Система радиаторного отопления

Система радиаторного отопления — самый распространенный вариант устройства обогрева зданий. Принцип работы состоит в поступлении нагретой жидкости (обычно воды) от котла по трубам в радиаторы, которые передают тепло в помещение. Такое отопление бывает разных видов в зависимости от определенных параметров.

Классификация по типу радиаторов

Радиаторы, используемые в системах отопления могут отличаться друг от друга конструкцией и материалом изготовления.

Секционные

Такие батареи состоят из одинаковых секций. Радиатор собирается в соответствии с необходимыми размерами и мощностью.

Могут быть изготовлены из чугуна, алюминия или алюминия и стали (биметаллические).

Трубчатые

Разработаны для централизованной системы отопления и представляют собой цельную металлическую конструкцию, имеющую нижний и верхний коллектор, которые располагаются горизонтально.

К ним присоединены вертикальные трубки.

Панельное оборудование

Производится из бетона или стали. Бетонные панели монтируются в стены, передача тепла происходит только излучением.

Пластинчатые

Представляет собой конструкцию, состоящую из сердечника и прикрепленных на него тонких металлических ребер. Пластины несут тепло конвективным способом.

Обособленно можно выделить угловые радиаторы. Они имеют особое расположение – монтируются в углу комнаты. Могут быть выполнены в любой конструкции.

По типу разводки

В зависимости от схемы соединения труб с нагревательным оборудованием системы отопления делятся на одно- и двухтрубные.

Однотрубная система

Принцип работы — жидкий теплоноситель поднимается по одному трубопроводу ко всем нагревательным элементам. В одноэтажном доме распространение тепла происходит в горизонтальном направлении.

Температура воздуха будет одинаковой во всех комнатах без исключения. В многоэтажных строениях по одному стояку горячая вода циркулирует от нижней точки к самой верхней в системе отопления. Верхние этажи обогреваются сильнее нижних. Контраст температур будет ощущаться даже в трехэтажных домах.

Преимуществом подобной системы является простота в проведении монтажных работ. При правильной регулировке давления в трубах все отопительные элементы обеспечиваются теплом достаточно эффективно.

Недостатков однотрубной системы отопления значительно больше. Все расчеты сети должны быть тщательно продуманы. Допущенные ошибки практически невозможно устранить без кардинальной перестройки всех отопительных объектов.

Каждый элемент в системе взаимосвязан. При поломке одного встанет работа всей магистрали.

Двухтрубная система отопления

Данная система имеет особую конструкцию. Здесь применяют схему параллельного подсоединения, что позволяет монтировать одинаковые радиаторные приборы. Через одну трубу подается горячий теплоноситель к радиатору, через другую выводится охлажденный. Между нагревательным объектом и батареями происходит постоянная циркуляция жидкости.

Основным достоинством двухтрубного подключения является возможность подавать теплоноситель одной температуры ко всем радиаторам, поэтому тепло будет одинаковым в любой точке многоэтажного дома.

Недостаток заключается в том, что на проведение отопительной магистрали затрачивается больше материалов. Необходимо устанавливать подающую и отводящую трубы.

Способы монтажа отопительного оборудования

Присоединение всех элементов отопительной конструкции может осуществляться по-разному. По способу монтажа к магистрали радиаторные системы отопления могут быть:

Вертикальная система имеет подключение снизу вверх. К одному стояку проводятся элементы отопления всех этажей в здании. Такой способ эффективен, но дорог.

Горизонтальная система применяется в зданиях, имеющих один этаж. Помещение обычно имеет большую площадь, поэтому конструкция отопления должна быть сложной. Подключение радиаторов происходит по горизонтальной траектории. Разводку стояков помещают в коридоре или подъезде.

Классификация по типу циркуляции теплоносителя

По способу создания циркуляции жидкости системы частного отопления подразделяются на два типа: гравитационные (с естественной циркуляцией) и насосные (с принудительным движением).

