Выбор и размещение отопительных приборов

Обновлено: 24.01.2025

Лекция на тему: "Выбор, размещение и расчет отопительных приборов"

В качестве отопительных приборов системы отопления принимаем чугунные радиаторы с наиболее высокими теплотехническими и технико-экономическими показателями.

Отопительные приборы рекомендуется располагать преимущественно под окнами у наружных стен открыто по возможности в нишах или полунишах симметрично с наименьшим количеством отопительных стояков. Подводки к приборам должны иметь длину не более от 1,00 до 1,25м. В угловых комнатах размещение стояков должно обеспечивать прогрев углов наружных стен с целью предотвращения конденсации влаги.

Отопительные приборы в лестничных клетках к отдельным отопительным стоякам по проточным нерегулируемым схемам. С целью экономии металла и улучшения эксплуатационных характеристик отопительные приборы рекомендуется подсоединять к стоякам по схеме «сверху-вниз».

Потребная площадь поверхности отопительных приборов определяется, исходя из данных расчета дефицита тепла по отдельным помещениям Q п , и выражается в м² эквивалентной площади ( приведенной к стандартным условиям)

где q _э – теплопередача 1м 2 эквивалентной площади поверхности

теплопередачи прибора в конкретных условиях, рассчитываемой

отопительной системы, Вт/экм;

β ₁ – коэффициент, учитывающий охлаждение воды в подводящих

трубопроводах, определяемый по соответствующей литературе;

β ₂ – коэффициент, учитывающий способ установки отопительного

прибора, принимать по соответствующей литературе;

F _тр – эквивалентная площадь поверхности теплопередачи открыто

проложенных трубопроводов можно определить, исходя из

наружного диаметра трубопровода, его длины и условий прокладки, по формулам:

для труб d < 32мм

для труб d < 32мм

где d _н – наружный диаметр трубопровода, м;

b – поправочный коэффициент, учитывающий условия прокладки

принимаем b = 1 для подводок к приборам;

b = 0,5 для вертикальных трубопроводов (стояков);

b = 0,75 для обратных горизонтальных трубопровод у пола помещения.

Значение q _э ( теплоотдача прибора, Вт/экм) может быть определено, исходя из средней величины движущей силы теплопередачи, схемы подсоединения приборов к стоякам и подачи теплоносителя, по формуле

где t _т – разность средней температуры теплоносителя в нагревательном

приборе и температуры окружающего воздуха ( для воды в

z – коэффициент, зависящий от схемы питания прибора, принимаем:

для схемы «сверху-вниз» z =1;

β ₃ – коэффициент, зависящий от принятой схемы питания прибора и

относительного расхода теплоносителя G;

рекомендуется принимать по соответствующей литературе;

Относительный расход воды через прибор, представляющий собой отношение расхода воды через 1экм прибора к нормальному расходу, равному 17,4 кг/(ч·экм), вычисляют по формуле

где Δt – перепад температур теплоносителя в нагревательном приборе, 0 С.

Если прибор собирается из нескольких элементов или секций, ориентировочное число элементов или секций следует определять по формуле

f э – эквивалентная площадь поверхности теплопередачи одного

элемента или секций следует определять по формуле

β ₄ – коэффициент, учитывающий снижение коэффициента теплопередачи

от увеличения числа элементов или секций в отопительном приборе;

принимаем по соответствующей литературе;

Если дробная часть числа элементов, полученная по формуле выше, больше 0,1 шт., то n округляется до большего целого числа.

Пример расчета количества секций в отопительном приборе комнаты 101:

q _э = 9,28·(62,5-10) · 1 · 1,0 = 487 Вт/экм,

G = 418/ (17,4·25) = 0,96 кг/ (ч· м 2 ),

F пр = [(4920/487) – 0,43]·1,02= 9,86м/экм,

n ор = 9,86/0,35 = 28 шт.,

n = 28·1,03=29 шт.

Принимаем к установке чугунные радиаторы типа М-140-АО с поверхностью нагрева одной секции, равной f _э = 0,35 экм.

По остальным комнатам расчет количества секций отопительного прибора выполнен аналогично. Результаты работы представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Определения количества секций в отопительных приборах

Количество секций каждого отопительного прибора указываем на планах этажей и на аксонометрической схеме системы отопления.

Выбор и размещение отопительных приборов

В данном курсовом проекте необходимо сконструировать и рассчитать систему отопления жилого дома города Калуга, где расчётная температура наружного воздуха t_н = -27 0 С[7, табл. Расчётные параметры наружного воздуха].

Система отопления служит для восполнения теплопотерь, уходящих в окружающую среду в холодное время года через ограждающие конструкции здания, а также для нагрева воздуха, инфильтрующегося через остекление. Восполнение теплопотерьпотерь достигается с помощью отопительных приборов в помещениях. В данном курсовом проекте представлены тепловой и гидравлический расчеты системы отопления, а также расчет приборов и специального оборудования узла управления, основанные на СНиП и требованиях, предъявляемых к системе отопления.

Проектируемое здание трехэтажное, бесчердачное, с неотапливаемым подвальным помещением. Ориентация главного фасада на северо-восток.

Теплоснабжение централизованное водяное с использованием высокотемпературной воды (150/70), поступающей в здание из ТЭЦ.

