О конвекторах – в деталях
Опубликовано: 21 августа 2009 г.
505
Понятие «конвектор» объединяет и один из наиболее привычных для нас отопительных приборов, долгие годы согревавший и продолжающий согревать жителей нашей страны, стран СНГ (дома и на работе, в различного рода общественных местах), и элементы суперсовременных климатических систем.
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
Конвектор – отопительный прибор, отдающий теплоту преимущественно за счет свободной конвекции. Его главная часть – трубчато-ребристый нагревательный элемент, который может быть стальным, медным, алюминиевым, комбинированным (биметаллическим) и даже чугунным.
Стальные конвекторы – один из традиционных для нашей страны видов отопительных приборов. Так, в свое время среди наиболее широко распространенных моделей были конвекторы типа «Аккорд», которые выпускаются и сегодня. Они состоят из двух расположенных одна над другой электросварных труб (в случае концевых моделей речь идет об одной изогнутой трубе – «калаче») диаметром 20 мм с насаженными на них с шагом 40 мм П-образными элементами из стали толщиной 0,8 мм. Контакт пластин с трубами обеспечивается дорнованием – расширением диаметра труб после сборки. Такие конвекторы могут иметь также двухрядную по глубине и двухъярусную по высоте компоновку, размещаются на стене и не оборудуются кожухом.
Другой вид стальных конвекторов – конвекторы с кожухом (известные отечественные модели – «Комфорт», «Универсал», «Ритм»). Они бывают настенными и напольными. У первых кожух образуется боковыми стенками, верхней воздуховыпускной решеткой и фронтальной панелью. Как правило, тыльную панель заменяет стена, к которой крепится прибор. Напольные конвекторы оснащены кожухами коробчатого типа. Кожух конвектора играет не только декоративную роль, но и способствует повышению теплоотдачи прибора благодаря формированию воздушного потока, обтекающего нагревательный элемент, и приданию ему определенной скорости. Некоторые модели оснащаются воздушным клапаном-заслонкой, позволяющим пользователю регулировать поток нагреваемого воздуха и, соответственно, теплоотдачу прибора.
Номенклатура отечественных конвекторов с кожухом включает модели малой (94 мм) и средней (156 мм) глубины. В первом случае трубчато-ластинчатый нагревательный элемент состоит из стальных пластин размером (глубина × высота) 90×130, во втором – 150×75 мм; толщина – 0,5 мм. Пластины насаживают на две электросварных трубы диаметром 26 мм с толщиной стенки 2,5 мм. Межосевое расстояние – 80 мм. Пластины насаживаются с шагом 6 мм. Их контакт с несущими трубами обеспечивается дорнованием последних на 0,3–0,5 мм. Обычно конвекторы средней глубины оборудуют двумя нагревательными элементами, расположенными один над другим; несущие трубы каждого элемента находятся относительно друг друга в горизонтальной плоскости. Их обвязка выполняется «калачами». Конвекторы малой глубины имеют один нагревательный элемент с расположением несущих труб одна над другой.
Выпускаются такие приборы в концевом и проходном исполнениях, для левои правостороннего подключения, подвода теплоносителя по схеме «сверху вниз» и «снизу вверх», различной длины и теплоотдачи. Малый номенклатурный шаг (для моделей московского ОАО «Сантехпром», например, он составляет в среднем 0,128 кВт) позволяет проектировщику подобрать отопительный прибор с высокой точностью, обеспечивая комфортные условия в помещениях, и свести к минимуму перерасход конвекторов.
При достаточно невысокой стоимости отопительные приборы этого вида достойно смотрятся среди других вариантов, предлагаемых современным рынком. Их производители работают над улучшением внешнего вида приборов, применяя, в частности, современные технологии покраски, внося изменения в дизайн кожуха.
В качестве примера реализации такого подхода можно привести модель «Сантехпром Авто». Прибор оснащен встроенным термостатическим клапаном, тип которого зависит от того, в какой системе он будет работать – одно- или двухтрубной. В модели, предназначенные для однотрубных систем отопления, встроен байпас (замыкающий участок), обеспечивающий расчетный коэффициент затекания теплоносителя в конвектор. Для двухтрубных систем отопления предлагаются конвекторы, термостатический клапан которых обладает механизмом гидравлической настройки и оснащен воздуховыпускным клапаном. Кожух конвекторов имеет травмобезопасный (без острых углов) дизайн, эстетичную конструкцию воздуховыпускной решетки и двухслойное покрытие белого цвета (покраска осуществляется порошковыми эмалями в электростатическом поле). Кожух легко снимается для периодической очистки нагревательного элемента от пыли. В продажу прибор поступает с хорошо зафиксированными в транспортное положение элементами, уложенный в картонную коробку, перетянутую упаковочной лентой.
