Как устроены системы отопления: котлы, радиаторы, дома и частные коттеджи

Форма исполнения

Современный радиатор отопления — это надежный прибор, способный продемонстрировать свою эффективность только при соответствии своих технических параметров той системе отопления, в связке с которой он функционирует. Например, для обогрева помещений большой площади выбирают одни варианты, малой — другие.

Существует несколько видов конструкций:

1. Секционные радиаторы.
2. Трубчатые батареи.
3. Панельные модели.
4. Пластинчатые варианты.

Различия их технических параметров велики. Теплоотдача зависит от объема радиатора. Чем он больше, тем выше эффективность, тем сильнее должно быть давление в системе, и тем тяжелее сам радиатор. Существуют некоторые нюансы, позволяющие сделать правильный выбор. Они касаются формы отопительных приборов. Рассмотрим каждый вариант отдельно.

Секционные радиаторы

Радиатор, конструкция которого состоит из отдельных ребер, называется секционным. Это самые популярные модели, позволяющие самостоятельно корректировать мощность прибора, увеличивая или уменьшая число секций. Имея на руках расчетную ведомость мощности отдельного ребра батареи, легко рассчитать параметры работы батареи отопления.

Каждая секция имеет простую конструкцию, а соединяются они между собой системой ниппелей. Ниппель — это соединительный узел, имеющий с двух сторон резьбу. При помощи него секции формируют верхний и нижний коллектор, образующие горизонтальные каналы. По ним циркулирует теплоноситель, отдавая свое тепло. Нижний канал имеет конверты, где скапливается мусор, тяжелые частицы металлов и другие крупные примеси, неизменно присутствующие в бегущей по трубам горячей воде.

Такая конструктивная особенность предотвращает засорение секционных радиаторов. В подобном варианте чаще всего изготавливаются чугунные, алюминиевые и биметаллические батареи.

Обратите внимание! Отдавая предпочтение секционным батареям, необходимо учитывать их существенный недостаток. В местах соединения секций велика вероятность возникновения протечек

Они обязательно появятся, если монтаж отопления выполнен без учета свойств материалов, из которых изготовлены те или иные отопительные приборы.

Трубчатые батареи

В техническом плане трубчатые батареи отличаются от секционных тем, что в них теплоноситель циркулирует по трубкам, а не по секциям. Их центральные элементы — верхний и нижний горизонтальные коллекторы. Они методом высокотехнологичной лазерной спайки соединены между собой вертикальными трубчатыми элементами.

В результате получается цельная герметичная конструкция, в которой трубки могут идти в один или два ряда. Различное сечение труб — овальное, прямоугольное или круглое —позволяет создавать оригинальные модели, менять внешний вид изделий, максимально вписывая их в концепцию интерьера.

На теплопроводность такого отопительного прибора влияет несколько факторов:

1. Размер трубок.
2. Их количество.
3. Диаметр основных элементов.
4. Материал, из которого они изготовлены.

На прочность радиаторов влияет толщина стенок трубок. Если она равна 2 мм, прибор способен выдержать давление в 22 атмосферы.

Обратите внимание! Только модели отечественных производителей имеют толщину стенок трубок 22 мм. У зарубежных аналогов этот показатель составляет 1,5 мм, поэтому использование таких радиаторов невозможно там, где давление в системе превышает 15 атмосфер

Панельные модели

Современный панельный радиатор похож на ребристый прямоугольник, состоящий из одной, двух или трех панелей. Они выполнены из двух пластин, соединенных между собой методом оттиска ребра. Такое устройство увеличивает теплоотдачу, улучшает теплообмен, а также обеспечивает необходимую жесткость устройства.

Из ребер образуются каналы. Они соединяются между собой, и по ним циркулирует горячая вода. Чем больше панель, тем больше объем теплоносителя, и тем выше мощность радиатора. В продаже есть модели панельных батарей трех типов, и каждый имеет свою маркировку — 11, 22 или 33.

Число 11 говорит о том, что у радиатора одна панель, 22 — две панели, 33 — три. Их крепление не вызывает особых затруднений. Минимальная длина панели — 40 см, а максимальная — 2 м. Высота может колебаться в пределах от 30 до 90 см.

