Проводники тепла: особенности радиаторов отопления

Одним из наиболее важных элементов любой системы отопления являются радиаторы. Совсем недавно на российском рынке были представлены только отечественные батареи и конвекторы. Сегодня ситуация изменилась, и счет моделей идет на сотни, а значит потребителям предоставлены широкие возможности выбора. Учитывая достаточно большой спектр как отечественных, так и импортных моделей радиаторов рассмотрим лишь некоторые, наиболее интересные из них в каждом классе.

В первую очередь отметим, что если потребитель выбирает радиатор, ориентируясь главным образом на его дизайн, то допускает непростительную ошибку. Ведь условия эксплуатации отопительных приборов в России далеки от условий эксплуатации, на которые рассчитаны большинство представленных на рынке импортных моделей. Поэтому основным критерием при выборе радиатора должно быть то, насколько он адаптирован к конкретным условиям эксплуатации с учетом всех ограничений, свойственных тому или иному типу приборов.

Тепло по-русски

Далеко не всякий радиатор (это касается как российских, так и импортных моделей) может безупречно эксплуатироваться в действующих российских сетях центрального отопления. Большинство современных радиаторов предъявляют к теплоносителю требования, которые невозможно обеспечить в открытых системах отопления.

В нашей стране расчетная температура теплоносителя в системах, выполненных по однотрубной схеме, составляет 105 0С; давление в высотных зданиях может длительное время поддерживаться на уровне 10 атм., иногда превышая это значение. Значительной проблемой являются гидравлические удары при пуске насосного оборудования в централизованных системах, а также низкое качество воды (содержание кислорода, солей, щелочи, железа, взвешенных частиц и т. д.). Поэтому основными проблемами, возникающими при эксплуатации отопительных приборов, являются: коррозия внутренних поверхностей, химическая и электрохимическая коррозия, гидравлические удары и газообразование (в алюминиевых радиаторах).

Если во всем мире принята двухтрубная система отопления (по одному трубопроводу теплоноситель подводится к приборам, по второму — отводится), то в России, как правило, система отопления — однотрубная, с последовательным (а не параллельным) подсоединением приборов. Такая схема имеет ряд недостатков: для обеспечения требуемой теплоотдачи радиаторов необходим большой массовый расход теплоносителя в единицу времени, что влечет за собой повышение характеристик как по давлению, так и по температуре. К тому же однотрубную систему трудно регулировать, так как при изменении параметров работы одного прибора происходят изменения в работе других.

В связи с вышесказанным применение однотрубной системы влечет за собой использование отопительных приборов с большим запасом прочности и малым гидравлическим сопротивлением.

Обязательным условием эксплуатации системы отопления является требование, по которому она должна быть постоянно заполнена водой, так как коррозионные процессы в системе, заполненной воздухом, идут гораздо интенсивнее. А запуск системы должен производиться плавно, с постепенным нарастанием давления (циркуляционные насосы включаются с помощью преобразователей частоты). В противном случае неизбежны гидравлические удары, которые способны разрушить радиаторы.

Отрадно отметить, что ситуация в отечественном теплоснабжении постепенно меняется: применяются закрытые расширительные баки, двухтрубная схема, автономные и независимые системы. Но актуальной остается проблема применения радиаторов различных типов только в тех системах, параметры которых полностью соответствуют необходимым условиям эксплуатации.

Основные виды отопительных приборов

Стальные радиаторы бывают двух типов: панельные и трубчатые. Панельные радиаторы состоят из двух стальных пластин, соединенных сваркой. Большая площадь пластин увеличивает теплоизлучение самого прибора, который может работать при давлении до 10 атмосфер. В России радиаторы этого типа безукоризненно подходят для коттеджей и многоэтажных зданий с автономными тепловыми пунктами. Основные преимущества этих приборов — технологичность, автоматизация всех процессов и высокая теплоотдача на единицу объема.
Однако панельные радиаторы не переносят гидравлических ударов и требуют высокого качества теплоносителя, что практически закрывает им дорогу в существующую городскую застройку.

Трубчатые радиаторы — настоящая находка для дизайнера: разные формы трубок дают возможность исполнения радиаторов в виде трапеций, арок, колонн, а также использования их в качестве балясин лестничного ограждения или скамеек — буквально на любой вкус и на любую фантазию заказчика. Диапазон высоты трубчатых стальных радиаторов очень широк — от низких (19 см)
до высоких (6 м). Ни один другой вид радиаторов не может «похвастаться» таким разнообразием моделей. Но, к сожалению, большая часть этих радиаторов применима лишь в закрытых системах отопления.

