Современные отопительные приборы и их показатели

В статье рассмотрены показатели современных отопительных приборов, устанавливаемых в зданиях различного назначения. На основе анализа характеристик существующих в настоящее время отопительных приборов, а также статистической обработки информации получены данные о том, что значения показателя n могут варьироваться в более широких пределах, чем считалось ранее.

Осредненное значение n = 0,25, заложенное в методику расчета температурного графика тепловой сети, в современных условиях далеко не всегда оправдано, и может в итоге привести к ошибкам в регулировании тепловой нагрузки потребителя. При использовании ошибочного показателя n максимальное отклонение от необходимого температурного графика для территории РФ может составлять 11,5 °C, а в среднем — 6,5 °C.

При качественном режиме регулирования тепловой сети для построения температурного графика необходимо учитывать эмпирический показатель, зависящий от типа отопительного прибора и схемы его подключения, то есть n [1]. При этом температуру теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети t1 [°C] при произвольной температуре наружного воздуха определяют по следующей формуле [4]:

здесь t_в — расчетная температура воздуха в помещениях, °C; t_н — произвольная температура наружного воздуха, °C; t_н.о — расчетная температура для проектирования отопления, °C; t_1o — температура воды в подающей магистрали сети при tн.о, °C; t_пр.о — средняя температура воды в отопительном приборе [°C]:

где t_см.о и t_2o — температура воды в абонентской установке и в обратной магистрали системы теплоснабжения при расчетных параметрах системы отопления, °C; n — эмпирический показатель, зависящий от типа отопительного прибора и схемы его подключения. На протяжении многих лет n рекомендовалось принимать равным 0,25 [1, 4].

Выбор обосновывался более ранними экспериментальными исследованиями отечественных специалистов существующих в то время отопительных приборов [5] и не вызывал сомнения в объективности. Тем не менее, данная величина n определяет характеристики отопительных приборов почти вековой давности. За последние десятилетия номенклатура отопительных приборов значительно увеличилась, старые приборы прошли модернизацию, появились новые типы, изменились технологии изготовления, что должно было сказаться на их характеристиках.

В многоквартирных домах и офисах в рамках проведения энергосберегающих мероприятий осуществляется замена отопительных приборов на современные энергоэффективные [9]. Согласно данным [3], минимальное значение показателя n равно 0,14 (для конвектора отопительного типа, например, «Прогресс-20к»), а максимальное составляет 0,35 (для конвекторов с кожухом типа «Комфорт-20» и «Ритм»), то есть 0,14 ≤ n ≤ 0,35.

По другим источникам 0,17 ≤ n ≤ 0,33. В работе [2] представлены расчеты для n = 0,32, 0,14 ≤ n ≤ 0,35 со ссылкой на источник [5]. В настоящее время, ввиду крайне большого числа изготовителей отопительных приборов, нет единого справочника, содержащего данные по экспериментальному показателю n. С целью установления диапазона изменения параметра n были проанализированы данные современных рекомендаций по применению различных типов отопительных приборов, используемых в настоящее время (например, [10]). Рассмотрены данные более 40 групп отопительных приборов различных производителей, присутствующих на российском рынке.

Причем каждая группа включает в себя несколько серий с рядом модификаций, типоразмеров и т.д. Представляем лишь фрагмент выполненной работы (табл. 1). Следует отметить, что доля использования в многоквартирных домах конвекторов с принудительной циркуляцией воздуха и встраиваемых в пол ничтожно мала. Однако у конвекторов «Бриз-Б» при работающем вентиляторе n = 0,12. Из табл. 1 и с учетом вышесказанного следует, что для современных отопительных приборов показатель n варьируется в пределах 0,12–0,5.

Исключив из интервала конвекторы с принудительной циркуляцией и встраиваемыми в конструкцию пола, можно видеть, что величина показателя n будет находиться в пределах 0,25–0,35. При анализе данных фиксировались возможные значения показателя n для каждой группы, типа и т.д., количество групп и число повторений значения n. Анализ проводился отдельно по радиаторам и конвекторам в зависимости от материала прибора.

В процессе анализа стальных радиаторов было выявлено, что преобладающим значением показателя n является 0,27 и 0,3, в процентном соотношении 23,7 % и 22,9 %, соответственно. Приборы с показателями 0,34 и 0,35 составляют 0,3 % и 2,7 %, соответственно. Круговая диаграмма, представленная на рис. 1, иллюстрирует вышесказанное. На рис. 2 представлена диаграмма, отображающая количество категорий стальных радиаторов, в которых встречается фиксированный показатель n в процентном отношении от общего рассмотренного количества категорий.

Из рис. 2 следует, что стальные радиаторы со значением n = 0,3 встречается в 94,7 % всех рассмотренных категорий, а со значением n = 0,34 в 5,3 %, n = 0,26; 0,29 и 0,35 — в 15,8 %. Анализируя данные рис. 1 и 2, можно сделать вывод о незначительном количестве радиаторов с показателем n = 0,34 и 0,35. В итоге, для стальных радиаторов в основном значение n лежит в интервале 0,25 ≤ n ≤ 0,33, а преобладающие величины n — 0,27 и 0,3.

По рассмотренной схеме были проанализированы и другие типы отопительных приборов и определены обобщенные результаты по показателю n (табл. 2) [8]. Проведенный анализ современных отопительных приборов показал, что значение коэффициента n может находиться в пределах от 0,12 до 0,5 (ранее считалось от 0,14 до 0,35), а преобладающим является значение n = 0,3. Это означает увеличение диапазона варьирования показателя n по сравнению с заложенными в методиках проектирования.

Использование осредненного значения 0,25 в современных условиях вряд ли можно назвать оправданным. Использование значения n = 0,25 может привести к ошибкам в графике регулирования тепловой нагрузки потребителя, что может способствовать как «перетопам», так и «недотопам» [7].