Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

РЕМОНТ КАК ТОЧНАЯ НАУКА. 11. ТЕПЛО НАШЕГО ДОМА

Кандидат химических наук А. КОЛОТИЛКИН.

"Ремонт как точная наука" см. также "Наука и жизнь" №№ 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 2005 г.; №№ 9, 10, 11, 2006 г.

Жилье нуждается в тепле. Самые эффективные устройства обогрева квартир - радиаторы водяного отопления, которые используются не только в городах и поселках, но и в частных домовладениях. О том, какие радиаторы существуют, какими соображениями нужно руководствоваться при выборе приборов отопительной системы, пойдет речь в этй статье.

Родина радиаторов, как ни странно - Россия. В 1855 году житель Санкт-Петербурга, немец итальянского происхождения Франц Фридрих Вильгельм, именовавшийся в России Францем Карловичем Сан-Галли, изобрел отопительную батарею. Именно такое русское наименование получил первый радиатор водяного отопления. Он представлял собой толстые чугунные трубы с вертикальными дисками. Это устройство быстро стало популярным и было запатентовано в Германии и США. Дальнейшее совершенствование конструкции батареи привело к появлению такого множества различных моделей радиаторов, что рассказ о них придется начать с классификации.

Радиаторы водяного отопления можно разделить по материалу, из которого они изготовлены: чугунные, стальные, алюминиевые и биметаллические. По своему предназначению они делятся на две основные группы: для автономных систем и для любых, то есть пригодных для использования как в закрытых, так и в центральных системах отопления. По внешнему виду и конструкции - панельные, секционные и трубчатые.

Но обо всем по порядку.

ЧУГУННЫЕ РАДИАТОРЫ

Изобретенный 150 лет назад чугунный радиатор водяного отопления у нас в стране остается одним из самых распространенных. Чугунные секционные радиаторы при условии высокого качества литья очень долговечны. Толщина стенок позволяет им сопротивляться коррозии в течение многих десятков лет, а большое сечение каналов делает их устойчивыми и к зарастанию накипью. Они практически нечувствительны к сливу из них воды. Стойкость батарей объясняется тем, что при отливке на поверхности чугуна образуется прочный слой с повышенным содержанием кремния, защищающий металл от коррозии и абразивного воздействия твердых частиц, присутствующих в теплоносителе.

Чугунные радиаторы хорошо подходят для помещений с высокими потолками. Доля радиационного теплового потока у них составляет 30%, а конвективного - 70%, благодаря чему нижняя зона помещения греется за счет теплового излучения, а остальной воздух - за счет конвекции. Однако они обладают высокой тепловой инерционностью - долго нагреваются и долго остывают. Это сильно затрудняет точную регулировку температуры в помещениях.

Чугунные радиаторы, за исключением моделей с оребрением, достаточно гигиеничны: оседающая на них пыль легко удаляется во время уборки. Они обладают большой тепловой мощностью на единицу длины, но весьма металлоемки - в среднем 45 кг на 1 кВт тепла. Именно металлоемкость чаще всего называют в качестве их основного недостатка. Кроме того, отмечают трудоемкость производства и монтажа и - до недавнего времени - малопривлекательный внешний вид.

По оценке специалистов, 60-65% продаж всех отопительных приборов в России приходится на чугунные радиаторы. Однако связано это не только с консерватизмом потребителей и централизованной установкой их в новостройках многих городов России, но и с появлением новых оригинальных моделей, меняющих сложившееся представление о чугунном радиаторе. Сейчас в продаже можно встретить не только отечественные изделия, но и модели из Белоруссии, Италии, Испании, Чехии и Турции как в стиле "ретро" так и современного дизайна.

Большинство таких радиаторов рассчитано на рабочее давление 6-9 бар и максимальную температуру теплоносителя 130оС.

Интересно, что в Европе, благодаря их надежности, вполне современному внешнему виду и высокой теплоотдаче, популярность чугунных батарей начинает возрождаться.