Расчет теплопотерь

Для расчета теплопотерь необходимо взять коэффициенты теплопередач, рассчитанные в курсовой работе по строительной теплофизике:

Наружная стена ;

Окно ;

Потолок последнего этажа ;

Пол над подвалом ;

Перегородка ;

Наружная дверь ;

Теплопотери помещений Q_огр складываются из теплопотерь через отдельные ограждения площадью A, м 2 .

[1, с. 5]

где -тепло теряемое ограждением;

k – коэффициент теплопередачи ограждения, ;

A – площадь ограждения, ;

- внутренняя расчётная температура помещения, ;

- наружная расчётная температура, ;

n – поправочный коэффициент уменьшения расчётной разности температур для ограждений, не соприкасающихся с наружным воздухом;

1. Добавка на ориентацию ограждений по сторонам горизонта – принимаем для всех наружных вертикальных ограждений, обращенных на северо-восток, север, северо-запад, восток в размере 0,1; юго-восток и запад – в размере 0,05;

2. Добавка в угловых помещениях общественных зданий, имеющих две и более наружных стены принимаем для вертикальных ограждений, ориентированных на северо-запад, север, северо-восток и восток в размере 0,05; для ограждений, ориентированных по остальным сторонам горизонта, в размере 0,1;

3. Добавка на поступление холодного воздуха через входы в здания и сооружения, не оборудованные воздушными завесами, – принимаем для одинарных дверей при высоте здания Н, м, в размере 0,27Н от осноных теплопотерь через эти двери, учитывая что в здании двойные двери с тамбуром;

4. Добавка на инфильтрацию.

Площадь наружных и внутренних ограждений при расчете теплопотерь помещений вычислена, соблюдая правила обмера ограждений по планам и размерам здания.[2, с. 34]

Окна с двойным остеклением в деревянных раздельных переплетах размерами высотой 1,45м;. Наружные двери двойные размерами 1,35х2,3 с тамбуром. Бесчердачное перекрытие и перекрытие над подвалом – железобетонные, утепленные, толщинами соответственно 0,4 м, и 0,4м. Расстояние от пола до потолка этажа –3,5м.

Выбор и размещение отопительных приборов в помещении

При выборе отопительного прибора учитывают назначение помещения и его архитектурно-планировочное решение, длительность пребывания людей в помещении и особенности теплового режима, тип системы отопления, санитарно-гигиенические требования и технико-экономические показатели прибора.

В отдельных случаях отопительный прибор выбирается на основании специального технико-экономического сопоставления нескольких видов; иногда выбор обусловлен наличием прибора определенного типа.

При выборе вида отопительного прибора руководствуются следующими общими соображениями: при повышенных санитарно-гигиенических требованиях, предъявляемых к помещению, приборы должны иметь гладкую поверхность. Как уже' известно, это - панели, радиаторы и гладкотрубные приборы. Бетонные панели в этом случае, особенносовмещенные со строительными конструкциями, наилучшим образом способствуют содержанию помещения в чистоте. Стальные панели и гладкотрубные приборы могут быть рекомендованы при менее строгом отношении к гигиене и внешнему виду помещения. Радиаторы допускаются лишь с секциями простой формы (например, одноколончатыми).

При нормальных санитарно-гигиенических требованиях, предъявляемых к помещению, можно использовать приборы с гладкой и ребристой поверхностью. В гражданских зданиях чаще применяются радиаторы, конвекторы и панели, в промышленных - ребристые трубы, как более компактные приборы, хотя в общем при выборе вида прибора необходимо учитывать все факторы, перечисленные выше.

Размещение отопительного прибора 1 в помещении (план)

а - под окном; б - у внутренней стены

Благоприятным с точки зрения создания теплового комфорта для людей является обогревание помещения через пол. Теплый пол, равномерно нагретый до температуры, допустимой по санитарно-гигиеническим требованиям (например, в жилой комнате до 24° С), обеспечивает ровную температуру и слабую циркуляцию воздуха, устраняет перегревание верхней зоны в помещении. Сравнительно высокая стоимость и трудоемкость устройства теплого пола для отопления помещения в большинстве случаев предопределяют замену его вертикальными отопительными приборами, как более компактными и дешевыми.

Вертикальный отопительный прибор можно устанавливать в помещении как у наружной, так и внутренней стены. При размещении прибора у внутренней стены помещения не только значительно сокращается протяженность труб, подающих и отводящих теплоноситель от прибора, но и повышается теплопередача последнего в помещение (примерно на 7% в равных температурных условиях) из-за интенсификации теплообмена и устранения дополнительной теплопотери через наружную стену. При всей экономической рациональности такой установки отопительного прибора она допустима лишь в южных районах с короткой и теплой зимой.

В северных районах целесообразно устанавливать отопительный прибор вдоль наружной стены помещения и особенно под окном. При таком размещении прибора увеличивается температура внутренней поверхности в нижней части наружной стены и окна, что повышает тепловой комфорт помещения, уменьшая радиационное охлаждение людей. Кроме того, расположение отопительного прибора под окном препятствует образованию ниспадающего потока холодного воздуха, если нет подоконника, перекрывающего прибор, и движению воздуха с пониженной температурой у пола помещения.