Пластинчатые варианты

В основе конструкции пластинчатой батареи лежит трубка. На ней на одинаковом расстоянии закреплены одинаковые пластины. Горячая вода, которая движется по центральной трубе, нагревает пластины, а те отдают тепло воздуху. Эффективное отопление осуществляется конверторным способом.

Существует два варианта исполнения пластинчатых радиаторов. В одном и трубка, и пластины выполнены из стали. В другом центральная трубка медная. Второй вариант позволяет ускорять теплообмен.

Принцип работы и устройство радиатора отопления

В основе работы отопительных радиаторов нет никакой сложности. Нагретая до нужной температуры вода движется в помещение по системе труб, а затем попадает в нагревательные приборы, от которых, в свою очередь, происходит нагрев воздуха в жилище.

В том случае, если способ передачи тепла является конвекционным, то есть ускоренным, то аппарат обогрева будет именоваться конвектором. А если в основе передачи тепла лежит принцип излучения, что означает нагрев пространства за счет нагретой до определенной температуры поверхности, то такой механизм будет называться радиатором.

Нередки случаи, когда производители изготавливают отопительные батареи комбинированного типа, которые представляют собой конвекторы-радиаторы панельного образца. Несмотря на показатели температуры в нагревательных приборах, эти агрегаты будут производить около 60% тепла посредством излучения энергии, а оставшиеся 40% будут производиться способом конвекции. Это позволяет максимально снизить конвекцию нагретого воздуха и делает возможным качественный обогрев находящихся в помещении объектов. Подобное устройство в некоторой степени напоминает конструкцию теплого пола.

Устройство алюминиевой батареи

Рассматривая устройство алюминиевого радиатора отопления надо отметить, что конструкция батареи может быть цельной либо секционной.

Секционный алюминиевый обогреватель состоит из 3-4 отдельных секций. Как правило, в алюминий добавляют титан, кремний, цинк. Эти металлы делают изделие более прочным и устойчивым к разрыву и коррозии. Все секции соединяются друг с другом при помощи резьбового соединительного элемента. Для герметизации соединения используют силиконовые прокладки. Внутри радиаторы имеют полимерное покрытие для предотвращения возможности разрыва батареи.

Цельные алюминиевые батареи отопления состоят из профилей. Профили изготавливаются методом экструзии.

В радиаторы из алюминия никакие дополнительные металлы не добавляются.

Что придает пластичности материалу. Между собой профили соединяются путем сварки. Такое соединение отличается высокой прочностью и надежностью. Как и секционные, цельные модели радиаторов внутри покрываются полимерным слоем.

В зависимости от способа производства выделяют радиаторы, изготовленные методом литья, методом экструзии и анодированные изделия (изготавливаются из алюминия более высокой степени очистки).

Технические характеристики радиаторов отопления из алюминия

В виду высоких технических характеристик многие решают купить алюминиевый радиатор для отопления квартиры. К основным техническим параметрам относятся:

1. рабочее давление. Находится в пределах от 10 до 15 атмосфер. В жилых квартирах рабочее давление может превышать норму в 3-4 раза. В связи с этим в городских домах такие радиаторы устанавливают редко. А вот для частных домов – такой обогреватель будет идеальным решением;
2. опрессовочное давление. Находится в пределах от 20 до 50 атмосфер;
3. коэффициент теплоотдачи. Для стандартной секции он составляет 82-212 Вт;
4. максимальная температура теплоносителя может достигать +120 градусов;
5. одна секция может весить от 1 до 1,5 кг;
6. емкость каждой секции от 0,25 до 0,46 л;
7. расстояние между осями может быть 20, 35, 50 см. Есть модели, у которых данный параметр может достигать и 80 см.

Параметры к каждой модели радиатора производитель указывает в паспорте устройства. Учитывая на алюминиевые радиаторы отопления технические характеристики цена на них является вполне оправданной и зависит от типа батареи, количества секций и производителя.

Преимущества и недостатки алюминиевых радиаторов

Перед тем, как купить алюминиевые радиаторы отопления надо рассмотреть, какие преимущества и недостатки имеет данный прибор.