Традиционная отечественная номенклатура напольных (их также называют островными) стальных конвекторов включает низкие и высокие модели. К приборам второго типа относятся, в частности, модели КВ, предназначенные для отопления помещений большого объема – лестничных пролетов, холлов и др. В нем установлены три нагревательных элемента – таких же, как для настенных конвекторов средней глубины (размер пластин – 150×75 мм), расположенных под углом к горизонтальной поверхности (на ребре) и соединенных между собой «калачами». Высота таких конвекторов – 600, 900 и 1200 мм, мощность – 4,6; 5,5; 6,0 кВт соответственно. Длина оребренной части нагревательного элемента – 1200 мм. Фронтальные панели прибора – сборные; их нижняя, находящаяся на уровне нагревательных элементов часть крепится с помощью защелок, что позволяет производить очистку прибора от пыли. Конструкция конвекторов КВ позволяет устанавливать в ряд два прибора.
Низкие напольные конвекторы предназначены для создания так называемого теплового экрана вдоль наружных ограждений здания со значительными тепловыми потерями. Они состоят из трубчато-пластинчатого нагревательного элемента и прочного стального кожуха на ножках. Выпускаются проходные и концевые модели длиной до 1500 мм, которые можно собирать последовательно по несколько штук. Так же как настенные, напольные конвекторы оснащают в некоторых случаях воздушным клапаном для регулирования теплового потока.
Достоинства стальных конвекторов – простота изготовления, монтажа, малая, по сравнению с радиаторами, металлоемкость, неприхотливость в эксплуатации. Срок их службы обуславливается толщиной стенки трубы нагревательного элемента, то есть в общем случае равен сроку службы труб системы отопления. Как правило, стальные конвекторы рассчитаны на работу при температуре теплоносителя до 120–150 °С и рабочем давлении 1,0 (испытательное – 1,6) МПа. Наличие кожуха гарантирует защиту пользователя от ожогов и комфортные климатические условия в отапливаемом помещении даже при высокой температуре теплоносителя. Низкая инерционность конвекторов отвечает требованиям регулируемых систем отопления.
Наличие развитого оребрения и небольшое количество труб, в которых вода движется с достаточно высокой скоростью, сводят к минимуму опасность замерзания теплоносителя в приборах такого типа.
Говоря об отечественных моделях конвекторов, централизованно разработанных во времена плановой экономики, следует упомянуть и биметаллические
приборы «Север», ЛАК и «Коралл».
Конструкция первого из названных конвекторов аналогична конструкции настенных конвекторов без кожуха «Аккорд», но П-образные элементы оребрения отштампованы в данном случае из дюралюминиевого листа толщиной 1 мм. Такие приборы намного легче своих стальных аналогов. Предполагалось, что их применение в отдаленных районах страны сократит транспортные расходы. Номенклатурный ряд этих конвекторов включает 18 типоразмеров в концевом и проходном исполнениях с длиной оребрения от 220 до 1580 мм и номинальным тепловым потоком от 0,319 до 2,1 кВт (средний шаг – 0,102 кВт).
Конструкция конвекторов «Коралл» и ЛАК включает стальные трубы условным диаметром 20 мм и ребристую теплоотдающую поверхность, выполненную методом литья под давлением из алюминиевого сплава. Качественный контакт между трубами и оребрением обеспечивается в процессе отливки ребер.
Основа модели «Коралл» («конвектор оребренный алюминиевый литой») – однотрубный ребристый модуль (средняя теплоотдача – 0,8 кВт/м). В заводских условиях из модулей компонуются различной длины, двухъярусные по высоте, одно- и двухрядные по глубине приборы в концевом и проходном исполнениях, предназначенные для настенной и напольной установки.
