Отопительные приборы играют ключевую роль в обеспечении тепла и комфорта в городской квартире, частном доме или офисе. От их теплотехнических свойств, надёжности, безопасности и эстетичности зависит не только тепло, уют и спокойный сон владельца. С развитием льготных ипотечных программ для жителей Дальнего Востока многие якутяне решили построить собственные частные дома. Это предполагает личную ответственность за выбор технических средств жизнеобеспечения, включая систему отопления и отопительные устройства. Цель данной обзорной статьи — предоставить базовую информацию о видах, конструкции, характеристиках и свойствах радиаторов отопления, чтобы предотвратить критические ошибки при их выборе.

Республика Саха (Якутия), расположенная на северо-востоке России, является самым холодным обитаемым регионом мира с экстремально суровыми климатическими условиями. Климат здесь резко континентальный, отличается продолжительным зимним и коротким летним периодами. Максимальная амплитуда средних температур самого холодного месяца (января) и самого тёплого (июля) составляет 70–75°C. По абсолютной величине минимальной температуры (до −70°C) и по суммарной продолжительности периода с отрицательной температурой (от 6,5 до девяти месяцев в году) Республика Саха не имеет аналогов в Северном полушарии. В посёлке Оймякон в 1924 году была зафиксирована рекордная минимальная температура −71,2°C. Продолжительность отопительного сезона для жилых зданий в некоторых населённых пунктах Якутии может достигать 318 дней в году. В таких условиях отопительные системы зданий и их компоненты играют важнейшую роль в обеспечении жизнедеятельности проживающих в них людей.

Если в Якутии происходят сбои в подаче электроэнергии или отключаются газовые или другие котлы, целостность системы отопления зависит как от действий специалистов, так и прежде всего от температуры замерзания теплоносителя. Если в системе отопления используется вода, при замерзании она создаст протечки в слабых местах системы. В некоторых частных домах также может быть установлено центральное отопление, что накладывает определённые ограничения на установку отопительных устройств.

Благодаря сухому климату в Якутии металлические конструкции и автомобили долго не ржавеют. Однако в помещениях воздух становится менее влажным из-за отопительных приборов, что может негативно сказаться на здоровье человека. Обогреватели конвективного типа могут поднимать пыль с напольного покрытия.

Системы отопления, используемые в Якутии, можно разделить на два типа: автономные и централизованные. Автономные системы позволяют собственнику дома определять качество и тип теплоносителя, а также регулировать температуру и тепловую мощность. Однако они характеризуются невысоким рабочим давлением и требуют от владельца самостоятельного технического обслуживания.


Якутск с его резко континентальным климатом — один из самых контрастных по температур- ному режиму городов мира (годовая амплитуда температур здесь составляет 102,8 °C)

Централизованные системы используются в многоквартирных домах и требуют регулярного обслуживания со стороны коммунальных служб. Данные системы, как правило, характеризует невысокое качество теплоносителя, централизованное регулирование температуры теплоносителя, высокое рабочее давление, однако они не требует внимания и обслуживания со стороны потребителей. Используются в многоквартирных домах, промышленных объектах и т. д.

Как видно, у этих двух вариантов имеются значительные отличия в условиях эксплуатации отопительного оборудования и, соответственно, в технических требованиях к нему. При этом, если в случае автономного отопления потребитель почти полностью определяет выбор оборудования, конфигурацию системы отопления и режимов её работы, то в случае центрального отопления выбор элементов системы и возможности регулировки её режимов сводятся к радиаторам.

При выборе отопительных устройств необходимо учитывать факторы:

  • их точные теплотехнические характеристики, тепловую мощность (подразумевается способность передачи тепла окружению, и, поскольку обычно производитель приводит эквивалент мощности на 1 м² отапливаемой площади, для Якутии эту величину необходимо принимать с определённым запасом — в зависимости от теплозащитных свойств ограждающих и светопрозрачных конструкций и климатических условий района эксплуатации);
  • вид системы отопления и теплоносителя (центральная или автономная системы, теплоноситель — вода или этилен/пропиленгликолевые растворы);
  • надёжность и безопасность конструкции обогревателя для условий эксплуатации, материал изготовления;
  • геометрические размеры обогревательного устройства, расположение точек подключения радиатора к системе отопления (от правильной установки отопительного прибора с учётом рекомендуемых расстояний от пола, стен, окон в местах монтажа во многом зависит эффективность его работы);
  • эстетический фактор — внешний вид, форма, дизайн, поскольку в современном жилом или общественном помещении немаловажная роль отводится эстетике внутреннего пространства, и здесь большую свободу дают трубчатые радиаторы российского, немецкого и швейцарского производства;
  • стоимость и экономическая целесообразность.

Теплотехнические характеристики отопительных приборов (радиаторов) необходимо рассматривать, учитывая три составляющие теплообмена:

  • прямая теплопроводность (например, при непосредственном, прямом контакте с нагревателем);
  • тепловое излучение (передача тепла окружающим объектам посредством излучения в инфракрасном диапазоне);
  • конвективный теплообмен (циркуляция нагретого радиатором воздуха, постепенно отдающего тепло прочим объектам в помещении и при этом медленно остывающего).