Вертикальный отопительный прибор целесообразно размещать возможно ближе к полу помещения (минимальное расстояние от пола 60 мм). При значительном подъеме прибора над полом в помещении создается зона переохлаждения воздуха и поверхности пола, так как циркуляционные потоки нагреваемого воздуха, замыкаясь на уровне установки прибора,. не захватывают и не прогревают в этом случае нижнюю часть помещения.

Схемы циркуляции воздуха в помещении (разрез) при размещении отопительного прибора 1

а - под окном без подоконника; б - под окном с подоконником; в - у внутренней стены

Чем ниже и длиннее сам по себе отопительный прибор, тем ровнее температура помещения и лучше прогревается его рабочая зона. Примером такого отопительного прибора, улучшающего тепловой режим рабочей зоны помещения, может служить плинтусный конвектор без кожуха, который из-за малой теплопередачи на 1 м длины устанавливается по всей длине наружной стены.

Высокий и короткий отопительный прибор создает активный восходящий поток-фонтан теплого воздуха над собой. Не говоря уже о бесполезном перегревании верхней зоны помещения, в этом случае охлажденный воздух опускается по обеим сторонам такого прибора в рабочую зону, вызывая неприятное ощущение «дутья» у сидящих людей.

Натурные исследования, проведенные в январе 1970 г. в общественном здании с двойным ленточным остеклением окон в металлических переплетах, под которыми в два ряда установлены конвекторы типа 20 КП, показали, что при t_н=—10˚C и t_в=22°С температура внутренней поверхности стекла над конвекторами равнялась 19,9°, посередине высоты окна 16,5° и наверху окна 15,9˚C (температура поверхности конвекторов 54°С). Прибор обеспечивает тепловой комфорт в рабочей зоне помещения.

В первом здании поток теплого воздуха поднимался от конвектора, над которым нет подоконника, вертикально вдоль стекла. Во втором - подоконник над конвектором отклонял поток теплого воздуха в глубь помещения, и возникала циркуляция воздуха, изображенная на рисунке. Хотя температура внутренней поверхности стекла в этом случае и возрастала, в помещении наблюдался неприятный воздушный поток, направленный под некоторым углом вверх через рабочую зону.

Еще более неприятный для людей поток воздуха, аналогичный показанному на рисунке, создавался во второй половине помещения, где под окном нет прибора, и температура поверхности стекла поэтому была сравнительно низкой.

Способность вертикального отопительного прибора вызывать активный восходящий поток теплого воздуха используется для отопления высокого помещения с тем, чтобы не устанавливать второй ярус приборов. Обычно в помещении высотой более 6 м, особенно если имеются вторые световые проемы в верхней его части, рекомендуется часть отопительных приборов (от 1/4 до 1/3 общей площади нагревательной поверхности) размещать в верхней зоне или под фонарями верхнего света. При использовании в качестве отопительных приборов отдельных радиаторов такая рекомендация, несомненно, должна учитываться. Но при цепочечном размещении радиаторов и конвекторов (особенно типа «Комфорт») мощностью до 1,5-2 кВт на 1 м длины иногда достаточна установка их только в рабочей зоне помещения.

В целом этот вопрос, связанный с естественной конвекцией у охлаждающейся поверхности при наличии инфильтрации холодного воздуха, еще не имеет надежного теоретического обоснования.

Правило установки отопительного прибора под окном в северных районах может не соблюдаться в помещении, периодически посещаемом людьми на короткое время, или если рабочие места людей в нем удалены от наружного ограждения. Это отклонение от правил может допускаться, например, в производственных помещениях с двухметровым проходом у окон, вестибюлях и лестничных клетках гражданских зданий, складах и тому подобных помещениях. Указанное правило вообще теряет смысл при дежурном отоплении помещения в отсутствии людей.

Особое размещение отопительных приборов требуется в лестничных клетках - своеобразных вертикальных трубах, пронизывающих здания снизу доверху. Естественное движение воздуха в лестничных клетках в зимний период, усиливающееся с увеличением высоты, способствует переносу тепла в верхнюю их часть и, вместе с тем, вызывает переохлаждение нижней части1, прилегающей к открывающимся наружным входным дверям. Частота открывания наружных дверей и, следовательно, охлаждение прилегающей части лестницы косвенно связаны с размерами здания и в многоэтажном здании в большинстве случаев выше, чем в малоэтажном. Очевидно, при равномерном размещении отопительных приборов по высоте будет происходить перегревание средней и верхней частей лестничной клетки и соответствующее переохлаждение нижней части.

Исследованиями в натурных условиях Москвы было установлено, что даже при размещении радиаторов на 1/2-2/3 высоты лестничных клеток многоэтажных зданий наблюдается существенное недогревание нижней и перегревание средней и иногда верхней (если нет выхода на крышу здания) их частей.

Таким образом, в лестничных клетках целесообразно концентрировать отопительные приборы в нижней их части, рядом с входными дверями. В малоэтажных зданиях эта рекомендация конструктивно выполнима, в крайнем случае возможен перенос части обычных приборов (20%-в двухэтажных и 30%-в трехэтажных зданиях) на промежуточную площадку между первым и вторым этажами.

