В рамках статьи мы постараемся выяснить, какими бывают современные радиаторы водяного отопления. Нас интересуют применяемые для их производства материалы, алгоритм подбора отопительного прибора для квартиры или частного дома и методы, которыми радиатор подключается к системе отопления.
Слова «радиатор отопления» ассоциируются у вас только с неуклюжей конструкцией на фото? Добро пожаловать в 21 век!
Материалы
Из чего делаются современные батареи?
Чугун
Чугунные батареи привычны, вероятно, каждому из нас по типовым домам советской постройки. В абсолютном большинстве они комплектовались именно чугунными секционными радиаторами. Эти отопительные приборы производятся и сейчас, однако, помимо привычного нам ребристого «баяна», из чугуна делаются и довольно непривычные конструкции.
Чугунный напольный радиатор Viadrus Hellas выделяется непривычно большим числом каналов у каждой секции. Их шесть.
Батареи делаются настенными и напольными, стилизованными под старину и, наоборот, утрированно современными. Независимо от исполнения, у них есть несколько общих особенностей.
- Серый чугун — металл довольно хрупкий. Батареи боятся сильных ударов. Речь идет не только о внешних механических воздействиях: гидроудар тоже может разрушить сравнительно тонкий чугун. Максимальное рабочее давление, заявленное для большинства изделий — 10-13 атмосфер.
- Хрупкость чугуна и его сравнительно низкая теплопроводность означает, что развитое оребрение с большой площадью — не для чугуна. Однако теплооотдача прямо пропорциональна поверхности теплообмена между отопительным прибором и воздухом.
Выход есть: чугунная секция имеет довольно большой внутренний объем и, соответственно, низкую скорость движения теплоносителя внутри нее. Увы, у этого решения есть одно негативное следствие: чугунные радиаторы быстро заиливаются и раз в два-три года требуют промывки.
Обратите внимание: правило не универсально. Некоторые типы подключения, которые мы рассмотрим в соответствующем разделе статьи, препятствуют заиливанию радиатора.
- Еще одна неприятная особенность чугунных радиаторов — частые течи между секций, по прокладкам. Паронит через несколько лет утрачивает и без того невысокую эластичность, и остывшая батарея начинает капать.
Правильное решение проблемы — перебрать радиатор и заменить прокладки на термостойкую резину, быстрое — сбросить стояки отопления на лето. Это практикуется, хотя в корне неверно: система отопления летом должна быть заполнена, чтобы уменьшить скорость ее разрушения коррозией.
Неизменный атрибут старого чугунного радиатора — бурые потеки ржавчины между секций.
Сталь
Обладая примерно такой же теплопроводностью, как чугунные, водяные стальные радиаторы отопления намного прочнее. Обычно, но, к сожалению, не всегда.
Самый… скажем так, своеобразный стальной радиатор — пластинчатый. Две профилированных пластины свариваются по контуру — вот и готовый отопительный прибор, внутри которого вода течет по извилистым каналам.
Радиаторные пластины отечественного производства отличались экстремально малым сроком службы: их необходимо было менять через 7 лет эксплуатации. Прочность тоже оставляла желать лучшего — 6 атмосфер были для них пределом. Низкая теплоотдача довершала безотрадную картину.
С этим прибором связаны самые неприятные воспоминания.
Обратите внимание! Современные импортные отопительные приборы этого типа имеют сравнительно неплохой внешний вид и рассчитаны на давление до 10 атмосфер. 10-летняя гарантия от производителя обещает, что пластинчатый радиатор прослужит долго. Теплоотдача зависит от габаритных размеров, однако при равных габаритах заметно уступает алюминиевому радиатору.
Следующий тип стального отопительного прибора — трубчатый радиатор. Название исчерпывающе описывает его конструкцию: верхний и нижний коллектора соединяют фигурные или прямые трубы, по которым циркулирует теплоноситель.
Радиатор сочетает красоту с прочностью.
Радиаторы прочны (типичное для них рабочее давление — 25 кгс/см2) и часто объединяют очень своеобразный дизайн с отличной теплоотдачей.
Стальной конвектор — вероятно, наиболее прочный отопительный прибор. Фактически, он представляет собой виток трубы с поперечными пластинами оребрения, призванного увеличить теплоотдачу. Понятно, что по прочности на разрыв конвектор как минимум не уступит стальной подводке.
В качестве опционального дополнения могут присутствовать:
- Экран, придающий конвектору более привлекательный внешний вид,
- Заслонка для регулировки теплоотдачи,
- В старших моделях — заменяющая заслонку термостатическая головка.
Наконец, стальной регистр — простейший отопительный прибор с огромной теплоотдачей, который при наличии сварки и соответствующих навыков нетрудно изготовить своими руками. Инструкция проста: несколько труб большого диаметра глушатся с торцов и перемычками соединяются в замкнутый контур.
