Odmiany i obliczenia urządzeń grzewczych

Ogrzewanie pomieszczenia odbywa się poprzez przenoszenie ciepła z chłodziwa do powietrza lub przedmiotów w pomieszczeniu. Ponieważ wykluczony jest bezpośredni kontakt źródła ciepła lub chłodziwa z powietrzem, urządzenia grzewcze działają jako pośrednicy. Te ostatnie są klasyfikowane według wielu cech.

Odmiany urządzeń grzewczych

Konstrukcja i sprawność nagrzewnicy określa sposób przekazywania ciepła. To jest główna klasyfikacja urządzeń.

• Konwekcyjne - przekazują co najmniej 75% ciepła przez konwekcję - strumienie. Przykładem są konwektory, rury ożebrowane. Źródłem jest zwykle element grzejny, ogrzewa powietrze, jest ono przenoszone do pomieszczenia, a już z ciepłego powietrza ogrzewane są masy, powierzchnie, meble i ludzie. Urządzenia mogą być bardzo efektywne ze względu na szybkość nagrzewania powietrza, ale zużywają dużo energii elektrycznej.
• Promieniowanie konwekcyjne - przenoszenie od 50 do 75% ciepła metodą konwekcyjną. To większość tradycyjnych grzejników: grzejniki, grzejniki podłogowe, grzejniki rurowe gładkie.
• Promieniowanie - 50% ciepła to promieniowanie. Obejmuje to promienniki podczerwieni, promienniki sufitowe i panelowe. Grzejnik generuje promieniowanie podczerwone, w tym przypadku najpierw ogrzewane są powierzchnie, przedmioty i osoby znajdujące się w pomieszczeniu, a dopiero potem powietrze. Wyeliminowanie powietrza z łańcucha wymiany ciepła obniża koszty ogrzewania.

Najczęściej instalowane są grzejniki konwekcyjno-promieniowe. Urządzenia są bardzo wydajne, tanie i praktyczne.

Według rodzaju chłodziwa

Tradycyjny system grzewczy realizuje następujący schemat. Źródłem ciepła jest kocioł - gazowy, elektryczny, na paliwo stałe. Podgrzewa pewną objętość chłodziwa, które wchodzi do systemu i oddaje ciepło przez powierzchnię rur i urządzeń grzewczych.

Płyn chłodzący musi spełniać wiele wymagań: pochłaniać i oddawać wystarczającą ilość ciepła, nie powodować korozji oraz nagrzewać się do wymaganej temperatury.

• Woda to jedyna opcja do centralnego ogrzewania. Powodem są duże odległości między źródłem ciepła a konsumentem. Zastąpienie jakąkolwiek inną opcją zwiększa dziesięciokrotnie cenę ogrzewania.
• Para to tak zwana para sucha. Stosowane są w układach próżniowo-parowych, w układach nisko i wysokociśnieniowych. Plus - pomieszczenie nagrzewa się 3 razy szybciej, nie ma ryzyka zamarznięcia rur. Wadą jest wysokie zużycie paliwa.
• Środek przeciw zamarzaniu - „niezamarzający”. Roztwór gliceryny, roztwór glikolu etylenowego, roztwór glikolu propylenowego i inne. Ciecze zapobiegają zamarzaniu nawet w rurach o najmniejszej średnicy. Zaleca się wlanie płynu niezamarzającego do podgrzewanej podłogi wodnej. Podczas obiegu chłodziwo działa jak smar, co wydłuża żywotność rur i grzejników. Wadą jest konieczność dopasowania płynu niezamarzającego do rodzaju kotła.
• Olej transformatorowy lub mineralny jest nośnikiem ciepła w nagrzewnicach olejowych. Jest to lepka, pochłaniająca ciepło ciecz, która może oddawać ciepło do powietrza w pomieszczeniu przez długi czas.

Możliwe jest wybranie nośnika ciepła i odpowiedniego urządzenia grzewczego tylko podczas organizowania autonomicznego systemu grzewczego.

Zgodnie z charakterystyką techniczną

Aby ocenić efektywność konkretnego modelu, konieczna jest analiza wskaźników technicznych.

• Głównym kryterium jest wymiana ciepła. Na tej podstawie aparat radiacyjny jest lepszy niż konwekcyjny. Spośród grzejników żeliwo wyróżnia się największą bezwładnością cieplną, a do przenoszenia ciepła najlepiej nadaje się aluminium.
• Powierzchnia robocza - ważne jest, aby wziąć pod uwagę całkowitą powierzchnię baterii, a nie liczbę sekcji. Wymiary grzejnika są obliczane z uwzględnieniem objętości pomieszczenia.
• Odporność na korozję – najbardziej odporne są grzałki ceramiczne. Spośród modeli metalowych najlepsze są aluminiowe.
• Odporność na ciśnienie - konwektory są najbardziej odporne, ponieważ nie ma w nich takiego obciążenia. Z grzejników najlepsze są żeliwne i bimetaliczne.
• Łatwość konserwacji - konwektory i panele aluminiowe wystarczy okresowo przecierać. Żeliwo i stal muszą być pomalowane.
• Żywotność - baterie żeliwne wytrzymują najdłużej - 50 lat. Bimetaliczne działają od 30-40 lat. Najmniej trwałe stalowe - nie więcej niż 10-15 lat.

