Основні види нагрівальних приладів

 

Нагрівальні прилади, що випускаються в даний час, можна класифікувати за такими ознаками:

– матеріалом: чавунні, сталеві, бетонні, алюмінієві, неметалічні;

– конструктивними особливостям: високі, середні, низькі, із кожухами і без кожухів, панельні;

– способом тепловіддачі: конвективні, радіаційні й конвективно-радіаційні.

Конвективні прилади передають тепло, в основному, шляхом природної або змушеної конвекції, промениста тепловіддача в них складає не більше 10%; радіаційними приладами є плоскі панелі, у яких переважає тепловіддача випромінюванням; конвективно-радіаційні прилади є найбільш поширеними та передають тепло як конвективним, так і радіаційним шляхом.

По характеру зовнішньої поверхні нагрівальні прилади можуть бути з гладкою (радіатори, панелі, гладкотрубні прилади) та ребристою поверхнею (конвектори, ребристі труби).

У даний час у системах центрального опалення застосовуються чавунні радіатори, сталеві штамповані радіатори, чавунні ребристі труби, нагрівальні прилади з гладких сталевих труб, конвектори і бетонні опалювальні панелі.

Чавунні радіатори

Чавунні радіатори є найпоширенішим видом нагрівальних приладів. Їх відливають з сірого чавуну окремими секціями. З цих секцій збирають прилади з необхідною поверхнею нагрівання. Секції радіаторів у залежності від числа вертикальних каналів поділяються на одноканальні, двоканальні та багатоканальні.

Секції радіаторів з’єднуються між собою за допомогою ніпеля – короткого порожистого циліндра із зовнішньою різьбою (з одного кінця – правою, а з іншого – лівою) і двома подовжніми припливами (валиками) на внутрішній поверхні. При складанні секцій лопаточка радіаторного ключа упирається у валик ніпеля і надає йому обертального руху.

Для ущільнення стиків між секціями застосовують прокладки з картону, просочені оліфою (при температурі теплоносія менше 100°С), і з пароніту (при теплоносії з температурою більше 100°С).

В отвори крайніх секцій радіатора вкручені чотири чавунні пробки, з яких дві наскрізні служать для приєднання приладу до трубопроводу, а дві без отворів – глухі.

Характерними параметрами секцій чавунних радіаторів є: будівельна або монтажна висота (відстань між центрами ніпельних отворів ), повна висота , будівельна глибина і будівельна довжина (рис. 7.1). Найрозповсюдженіші чавунні радіатори МС-140, МС-90, М-90 із двома каналами по глибині. Монтажна висота складає , повна висота , будівельна глибина і 90 мм, будівельна довжина секції .

Радіатори МС-140 і МС-90 розраховані на надлишковий тиск теплоносія до 0, 9 МПа, що розширює сферу їх застосування, всі інші чавунні радіатори витримують тиск до 0, 6 МПа. У всіх згаданих радіаторів відсутнє міжканальне оребрення, що визначає їх поліпшені гігієнічні та естетичні характеристики.

– монтажна (будівельна) висота; – повна висота

Рисунок 7.1 – Розміри секції радіатора

 

Виробництво чавунних радіаторів потребує великої витрати металу, вони трудомісткі у виготовленні й монтажі. При цьому ускладнюється виготовлення панелей унаслідок обладнання в них ніш для установки радіаторів.

Крім того, виробництво радіаторів призводить до забруднення навколишнього середовища. Тому, незважаючи на такі позитивні якості радіаторів, як корозійна стійкість, простота зміни потужності приладу шляхом зміни кількості секцій та ін., їх виробництво скорочується за рахунок збільшення випуску приладів зі сталі.

Сталеві штамповані радіатори

В даний час промисловість випускає штамповані канальні радіатори з листової сталі (рис. 7.2).

Головний недолік стальних радіаторів – це схильність до корозії. Проте при використанні в якості теплоносія деаерованої води, подаваної від ТЕЦ, ці радіатори стають конкурентоспроможними відносно до чавунних радіаторів. Невеликий просвіт для проходу теплоносія варто розглядати як позитивне явище, маючи на увазі, що зростання коефіцієнта теплообміну (внаслідок підвищення швидкості теплоносія) та гідравлічного опору підвищує гідравлічну стійкість системи в цілому.

