Целью любой системы отопления является создание комфортной температуры среды обитания человека, т.е. нагрев воздуха в помещении до температуры 18—20°C и поддерживание этого уровня температуры. Воздух передаст комфортную температуру окружающим человека вещам: мебели, посуде, одежде, стенам и т.п. Стены, конечно, часть тепла передадут наружному воздуху, поэтому тепло в помещении нужно непрерывно добавлять, т.е. поддерживать тепловой баланс — сколько тепла ушло наружу, столько же надо добавить. Человек по мере необходимости создаст локальный нагрев нужных вещей (сковородки на плите) или их охлаждение (пиво в холодильнике).

Система обогрева помещения состоит из теплогенераторов (печей, котлов) и приборов обогрева (батарей, радиаторов). Печь (камин), которая непосредственно обогревает воздух помещения, относится к локальному отоплению. Система, в которой теплогенератор (котелок) находится в отдельном помещении, а обогрев комнат производится батареями, называется центральным отоплением. Печь относится к простейшим отопительным устройствам и не имеет возможности оперативно регулировать температуру в помещении. Печь надо топить непрерывно или периодически. Она накапливает тепло в своей массе, затем постепенно отдает его излучением через свои внешние поверхности. Часть тепла отдается воздуху конвекцией. Коэффициент полезного действия даже лучших печей не превышает 50%, то есть половина энергии сжигаемого топлива улетает в трубу.

Система центрального отопления состоит из трех частей, которые мы рассмотрим отдельно:

1. Батарей или радиаторов различных конструкций;
2. Трубопроводов, переносящих с помощью теплоносителя (воды, пара);
3. Котлов для различных видов топлива.

Котел должен быстро нагревать воду в системе, при достижении необходимой температуры выключается, чтобы экономить топливо. Трубопровод должен очень быстро доставлять нагретую воду к радиаторам и по пути терять поменьше тепла. Радиатор должен быстро нагреть воздух в помещении до заданной температуры и с помощью термоклапана перестать брать из системы горячую воду.

ЧУГУННЫЕ СЕКЦИОННЫЕ БАТАРЕИ — тепловые приборы, которые всем известны с детства. Относятся к устаревшим системам отопления и за рубежом не применяются. Имеют малую поверхность отдачи тепла и низкую теплопроводность металла, производят нагрев в основном излучением и около 20% тепла передают воздуху конвекцией. Распространенная отечественная секция чугунного радиатора МС-140 имеет вес 7,5 кг, вмещает 4 литра воды, имеет всего 0,23 м?. Площади нагрева. В каждой комнате квартиры надо иметь батарею по 8—10 чугунных секций или даже больше. В большой квартире или особняке вес всех чугунных батарей и воды в них составляет тонны, приходится применять трубы большого диаметра, которые невозможно спрятать в стены. Движение теплоносителя в системе происходит гравитационным путем, что сильно замедляет передачу тепла.

В справочниках подается мощность теплового излучения для чугунной секции МС-140 в размере 160—180 ватт при температуре теплоносителя 90°C. Однако, эта мощность излучения верна при идеальных (лабораторных) условиях, которые в реальной жизни недостижимы. Поскольку мощность излучения сильно зависит от температуры, то реальная теплоотдача чугунной секции при 60°C; будет не более 80 ватт. Поступление нагретой воды от котла в чугунную батарею происходит медленно, поэтому чтобы средняя температура всей батареи была 60°C надо обеспечить подачу воды хотя бы температурой 75°C, в обратку пойдет вода с температурой около 45°C. Подсчитайте, какой мощности должен быть котел, чтобы нагревать тонну воды до температуры 75°C. Необходимо учитывать, что десяток градусов потеряется в толстых металлических подводящих трубах, поэтому котел должен выдавать 85 — 90°C и работать на пределе. Обеспечить температуру чугунной батареи 90°C обычными котлами (не паровыми) невозможно, да и небезопасно — обжечься можно и при 70°C.

Для того, чтобы хоть немного увеличить конвекционную отдачу тепла чугунными радиаторами, их рекомендуют размещать только под окнами, чтобы холодный воздух, опускающийся с поверхности стекол, принудительно проходил через радиатор. Эстетика чугунных радиаторов, мягко говоря, несовершенна и портит интерьер, поэтому их прячут за декоративными экранами. Экраны полностью изолируют тепловое излучение во внутрь помещения, оставляя только слабый поток конвекционно обогреваемого воздуха. Чугунному радиатору ничего не остается, как интенсивно нагревать излучением стену, на которой он установлен. Стена, естественно, этот нагрев успешно передает наружному воздуху. Продаются даже отражающие экраны, которые надо приклеивать на стену.

