трубопроводу, имеется 2 разновидности – с байпасом и без него. Наличие байпаса улучшает показатели системы, несколько выравнивает температуру на отдельных приборах, дает возможность отключения отдельных приборов на ветке.
Двухтрубная система имеет более рациональное строение – здесь батареи подключены параллельно к подающему и отводящему трубопроводу. Температура на всех радиаторах обычно одинакова, намного лучше качество регулирования. По конфигурации двухтрубная схема бывает 2 типов – тупиковая и попутная (Тихельмана), наиболее выгодной в гидравлическом плане считается вторая.
Коллекторно-лучевая схема, по сути, является частным случаем двухтрубной. Здесь вместо прямого и обратного трубопроводов имеются 2 распределительных коллектора, к которым индивидуально подключен каждый радиатор. Достоинство этой схемы – все управление сосредоточено в одном месте, недостаток – увеличенный расход трубопроводов при монтаже системы.
Комбинированная схема является гибридом основных и сочетает в себе все их качества в зависимости от конфигурации системы.
Важнейшим критерием при выборе радиатора (в том числе для однотрубной системы) является эффективность (или величина теплоотдачи) устройств. Лидером по этому показателю являются алюминиевые батареи, им немного уступают биметаллические устройства. Стальные и чугунные радиаторы уступают по КПД почти в 2 раза.
Немаловажным фактором, влияющим на эффективность работы батареи, является способ обвязки радиатора. Различают 4 главных метода обвязки радиаторов водяного отопления:
- Диагональный (до 100% КПД);
- Боковой (95 – 97%);
- Нижний (до 90%);
- Верхний (до 85%).
Для центральных систем отопления, где распространена однотрубная схема подключения, универсальными являются только чугунные батареи. Они мало подвержены коррозии, нейтральны к составу теплоносителя. Остальные виды радиаторов подвержены негативному влиянию теплоносителя – стальные и биметаллические ржавеют, алюминиевые также подвержены коррозии при отклонении величины водородного показателя от диапазона 7 – 8. Поэтому срок их службы в условиях центрального отопления несколько снижается.
Но если температура теплоносителя в системе отопления многоэтажного дома невелика – то лучшим выбором все же будут алюминиевые или биметаллические радиаторы – они обеспечивают эффективный отбор тепла от теплоносителя.
В системах отопления частных домов, имеющих автономное (независимое) строение, разрешено использование всех типов радиаторов, вне зависимости от схемы – однотрубной, двухтрубной, лучевой. Режим работы водяного отопления индивидуального типа протекает при невысоких рабочих параметрах – это создает выгодные условия для продолжительной эксплуатации батарей.
Но при выборе радиаторов тоже следует обратить внимание на КПД устройств – он напрямую влияет на потребление топлива, а значит и на расходование средств в отопительном сезоне.
Автономная система отопления: как все устроено
Оборудовать автономную систему отопления дома, значит, продумать размеры оборудования, местоположение, обстановку помещения для котельной. Единых шаблонов нет. Всё зависит от целей, задач, размеров дома, бюджета и предпочтений.
Автономная система отопления: как всё устроено
Она состоит из пяти элементов:
- Котёл — производит тепло. Работает на топливе: угле, солярке, газе или электричестве.
- Трубопровод – все трубы внутри системы, по ним передаётся тепло от котла в комнаты.
- Теплоноситель – это рабочая среда внутри системы трубопровода: вода, незамерзающий состав.
- Приборы отопления – радиаторы, они отдают тепло в комнату.
- Дополнительные элементы: запорно-регулирующая арматура, фильтры, комплектующие для котлов.
Посмотрим каждый элемент подробнее.
Котельное оборудование: какие критерии выбора
Котлы классифицируют по шести признакам:
По виду топлива
- Жидкотопливные котлы – надёжные, прогревают большой дом, наделены автоматикой. Имеют много минусов: дорогое топливо, обязывают по графику проводить профилактические работы, не экологичные. Основные части таких котлов это: жидкотопливная горелка, теплообменник, автоматическое управление, бак хранения топлива, дымоход.
Дизельные котлы
- Электрические котлы – доступное и надёжное оборудование. Не нужно делать вытяжку и дымоход. Чтобы ухаживать, не понадобится много времени. Экономят место в доме. Минусы: дорого стоят, зависят от электричества. Чаще всего производят ТЕНовые котлы. У них трубчатые нагреватели внутри, плюс блок управления и контроля. Рабочее давление создаёт циркуляционный насос. Главный плюс – теплоноситель не контактирует с электричеством, а значит, котлы безопасны.