СТАЛЬНЫЕ ПАНЕЛЬНЫЕ РАДИАТОРЫ

Самый распространенный в мире радиатор водяного отопления - панельный. Это объясняется сравнительно невысокой стоимостью и большим количеством моделей, различающихся по высоте, длине, глубине и тепловой мощности. Конструкция радиатора проста - два сваренных листа стали с отштампованными внутри каналами для теплоносителя. Российская промышленность выпускает стальные панельные радиаторы еще с 1950-х годов, используя листы низкоуглеродистой стали толщиной 1,4-1,5 мм. Они делятся на два типа: РСВ - колончатые, с вертикальными каналами между верхним и нижним коллекторами и РСГ - с горизонтальными каналами (10 каналов по высоте радиатора) - и могут иметь однорядное (РСВ1 и РСГ1) и двухрядное (2РСВ1 и РСГ2) исполнение. Высота панелей стандартная, и изменение тепловой мощности радиатора достигается за счет длины панели. Кроме того, некоторые модели имеют специальное оребрение, увеличивающее теплоотдачу. Стальные радиаторы в большинстве рассчитаны на рабочее давление 6-10 бар и максимальную температуру теплоносителя 110-150оС.

Их делают с нижней и боковой подводкой воды, многие из них имеют встроенные терморегуляторы, автоматически поддерживающие заданную температуру в помещении. Монтаж стальных панельных радиаторов на специально разработанных для них креплениях занимает несколько минут. Некоторые модели устанавливаются прямо на полу, на ножках.

По сравнению с чугунными радиаторами стальные имеют меньшую массу и большую излучательную способность. Они не такие громоздкие и лучше вписываются в интерьер современного помещения. Благодаря огромному количеству типоразмеров их тепловая мощность колеблется от 400 до 6500-8000 кВт·ч. Они хорошо регулируются радиаторными термостатами и обладают малой тепловой инерцией.

Однако сталь в большей степени, нежели чугун, подвержена коррозии. Из-за малой толщины стенок стальные панельные радиаторы рекомендуется использовать в закрытых системах отопления. Чтобы процесс коррозии внутренней поверхности радиатора не развивался, содержание кислорода в 1 м3 теплоносителя, по рекомендациям разных производителей, не должно превышать 0,02-0,05 г, а pH быть в пределах 7-9. Лучше всего таким требованиям удовлетворяют отопительные системы коттеджей и малоэтажных зданий. Из стальных панельных радиаторов не допускается и слив теплоносителя.

СТАЛЬНЫЕ ТРУБЧАТЫЕ РАДИАТОРЫ

В радиаторах этого типа входной и выходной коллекторы соединены между собой набором стальных трубок, диаметр которых обычно 25 мм, а толщина стенок 1-2 мм. Трубки, как правило, не имеют оребрения. Трубчатые радиаторы выдерживают рабочее давление 10-12 бар и хорошо противостоят коррозии. Кроме того, они обладают небольшим гидравлическим сопротивлением, а применение сварки значительно снижает риск протечек, в том числе и в стыках между секциями. Совокупность этих параметров обеспечивает надежное и безаварийное использование их в многоэтажных домах, для которых они, собственно говоря, и разрабатывались.

Стальные трубчатые радиаторы надежны и долговечны, а их гладкие поверхности с полимерным покрытием различных цветов и ажурность конструкции делают такие радиаторы чрезвычайно привлекательными для помещений с современным интерьером.

Трубчатые радиаторы бывают двух типов - с вертикальным и горизонтальным расположением коллекторов. Существуют модели, собранные из секций, напоминающих секции чугунных радиаторов. Такая секция состоит из участков коллектора, в которые ввариваются от двух до шести стальных труб. Преимуществом конструкции является то, что радиатор можно выбрать любого размера. Большинство представленных на российском рынке моделей трубчатых радиаторов этого типа испытаны на рабочее давление 10 бар, хотя некоторые из предлагаемых моделей рассчитаны на рабочее давление 12 бар и даже 15. Опрессовочное давление, в зависимости от модели, колеблется от 13 до 25 бар. Максимальная температура теплоносителя для них не должна превышать 110-120оС. На заказ могут быть изготовлены радиаторы специальной конфигурации.

Радиаторы комплектуются воздуховыпускными клапанами с переходниками, заглушками и кронштейнами для монтажа.

Еще одна категория стальных трубчатых радиаторов, которую в последнее время стали выделять в отдельную группу, - радиаторы для ванных комнат, или полотенцесушители. Но это тема для отдельного разговора.

