Дарим подарок за видео с монтажом или сервисным обслуживанием инженерных систем

Экономичные приборы отопления

Н.Копылов, Е.Легкун
Простой заменой старого теплогенератора на новый невозможно добиться существенной экономии топлива в индивидуальной системе отопления. Особенно, если речь идет о типовой постройке частного дома 30–40-летней давности.

Ведь в советское время в таких системах устанавливали, как правило, чугунные радиаторы (рис. 1). Их преимущества – в надежности, долговечности и неприхотливости к качеству теплоносителя, что было особенно актуально в уходящих в прошлое открытых системах отопления (из-за большого содержания кислорода в теплоносителе). Этим, собственно говоря, положительные стороны чугуна и исчерпываются. Дело в том, что Rad_1 такие традиционные приборы отопления не выдерживают конкуренции с современными по одному из главных показателей – энергоэффективности.

Рис. 1. Чугунные радиаторы в системе отопления массы

При удельной теплоотдаче чугунных радиаторов на единицу теплоносителя они вмещают огромное, по нынешним меркам, количество воды – до 2 л в одной секции. Это значительно повышает объем теплоносителя в системе в целом. Исходя из этого, приходится подбирать котел избыточной мощности. К примеру, в домах площадью 80–90 м2 постройки 1980-х годов нередко можно встретить газовые котлы на 16 кВт мощности. Такая производительность выбрана, исходя из большой емкости системы – порядка 160 л. Тогда как, при установке современных приборов отопления вполне можно было бы ограничиться 10 кВт (с учетом мероприятий по утеплению дома).

Уменьшение мощности котла автоматически снижает капитальные затраты на покупку теплогенератора. Кроме того, такой котел потребляет меньше топлива и быстрее реагирует на изменение внешних факторов (либо сигналов систем автоматизации, например, погодных условий). То есть котлом легче и оперативно можно управлять благодаря низкой инерционности системы в целом: меньше энергии затрачивается на нагрев теплоносителя.

Есть еще некоторые причины, по которым стоит задуматься о замене чугунных радиаторов. К примеру, в старых системах некоторые их секции могут не функционировать по причине засорения (что невозможно определить визуально, а только с помощью специального инструмента – тепловизора), нередко наблюдаются огрехи в установке (вплотную к наружной стене, с наклоном) и т.д.

Материалы и их свойства

На украинском теплотехническом рынке в настоящее время представлено большое число приборов отопления, изготовленных из стали или алюминия, либо биметаллических (трубки из стали, а теплоотдающие панели – из алюминия, меди). Благодаря высокой теплоотдаче, во много раз меньшей емкости (0,3 – 0,5 л секция или 0,25 л на каждые 10 см длины панельных радиаторов типа 11), компактности и малой массы (легкость транспортировки и монтажа) они практически вытеснили чугунные приборы отопления.

При всем многообразии выбора отопительных приборов, можно отметить, что стальные радиаторы рассчитаны, в основном, для применения в системах отопления с высоким давлением теплоносителя, то есть централизованного отопления, для высотных зданий и т.д. Примером таких приборов являются, в частности, панельные радиаторы RADIK KLASIK – R (рис. 2) чешской компании Korado, которые разработаны для использования при реконструкции систем: замены старых чугунных и стальных секционных радиаторов с шагом присоединения 500 мм. Емкость воды для прибора типа Rad_2 20 R равна 5,5 л/м, номинальная тепловая мощность – 914 Вт/м, а максимально допустимое рабочее избыточное давление – 1,0 МПа.

Рис. 2. Современный стальной панельный радиатор

Для частных домов приемлемым вариантом являются также стальные панельные радиаторы и радиаторы из алюминия (рис. 3). В пользу последнего материала говорит и его высокая Rad_3 теплопроводность – 221 Вт/м2·К (для сравнения, у чугуна – 50), а также сравнительно небольшая стоимость.

Рис. 3. Алюминиевый отопительный прибор

Достоинства алюминиевых и стальных панельных радиаторов сочетают в себе биметаллические отопительные приборы, однако, они и наиболее дорогие.

Подбор и расчет

Для подбора типоразмера и количества отопительных приборов стоит знать реальные теплопотери помещения, зависящие от многих факторов – материала и толщины стен, окон, наличия утепления, ориентации помещения.

В случае утепленного индивидуального дома со стандартной высотой потолков (2,7 м) можно использовать упрощенную методику, по которой теплоотдача подбирается из расчета 100 Вт на 1 м2.

Количество секций для секционных радиаторов можно определить следующим образом. Теплоотдачу одной секции (указывается в технических характеристиках изделия) поделить на коэффициент 100. В результате получается число квадратных метров, которое она способна обогреть. Зная площадь помещения, нетрудно посчитать требуемое количество сегментов.

Например, если одна секция обогревает площадь приблизительно 2 м2 (199 Вт делим на 100), то для комнаты в 20 м2 потребуется десять штук.
В том случае, если помещение угловое или в комнате есть балкон, то количество секций увеличивают с учетом поправочных коэффициентов, в том числе: относительно стран света, теплопотерь через пол, инфильтрации и инсоляции и т. п.

Используя такой подход, не стоит забывать, что на теплоотдачу приборов влияет их размещение и способ подключения, температурный режим в системе отопления. Кроме того, указываемая производителем или дилером тепловая мощность рассчитывается при определенных условиях и может не совпадать с конкретными условиями эксплуатации.