- Твёрдотопливные котлы. Топливом служат дрова, уголь, кокс, пеллеты (древесные гранулы). Не зависят от электричества, стоят недорого. Они бывают пиролизные и пеллетные.
- Газовые котлы – самые востребованные, если дом подключен к газовой магистрали. Это дешёвое топливо, а недостатков почти нет. Если газ нужен, а вы ещё не подключены, тогда предстоит потратить немало времени и денег на газификацию. Главные составные части газовых котлов, это: горелка, арматура, тепловой обменник.
- Комбинированные котлы – работают на двух видах топлива. Когда нет одного, пользуешься другим. Тем самым предотвращаешь сбои в отоплении. Однако любое универсальное оборудование имеет минусы: сложно устанавливать, хлопотно ремонтировать, уступают в надёжности. Есть модели, которые работают на четырёх видах топлива. Для перехода на другой вид ресурса, иногда делают две ступени горелок. Все универсалы напольные и выполнены из чугуна. Котлом можно управлять в автоматическом режиме и контролировать его работу. Камеры внутри находятся друг над другом.
Затраты для отопления дома площадью 300 м² по виду топлива:
Параметры
Электричество
Дизель
Газ
Расход топлива в год, кВт*ч
Тепловая энергия, кВт/л
Затраты за год, руб.
212800
172000
122400
Котлы по конструкции
- Бывают одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные котлы работают в рамках отопительной системы. Их подключают, и теплоноситель только греет дом. Такой котёл не обслуживает хозяйственные нужды, систему горячего водоснабжения придётся продумать дополнительно.
Одноконтурный котёл
- Двухконтурный котёл и топит дом, и даёт горячее водоснабжение. Можно мыть пол и посуду, принимать ванну, стирать. Котёл нагревает воду через теплообменник.
Двухконтурный котёл
Котлы по размещению
- Котельная расположена отдельно – так делают, если дом большой и потребуется мощное оборудование для обогрева. Его размещают вне дома. Такое сооружение утепляют и отделывают негорючими материалами. Это дорого и сложно в проектировании, зато безопасно.
- Котельная в пристройке рядом с домом – подходит, когда агрегат шумный, и монтировать его в доме исключено. Пристройку делают из пожаробезопасных материалов. Это тоже требует значительных расходов. Для этих двух видов размещения подойдёт котёл мощностью не более 500 кВт.
Требования:
— пристройку делают с глухой стены. Расстояние до ближайшего окна или двери рассчитывать не менее 4 метров;
— при отдельном расположении котельной: пристройка не должна быть связана с домом общей стеной; минимальное расстояние от окон до перекрытия – 8 метров;
— объём помещения более 15 м, позаботиться о свободном доступе в процессе обслуживания котла и оборудования;
— минимальная высота потолка 2,5м 2 ;
— минимальный общий объём помещения 15 м 3 , и на каждый дополнительный киловатт мощности котла прибавлять 0,2 м 3 объёма помещения;
— отделить помещение от смежных стен огнеупорным слоем (с нулевым пределом распространения огня и огнестойкостью 0,75 часа);
— квадратура остекления должна соответствовать: 00,3 м 2 на каждый кубический метр помещения;
— минимальный объём вытяжки должен быть равен трёхкратному воздухообмену этого помещения за час;
- Котельная в отдельном помещении дома. Для этого выделяют комнату, тоже продумывают пожаробезопасность. Удобно контролировать и обслуживать. Но занимает много места. Для такого размещения можно брать котёл мощностью не более 150 кВт.
Требования:
— минимальная высота потолка – 2,5 м и более;
— объём помещения более 15 м 3 , позаботиться о свободном доступе в процессе обслуживания котла и оборудования;
— отделить помещение от смежных стен огнеупорным слоем (с нулевым пределом распространения огня и огнестойкостью 0,75 часа);
— квадратура остекления должна соответствовать: 00,3 м 2 на каждый кубический метр помещения;
— минимальный объём вытяжки должен быть равен трёхкратному воздухообмену этого помещения за час;
- Встроенная котельная – если нет отдельно стоящего помещения. Этот вариант самый бюджетный. Оборудование размещают в кухне или коридоре. Придётся выбирать компактные приборы, громоздкая аппаратура занимает много места и создаёт повышенную опасность. Для кухни нужен котёл мощностью не больше 60 кВт.
