Радиаторы для дачи

Рис. 1 Дача зимой.

Режим проживания в загородном доме и возможные местные эксплуатационные особенности требуют от пользователя особого внимания при выборе отопительных приборов для системы отопления.

Сезонный режим проживания обычен для дачных посёлков и, если этот сезон у хозяев дома охватывает лишь летние месяцы, то для достижения теплового комфорта в доме, создания автономной системы водяного отопления может и не понадобиться. Тепло и уют в таких домиках обеспечивают их хозяевам – печи, камины, автономные отопительные приборы, работающие от электричества, иногда устанавливается газовый конвектор. Современные решения позволяют обогреваться и от кондиционера, который в летнюю жару работает на охлаждение, а при похолодании способен прогреть воздух в помещении, где он установлен. Однако если хозяева решили задержаться в дачном доме до зимних холодов и/или открывают сезон проживания с весенних месяцев, когда заморозки нередки, или решили встретить на даче Новый год и провести там Рождественские каникулы (рис. 1) – во всех этих случаях автономная система водяного отопления окажется совсем не лишней.

Для выбора отопительных приборов при создании такой системы принципиально неважно, какой тип теплогенератора (печь с водяным теплообменником, котёл, работающий на любом из использующихся видов топлив) будет в ней продуцировать тепловую энергию, важнее учитывать, на какой уровень теплового комфорта  рассчитывает потребитель, и в каких условиях будут эксплуатироваться отопительные приборы.

Экстренное тепло

Важное условие комфортного проживания на даче при заездах в холодный сезон, – возможность быстрого прогрева воздуха в доме до температуры приятной владельцу. Не всякий отопительный прибор способен на это. Если в системе отопления используются, например, классические чугунные радиаторы (рис. 2), то быстро достичь теплового комфорта не получится. Большая тепловая инерция, характерная для таких приборов, не позволит этого сделать. Лучший результат в такой ситуации покажут приборы из алюминия или стали, у которых не только теплопроводность материала изготовления высокая, но и стенки, через которые передаётся тепло от теплоносителя (вода, антифриз) воздуху обогреваемых помещений, тоньше, чем чугунных.

Рис. 2 Стандартный чугунный радиатор.

Как известно, тепло передаётся тремя способами – индукцией, излучением и конвекцией. Все они соблюдаются в работе любого отопительного прибора, однако распространение тепла за счёт формирования конвекционных потоков играет важнейшую роль для быстрого прогрева атмосферы помещения. Поэтому лучше и быстрее прогреют воздух в холодном доме те отопительные приборы, в которых благодаря их конструкции конвекционная составляющая отдачи тепла наиболее выражена – это конвекторы. И самые распространённые из них сегодня, наиболее часто употребляющиеся и недорогие – стальные панельные радиаторы-конвекторы (рис. 3 а, б). Их достоинства не исчерпываются возможностью быстрого прогрева воздуха помещений, при оснащении терморегулирующей арматурой и благодаря малой тепловой инерции  эти приборы позволяют поддерживать выбранный пользователем уровень теплового комфорта, гибко реагируя на изменения температуры под влиянием внешних факторов.

Рис. 3 Стальной панельный радиатор: а – установленный в систему отопления, б – внутренне устройство.

Хорошей теплоотдачей и малой тепловой инерцией обладают и алюминиевые отопительные приборы (рис. 4) . На их основе также можно создавать в загородных домах автономные системы отопления, которые будут обеспечивать быстрый и динамичный обогрев.

Рис. 4 Алюминиевый радиатор отопления.

Ускорить прогрев воздуха поможет принудительная конвекция, когда съём тепла с поверхностей теплообмена делается более эффективным за счёт ускоренной и направленной циркуляции воздуха с помощью вентилятора. В частности, такая конструкция предусмотрена в конвекторах, монтируемых в  пол (рис. 5), в которых воздух забирается из помещения и подаётся подогретым обратно через декоративную решётку.

Рис. 5 Впольный конвектор.

Эта решётка размещается вровень с полом (заподлицо) и является единственной деталью прибора доступной взгляду (рис. 6).

Рис. 6 Декоративная решётка впольного конвектора ­– единственная заметная взгляду деталь прибора после его монтажа.