Например, определенная по европейской методике EN 442 тепловая мощность радиаторов приводится к стандартным условиям:
температура теплоносителя на входе в радиатор 80 оС, на выходе из радиатора 60 оС при расчетной температуре воздуха в помещении 20 оС (т.е. температурный напор составляет 50 оС). При этом расход теплоносителя для радиатора мощностью примерно 1 кВт составит – 43 кг/ч.

По действующей в Украине Методике испытаний отопительных приборов при использовании в качестве теплоносителя воды стандартными условиями считаются: расход теплоносителя – 360 кг/ч, температурный напор (разность средних температур теплоносителя и воздуха – 70 оС).

Если один и тот же радиатор испытать по европейской и украинской методикам, то тепловой поток, соответственно, составит 1 и 1,55 кВт.

Если мы рассматриваем системы отопления индивидуальных домов, то в них параметры теплоносителя будут близкими к стандартным условиям по EN 442. Исходя из этого характеристики отопительных приборов, приведенные в иностранных каталогах можно использовать в расчетах систем индивидуального отопления.

При использовании технических данных по отечественной методике необходимо принимать поверхности нагрева с учетом поправки примерно в 1,55 раза больше.

Рекомендации по монтажу

При установке и размещении приборов отопления для достижения максимальной эффективности и комфорта стоит обратить внимание на ряд рекомендаций.

Так, согласно ДБН В.2.5-67:2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», отопительный прибор следует располагать под световыми проемами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки, на достаточном расстоянии (но не менее 30 мм) от поверхности стен.

Расположение приборов у наружных ограждений помещения приводит к повышению температуры внутренней поверхности в нижней их части и окна. Восходящие потоки теплого воздуха (если они не перекрываются подоконниками) создают препятствие для доступа холодного воздуха в комфортную зону. При этом уменьшить теплопотери через наружную стену можно путем установки теплоотражающих экранов за прибором отопления.

Возможна также установка отопительных приборов у внутренних стен. При этом уменьшается длина трубопроводов и повышается теплоотдача (примерно на 7%), но возникает устойчивое перемещение воздуха с пониженной температурой вдоль пола и наблюдается ощущение дискомфорта в результате ниспадающих холодных потоков воздуха вдоль наружных ограждающих поверхностей и световых проемов.

Отопительные приборы устанавливаются, обычно, как можно ближе к полу с минимальным расстоянием для обеспечения конвекции – 60 мм.

Все отопительные приборы размещаются так, чтобы обеспечить визуальный контроль, очистку и, при необходимости, ремонт. При этом следует избегать ограждения или декорирования отопительных приборов, так как это приводит к снижению теплового потока. Согласно ДБН В.2.5-67:2013, уменьшение теплового потока при установке декоративного экрана должно быть не более 10 % от номинального. Поэтому запрещено обустройство декоративных деревянных шкафов со щелями, ведь они снижают теплоотдачу на 12–25%. Размещение в глубокой открытой нише уменьшает теплоотдачу на 6–11 %. Кроме того, снижает этот показатель и каждый новый слой краски.

Одним из важных показателей эффективности отопительного прибора является его лучистая составляющая, которая создает комфортные условия при более низких расчетных температурах в помещении. Так для стальных панельных радиаторов эта величина составляет порядка 45 – 50 %, а для конвекторов 5 %, в результате чего рекомендуемая комфортная температура в помещении составляет – 20 оС и 22 оС соответственно.

Подключение

На теплоотдачу прибора влияет способ его подключения. Самый распространенный – боковое одностороннее подсоединение. Наибольшая Rad_4 теплоотдача достигается при движении теплоносителя сверху-вниз (питающая труба присоединена к верхнему патрубку радиатора, а обратная – к нижнему) (рис. 4). «Зеркальный» вариант приводит к значительному (до 20 % и более в зависимости от длины прибора) снижению теплоотдачи прибора.

Рис. 4. Наиболее энергоэффективные варианты подключения радиаторов:
а – одностороннее; б – диагональное

Диагональное подключение обеспечивает равномерное распределение температуры по всей его длине. В этом случае питающая труба должна быть присоединена к верхнему патрубку прибора, а обратная – к нижнему, с другой стороны. Такой вид подключения рекомендуется для радиаторов большой длины. Потери в теплоотдаче относительно базового бокового подключения в данном случае незначительны (порядка 2 %).

Исходя из всего вышеизложенного, можно сделать вывод, что для достижения максимального комфорта, мощность отопительных приборов следует подбирать с небольшим запасом.

Для подключения приборов отопления к разводящим линиям используется специальная арматура – присоединительные Н-образные узлы, в которые могут встраиваться запорные элементы и термоклапан.

Последний стоит предусматривать, если стоит задача построения энергоэффективной и комфортной системы отопления с максимальной автоматизацией (то есть без участия человека). В случае установки терморегуляторов можно достаточно просто регулировать теплоотдачу приборов отопления в зависимости от потребностей и соображений экономии. Наличие таких устройств предусмотрено современными принятыми в Украине строительными нормами. В следующем номере мы планируем рассказать о трубной разводке индивидуальных систем отопления и применяемой при этом арматуре.



Оставьте комментарий