Издательский Центр Аква-Терм
wirbel.ru
hp19-450

Выбор приборов для систем водяного отопления с учетом условий их эксплуатации

Виталий Сасин, к.т.н., член президиума НП «АВОК», председатель экспертного совета «АПРО»,

Татьяна Прокопенко, зам. генерального директора ООО «Витатерм»

Приборы водяного отопления остаются самыми востребованными при организации систем отопления на самых разных объектах – от муниципального многоквартирного жилья любой этажности до загородных частных домов, офисных зданий и помещений, однако особенности эксплуатации в различных типах зданий накладывают дополнительные условия при выборе отопительных приборов.

Загородные дома условно можно делить на «дачные» с сезонным проживанием и дома, где жильцы находятся постоянно. Общим для таких домов является то, что тепловой комфорт в них, как правило, обеспечивается с помощью автономной системы отопления, но условия эксплуатации отопительных приборов в домах с сезонным и постоянным проживанием будут разными.

Приборы в автономных системах отопления частных домов с постоянным проживанием.

Одной из особенностей автономных закрытых систем отопления в таких домах является использование в качестве теплоносителя, как правило, воды. Вода, в отличие от антифриза, обеспечивает высокую эффективность такой системы и инерционные показатели, а также существенно ниже стоимостные. Правда, вода при заливке системы отопления должна пройти водоподготовку с помощью дорогостоящих устройств, которыми, к сожалению, хозяева домов обычно не располагают. Тема не менее, при заливке системы отопления рекомендуется, по возможности, хотя бы грубая очистка воды от шлама и песка. При дозаправке водяной системы, учитывая небольшой ее объем, удобно применять бутилированную воду.

В то же время следует отметить, что закрытая система отопления препятствует поступлению кислорода в воду, а небольшую коррозию стенок труб и отопительных приборов вызовет лишь тот кислород, который присутствовал в теплоносителе изначально. Прореагировав с металлом на контактирующей с водой поверхностью, он образует соответствующие окислы, но новой более глубокой коррозии обычно не последует. Поэтому в закрытых системах водяного отопления качество воды достаточно высокое. Кроме того, частные загородные дома не бывают многоэтажными и, соответственно, давление в установленных в них системах отопления не бывает высоким. Поэтому в загородных домах или в любых частных домах, включая коттеджи, с постоянным проживанием в составе такой системы возможно использование практически любых типов отопительных приборов. Однако надо оговорить некоторые особенности их установки и эксплуатации, учитывая и то, что все находится в руках хозяина дома.

Рис. 1 Алюминиевые радиаторы

Алюминиевые радиаторы

Алюминиевые и биметаллические радиаторы (рис. 1, 2) часто выбираются для создания системы автономного отопления.

Рис. 2 Конструкция биметаллического радиатора

Конструкция биметаллического радиатора

Этому способствует их привлекательный внешний вид, высокая прочность и хорошие теплотехнические характеристики – высокая теплоотдача и низкая инерционность. Однако следует помнить, что в заполненных водой алюминиевых радиаторах будет идти реакция восстановления водорода с выделением газообразных водорода и кислорода. Если не установить на такой прибор воздухоотводчика, а к тому же перекрыть подводки к нему кранами, такой прибор будет представлять собой «бомбу» – скопление газа и повышение давления может привести к разрыву отопительного прибора. Особенно опасно скопления газов вследствие взаимодействия воды с алюминиевыми деталями отопительных приборов во время длительных отключений системы отопления, например, на летний сезон. Образовавшаяся за лето «бомба» может сработать как в межотопительный сезон, так и при пуске отопительной системы в начале отопительного сезона. Более того, может произойти вспышка при стравливании газа через воздухоотводчик, если не будут соблюдены необходимые правила безопасности. Причиной такой вспышки может стать любая искра или зажженная сигарета. Поэтому алюминиевые приборы, установленные в автономной системе отопления должны быть все оборудованы воздухоотводчиками (кран Маевского), а также следует предусмотреть автоматический воздухоотводчик для всей системы отопления, который размещается в ее высшей точке (рис. 3, 4).

