Лицо отопительной системы. Радиаторы, конвекторы

Статья для журнала «Водоподготовка, канализация & отопление», 2007 г

Бесспорно, все элементы системы отопления нужны и все ее составляющие важны. Но никто не будет спорить с тем, что лицо любой отопительной системы – это, как их часто называют «батареи». Именно их мы видим каждый день в своих комнатах.

Сразу хочется внести ясность в некоторые термины. То, что неспециалисты обычно называют «батареями» правильнее именовать «отопительными приборами». Это могут быть и радиаторы и конвекторы, они могут иметь различную конструкцию, изготавливаться из разных материалов, но все они предназначены для того, чтобы тем или иным способом обеспечить передачу тепловой энергии от теплоносителя в окружающее пространство.

Чтобы было понятнее, разберемся с основными элементами традиционной водяной системы отопления и принципом ее работы. С помощью котла теплоноситель (вода или специальный антифриз) нагревается и движется по трубам при помощи циркуляционного насоса (в системе с принудительной циркуляцией) или без него (при естественной циркуляции). Отопительные приборы передают доставленное к ним по трубам тепло в помещения, которые требуется обогреть.

Отопительные приборы изготавливаются из различных материалов и способны выдерживать различное давление. Второй параметр особенно важен при установке в многоэтажных городских домах, т.к. в этом случае давление в системе отопления значительно выше, чем в домах с индивидуальным отоплением. Если выбирается отопительный прибор для дачи или коттеджа, то высокого давления в системе быть не должно (не более 3 атм.) и по этому параметру подойдет практически любой отопительный прибор.

Существует два основных способа передачи тепла от отопительного прибора в помещение: излучением (инфракрасное излучение с поверхности прибора) и за счет конвекционных потоков. Есть и вариант смешанный – радиационно-конвективный. В большинстве старых советских домов установлены чугунные радиаторы. Это и есть пример отопительного прибора, передающего большую часть тепла излучением.

Как работают конвекторы? Они отдают тепло преимущественно за счет циркуляции воздуха через них, который проходит через их конструкцию снизу-вверх (как известно теплый воздух легче холодного, что и обеспечивает его движение).

Существует масса приборов, которые как излучают тепло в помещение, так и нагревают воздух, проходящий через них конвективным путем примерно в равной степени.

Теперь давайте более подробно рассмотрим достоинства и недостатки различных отопительных приборов.

Начнем с наиболее распространенных и привычных для российских граждан чугунных радиаторов.

Чугунные секционные радиаторы

Чугунные радиаторы установлены в большинстве старых российских домов. Классическим примером чугунного радиатора является отечественная модель «МС-140» с рабочим давлением 9 атм., испытательное 15 атм.

Какие достоинства у чугунных радиаторов? Эти отопительные приборы устойчивы к коррозии и не очень «привередливы» к загрязненности воды, что очень важно при использовании в городских домах с центральным отоплением (важно помнить, что такие радиаторы можно устанавливать только в тех домах, где давление в системе отопления (рабочее и испытательное) не превышает указанного производителем).

Устойчивость к коррозии очень важна в условиях, когда вода из системы отопления на лето сливается и радиатор на эти «сухие» месяцы остается ржаветь, что типично для централизованного отопления в российских городах.

Большой диаметр проходного отверстия и малое гидравлическое сопротивление большинства чугунных радиаторов позволяют успешно использовать их в системах с естественной циркуляцией.

Недостатки чугунных радиаторов достаточно очевидны. Во-первых, чугун – тяжелый, это все знают с детских лет. Большая масса, следовательно, более сложный монтаж, перевозка и т.д. Во-вторых, чугунные радиаторы обладают высокой тепловой инерция, т.е. система на их базе не так быстро откликается на регулирование температуры в помещении. В-третьих, большинство чугунных радиаторов – это далеко не произведение искусства и интерьер совсем не украшают (за исключением некоторых импортных моделей). В-четвертых, недостаток большинства секционных радиаторов – сложность удаления пыли, скапливающейся в процессе эксплуатации между секциями.