Схема рециркуляции одного воздухонагревателя.

1 - пластинчатый калорифер; 2 - канал; 3 - декоративная решетка.

Размещение отопительных приборов

а -в декоративном шкафу; б - в глубокой нише; в - в специальном укрытии; г — за щитом; д - один прибор над другим.

Между входными дверями в здание, т. е. в первом тамбуре со стороны улицы, установка отопительного прибора нежелательна во избежание замерзания воды в нем или в отводной трубе при случайном продолжительном открытии наружной двери.

Выше рассматривалась стандартная - открытая установка отопительного прибора. Практически в редких случаях установка прибора соответствует стандартной. Приборы могут быть размещены в стенной нише, под подоконником, в два-три ряда по высоте, наконец, могут быть специально декорированы. Если по эстетическим или технологическим требованиям ограждение или укрытие прибора необходимо, то его конструкция по возможности не должна уменьшать (допускается снижение не более чем на 15%) тепловой поток от теплоносителя в помещение. Поэтому конструкция укрытия прибора должна быть такой, чтобы уменьшение передачи тепла излучением компенсировалось увеличением конвективной теплопередачи. Вертикальный щит у поверхности прибора, превращающий «радиатор» в «конвектор», будет отвечать этому условию.

На рисунке показано несколько вариантов установки прибора и конструкций укрытия. По сравнению с расположением прибора открыто у глухой стены (стандартное положение, с которым сопоставляются и теплотехнически оцениваются сравнительным коэффициентом β2 другие способы установки) при размещении его в декоративном шкафу с двумя щелями высотой 100 мм требуется увеличение расчетной площади нагревательной поверхности на 12% (коэффициент β₂=1,12); при расположении приборов в глубокой открытой нише или один над другим в два ряда - на 5%. Вместе с тем можно применять укрытия, не влияющие на теплопередачу отопительного прибора и даже усиливающие теплопередачу на 10% (коэффициент β2=0,9).

Одностороннее присоединение труб к отопительному прибору при схеме движения теплоносителя сверху-вниз.

а - в вертикальном однотрубном стояке; б - в двухтрубном стояке; в - в «сцепке» двух приборов;

1 - приборный сгон; 2 - тройник; 3 - трехходовой кран.

Присоединение теплопроводов к отопительному прибору может быть одно- и разносторонним. Как известно, теплотехнически преимущество имеет разностороннее присоединение при схеме движения теплоносителя в приборе сверху - вниз. Однако конструктивно более рационально одностороннее присоединение, и оно преимущественно используется на практике. При вертикальном однотрубном стояке это позволяет унифицировать длину подводок к прибору и короткие подводки выполнять горизонтальными (без уклона). Унифицированный узел «обвязки» прибора способствует заводской заготовке его деталей и предварительной обезличенной сборке, что важно для зданий массового строительства.

При двухтрубном стояке рационально применять трубы, подводящие и отводящие теплоноситель от прибора, так называемые «подводки» длиной до 1,25 м. При большем расстоянии от стояка до прибора в обычных случаях целесообразно устанавливать дополнительный стояк. Подводки выполняются с уклоном (по стрелкам над трубами на рисунке), что затрудняет унификацию узла «обвязки» прибора при двухтрубном стояке.
При одностороннем присоединении труб к приборам не рекомендуется чрезмерное их укрупнение и, в частности, группировка более чем 25 секций чугунных радиаторов A5 секций в системах с естественным движением воды в один прибор, а также соединение на «сцепке» более двух отопительных приборов.

Разностороннее присоединение труб к прибору применяется в тех случаях, когда горизонтальная обратная магистраль системы находится непосредственно под прибором или когда прибор установлен ниже магистралей, а также при вынужденной установке крупного прибора или нескольких приборов на «сцепке».

Соединение отопительных приборов на «сцепке» допускается в пределах одного помещения или в том случае, когда последующий прибор предназначается для нерегулируемого отопления второстепенного помещения (коридора, уборной и т.п.). В горизонтальной однотрубной системе приборы (например, конвекторы) соединяются на «сцепке» с движением воды в них по схемам сверху - вниз и снизу - вверх.

Движение воды в приборе по схеме снизу - вверх происходит также в вертикальном однотрубном стояке, проточно-регулируемом и с замыкающими участками, смещенными от оси стояка для увеличения затекания воды в прибор. В стояке многоэтажного здания со смещенными обходными или замыкающими участками обеспечивается' локализация температурного удлинения труб в пределах этажа без применения специальных компенсаторов.

Разностороннее присоединение труб к отопительному прибору при схеме движения теплоносителя сверху-вниз.

аи б - в обратную магистраль соответственно под прибором и над прибором; в - в приборе значительной длины; г - в «сцепке» трех приборов;, 1 - тройник с пробкой.

Присоединение труб к отопительному прибору при схеме движения теплоносителя снизу - вверх:

а - в однотрубном стояке со смещенными обходными участками, б - то же, со смещенными замыкающими участками; при схеме снизу - вниз, в - в верхнем этаже вертикального однотрубного стояка со смещенными обходными участками; г - в верхнем этаже двухтрубного стояка; д - в горизонтальной однотрубной ветви с осевыми замыкающими участками; 1 - воздушный кран.

