Поэтому очень важно для любой отопительной схемы быть эффективной, достаточной для работы при самых низких температурах наружного воздуха и экономной, поскольку данная статья расхода в семейном бюджете стала самой высокой. Все это обеспечивают профессиональная установка и грамотный расчет внутридомовых системы отопления.
Принцип работы радиаторных систем
Система отопления - это специально сооруженные инженерные сети, главной задачей которых считается нагрев жилых и промышленных объектов в осенне-зимний период, при падении температуры наружного воздуха в течение 5 дней ниже + 8 С. При этом в соответствии со СНиП они должны в жилых и нежилых помещениях постоянно обеспечивать внутреннюю температуру воздуха от +16 до +25 С.
Принцип функционирования вышеуказанной системы довольно прост. Теплоноситель из котла с расчетными параметрами, по температурному графику не ниже 95-70 С, по подающей трубе поступает в нагревательный прибор. Благодаря принципу радиационного и конвективного теплообмена теплоноситель передает свое тепло через стенки радиаторов внутреннему воздуху в помещении, при этом остывает и через трубопровод обратного теплоносителя возвращается к источнику нагрева - водяному или паровому котлу, для следующего цикла.
Все системы отопления подразделяются на открытые и закрытые, которые в работе имеют некоторые отличия. Наиболее простой является энергонезависимая открытая система отопления, которая способна отапливать объект даже без использования электроэнергии. Правда возможности у такой системы не велики, она может надежно обеспечить отопления в доме не выше 2-х этажей.
В ней в самой верхней точке дома устанавливается открытый расширительный бак. При первоначальном нагреве воды из холодного состояния, она расширяется в баке, после чего происходит стабилизация внутрисистемного давления среды. После нагрева воды в котле, установленного в нижней точке дома, она начинает двигаться по системе благодаря разности, входящей и выходящей температур.
В системе закрытого типа циркуляция воды выполняется принудительно центробежным насосом, который устанавливается на входе в котлоагрегат. Эта система энергозависима и не способна работать без подачи электроэнергии. Но зато она не имеет ограничений по высотности здания и площади нагрева.
Система укомплектовывается расширительным баком, но совершенно другого типа - закрытого. Он также стабилизирует внутрисистемное давление теплоносителя при нагреве его из холодного состояния, благодаря установленной мембране, которая принимает на себя расширение жидкости.
Эта система более перспективная и способна обеспечить качественной циркуляцией теплоносителя самые разветвленные участки теплосетей и отдаленных потребителей.
Типы радиаторов отопления
На самом деле современный теплотехнический рынок представляет на выбор покупателю множество типов приборов отопления: панельные, литьевые, экструзионные, трубчатые радиационные, конвективные и многие другие. Но самыми популярными являются алюминиевые, чугунные и инновационные биметаллические радиаторы.
Алюминиевые приборы нагрева
Их корпус выполнен из алюминиевых сплавов, не подвергаемых коррозионным процессам, но при этом они не способны выдерживать высокое давление теплоносителя, в связи с чем их устанавливают в низкоэтажном жилом фонде. Срок эксплуатации у них невелик, не более 15 лет. Допустимая температура теплоносителя не может превышать 110 С, а рабочее давление до 6 бар.
Они выпускаются с использованием двух технологий: литья и экструзии. Первые греющие элементы получают методом литья под высоким давлением. Такие радиаторы имеют хорошо развитую поверхность нагрева, благодаря встроенным широкими каналами для теплоносителя. Радиатор состоит из наборных элементов, которые можно увеличивать или заменять.
Вторые получают благодаря использованию более дешевой технологии. Вертикальные детали приборов выдавливают на экструдере из алюминиевого сплава. Коллектор отливают из силумина. Такой радиатор является цельным, не может частями наращиваться или частично заменяться при протечках теплоносителя.
Чугунные приборы нагрева
Одни из первых радиаторов, очень долговечные. В старом жилом фонде можно найти подобные приборы, которые находятся в эксплуатации уже около 100 лет. Официальный срок службы таких радиаторов примерно 50 лет. Они рассчитаны на давление теплоносителя от 9 до 12 бар и температуру 110 С.
Эти радиаторы могут собираться из единичных элементов-секций с мощностью до 160 Вт каждая. Они отличаются простым дизайном и строгими формами, хорошо работают на любом теплоносителе, практически не подвержены коррозии.
К недостаткам можно отнести их большой вес, медленный нагрев и хрупкость, от серьезного удара чугун лопается.
Биметаллические приборы нагрева
Это инновационное оборудование в системах теплоснабжения ЖКХ. Их эффективность объясняется конструкционной разработкой, в которой объединили стальную трубчатую сердцевину и алюминиевую оболочку. Тепловая мощность одного элемента 180 Вт. Как правило, выпускаются с четным числом секций. Обладают высокой прочностью, способны выдержать давление среды до 50 бар и температуру 130 С. Хотя при этом их теплоотдача немного ниже чем у алюминиевых приборов.
