Нагрівальні прилади систем опалення

Нагрівальні прилади у системах опалення призначені для передачі тепла від теплоносія до повітря приміщень за рахунок теплообміну. Встановлюються в місцях найбільшого надходження холоду.

Найбільш розповсюдженими є радіатори, які віддають тепло випромінюванням і частково конвекцією (камінний тип). Вони складаються із окремих секцій, що дозволяє збирати прилади різної площі, і можуть бути ребристими чи плоскими. Виготовляються із сталі, чавуну, алюмінію, кераміки, фарфору.

Широко використовуються також конвектори (рис. 1), які віддають тепло за рахунок циркуляції повітря (конвекційний тип). Кімнатне повітря надходить у прилад через нижній отвір, стикаючись із нагрівальною поверхнею (ребриста труба) нагрівається і виходить через верхній отвір. За рахунок руху повітря інтенсивність теплообміну збільшується порівняно з радіаторами на 20%. У конвектор довжиною понад 0,55 м може бути вмонтований зволожувач повітря.

В приміщеннях, де в якості фасаду використовується вітрина з низьким підвіконним простором, перевага надається підлоговим канальним конвекторам (фанкойлам). Корпус такого приладу монтується в підлозі. Передача теплової енергії відбувається шляхом природної чи примусової (за допомогою вентилятора) конвекції.

Останнім часом активно використовуються опалювальні панелі, які являють собою плити (здебільшого бетонні) з вмонтованими у них змійовиками із стальних труб, або електропровідним кабелем. Такі панелі розміщують у конструкціях підлоги, стін, стелі.

Нагрівальні кабелі (рис. 2) призначені для обігрівання приміщень у житлових і виробничих приміщеннях. Максимальна температура металевого провідника становить 100° С.

металевий нагрівальний провідник

двошарова ізоляція із пластика

мідне обплетення

пластикова оболонка

Рис. 2. Нагрівальний кабель

Для регулювання підігріву повітря у приміщенні на опалювальні прилади може встановлюватися вентиль з термостатичною головкою, яка є одночасно чутливим і регулюючим елементом. Шток вентиля переміщується за рахунок зміни об’єму рідини в чутливому елементі і відповідно змінюється витрата води через нагрівальний прилад.Діапазон регулювання температури у приміщенні може коливатись від 10 до 28° С.

Електронні термостатичні головкиз мікропроцесором дозволяють регулювати температуру за певною програмою впродовж дня, тижня, трьох тижнів з використанням більше ніж 60 режимів.

Характеристика окремих видів опалення

Водяне опалення

Водяне опалення, як правило, має примусову циркуляцію теплоносія (рис. 3).

Розширювальний бак в системі водяного опалення використовується для компенсації гідравлічних розширень при нагріванні теплоносія.

Однотрубні системи більш дешевші, ніж двотрубні та простіші при монтажі, тому вони застосовуються частіше.

Магістральні трубопроводи з гарячою і холодною водою прокладають у каналах нижче рівня підлоги. За наявності технічного поверху чи простору на горищі система опалення може бути виконана з верхнім розведенням.

Для приєднання споживачів теплової енергії до теплової мережі використовуються теплові пункти. Тепловий пункт - це комплекс пристроїв, розташований у відокремленому приміщенні, який складається з елементів теплових енергоустановок, що забезпечують приєднання цих установок до теплової мережі. Основне призначення теплового пункту полягає в підготовці теплоносія певної температури і тиску, регулюванні їх, підтримуванні постійної витрати, обліку споживання тепла. Теплові пункти поділяють на модульні, індивідуальні та центральні.

Модульний тепловий пункт - це повністю скомплектований пристрій, який дозволяє підключити реконструйовані або знову споруджувані об'єкти до теплових мереж в найбільш короткі терміни.

Індвідуальні теплові пункти використовуються для приєднання систем опалення, гарячого водопостачання і технологічних установок, які використовують тепло, однієї будівлі або його частини.

Центральні теплові пункти призначені для приєднання до теплопостачання двох чи більше будівель.

Основне обладнання теплових пунктів складається з гідроелеваторів, насосів, теплообмінників, змішувачів, теплолічильників тощо.

Індивідуальні та блочні теплопункти використовують в одноповерхових невеликих закладах, центральні – в потужних об’єктах.

Лічильник тепла - засіб вимірювань або комплект засобів вимірювань, призначений для визначення теплової енергії та вимірювання маси та параметрів теплоносія. Як правило, лічильники складається з теплообчислювача , одного або двох водолічильників і двох датчиків температури. Витрати тепла визначаються в гігакалоріях (Гкал).

Система автономного, або індивідуального водяного опалення дозволяє виробляти тепло і гарячу воду безпосередньо в будівлі, тим самим забезпечуючи стабільну наявність отримання теплової енергії в будь-який період року.

Головним елементом системи автономного опалення є котел. За видом палива котли бувають декількох типів: газові, електричні, рідкопаливні та твердопаливні.

Циркуляційні насоси та змішувальні групи в системі автономного опалення забезпечують змішування та транспортування теплоносія до радіаторів опалення та інших теплових приладів.

Повітрячне опалення

Повітряне опалення – спосіб обігріву приміщення подачею в нього теплого повітря. На відмінну від водяного і парового опалення, теплоносієм є повітря.

