Выбор и расчет отопительных приборов: 10 вопросов и ответов

X
X
Нам предстоит знакомство с современным рынком отопительного оборудования

Нам предстоит знакомство с современным рынком отопительного оборудования

Какие отопительные приборы могут использоваться для обогрева квартиры или частного дома? Как рассчитать необходимое для обогрева жилья количество приборов  и их тепловую мощность? Есть ли схемы отопления, обеспечивающие реальную экономию? На эти и некоторые другие вопросы нам сегодня предстоит ответить.

А можно всех посмотреть

  1. Какие виды отопительных приборов применяются в настоящее время?

Вот их перечень:

Изображение Описание

Развитое оребрение и высокая теплопроводность алюминия гарантируют высокую теплоотдачу

Развитое оребрение и высокая теплопроводность алюминия гарантируют высокую теплоотдачу

Секционные радиаторы из алюминия.

Современные отопительные приборы из чугуна

Современные отопительные приборы из чугуна

Секционные чугунные батареи, которыми оснащалось большинство зданий советской постройки.

Материал секций — сталь

Материал секций — сталь

Секционные стальные радиаторы (решение скорее дизайнерское, чем имеющее большую практическую ценность).

Внутри — прочная сталь, снаружи — теплопроводный алюминий

Внутри — прочная сталь, снаружи — теплопроводный алюминий

Секционные и монолитные биметаллические батареи со стальными сердечниками секций и коллекторов в алюминиевой оболочке с оребрением. Они сочетают прочность стали с высокой теплопроводностью (и, соответственно, теплоотдачей) алюминия.

Отопительный регистр

Отопительный регистр

Трубчатые стальные цельносварные отопительные приборы (регистры). Они представляют собой несколько вертикальных или горизонтальных труб диаметром 50-200 мм, соединенных перемычками из труб меньшего диаметра.

Монтаж внутрипольного конвектора в стяжку

Монтаж внутрипольного конвектора в стяжку

Конвекторы — снабженные увеличивающим теплоотдачу оребрением змеевики из труб. Конвекторы могут  изготавливаться из стали, меди, латуни и из комбинаций этих металлов (например, прибор с медными трубками для теплоносителя и алюминиевым оребрением заметно дешевле цельномедного при близкой к нему теплоотдаче). Конвекторы могут монтироваться на стену или в пол.

Влагозащищенный электрический конвектор

Влагозащищенный электрический конвектор

Электрические конвекторы не утилизируют тепловую энергию теплоносителя водяной системы отопления, а являются самостоятельным нагревательным прибором.

Настенный электрический радиатор

Настенный электрический радиатор

Электрорадиаторы — сравнительно новое решение, представляющее собой набор из нескольких стандартных  алюминиевых секций и нагревательного узла с ТЭНом и термостатом.

Установка газового конвектора

Установка газового конвектора

Конвектор может быть не только электрическим, но и газовым. В этом случае прибор монтируется на внешнюю стену и отводит продукты сгорания на улицу.

Медный греющий плинтус с алюминиевым экраном

Медный греющий плинтус с алюминиевым экраном

Теплый плинтус — разновидность электрического или водяного конвектора с минимальным сечением (высота 10-25 см при толщине 3-5 см). Низкая теплоотдача погонного метра компенсируется значительной общей длиной приборов.

Принцип работы вакуумного радиатора

Принцип работы вакуумного радиатора

Вакуумные, или термосифонные радиаторы. Они работают по принципу тепловой трубки: жидкость с низкой температурой кипения испаряется при контакте с единственным коллектором и разносит тепло по всему объему прибора, тем самым обеспечивая его быстрый и равномерный нагрев.

Напольный фанкойл

Напольный фанкойл

Фанкойлы — фактически те же конвекторы, но с обдувающим оребрение центробежным вентилятором. Обдув увеличивает теплоотдачу и позволяет более равномерно распределить тепло в объеме помещения.

Стальные пластинчатые радиаторы

Стальные пластинчатые радиаторы

Пластинчатые радиаторы отличаются от конкурирующих решений способом изготовления: радиаторная пластина  состоит из пары сваренных вместе тонких (0,7-1 мм) профилированных листов.

Устройство панельного отопительного прибора

Устройство панельного отопительного прибора

Панельный радиатор — это одна-две радиаторных пластины в снабженном внутренним оребрением стальном кожухе.

Структура пола с водяным обогревом

Структура пола с водяным обогревом

Водяной теплый пол предполагает укладку труб с  теплоносителем под настил с достаточно высокой теплопроводностью или в стяжку.

Небольшая толщина греющего кабеля позволяет уложить его в слой плиточного клея

Небольшая толщина греющего кабеля позволяет уложить его в слой плиточного клея

В кабельном электрическом теплом полу функция нагрева перекладывается на греющий кабель — изолированный проводник с достаточно высоким электрическим сопротивлением.