Присоединение труб к прибору, создающее движение воды в нем по схеме Снизу - вниз,, чаще всего делается в горизонтальной однотрубной системе, а также в верхнем этаже здания при вертикальной системе отопления с нижней прокладкой обеих магистралей.

На рисунке приводится «обвязка» прибора в проточно-регулируемом стояке - в двухтрубном стояке.

Это же присоединение труб к приборам в горизонтальной однотрубной системе водяного отопления показано на рисунке при наличии замыкающего участка.

Применение высокотемпературной воды влияет не на способ присоединения труб к прибору, а на вид запорно-регулирующей арматуры и материала, уплотняющего места соединения арматуры и прибора с трубами. Использование пара ограничивает применение рассмотренных способов присоединения труб к прибору: пар, как правило, подводится к прибору сверху, конденсат отводится в нижней части прибора.

Основные виды отопительных приборов

Виды отопительных приборов определяются их конструкцией, обусловливающей способ передачи тепла (преобладать может конвективный или радиационный теплообмен) от внешней поверхности приборов в помещение.

Существует шесть основных видов отопительных приборов, радиаторы, панели, конвекторы, ребристые трубы, гладкотрубные приборы и калориферы.

По характеру внешней поверхности отопительные приборы могут быть с гладкой (радиаторы, панели, гладкотрубные приборы) и ребристой поверхностью (конвекторы, ребристые трубы, калориферы).

По материалу, из которого изготовляются отопительные приборы, различают металлические, комбинированные и неметаллические приборы.

Схемы отопительных приборов

а - радиатора, б - панели, в - конвектора, е - ребристой трубы, д - гладкотрубного прибора.

Металлические приборы выполняют чугунными (из серого литейного чугуна) и стальными (из листовой стали и стальных труб).

В комбинированных приборах используют бетонный или керамический массив, в котором заделаны стальные или чугунные греющие элементы (отопительные панели), или оребренные стальные трубы, помещенные в неметаллический (например, асбестоцементный) кожух (конвекторы).

Неметаллические приборы представляют собой бетонные панели с заделанными стеклянными или пластмассовыми трубами или с пустотами вообще без труб, а также фарфоровые и керамические радиаторы.

По высоте все отопительные приборы можно подразделить на высокие (высотой более 600 мм), средние (400-600 мм) и низкие (<400 мм). Низкие приборы высотой менее 200 мм называются плинтусными.

Схемы отопительных приборов пяти видов приведены на рисунке. Калорифер, применяемый прежде всего для нагревания воздуха в системах вентиляции.

Радиатором принято называть прибор конвективно-радиационного типа, состоящий из отдельных колончатых элементов - секций с каналами круглой или эллипсообразной формы. Радиатор отдает в помещение радиацией около 25% всего количества тепла, передаваемого от теплоносителя, и именуется радиатором лишь по традиции.

Панель - прибор конвективно-радиационного типа относительно малой глубины, не имеющий просветов по фронту. Панель передает радиацией несколько большую, чем радиатор, часть теплового потока, однако только потолочная панель может быть отнесена к приборам радиационного типа (отдающим радиацией более 50% всего количества тепла).

Отопительная панель может иметь гладкую, слегка оребренную или волнистую поверхность, колончатые или змеевиковые каналы для теплоносителя.

Конвектор - прибор конвективного типа, состоящий из двух элементов - ребристого нагревателя и кожуха. Конвектор передает в помещение конвекцией не менее 75% всего количества тепла. Кожух декорирует нагреватель и способствует повышению скорости естественной конвекции воздуха у внешней поверхности нагревателя. К конвекторам относятся также плинтусные отопительные приборы без кожуха.

Ребристой трубой называется открыто устанавливаемый отопительный прибор конвективного типа, у которого площадь внешней теплоотдающей поверхности не менее чем в 9 раз превышает площадь внутренней тепловоспринимающей.

Секция двухколончатого радиатора

hп - полная высота, hм - монтажная (строительная) высота, l - глубина; b - ширина.

Гладкотрубным называется прибор, состоящий из нескольких соединенных вместе стальных труб, образующих каналы колончатой (регистр) или змеевиковой (змеевик) формы для теплоносителя.

Рассмотрим, как выполняются требования, предъявляемые к отопительным приборам.

Керамические и фарфоровые радиаторы не получили широкого распространения из-за недостаточной прочности, ненадежности соединения с трубами, затруднений при изготовлении и монтаже, возможности проникания водяного пара через керамические стенки. Применяются они в малоэтажном строительстве, используются в качестве безнапорных отопительных приборов.

2. Радиаторы чугунные - широко применяемые отопительные приборы - отливаются из серого чугуна в виде отдельных секций и могут компоноваться в приборы различной площади путем соединения секций на ниппелях с прокладками из термостойкой резины. Известны разнообразные конструкции одно-, двух- и многоколончатых радиаторов различной высоты, но наиболее распространены двухколончатые средние• и низкие радиаторы.

Однако значительная металлоемкость радиаторов [(M=0,29-0,36 Вт/(кг К) или 0,25-0,31 ккал/(ч кг °С)] и другие недостатки вызывают замену их более легкими и менее металлоемкими приборами. Следует отметить их непривлекательный вид при открытой установке в современных зданиях. В санитарно-гигиеническом отношении радиаторы, кроме одноколончатых, не могут считаться удовлетворяющими требованиям, так как очистка от пыли межсекционного пространства достаточно затруднительна.