Рисунок 7.2 – Стальний штампований радіатор

 

Завдяки малій будівельній глибині їх зручно встановлювати відкрито під вікнами та вздовж. Теплова напруга металу в стальних радіаторах складає 0, 55÷ 0, 80 Вт/(кг ∙ °С).

Істотне збільшення теплової напруги в сталевих радіаторах у порівнянні з чавунними пояснюється зниженням питомої маси металу, що йде на виготовлення приладу.

Чавунні ребристі труби

Ребристі труби виготовляють чавунними довжиною 0, 5; 0, 75; 1, 0; 1, 5 і 2, 0 м з круглими ребрами діаметром 175 мм і поверхнею нагрівання 1, 0; 1, 5; 2, 0; 3, 0 і 4, 0 м².

Наявність ребер значно збільшує поверхню нагрівання і робить нагрівальний прилад дуже компактним, але взаємне опромінювання ребер різко знижує теплотехнічні якості приладу, крім того, ускладнюється очищення приладу від пилу, що погіршує його гігієнічність. Тому в житлових і цивільних будівлях установка ребристих труб не допускається. Їх застосовують для систем опалення виробничих будівель, в яких немає значного виділення пилу, і в допоміжних приміщеннях із тимчасовим перебуванням людей.

У даний час розробляються чавунні ребристі труби з прямокутними ребрами 70× 130 мм. Ця труба відрізняється простотою виготовлення і невеликою масою. Основою служить сталева труба , залита в чавунне оребрення товщиною 3÷ 4 мм. Поверх ребер доливають дві поздовжні пластини для захисту основного оребрення від механічного пошкодження. Прилад розрахований на робочий тиск до 1 МПа.

Нагрівальні прилади з гладких труб

Такі прилади застосовуються для опалення теплиць, оранжерей, а також виробничих приміщень з великим виділенням пилу. Звичайно нагрівальні прилади з гладких труб виготовляють у виді регістрів з одного або декількох рядів труб або у виді змійовиків, (рис. 7.3).

Прилади зварюють із труб , розташованих на відстані не менше вибраного діаметра труб для зменшення взаємного опромінювання і відповідно збільшення теплопередачі в приміщення.

Гладкотрубні прилади застосовують при робочому тиску до 1 МПа. Вони мають високі теплотехнічні показники: Вт/(м²∙ °С), причому найбільші значення відносяться до гладких сталевих труб діаметром 32 мм.

Гладкотрубні прилади відповідають санітарно-гігієнічним вимогам – їх поверхня невелика і легко очищується від пилу.

До недоліків гладкотрубних приладів відноситься їх громіздкість, незручність розміщення під вікнами, збільшення витрат металу в системі опалення.

1 – труби; 2 – перегородки

Рисунок 7.3 – Нагрівальні прилади з гладких труб:

а) – змійовик; б) – регістр

 

Конвектори

В останні роки у житловому будівництві стали широко застосовувати конвектори. Вони мають порівняно низькі теплотехнічні показники: Вт/(м²∙ °С). Проте їх виробництво зростає через простоту виготовлення, можливість механізації та автоматизації виробництва, зручність монтажу; мала металомісткість сприяє підвищенню теплової напруги металу приладу: Вт/(кг ∙ °С).

Прилади розраховані на робочий тиск теплоносія до 1 МПа. Конвектори можуть мати сталеві або чавунні нагрівальні елементи. В даний час найрозповсюдженішими стали конвектори зі сталевими нагрівачами:

– плінтусні конвектори без кожуха (типу 15КП і 20КП);

– низькі конвектори без кожуха (типу " Прогрес", " Акорд");

– низькі конвектори з кожухом (типу " Комфорт").