Отопительные радиаторы, в зависимости от их конструкции и использованных материалов, можно разделить на пять следующих категорий:

1. Алюминиевые радиаторы — представлены в секционном варианте, имеют меньшую теплоёмкость и бóльшую теплопроводность, что обеспечивает быструю передачу тепла в окружающую среду. Они подходят для автономной системы отопления без циркуляционных насосов и имеют мощность до 190 Вт на секцию. Однако они имеют ограничения по кислотности теплоносителя (его водородной показатель должен выдерживаться в диапазоне 7,0–8,5 pH) и являются одними из самых бюджетных вариантов.

2. Биметаллические радиаторы — внутри них находится стальной трубопровод, по которому циркулирует теплоноситель, что позволяет им выдерживать более высокое рабочее давление и уменьшает вероятность разрушения при возможном замерзании теплоносителя. Они подходят для обоих типов систем отопления и имеют мощность одной секции около 160 Вт. Для сохранения надлежащего состояния резиновых уплотнителей между секциями лучше использовать теплоносители на основе пропиленгликоля или воду.

3. Стальные панельные радиаторы — подходят для автономного отопления и имеют наибольшую теплоотдачу из всей группы. Они могут быть разной длины, ширины и высоты и являются самыми дешёвыми. Однако в автономных системах отопления их можно использовать только при наличии циркуляционного насоса, так как площади сечения для прохода теплоносителя в них минимальны.

4. Радиаторы трубчатого типа — в отличие от предыдущих типов, они обеспечивают равномерную теплоотдачу (преимущественно лучевого типа) по всему помещению и подходят для автономного и центрального отопления. Они легче моются и имеют более привлекательный дизайн.

5. Чугунные радиаторы — имеют большую лучевую составляющую теплоотдачи и наибольшую теплоёмкость, поэтому обладают значительной тепловой инерционностью. Они имеют наибольшую массу и существенно ограниченные возможности по дизайну внешнего вида.

Преимущества и недостатки радиаторов отопления представлены в табл. 1.

Рассмотрим в качестве примера биметаллический радиатор на восемь секций. Этот отопительный прибор имеет межосевое расстояние 500 мм. Его высота составляет 591 мм, а теплоотдача при ∆t = 70°C равна 1512 Вт (рис. 1).


Рис.1.Биметаллический радиатор с меж- осевым расстоянием 500 мм на восемь секций

Межосевое расстояние у секционных радиаторов может широко варьироваться от 200 мм до стандартного значения в 500 мм. Ширина одной секции составляет 8 см. У разных производителей ширина может немного отличаться, как и мощность теплоотдачи одной секции.

Данный радиатор с нижним подключением (VDR80) имеет встроенный вентиль. Радиаторы с боковым подключением должны быть дополнительно оснащены присоединительным набором, который включает в себя кран Маевского (для удаления воздуха из системы) и четыре пробки выбранного диаметра (½″ или ¾″), а также заглушку. Пример из жизни: при замерзании воды в биметаллическом радиаторе выбило кран Маевского и заглушку, однако сам радиатор остался целым. Если бы на его месте был алюминиевый радиатор, он мог бы лопнуть по секциям или в других слабых местах.

Рассмотрим маркировку панельного радиатора — VC22–500–800. Буквы VC (Valve Compact) означают «нижнее подключение», в то время как одна буква C (Compact) указывала бы на «боковое подключение» (причём без термостатической вентильной вставки). Первая цифра обозначает количество стенок радиатора, в данном случае их две. Вторая цифра указывает на количество пластин между боковинами — также две. Следующая цифра (500) обозначает высоту в миллиметрах, а последняя цифра (800) определяет длину прибора в миллиметрах. Конечно, в зависимости от размеров помещения и возможности установки можно выбрать панельные радиаторы различных размеров.

Трубчатые радиаторы подходят как для автономных, так и для централизованных систем отопления. На рынке представлены множество производителей из разных стран, включая Германию, Россию, Швейцарию и Италию. Эти радиаторы отличаются не только функциональностью, но и эстетическим видом, в том числе возможностью окраски в любой цвет по палитре RAL (рис. 2). Этот факт играет важную роль для успешного маркетинга — дизайн всегда имеет большое значение.


Рис. 2. Вертикальные трубчатые радиаторы отопления с нижним подключением

В зависимости от производителя трубчатые радиаторы могут иметь разную толщину стенки трубы. Тепло передаётся в основном излучением, и все предметы интерьера равномерно нагреваются, что благоприятно влияет на комфорт и здоровье людей, находящихся в помещении.

Трубчатые отопительные устройства выглядят стильно и могут вписаться в любой интерьер. Они имеют высокую теплоотдачу и легки в установке. Трубчатые радиаторы изготавливаются с помощью лазерной сварки, что сводит к минимуму количество брака. С внутренней стороны имеется кислородное покрытие для предотвращения образования коррозии. Единственный недостаток — цена. Однако они могут решать сложные задачи по теплоотдаче, например, когда необходимо установить отопительный прибор в колонну или нагреть панорамное остекление. В Республике Саха (Якутия) всё чаще строятся дома в стиле «барнхаус» и «фахверк» с панорамным витражным остеклением, которые необходимо обогревать во избежание появления конденсата.