Главным достоинством батареи из алюминия можно назвать компактность и гораздо меньший вес, нежели у чугунных систем. Более подробно о чугунных радиаторах отопления можно прочитать здесь. Оборудование прогревается очень быстро и отлично передает тепло помещению. Срок службы достаточно долгий. Еще одним преимуществом можно назвать деление на секции — есть возможность подобрать нужную длину батареи. Надо отметить, что на алюминиевые радиаторы цена указывается за секцию. Что позволяет легко рассчитать примерную стоимость секционного прибора.

Поскольку оборудование малогабаритное и весит немного, устанавливать его легко. Монтаж можно осуществлять даже на гипсокартонную стену. Современные модели выглядят эстетично и стильно. Алюминий прост в обработке. Что дает возможность производителям экспериментировать с дизайном батареи. Можно подобрать вариант для любого интерьера. Больше всего алюминиевые радиаторы подходят для систем автономного отопления. Несмотря на высокие технические характеристики и массу преимуществ, на алюминиевые батареи отопления цена вполне демократичная.

К недостаткам алюминиевых радиаторов можно отнести низкую устойчивость к коррозии. А это может сильно сказываться на общем состоянии батареи. Алюминий по природе является достаточно активным металлом. Если оксидная пленка, покрывающая поверхность, будет повреждена, то защитный слой разрушится из-за выделения водорода. Для повышения антикоррозионных свойств используют полимерное покрытие. Если у батареи полимерного покрытия нет, то нельзя перекрывать краны на подводящих трубах. Иначе под воздействием давления батарея может разорваться.

Сегодня батареи из алюминия занимают лидирующее место в продажах отопительной техники.

Многие предпочитают покупать данный тип обогревательного прибора и из-за сравнительно невысокой стоимости. На алюминиевые радиаторы отопления цена за секцию в среднем составляет около 230-300 руб.

Централизованная система отопления

Схема отопления многоквартирного дома

Намного сложнее устроена система отопления многоэтажного дома. Она представляет собой сложный комплекс, состоящий из распределительного (элеваторного) узла, стояков и отопительных приборов.

Подающая теплосеть характеризуется большим давлением воды в трубах и высоко температурой. Как устроено отопление в пятиэтажном доме, и каким образом происходит стабилизация этих параметров до приемлемых величин?

Устройство элеваторного узла

Распределительный узел в доме

Он предназначен для подключения дома к тепловой магистрали и является обязательным элементом в устройстве отопления в пятиэтажном доме. В нем предусмотрены механизмы подачи воды по внутренним сетям здания, есть зона уменьшения ее температуры до требуемого значения, а также здесь происходит нормализация давления.

Правильно устроенная система отопления в многоквартирном здании должна содержать такие компоненты элеваторного узла:

• Грязевики – уловители загрязняющих элементов в теплоносителе,
• Манометры и термометры,
• Датчик учета тепловой энергии.

После стабилизации теплоносителя до требуемых показателей он поступает во внутреннюю разводку труб для подачи в квартиры дома.

Внутренние трубопроводы отопления

Распределение горячей воды происходит с помощью стояков. Их может быть несколько от 2-х до 8-ми, в зависимости от схемы отопления. В домах хрущевского проекта можно встретить 2-5 стояков, проходящих через одну квартиру. Такое обустройство значительно затрудняет организацию индивидуального теплового учета.

Подробнее узнать принцип работы отопления многоквартирного дома можно из видеоматериала:

Принцип и устройство масляного радиатора

Начнем обзор с масляных радиаторов, которые уже на протяжении нескольких лет находятся на пике популярности. Между тем, причин этому немало: бесшумность работы, высокая безопасность и надежность, эстетичный вид.

У масляного радиатора полностью отсутствуют нагревательные элементы открытого типа. В связи с этим вероятность возгорания таких приборов отопления при эксплуатации сведена к минимуму. В таком устройстве расположены ТЭНы. Они полностью погружены в масло. Поэтому их работа происходит в щадящем режиме, что позволяет в значительной степени продлить их срок службы

При этом важно заметить, что масляные батареи имеют достаточно большие размеры. Но благодаря этому они обеспечивают мощный поток прогретого воздуха, который плавно распределяется по всему помещению

Радиаторы устанавливают на расстоянии 10- 12 см от пола и 3-5 см от стены. Между радиатором и подоконником должно быть 10 см.