Прибор ЛАК («литой алюминиевый конвектор») состоит из двухтрубных модулей проходного и концевого (с приварным или цельным и контактирующим с оребрением «калачом») исполнения. Высота модулей – 500 и 350 мм (монтажная высота – 220 и 180 мм соответственно), глубина – 80 мм. В зависимости от типоразмера, длина конвектора составляет от 322 до 1466 мм. Средняя теплоотдача – 1,3 (для конвектора высотой 500 мм) 0,9 (350 мм) кВт/м.
Чтобы читателям было удобнее ориентироваться в номенклатуре отечественных стальных и биметаллических конвекторов, приводим официально принятые обозначения их типов (табл.).
.jpg)
Согласно ГОСТ 20849-94 «Конвекторы отопительные. Технические условия», полное условное обозначение прибора должно включать слово «Конвектор», название его марки (если оно имеется), обозначение типа (согласно табл.), значение условного прохода соединительной трубы в миллиметрах, номинальный тепловой поток в киловаттах, информацию об исполнении (К – концевой, П – проходной) и числе рядов многорядных конвекторов (2В – двухъярусное по высоте, 2Г – двухрядное по глубине), а также наименование нормативно-технического документа, в соответствие с которым изготовлен прибор.
Так, по обозначению «Конвектор «Коралл» КПС 20-1,026 К 2Г ГОСТ 20849-94» можно определить, что речь идет о конвекторе без кожуха напольного размещения с названием «Коралл», условным проходом соединительной трубы 20 мм, номинальным тепловым потоком 1,026 кВт, концевого исполнения, двухрядным по глубине.
Еще один вид традиционных для нашей страны отопительных приборов конвективного типа – чугунные. В качестве примера рассмотрим конвекторы «Куса-3», выпускаемые в настоящее время Кусинским литейно-машиностроительным заводом (Челябинская обл.). Они собираются из секций (стандартное число – 2, 4, 6, 9) и могут быть одно- и многоярусными. Пластины оребрения имеют овальную, вытянутую по вертикали форму. Номинальный тепловой поток одной секции – 0,2 кВт, размеры (длина × высота × ширина) – 288×200×75 мм, масса – порядка 10 кг. Приборы рассчитаны на работу в системах отопления с температурой теплоносителя до 130 °С и рабочим избыточным давлением до 0,9 МПа. Данные модели позиционируют как отопительные приборы для систем отопления жилых помещений, в том числе – для установки под низкими подоконниками. Однако основная область применения чугунных конвекторов – объекты производственного назначения.
Описанные выше конвекторы разрабатывали для применения в системах высокотемпературного отопления. В то же время один из аспектов современных отопительных технологий – снижение температуры теплоносителя. Это позволяет уменьшить расход первичных энергоносителей (в том числе – за счет снижения тепловых потерь), скорость протекания коррозионных процессов и образования накипи, исключить возможность ожогов пользователей от теплопроводов и отопительных приборов. В настоящее время в странах Евросоюза в качестве расчетных температур сетевой воды систем радиаторного отопления приняты 75 и 65 °C (до и после отопительного прибора). На практике имеют место и меньшие значения. Во многом снижение параметров теплоносителя стало возможным благодаря улучшению теплоизоляции зданий, но потребовались и более эффективные отопительные приборы.
Дальнейшее развитие технологий теплоснабжения, использование источников энергии с еще более низкой (40–50 °C) температурой нагрева теплоносителя (тепловые насосы), распространение новых архитектурных решений обусловили потребность в конвекторах, компактность, малые металлоемкость и инерционность которых сочетались бы с повышенной теплоотдачей.
Таким требованиям отвечают конвекторы на базе медно-алюминиевых нагревательных элементов. Медными в них являются трубки, по которым протекает теплоноситель, а алюминиевыми – пластины оребрения. Свойства меди обеспечивают приборам прочность и коррозионную устойчивость, пластичность (читай – большая поверхность теплообмена) и хорошая теплопроводность алюминия – высокую эффективность и малую инерционность.
В качестве примера приведем нагревательный элемент, который входит в конструкцию конвекторов бельгийской компании Jaga. Он состоит из четырех параллельных медных трубок и набора алюминиевых пластин, которым при изготовлении придан специально рассчитанный профиль. Особый способ крепления пластин на трубах обеспечивает хороший контакт элементов и размещение пластин на минимальном расстоянии друг от друга. Трубки объединяются латунными коллекторами. Вся конструкция теплообменника покрывается специальным лаковым графитовым покрытием, выполняющим грязеотталкивающую и пылезащитную функции.