Монтируемые в пол конвекторы ещё называют «впольными» или «внутрипольными», они несколько дороже большинства других отопительных приборов (исключая дизайнерские модели), но при некоторых архитектурных решениях почти незаменимы. Так впольные конвекторы очень эффективны и удобны для использования в автономных системах отопления загородных домов с большой площадью светопрозрачных ограждающих конструкций – там, где окна до пола и стеклянные двери.  Размещённые у порогов таких дверей и под такими окнами впольные конвекторы создают восходящие потоки тёплого воздуха, отсекающие поступления холода от остеклённых поверхностей, и при этом, оставаясь не заметны глазу, не вмешиваются в эстетику интерьера и не мешают любованию красотами окружающей природы.

С учётом теплоносителя

Однако быстрое достижение  и динамичное поддерживание теплового комфорта в помещениях дачного дома – это ещё не все требования, которым должны соответствовать приборы для его системы автономного водяного отопления. Не менее важна эксплуатационная надёжность, а она подвергается испытанию под действием ряда факторов, присущих таким системам.

Обычной особенностью водяной отопительной системы в доме с сезонным проживанием является вынужденный слив из неё теплоносителя при отъезде жильцов на холодное время года. Если не слить воду, то при минусовых температурах теплоноситель в неработающей системе неминуемо замерзнет. Вода при замерзании имеет свойство расширяться, её объём увеличится и, как следствие, разрушится арматура, полопаются или деформируются радиаторы, нарушатся соединения трубопроводов и отопительных приборов – вся система выйдет из рабочего состояния (рис. 7). Поэтому воду перед отъездом сливают, а при запуске система снова заполняется. При этом в трубопроводы и приборы системы отопления каждый раз поступают новые порции кислорода, значительно увеличивающего коррозионную агрессивность теплоносителя. Уязвимы в таких условиях эксплуатации оказываются как стальные, так и алюминиевые радиаторы, а также и полубиметаллические модели. Их стенки будут подвергаться коррозии и в скором времени приборы выйдут из строя с образованием протечек.

Рис. 7 Чугунный радиатор, поврежденный при замораживании теплоносителя.

Интенсивность коррозии в алюминиевых радиаторах зависит от кислотности водяного теплоносителя. Оптимальное значение pH рабочей жидкости в системе отопления с алюминиевыми радиаторами составляет 7–8. Опасны для алюминия и твёрдые частицы в составе теплоносителя, они могут разрушить слой окисла, образующийся на контактирующей с водой поверхности металла и защищающего его от дальнейшей коррозии. Поэтому в системах отопления, оборудованных алюминиевыми радиаторами, рекомендуется устанавливать грязевики и фильтры.

Рис. 8 Кран Маевского.

 Воду из системы с алюминиевыми радиаторами желательно сливать и на летний сезон, когда замораживания теплоносителя случиться не может. Однако в заполненных водой алюминиевых радиаторах будет идти реакция разложения воды с выделением газообразного водорода и кислорода. Накапливание газа и повышение давления может привести к разрыву отопительного прибора при запуске системы после перерыва на летний сезон. Чтобы избежать этого алюминиевые приборы, установленные в автономной системе отопления, должны быть все оборудованы воздухоотводчиками (кран Маевского (рис. 8)), кроме того следует предусмотреть автоматический воздухоотводчик (рис. 9) для всей системы отопления, который размещается в её высшей точке.

Рис. 9 Автоматический воздухоотводчик.

При стравливании образовавшегося газа из алюминиевых радиаторов надо соблюдать правила пожарной безопасности (рис. 10). Смесь водорода  с кислородом огне- и взрывоопасна, вспышку может вызвать любая искра или зажженная сигарета.  

Рис. 10 Стравливание воздуха из радиатора через кран Маевского.

Всё вышесказанное касается и полубиметаллических моделей радиаторов, в которых из стали выполняются только вертикальные каналы внутри алюминиевых секций, а горизонтальный коллектор остается алюминиевым. Их повышенные прочностные свойства, устойчивость к перепадам давления не так важны в системах загородных домов, высота которых редко превышает два этажа, но там где поверхности алюминиевых коллекторов находится в контакте  водой, будет идти и коррозионный процесс, и газообразование.

А вот чугунным радиаторам коррозия не страшна и в условиях сезонной эксплуатации систем отопления дачных домов по надёжности они будут предпочтительнее других отопительных приборов. Также в подобных условиях можно устанавливать конвекторы, у которых стенки теплообменника – трубка с оребрением – выполнены из меди или нержавеющей стали, эти приборы не только будут устойчивы к коррозии, но и сохранят возможность быстрого прогрева воздуха в помещениях при запуске системы, как и динамичного поддерживания уровня теплового комфорта. Если использовать в таких системах полимерные трубы, то удастся избежать коррозии и на трубопроводах. Однако важно при сливах воды из системы с полимерными трубами добиваться полного опустошения не только приборов, но и трубопроводов. Если этого не сделать, трубы могут провисать, что будет приводить к образованию воздушных пробок в системе.

