Большой глубины (более 200 мм).

По величине тепловой инерции можно выделить приборы:

- малой;

- большой инерции.

К приборам малой тепловой инер­ции относят приборы, имеющие небольшую массу материала и вмещаемой воды. Такие приборы с греющими трубами малого диаметра (например, конвекторы) быстро изменяют теплоотдачу при регулировании количества подаваемого теплоносителя. Приборами, обладающими большой тепло­вой инерцией, считают массивные приборы, вмещающие значительное количество воды (например, бетонные или чу­гунные радиаторы). Такие приборы теплоотдачу изменяют сравнительно медленно.

Описание отопительных приборов

Радиатором принято называть конвективно-радиацион­ный отопительный прибор, состоящий либо из отдельных колончатых элементов — секций с каналами круглой или эллипсообразной формы (рис. 4.3), либо из плоских блоков с каналами колончатой или змеевиковой формы (рис. 4.4).

Секции радиаторов отливаются из серого чугуна (тол­щина стенки около 4 мм) и могут компоноваться в приборы различной площади путем соединения на резьбовых нип­пелях с прокладками из термостойкой резины или паронита. Несколько секций в сборе называют чугунным сек­ционным радиатором. Наиболее распространены двухколончатые (см. рис. 4.3) радиаторы средней высоты (монтажная высота h_м=500 мм), хотя имеются радиаторы одно- и много­колончатые, высокие (h_м=1000 мм) и низкие (h_м=300 мм). Секции изготовляют различной строительной глубины (размер bна рис. 4.3); в настоящее время приняты b=90 и 140 мм, и марка радиатора обозначается М-90 или М-140.

Длина одной секции бывает 98 и 108 мм, что указывается в обозначении марки (например, МС-90-108 и МС-140-108).

Чугунные секционные радиаторы отличаются значитель­ной тепловой мощностью на единицу длины прибора (ком­пактностью) и стойкостью против коррозии (долговечно­стью). Однако серьезные недостатки вызывают замену этих приборов другими. Чугунные радиаторы металлоемки [по­казатель М=0,29—0,36 Вт/(кг*°С)1, производство их тру­доемко, монтаж затруднителен, очистка от пыли неудобна, внешний вид непривлекателен.

Плоские блоки радиаторов свариваются из двух штампо­ванных стальных листов (толщина листа 1,4—1,5 мм), образуя приборы малой глубины (18—21 мм) и различной длины, называемые стальными панельными радиаторами. Панельные радиаторы с плоскими вертикальными каналами колончатой формы (см. рис. 4.4, а] сокращенно именуются РСВ (радиаторы стальные вертикальные), с горизонталь­ными последовательно соединенными каналами (змеевиковой формы) — РСГ-1 (см. рис. 4.4, в) и РСГ-2 (см. рис. 4.4, б). Радиаторы РСГ-2 бывают двухходовыми и четырехходовыми.

возможен значительно больший выпуск стальных радиато­ров вместо чугунных.

Распространение стальных радиаторов ограничивается необходимостью применения коррозионностойкой холод­нокатаной листовой стали. При изготовлении из обычной листовой стали срок службы радиаторов сильно сокраща­ется из-за интенсивной внутренней коррозии. Область их применения ограничена системами со специально обрабо­танной (деаэрированной) водой. Их не разрешается также применять в помещениях с агрессивной воздушной сре­дой.

Стальные панельные радиаторы имеют относительно небольшую площадь нагревательной поверхности, из-за чего часто приходится прибегать к установке их в два ряда (на расстоянии 40 мм от одной панели до другой). При этом снижается теплоотдача (примерно на 15%) и затрудняется очистка межпанельного пространства от пыли.

Плоские блоки радиаторов делают также из тяжелого бетона (бетонные отопительные панели), применяя нагре­вательные элементы змеевиковой (см. рис. 4.4, в] или реги­стровой (см. рис. 4.4. б) формы из металлических и неметал­лических труб. Бетонные панели располагают в наружных ограждающих конструкциях помещений (совмещенные па­нели).

Гладкотрубными называют конвективно-радиационный отопительный прибор, состоящий из нескольких соединен­ных вместе стальных труб, образующих каналы для теп­лоносителя змеевиковой (рис. 4.5 а) или регистровой (рис. 4.5, б) формы. В регистре при параллельном соеди­нении горизонтальных труб поток теплоносителя делится с уменьшением скорости его движения. В змеевике трубы соединены последовательно, и скорость движения теплоно­сителя не изменяется по всей длине прибора.

Отопительные приборы сваривают из труб D_У=32— 100 мм, располагаемых одна от другой на расстоянии, на 50 мм превышающем их наружный диаметр, для увеличе­ния теплоотдачи излучением.