Перед монтажом следует учесть принципы работы каждого оборудования и выбрать наиболее подходящее под условия здания.

Системы с естественной циркуляцией

Естественное движение воды обусловлено только физическими процессами. Жидкость перемещается под давлением.

При правильной планировке такой системы отопление будет зависеть лишь от естественного напора воды. Сбои при соблюдении всех условий случаются крайне редко.

С принудительной циркуляцией

Если здание построено в местности с неустойчивым уровнем воды, специалисты рекомендуют провести оборудование с принудительной циркуляцией. Встраивается специальный насос, обеспечивающий постоянное движение теплоносителя.

Для его функционирования необходимо подключение к электроэнергии. При отключении электричества может возникнуть сбой во всей системе.

Открытая и закрытая система отопления

Все системы отопления также подразделяются на два типа, которые отличаются между собой не только важным элементом в структуре — расширительным баком, но и энергоэффективностью.

Система открытого типа

Основной принцип ее работы заключается в открытом расширительном баке. Вода нагревается в котле, устанавливаемом в самой низкой точке дома. За счет возникающего давления из-за разницы диаметров труб она поднимается вверх. Насос необязателен. В радиаторах теплоноситель остывает и снова попадает в нагревательный котел. Расширительный бак устанавливается в самой верхней точке. Он имеет открытую форму. Такой бак необходим, так как при нагревании вода увеличивается в объемах.

Радиаторы в открытом типе отопления должны быть изготовлены из металлов, отличающихся высокой прочностью. Следует выбирать между батареями из стали и чугуна.

Достоинством системы являются автономность работы. Она не зависит от электричества. Работа ее не будет сорвана из-за сбоев электроэнергии.

Такая конструкция имеет и серьезные недостатки. Она сложна в установке ввиду своей громоздкости. В баке вода быстро испаряется, поэтому возможно попадание воздуха в радиаторы. Вся внутренняя поверхность оборудования подвержена коррозии. Батареи медленно прогреваются, поэтому КПД открытой системы отопления низкое.

Система закрытого типа

Ее основное отличие – наличие закрытого бака, напоминающего по форме капсулу. Она разделена на две части мембранной перегородкой: в одной половине находится вода, а в другой — азот под давлением. Принцип работы: жидкость нагревается до нужной температуры, перемещается в расширительный бак и выравнивает давление. Обратно вода движется при помощи насоса.

Такая система способна отапливать большие площади, ей по силам обеспечить теплом здание любой этажности. Поэтому она получила широкое применение в частных и промышленных масштабах.

Закрытая система имеет ряд преимуществ:

1. Благодаря баку жидкость не испаряется, следить за уровнем воды нет необходимости.
2. Оборудование не подвержено коррозийным отложениям и окислению.
3. За счет регулировки давление на выходе и входе одинаково, поэтому трубы не подвергаются гидроударам.
4. Большой срок эксплуатации.
5. Высокая эффективность благодаря быстрому нагреву и хорошей теплоотдаче.

Из чего состоит и как работает радиатор отопления

Батареи активно используются в качестве элементов отопительной системы, но не все разновидности подходят для установки в жилых помещениях. Для выбора имеет значение устройство радиатора, материал и форма. Тип определяется с учетом состояния тепловой магистрали, коммуникаций, вида энергоносителя в трубах и времени последнего ремонта системы. Учитывается влияние гидроударов, поэтому сочетание факторов делает трудным выбор радиатора для квартиры или дома.

Особенности конструкции радиатора

Батарея представляет собой отдельный прибор отопления, имеющий в составе элементы с внутренними каналами для передвижения энергоносителя. Тепло отводится конвекцией, излучением и теплопередачей.

Секционные виды позволяют увеличивать отопительную площадь за счет добавления элементов. Панельные установки нельзя изменить по форме, что учитывается при расчете и монтаже системы. В сопроводительном паспорте указываются температурные критерии работы прибора, параметры рабочего давления, теплоотдача.