АЛЮМИНИЕВЫЕ РАДИАТОРЫ

Алюминиевые радиаторы выпускаются многими отечественными и зарубежными заводами. Но все же их основные производители сосредоточены в Италии. Есть на рынке продукция испанских, немецких, английских и чешских фирм. Такие радиаторы делаются из специальных алюминиевых сплавов с добавлением в них кремния для придания текучести и пластичности. Эти конструкции состоят из секций и коллекторов, соединяемых между собой специальными ниппелями и стяжными болтами. Их преимущества - малый вес и хорошая теплоотдача. Металлоемкость радиаторов колеблется от 11 до 21 кг на 1 кВт тепла и зависит от расстояния между коллекторами и конструкции секций. Такие радиаторы быстро нагревают помещение и хорошо управляются с помощью термостатических вентилей.

В зависимости от конструкции алюминиевые секционные радиаторы рассчитаны на рабочее давление 6-25 бар и опрессовочное давление 9-37 бар; при этом характеристики отдельных моделей алюминиевых радиаторов могут существенно превосходить эти значения давлений. Максимальная температура теплоносителя, допускаемая для безопасного использования алюминиевых радиаторов, - до 130оС.

Практически все модели алюминиевых радиаторов выполнены в современном дизайне. Многие из них абсолютно симметричны и имеют две лицевые стороны, некоторым моделям придана специальная форма с плавно закругленными линиями. Такая конструкция улучшает конвекционные процессы в помещении и препятствует скоплению пыли на теплопроводящих поверхностях радиатора. Некоторые фирмы выпускают и модели в стиле "ретро" - напоминающие старую, добрую чугунную батарею.

Но использование алюминиевых радиаторов в отечественных отопительных системах, и главным образом в системах центрального отопления, имеет ряд ограничений. В первую очередь они связаны с коррозией. Отклонение величины pH (кислотности) воды от нейтрального значения, наличие в ней абразивных микрочастиц, что характерно для наших изношенных тепловых сетей, нарушают оксидную пленку на поверхности алюминия, защищающую металл от коррозии. Это резко снижает срок службы радиаторов. Еще одна особенность, о которой нередко забывают при монтаже, - возможность образования гальванических пар. Для предотвращения электрохимической коррозии в местах соединения алюминиевых секций со стальными трубами необходимо использовать специальные оцинкованные переходники. При контакте воды повышенной кислотности с алюминиевой поверхностью происходят электрохимические реакции, сопровождающиеся выделением водорода. Также при эксплуатации алюминиевых радиаторов нужно учитывать возможность появления блуждающих токов и ряда других вредных явлений.

Лучше всего алюминиевые радиаторы подходят для современных отопительных систем, где выдерживается кислотность теплоносителя (pH воды в пределах 6,5-8,5) и приняты меры для предотвраще ния резких перепадов давления и температуры. При этих условиях алюминиевые радиаторы вполне надежны и долговечны.

У нас в стране сейчас выпускается несколько моделей алюминиевых радиаторов. Неразборная модель "РН" рассчитана на рабочее давление 15 бар, а разборная модель "РС" - на 9 бар. Строительная глубина секций этих радиаторов - 80 мм, что соответствует большинству европейских аналогов, а по высоте они выпускаются в диапазоне от 350 до 2550 мм. Особенность конструкции этих радиаторов в том, что их секции собираются без коллекторов, с помощью алюминиевых ниппелей и дистанционных втулок на паронитовых уплотнителях, по типу старых чугунных радиаторов. Прокладки при этом укладываются в специально подготовленные замки, что обеспечивает высокую надежность соединений. Этот тип радиаторов не имеет внутреннего оребрения, из-за чего конвективная составляющая теплообмена снижена. Мощность секции компенсируется увеличением наружной поверхности - она в 1,5-2 раза больше аналогов, за счет чего достигается более высокое тепловое излучение.

БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ РАДИАТОРЫ

Первые в мире биметаллические секционные радиаторы сконструировали инженеры концерна "Societa Internazionale Radiatore Spa" (Болонья, Италия) около полувека назад, соединив в единое целое алюминиевый корпус и идущие внутри него стальные трубы. У нас биметаллические радиаторы известны уже более пятнадцати лет и ассортимент их достаточно широк.