В производственных помещениях иногда можно встретить любопытную разновидность регистра — трубу диаметром 100-200 миллиметров, проходящую по периметру стены. Эстетичной такую систему отопления не назовешь, зато она крайне эффективна: тепловая завеса создается по всей длине внешней стены. Сквозняков от окон, промерзающих стен и прочих зимних неприятностей при этом не может быть в принципе.
Алюминий
Алюминиевые радиаторы начали экспансию на российский рынок в начале девяностых годов. Вначале на стендах магазинов присутствовала только импортная продукция, однако отечественные производители быстро сориентировались и наладили собственный выпуск отопительных приборов. Китай тоже не заставил себя ждать.
В результате к прекрасному внешнему виду и великолепной теплоотдаче этих приборов добавилось еще одно веское достоинство — низкая цена.
Недорогой отопительный прибор с отменным внешним видом и очень хорошей теплоотдачей.
К сожалению, не все так безоблачно, как может показаться. Опыт двух десятилетий эксплуатации выявил два уязвимых места алюминия.
- Центральное отопление, увы, отличается непредсказуемыми параметрами. Прежде всего — большой вероятностью скачков давления. Откуда им взяться? В первую очередь, причиной становится так называемый человеческий фактор. При запуске системы отопления положено МЕДЛЕННО заполнить ее водой из обратного трубопровода, потом открыть подачу и стравить воздух.
Если открыть задвижки быстро — неминуем гидроудар (кратковременный скачок давления, связанный с тем, что вода практически несжимаема). Кроме того, к гидроудару могут привести и некоторые неисправности запорной арматуры — к примеру, оторвавшийся клапан винтового вентиля, который в турбулентном потоке периодически перекрывает седло.
Прочность алюминия с запасом достаточна для эксплуатации в штатном режиме, а вот форс-мажор в виде 25 атмосфер вполне может привести к тому, что радиатор разрушится или отсоединится от подводки. Последствия, мягко говоря, будут неприятными.
- Вторая проблема алюминиевых радиаторов связана с тем, что алюминий образует гальванические пары с некоторыми металлами. В частности, при использовании медной трубы в контуре отопления между ней и алюминием возникает постоянный слабый ток, приводящий к ускоренному разрушению внутренней поверхности отопительного прибора.
Алюминий и сталь
Обе проблемы были успешно решены в радиаторах следующего поколения — биметаллических. Идея предельно проста: внутрь алюминиевой оболочки с большой площадью оребрения, прекрасно прогревающегося за счет высочайшей теплопроводности алюминия, помещается сердечник из коррозионно-стойкой стали.
Что в итоге?
- Теплоотдача биметаллической секции лишь незначительно уступает цельному алюминиевому радиатору.
- Электрохимических процессов можно больше не бояться. В биметаллических приборах с цельными сердечниками алюминий не контактирует с теплоносителем.
- Устойчивость батарей к давлению впечатляет: нормой считаются 25 атмосфер рабочего давления, а у лучших образцов оно доходит до 100 кгс/см2 при испытаниях на 150 (линейка Монолит от российской компании Рифар).
Чемпион по прочности на разрыв производится в России. Пустяк, а приятно.
Стоимость секции, однако, достаточно велика: у импортных радиаторов она доходит до 700 рублей.
Алюминий и медь
В рамках устоявшейся терминологии биметаллическим принято называть водяной радиатор отопления, состоящий из стали и алюминия.
Однако биметаллической имеет право называться и иная конструкция, которую мы можем видеть в лучших образцах компактных конвекторов:
- Основа отопительного прибора — виток толстостенной медной трубки.
- На медь напрессовано алюминиевое оребрение.
- Снаружи конвектор защищает от механических повреждений стальной кожух.
Что дает такой выбор материала?
Благодаря высочайшей теплопроводности меди (она вдвое больше, чем у алюминия) теплоноситель при внутреннем сечении отопительного прибора, не превышающем размер просвета у труб подводки, отдает огромное количество тепла. Теплопроводность ребер менее важна для теплоотдачи конвектора, именно поэтому они изготавливаются из более дешевого металла.
В результате получившийся конвектор либо компактен при стандартной для «взрослого» прибора теплоотдаче, либо при обычных размерах отдает очень много тепла.
Медно-алюминиевый внутрипольный конвектор.
Размеры
Понятно, что, помимо стандартных размеров, на рынке присутствует много эксклюзивных и дизайнерских отопительных приборов. Однако межосевое расстояние боковых подводок стандартизировано.
Каким оно бывает?
- Наиболее распространены отопительные приборы с расстоянием между подводками в 500 миллиметров. В частности, те самые чугунные радиаторы из квартир нашего детства — именно такие.
- Низкие радиаторы могут иметь межосевое расстояние 200, 250, 300, 350 и 400 миллиметров. Компактность позволяет создать тепловую завесу для окна с очень низким подоконником.
