Водяні конвектори опалення: пристрій, принцип роботи, різновиди

Протягом багатьох десятиліть водяні конвектори для опалення успішно конкурують зі звичайними радіаторами по всьому світу. В Україні ці технології також використовуються вже досить давно. Однак, незважаючи на їхні відмінні експлуатаційні характеристики, вони поки що поступаються у популярності чавунним та біметалічним радіаторам.

Це відставання в популярності не зумовлено поганими властивостями конвекторів, а скоріше відсутністю у багатьох людей знань щодо цього типу опалювального обладнання. Багато хто ще не ознайомлений із перевагами, які можуть принести водяні конвектори, і це стає однією з ключових причин їхньої меншої популярності серед споживачів.

Принцип роботи

Саме слово «конвектор» служить вказівкою на те, що в основі принципу його роботи лежить таке фізичне явище як конвекція. Холодне повітря, будучи більш щільним, знаходиться в нижніх шарах – поблизу підлоги приміщення. Пройшовши крізь конвектор, повітря зігрівається, щільність його зменшується, в результаті чого воно піднімається вгору.

Конвекція може бути не тільки природною, але і примусовою. Збільшити конвекційний потік повітря і тим самим підвищити ККД опалювального приладу допоможе вбудований вентилятор.

Будова водяного конвектора опалення

Основним робочим елементом конвектора є теплообмінник. Саме з його допомогою здійснюється передача тепла від теплоносія, функцію якого виконує гаряча вода, що циркулює в системі опалення, навколишньому повітрю.

Теплообмінник являє собою трубу, на яку насаджено безліч металевих пластин (ламелей), збільшують площу теплообміну. В залежності від необхідної потужності конвектор може бути укомплектований як одним, так і двома теплообмінниками.

Потрібно досягти «золотої середини» – щоб ламелі не перешкоджали руху повітря, але при цьому забезпечували максимально ефективну теплопередачу.

Існує і альтернативний з конструкційної точки зору тип теплообмінника, в якому замість ламелей використовується дріт. Дротові конвектори дещо ефективніші, але при цьому значно дорожчі, а тому і менш поширені, ніж пластинчасті, тому детальніше говорити про них ми не будемо.

Багато технічних характеристик конвектора визначаються матеріалом, з якого виготовлений його теплообмінник. Це може бути сталь, мідь або комбінація міді і алюмінію.

Використання для виготовлення теплообмінника кольорових металів, завдяки їх високій теплопровідності, веде до підвищення ефективності приладу в порівнянні з аналогом з чормету. До речі, алюмінієві ламелі дуже тонкі, і при необережному поводженні вони легко заминається, що погіршує аеродинаміку.

Відрізнятися теплообмінники можуть не тільки матеріалом виготовлення, але і формою металевих ребер. Поряд з гладкими ламелями застосовують і рифлені: хвилеподібні, П-подібніі, меандрові і т. д. Рифлені ламелі володіють явною перевагою: рельєф збільшує площу пластини, а значить, і тепловіддачу.

Ефективність перенесення тепла від теплоносія до ламелей значною мірою залежить від щільності прилягання пластин до труби: навіть невеликий зазор може стати причиною великих тепловтрат. Якщо теплообмінник виготовлений зі сталі, для з’єднання ламелей з трубою зазвичай використовують зварювання, якщо з міді – паяння.

В даному випадку або використовують ламелі зі спеціальними манжетами, або застосовують метод дорнування – насаджують пластини на трубу, а потім цю трубу розширюють за допомогою дорна.

Деякі конвектори оснащуються вентилятором, затягують повітря всередину теплообмінника і, тим самим, прискорюють повітрообмін, а значить, і процес обігріву приміщення. Вентилятор може бути тангенціальним або аксіальним. У першого крильчатка тягнеться уздовж всієї довжини теплообмінника.

Пропелер аксіального вентилятора розташований у торцевій частині теплообмінника і направляє повітря вздовж нього.

Плюси опалювального приладу з примусовою конвекцією очевидні – підвищена ефективність. Але є у нього і явні недоліки: по-перше, необхідність підключення до електромережі, що не завжди може бути легко реалізувати, і, по-друге, шум, який видає вентилятор під час роботи.

Верхній торець корпусу закритий решіткою, яка не перешкоджає руху повітряних потоків, але при цьому не дає стороннім предметам потрапити всередину. У деяких конвекторах є повітряна заслінка, що дозволяє управляти інтенсивністю потоку повітря.