Производство радиаторов трудоемко, монтаж затруднителен из-за громоздкости и значительной массы собранных приборов.

Стойкость против коррозии, долговечность, компоновочные преимущества при неплохих теплотехнических показателях, налаженность производства способствуют высокому уровню выпуска радиаторов в нашей стране. В настоящее время выпускается двухколончатый чугунный радиатор типа М-140-АО с глубиной секции 140 мм и межколончатым наклонным оребрением, а также типа С-90 с глубиной секции 90 мм.

3. Панели стальные отличаются от чугунных радиаторов меньшей массой и стоимостью. Стальные панели рассчитаны на рабочее давление до 0,6 МПа (6 кгс/см2) и имеют высокие теплотехнические показатели: k_пр=10,5-11,5 Вт/(м 2 К) [9-10 ккал/(ч м 2 °С)] и f_э/f_ф≤1,7.

Панели изготовляют двух конструкций: с горизонтальными коллекторами, соединенными вертикальными колонками (колончатой формы), и с горизонтальными последовательно соединенными каналами (змеевиковой формы). Змеевик иногда выполняется из стальной трубы и приваривается к панели; прибор в этом случае называется листотрубным.

Панели удовлетворяют архитектурно-строительным требованиям, особенно в зданиях из крупных строительных элементов, легко очищаются от пыли, позволяют механизировать их производство с применением автоматики. На одних и тех же производственных площадях возможен выпуск в год вместо 1,5 млн. м 2 энп чугунных радиаторов до 5 млн. м 2 энп стальных. Наконец, при использовании стальных панелей сокращаются затраты труда при монтаже из-за уменьшения массы металла до 10 кг/м 2 энп. Уменьшение массы повышает тепловое напряжение металла до 0,55-0,8 Вт/(кг К) [0,47-0,7 ккал/(ч кг °С)]. Распространение стальных панелей ограничивается необходимостью применения холоднокатаной листовой стали высокого качества толщиной 1,2-1,5 мм, стойкой по отношению к коррозии. При изготовлении из обычной листовой стали срок службы панелей сокращается из-за интенсивной внутренней коррозии. Стальные панели, кроме листотрубных, используют в системах отопления с обескислороженной водой.

Стальные штампованные панели и радиаторы различных конструкций широко применяются за рубежом (в Финляндии, США, ФРГ и др.). В нашей стране выпускаются средние и низкие стальные панели с каналами колончатой и змеевиковой формы для одиночной и спаренной (по глубине) установки.

4. Панели бетонные отопительные изготовляют:

1. с обетонированными нагревательными элементами змеевиковой или колончатой формы из стальных труб диаметром 15 и 20 мм;
2. с бетонными, стеклянными или пластмассовыми каналами различной конфигурации (безметалльные панели).

Эти приборы располагают в ограждающих конструкциях помещений (совмещенные панели) или приставляют к ним (приставные панели).

При применении стальных нагревательных элементов бетонные отопительные панели можно использовать при рабочем давлении теплоносителя до 1 МПа (10 кгс/см 2 ).

Бетонные панели обладают теплотехническими показателями, близкими к показателям других гладких приборов: k_пр=7,5-11,5 Вт/(м 2 К) [6,5-10 ккал/(ч м 2 °С)] и f_э/f_ф≈1, а также высоким тепловым напряжением металла. Панели, особенно совмещенные, отвечают строгим архитектурно-строительным, санитарно-гигиеническим и другим требованиям.

Однако бетонные панели, несмотря на их соответствие большинству требований, предъявляемых к отопительным приборам, не получают достаточно широкого распространения из-за эксплуатационных недостатков (совмещенные панели) и трудности монтажа (приставные панели).

Конвекторы могут иметь стальные или чугунные нагревательные элементы. В настоящее время выпускаются конвекторы со стальными нагревателями:

• плинтусные конвекторы без кожуха (типа 15 КП и 20 КП);
• низкие конвекторы без кожуха (типа «Прогресс», «Аккорд»);
• низкие конвекторы с кожухом (типа «Комфорт»).

Плинтусный конвектор типа 20 КП (15 КП) состоит из стальной трубы диаметром d_y=20 мм (15 мм) и замкнутого оребрения высотой 90 (80) мм с шагом 20 мм, изготовляемого из листовой стали толщиной 0,5 мм, плотно посаженного на трубу. Конвекторы 20 КП и 15 КП выпускаются различной длины (через 0,25 м) и на заводе компонуются в узлы, состоящие из нескольких конвекторов (по длине и высоте), связывающих их труб и регулирующих кранов.

Следует отметить такое преимущество применения плинтусных конвекторов, как улучшение теплового режима помещений при размещении их в нижней зоне по длине окон и наружных стен; кроме того, они занимают мало места по глубине помещений (строительная глубина всего 70 и 60 мм). Их недостатками являются: затрата листовой стали, недостаточно эффективно используемой для теплопередачи, и затруднительность очистки оребрения от пыли. Хотя пылесобирающая поверхность у них невелика (меньше, чем у радиаторов), все же их не рекомендуется применять для отопления помещений с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями (в лечебных зданиях и детских учреждениях).