Чугунные радиаторы, как и следует из их названия – типичный пример отопительных приборов с радиационным способом передачи тепла помещению. У них до 70% тепла передается помещению через излучение (радиацию) и только 30% через конвекцию.

Чугунные радиаторы в огромных объемах производятся как в России (уже упоминавшиеся выше МС-140, челябинские ЧМ-2-100-500 и т.д.), так и в некоторых странах СНГ (в частности, белорусские 2К-60П). Количество продаваемых импортных чугунных радиаторов значительно меньше чем отечественных. К наиболее заметным в России зарубежным производителям этих отопиельных приборов можно отнести Demir Dokum (Турция), Floreal (Франция), Roca (Испания), и Viadrus (Словакия).

Алюминиевые секционные радиаторы

Последние годы алюминиевые радиаторы (совместно со стальными панельными) отвоевали значительную часть российского рынка у чугунных. За счет чего это произошло? Первое, алюминиевые радиаторы имеют очень хорошую теплоотдачу. Второе, низкая масса алюминиевых радиаторов (вес одной секции без воды всего около одного кг!), что заметно облегчает монтаж. Зачастую выбор в пользу алюминиевых радиаторов (которые производятся естественно не из чистого алюминия, а из сплава) делается благодаря их привлекательному дизайну.

Алюминиевые радиаторы менее инерционны, чем чугунные а, следовательно, быстро реагируют на изменение параметров регулирования.

Наиболее распространены модели алюминиевых радиаторов с межцентровым расстоянием 500 мм и 350 мм, но существуют и варианты с межцентровым расстоянием 400, 600, 700, 800 мм и др. Длина алюминиевого радиатора и его мощность «набирается» из отдельных секций, что позволяет достаточно точно подобрать нужные для отопления конкретного помещения параметры.

1) Литые (каждая секция отливается как цельная деталь к которой привариваются донные части).
2) Произведенные методом экструзии. В этом случае каждая секция состоит из трех элементов, механически соединенных друг с другом.

При экструзии алюминиевый сплав продавливается через сильеру стальные пластины с отверстиями определенной формы и сечения (экструдеры), в результате чего получают длинные профили определенной формы. После остывания полученные заготовки нарезают по размерам радиатора, после чего привариваются донные и верхние части.

Рабочее давление алюминиевых радиаторов различных производителей отличается достаточно существенно. Можно сказать, что существуют 2 типа алюминиевых секционных радиаторов:

1.Стандартный «европейский» тип, рассчитанный на рабочее давление примерно 6 атм. Он хорош для применения в коттеджах и других автономных системах отопления.
2. «Усиленный» радиатор с рабочим давлением не менее 12 атм.

Наиболее «тонким» местом алюминиевых радиаторов можно назвать то, что при контакте алюминия с водой происходит выделение водорода, что при не действующем автоматическом воздухоотводчике может привести даже к разрушению секции радиатора. При использовании таких радиаторов надо обратить пристальное внимание на химический состав теплоносителя в системе отопления. Естественно, что при городском централизованном отоплении это сделать почти невозможно. pH-фактор теплоносителя должен находиться примерно в пределах рН=7-8. Кроме того, важно помнить, что коррозия, разрушающая алюминиевые радиаторы усиливается при наличии в системе отопления гальванических пар алюминия с другими металлами. Тем не менее, если при проектировании и монтаже системы отопления учесть все требования и рекомендации по установке и эксплуатации этих радиаторов, то они прослужат вам верой и правдой много лет.

Подавляющее большинство алюминиевых радиаторов производится в Италии. На российском рынке наиболее заметны фирмы Fondital, Global, Industrie Pasotti, Radiatori 2000, Sira, Wester, а также российские «РА» (МПФ «Темп») и д.р.