Найдосконалішим з конвекторів є конвектор у кожусі (рис. 7.4). У ньому нагрівальним елементом є сталеві труби діаметром 15÷ 20 мм з оребренням із сталевого листа товщиною 0, 35 мм; відстань між ребрами – 10; 7, 5; 5 мм. Оребрені труби оцинковані; кожух виконаний зі сталевого листа. Прилад обладнаний повітряним клапаном для регулювання тепловіддачі.

Позитивні якості конвектора – мала висота і невелика глибина (до 60 мм). У цей конвектор повітря приміщення надходить під кожух знизу і, нагрівшись від оребреної труби, потрапляє знов у приміщення через штахет у верхній частині кожуха.

Рисунок 7.4 – Конвектор у кожусі

 

Конвектор у кожусі зручний для розташування у приміщеннях сучасних цивільних будівель завдяки компактності й гарному зовнішньому вигляду. Конвектори можуть бути виконані з нагрівальними елементами з кольорового металу. Такі конвектори мають високі теплотехнічні й експлуатаційні показники. У деяких конструкціях конвектори обладнані вентилятором спеціального типу, який забезпечує інтенсивний рух повітря. Штучний рух повітря значно збільшує вихід тепла з оребрених поверхонь.

Недолік конвекторів полягає в необхідності й складності періодичного очищення від пилу.

Бетонні опалювальні панелі

Ці прилади в даний час установлюються в будинках різноманітного призначення та можуть мати обетоновані нагрівальні елементи змієвикової (рис. 7.5, а) або растрової (рис. 7.5, б) форми зі сталевих труб діаметром 15 і 20 мм.

Рисунок 7.5 – Схеми каналів для теплоносія в панельних радіаторах:

а) – колінчатої форми; б), в) – змієвикової форми

 

Бетонні панелі розташовують в огороджуючих конструкціях приміщень (сполучені панелі) або приставляють до них (приставні панелі).

Бетонні панелі мають теплотехнічні показники близькі до показників інших приладів із гладкою поверхнею і високою тепловою напругою металу. Прилади, особливо сполученого типу, відповідають суворим санітарно-гігієнічним, архітектурно-будівельним та іншим вимогам.

До недоліків сполучених бетонних панелей слід віднести складність ремонту, велику теплову інерцію, що ускладнює регулювання тепловіддачі в помешкання; збільшуються тепловтрати через додаткове прогрівання зовнішніх огороджень.

Алюмінієві радіатори

Алюмінієві радіатори опалення популярні на ринку України – головним чином, за рахунок надійності й довговічності, а також високої тепловіддачі. Алюмінієві радіатори, головним чином, бувають марок: Fondital, GLOBAL, Mirado Industries Co., Ltd., Nova Florida, Termolux, TIANRUN Radiator POLO (рис. 7.6).

Радіатори бувають двох типів:

– литі радіатори, де кожна із секцій виробу виготовляється як повноцінний самостійний елемент;

– экструзіонні радіатори опалення алюмінієві, секції яких складаються з різних деталей, з’єднаних спеціальним образом шляхом технологічної обробки.

Рисунок 7.6 – Алюмінієвий радіатор

Нагрівальні елементи панелей випробовують гідравлічним тиском 1 МПа протягом 2 хвилин. Падіння тиску при випробуванні не припускається. Основні технічні дані деяких нагрівальних приладів зведені в табл. 7.1.

 