Радиатор в разрезе

Устройство батареи отопления в разрезе состоит из металлического трубопровода в форме совмещенных горизонтальных коллекторов, по которым проходит вода. Каналы соединяются с помощью вертикальных трубок небольшого диаметра, а вся система располагается в корпусе из чугуна, стали или алюминия. Раздельные секции скручиваются на резьбе.

Радиаторы служат для обогрева помещения, поэтому устройство приборов влияет на качество теплового обмена. Играет роль материал теплообменника и корпуса, поэтому используются биметаллические варианты, включающие 2 вида материалов.

Радиаторы должны иметь возможность периодической чистки, т.к. оседание накипи на внутренней поверхности уменьшает теплопередачу.

Виды радиаторов по форме исполнения

Нагревательная способность батарей зависит от площади обмена, поэтому конструктивное исполнение имеет значение.

На выбор формы влияют факторы:

• высота потолков и площадь комнаты;
• максимальное давление в отопительной магистрали;
• продолжительность эксплуатации (долговременная или периодическая);
• мощность котла, материал труб, характеристики других приборов в системе;
• химический состав и физические свойства энергоносителя.

Радиаторы выбираются в виде секций, панелей, пластинчатые и трубчатые типы. Влияет климат в регионе и требуемые условия отопления, присутствие агрессивных факторов, стоимость батарей.

Секционные радиаторы

В теплообменниках соединяются секции одного типа, которые внутри имеют 2 – 4 канала для движения воды. Сборные элементы выполняются из алюминия, стали, чугуна различной формы и длины. Нагрев помещения координируется количеством и размером секций.

Сборные батареи передают тепло конвекцией и излучением, работают экономично, на них устанавливаются ручные и автоматические регуляторы температуры, краны, клапаны. Изделия стоят недорого, возможность выбора межосевого расстояния делает их популярными для разных строений.

К недостаткам относится опасность появления протечек при резком скачке давления, сложности с прочисткой внутренних каналов и наружной уборкой межсекционного пространства.

Трубчатые батареи

Конструкция радиатора в разрезе включает 1 – 6 вертикальных коллекторов, которые объединяются верхней и нижней трубой, теплоноситель циркулирует беспрепятственно. Передача тепла зависит от диаметра труб и габаритов теплообменника (0,3 – 3,0 м). Установки выдерживают давление до 20 атм.

Трубчатые батареи выдерживают перепады давления и гидравлические удары. Плавные внутренние очертания противостоят скоплению грязи и отложений. Сварные стыки не протекают. Внешний вид вписывается в различные интерьеры. Радиаторы выпускаются всевозможных габаритов, отличаются формой корпуса. Недостатком служит высокая стоимость.

Панельные модели

Панельный радиатор выглядит как два сваренных между собой щита из металла. Внутри пластин есть вертикальные каналы для оборота энергоносителя, а снаружи крепятся ребра, которые увеличивают поверхность отдачи тепла. Панели располагаются в 2 или 3 ряда, материалом служит сталь.

• малая инерционность делает возможным быстрое реагирование на смену внешней температуры;
• из-за легкости не требуются массивные крепления;
• компактные приборы размещаются в любой части комнаты;
• низкая цена.

Для нагрева модели нужно вполовину меньше воды, чем для секционной батареи. Недостаток в том, что панельные установки не выдерживают высокого давления в магистрали, в систему должен заливаться очищенный энергоноситель без грязи и примесей. Некачественная прокраска стыков ведет к коррозии и протечкам.

Пластинчатые

Принцип работы радиатора заключается в конвекционном обмене. Теплообменник представляет собой сердечник с зафиксированными ребрами из тонкого металла. Внутренние трубки служат для передачи воды. Этот вид радиаторов ставится в производственных и общественных зданиях, многоквартирных строениях с централизованной магистралью.