Требования:
— минимальная высота потолка 2,5 метра;
— минимальный общий объём помещения 15 м 3 ; и на каждый дополнительный киловатт мощности котла прибавлять 0,2 м 3 ;
— минимальный объём вытяжки должен быть равен трёхкратному воздухообмену этого помещения за час;
— окно с форточкой обязательно;
— внизу двери нужен зазор 0,025 и более для воздухообмена;
Котлы по местоположению
Бывают настенные и напольные. Первые подвешивают на стене. Они экономят место в доме, недорого стоят, проектировать сложный дымоход не нужно. Его выводят через короткую трубу сквозь стену над котлом. Недостаток в слабой мощности: в зависимости от модели, они работают в диапазоне до 42 кВт. Подходят для отопления домов и квартир площадью до 350-400 м2.
Напольные выбирают для дома до 600 м2 площади. Работают с мощностью до 80 кВт. Есть модели с показателем до 375 кВт. Из-за шума и больших размеров, требуют отдельного помещения и иногда звукоизоляцию. Потребуется отдельный дымоход.
Котельные по способу циркуляции
Жидкость внутри системы может перемещаться естественно и принудительно. Естественное движение происходит из-за баланса плотности и температуры. Такой вариант подходит при протяжённости трубопровода менее 30 метров. Монтировать систему нужно, соблюдая углы наклона. Недостаток наклонной магистрали в неэстетичном облике.
Принудительная циркуляция не ограничивает длину магистралей. Независимо от размещения труб, сохраняется высокое давление. Покупать придётся и циркуляционный насос. Он же потребует дополнительных расходов на электричество.
По способу подключения подводящих и отводящих труб
Бывает однотрубная и двухтрубная схемы. При однотрубной теплоноситель движется поэтапно по всем радиаторам. Стоит дешевле, но работает хуже: ближние радиаторы горячие, а дальние прохладные. Регулировать температуру невозможно, если не использовать усовершенствованный вариант однотрубной системы – ленинградку.
Двухтрубная система стоит дороже, но работает лучше: равномерно распределяет тепло по батареям. Можно регулировать температуру в каждой комнате. Подразделяется на виды в зависимости от размещения контура трубопровода:
- Горизонтальная подходит для одноэтажных домов с протяжённым трубопроводом;
- Вертикальная применяется в домах, где больше одного этажа. За счёт вертикального стояка система менее подвержена завоздушиванию. Пузырьки поднимаются к установленному сверху расширительному баку и не накапливаются в трубах.
Трубы: какие бывают, как выбирать
Чтобы автономная система работала исправно, трубы должны выдерживать давление до 2 атмосфер и температуру жидкости до 95 градусов. Должны служить десятки лет, обеспечивать герметичность. Для внешних труб неплохо ещё иметь приличный вид.
Можно увеличить тепловую энергию в трубе, если взять трубы с большим диаметром, или ускорить движение жидкости. При этом нужно помнить: чрезмерно быстрое движение жидкости создаёт гидравлические шумы. Это крайне некомфортно для жизни. Поэтому нельзя ускорять движение более 1,5 м/с. А знающие сантехники и вовсе не советуют превышать отметку 1 м/с. Делать его ниже 0,25 м/с, тоже не желательно – не хватит мощности продавить воздушные пробки.
В старых домах часто применяли систему из стальных труб в сочетании с чугунными батареями. Эта технология устарела. Новые материалы гарантируют новые характеристики. Какие материалы труб лучше?
- Металлопластик – основа из алюминиевого состава, оболочка из полиэтилена. Их применяют в горячем и холодном водоснабжении. Плюсы: герметичность, хорошая пропускная способность, стойкость к разрыву.
Металлопластиковые трубы
- Медные трубы – применяют 3 века и этот материал хорошо себя зарекомендовал. Трубы из меди прочные и стойкие, не разрушаются десятки лет. Для оболочки снаружи иногда делают слой полиэтилена или поливинилхлорида.
- Стальные трубы – при отсутствии альтернативы, самые востребованные. Обладают прочностью, имеют низкий коэффициент расширения, незаменимы в теплоснабжении и отоплении паром. Минусы: материал подвержен коррозии.
Стальные трубы
- Трубы из нержавейки – делают из легированной стали. За счёт долговечности и стойкости к коррозии, окупаются за несколько лет, хоть и стоят недёшево. Часто ремонтировать трубопровод и менять его отдельные детали не потребуется.