Биметаллические секционные радиаторы

Биметаллические радиаторы обладают лучшими свойствами алюминиевых радиаторов, дополненными полезными качествами стали. Благодаря прочности стали, биметаллические радиаторы выдерживают большее давление и позволяют несколько снизить требования к качеству теплоносителя, которые очень существенны при применении обычных алюминиевых. От алюминиевых радиаторов биметаллические радиаторы взяли их основные достоинства – хорошую теплоотдачу и современный дизайн.

Грубо говоря, биметаллический радиатор – это стальной каркас, залитый алюминием. Теплоноситель в биметаллических радиаторах почти не контактирует с алюминием. Он движется по стальным трубкам, которые в свою очередь передают тепло алюминиевым панелям, а те нагревают окружающий воздух. Внешне биметаллические радиаторы очень похожи на алюминиевые.

Биметаллические радиаторы пригодны для использования в городских системах централизованного отопления. Но и им в наших непростых условиях существовать непросто – они постепенно зарастают шламовыми отложениями, как и любые других металлические трубы.

Кроме того, как и для всех радиаторов, в которых теплоноситель соприкасается со сталью, для биметаллических радиаторов вредно повышенное содержание кислорода в теплоносителе, который способствует развитию коррозии стали.

Вот наиболее заметные в России производители биметаллических радиаторов: Sira,  Global (Италия), Rifar и Сантехпром (Россия) и др.

Стальные панельные радиаторы

Стальные панельные радиаторы – одни из наиболее часто использующихся в системах индивидуального отопления (обычно в загородных домах). Они обладают небольшой тепловой инерцией, а значит, с их помощью легче осуществлять регулирование температуры в помещении. Рабочее давление для большинства моделей стальных панельных радиаторов лежит в пределах 9 атм. Благодаря широчайшему модельному ряду можно подобрать оптимальный по параметрам панельный радиатор практически для любого помещения. Стандартная высота этих отопительных приборов равна: 300, 350, 400, 500, 600 и 900 мм (есть и более низкие – 250 мм), ширина – от 400 до 3000 мм, глубина от 46 до 165 мм. Ассортимент панельных радиаторов каждого из ведущих производителей состоит из нескольких сотен (!) моделей разной глубины, ширины и высоты.

Название этого типа отопительных приборов дает достаточно точное представление об их внешнем виде – это, действительно, прямоугольная панель, в подавляющем большинстве случаев, белого цвета. Конструкция панельного радиатора - это грубо говоря два сваренных между собой стальных листа (толщиной, обычно, 1,25 мм) с вертикальными каналами, в полости которых циркулирует теплоноситель. Для увеличения нагреваемой поверхности, а, как следствие, теплоотдачи к тыльной стороне панели приварены стальные П-образные рёбра.

Если говорить о недостатках, то, как все стальные отопительные приборы они при контакте с водой подвержены коррозии, чувствительны к гидравлическим ударам и рассчитаны на не очень высокое давление. Они хороши для использования в индивидуальных системах, а при применении их в городских домах надо быть очень осторожным!

Существует три типа панельных радиаторов – с нижним, боковым и универсальным подключением. В радиаторы с нижнем подключением встроен термостатический вентиль, на который можно установить терморегулятор, для поддержания заданной температуры. При этом стоимость радиаторов с нижним подключением на несколько десятков процентов выше, чем аналогов с боковым подключением.

Обычно производители панельных радиаторов в комплект поставки включают кронштейны (скобы) для размещения радиатора на стене. Но если размещение на стене по каким-либо причинам нежелательно, то можно приобрести специальные ножки для установки на пол. Панельные радиаторы, пожалуй, самый распространенный тип отопительных приборов в большинстве цивилизованных стран.

К наиболее распространенным на российском рынке маркам стальных панельных радиаторов можно отнести:

Chappee (Франция), De Longhi (Италия), Demrad (Турция), Henrad (Бельгия), Kermi (Германия), Korad (Словакия) и Korado (Чехия), Purmo (Финляндия), Stelrad (Голландия), Vogel&Noot (Австрия) и др.