Рис. 3 Кран Маевского и автоматический воздухоотводчик

Кран Маевского и автоматический воздухоотводчик

Вышесказанное касается и неполнобиметаллических (полубиметаллических) радиаторов, у которых из стали выполняются только вертикальные каналы внутри алюминиевых секций, а горизонтальный коллектор, соединенный на стальных ниппелях, остается алюминиевым. Такая конструкция повышает прочностные характеристики прибора, но процесс газообразования при контакте воды с алюминиевыми поверхностями все равно имеет место.

Рис. 4 Алюминиевый радиатор с установленным на нем краном Маевского

Алюминиевый радиатор с установленным на нем краном Маевского

Чувствительны алюминиевые и неполнобиметаллические модели радиаторов к кислотности водяного теплоносителя. Оптимальное значение pH рабочей жидкости в системе отопления с алюминиевыми радиаторами составляет 7–8 (для приборов с внутренним антикоррозионным покрытием pH может варьироваться в пределах 5–10). Несоблюдение этих требований приводит к быстрой коррозии стенок и особенно резьбы в местах соединения секций приборов. Это в свою очередь приводит к протечкам. Опасны для алюминия и твёрдые частицы в составе теплоносителя, они могут разрушить слой окисла, образующийся на контактирующей с водой поверхности металла и защищающего его от дальнейшей коррозии. Поэтому в системах отопления, оборудованных алюминиевыми радиаторами, рекомендуется устанавливать грязевики и фильтры.

 Электрохимическая активность алюминия, то есть способность образовывать при контакте с некоторыми другими металлами гальванические пары, также один из факторов, из-за которого возникают некоторые требования к правилам монтажа этих приборов. Так широко используемая в сантехнических системах медь, стоит в ряду напряжения металлов много после алюминия и обладает стандартным электродным потенциалом противоположного знака. Поэтому применять в одной системе водяного отопления алюминий и медь не рекомендуется. Для уменьшения опасности коррозии в месте присоединения алюминиевого радиатора к стальной трубе также рекомендуется применять оцинкованные, кадмированные или чугунные проходные пробки.

Использование в качестве теплоносителя гликолевого антифриза решает практически все вышеперечисленные проблемы с алюминиевыми и неполнобиметаллическими радиаторами, если, конечно, использование прокладки между секциями допускает применение выбранной марки антифриза. И в любом случае именно замкнутые автономные системы отопления частных домов образуют рыночную нишу алюминиевых и неполнобиметаллических моделей, являясь наиболее приоритетным местом их употребления. Впрочем, как уже говорилось выше, в таких системах могут устанавливаться практически все типы отопительных приборов водяного отопления и все они будут иметь свои преимущества и свои недостатки.

Рис. 5 Чугунные радиаторы

Чугунные радиаторы

Чугунные отопительные приборы – еще один тип, который используется в автономных системах отопления наиболее долго и в то же время успешно. Чугунные радиаторы (рис. 5) отличаются очень высокой устойчивостью к коррозии.  При разливке чугуна на его поверхности образуется особенно прочный слой с повышенным содержанием кремния, это и объясняет, даже без дополнительной обработки, стойкость чугуна к коррозии, в том числе к повреждающему действию твердых частиц, присутствующих в теплоносителе. Поэтому чугунные модели могут использоваться в системах даже с плохой подготовкой воды (повышенная агрессивность, загрязненность, кусочки окалины).

При этом чугун довольно хрупкий материал, однако изготовленные из него модели радиаторов, выдерживают рабочее давление до 9 бар и уязвимы только при существенных гидроударах, которые в частном секторе малоэтажных домов практически не случаются.

Рис. 6 Чугунные радиаторы в современном исполнении

Чугунные радиаторы в современном исполнении

К недостаткам чугунных приборов традиционно относят большую массу и тепловую инерционность, которая затрудняет применение на них автоматической терморегулирующей арматуры. Однако современные модели с уменьшенной емкостью секций удается эффективно регулировать с использованием термостатов (рис. 6, рис. 7).