Таблиця 7.1 – Основні технічні дані деяких нагрівальних приладів

Марки приладів	Площа секції, , м2	, Вт/м2	Схема приєднання приладу	, кг/с	Показники ступеня та коефіцієнти
Радіатори чавунні секційні
МС-140-108 МС-140-98 МС-90-108 МС-90	0, 244 0, 240 0, 187 0, 2		зверху-вниз	0, 005-0, 014 0, 015-0, 149 0, 015-0, 149 0, 15-0, 25	0, 3 0, 3 0, 3 0, 3	0, 02 0, 01	1, 039 0, 996
Радіатори сталеві панельні типу РСВ1 однорядні
РСВ1-1 РСВ1-2 РСВ1-3 РСВ1-4 РСВ1-5	0, 71 0, 95 1, 19 1, 44 1, 68		знизу-нагору	0, 005-0, 017 0, 005-0, 017 0, 018-0, 25 0, 018-0, 25 0, 018-0, 25	0, 25 0, 25 0, 25 0, 25 0, 25	0, 12 0, 12 0, 04 0, 04 0, 04	1, 113 1, 113 0, 97 0, 97 0, 97
Радіатори сталеві панельні типу РСВ1 дворядні
2РСВ1-1 2РСВ1-2 2РСВ1-3 2РСВ1-4 2РСВ1-5	1, 42 1, 9 2, 38 2, 88 3, 36		знизу-нагору	0, 005-0, 032 0, 005-0, 032 0, 033-0, 25 0, 033-0, 25 0, 033-0, 25	0, 15 0, 15 0, 15 0, 15 0, 15	0, 08 0, 08	1, 092 1, 092
Радіатори сталеві панельні типу РСГ2 однорядні
РСГ2-1-2 РСГ2-1-3 РСГ2-1-4 РСГ2-1-5 РСГ2-1-6 РСГ2-1-7 РСГ2-1-8 РСГ2-1-9	0, 54 0, 74 0, 95 1, 19 1, 44 1, 68 1, 93 2, 17		зверху-вниз     знизу-нагору	0, 006-0, 08 0, 09-0, 25 0, 09-0, 25 0, 006-0, 08 0, 006-0, 08 0, 006-0, 08 0, 09-0, 25 0, 09-0, 25	0, 3 0, 3 0, 3 0, 25 0, 25 0, 25 0, 25 0, 25	0, 02 0, 08 0, 08 0, 08

 

 

Продовження таблиці 7.1

Радіатори сталеві панельні типу РСГ2 дворядні
РСГ2-2-4 РСГ2-2-5 РСГ2-2-6 РСГ2-2-7 РСГ2-2-8	1, 08 1, 48 1, 90 2, 38 3, 36		зверху-вниз знизу-нагору	0, 006-0, 08 0, 09-0, 25 0, 09-0, 25 0, 09-0, 25 0, 006-0, 08	0, 3 0, 3 0, 3 0, 3 0, 25	0, 01 0, 08
Труби чавунні ребристі
ТР-1 ТР-1, 5 ТР-2			―	0, 01-0, 25	0, 25	0, 07
Конвектори настінні з кожухом малої глибини типу " Універсал"
КН20-0, 400 КН20-0, 479 КН20-0, 655 КН20-0, 787 КН20-0, 918 КН20-1, 049 КН20-1, 180 КН20-1, 311 КН20-1, 442 КН20-1, 573 КН20-1, 704 КН20-1, 835 КН20-1, 966	0, 952 1, 140 1, 830 2, 200 2, 570 2, 940 3, 300 3, 370 4, 039 4, 410 4, 773 5, 140 5, 508		будь-яка	0, 01-0, 024 0, 025-0, 25	0, 3 0, 3	0, 18 0, 07
Конвектори без кожуха типу " Аккорд"
КА-0, 336 КА-0, 448 КА-0, 560 КА-0, 672 КА-0, 784 КА-0, 896 КА-1, 008 КА-1, 120 К2А-0, 621 К2А-0, 823 К2А-1, 030 К2А-1, 237 К2А-1, 445 К2А-1, 646 К2А-1, 854 К2А-2, 061	0, 98 1, 3 1, 63 1, 96 2, 28 2, 61 2, 94 3, 26 1, 95 2, 60 3, 25 3, 90 4, 56 5, 19 5, 85 6, 50		будь-яка	0, 01-0, 25	0, 2	0, 03

Продовження таблиці 7.1

Конвектори острівні наземні типу " Ритм"
КО20-0, 915 КО20-1, 370 КО20-2, 140	2, 130 3, 195 4, 970		будь-яка	0, 01-0, 024 0, 025-0, 25 0, 025-0, 25	0, 35 0, 35 0, 35	0, 18 0, 07 0, 07
Конвектори острівні наземні високі типу " КВ 20"
5, 665-600 6, 80-900 7, 37-1200	12, 78 12, 78 12, 78		―	0, 01-0, 25	0, 25	0, 1