Воздушное отопление

Достоинства воздушного отопления человек оценил давно. Еще Витрувий (конец I века до нашей эры) подроб­но описал систему воздушного отопления, созданную в Италии. В подпольных каналах наружный воздух пред­варительно нагревался горячими газами. Оттуда он под­нимался вверх и отапливал жилые помещения. По такому же принципу обогревались помещения замков в Германии в средние века.

В наши дни многие застройщики используют нагре­тый воздух для отопления жилища. Воздушные системы отопления нашли применение в здани­ях и сооружениях, где по условиям их эксплуатации требуется совмещение отопления и вентиляции объекта, в зрелищных и спортивных сооружениях, помещениях большого объема – анга­рах, складах, крупных магазинах, культовых зданиях. Они при­меняются также и в одноквартирных жилых домах. Так в Москве в советское время более 500 общеобразовательных школ и киноте­атров были оснащены системами воздушного отопления. Хоро­шо они зарекомендовали себя в качестве воздушных тепловых завес у ворот, в дверных проемах, тамбурах и др.

Водяное отопление

В настоящее время наиболее часто применяется водяное отопление. По расположению подающих трубопроводов системы водяного отопления подразделяются на системы с верхней и нижней разводкой (рис. 23, 24). Рассмотрим подробнее основные элементы систем.

Разводящая магистраль – это труба, по которой горячая вода поступает к горячим стоякам.

Обратные стояки – это особенность двухтрубной системы (см. ниже) – по ним через все этажи вода из отопительных приборов поступает в обратную магистраль.

Обратная магистраль служит для сбора отработанной воды.

Сигнальная линия – это вертикальная трубка, по которой вода стекает к сливу. Если при открывании крана вода не течет, то это сигнализирует о недостаточном количестве воды.

Воздушная линия (рис. 24) нужна, чтобы скапливающиеся в отопительных приборах воздушные пузыри могли удалиться в атмосферу через расширительный бак (или специальный бак - воздухосборник).

По способу подачи и отвода воды от нагревательных приборов системы бывают двухтрубные и однотрубные (рис. 25).

Двухтрубные системы водяного отопления характеризуются наличием двух стояков (вертикальных трубопроводов). По одному из них (подающему), вода поступает к нагревательным приборам, а по обратному – вода, отдавая тепло в нагревательных приборах, поступает к сборному (магистральному) трубопроводу, по которому направляется в водонагреватель.

Однотрубными системами называются системы, имеющие одиночные стояки. Горячая вода из магистрали поступает в стояки, снабженные нагревательными приборами. Часть воды затекает в нагревательные приборы, а остальная проходит по стояку к ниже расположенным приборам. Вода, остывшая в нагревательных приборах, возвращается в тот же стояк.

Отопительные приборы являются основным элементом системы водяного отопления, осуществляющим передачу теплоты от теплоносителя в помещение.

Рис. 23. Циркуляционный контур с верхней разводкой: 1 — котел; 2 — главный ствол; 3 — разводка; 4 — горячие стояки; 5 — обратные стояки;

6 — обратка; 7 — расширительный бак; 8 — сигнальная линия

Рис. 24. Схема водяного отопления с естественной циркуляцией воды с нижней разводкой: 1 — котел; 2 — воздушная линия; 3 — разводка; 4 — горячие стояки; 5 — обратные стояки; 6 — обратка; 7 — расширительный бак;

8 — сигнальная линия

Рис. 25. Схемы водяных систем отопления с естественной циркуляцией:

а — двухтрубная; б — однотрубная; 1 — хотел; 2 — главный стояк;

3 — расшири­тельный бах; 4 — воздухосборник; 5 — кран двойной регулировки; 6 — отопительный при­бор; 7 — трехходовой регулировочный кран;

8 — обратная магистраль

Классификация отопительных приборов отражает различие их по:

· способу передачи тепловой энергии (преобладание конвективного или радиационного теплообмена);

· материалу, из которого сделаны приборы (чугунные, стальные, алюминиевые, неметаллические);

· высоте (высокие, средние, низкие);

· динамическим характеристикам (безинерционные, малоинерционные, инерционные).