Стальные трубчатые радиаторы

Это один из самых красивых типов радиаторов. Они содержат относительно небольшой объем теплоносителя, а, как следствие, быстро реагируют на все команды автоматических терморегуляторов температуры. Рабочее давление для трубчатых радиаторов достаточно высокое (обычно 6-15 атм.). К их достоинствам можно отнести и то, что в отличие от большинства других отопительных приборов их очень легко протирать и мыть.

Если говорить о недостатках, то, как все стальные отопительные приборы, трубчатые радиаторы при отсутствии внутреннего защитного покрытия подвержены коррозии при контакте с водой. Главным же фактором, ограничивающим распространение этого типа отопительных приборов в России является их высокая цена.

Конвекторы (пластинчатые отопительные приборы)

Стальные конвекторы очень широко используются в современных российских городских домах. Это и не удивительно – они имеют простую конструкцию, как следствие, просты в производстве и достаточно дешевы. Их простая конструкция (одна или несколько труб с надетыми на них металлическими «ребрами-пластинами») гарантируют высокую надежность. Грубо говоря, в этом случае, ломаться практически нечему. В них нет стыков, соответственно, они и не потекут. Конвекторы могут быть как с защитным декоративным кожухом, так и без него. Первый вариант вполне эстетичен. В рассматриваемых отопительных приборах почти все тепло передается конвекцией. Разместив конвектор под окном можно эффективно отсечь холодный воздух, стремящийся внутрь помещения. Такие отопительные приборы имеют низкую тепловую инерцию, что обеспечивает быстрое регулирование. Обычно они рассчитаны на достаточно высокое рабочее давление (порядка 15 атм.).

Кажется, что такая масса достоинств должна была бы позволить самым простым конвекторам вытеснить с рынка все остальные отопительные приборы. Почему этого не происходит?

Одна из причин – неравномерный прогрев помещений, особенно при высоких потолках. Как известно, конвекторы практически не излучающие тепло внутрь помещения, а перемещающие теплый воздух вверх, под потолок (тепло вверху, холодно внизу). Кроме того, при использовании конвекторов, некоторая часть пыли увлекается с пола воздушными потоками и частично оседает и на самих конвекторах. Конвекторы с максимально простой конструкцией легко производить, но они имеют низкую теплоотдачу. Также, стоит иметь в виду, что конвекторы имеют очень низкую эффективность в системах с низкой температурой теплоносителя.

Но, естественно, кроме самых простых, дешевых и не очень эффективных конвекторов существуют и варианты с хорошим дизайном и высокой теплоотдачей. Существуют варианты не только из стали, но и из меди, или меди в комбинации с алюминием.

Кроме конвекторов, устанавливаемых над уровнем пола существуют и встраиваемые в пол.

Некоторые советы по выбору и установке отопительных приборов

Начнем с того, что мощность любого отопительного прибора обычно указывается в Вт (кВт). Ориентировочно 1 кВт понадобится для отопления 10 кв. метров нормально утепленного помещения с высотой потолков до 3 м. Для окончательного точного расчета требуемой мощности надо учесть массу факторов, что под силу только профессионалам.

Как правильно установить радиатор или конвектор?

Первое. Отопительные приборы, независимо от их типа и материала, предпочтительнее располагать под окном. Это делается для того, чтобы поднимающийся от них теплый воздух блокировал движение холодного воздуха от окна. Желательно, чтобы ширина радиатора, расположенного под окном была не менее 50-75% от ширины проема.

Второе. Чтобы обогрев помещения происходил рационально, следует соблюдать следующие параметры: расстояние от отопительного прибора до стены - как минимум 3 см, до подоконника и до пола – 10-12 см.

Третье. Если возникает желание закрыть отопительный прибор декоративной панелью или экраном, то следует помнить, что при этом теряется большое количество тепла (около 20%), и есть риск остаться в «недогретом» помещении.

Для повышения КПД радиатора можно укрепить за ним на стене отражающую изоляцию. Такая несложная операция позволит большую часть тепла от радиатора использовать для отопления помещения, а не стены.

Независимый консультант
Леонид Милеев