Масляный радиатор представляет собой комбинированное устройство. В нем перенос тепла осуществляется путем конвекции теплоносителем, а теплоотдача происходит посредством конвекции имеющегося воздуха в помещении, а также последующего излучения основной поверхностью корпуса батарей.

Масляный нагреватель предлагается в виде герметичной, плотно закрытой емкости из металла. Заполняется это устройство минеральным маслом. Сами ТЭНы располагаются внутри радиатора, непосредственно в его нижней части. Они сверху донизу покрыты теплоносителем. После того как произойдет нагрев ТЭНа, он передает тепло маслу, которое впоследствии нагревает корпус. При этом температура поверхности таких батарей является сравнительно небольшой, до 100°. По этой причине во время работы масляные нагреватели практически не высушивают воздух, имеющийся в комнате, а пыль, которая оседает на их поверхности, не сжигается.

Принцип работы этих батарей не меняется с момента их создания. При этом их устройство нередко претерпевает некоторые изменения. Поэтому сейчас во многих магазинах можно встретить масляные радиаторы, которые оснащены термостатом. Он представляет собой регулятор, благодаря которому можно корректировать температуру в помещении.

Радиаторы бывают из чугуна, алюминия, стали или из нержавеющей стали.

Кроме того, термостат защищает батареи от перегрева и перепадов напряжения, ведь функционируют эти приборы от электричества.

Также нередко устройство масляных приборов отопления предусматривает наличие встроенного таймера. Он отвечает за автоматическое включение и выключение обогревателя. Благодаря ему можно составить индивидуальную программу отопления своего жилища, тем самым поддерживая в нем определенную температуру и при этом экономя электроэнергию.

Еще один элемент, который необходим для более эффективной работы масляного радиатора, — это вентилятор. Им оснащаются пока еще не все модели таких приборов отопления. Но он является весьма полезным. Ведь с его помощью увеличивается скорость обогрева помещения. Но при этом следует знать, что в течение эксплуатации таких масляных радиаторов требуется не раз производить замену вентиляторов, поскольку рано или поздно подшипники в них выходят из строя.

Шаг 5 – проектирование разводки + примеры

Сборка трубопровода может быть выполнена несколькими способами:

• тройниковый тип сборки;
• коллекторный.

Второе название коллекторного подключения – лучевое. К котлу подсоединяется коллектор, а от него под полом расходятся трубы к каждому из радиаторов.

Для отопления одноэтажного дома будет достаточно коллектора на 6 входов. Если коттедж двухэтажный, лучше установить коллектор вдвое больше

Реализуется коллекторная схема при помощи гибких металлопластиковых труб. После укладки материалов напольного покрытия все трубы отопления оказываются полностью скрытыми и не портят внешний вид комнаты. Входы и выходы к каждому радиатору подводятся снизу прямо из-под пола.

Тройниковое подключение осуществляется через соединение тройниками всех приборов отопления с подающей трубой и обраткой. Осуществить такую схему проще, не нужно тратиться на коллекторы и искать место для их установки, что обычно выполняется в центре постройки для уравнивания длины подключенных к гребенке колец.

Чтобы не изобретать велосипед, можно воспользоваться одной из типовых разводок отопления для загородного дома, которые успешно применяются в строительстве. Традиционная однотрубная модель хорошо показана на следующем чертеже.

На чертеже показан небольшой загородный, в котором вполне достаточно будет однотрубной системы

Для типового коттеджа часто применяется комбинирование одно- и двухтрубной схемы. В таком случае схема разводки выглядит таким образом.

Первая часть трубопровода имеет вид одинарной трубы и только перед первым радиатором она разделяется на две

Тот же дом можно отапливать и при помощи коллекторной схемы.