Пленочный нагреватель укладывается под чистовое покрытие пола

Пленочный нагреватель укладывается под чистовое покрытие пола

Пленочный теплый пол использует тонкие полимерные нагреватели с карбоновыми дорожками, уложенные под чистовое покрытие (ламинат, линолеум, кафель). В отличие от прочих видов теплых полов, этот может монтироваться на стадии чистовой отделки помещения, а не во время его капитального ремонта.

Потолочные инфракрасные низкотемпературные панели

Потолочные инфракрасные низкотемпературные панели

Инфракрасные обогреватели используют для передачи тепла преимущественно тепловое излучение, а не конвекцию. Источником ИК-излучения может быть высокотемпературный трубчатый нагреватель, низкотемпературная панель (керамическая, стеклянная, стальная) или нагревательная пленка с карбоновыми дорожками.

Стоимость

  1. Какие батареи обеспечат максимум тепла за минимальную цену в водяной системе отопления?

Алюминиевые секционные. Цена секции стандартного размера (с расстоянием между осями коллекторов в 500 мм) сейчас, в конце 2017 года, начинается от 240 рублей.

Актуальная цена радиаторов "Термика"

Актуальная цена радиаторов «Термика»

Стоит уточнить: сваренный своими руками из стальных труб отопительный регистр обойдется дешевле алюминиевой батареи. Однако сравнительно низкая теплопроводность стали и отсутствие оребрения (читай — небольшая площадь поверхности) ограничивают его теплоотдачу, вынуждая увеличивать диаметр и длину труб. Кроме того, далекий от идеалов эстетики внешний вид регистра делает сомнительной идеей его установку в жилом помещении.

Согласитесь, что регистр — сомнительное украшение для жилой комнаты

Согласитесь, что регистр — сомнительное украшение для жилой комнаты

Совместимость

  1. Везде ли можно использовать алюминиевые батареи?

Формально — везде: их заявленные характеристики (рабочая температура до 95-110 градусов и рабочее давление до 10-16 атмосфер) делают батареи совместимыми и с автономным, и  с центральным отоплением. Однако на практике автор настоятельно советует ограничить применение алюминиевых приборов только и исключительно автономными системами отопления.

Автономное отопление с алюминиевыми батареями

Автономное отопление с алюминиевыми батареями

Почему?

Видите ли, в системе ЦО возможны как минимум два сценария, в которых давление может значительно превысить штатные 3-5 кгс/см2.

  • При быстрой остановке циркуляции в контуре (например, при падении щечек задвижки) в нем возникает гидроудар. Автор сталкивался с ситуациями, когда гидроудар полностью отрывал чугунные батареи от подводок и разрывал тонкостенные пластинчатые радиаторы. Не обладающие высокой прочностью алюминиевые секции тоже с большой вероятностью не выдержат скачка давления, затопив квартиру горячей и грязной водой;
Последствия гидроудара: батарея полностью разрушилась, квартира затоплена

Последствия гидроудара: батарея полностью разрушилась, квартира затоплена

  • Раз в году (как правило, вскоре после окончания отопительного сезона) теплотрассы испытываются на плотность повышенным давлением для выявления нуждающихся в ремонте участков теплосети.

Согласно СНиП 3.05.03-85, давление во время испытаний не может быть ниже 16 атмосфер. На время испытаний внутридомовые системы отопления должны отключаться; однако неисправность арматуры или так называемый человеческий фактор могут стать причиной нарушения этого правила.

Ежегодные испытания теплосетей призваны выявить их слабые участки

Ежегодные испытания теплосетей призваны выявить их слабые участки

  1. Какие батареи можно ставить в систему ЦО?

Оптимальное решение с точки зрения прочности и теплоотдачи — биметаллические изделия. Для лучших образцов (например, российских радиаторов Рифар Монолит) заявлено максимальное рабочее давление в 10 МПа (100 кгс/см2). Гидравлические испытания эти радиаторы проходят и вовсе при 150 атмосферах.

Рекордсмен прочности — биметаллический "Монолит" от российской компании "Рифар"

Рекордсмен прочности — биметаллический «Монолит» от российской компании «Рифар»

Кроме того, стойкостью к высокому давлению могут похвастаться регистры и прочие стальные радиаторы, а также все виды конвекторов (включая медные и латунные).

  1. Какие приборы оптимальны для автономного отопления с твердотопливным котлом?

Имеющие большой внутренний объем, значительную массу и, соответственно, большую тепловую инерционность — чугунные радиаторы и регистры. Они позволят реже растапливать котел, долгое время сохраняя высокую температуру.

Массивная чугунная батарея долго отдает тепло

Массивная чугунная батарея долго отдает тепло

Размеры

Отдельно стоит разобрать обогрев помещений с дефицитом места под отопительные приборы.