Основное преимущество любого биметаллического радиатора связано с особенностью его конструкции: теплоноситель течет внутри прочной стальной трубы, стойкой к коррозии и высокой температуре, а алюминиевое оребрение обеспечивает высокую теплоотдачу. Кроме того, комбинированные радиаторы имеют меньшую инерционность и более четко реагируют на команды термостата, позволяя гораздо точнее регулировать температуру в помещении.

Биметаллические радиаторы можно разделить на две группы. Особенностью первой является то, что все их каналы - а это два горизонтальных коллектора и соединяющая их вертикальная трубка, - по которым течет теплоноситель, выполнены из стали. Такие радиаторы представляют собой основу, полностью выполненную из стальных труб и залитую в алюминиевое оребрение. Теплоноситель в них контактирует только со сталью, поэтому гальваническая пара сталь - алюминий не возникает.

У второй группы из стали выполнены лишь вертикальные каналы, а коллекторы остаются алюминиевыми. Нередко такие модели называют радиаторами с элементами двойного металла. В обычных цельноалюминиевых конструкциях именно вертикальные каналы оказываются наиболее уязвимыми - они не выдерживают высокого давления в местах их присоединения к коллекторам.

Основная задача при изготовлении биметаллических радиаторов состоит в том, чтобы сделать соединение стальных трубок и алюминия абсолютно надежным. Это осложняется тем, что тепловое расширение стали и алюминия довольно существенно различается. Чтобы избежать этого, в процессе литья алюминиевого корпуса используют обжим стальных трубок под большим давлением, создавая предварительные напряжения, которые позволяют, во-первых, противостоять распирающему давлению воды и, во-вторых, компенсировать разницу температурной деформации стали и алюминия и сохранять теплопередачу постоянной.

Надежность биметаллических радиаторов, как и всех секционных конструкций, во многом зависит и от качества соединения секций между собой. Для уплотнения стыков между секциями в радиаторах используются специальные прокладки - высокопрочные силиконовые, из термостойкой резины и паронита.

Особенность эксплуатации биметаллических радиаторов в том, что разное тепловое расширение стали и алюминия в биметаллических радиаторах приводит к подвижкам стальных трубок относительно алюминиевого корпуса. В результате этого во время нескольких первых циклов нагрев - охлаждение биметаллические радиаторы потрескивают.

Кроме того, модели биметаллических радиаторов разных производителей различаются и по способу установки. Одни предназначены для установки в любом положении, без различия верха и низа, тыльной и лицевой сторон. Другие имеют определенную ориентацию. Так что, выбирая биметаллический радиатор, на эту особенность следует обращать внимание.

Стандартный комплект поставки к секционному биметаллическому радиатору включает два кронштейна крепления, заглушки, ручной воздушный клапан с переходником, а также необходимые прокладки и переходники. В автономных системах отопления взамен ручного допускается применение автоматического клапана выпуска воздуха.

Рассказывая о биметаллических радиаторах, нельзя не остановиться на их основных технических характеристиках, тем более, что они впечатляют. Прежде всего, для них характерна очень высокая прочность. Рабочее давление у разных моделей колеблется от 16 до 36 бар; при этом испытательное давление достигает 25-52,5 бара, а разрушаются они лишь при давлении 60-75 бар и выше. Именно поэтому специалисты рекомендуют биметаллические радиаторы для установки в многоэтажных и высотных домах с централизованной системой отопления. Биметаллические радиаторы несколько дороже моделей других типов, что с лихвой компенсируется их надежностью и длительным сроком службы - 20-50 лет.

Кроме алюмостальных биметаллических радиаторов в продаже есть модели, объединившие в себе медь и сталь. Но это уже другая группа приборов, которые называются конвекторами.

Советы специалиста

ЧТО НУЖНО УЧИТЫВАТЬ ПРИ ВЫБОРЕ РАДИАТОРА

Монтажом системы отопления должны заниматься квалифицированные специалисты, однако потребителю будут полезны некоторые сведения, позволяющие проконтролировать их работу.

При выборе отопительного прибора кроме дизайна и материала радиатора обязательно нужно учитывать целый комплекс параметров.

Номинальный тепловой поток: характеризует тепловую мощность прибора. У секционных радиаторов - это теплоотдача одной секции. Чем она меньше, тем меньше погрешность при подборе отопительного прибора необходимой мощности.

Коэффициент теплопередачи: определяет эффективность выбранного радиатора. Чем он выше, тем больше тепла отдаст в окружающую среду радиатор определенной длины.

Согласно СНиП 2.04.05-91* для эффективного обогрева помещения желательно устанавливать такой прибор, который будет перекрывать не менее 75% длины подоконника.

Чтобы определить необходимую тепловую мощность радиатора водяного отопления при стандартных потолках до 3 м, умножьте площадь помещения, выраженную в квадратных метрах, на 0,1, и вы получите искомое значение в киловаттах. В том случае, если окна в помещении оборудованы хорошими стеклопакетами, требуемая мощность радиатора составит примерно 80% от полученного значения, и, напротив, для угловых помещений тепловая мощность радиатора должна быть на 20-30% больше.

Перед покупкой радиатора нужно определить диаметр труб, по которым подается теплоноситель к радиатору. Как правило, он составляет 1/2 или 3/4 дюйма. Этот параметр будет нужен для комплектации радиатора соответствующими переходниками. Стоит обратить внимание и на то, с какой стороны (слева, справа, снизу или сзади) трубы будут подведены к радиатору.

Не менее важно и межосевое расстояние радиатора - расстояние между центрами отверстий его входного и выходного коллекторов и соответственно подходящими к радиатору трубами. У нас оно принято 500 и 300 миллиметров.

Стоит обратить внимание и на количество труб системы отопления. Наиболее удобна и прогрессивна двухтрубная система: по одному трубопроводу теплоноситель подводится к приборам, по другому - отводится. Это так называемое параллельное подключение приборов. Но в большинстве старых домов используется однотрубная система отопления с последовательным подсоединением радиаторов. Для того чтобы добиться от подключенных к такой системе радиаторов нужной теплоотдачи, необходим большой массовый расход теплоносителя в единицу времени, что требует повышения как давления, так и температуры теплоносителя. В результате для однотрубных систем специалисты рекомендуют использовать радиаторы с большим запасом прочности и с малым гидравлическим сопротивлением. Еще один недостаток однотрубных систем - проблема регулировки температуры, так как изменение параметров работы одного прибора влечет за собой изменения в работе других. Двухтрубная система отопления этих недостатков не имеет.

Рабочее давление теплоносителя в сети можно узнать в ДЭЗе. В соответствии с действующим СНиПом испытательное давление радиатора водяного отопления должно превышать рабочее в 1,5 раза. Именно на столько повышается давление перед началом каждого отопительного сезона во время опрессовки систем отопления. А по европейским стандартам испытательное давление превышает рабочее на 30%. Именно в этом различии и заложены некоторые разночтения в описаниях импортных радиаторов. Например, в каталогах и паспортах панельных радиаторов европейских производителей параметры рабочего и испытательного давления составляют соответственно 10 и 13 бар, а в рекомендациях ФГУП НИИ сантехники для этих же моделей приводятся значения 8,7 и 13 бар соответственно.

Многолетний опыт установки европейских радиаторов в московских домах подтверждает, что модели с рабочим давлением 8-10 бар можно использовать в домах старой постройки, а для современных высотных домов нужны отопительные приборы с более высоким рабочим давлением.

В заключение несколько слов о том, когда же во время ремонта лучше монтировать радиаторы. Устанавливать их следует как только завершена отделка стен, но до настилки напольных покрытий. От стены радиатор должен отстоять на 3-5 см, от пола - не менее чем на 10-12 см. При установке в нише или под подоконником над отопительным прибором должно оставаться не менее 10 см свободного пространства.

Покупая радиатор, обратите внимание на наличие у него воздуховыпускного клапана. Он позволит вам самостоятельно спускать из системы отопления воздушные пробки. Клапан может входить в комплект поставки или предлагаться за отдельную плату. В последнем случае имеет смысл его приобрести. И, конечно, одновременно с установкой радиаторов на подводящих отопительных коммуникациях желательно установить краны для перекрывания воды. Это существенно облегчит замену радиатора при возникновении каких-либо аварийных ситуаций.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Домашнему мастеру»