Рассмотрим наиболее распространенные отопительные приборы в свете требований, предъявляемых к ним, и указанной классификации. Чаще всего применяют два вида отопительных приборов системы водяного отопления: радиаторы (рис. 26) и конвекторы (рис. 27). К отопительным приборам водяной системы отопления относятся также ребристые и гладкие отопительные трубы (рис. 28).

Радиаторы – отопительные приборы, теплоотдача которых составляет значительную величину. Радиаторы водяного отопления делятся на две группы: секционные – из чугуна, стали, алюминия и панельные – из стали и биметаллические (из алюминия и стали).

Радиаторы чугунные, наиболее распространенные отопительные приборы, состоят из отдельных элементов (секций), изготовленных методом литья. Положительными свойствами являются: их высокая коррозионная стойкость и прочность. Однако не привлекательный внешний вид, трудоемкость изготовления делают их неперспективными отопительными приборами.

Достоинство отопительных приборов из алюминия в том, что они нагревают помещение быстрее, нежели чугунные радиаторы и хорошо управляются с помощью термостатических вентилей. Однако серьезную опасность представляют разного рода твердые частицы, которые могут присутствовать в теплоносителе; они вызывают износ и разрушают внутренний защитный слой.

Радиаторы стальные изготавливают из листовой стали. Обладают хорошими теплотехническими, гигиеническими и архитектурно-строительными качествами. Однако коррозионная стойкость невысока. Отличаются низкой теплопроводной инерцией и высокой теплоотдачей. Панели изготавливаются в однорядном и двухрядном исполнении без конвективного оребрения, а также с оребрением и с декоративным покрытием из термостойкой эмали. Сталь в большей степени, нежели чугун или алюминий, подвержена коррозии.

У биметаллических радиаторов наружные поверхности и оребрение выполняются из алюминия, а вот проводящие каналы у них выполнены из стали. По сути – это алюминиевые радиаторы, внутрь которых вмонтированы стальные трубки. Данная конструкция несколько снизила теплопроводность, но зато повысила прочность.

Конвекторы представляют собой отопительные приборы с сильно развитой поверхностью контакта с воздухом.

Сам термин «конвектор» произошел от латинского convection, что в переводе означает «образование восходящего потока воздуха вблизи нагретой поверхности». Они отвечают высоким технико-экономическим, архитектурно-строительным и монтажным требованиям, хорошо встраиваются в интерьер, занимают мало полезной площади, просты в эксплуатации, безынерционны. Конвекторы выпускают без кожуха и с кожухом. Принцип отопления помещения конвекторами выглядит так: холодный воздух, проходя через конвекторы (отопительные приборы с металлическим оребрением большой площади) – естественным путем поднимается вверх, создавая в комнате непрерывный циркуляционный поток. Недостатком конвекторов являются трудность удаления пыли с ребристых поверхностей и вследствие активной конвекции увлекают в воздух большое количество пыли, что не лучшим образом сказывается на здоровье склонных к респираторным заболеваниям людей.

Существуют и отопительные приборы промежуточного типа - радиаторы-конвекторы.

Рис. 26. Нагревательные приборы: а – радиатор чугунный секционный; б – радиаторы панельные стальные со змеевиками; в – радиаторы панельные стальные

Рис. 27. Отопительные приборы – конвекторы: а, б— «Аккорд» однорядный и двухрядный; в – «Комфорт»; 1 – труба диаметром 20 мм; 2 – пластинчатые ребра; 3 – кожух; 4 – воздухо-выпускная решетка; 5 – воздушный клапан

Рис. 28. Отопительные приборы из гладких стальных и чугунных ребри­стых труб: 1 – одинарная труба; 2 – змеевик; 3 – регистр; 4 – чугунная ребристая труба