В данном случае достаточно коллектора на 4 кольца, подключенных к одному теплогенератору

На этой схеме от котла отходит отдельная ветка и уходит на крыльцо дома. Это подогрев ступенек для предотвращения образования льда.

Основная часть контура представляет собой двухтрубную систему, в то время как дополнительная ветка – однотрубную.

В данном случае система предусматривает отдельный насос, бак и блок безопасности для однотрубного ответвления на теплый пол в районе ступенек

На следующей схеме теплопровод имеет отводы в каждую из комнат. То есть каждое помещение отапливается отдельным контуром.

Трубы понадобится в несколько раз больше, но задвижки и терморегуляторы на каждом ответвлении позволяют регулировать температуру в каждой комнате индивидуально

Одностороннее нижнее верхнее подключение

Используется в основном в многоэтажных домах. В коттеджах в 2 или 3 этажа с однотрубным отоплением тоже иногда применяется. Разница между нижним и верхним подключением в том, что в первом случае горячая вода подается в нижний вход, и выводится под напором через верхний вход, а во втором случае происходит наоборот. В обоих случаях завод и вывод теплоносителя располагаются с одной стороны. Стоит отметить, что из всех существующих вариантов одностороннее нижнее подключение самое неэффективное.

Какую систему подключения радиаторов выбрать

Другие варианты

Теоретически можно применить еще диагональное подключение с подачей снизу или двустороннее подключение с подачей сверху. Эти два варианта тоже будут работать, если все сделать правильно. Однако функционирование системы будет сильно затруднено за счет пересечения потоков. Поэтому лучше не экспериментировать и брать за основу диагональное верхнее подключение или двустороннее нижнее.

Расположение радиаторов

Для качественного отопления коттеджа нужно не только грамотно выбрать схему отопления, но и правильно расположить батареи в помещениях. Установка батарей отопления в частном доме осуществляется на основании расчетов, произведенных специалистами. Количество радиаторов и секций для каждого радиатора определяется с учетом различных факторов:

• объем помещений;
• уровень теплопотерь здания;
• схема врезки радиатора;
• на какой высоте будут установлены батареи, и многое другое.

Как рассчитать количество радиаторов отопления

Монтаж радиаторов отопления

Заключение

Процесс расчета, проектирования и установки системы отопления можно доверять только квалифицированным специалистам. Но самые простые правила подключения радиаторов должен знать каждый домовладелец. Эффективный принцип подключения и расположения отопительного оборудования – это гарантия того, что в доме всегда будет царить благоприятный и комфортный микроклимат.

Дополнительно Выставка домов «Малоэтажная страна» выражает искреннюю благодарность специалистам компании «Миралекс» за помощь в создании материала. Компания «Миралекс» – поставщик систем водоснабжения и теплоснабжения на любых объектах, от ведущих мировых брендов. Так же компания занимается разработкой и монтажом систем автоматизированного учета потребления энергоресурсов. Если Вам нужна более подробная консультация, то можете воспользоваться следующими контактами:

Принципы работы отопления

Циркуляция воздуха – важный фактор в работе отопления

Прежде чем рассмотреть, как устроен котел отопления или конструкцию батарей – нужно разобраться в основополагающих принципах построения любой схемы. Она должна состоять из компонентов, обеспечивающих бесперебойную работу всей системы.

Независимо от того, как устроена система отопления многоэтажного дома или частного коттеджа – следует обеспечить нагрев, транспортировку и передачу тепловой энергии в помещения. Для этого необходимы такие составляющие элементы:

• Нагрев теплоносителя. В автономных системах эту функцию выполняет котел или любой другой нагревательный прибор (электрический конвектор, ИК пленка и т.д.). Для централизованного отопления обустраиваю тепловые пункты распределения, которые поставляют нагретую воду нескольким многоэтажным домам;
• Транспортные магистрали — трубопроводы. По ним осуществляется передача теплоносителя от источника его нагрева непосредственно потребителю. Как устроена система отопления многоэтажного дома и в чем ее отличие от автономной? Для первой рядовой жилец дома фактически не может влиять на степень нагрева воды в трубах. В автономной это делается с помощью регулировки мощности котла отопления;
• Батареи и радиаторы. Они предназначены для передачи тепловой энергии от горячей воды воздуху в помещении. В зависимости от того как устроена батарея отопления, она может обладать различными параметрами энергоемкости и тепловой отдачи.