При центральній системи повітряного опалення (рис. 4) нагріте повітря від теплогенератора, який може розміщуватися в вентиляційній камері, подається в приміщення по спеціальних каналах (повітропроводах).

При локальному опаленні окремих приміщень використовується місцеві системи на основі автономних теплогенераторів, кожний з яких подає тепле повітря безпосередньо в приміщення, в якому він розміщений.

За характером повітрообміну системи повітряного опалення поділяють на: рециркуляційні системи, системи з частковою рециркуляцією та припливні системи

Найбільш прості у використанні і економні рециркуляційні системи повітряного опалення працюють без притоку зовнішнього повітря на основі внутрішнього повітря приміщення. Такі системи можуть бути канальними і безканальними.

Рис. 4. Принципова схема роботи системи повітряного опалення:

1 – теплогенератор; 2 - подача підігрітого повітря, 3 – відведення охолодженого повітря

Системи повітряного опалення бувають гравітаційні і системи з вимушеною вентиляцією.

В гравітаційній системі повітря рухається за рахунок природної циркуляції, через різницю температур.

В системі вимушеної циркуляції використовується вентилятор з електропроводом для підвищення тиску повітря і розповсюдження його по повітропроводах по всьому приміщенні.

Система повітряного опалення складається з теплогенератора, системи повітропроводів і димоходу (для виведення продуктів згорання). Теплогенератор може встановлюватися в підвалі (котельні), на даху або в підсобному приміщенні. Вони можуть бути і мобільними і стаціонарними

Переваги системи повітряного опалення	o температурний режим весь рік. Систему повітряного опалення можна опційно доповнити кондиціонером, тобто без будь-яких додаткових витрат в канальну систему вбудовується охолоджувач повітря;
o контроль вологості. Дана функція дозволяє підтримувати необхідну відносну вологість в приміщенні;
o очищення повітря до 99,9% за допомогою фільтрів і бактерицидних ламп;
o вентиляція приміщень;
o економія енергоресурсів;
o мала інерційність системи (дозволяє за 35…40 хв підняти температуру від -22 до +22 °С, далі включається автоматика);
o відсутність високотемпературних приладів в приміщенні;
o безпечність замерзання системи (через відсутність води);
o довговічність і висока надійність системи.
Недоліки системи повітряного опалення	o теплоємність повітря в 4000 разів менша за теплоємність води, відповідно для отримання тієї ж кількості тепла потрібна більша кількість нагрітого повітря. Це призводить до використання трубопроводів більшого діаметру, збільшення швидкості руху теплоносія (необхідність використання вентиляторів), а отже і наявність звукоізоляції трубопроводів.
o переміщення в приміщеннях, що опалюються, великих об'ємів повітря. Це зменшує комфортність, призводить до значного руху пилу і сприяє рознесенню бактерій по всьому приміщенню.

Випромінювальне опалення

Випромінювальне тепло – це термальне випромінювання між двома поверхнями. Термальне випромінювання відбувається, коли матеріал передає інфрачервоне випромінювання, у такий спосіб нагріваючи інший матеріал та не спричиняючи нагрівання повітря навколо матеріалів, що нагріваються.

В закладах закладів ресторанного і готельного господарства найбільшого використання набули площинні нагрівальні системи (стельові, стінні та підлогові).

Обігрівання підлогою

Основною вимогою при обігріванні підлогою є обмеження середньої температури підлоги в зоні постійного перебування людей до величини 28 °С. Переходити межу цієї температури не рекомендується, бо погіршуються умови теплового комфорту (контакт ноги з підлогою). У ванних кімнатах, привіконних поясах допускаються дещо вищі температури ( 29…30 °С).

Теплі підлоги можуть прогрівати повітря до 2,5 м в висоту. Повітря прогрівається поступово і рівномірно розподіляється на всій площі підлоги, ближче до підлоги повітря на 2…4 градуси вище.

Теплі підлоги використовуються як для основного, так і для додаткового опалення.

Обігрівання стелею

Стельовий інфрачервоний обігрівач складається із прямокутного металевого корпуса, покритого жаростійкою фарбою, з елементами кріплення до стелі, а випромінювачем служить пластина, покрита шаром спецкераміки, який має дуже високий коефіцієнт корисної дії перетворення теплової енергії у випромінювання.

Іще одним різновидом стельового випромінювального обігріву на основі інфрачервоного (ІЧ) випромінювання є термоплівка. Являє собою тонку (0,3 мм) і міцну поліестерову плівку, із запаяними всередину паралельними смугами карбоново-срібного напівпровідника, з’єднаними між собою мідно-срібними шинами. На смуги карбонового напівпровідника подається напруга 220 В. В основу роботи нагрівача покладено відомий принцип, відповідно до якого при протіканні току провідник виділяє тепло. Тепла поверхня плівкового електронагрівача випромінює м'який ІЧ потік.

Що стосується температури нагріваючої поверхні, вона не перевищує +35С° - це забезпечує повну пожежну безпеку, при цьому за допомогою вбудованого датчика можна регулювати температуру нагріву.

Переваги системи випромінювального опалення:

o термін використання необмежений;

o 100% виробленої енергії залишається в опалюваному приміщенні;

o інфрачервоні системи опалення не утворюють жодних шкідливих викидів;

o незначне споживання енергії;

o мала вартість монтажу;

o відсутність руху повітря та перенесення пилу;

o панелі можна використати як елемент дизайну;

o можливість використання одночасно з іншими системами опалення.