Трубы из нержавейки
- Полипропиленовые трубы (ПП или ППР) – из водоснабжения перешли в теплоснабжение. ПП-трубы прослужат от 30 до 50 лет. На них не образуется коррозия. Не боятся агрессивных компонентов в составе теплоносителя.
Полипропиленовые трубы
Трубопровод работает без сбоев, если:
- Учитывать схему системы обогрева перед покупкой труб;
- Рассчитать 4 параметра: необходимый диаметр труб, мощность отопительной системы, скорость теплоносителя, гидравлический расчёт;
- Брать только у проверенных производителей.
Радиаторы: какие бывают, от чего зависит выбор
Выбрать радиаторы для дома среди десятков моделей легко, если знать характеристики. Для автономной системы выбор ничем не ограничен: давление не зашкаливает, как при центральном отоплении, нет гидравлических скачков, теплоноситель не оказывает агрессивное воздействие. Выбирать можно по личным предпочтениям. А какие бывают в принципе?
- Чугунные радиаторы – проверены временем. Подходят и для частных домов и для многоквартирных. Долго служат, устойчивы к коррозии. Стойко переносят даже некачественный теплоноситель в центральных сетях.
- Алюминиевые радиаторы – отлично отдают тепло, лёгкие и мягкие. Регулируешь температурный режим по желанию. Выбирать можно по количеству секций и размерам.
- Стальные радиаторы – бывают трубчатого, секционного и панельного вида. Имеют доступную стоимость, хорошо отдают тепло, стойкие к воздействию щелочей в составе теплоносителя. Они исправно работают десятилетия, монтировать просто, вес небольшой.
Стальные панельные радиаторы
- Биметаллические радиаторы – состоят из стальных труб и алюминиевых коленей. Они универсальные в применении: частные дома с автономной системой, квартиры с центральным отоплением.
- Медные радиаторы – прогревают дом за несколько минут и превосходят по теплопроводности алюминий в 2 раза, а сталь – в 5 раз. Требуется минимум теплоносителя в трубопроводе.
Таблица параметров работы радиаторов в зависимости от материала
Если правильно рассчитать количество радиаторов, дом прогревается равномерно, а система работает эффективно. Мощность отопления рассчитывают по формуле: 100 Вт на 1 м 2 площади. Например, для отопления комнаты 25 м 2 , нужен радиатор с мощностью 2500Вт.
Запорно-регулирующая арматура: как работает
Это детали системы, которые управляют потоком теплоносителя. Они перекрывают полностью или частично проходные сечения труб. Их делят на три вида:
Запорная арматура – например, шаровой кран. Он имеет два положения: открыть и закрыть. Корпус сделан из латуни. Процессом подачи воды управляет рукоятка. Такие краны в системе ставят:
— для перекрытия радиатора, чтобы провести ТО,
— для перекрытия стояков и ответвлений,
— чтобы отключить тепловые или насосные приборы с целью ремонта,
— для заполнения и опорожнения всей системы.
Шаровой кран в разрезе
- Запорно-регулирующая – есть 3 вида деталей:
— Вентили балансировки, их монтируют на обратной магистрали в начале разветвления, на стояке или на радиаторном выходе. Эти детали регулируют количество жидкости в трубе. Если частично перекрыть сечение трубопровода, то можно уменьшить потребление воды на конкретном отрезке системы.
— Регуляторы давления в автоматическом режиме нужны, если в доме много радиаторов. Работают в паре с балансовым вентилем: один регулирует расход, другой корректирует, согласно показателей термостатов радиатора.
— Радиаторные клапаны термостатики – уменьшают и ускоряют поток горячей воды в радиаторе по желанию. Его считают важным элементом для управления — помогает экономить на энергоносителе.
Радиаторные клапаны термостатики
- Смесительно-регулирующая – регулирует температурный режим жидкости в системе.
Термостатический смесительный клапан
Запорно-регулирующая арматура помогает равномерно раздавать тепло в доме. Она управляет движением теплоносителя и температурой. Это экономит деньги собственника и делает безопасной работу системы в целом.
Фильтры: зачем нужны
Часто ремонтировать систему отопления от засоров – сомнительное удовольствие, и дорого стоит. Гораздо правильнее защитить технику. От извести, ржавчины, накипи систему оберегают фильтры. Это продлит срок службы оборудования и предотвратит внезапные ремонты. Главное, не забывать менять их своевременно.
Есть несколько видов фильтров:
|
|
|