Стальные радиаторы очень популярны в России. Производители постоянно работают над повышением характеристик, связанных с гигиеной и прочностью продукции, расширяя ее номенклатуру. В настоящее время на рынке представлены стальные панельные радиаторы с повышенной травматической безопасностью, приборы, окрашенные антибактериальной краской, высокопрочные, с центральной подводкой, с последовательной организацией потока теплоносителя и др.

Стальные радиаторы сочетают в себе лучшие качества чугунных и стальных приборов — наряду с современным дизайном стойкостью к воздействию кислорода, низкой инерционностью и довольно высокой теплоотдачей. Однако при эксплуатации стальных радиаторов любого типа следует помнить, что они весьма чувствительны к качеству водоподготовки, особенно к содержанию в воде кислорода и загрязнений (шлама). Поэтому они рекомендованы к применению в независимых системах отопления с закрытыми расширительными сосудами, современными циркуляционными насосами, а также с устройствами для подпитки деаэрированной водой из водопровода или непосредственно из тепловой сети. К тому же, в случае «гидравлического удара» стальные радиаторы могут раздуться до состояния бочки и прорваться.

Чугунные радиаторы, пожалуй, не нуждаются в представлении. Долгие годы они были монополистами на отечественном рынке. Только сегодня они постепенно уступают место более современным алюминиевым и биметаллическим моделям.
К безусловным преимуществам чугунных радиаторов следует отнести: их нейтральность по отношению к теплоносителям (практически ко всем), прочность при достаточно высоком давлении внутри системы, хороший прогрев как нижней, так и верхней зоны помещения (за счет того, что доля радиационного теплового потока составляет около 70%, а конвективного — 30%), длительный срок службы и невысокую стоимость.

Но, к сожалению, гидравлические удары чугунные радиаторы, в том числе российского производства, переносят плохо, и это надо учитывать при их выборе. К тому же отечественные радиаторы, в отличие от импортных, требуют перед установкой обязательной протяжки межсекционных соединений и дополнительной покраски. К недостаткам этого типа приборов относится трудоемкость и относительно высокая стоимость их монтажа (примерно на 30–40% выше, чем установка стальных или алюминиевых радиаторов).
Алюминиевые радиаторы выпускаются в двух вариантах: литые (каждая секция — цельная деталь) и экструзионные (каждая секция состоит из элементов: головки, ребра и донной части, которые склеены между собой).

Радиаторы этого типа характеризуются красивым литьем, секционной конструкцией, малым весом и высокой теплоотдачей. К тому же они — самые дешевые из всех представленных сегодня на рынке. Алюминиевые радиаторы рекомендуется применять только в закрытых системах отопления.

Большинство литых радиаторов, адаптированных к российским условиям, рассчитаны на рабочее давление 16–20 атм. (стандартом фактически стало 16 атм.), а у экструзионных моделей заявленный запас прочности составляет в среднем от 10 до 40 атм. Конструкция экструзионных радиаторов позволяет им выдерживать довольно высокие давления, но есть у них и потенциально опасное место — соединение колонок с коллекторами. По общему мнению специалистов, основанному на практике, литые модели предпочтительнее хотя бы потому, что процент возврата по ним ниже.

Основной проблемой при эксплуатации алюминиевых радиаторов является необходимость поддержания значения pН (кислотность теплоносителя) в весьма узком диапазоне, что в существующей городской застройке проблематично, да и в индивидуальном строительстве тоже не всегда выполнимо. Вторая проблема — газообразование в приборах, которое может приводить к постоянному «завоздушиванию» системы отопления, если она не спроектирована с учетом этого фактора. Достаточно внимательно также надо отнестись к наличию металлов-антагонистов в системе отопления.

Биметаллические радиаторы — одни из самых востребованных в помещениях с центральным отоплением. Несмотря на «алюминиевый» вид, их следует вывести в особую группу радиаторов, великолепно акклиматизировавшихся в России. Конструкция этих приборов такова, что запас прочности многократно превышает все возможные давления в системе, контакт теплоносителя с алюминием сведен практически к нулю, а узел соединения секций минимизирует физические усилия и трудозатраты, необходимые при сборке-разборке конструкции. При этом гарантируется высокая надежность соединений.

Основное преимущество биметаллических радиаторов — способность выдерживать высокое давление, а также стойкость материала к коррозии.