Wydajność cieplna nie jest jedynym parametrem z wyboru. Grzejniki muszą spełniać wymagania wybranego systemu grzewczego.

Materiały do ​​grzejników wodnych

Najpopularniejszą metodą ogrzewania jest podgrzewanie wody. Źródłem ciepła może być kocioł gazowy, elektryczny, węglowy, nośnik ciepła - woda lub płyn niezamarzający, baterie - grzejniki rurowe lub panelowe wykonane z różnych materiałów.

Baterie żeliwne

To najbardziej znany typ podgrzewacza wody, przystosowany do warunków centralnego ogrzewania. Akumulatory żeliwne są tanie, trwałe i wytrzymują spadki ciśnienia. Przy małym transferze ciepła - tylko 40%, mają dużą powierzchnię roboczą. Żeliwo akumuluje ciepło, dzięki czemu baterie stygną powoli nawet po wyłączeniu ogrzewania.

Modele o nowoczesnym designie są bardzo ciekawe i piękne. Jednak opieka nad nimi jest trudna.

Stal

Częściej stosuje się go w aranżacji autonomicznego ogrzewania, w którym wykluczone jest wysokie ciśnienie lub uderzenie wodne, ponieważ stal jest na nie wrażliwa. Przenikanie ciepła stopu jest wyższe, nagrzewa się znacznie szybciej niż żeliwo. Łatwiej jest regulować ogrzewanie ze względu na małą bezwładność cieplną. Ale z tego samego powodu akumulatory stalowe są chłodzone natychmiast po odłączeniu.

Wadą jest skłonność do korozji. Należy zadbać o grzałkę, do nalewania użyć czystej wody z dodatkami, powierzchnię pomalować.

Aluminium

Maksymalny poziom wymiany ciepła wynosi powyżej 70%. Waga grzejnika jest niewielka, jego montaż jest niezwykle prosty, można go zamontować nawet na ścianie z płyt gipsowo-kartonowych. Dodatkowym atutem jest duża powierzchnia robocza: kanały, wzdłuż których płynie chłodziwo, są rozmieszczone w odcinkach o znacznie większej powierzchni. Ponieważ aluminium dobrze przewodzi ciepło, sekcja nagrzewa się bardzo szybko i silnie.

Aluminium jest podatne na korozję. Aby przedłużyć żywotność, grzejniki, podobnie jak inne aluminiowe urządzenia grzewcze, pokrywane są farbą polimerową.

Baterie bimetaliczne

Kanały, przez które krąży chłodziwo, wykonane są ze stali: jest mocniejsze i trwalsze niż aluminium. Obszar roboczy sekcji wykonany jest z aluminium w celu poprawy przekazywania ciepła do powietrza. Urządzenie bimetaliczne łączy w sobie zalety stali i aluminium, ale pozbawione jest ich wad, takich jak krótka żywotność czy skłonność do korozji.

Są też ograniczenia. Do wody stosowanej w akumulatorach bimetalicznych nie wolno dodawać środka przeciw zamarzaniu.

Cena grzejników bimetalicznych jest najwyższa i ustępuje tylko grzejnikom miedzianym.

Elektryczne typy grzałek

Grzejniki elektryczne działają w inny sposób. Czynnik grzewczy zastępowany jest przez elementy grzejne, które działają przy doprowadzeniu prądu elektrycznego. Z rzadkimi wyjątkami element grzejny ma niewielką powierzchnię. Aby usprawnić dostarczanie ciepła, stosuje się 2 rozwiązania:

• przepuszczać strumienie powietrza przez urządzenie grzewcze - dowolny rodzaj konwektora;
• stworzyć obudowę o dużej powierzchni roboczej - grzejniki panelowe.

Grzejniki elektryczne obejmują urządzenia będące elementem grzejnym. Urządzenie grzewcze, takie jak kocioł Evana, nie jest. Jest źródłem ciepła, ale nie strukturą grzewczą.

Główną wadą grzejników elektrycznych jest wymóg jakości prądu elektrycznego. Jeśli łączna moc grzejników przekroczy 12 kW, konieczne będzie ułożenie sieci o napięciu 380 V.