Рис. 7 Терморегулирующая арматура на чугунном радиаторе

Терморегулирующая арматура на чугунном радиаторе

Современные технологии позволяют выпускать чугунные радиаторы и конвекторы привлекательного внешнего вида, на рынке присутствуют даже дизайн-модели (рис. 8).

Рис. 8 Чугунный радиатор в дизайн-исполнении

Чугунный радиатор в дизайн-исполнении

Стальные отопительные приборы представлены разнообразием типов – секционные, трубчатые и панельные, также к ним можно отнести и дизайн-радиаторы.

Трубчатые и секционные стальные радиаторы внешне похожи, хотя конструктивно различаются – в трубчатых секции как таковые отсутствуют, а трубки соединены двумя монолитными коллекторами. Наиболее прочными из стальных радиаторов являются трубчатые приборы, они выпускаются на рабочее давление 10–16 МПа (рис. 9). Их главный недостаток невысокая коррозионная устойчивость, однако в закрытых автономных системах допускается устанавливать стальные трубчатые радиаторы даже с тонкими стенками толщиной до 1,25 мм. В низкотемпературном комфортном отоплении они заняли нишу дизайн-приборов.

Рис. 9 Трубчатый радиатор установленный под окном

Трубчатый радиатор установленный под окном

Стальные панельные радиаторы (рис. 10) широко применяются при малоэтажном строительстве и хорошо подходят для использования в частных загородных домах и коттеджах с закрытыми системами отопления. Особенно уместны они при двухтрубной системе отопления, которой отдают предпочтение в коттеджном строительстве. Они представлены на рынке очень широким ассортиментом типов и типоразмеров, что позволяет создавать системы любой мощности, необходимой для создания теплового комфорта, в том числе и в домах с не самой лучшей теплоизоляцией ограждающих конструкций.

Рис. 10 Стальной панельный радиатор

Стальной панельный радиатор

Однако именно в частном секторе сегодня все больше уделяется внимания строительству домов с малыми теплопотерями, характеризующихся как раз хорошей теплоизоляцией ограждающих конструкций, применением энергосберегающих стеклопакетов в светопрозрачных конструкциях. В таких энергосберегающих домах применяются низкотемпературные системы отопления, температура теплоносителя в которых не превышает 70 °С (обычно 50–55°С), а разность температур теплоносителя в прямой и обратной линиях –14-15°С.  В низкотемпературных системах отопления требуется использовать приборы с низкой тепловой инерцией, имеющие повышенный теплосъем с единицы поверхности или большую ее площадь, которая в значительной степени определяется габаритными размерами (длиной, высотой и глубиной) радиатора или количеством секций прибора.

Радиаторы, рассчитанные на применение в низкотемпературных системах отопления, могут также иметь более развитые и сложные наружные поверхности теплообмена. Многорядные (с несколькими панелями по глубине) радиаторы хорошо подходят для эксплуатации в низкотемпературных системах отопления.

Загородные дома характеризуются обычно большей площадью помещений, по сравнению с квартирами в муниципальном секторе многоквартирных домов. Соответственно появляются большие возможности в размещении мебели и отопительных приборов. При низкотемпературных системах отопления в таких помещениях возможен обогрев с помощью системы плинтусных конвекторов, расположенных по периметру, что создает благоприятный для пользователя тепловой комфорт, особенно если в эту систему включены вентиляторы-конвекторы.

Рис. 11 Монтаж встраиваемого в пол конвектора

Монтаж встраиваемого в пол конвектора

Удобны для низкотемпературных систем и конвекторы, в том числе модели, встраиваемые в пол (рис. 11). Но при использовании встраиваемых в пол конвекторов нельзя забывать о соблюдении особенностей установки. Так при размещении их под окнами, нужно соблюдать не только правило перекрытия 2/3 длины оконного проема, но и способ установки. При работе в режиме свободной конвекции конвектор должен быть установлен так, чтобы его нагревательный элемент располагался со стороны окна (рис. 12). Если же нагревательный элемент в этом случае будет располагаться со стороны помещения, возможны потери до 15-20 % мощности. Значительно увеличить эффективность теплосъема позволяет режим вынужденной конвекции.