Существует условие, которое позволяет устанавливать в автономных системах отопления любые отопительные приборы, не беспокоясь о возможной коррозии их стенок – это использование в качестве теплоносителя гликолевых (этиленгликоль, пропиленгликоль) антифризов.   

Широкий выбор для постоянного проживания

Если загородный дом используется для постоянного проживания, принципиальным при выборе радиатора для установки в систему водяного отопления становится вопрос – открытая или закрытая эта система. Как известно, закрытая система от открытой отличается расширительным баком. В закрытых системах используется расширительный бак мембранного типа, конструкция которого исключает контакт теплоносителя с окружающим воздухом; в открытых системах расширительный бак – открытая ёмкость.

В закрытых системах домов с постоянным проживанием фактор коррозии стенок отопительного прибора не существенен даже тогда, когда там применяется водяной теплоноситель. Закрытость системы при отсутствии необходимости сезонного слива/заполнения теплоносителя препятствует дополнительному поступлению в воду кислорода воздуха и небольшую коррозию стенок приборов вызовет лишь тот кислород, который присутствовал в теплоносителе изначально. Прореагировав с металлом на контактирующей с водой поверхностью, он образует соответствующие окислы, но более глубокой коррозии не последует. Поэтому в загородных домах с постоянным проживанием в закрытой автономной системе водяного отопления можно устанавливать практически любые типы отопительных приборов. Однако следует учитывать, что процесс газообразование в алюминиевых радиаторах будет происходить и в закрытых системах, поэтому требование оснащения отопительных приборов и всей системы воздухоотводчиками сохраняется.

В комбинации с тёплым полом

Если в многоэтажном строительстве применение такого способа отопления, как тёплые водяные полы, вызывает большие трудности и практически невозможно без особого разрешения, в загородных частных малоэтажных домах это не только не встречает препятствий, но во многих случаях уместно, и приносит дополнительные преимущества в достижении теплового комфорта.

Использование теплых полов позволяет получить вертикальное распределение температур в помещении, наиболее соответствующее физиологическим требованиям человека – более высокая температура внизу помещения, а не в зоне головы, при небольшом перепаде температур. На высоте головы температура в помещениях с теплым полом составляет около 18°C – это считается близким к оптимуму теплового комфорта. При этом температура самого тёплого пола регламентируется СНиПом 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» для жилых помещений с постоянным пребыванием людей не выше 26°С и не выше 31°С в помещениях с временным пребыванием (рис. 11).

Рис. 11 Вертикальное распределение температур в помещении, отапливаемом радиатором ­– а, тёплым полом – б.

В соответствии с этим ограничением температура теплоносителя в системе водяного теплого пола регламентируется не выше 45ºC (с перепадом на входе и выходе 10-12ºC).

Однако существует мнение, что в условиях российских суровых зим, особенно в северных регионах и регионах с ярко выраженным континентальным климатом, достичь полного комфорта с помощью одного только тёплого пола невозможно. Вопрос остаётся спорным, но все специалисты сходятся на мнении, что использование тёплых полов в одной системе отопления вместе с отопительными приборами оправдано полностью (рис. 12).  Особенно успешна такая комбинация в системах низкотемпературного отопления, которые находят широкое применение в секторе загородных частных домов с малыми теплопотерями (энергосберегающие дома). Низкотемпературные системы позволяют экономить энергию, обеспечивая при этом равномерную и комфортную температуру воздуха в помещении; отличаются гибкостью в поддерживании теплового комфорта и именно в такие системы наиболее уместны как многовалентные с использованием возобновляемых источников энергии.

Рис. 12 Монтаж системы отопления, включающей комбинацию тёплого пола с стальными панельными радиаторами.

Температура теплоносителя в низкотемпературных системах отопления не превышает 70 °С (обычно 50–55°С), а разность температур теплоносителя в прямой и обратной линиях –14 °С.  Такой температурный режим наиболее подходит для работы высокоэффективного конденсационного котла и применению тёплого пола.

Для достижения теплового комфорта с помощью низкотемпературных систем, в их составе рекомендуется использовать приборы, характеризующиеся малой тепловой инерцией, а также повышенным теплосъемом с единицы поверхности теплообмена или имеющие большую ее площадь. С этой точки зрения наиболее удачной выглядит комбинации тёплого пола со стальными многорядными панельными радиаторами-конвекторами, напольными парапетными или впольными конвекторами, но используется и комбинация с алюминиевыми приборами.