Для особых случаев в торговой сети можно найти монолитные биметаллические батареи, способные выдержать давление среды до 100 бар. К основному недостатку такого радиатора относят его высокую цену.
Схемы подключения
Это важный элемент проекта отопления любого объекта. От правильного подключения радиаторов отопления будет зависеть, как будет протекать распределение тепловой энергии в доме. На практике применяют однотрубную или двухтрубную отопительную систему, которые различаются между собой по варианту монтажа подвода теплоносителя: боковой, диагональный или нижний.
Однотрубное подключение
В ней применена последовательная схема подсоединения приборов, которая практически себя уже изжила. В основном она встречается в небольших домах, требует меньше расходов на установку и легкая в монтаже. Последовательность соединения приборов отопления, особенно в домах большой площади создает серьезную проблему, когда последние, по ходу движения теплоносителя, батареи могут быть менее подогретыми или вообще холодными.
Такая схема предполагает применять предварительные основательные расчеты, как трубопроводной системы по гидравлическим потерям, так и всех теплопотерь дома. Кроме того, потребуются установка ограничительных клапанов или шайб, чтобы отрегулировать расход теплоносителя по каждому узлу теплового потребления.
Подключение радиаторов однотрубной системы: подающий трубопровод подключается к первому по ходу среды прибору, а выход теплоносителя подключается к следующему прибору и так образом до конечного.
Двухтрубная схема
Они массово применяется в системах центрального отопления с общим источником теплоснабжения, магистральными и квартальными тепловыми сетями и могут подключать одновременно сотни и тысячи абонентов тепловой энергии. Внутридомовая система также состоит из подающей и обратной трубы, которые группируются по стоякам.
При большой длине расположения абонентов от котельных, система может не прогревать конечных потребителей или отдельные стояки в здании. Поэтому сегодня в новых домах применяют более усовершенствованную схему. С общей подачей и обраткой и поквартирными контурами отопления. Это энергоэффективная схема, позволяет вести более тонкую поквартирную настройку тепловой энергии и раздельный учет тепловой энергии у абонентов.
Боковое подключение
Эта схема имеет ограничение по монтажу секций не более 12 единиц, с общей длиной прибора не более 1 м. Это вызвано тем, что гидравлически она не сможет обеспечить более мощную батарею.
Схема одностороннего бокового подключения: подачу подключают к верхнему патрубку батареи, а обратный - к нижнему. При этом обеспечивается одностороннее подключение подачи и обратки к прибору нагрева, что создает энергетическую эффективность системы.
Диагональное подключение радиаторов
Это самый эффективный вариант подключения внутриквартирных систем отопления по теплоотдаче. Именно этот метод может обеспечить равномерное распределение тепловой энергии, при протяженных и разветвленных внутридомовых системах. Он допускает устанавливать радиаторы с количеством секций более 12 единиц и способен по максимуму выжать теплоотдачу из прибора нагрева.
В этой схеме подача подключается к верхнему патрубку, а обратка к нижнему, расположенному с противоположной стороны. Монтажный персонал считает недостатком данной схемы - неудобный монтаж, а пользователи услуг - непривлекательный внешний вид.
Монтаж радиаторов отопления с нижним подключением
Это подключение в принципе, можно отнести к схемам одностороннего монтажа, которое не допускает смену точек расположения подачи и обратки. Нижнее подключение радиатора отопления к двухтрубной системе используют во вновь вводимых в эксплуатацию домах.
Вначале создают распределительный контур, затем от него подводится подача и обратка для каждого прибора от распределительного коллектора, размещенного в общем коридоре.
Как выбрать схему подвязки
По новым строительным нормам и правилам, выбор внутридомовой схемы отопления начинается с проекта теплоснабжения, который имеет несколько разделов. Самыми важными для качества теплоснабжения считаются гидравлический и тепловой. Первый отвечает за то, что система будет преодолевать все внутренние гидравлические потери теплоносителя, чтобы в конечной точке системы было создано минимально необходимое давление среды, обеспечивающее эффективную циркуляцию среды. По реальным гидропотерям, с помощью технико-экономического сравнения выбирается наиболее подходящая схема подвязки
Второй расчет определяет все возможные теплопотери системы,на базе которых определяют количество и тепловую мощность радиаторов в каждой точки теплоразбора.
Такие расчеты не специалисту выполнить сложно. Качественно это могут сделать только специализированные проектные организации с применением специального программного комплекса и с учетом таких параметров:
- климатические характеристики места расположения объекта;
- геодезические данные местности;
- гидравлические сопротивления;
- площадь нагрева;
- санитарная норма внутренней температуры наружного воздуха, установленная для определенных типов помещения.