Низкий конвектор типа «Прогресс» является модификацией конвектора 20 КП, основанной на двух трубах, связанных общим оребрением той же конфигурации, но большей высоты.

Низкий конвектор типа «Аккорд» также состоит из двух параллельных стальных труб d_у=20 мм, по которым последовательно протекает теплоноситель, и вертикальных элементов оребрения (высота 300 мм) из листовой стали толщиной 1 мм, насаженных на трубы с зазорами 20 мм. Элементы оребрения, формирующие так называемую лицевую поверхность прибора, имеют в плане П-образную форму (ребро 60 мм) и открыты к стене.

Конвектор типа «Аккорд» изготовляется различной длины и устанавливается в один и два ряда по высоте.

В конвекторе с кожухом увеличивается подвижность воздуха, способствующая увеличению теплопередачи прибора. Теплопередача конвекторов увеличивается в зависимости от высоты кожуха.

Высота кожуха hк, мм	Без кожуха	250	400	600
Относительная теплопередача, %	100	115-118	130	140

Конвекторы с кожухом применяют в основном для отопления помещений общественных зданий.

Низкий конвектор с кожухом типа «Комфорт» состоит из стального нагревательного элемента, разборного кожуха из стальных панелей, воздуховыпускной решетки и клапана для воздушного регулирования. В нагревательном элементе прямоугольные ребра насажены на две трубы d_y=15 или 20 мм с шагом от 5 до 10 мм. Общая масса металла нагревателя 5,5-7 кг/м 2 энп.

Конвектор имеет глубину 60-160 мм, устанавливается на полу или на стене и может быть по движению теплоносителя проходным (для соединения по горизонтали с другим конвектором) и концевым (с калачом).

Наличие клапана для воздушного регулирования позволяет соединять конвекторы последовательно по теплоносителю без установки арматуры для регулирования его количества. Конвекторы могут быть также с искусственной конвекцией при установке в кожухе вентилятора специальной конструкции.

6. Ребристые трубы изготовляют из серого чугуна и применяют при рабочем давлении до 0,6 МПа (6 кгс/см 2 ). Наибольшее распространение имеют фланцевые чугунные трубы, на наружной поверхности которых размещаются тонкие прилитые круглые ребра.

Внешняя поверхность ребристой трубы из-за высокого коэффициента оребрения во много раз больше, чем поверхность гладкой трубы такого же диаметра (внутренний диаметр ребристой трубы 70 мм) и длины. Компактность прибора, пониженная температура поверхности ребер при использовании высокотемпературного теплоносителя, сравнительная простота изготовления и невысокая стоимость обусловливают применение этого малоэффективного в теплотехническом отношении прибора: k_пр=4,7-5,8 Вт/(м 2 К) [4-5 ккал/(ч м 2 °С)]; f_э/f_ф=0,55-0,69. К его недостаткам также нужно отнести неудовлетворительный внешний вид, малую механическую прочность ребер и трудность очистки от пыли. Ребристые трубы имеют также весьма низкий показатель теплового напряжения металла: М=0,25 Вт/(кг К) [0,21 ккал/(ч кг °С)].

Применяют их в производственных помещениях, в которых нет значительного выделения пыли, и во вспомогательных помещениях с временным пребыванием людей.

В настоящее время выпускаются круглые ребристые трубы по ограниченному сортаменту длиной от 0,75 до 2 м для горизонтальной установки. Разрабатываются сталечугунные ребристые трубы, к которым относится ребристая труба типа PK с прямоугольными ребрами 70 X 130 мм. Эта труба отличается простотой изготовления и относительно небольшой массой. Основанием служит стальная труба d_у=20 мм, залитая в чугунное оребрение толщиной 3-4 мм. Поверх ребер приливают две продольные пластины для защиты основного оребрения от механического повреждения. Прибор рассчитан на рабочее давление до 1 МПа (10 кгс/см 2 ).

Схема конвектора с кожухом

1 - нагревательный элемент, 2 - кожух, 3 - воздушный клапан.

Для сравнительной теплотехнической характеристики основных отопительных приборов в таблице приведена теплопередача приборов длиной 1 м.

Теплопередача отопительных приборов длиной 1 м при Δt_ср=64,5° и расходе воды 300 кг/ч.

Отопительные приборы	Глубина прибора, мм	Теплопередача
		Вт/м	ккал/(ч м)
Радиаторы:
- типа М-140-АО	140	1942	1670
- типа С-90	90	1448	1245
Панели стальные типа МЗ-500:
- одиночная	18	864	743
- спаренная	78	1465	1260
Конвекторы типа 20 КП:
- однорядный	70	331	285
- трехрядный	70	900	774
Конвекторы:
- типа «Комфорт» Н-9	123	1087	935
- типа «Комфорт-20»	160	1467	1262
Ребристая труба	175	865	744

Как видно из таблицы, высокой теплопередачей на 1 м длины отличаются более глубокие отопительные приборы; наибольшую теплопередачу имеет чугунный радиатор, наименьшую - плинтусный конвектор.