Кроме того, удельная теплоотдача длинной батареи низкой высоты больше, чем у высокого отопительного прибора. Почему? Потому, что тепловой поток линейно зависит от дельты температур между поверхностью радиатора и окружающего воздуха. Чем выше батарея — тем горячее воздух вокруг ее верхней части.
- Высокие отопительные приборы (до 2400 миллиметров) нужны для того, чтобы при минимальной длине батареи обеспечить приемлемую теплоотдачу. Среди этих изделий часто можно встретить очень необычные внешне конструкции, разработанные именитыми дизайнерами.
Здесь высокий радиатор — полноценный элемент дизайна помещения.
Длина продающихся секционных радиаторов — от 4 до 14 секций. Впрочем, модульная конструкция позволяет скомплектовать радиатор любой длины в зависимости от ваших потребностей.
Однако: при боковом подключении длина больше 10 секций неэффективна. Температура дальних от подводки секций будет НАМНОГО ниже, чем первых.
Что можно порекомендовать покупателю, выбирающему себе отопительные приборы?
Материал
- Для жителя многоквартирного дома лучший выбор — биметаллический радиатор. Причины уже упоминались. Прочность его конструкции убережет вас от очень серьезных неприятностей при скачках давления в контуре отопления.
- Для частного дома с автономным отоплением характерен полный контроль владельца над его параметрами. В том числе, и давлением. Материал для подводки тоже выбирается самостоятельно, а раз так — прекрасным вариантом станут недорогие и красивые алюминиевые радиаторы.
- В тех помещениях, в которых эстетика неважна, ставятся самодельные регистры. Полностью стальные конвектора — тоже заслуживающий внимания недорогой вариант реализации отопления.
Регистр обеспечит максимум тепла при минимуме затрат.
Тепловая мощность
Потребность в тепловой мощности рассчитывается по простой формуле: 40 ватт тепла на кубометр объема.
Однако это лишь базовое значение, оно модифицируется коэффициентами:
- Южные районы означают, что итоговую мощность нужно умножить на 0,7 — 0,9. Северные — на 1,3-2,0.
- Расположенная в торце дома угловая квартира дает нам коэффициент 1,2 — 1,3 в зависимости от материала и толщины стен.
- Для частного дома базовое значение умножается на 1,5: снизу и сверху не теплые квартиры соседей, а улица.
- Каждое окно добавляет к базовому значению тепловой мощности 100 ватт. Каждая дверь на улицу — 200 ватт.
Так, расположенная в Якутске комната в частном доме размером 4х5х3,2 метра с одним окном требует (4*5*3,2*40+100)*2,0*1,5=7980 ватт.
Не пугайтесь: это пиковое значение. Вся мощность пригодится разве что в экстремально сильные морозы.
Как рассчитать количество неразборных отопительных приборов или секций?
Нужно просто разделить общую тепловую мощность на тепловой поток одного конвектора или одной секции. Данные всегда указываются в технической документации или на сайте производителя. Усредненные значения — 200 ватт на алюминиевую секцию, 180 на биметаллическую и 160 на чугунную.
Точные данные можно найти на сайте любого приличного производителя.
Так, для пресловутой комнаты в Якутске понадобится 7980/200=40 секций. Понятно, что не одной батареей.
Подключение
Как правильно подключить радиатор водяного отопления к подводке?
Боковое подключение используется для радиаторов длиной не более 10 секций. В этом случае дальние секции чугунного радиатора, как уже сказано, будут нуждаться в промывке.
Диагональное подключение означает, что через весь объем радиатора любой длины будет циркулировать теплоноситель. Низ секций под врезанной в верхнюю пробку подводкой может заиливаться, однако на температуре отопительного прибора это скажется мало.
При диагональном подключении радиатор любой длины будет нагрет равномерно.
Нижнее подключение делает промывку ненужной в принципе. Не бойтесь, что верх радиатора не будет греть: практика показывает, что секции при нижнем подключении прогреваются равномерно. В этом случае не помешает кран Маевского в одной из верхних пробок.
На подающей нитке подводки может быть установлен регулировочный дроссель или термостатическая головка. В обоих случаях наличие перемычки перед радиатором обязательно, иначе вы будете регулировать проходимость стояка или всего контура в частном доме.
На свободной от регулировочной арматуры подводке часто устанавливается отсекающий вентиль, позволяющий при необходимости слить и демонтировать отопительный прибор без сброса основного контура или стояка.
Наконец, важная деталь: при монтаже биметаллического, стального трубчатого радиатора или стального конвектора подводка выполняется только сталью. Желательно — оцинкованной.
Почему? Ответ подскажет простой здравый смысл: что толку в радиаторе, способном выдержать 100 атмосфер, если при 10 порвется пластиковая подводка?
Центральное отопление, биметаллический радиатор и… металлополимерная подводка.