Рис. 12 Правильно установленный в пол конвектор: нагревательный элемент со стороны окна

Правильно установленный в пол конвектор: нагревательный элемент со стороны окна

Именно в частных домах с автономными системами отопления и, прежде всего, низкотемпературными возможно и часто оправдано применение также систем водяного «теплого пола» и панельного отопления, однако в этом случае все же правильнее говорить о конструктивных элементах систем, а не собственно о приборах.

Приборы водяного отопления в системах отопления дачных домов с сезонным проживанием

Основная особенность водяной отопительной системы в доме с сезонным проживанием заключается в том, что при отъезде жильцов на холодное время года теплоноситель (вода) сливается из системы, а при необходимости ее запуска система снова заполняется. Таким образом в трубопроводы и приборы системы отопления регулярно поступают новые порции кислорода, что значительно увеличивает коррозионную агрессивность теплоносителя. В таких системах использовать тонкостенные стальные отопительные приборы, как и алюминиевые и полубиметаллические модели не рекомендуется. Их стенки будут подвержены коррозии и в скором времени приборы из-за протечек выйдут из строя.

Лучше использовать в таких системах отопления чугунные модели радиаторов и металлополимерные трубы. Важно соблюдать при сливе воды из системы условие полного опустошения не только приборов, но и теплопроводов. В противном случае провисшие трубы приведут к образованию воздушных пробок в системе.

Кроме чугунных приборов в таких системах возможно использование конвекторов, у которых стенки теплообменника – трубка с оребрением – выполнены из меди или нержавеющей стали.

Алюминиевые приборы и стальные с тонкими стенками использовать в таких системах не рекомендуется.

Приборы водяного отопления в многоквартирных домах муниципального сектора жилья

В данном случае многое будет зависеть от этажности зданий, в которых должны быть установлены радиаторы. 

Стальные панельные радиаторы формируются из двух отштампованных листов. Такие радиаторы чувствительны к гидравлическим ударам. Рабочее избыточное давление, на которые рассчитаны эти приборы, обычно не превышает 0,8–1 МПа. Благодаря широкому ассортименту типов этих приборов и их теплотехническим характеристикам эти приборы удобны для использования в многоквартирных домах, однако сфера их применения ограничивается этажностью. Стальные панельные радиаторы нельзя использовать в зданиях с этажностью выше 12 этажей, без организации в них технического этажа.  При давлении выше 12 МПа и высокой температуре теплоносителя такие приборы начинают «дышать» – изменять форму и не всегда возвращаются к исходной.

Неустойчивостью к сильным гидравлическим ударам ограничивается и сфера применения в многоквартирных домах чугунных радиаторов, их также нельзя использовать в многоэтажных зданиях без технических этажей.

Наиболее удачно соответствуют эксплуатационным условиям в многоэтажных домах стальные трубчатые радиаторы с толстой стенкой, конвекторы, а также полнобиметаллические радиаторы. В частности, на рынке присутствуют биметаллические модели, которые характеризуется рабочим давлением - 40 МПа, давлением опрессовки – 60 МПа, и максимальной температурой теплоносителя – 130оС. Поступают на рынок и алюминиевые радиаторы, которые также рассчитаны на эксплуатацию при высоком давлении и могут устанавливаться в многоэтажных домах. Однако следует помнить, что сборка этих приборов ведется с применением стальных ниппелей. С учетом качества теплоносителя в центральных системах отопления, которое не всегда соответствует нормативным требованиям, это будет приводить к высокой коррозии алюминиевых отопительных приборов. Этот фактор также следует учитывать при выборе.

Статья из журнала "Аква-Терм" №5/2019




Поделиться:

Опубликовано: 12 сентября 2019 г.

вернуться назад

mohlenhoff.pro
AT20-275
котлы-горелки 19