Гладкотрубные приборы характеризуются высокими значениями коэффициента теплопередачи, их пылесобирающая поверхность невелика и легко очищается от пыли, вместе с тем эти толстостенные стальные приборы тя­желы и громоздки, занимают много места, их внешний вид не соответствует современным требованиям, предъявляемым к интерьеру помещений. Их применяют в редких случаях, когда не могут быть использованы отопительные приборы других видов (например, для обогревания световых фонарей, при значительном выделении пыли в помещении). Конвектор состоит из двух элементов — трубчато-ребристого нагревателя и кожуха (рис. 4.6). Кожух декорирует нагреватель и способствует повышению теплопередачи благодаря увеличению подвижности воздуха у поверхности нагревателя. Конвектор с кожухом (рис. 4.6, а) передает в

помещение конвекцией 90—95 % общего теплового потока. Прибор, в котором функции кожуха выполняет оребрение нагревателя, называют конвектором без кожуха (рис. 4.6, б). Нагреватель выполняют из стали, чугуна, алюминия и других металлов, кожух — из листовых материалов (стали, асбестоцемента и др.). На рисунке показаны нагреватели со стальными трубами (обычно D _у 20 мм).

Конвекторы обладают сравнительно низкими тепло­техническими показателями, особенно при использовании в двухтрубных системах отопления. Это объясняется простотой изготовления конвекторов, возможностью механизировать и автоматизировать их производство, сокращением трудовых затрат при монтаже. Малая металлоемкость способствует повышению теплового напряжения металла конвекторов: показатель М = 0,8—1.3 Вт/(кг°С). Конвекторы— приборы малой тепловой инерции.

Ребристой трубой называют конвективный прибор, представляющий собой фланцевую чугунную трубу, наружная поверхность которой покрыта совместно отлитыми тонкими ребрами (рис. 4.7).

Площадь внешней поверхности ребристой трубы во много раз больше, чем площадь поверхности гладкой трубы такого же диаметра и длины. Это придает отопительному прибору компактность. Кроме того, пониженная темпера­тура поверхности ребер при использовании высокотемпера­турного теплоносителя, сравнительная простота изготов­ления и невысокая стоимость способствуют применению этого малоэффективного в теплотехническом отношении и многометалльного прибора [показатель теплового напря­жения металла М составляет всего 0,25 Вт/(кг*°С)]. К не­достаткам ребристых труб относятся также неэстетичный внешний вид, малая механическая прочность ребер и труд­ность очистки от пыли.

Выбор и размещение отопительных приборов

При выборе вида и типа отопительного прибора учитывают ряд факторов: назначение, архитектурно-технологи­ческую планировку и особенности теплового режима поме­щения, место и продолжительность пребывания людей, вид системы отопления, технико-экономические и санитарно-гигиенические показатели прибора. Прежде всего, исходят из основной области применения (см. табл. 4.2 в след вопросе), а также из соответствия санитарно- гигиенических показателей предъявляемым требованиям.

Таблица Техническая характеристика отопительных приборов

При повышенных санитарно-гигиенических, а также противопожарных и противовзрывных требованиях, предъявляемых к помещению, выбирают приборы с гладкой поверхностью (радиаторы и гладкотрубные приборы). Стальные панельные радиаторы и

приборы могут быть рекомендованы при менее строгом отношении к гигиене и внешнему виду помещения.

При обычных санитарно-гигиенических требованиях, предъявляемых к помещению, можно использовать при­боры с гладкой и ребристой поверхностью. В гражданских зданиях чаще применяют радиаторы и конвекторы, в про­изводственных — радиаторы и ребристые трубы (несколько труб друг над другом) как более компактные приборы, обеспечивающие повышенную теплоотдачу на единицу их длины (табл.).

Таблица Относительная теплоотдача отопительных приборов длиной 1 м

Глубина при- Теплоотдача прибора бора, мм

бора длиной 1.0 м, %

Радиатор секционный (дли- 140 100

на секции 98 мм) 90 72

Конвектор с кожухом 160 65

Радиатор панельный 18—21 50

Ребристая труба 175 45

Конвектор без кожуха 60—70 30

Гладкая труба 108 13

Примечание. Теплоотдача рассчитана при одинаковых расходе и средней разности температуры теплоносителя воды и окружаю­щего прибор воздуха.

В помещениях, предназначенных для кратковременного пребывания людей (менее 2 ч), можно использовать приборы любого типа, отдавая предпочтение приборам с высокими технико-экономическими показателями.

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 26 ^СС), 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.

Размещение вертикального отопительного прибора в помещении возможно как у наружной, так и у внутренней стены (рис. 4.8). На первый взгляд целесообразна установ­ка прибора у внутренней стены помещения (рис. 4.8, б)— сокращается длина труб, подающих и отводящих теплоноситель от прибора (требуется один стояк на два прибора).