7. Гладкотрубные приборы выполняют из стальных труб в форме змеевиков (трубы соединены по движению теплоносителя последовательно, что увеличивает его скорость и гидравлическое сопротивление прибора) и колонок или регистров (параллельное соединение труб с пониженным гидравлическим сопротивлением прибора).

Приборы сваривают из труб d_y=32-100 мм, расположенных на расстоянии одна от другой не менее выбираемого диаметра труб для уменьшения взаимного облучения и соответственно увеличения теплопередачи в помещение. Гладкотрубные приборы применяют при рабочем давлении до 1 МПа (10 кгс/см 2 ). Они обладают высокими теплотехническими показателями: k_пр=10,5-14 Вт/(м 2 К) [9-12 ккал/(ч м 2 ˚С)] и f_э/f_ф≤1,8, причем наибольшие значения относятся к гладким стальным трубам диаметром 32 мм.

Выбор и размещение отопительных приборов

При выборе вида и типа отопительного прибора учитывают назначение, архитектурную планировку и особенности теплового режима помещения, место и длительность пребывания людей, вид системы отопления, технико-экономические и санитарно-гигиенические показатели прибора. Для создания благоприятного теплового режима выбирают приборы, обеспечивающие равномерное обогревание помещений.

Рис. 1. Чугунная ребристая труба с круглыми ребрами: 1 — канал для теплоносителя; 2 — ребра; 3 — фланец

Металлические отопительные приборы устанавливают преимущественно под световыми проемами, причем под окнами длина прибора желательна не менее 50-75% длины проема, под витринами и витражами приборы располагают по всей их длине. При размещении приборов под окнами (рис. 2а) вертикальные оси прибора и оконного проема должны совпадать (допускается отклонение не более 50 мм). Приборы, расположенные у наружных ограждений, способствуют повышению температуры внутренней поверхности в нижней части наружной стены и окна, что уменьшает радиационное охлаждение людей. Восходящие потоки теплого воздуха, создаваемые приборами, препятствуют (если нет подоконников, перекрывающих приборы), попаданию охлажденного воздуха в рабочую зону (рис. 3а). В южных районах с короткой теплой зимой, а также при кратковременном пребывании людей отопительные приборы допустимо устанавливать у внутренних стен помещений (рис. 2б). При этом сокращается число стояков и протяженность теплопроводов и повышается теплопередача приборов (примерно на 7-9%), но возникает неблагоприятное для здоровья людей движение воздуха с пониженной температурой у пола помещения (рис. 3в).

Рис. 2. Размещение отопительных приборов в помещениях (планы): а — под окнами; б — у внутренних стен; п — отопительный прибор

Рис. 3. Схемы циркуляции воздуха в помещениях (разрезы) при разном расположении отопительных приборов: а — под окнами без подоконника; б — под окнами с подоконником; в — у внутренней стены; п — отопительный прибор

Вертикальные отопительные приборы устанавливают возможно ближе к полу помещений. При значительном подъеме прибора над уровнем пола воздух у поверхности пола может переохлаждаться, так как циркуляционные потоки нагреваемого воздуха, замыкаясь на уровне размещения прибора, не захватывают и не прогревают в этом случае нижнюю часть помещения. Чем ниже и длиннее отопительный прибор (рис. 4а) тем ровнее температура помещения и лучше прогревается весь объем воздуха. Высокий и короткий прибор (рис. 4б) вызывает активный подъем струи теплого воздуха, что приводит к перегреванию верхней зоны помещения и опусканию охлажденного воздуха по обеим сторонам такого прибора в рабочую зону.

Рис. 4. Расположение под окном помещения отопительного прибора: а — длинного и низкого (желательно); б — высокого и короткого (нежелательно)

Рис. 5. Размещение отопительных приборов: а — в декоративном шкафу; б — в глубокой нише; в — в специальном укрытии; г — за щитом; д — в два яруса

Способность высокого отопительного прибора вызывать активный восходящий поток теплого воздуха можно использовать для отопления помещений увеличенной высоты. Вертикальные металлические приборы, как правило, размещают открыто у стены. Однако возможна установка их под подоконниками, в стенных нишах, со специальным ограждением и декорированием. На рис. 5 показано несколько приемов установки отопительных приборов в помещениях. Укрытие прибора декоративным шкафом, имеющим две щели высотой до 100 мм (рис. 5а), уменьшает теплопередачу прибора на 12% по сравнению с открытой его установкой у глухой стены. Для передачи в помещение заданного теплового потока, площадь нагревательной поверхности такого прибора должна быть увеличена на 12%. Размещение прибора в глубокой открытой нише (рис. 5б) или одного над другим в два яруса (рис. 5д) уменьшает теплопередачу на 5%. Возможна однако, скрытая установка приборов, при которой теплопередача не изменяется (рис. 5в) или даже увеличивается на 10% (рис. 5г). В этих случаях не требуется увеличивать площадь нагревательной поверхности прибора или даже можно ее уменьшить.

Читайте также:

  
• Животные на фасаде дома
  
• Доски для изготовления лавочек
  
• Газон в виде шахматной доски
  
• Дом 9 на 9 одноэтажный с террасой
  
• Аккумулятора электротяги набора приспособлений верхней перевозки досок