Степень отопления регулируется увеличением числа пластин. Радиаторы эффективно отапливают комнату, но при отключении котла быстро происходит охлаждение. Теплоноситель должен нагреваться до высокой температуры и проходить под давлением.

Классификация по материалу изготовления

Радиаторы должны служить длительно и выдерживать различные агрессивные воздействия. В многоэтажном доме условия эксплуатации не совсем подходящие, т. к. теплоноситель не отличается качеством. В квартире не ставятся приборы из алюминия, т.к. радиатор работает на износ и быстро выйдет из строя.

Производители заботятся о порче внутренностей и защищают поверхность полимерами, но такие варианты стоят дорого и не всегда востребованы. Биметаллические и стальные установки меньше разрушаются от коррозии. Для централизованного отопления от городской ветки подходят чугунные батареи.

Чугун

Тяжелый радиатор состоит из секций, отличается мощной теплопередачей. Прибор переносит загрязнение энергоносителя, но на внутренностях скапливается известковый налет и накипь. Установки работают долгое время, иногда их снимают, разбирают и прочищают под давлением, чтобы вернуть изначальную теплоотдачу.

Одновременно с чисткой меняются межсекционные прокладки, которые со временем выходят из строя. Чугунные батареи имеют устаревший дизайн и не ставятся в замкнутых автоматических отопительных системах. В квартирах, которые обогреваются от центральной ветки, такие батареи выдерживают изменение давления и гидравлический удар.

Алюминий

Алюминиевый радиатор в системе отопления эффективно отдает энергию и обладает большой площадью из-за внушительного числа ребер. Выпускаются приборы, выдерживающие давление в системе около 12 атм., а напор при опрессовке – на уровне 18 атм.

Варианты устройства алюминиевого радиатора отопления в разрезе:

• цельные конструкции с литыми секциями;
• экструдированный тип с элементами, соединенными механически;
• комбинированные варианты.

К достоинствам алюминиевых радиаторов относятся небольшие габариты, легкость, большая площадь. Недостатком считается разрушение металла в водной среде, особенно в присутствии блуждающих токов в магистрали. Оксидная пленка внутри нарушается при агрессивном энергоносителе, при реакции выделяется газ, который в закрытой схеме ведет к разрыву батареи.

Биметалл

Биметаллические установки отличаются повышенным качеством. Назначение и устройство радиатора позволяет прибору работать в условиях высокого давления и при опасности гидроударов.

Батареи выпускаются секционные или литые, бывают двух видов:

• из алюминия и стали;
• из алюминия и меди.

В биметаллических приборах контакт воды с алюминием не предусмотрен. При такой конструкции улучшается теплопроводность, снижается вес и увеличивается прочность. Радиаторы из двух металлов выдерживают давление до 100 атм., коррозии не наблюдается.

Конструкция и принцип работы

Принцип работы радиатора заключается в том, что нагретый энергоноситель передвигается по системе труб и заходит в батареи, передает тепло, затем по обратной ветке движется к отопительному источнику. Радиатор нагревает воздух в помещении способом излучения и конвекции. У разных типов устройств соотношение теплового излучения и конвекции отличается.

Стальные и чугунные радиаторы нагревают комнату излучением, а пластинчатые и панельные нагреватели передают энергию методом конвекции за счет большой суммарной площади ребер и полос. Теплый поток стремится вверх, взамен подтягивается холодный воздух, который нагревается.

Подключение радиатора своими руками

В многоквартирном секторе батареи монтируются с одной стороны помещения. Радиатор подключается несколькими методами в зависимости от разводки труб.

Используется диагональное или перекрестное подсоединение. Подводная труба подключается с одного бока батареи на верхнем участке, а отводящая выводится с другой стороны внизу. Такая схема актуальна для установок с большим числом секций значительной протяженности.

Нижнее подсоединение предусматривает подключение входа и выхода из радиатора снизу к двум патрубкам по обеим сторонам теплообменника. Схема отличается низкой эффективностью, но такого варианта не избежать, если система снабжения теплом устроена в полу.