ПАНЕЛЬНЫЕ СТАЛЬНЫЕ БАТАРЕИ — попытка совместить свойства секционных радиаторов с конвекционными. Такой радиатор представляет собой две стальные пластины, между которыми циркулирует теплоноситель. Пластины имеют толщину 1,2 мм, соединены между собой точечной электросваркой, содержат выштампованные каналы, по которым протекает вода. Панель размерами с обычный чугунный радиатор имеет толщину 30 мм, но вдвое меньшую теплоотдачу. Для повышения тепловой мощности ставят параллельно две, даже три панели. При двух или трех панелях радиатор передает тепло излучением только внешними плоскостями, поэтому ко всем внутренним плоскостям радиатор приваривают ряды П-образных пластин, которые значительно увеличивают поверхность теплоотдачи, значит внутренние плоскости работают как конвектор.

Все эти модернизации не прошли бесследно для конструкции — вес трехпанельного стального радиатора с набором пластин не намного меньше чугунной батареи того же размера, воды содержится тоже немало, что значительно снижает эффективность регулирования температуры, общая толщина радиатора даже больше, чем у чугунного и составляет около 160 мм.

Тепловые характеристики не намного лучше, чем у чугунных радиаторов. Тепловая мощность радиаторов в технических материалах приведена для температуры поступающей воды 90°C, но при таких объемах воды в системе и весе радиаторов обычный котел такую температуру выдать не сможет. В технических материалах обязательно приводятся коэффициенты уменьшения тепловой мощности радиаторов при более низких температурах, например, при обычной температуре воды в системе 60°C мощность падает в три ! раза.

Основной недостаток такой же, как и у алюминиевых радиаторов — ускоренная коррозия. Отличие только в том, что этот неприятный эффект еще более ярко выражен. Сталь коррозирует в воде со скоростью 1 мм в год даже при благоприятных условиях. Горячую воду центрального отопления к благоприятным условиям отнести трудно, поэтому стальные трубопроводы с толщиной стенки 3—4 мм не выдерживают более 30—40 лет. Пластины панельных радиаторов толщиной 1.2 мм даже теоретически больше 12 лет не выдержат. Дело усугубляется тем, что пластины сварены между собой точечной электросваркой, поэтому сталь в местах сварки «отпускается», теряет все антикоррозийные свойства и разрушается гораздо быстрее.

К сожалению в нашей стране ранее не были известны другие типы радиаторов, поэтому панельные на фоне убогих чугунных батарей выглядели современно и получили широкое распространение, этому также способствовала агрессивная реклама фирм-экспортеров. Даже сейчас в рекламе продолжают утверждать о хорошей антикоррозионной защите этих радиаторов, действительно — они хорошо покрашены снаружи, а гниют изнутри.

АЛЮМИНИЕВЫЕ СЕКЦИОННЫЕ БАТАРЕИ — более совершенная конструкция, в которой применен материал с очень большим коэффициентом теплопередачи в виде алюминиевого сплава. Секции алюминиевого радиатора имеют глубину всего 80-110 мм (чугунная 140 мм), водная емкость составляет около 0,5 литра, площадь нагрева 0,4 м² и толщина стенки 2—3 мм. Алюминиевые секционные радиаторы около половины тепла отдают излучением, остальное конвекцией.

Некоторые типы алюминиевых радиаторов имеют сильно развитую поверхность в виде дополнительных тонких ребер, размещенных внутри секции, при этом площадь нагрева одной секции возрастет до 0,5 м², и передача тепла конвекцией возрастет до 60%. Тепловая мощность одной секции декларируется изготовителями до 180 ватт.

Внешне алюминиевые секционные радиаторы выглядят достаточно эстетично, имеют небольшой вес, удобны для монтажа на поверхности стен. Благодаря уменьшенному объему воды в секциях алюминиевые радиаторы хорошо поддаются регулированию с помощью термозапорных клапанов и термочувствительных головок. Терморегулирующие элементы, которыми необходимо снабжать все алюминиевые радиаторы, позволяют ограничивать проток горячей воды через радиатор при достижении заданной температуры в комнате. Тепловая инерция алюминиевого радиатора невелика, поэтому термоклапан отреагирует на изменение температуры в комнате буквально за 5-7 минут — откроет или прикроет доступ горячей воды в радиатор, чем достигается экономия топлива до 30%. В чугунных радиаторах тепловая инерция очень большая и составляет более одного часа, поэтому о регулировании теплоотдачи и экономии топлива говорить не приходится.