Ограничение по занимаемой площади

  1. Какие приборы имеют минимальную толщину и не занимают площадь отапливаемого помещения?

Для систем водяного отопления это пластинчатые радиаторы. Их толщина обычно не превышает пары сантиметров.

Радиаторная пластина благодаря своей минимальной толщине не помешает установке мебели

Радиаторная пластина благодаря своей минимальной толщине не помешает установке мебели

Кроме того: внутрипольные конвекторы и фанкойлы тоже не занимают полезной площади. Корпус прибора монтируется в стяжку или под настильный пол и закрывается прочной решеткой.

При дефиците места можно использовать секционные радиаторы нестандартной высоты — 800, 1600 или даже 2400 мм. Они позволяют обойтись минимальным количеством секций за счет их высокой удельной теплоотдачи.

Высокий радиатор обогреет комнату, не занимая в ней много места

Высокий радиатор обогреет комнату, не занимая в ней много места

Если вы отапливаетесь электричеством, альтернативами электрокотлу с радиаторными пластинами или внутрипольными конвекторами могут стать пленочный теплый пол, уложенный под чистовое покрытие,  а также потолочные и настенные инфракрасные обогреватели.

Наконец, на стадии строительства или капремонта можно смонтировать водяной или кабельный теплый пол.

Укладка труб для теплоносителя в стяжку

Укладка труб для теплоносителя в стяжку

Ограничение по высоте

  1. Чем можно создать тепловую завесу перед панорамными окнами?

Для этого подойдут:

  • Низкие (200-350 мм) секционные радиаторы или конвекторы;
Низкий, напольный, секционный

Низкий, напольный, секционный

  • Уже упоминавшиеся внутрипольные приборы;
Тепловую завесу создает внутрипольный конвектор

Тепловую завесу создает внутрипольный конвектор

  • Теплый плинтус;
  • Все виды теплых полов;

Экономичность

  1. Некоторые виды отопительных приборов (например, электрорадиаторы, ИК-обогреватели, пленочные теплые полы, вакуумные радиаторы) позиционируются производителями как экономичные решения. Это правда?

Первое и главное:  все электрические нагревательные приборы имеют одинаковый КПД, в тoчности равный 100%. Все потребляемое электричество полностью преобразуется в тепло. Заявления о том, что электрический радиатор на 40% экономичнее электроконвектора при той же эффективности — чистой воды ложь.

Сомневаетесь? Уважаемый читатель, вспомните школьный курс физики. Закон сохранения энергии еще никем не опровергнут. Тепло — единственный тип энергии, который производит электрический нагреватель: он не совершает механической работы и не излучает радиоволн.

Закон сохранения энергии сформулирован больше двух веков назад и до сих пор никем не опровергнут

Закон сохранения энергии сформулирован больше двух веков назад и до сих пор никем не опровергнут

Из того же закона сохранения вытекает опровержение экономичности вакуумного, или термосифонного радиатора. Отобрав у теплоносителя один киловатт тепла, он отдаст окружающей среде этот же самый киловатт. Дополнительной тепловой энергии взяться просто-напросто неоткуда.

Вместе с тем ряд систем обогрева действительно уменьшает расход тепла, порой — довольно заметно.

В почетный список входят:

  • Все виды теплого пола. Экономия достигается за счет перeраспределения температуры воздуха в отапливаeмом помещении: он сильнее всего нагрет над полом, а по мере приближения к потолку температура незначительно понижается. Теплый пол позволяет снизить среднюю (подчеркиваем, среднюю!) температуру в комнате и тем самым уменьшить дельту температур с улицей, а вслед за ней — теплопотери через внешние стены и потребность в тепловой энергии;
Температура воздуха при конвекционном и внутрипольном отоплении

Температура воздуха при конвекционном и внутрипольном отоплении

Любопытно: по мере падения уличной температуры экономический эффект от внутрипольного отопления уменьшается. Снижение средней температуры в доме на 4 градуса (с +22 до +18) даст 50-процентную экономию энергии при +10 на улице и лишь 10-процентную при -20 °С.

  • Инфракрасные обогреватели. Настенный или потолочный прибор нагревает лучистым теплом горизонтальные поверхности, тем самым превращая их в функциональный аналог тeплых полов. Мало того: ИК-лучи нагревают кожу и одежду находящихся в зоне их действия обитателей дома, снижая комфортную температуру воздуха до 15-16°С, что опять-таки способствует уменьшению теплопотерь;
Излучение ИК-обогревателей обеспечит комфорт даже при низкой температуре воздуха

Излучение ИК-обогревателей обеспечит комфорт даже при низкой температуре воздуха

  • В несколько меньшей степени — теплый плинтус. Здесь наблюдается тот же эффект, что и в случае теплого пола, хоть и менее выраженный: греющий плинтус сильнее всего нагревает воздух в нижней части комнаты. Кроме того, он прогревает пол на значительном расстоянии от стен инфракрасным излучением.
Греющий плинтус обеспечивает распределение температур, характерное для теплого пола

Греющий плинтус обеспечивает распределение температур, характерное для теплого пола

Расчеты

  1. Как своими руками рассчитать тепловую мощность, необходимую для обогрева комнаты, квартиры или дома?