Правила подключения радиаторов отопления
Стандарты установки радиаторов отопления очень строгие, они определяются СНиП. Это необходимо, чтобы, в конечном итоге, внутридомовая система была безопасной и сбалансированной, а конечный потребитель при самой низкой температуре наружного воздуха получал расчетное количество тепловой энергии.
Общие требования СНИП для всех видов отопительных приборов:
- приборы располагают на одной высоте;
- отопительные секции должны быть открытыми, чтобы повысить скорость и качество теплообмена;
- обеспечить симметричность установки по центральной части окна или стены.
Установка чугунных радиаторов отопления
Установка чугунных радиаторов имеет свои особенности, связанные с повышенным весом нагревательных элементов и уровнем теплопередачи.
Правила установки чугунного радиатора:
- радиатор должен располагать по ширине не менее 75% от размера оконного проема;
- допустимые расстояния: расстояние от пола радиаторов отопления при установке - 6 см, до подоконника - 5 см, а от стеновой конструкции не менее 25 мм;
- рекомендованный тип установки - настенный, для чего применяются чугунные кронштейны и крепления штыревого типа до 30 см, для тяжеловесных конструкций.
Очень ответственным этапом при монтаже таких батарей является проверка качества монтажа каждой секций и выполнение регулировки ниппеля. После завершения этих этапов, все секции соединяют в целостную конструкцию и подвергают опрессовки, чтобы убедится в ее плотности и качестве соединений.
Если на конструкции в местах соединений секций течь отсутствует, в этом случае приступают к подключению радиатора к внутридомовой отопительной трубной системе, по схеме в соответствии с проектным решением. На заключительном этапе на них монтируют кран Маевского.
Установка алюминиевых радиаторов
Установку алюминиевых отопителей, так же, как и любых других аналогичных видов, выполняют в летний период, когда домовая отопительная система отключена от источника нагрева и можно слить из нее теплоноситель.
Согласно СНИП допускается установка алюминиевого радиатора по таким предельным расстояниям:
- дистанция до подоконника -10 см;
- дистанция до пола - 10 см;
- промежуток до стены - 5 см.
При выдерживании допустимых зазоров к ограничительным поверхностям, можно обеспечить эффективную циркуляцию нагреваемого воздуха.
Основные этапы монтажа алюминиевых приборов нагрева:
- вкручивают конструкционные заглушки и пробки;
- устанавливают терморегуляторы с запорной арматурой на входе и выходе;
- диагностируют ниппеля и устанавливают воздушные клапаны.
Как правило, производитель радиаторов прилагает схему обвязки его запорно-регулирующей арматурой и приборами безопасности. При сборке алюминиевых приборов нагрева эта схема должна соблюдаться в точности, чтобы обеспечить надежную циркуляцию и качественный теплосъем с прибора нагрева.
Установка биометрических радиаторов отопления
В общем схемы подключения биметаллических приборов нагрева не отличаются от стандартных вариантов установки иных типов батарей. Но есть особенности, вызванные тем что работа таких устройств может протекать при повышенном давлении и температуре теплоносителя.
Поэтому для безопасного подключения таких приборов необходимо выполнить:
- Установку запорных кранов, отсекающих радиатор и по подаче, и по обратке, для аварийного отключения прибора. В качестве отсекающей арматуры можно использовать шаровые краны.
- Обязательную установку воздухоотводчиков. Они позволяют выпускать воздух из сети. Кроме того, в тот момент, когда внутренняя жидкость вступает в контакт с материалом радиатора, протекают химические реакции с образованием газов. В случае отсутствия воздухоотводчиков во внутренней области радиатора создается высокое давление, способное привести к разрыву конструкции. Нередко воздушные пробки становятся основной причиной нарушения циркуляции теплоносителя и недогрева внутреннего воздуха в помещении.
- Обязательное условие при монтаже радиаторов отопления в частном доме - обеспечить строгую горизонтальность. Единственно что допускается - это незначительный подъем батареи в точке установки воздухоотводчика.
За продолжительный период применения радиаторных систем в отечественных системах отопления, превышающего 100 летнюю историю, они показали свою высокую надежность, тепловую эффективность и гидравлическую способность обеспечить нужный санитарный режим в помещении. К их преимуществам можно отнести удобство и простоту эксплуатации, высокий коэффициент теплоотдачи и практическую бесшумную работу.
Современные эффективные радиаторы позволяют существенно сэкономить на услугах отопления. Собственно, по этой причине, при установке таких отопительных комплексов требуется сделать профессиональный выбор не только труб и отопительных приборов, но и лучшей схемы обвязки их с внутридомовыми трубопроводами.