Urządzenia konwekcyjne

Elementy grzejne - elementy grzejne, umieszczone są w płaskiej obudowie. Powierzchnia obudowy nagrzewa się i przenosi ciepło do powietrza. Jednak ten mechanizm zapewnia tylko 20% wymiany ciepła. W dolnej części urządzenia znajdują się wloty. Przez nie powietrze dostaje się do wnętrza urządzenia, nagrzewa się i wychodzi przez otwory w górnej części. Konwekcja zapewnia 80% wymianę ciepła.

Konwektory szybko nagrzewają pomieszczenie, ale nie spalają tyle tlenu, co termowentylatory. Przy minimalnych temperaturach urządzenie można pozostawić włączone na noc. Zakres mocy od 0,25 do 2,5 kW. Obliczenie wskaźnika odbywa się na podstawie pojemności sześciennej, ponieważ konwektor ogrzewa powietrze. Wada – komfortowa temperatura w pomieszczeniu utrzymywana jest tylko podczas pracy konwektora.

Urządzenia olejowe

Element grzejny jest elementem grzejnym, ale chłodziwem jest olej, który również jest obecny. Ciepła lepka substancja wypełnia sekcje i przenosi ciepło na powierzchnię. Im większa powierzchnia robocza, tym wyższa wydajność urządzenia. Elektryczne urządzenia grzewcze opalane olejem mają sprawność zbliżoną do urządzeń radiacyjnych.

Plus - duża bezwładność cieplna. Urządzenie powoli się nagrzewa, ale po wyłączeniu też długo oddaje ciepło. Ten tryb działania jest bardziej ekonomiczny. Urządzenia produkowane są z mocą do 4,5 kW, ale jednocześnie chłodnice oleju zużywają mniej energii elektrycznej. Wadą jest duża masa i nieporęczność.

Ogrzewanie na podczerwień

Sprawność promiennika podczerwieni jest bliska 100%. Podstawą urządzenia jest folia z przewodnikami opornikowymi, spiralami i płytkami węglowymi, które przy przepływie prądu elektrycznego generują promieniowanie cieplne. Jednocześnie nagrzewa się nie powietrze, ale powierzchnie, przedmioty i ludzie w pomieszczeniu. Nawet przy niższej temperaturze powietrza osoby znajdujące się w pomieszczeniu już postrzegają to jako wygodne.

Promienniki IR zużywają o 30% mniej energii elektrycznej. Ogrzewanie jest szybsze niż konwekcja. Powietrze nie jest zbyt suche, a tlen nie jest tracony.

Ogrzewanie gazowe

Grzejnik wydajny i tani, ale trudny w utrzymaniu. Grzejnik gazowy lub konwektor działa na zasadzie pieca gazowego. Do palnika doprowadzany jest gaz. Produkty spalania odprowadzane są przez komin na zewnątrz. Powietrze wchodzące przez otwory jest podgrzewane w wymienniku ciepła i wraca do pomieszczenia.

Moc grzałek sięga 8 kW. Ponieważ gaz jest paliwem dostępnym i tanim, koszty ogrzewania są minimalne. Istnieje wiele wad: musisz zainstalować dobrą wentylację w domu, wyposażyć komin, okresowo czyścić dysze. W przypadku awarii urządzenia istnieje duże prawdopodobieństwo zatrucia dwutlenkiem węgla.

Wymagania dotyczące instalacji grzejników

Bezpieczeństwo pracy zapewnia kompetentna instalacja systemu. Zalecenia montażowe uzależnione są od rodzaju grzejnika i materiału wykonania:

• Wszelkiego rodzaju baterie są instalowane w odległości co najmniej 6 cm od podłogi, 5 cm od listew progowych i 2,5 cm od ściany. W pomieszczeniach kategorii A. B, C odległość od ściany musi wynosić co najmniej 10 cm.
• Lepiej jest zainstalować grzejniki pod otworami okiennymi, gdzie można je uzyskać w celu kontroli i naprawy.
• Temperatura powierzchni otwartego grzejnika nie powinna przekraczać +70 C. W przeciwnym razie akumulatory są chronione kratką.
• Podczas łączenia rur, części i grzejników wykonanych z różnych metali stosuje się gwintowane adaptery wykonane z brązu lub stali nierdzewnej.
• Baterie muszą być zawsze napełnione wodą. Ciecz jest spuszczana tylko w razie wypadku.
• Urządzenia grzewcze są wyposażone w zawory odcinające i regulacyjne z pewnymi wyjątkami. Kształtki dobierane są z uwzględnieniem rodzaju systemu: jednorurowego, dwururowego, wachlarzowego.

Wymagania dotyczące instalacji grzejników gazowych pokrywają się z zaleceniami dotyczącymi instalacji dowolnych urządzeń gazowych. Twórz i uruchamiaj wyłącznie przez dedykowane usługi. Konwektory i chłodnice oleju są umieszczane w pomieszczeniu, z zachowaniem zwykłych wymagań przeciwpożarowych.