Обеспечивая требуемый тепловой поток при малых температурах теплоносителя, конвекторы на базе таких теплообменников, как правило, рассчитаны и для работы при параметрах теплоносителя, имеющих место в российских системах центрального отопления. Так, для приборов Jaga максимальная рабочая температура составляет 130 °C, давление – 1,3 МПа.
Некоторые модели настенных конвекторов оснащают встроенным вентилятором. Это позволяет увеличить теплопередачу прибора (что означает компактность решения), обеспечить при необходимости быстрый прогрев помещения. Применение вентилятора с регулированием скорости его вращения дает дополнительную возможность управлять микроклиматом в помещении, автоматизируя данный процесс.
Отдельный вид вентиляторных конвекторов – конвекторы с возможностью забора для нагрева наружного воздуха. Среди их функций – вентилирование обогреваемого помещения. При этом специальный клапан позволяет регулировать соотношение воздуха, подаваемого к теплообменнику снаружи и изнутри помещения. Преимущественная область применения таких приборов – большие жилые помещения, офисы, конференц-залы, бассейны. В летнее время их можно использовать для охлаждения (как, впрочем, и другие конвекторы с медно-алюминиевыми теплообменниками).
Современные архитектурные тенденции обусловили рост популярности еще одного вида конвекторов – встраиваемых или внутрипольных. Прежде всего, они используются для отопления помещений с большими поверхностями остекления в зданиях административного и общественного назначения. В коттеджах и элитных городских квартирах проектировщики и архитекторы загородных домов также всё чаще отдают предпочтение «конвекторам-невидимкам», предоставляющим полную свободу при выборе дизайнерского решения: приборы могут иметь неограниченную длину и непрямолинейную форму, повторять контуры изогнутых участков стен, огибать колонны и т.д.
При монтаже встраиваемого конвектора короб с теплообменником скрывают в конструкции пола, погружая в цементную стяжку или проемы, организованные в фальшполах. Видимой остается только декоративная решетка, цвет которой можно подобрать под внутренний интерьер помещения.
Как и настенные модели, встраиваемые бывают с естественной и принудительной конвекцией. При этом сам способ установки приборов часто заставляет отдавать предпочтение именно вентиляторным моделям. В системе отопления коттеджа первые применяются, в основном, в качестве вспомогательного отопительного прибора.
Наличие у встраиваемого конвектора одного или нескольких вентиляторов (радиальных или тангенциальных) увеличивает скорость теплового обмена, позволяет решать задачи по обогреву больших помещений.
У большинства встраиваемых конвекторов короб выполнен из оцинкованной или нержавеющей стали. В качестве нагревательного элемента чаще всего используется медно-алюминиевый теплообменник, но применяются и полностью медные нагревательные элементы (что оправдано в помещениях с высокой влажностью).
Для удобства монтажа теплообменники делают как концевыми (подающая и обратная трубы подводятся с одной стороны), так и сквозными. Конвекторы с односторонней обвязкой обладают тем преимуществом, что при подсоединении к системе отопления с помощью гибких подводок дают возможность вынимать теплообменник из короба без отключения от системы, что удобно при уборке. Решетка может быть продольной или рулонной. Она изготавливается из натурального, анодированного или покрытого полимерной краской алюминия, а также из нержавеющей стали, латуни и ценных пород дерева.
Для топ-моделей встраиваемых конвекторов характерен высокий уровень автоматизации. Как правило, в регулировании их работы участвует и термостатический клапан, и система управления вентилятором. Включение и выключение вентилятора, изменение скорости его вращения могут осуществляться по командам комнатного термостата или другого управляющего устройства, в том числе – программируемого.
Не так давно для обогрева застекленных фасадов большой площади фирмой Kampmann (Германия) были предложены конвекторные системы на базе медно-алюминиевых теплообменников. Нагревательные элементы, собранные из секций длиной до 6 м и помещенные в корпус из алюминиевого профиля с перфорированными поверхностями (верхней и нижней), распределяются по высоте фасада и блокируют поступление в помещение потоков холодного воздуха.
Поделиться: