Устройство системы отопления

(если кликнуть по зелёной ссылке в тексте – откроется иллюстрация)

Устройство системы отопления12. Устройство системы отопления

12. Система отопления – сложная разветвлённая сеть труб, интегрированная в тело здания (стены, пол) и являющаяся его неотъемлемой частью; она просто обязана быть надёжной/долговечной, иметь стабильные гидравлические харак­теристики (предсказуемость потоков теплоносителя, их управляемость). Быть максимально теплоёмкой  (вмещать большой объём горячего теплоносителя) и, как следствие, более теплоинерционной  (в случае какого-либо сбоя в системе или даже при аварии, чтобы дом как можно дольше оставался тёплым). Иметь низкое гидросопротивление  (чем оно ниже, тем свободнее и лучше движется вода (теплоноситель) по трубам, а в идеале циркулирует сама исключительно под действием законов физики, тёплые массы поднимаются вверх, а холодные опускаются вниз – безо всяких насосов), для этого путь теплоносителя должен быть по возможности свободным от различных препятствий: сужений, углов, изгибов, поменьше вентилей, разного рода приборов (датчиков, регуляторов). И система отопления должна продуцировать лучевое  (качественное) тепло.

По поводу последнего. Ощущение жара/холод зависит не только и не столько от температуры окружающего воздуха, сколько от лучевого инфракрасного теплообмена. Каждый чувствует лучевое тепло от солнца, костра, печи, т.д. С другой стороны, вы и сами постоянно излучаете/отдаёте тепло, но когда не получаете его взамен, то уже вы охлаждаетесь, обогревая собой пространство вокруг. Так, человек, находящийся в доме с нагретым воздухом, но холодными неутеплёнными стенами постоянно обогревает эти стены своим инфракрасным (лучистым) теплом, играя роль некоего энергетического донора (температура тела человека 36°С, воздуха и стен, скажем, 23°С и 18°С). И вроде бы высокая температура воздуха, а жильцам как-то зябко, некомфортно... Жильцы делают температуру ещё выше, компенсируя теплопотери до приемлемо-комфортных, но здесь возникает другая проблема – человек дышит и живёт в пространстве с перегретым/пересушенным воздухом, в котором почти нет влаги, от которого сушатся кожа и волосы, страдают дыхательные пути и слизистые оболочки. И всё равно, тёплый воздух полностью не компенсирует лучевых энергетических потерь человека, именно лучевая (инфракрасная) подпитка позволяет снизить выработку собственного тепла организмом (обратите внимание, летом в жару меньше хочется есть, более того, человек пытается охладить себя напитками, мороженым, и пр.). В хорошо утеплённом доме с теплоёмкими излучающими тепло  стенами, полами и потолками исчезает необходимость специального нагрева воздуха. Даже в случае залповых проветриваний морозный воздух нагревается быстрее (за счёт большего количества тёплых поверхностей).

По этой причине, лучше всего выбирать радиаторы с максимальной лучевой теплоотдачей. Оптимальным вариантом для частного дома (коттеджа) могут стать панельные радиаторы или качественные чугунные (из всех радиаторов, наиболее теплоёмкие, долговечные и красивые, но и самые дорогие, элитный вариант), либо биметаллические с повышенной лучевой составляющей. Для современных радиаторов оптимальное соотношение лучевой/конвективной теплоотдачи 50/50 (по ссылке выше как раз пример такого радиатора).

Учитывая, что охлаждаются только ограждающие конструкции  (наружные стены, окна, крыша или перекрытие чердака) – их и нужно греть, а точнее, компенсировать теплопотери. В идеале их температура должна быть равна температуре внутренних стен, полов, потолков, столов и стульев, и прочей мебели внутри помещений. Тепловой комфорт обеспечивается, когда в помещении минимальный разброс температур. Например, если всё вокруг равнохолодное (скажем 16°С), это гораздо лучше, чем если с одного бока у вас 25°С, а с другого 18°С. Если к однородной температуре человек адапти­руется, то от неравномерной заболеет. Соответственно, и передача тепла должна осуществляться не в помещение вообще, а конкретно к охлаждаемым конструкциям. По этой причине и трубы/радиаторы отопления размещают по периметру внешних стен, обогревая тем самым окна и сами наружные стены.

Существует две основные системы разводки труб: однотрубная (классическая, используется в обычных многоэтажках) и двухтрубная (состоит из двух веток – подающей и обратной). Единственное преимущество двухтрубной системы это меньшее гидросопротивление (вода движется «легче»), не нужен мощный энергозатратный насос, а в идеале, вода движется сама по себе под действием законов физики. В остальном, однотрубная система отопления и экономичнее (меньше материала труб), и прокладывать удобнее (одна труба вместо двух), и выглядит эстетичнее, и тепло распределяет более равномерно. По поводу пос­леднего, говорят, что в однотрубной системе отопления конечные радиаторы нагреваются хуже, чем первые, мол, теплоноситель, пройдя через все батареи, доходит до крайних батарей заметно похолодевшим. На самом деле, от основ­ной несущей трубы радиатор берёт лишь часть теплоносителя, и чем батарея горячее, тем часть меньшую (по тем же законам физики: тёплые массы стремя­тся вверх, а холодные вниз, таким образом горячая вода в батарее не даст так просто себя заместить, зато охладевшая, наоборот, потянется вниз, способст­вуя циркуляции теплоносителя через радиатор); во-вторых, скорость потока теплоносителя настолько высокая, что тот попросту не успевает остыть. Безусловно, для каждой ситуации нужен свой теплотехнический расчёт.

Иллюстрации к тексту: