Мощность, расположение и подключение радиаторов

Тёплый друг

Радиатор для дома

Как бы ни были в последние годы популярны всевозможные системы «тёплого пола», всё же большая часть нагрузки по отоплению наших домов приходится на радиаторы. Ну а в период сильных морозов и вовсе вся надежда только на тепло их ребристых поверхностей.

 

Выбор эффективного отопительного радиатора для дома

 

Ситуация с соответствием теплотехнических характеристик стен и других ограждающих дома от уличного холода конструкций у нас всё ещё далека не только от идеала, но и от нормативов. Поэтому системы отопления большинства зданий до сих пор продолжают «греть улицу», что в условиях постоянно растущих расценок на энергоносители сильно ударяет по карману своих хозяев. Да и затяжные холода никто не отменял. Тёплый пол как система низкотемпературная часто просто физически не способен компенсировать те потери тепла, которые происходят в морозы. Поэтому при доступности всех достижений прогресса радиаторы из-под окон пока точно никуда не денутся.

 

Стандартные отопительные приборы

Эффективность высокотемпературной системы отопления, чем и являются радиаторы, зависит от нескольких её характеристик. Основными являются температура теплоносителя и величина теплоотдачи самих приборов.

Всем известные чугунные радиаторы являются классическими представителями традиционного подхода к отоплению дома. До последнего времени именно они обеспечивали тепло большинству зданий в нашей стране. Простой в изготовлении, грозный на вид, неприхотливый и надёжный. Прямо не прибор, а танк Т-34. Популярность чугунных «гармошек» обеспечивалась абсолютным отсутствием конкурентов в условиях, когда и качество теплоносителя, и состояние коммуникаций не поддавались никакому нормированию.

При всех своих плюсах и, несмотря на кажущуюся «теплоту», эффективность чугунных радиаторов очень мала. Чтобы «снять» с него такое же количество тепла, что и с современного секционника, необходим в 5-7 раз больший расход теплоносителя. При этом и температура воды в системе должна быть градусов на 20С выше. Зато при снижении температуры в системе на 10С его теплоотдача падает чуть ли не в половину. В результате получаем едва ли не в два раза больший расход топлива.

То есть даже при элементарной замене чугуна на более современные отопительные приборы теми же затратами можно отапливать вдвое больше помещений. Плюс большая масса и внутренний объём воды обуславливают высокую тепловую инерцию. То есть система не способна быстро откликнуться на регулировку, среагировать на изменение температуры. А это опять же снижает комфортность и влечёт лишние расходы на отопление.

С развитием высотного городского строительства появился целый ряд дополнительных требований, которым чугунные радиаторы просто не могут соответствовать в силу своих конструктивных особенностей. Прежде всего, они недостаточно прочны, чтобы выдержать высокое давление отопительной системы многоэтажного дома. Плюс плохо переносят гидравлические удары. Таким образом, что было хорошо лет 20-30 лет, сегодня безнадёжно старело.

На сегодня самым популярным типом отопительных приборов являются алюминиевые секционные радиаторы. Имея высокую теплоотдачу и достаточно привлекательную цену, именно алюминиевые радиаторы вытеснили чугунные там, где последние решено было заменить.

Благодаря тому, что каждая секция весит порядка 1 кг, такие радиаторы быстрее реагируют на изменения температуры воды, что даёт возможность использовать любые методы терморегулирования. Развитая система оребрения позволяет снизить габариты приборов, при этом даже повысив теплосъём. Всё потому, что если у чугунных радиаторов соотношение излучения и конвекции составляет порядка 70% на 30%, то у алюминиевых уже 50/50.

Однако и тут не обходится без капли дёгтя. Поскольку алюминий химически довольно активный металл, такие радиаторы больше любых других подвержены коррозии. Основной проблемой их эксплуатации является необходимость в поддержании значения РН (кислотность) в заданном диапазоне, что не всегда выполнимо. Химический состав воды и перепады давления могут вывести их из строя уже в начале отопительного сезона.

Ещё один вид коррозии, который является особенностью именно этих радиаторов - гальваническая, которая возникает при контакте алюминия со сталью. Серьёзной проблемой является также газообразование. Внутри алюминиевых радиаторов при перекрытии обоих подводящих кранов постепенно скапливается воздух, что может привести к их разрыву, поэтому воздух нужно периодически стравливать через специальный клапан.

С основными недостатками алюминиевых радиаторов научились бороться. Применение внутреннего полимерного покрытия наподобие "Тефлон" позволяет успешно использовать такие радиаторы в системах отопления с не нормируемым содержанием PH и высоким содержанием примесей, грязи и отложений.

При этом приборы не забиваются и не подвержены истиранию абразивными частицами, неизбежно присутствующими в системах центрального отопления. Заодно устранён эффект газообразования и завоздушивания, возникающий из-за реакции алюминия с теплоносителем. Применение никелированных латунных пробок устраняет и гальваническую коррозию, которая возникает около межсекционного ниппеля.

Особо стоит ответить то, что за счёт широких проходных каналов подобные радиаторы могут быть использованы в энергонезависимых системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя (гравитационных), где важны малые гидравлические сопротивления. Таким образом, новые радиаторы универсальны и могут эффективно применяться как в высотных домах, где без труда выдерживают повышенную нагрузку и гидравлические удары, так и в малоэтажном строительстве.

 

Расчёт мощности радиаторов

Эффективность радиаторной системы отопления зависит от нескольких характеристик. Важны не только температура теплоносителя и величина теплоотдачи приборов, но и их расположение и способ подключения.

 

Количество секций радиаторов чаще всего подбирается путём достаточно приблизительной оценки характеристик помещения. Обычно в магазинах предлагают упрощённый метод расчёта, который заключается в том, что в комнате типового дома с высотой потолков около 3 м с одним окном и температурой теплоносителя в районе нормы 70°С необходим 1 кВт мощности отопительных приборов на каждые 10 м2. Если потолки ниже или выше, расчётную мощность соответственно снижают или увеличивают пропорционально этой величине. Когда в комнате два окна, суммарная тепловая мощность приборов должна быть увеличена в 1,5-1,7 раза. Полученный результат округляется до ближайшего верхнего целого значения.

Для большинства домовладельцев подобная методика расчётов вполне достаточна. Однако когда необходимо смонтировать систему отопления хотя бы среднего коттеджа, не говоря уже о более серьёзном объекте, необходим обоснованный расчёт. Любые ошибки и неточности выливаются либо в ощутимый недостаток тепла, либо в дополнительные затраты на покупку «лишних» секций.

Проектировщик оперирует множеством величин и параметров. Такими, как номинальный тепловой поток одной секции, температура теплоносителя, параметры температуры внутри и снаружи помещения, теплопотери. Современные окна со стеклопакетами имеют низкие теплопотери, поэтому расчётную мощность радиаторов можно уменьшить на 10-20%. Если температура теплоносителя не 70°С, расчёты также следует подкорректировать, вычитая или прибавляя 15-20% тепловой мощности на каждые 10°С изменения температуры. Так при температуре воды в системе 50°С мощность радиаторов требуется увеличить приблизительно в 1,4 раза.

Тут необходимо учитывать ещё один момент. Добиться одного и того же эффекта, то есть величины тепла в помещении можно двумя путями. Сильнее нагревая теплоноситель, тогда требуется минимальное количество секций. Можно снижать нагрев, тогда требуется больше секций. Последний вариант предпочтительнее. Хотя радиаторы тёплые, а не горячие, в помещении тепло. Это комфортно, безопасно и позволяет экономить. При снижении температуры теплоносителя снижается общая нагрузка на котёл и все компоненты системы, то есть повышается её надёжность.

Во-вторых, уменьшаются и побочные потери на транспортировку тепла до цели. Ну а в-третьих, низкотемпературной системой легче управлять, у неё всегда есть запас по регулировке нагрева. К тому же, когда поверхность приборов отопления пышет жаром, на ней начинается разложение органической пыли, которая присутствует в любом помещении, даже если мы её не видим. Таким образом, большой и тёплый радиатор полезнее горячего маленького.

 

Расположение и подключение радиаторов

На эффективность работы отопительных приборов оказывают влияние их расположение и способ подключения к трубам подающей и обратной магистрали. Отопительные приборы располагают под подоконником для того, чтобы поднимающийся нагретый воздух блокировал холод, идущий от окна. Вообще радиаторы принято ставить вдоль каждой наружной стены, даже если они без окон. Когда площадь комнаты больше 25 м2, для лучшей циркуляции потоков воздуха и более равномерного распространения тепла также лучше использовать несколько радиаторов. Для обеспечения хорошего распределения тепловых потоков расстояние от радиатора до стены должно быть как минимум 3-5 см, а до подоконника и пола 10-12 см.

Помещенный в глубокую нишу радиатор дает примерно на 10% меньше тепла. Если возникает желание закрыть отопительный прибор декоративной панелью, теплоотдача понижается примерно на 10-20%. Для повышения КПД отопительного прибора за ним можно укрепить на стене рулонную фольгированную изоляцию, которая будет отражать инфракрасную составляющую тепла обратно в помещение.

В зависимости от направления движения теплоносителя внутри радиатора изменяется и его теплоотдача. При расчёте требуемой мощности следует учитывать, что паспортная характеристика теплоотдачи, заявленная производителем, обеспечивается при диагональном движении теплоносителя, когда подающая магистраль присоединяется сверху, обратная с противоположного края снизу. При установке радиатора, состоящего более чем из 12 секций, применяется только диагональное подключение.

При использовании схемы одностороннего подключения надо учесть снижение теплоотдачи примерно на 5%. Это связано с ухудшением циркуляции теплоносителя в дальних, по отношению к стороне подключения, секциях. Иногда используют схему с нижним подключением радиатора, снижение теплоотдачи в этом случае зависит от длины прибора и составляет 10-15%. Таким образом, получается, что простая вроде бы идея по подбору радиаторов для дома оказывается серьёзной задачей, имеющей достаточно много вариантов решения. Однако от того, насколько обоснованным и продуманным будет решение, зависит комфорт и здоровье всех обитателей дома.

Начало: Выбор отопительных приборов. Такие разные радиаторы