Подключение радиатора к системе отопления

В зависимости от расположения точек подключения к системе отопления радиаторы могут быть подключены двумя основными способами: с боковым и нижним подключением. Боковое подключение подразделяется на несколько типов:

  • подача сверху справа, «обратка» снизу справа (зеркальное расположение по вертикали);
  • подача сверху справа, «обратка» снизу слева (диагональное подключение — этот тип является наиболее эффективным и часто применяемым);
  • подача снизу слева, «обратка» снизу справа (при таком подключении мощность теплоотдачи снижается на 12%);
  • подача сверху справа и «обратка» сверху слева (такое соединение не рекомендуется, поскольку мощность теплоотдачи сильно падает из-за застаивания теплоносителя в нижней части радиатора).

Нижнее подключение может быть выполнено двумя способами:

1. Подключение с помощью узла нижнего подключения Н-образным мультифлексом. Этот узел может быть установлен в нижней части слева, по центру или справа, в зависимости от типа отопительного прибора. Расстояние между подачей и «обраткой» составляет 50 мм.

2. Также возможно соединение с помощью раздельного узла нижнего подключения. Примером может служить биметаллический радиатор с нижним подключением стандартной высоты.

Типы подключения радиаторов также различаются по диаметру соединений: ¾″ и ½″. Чем больше диаметр соединения, тем больше пропускная способность теплоносителя. Для алюминиевых и биметаллических радиаторов можно выбрать стандартный набор для подключения, который включает в себя две соединительные пробки, заглушку и кран Маевского для удаления воздуха из системы.

Для подключения радиатора к системе отопления используются различные шаровые краны, вентили, соединения типа «американка», термостатические наборы разного диаметра, угловые или прямые.

Соединение типа «американка» — это способ подключения, который позволяет легко и безопасно отсоединить радиатор от системы отопления, не повредив его, так как одна часть вентиля остаётся в радиаторе, а другая — в трубке подачи.

Термоголовка может быть установлена вместо встроенного вентиля или в наборе подключения к радиатору вместо запорного вентиля (крана). Принцип работы термоголовки основан на регулировании подачи теплоносителя в зависимости от температур окружающей среды или теплоносителя. Эта функция актуальна в начале и конце отопительного сезона для центральных систем отопления, когда температура теплоносителя составляет 90°C, а температура в помещении — 25°C.

Установка радиатора

Секционные и панельные обогреватели рекомендуется устанавливать на расстоянии не менее 150 мм от пола и не менее 50 мм от подоконника. Подоконник не должен полностью перекрывать отопительный прибор.

Требования к трубчатым радиаторам аналогичны требованиям к стандартным устройствам отопления. Они должны располагаться на расстоянии 100 мм от пола для обеспечения конвективной составляющей теплопереноса.

Отопительный прибор должен быть установлен строго вертикально в двух плоскостях. Так как эти радиаторы вешаются на стене, набор креплений может компенсировать небольшой наклон от стены.

Трубчатые отопительные устройства в цвете «Технолак», покрытые лаком без грунтового слоя, не должны устанавливаться во влажных помещениях, чтобы избежать возможной коррозии из-за отсутствия грунтового слоя.

Заключение

При выборе приборов отопления эстетика и внешний вид, конечно, важны, но прежде всего нужно исходить из инженерного теплового расчёта помещения.

Ведь радиаторы — это прежде всего отопительные устройства. Современные трубчатые стальные радиаторы обеспечивают наилучшее сочетание эстетических и теплотехнических параметров.

Для частного дома можно выбрать любой радиатор, рассчитанный по мощности для данного помещения. Главное, чтобы он внешне вам нравился и подходил под ваш бюджет. Идеальным решением является установка на видных местах трубчатых радиаторов. В технических помещениях частного дома лучше использовать панельные обогреватели, рассчитанные по мощности, ввиду их дешевизны.

Для самотёчной (гравитационной) системы не подойдут панельные радиаторы, так как диаметр сечения прохода для теплоносителя в них очень мал, и отопительный прибор не будет прогреваться полностью. Для таких систем лучше использовать алюминиевые и стальные трубчатые радиаторы. Однако для алюминиевых радиаторов есть ограничение по кислотности теплоносителя — 7,0–8,5 pH.

В качестве теплоносителя для секционных отопительных устройств и в системах с автономным отоплением лучше использовать жидкости на основе пропиленгликоля или воду. Пропиленгликоль не разъедает резиновые уплотнители в котлах и между секциями в отопительных приборах, поэтому он является идеальным выбором.

Для многоквартирных домов с центральным отоплением не подойдут панельные и алюминиевые радиаторы ввиду их невысокого рабочего давления. Биметаллические радиаторы, а также трубчатые стальные подходят для многоэтажного дома по всем параметрам.

Чем выше отопительное устройство конвекционного типа (алюминиевые, биметаллические, панельные радиаторы), тем лучше теплоотдача, так как воздух успевает прогреться во время прохождения через прибор.