Простейшая инструкция предлагается советскими СНиПами полувековой давности: на один квадрат площади берется 100 ватт тепла. Увы, простая и понятная схема далеко не всегда дает точный результат в силу нескольких причин:

  • Потребность в тепле зависит от площади не самого помещения, а ограждающих его конструкций (читай — от отапливаемого объема, связанного с высотой потолков, которая может заметно отличаться от стандартных для домов советской постройки 2,5 метров);
Дом сo вторым светом: высота потолка — 6 метров

Дом сo вторым светом: высота потолка — 6 метров

  • Теплопроводность стен тоже очень сильно влияет на теплопотери. Потребность в тепле у домов из полнотелого кирпича и из sip-панелей будет отличаться в разы;
Дом-термос из сип-панелей: теплопотери через стены сведены к минимуму

Дом-термос из сип-панелей: теплопотери через стены сведены к минимуму

  • Площадь окон и тип остекления (однослойное, стеклопакет, энергосберегающее) вносит свой вклад в расчеты;
  • Наконец, потребность в тепловой энергии линейно зависит от дельты температуры между улицей и домом: в Севастополе (средняя температура января +3°С) и в Оймяконе (средняя температура января -46°С) она будет весьма разной.
Зима в Оймяконе

Зима в Оймяконе

Среди простых схем расчета (без точного вычисления коэффициентов теплопроводности строительных материалов) наиболее точные результаты дает формула Q=V*Dt*k/860.

В ней:

  • Q — теплопотери здания или помещения (кВт);
  • V — его объем (м3);
  • Dt — максимальная разность температур в доме и на улице в градусах Цельсия или Кельвина (их абсолютные значения одинаковы, различается лишь точка отсчета);

Подсказка: в качестве внутренней в расчетах используют температуру, соответствующую санитарным нормам — 18-22 градуса. За наружную принимается средняя температура самой холодной пятидневки для вашего города.

Температура самoй холодной пятидневки в некоторых городах РФ

Температура самoй холодной пятидневки в некоторых городах РФ

  • k — коэффициент, определяющийся качеством утепления стен и структурой остекления. Он подбирается по таблице:
Описание и фото строения Значения коэффициента

Отсутствие утепления (стены из досок или листового металла)

Отсутствие утепления (стены из досок или листового металла)

3-4

Стены в кирпич, остекление — одиночное

Стены в кирпич, остекление — одиночное

2-3

Стены в два кирпича, остекление — однокамерные стеклопакеты

Стены в два кирпича, остекление — однокамерные стеклопакеты

1-2

Внешнее утепление фасада по всей его площади, тройные или энергосберегающие стеклопакеты

Внешнее утепление фасада по всей его площади, тройные или энергосберегающие стеклопакеты

0,6-1

Например, дом в Севастополе размером 12х6х6 метров со стенами из известняка толщиной 40 см и двойными стеклопакетами требует для обогрева приблизительно 12*6*6*(20- -15)*1/860=17,6 кВт тепла.

  1. Как узнать тепловую мощность секционного радиатора?

Эти данные всегда есть в технической документации или на сайте производителя отопительного прибора.

Техпаспорт прибора содержит его характеристики

Техпаспорт прибора содержит его характеристики

В среднем тепловой поток для одной секции при разнице температуры между теплоносителем и воздухом в комнате в 70 градусов равен:

  • У чугунного радиатора — 160 ваттам;
  • У биметаллического радиатора — 180 Вт;
  • У алюминиевой батареи — 200 Вт.
Мощность некоторых отопительных приборов

Мощность некоторых отопительных приборов

В автономных системах отопления температура теплоносителя обычно ниже, чем в ЦО; соответственно, меньше и разница температуры между батареей и воздухом, и теплоотдача секции. Например, при нагреве алюминиевой батареи до 55 °С и температуре воздуха 20°С Dt=35 градусам, а тепловой поток от секции составит всего 100 ватт.

Типичная температура теплоносителя в автономной системе отопления

Типичная температура теплоносителя в автономной системе отопления

Заключение

Надеемся, что наш материал поможет уважаемому читателю подобрать оптимальную схему отопления своего жилья. Как всегда, дополнительные материалы вы найдете в прикрепленном видео. Успехов!

Рейтинг
статьи
Добавить
в избранное
Версия
для печати


Комментарии

Извините, комментариев не найдено.

Оставить комментарий

Имя:
E-mail: