3. Отопительные приборы

Отопительные приборы – это элементы систем отопления, предназна-ченные для теплопередачи от теплоносителя в обогреваемые помещения.

Теплопотребность помещения Q_п должна компенсироваться теплоотдачей отопительного прибора Q_пр и нагретых труб Q_тр.

Q_п = Q_пр + Q_тр. (3.1)

Эта суммарная теплоотдача в помещение называется тепловой нагрузкой отопительного прибора.

От теплоносителя в помещение должен передаваться тепловой поток Q_т, превышающий расчетную теплопотребность Q_п на величину дополнительных теплопотерь Q_доп, обусловленных нагреванием ограждающей конструкции в месте установки отопительного прибора:

Q_т = Q_п + Q_доп. (3.2)

Площадь нагревательной поверхности А_пр, м², рассчитывают в соответствии с требуемой теплоотдачей прибора. В прибор должно поступать определенное количество теплоносителя G, кг/с (кг/ч), называемое расходом теплоносителя. Расход воды определяется по формуле:

G_вод = Q_т /с (t_вх – t_вых) (3.3)

Расход теплоносителя насыщенного пара, при котором теплота в отопительном приборе выделяется при фазовом превращении (конденсации) пара, равно:

G_пар = Q_т /r (3.4)

К отопительным приборам как к оборудованию, устанавливаемому непосредственно в обогреваемых помещениях, предъявляются следующие требования, дополняющие и уточняющие требования к системам отопления: санитарно-гигиенические; экономические; архитектурно-строительные; производственно-монтажные; эксплуатационные.

3.1. Классификация отопительных приборов

Радиаторы. Радиатором называется конвективно-радиационный отопи-тельный прибор, состоящий из отдельных колончатых элементов (рис. 3.1) или из плоских блоков с каналами колончатой или змеевиковой формы (рис. 3.2). Секции радиаторов изготавливаются из серого чугуна, стали или алюминия (толщина стенки 2…4 мм) и могут компоноваться в приборы различной площади путем соединения на резьбовых ниппелях с прокладками из термостойкой резины или паронита. Наиболее распространены двухколончатые радиаторы средней высоты (h_м = 500 мм).

Чугунные секционные радиаторы отличаются значительной тепловой мощностью. В то же время они металлоемки, производство их трудоемко, монтаж затруднен из-за большой массы, очистка от пыли неудобна, внешний вид не привлекателен.

Плоские радиаторы выполняются из стальных листов толщиной 1,4…1,5 мм. Панельный радиатор может состоять из одного, двух и трех параллельных блоков. Стальные панельные радиаторы отличаются от чугунных меньшей массой (в 2,5…3 раза), легко очищаются от пыли, их монтаж облегчен, производство механизировано. Стальные радиаторы должны выполняться из коррозионностойкой холоднокатаной листовой стали. При изготовлении из обычной стали срок службы резко сокращается из-за интенсивной внутренней коррозии.

Рис. 3.1. Двухколончатая секция радиатора:

h_п – полная высота; h_м – монтажная высота; в - строительная глубина; – длина

Рис. 3.2. Конструкция стального панельного радиатора:

а – каналы колончатой формы; б – каналы регистровой формы; в – каналы змеевиковой формы

Плоские блоки радиаторов делают также из тяжелого бетона (бетонные отопительные панели), применяя нагревательные элементы из металлических труб. Их располагают в наружных ограждающих конструкциях (совмещенные панели) или приставляют к ним (приставные панели). Из-за трудности ремонта, усложнения регулирования теплоотдачи, больших потерь через наружные конструкции зданий в настоящее время они применяются ограниченно.

Гладкотрубным называется отопительный прибор, состоящий из нескольких соединенных вместе стальных труб, змеевиковой (рис. 3.3, а) или регистровой (рис. 3.3, б) формы. Они свариваются из труб D_у 32…100 мм. Гладкотрубные приборы характеризуются высокими значениями коэффициента теплопередачи. Их применяют в тех случаях, когда не могут быть использованы отопительные приборы других видов.

Рис. 3.3. Соединение труб в гладкотрубных отопительных приборах:

а – змеевиковая форма; б – регистровая форма; 1 – нитки; 2 – колонка; 3 – калачи; 4 - заглушка

Конвектор состоит из двух элементов: трубчато-ребристого нагревателя и кожуха (рис. 3.4). Кожух декорирует нагреватель и способствует повышению теплопередаче благодаря увеличению подвижности воздуха у поверхности нагревателя.

Рис. 3.4. Конструкции конвекторов:

а – с кожухом; б – без кожуха; 1 – канал для теплоносителя; 2 – оребрение; 3 – кожух; 4 – решетка; 5 – воздушный клапан

Нагреватели наиболее распространенных конвекторов – с кожухом из двух или четырех труб D_у 20 мм, на которые насажены прямоугольные ребра с шагом 6 мм. Эти конвекторы снабжены воздушным клапаном для регулирования теплоотдачи.

Конвекторы без кожуха обычно устанавливаются в два яруса или ряда для получения необходимой площади нагревательной поверхности.

Ребристые трубы представляют собой фланцевую чугунную трубу, наружная поверхность которой покрыта совместно отлитыми тонкими ребрами.

Размещение вертикального отопительного прибора в помещении возможно как у наружной, так и у внутренней стены (рис. 3.5). Размещение приборов у внутренних стен допустимо лишь в южных районах России, т.к. оно сопровождается неблагоприятным для здоровья людей движением воздуха с пониженной температурой у пола помещений. В средней полосе и северных районах России целесообразно устанавливать отопительные приборы вдоль наружных стен и особенно под окнами, что повышает тепловой комфорт помещения. В лестничных клетках целесообразно располагать отопительные приборы в нижней их части рядом с входными дверями.

Рис. 3.5. Размещение отопительных приборов в плане:

а – под окнами; б – у внутренних стен