Как устроить систему отопления и что в первую очередь следует выбирать для ее комплектации? Больший интерес представляет обустройство автономных схем в частных домах, так как в данном случае собственник сам выбирает источник тепловой энергии, планирует разводку трубопроводов и эксплуатационные параметры системы.

Для того, чтобы устроить систему отопления самостоятельно – нужно сначала рассчитать тепловые потери в здании. Исходя из этого можно выбрать котел определенной мощности.

Автономная система отопления

Схема автономного отопления

Какими параметрами следует руководствоваться при выборе котла, и как устроен радиатор отопления? Это лишь немногая часть вопросов, которые приходится решать собственнику частного дома при планировании системы обогрева. Сначала разрабатывается схема отопления, определяются ее основные параметры – температурный режим работы, количество и месторасположение радиаторов, устройств управления.

Следующий этап — узнать, как устроен котел для отопления, и выбрать оптимальную модель

Это очень важно, так как он будет напрямую влиять на КПД и характеристики всего контура обогрева дома

Устройство котла отопления

Устройство газового котла

Принцип работы любого котла – получение тепловой энергии от энергоносителя (уголь, дрова, газ, дизельное топливо) и передача ее теплоносителю. Устройство котла отопления напрямую зависит от типа используемого топлива. Рассмотрим это на примере самых распространенных моделей — газовых.

Основным компонентом в данном случае является горелка. В ней энергия от горячего газа с помощью теплообменника передается воде. В твердотопливных моделях эту функцию выполняет камера сгорания. Помимо этого в котлах зачастую присутствуют следующие компоненты:

• Система подачи воды в теплообменник;
• Патрубок дымохода для отвода угарных газов;
• Элементы управления – контроль интенсивности пламени, содержания СО2, тяги, температуры воды и т.д.;
• Циркуляционный насос – предназначен для повышения скорости движения теплоносителя. В комплектацию большинства твердотопливных и некоторых газовых котлов не входит;
• Расширительный бак и система безопасности.

При выборе газовых моделей нужно обращать особое внимание на наличие второго контура, предназначенного для ГВС. Не рекомендуется приобретать котел, мощность которого выше требуемой

Это приведет к росту расхода энергоносителя и как следствие – повышению финансовых затрат на обслуживание

Не рекомендуется приобретать котел, мощность которого выше требуемой. Это приведет к росту расхода энергоносителя и как следствие – повышению финансовых затрат на обслуживание.

Устройство радиаторов отопления

Батарея отопления в разрезе

Устройство радиатора отопления не меняется уже многие годы. Несмотря на применение новых материалов изготовления, улучшения внешнего вида батареи — при ее создании всегда руководствуются проверенной схемой.

На каких принципах основано устройство стандартной батареи отопления? Она должна состоять из двух компонентов – трубопроводов, по которым течет теплоноситель и теплообменной поверхности. При проектировании стараются увеличить тепловую отдачу и при этом уменьшить полезный объем транспортной магистрали. Для этого в устройстве радиатора отопления применяют материалы с увеличенным показателем теплопередачи – алюминий, медь и т.д

Для пользователя важно обращать внимание на такие параметры устройства стандартной батареи для отопления:

Номинальная мощность, Вт. Производители указывают значение этой характеристики при определенном температурном режиме работы системы. Например — 70/55 или 90/70;

Секционная или панельная модель. Для первых существует возможность увеличения полезной площади путем добавления секций;

Способ подключения

Это важно знать при анализе устройства системы отопления в многоквартирном доме. Если присутствует верхняя разводка труб – следует приобретать модели с боковым подключением.

Помимо установки радиаторов обязательно предусматривается их правильная обвязка. Ее компонентами являются запорная арматура, кран Маевского. Для большей экономичности рекомендуется монтаж терморегулируемого клапана.

Одним из главных факторов нормальной работы радиатора является его правильная установка и подключение. При несоблюдении норм его КПД может снизиться на 10-15%.