Но алюминиевые радиаторы имеют недостатки, ограничивающие их применение:

1. Основной и самый крупный недостаток — подверженность электрохимической коррозии. Дело в том, что некоторые материалы составляют так называемые электролитные пары — при их соединении в среде электролита возникает электрохимическая реакция, при которой подвергается электрохимической коррозии один из пары металлов и быстро разрушается. Вообще-то алюминиевые сплавы слабо подвержены коррозии, но в паре с медью в жидкой недистиллированной среде (слабом электролите) разрушаются интенсивно — алюминий превращается в белый порошок. Такое явление можно наблюдать на старых батарейках для карманных фонариков. Если алюминиевый радиатор соединен с медными трубопроводами или с котлом, который имеет медный теплообменник (а все современные настенные газовые и электрические котлы имеют медные теплообменники), то это может привести к быстрой электрокоррозии радиатора.
   
2. Алюминиевые радиаторы стараются делать как можно тоньше для лучшей теплопередачи, поэтому они недостаточно прочны , часто повреждения происходят при монтаже — превышение необходимого усилия при вкручивании ниппеля или клапана приводит к разрушению. При изготовлении радиаторов применяется литье под давлением, поэтому возможен скрытый брак в виде внутренних раковин, который выявляется только в процессе эксплуатации.

БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СЕКЦИОННЫЕ РАДИАТОРЫ - более совершенная конструкция, которая позволяет использовать все преимущества алюминиевых радиаторов, избегая их недостатки.

Оригинальность конструкции биметаллического радиатора в том, что он состоит из прочного и стойкого к электрохимической коррозии стального трубопроводного каркаса (скелета), оребренного снаружи высококачественным алюминием сплавом методом литья под высоким давлением. При этом образуется монолитное соединение, исключающее возможность контакта алюминия с водой, а значит и коррозии. Гарантирована стойкость конструкции при резких сверхнормативных скачках давления, до 25 атм. в системе на протяжении всего срока службы, чего не выдерживает ни один алюминиевый и чугунный радиатор. Поскольку теплоноситель перемещается внутри радиатора по стальному каркасу, то возможный скрытый брак в виде внутренних раковин в алюминиевом покрытии не играет никакой роли на прочность всей конструкции. Радиаторы адаптированы к любым системам отопления жилых и производственных помещений с рабочим давлением в системе до 18 атм. Эти радиаторы не требуют специальной подготовки воды (очистки, снижение кислотности, щелочности), в отличие от алюминиевых радиаторов. Радиаторы имеют корпус без острых углов, температура на поверхности в 2 раза ниже, чем внутри, что позволяет даже по очень строгим нормам применять их в детских и лечебных учреждениях. При работе радиатор создает эффект воздушного теплового вентилятора и очень хорошо перемешивает слои воздуха в помещении. На территории Украины единственными запатентованными производителями биметаллических радиаторов является ООО «ПРЕС», хотя в торговой сети можно встретить биметаллические радиатори импортного производства. Но импортные радиатори уступают по некоторим показателям радиаторам производства ООО «ПРЕС»:

1. условный проход вертикальной трубки внутри радиатора производства ООО «Пресс» 3/4 дюйма, у зарубежных аналогов 1 /2 дюйма, что приводит к ускоренному зарастанию радиатора;
2. толщина стенки стальной трубы радиатора производства ООО «Пресс» 2,8 мм, у зарубежных аналогов 1,2 мм , то есть надежностьи долговечность радиатора ООО «Пресс» выше;
3. использование в радиаторах производства ООО «Пресс» трубы с внутренним диаметром 22 мм позволяет снизить гидравлическое сопротивление радиатора по сравнению с зарубежными аналогами (внутренний диаметр 13-17 мм).

Имея все выше перечисленные качества радиаторы «ПРЕС» имеют стоимость примерно равную импортным алюминиевым, а то и дешевле, и на много дешевле аналогичных биметаллических. Все продавци импортных радиаторов изначально могут сказать цену за секцию ниже цены секции радиатора «ПРЕС» но при подщете стоимости радиатора они добавляют к каждой секции стоимость комплектующих (прокладки, ниппеля, заглушки, пробки) , в стоимость радиаторов «ПРЕС» уже включена стоимость всех этих комплектующих.

Желаем успехов в обеспечении своего жилища современной, комфортной и надежной отопительной системой.