Кроме того, увеличивается теплопередача такого прибора-радиатора в помещение (примерно на 7% в равных темпе­ратурных условиях) вследствие интенсификации внешнего теплообмена и устранения дополнительной теплопотери через наружную стену. Все же подобное размещение при­бора допустимо лишь в южных районах с короткой и теп­лой зимой, так как оно сопровождается неблагоприятным для здоровья людей движением воздуха с пониженной тем­пературой у пола помещений.

В средней полосе и северных районах целесообразно устанавливать отопительный прибор вдоль наружной стены помещения и особенно под окном (рис. 4.8, а). При таком размещении прибора возрастает температура внутренней поверхности в нижней части наружной стены и окна, что повышает тепловой комфорт помещения, уменьшая радиа­ционное охлаждение людей. Поток теплого воздуха при расположении прибора под окном препятствует образова­нию ниспадающего потока холодного воздуха, если нет подоконника, перекрывающего прибор (рис. 4.9, я), и дви­жению воздуха с пониженной температурой у пола помеще­ния (рис. 4.9, в). Длина прибора для этого должна быть не менее трех четвертей ширины оконного проема.

Вертикальный отопительный прибор следует размещать возможно ближе к полу помещения (но не ближе 60 мм от пола для удобства очистки подприборного пространства от пыли).

При значительном подъеме прибора над полом в поме­щении создается охлажденная зона, так как циркуляцион­ные потоки нагреваемого воздуха, замыкаясь на уровне установки прибора, не захватывают и не прогревают в этом случае нижнюю часть помещения.

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 низкий конвектор без кожуха, который из-за малой теплоотдачи на единицу длины (см. табл. 4.3) размещается фактически по всей длине наружной стены (рис. 4.10, а).

Высокий и относительно короткий отопительный при­бор 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. 4.10, б).

Правило установки отопительного прибора под окном 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 правила может допускаться, например, в произ­водственном помещении с широким (более 2 м) проходом у окон, в вестибюле и лестничной клетке гражданского зда­ния, складе и тому подобных помещениях. Указанное правило вообще теряет смысл при дежурном отоплении поме­щения в отсутствии людей.

Особое размещение отопительных приборов требуется в лестничных клетках — вертикальных шахтах снизу до­верху здания. Естественное движение воздуха в лестничных клетках в зимний период, усиливающееся с увеличением высоты, способствует теплопереносу в верхнюю их часть и вместе с тем вызывает переохлаждение нижней части, приле­гающей к открывающимся наружным 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 и переохлаждение нижней части.

Таким образом, в лестничных клетках целесообразно располагать отопительные приборы в нижней их части, рядом с входными дверями. В многоэтажных зданиях в на­стоящее время для отопления лестничных клеток применя­ют высокие конвекторы типа КВ-20 и рециркуляционные воздухонагреватели рис. 4.11). В малоэтажных зда­ниях обычно используют приборы, выбранные для отопления основных помещении. Их размешают на первом этаже при входе и в крайнем случае переносят часть приборов (до 20% в двухэтажных, до 30% в трехэтажных зданиях) на промежуточную лестничную площадку между первым и вторым этажами этажами.

Все отопительные приборы располагают так, чтобы были обеспечены их осмотр, очистка и темонт. Вместе с тем вертикальные металлические приборы редко устанавливают открыто у глухой стены. Их размещают под подоконниками, в стенных нишах, специаль­но ограждают или декорируют. Если по технологическим, противопожарным или эстетическим требованиям огражде­ние или декорирование прибора необходимо, то теплоотдача укрытых приборов по возможности не должна уменьшаться (или уменьшаться не более чем на 10%). Поэтому конст­рукция укрытия прибора, вызывающая сокращение теплоот­дачи излучением, должна способствовать увеличению кон­вективной теплоотдачи. Например, вертикальный щит, помещенный у поверхности радиатора, превращающий радиатор в конвектор, будет отвечать такому условию.

На рис. 4.12 показано несколько приемов установки отопительных приборов в помещениях. Распространенное укрытие прибора декоративным шкафом, имеющим две щели высотой по 100 мм (рис. 4.12, а) теплотехнически нецеле­сообразно: теплоотдача прибора уменьшается на 12% по сравнению с открытой его установкой у глухой стены. В та­ком случае для передачи в помещение заданного теплового потока площадь нагревательной поверхности прибора дол­жна быть увеличена на 12% (при расчете это должно быть учтено введением поправочного коэффициента Р₄^=1,12). Размещение приборов в глубокой открытой нише (рис. 4.12, б) или одного над другим в два яруса (рис. 4.12, д) уменьшает теплоотдачу на 5% (|3₄=1,05).

Возможна, однако, скрытая установка приборов, при которой теплоотдача не изменяется (рис. 4.12, в) или даже увеличивается (рис. 4.12, г). В этих случаях не требуется увеличивать площадь прибора (04=1,0) или можно даже ее уменьшить (р₄=0,9).