Настінні і підлогові водяні конвектори опалення

За способом монтажу всі конвектори опалення поділяються на настінні, підлогові і внутрипідложні. Перші два види дуже схожі між собою, тому розглядати ми їх будемо разом.

Головна відмінність настінних і підлогових конвекторів, дуже схожих по зовнішньому виконанню, – їх габарити. Настінні, як правило, досить високі, підлогові – низькі і компактні. Останні завдяки їх скромним розмірам менше кидаються в очі, їх легко приховати за меблями.

Існують навіть плінтусні моделі з висотою менше 200 мм, які можуть служити заміною плінтусу і обігрівати приміщення по всьому периметру.

Всі настінні і підлогові конвектори поділяються на моделі з кожухом і моделі без нього. Кожух виконує аж ніяк не декоративну роль, як цього можна було б очікувати: він сприяє створенню додаткової тяги для поліпшення циркуляції повітря. Часто висота кожуха значно перевищує габарити теплообмінника. Така невідповідність зовсім не є браком заводу-виробника, робиться це навмисно: чим вище кожух, тим сильніша тяга. Що ж стосується конвекторів без кожуха, то у них теж є корпус, але він лише маскує теплообмінник і захищає його від механічних ушкоджень.

Слід зауважити, що поверхня функціонального кожуха або ж декоративного корпусу не нагрівається дуже сильно. Це вигідно відрізняє конвектори від радіаторів – обпектися, випадково торкнувшись поверхні корпусу, в даному випадку не можна.

Найчастіше корпуси конвекторів виготовляють із сталі, незалежно від матеріалу теплообмінника. Справа в тому, що сталь легко забарвлюється, і це дає покупцеві можливість підібрати опалювальний прилад, який ідеально впишеться в інтер’єр приміщення.

Втім, сталь – хоч і найбільш поширений, але не єдиний варіант. При бажанні можна знайти і щось більш екзотичне, наприклад, конвектор в дерев’яному корпусі.

Водяні конвектори опалення, вбудовані в підлогу

Існує ще один різновид конвекторів опалення, що сильно відрізняється від розглянутих вище і тому стоїть окремо. Незвичайні вони місцем своєї установки – в ніші, розташованій нижче рівня підлоги. З великою часткою ймовірності зустріти подібні опалювальні прилади можна в приміщеннях торгового чи офісного призначення з великими панорамними вікнами, на тлі яких звичайні радіатори або конвектори будуть виглядати не зовсім доречно.

В котеджах і квартирах такі конвектори теж встановлюють, але зазвичай лише в тих випадках, коли нижній край вікна розташований не вище ніж 150-300 мм від рівня підлоги. Допускається влаштування опалювальних конвекторів в підвіконня.

Висота корпусу вбудовуваних в підлогу конвекторів може варіюватися від 50 до 130 мм, а довжина може досягати 3 м. Але про справжні габарити опалювального приладу користувач, якщо він сам не займався проектуванням і установкою, може тільки здогадуватися, адже видно йому буде лише декоративну решітку на рівні підлоги, через яку вгору піднімається нагріте повітря.

Частіше такі решітки виготовляються із сталі, алюмінію або пластику, але іноді можна зустріти чавунні, мармурові або, наприклад, дерев’яні. З якого б матеріалу не була зроблена сітка, вона має бути досить міцною, щоб ви, проходячи повз, не боялися на неї наступити.

У разі великих французьких вікон внутрипідложні конвектори – незамінний варіант опалювального обладнання. З одного боку, ми про це вже згадували, вони, будучи розташованими нижче рівня підлоги, не заважають огляду.

З іншого боку, саме такий конвектор найбільш ефективно обігріває приміщення з вікнами «в підлогу». Холодне повітря з вікна потрапляє через ґрати в конвектор, а звідти тим же шляхом виходить вже теплим.

Для установки такого конвектора потрібно заздалегідь підготувати в підлозі нішу глибиною від 100 до 300 мм. Втім, здійснити монтаж можна й на стадії виконання стяжки підлоги. Слід мати на увазі, що далеко не кожен конвектор ви можете використовувати для монтажу в підлогу.

Лімітуючим фактором у даному випадку буде служити висота корпусу приладу. Потужні моделі висотою в кілька десятків сантиметрів не призначені для установки в приміщеннях, розташованих на верхніх поверхах будівлі. Зрозуміло, планувати установку конвекторів слід заздалегідь – ще на стадії будівництва будинку. Виняток складають малопотужні невисокі моделі, які допускають монтаж в стяжку.

Внутрипідложні конвектори водяного опалення, на відміну від настінних або підлогових, часто мають у своїй конструкції вентилятор для примусової подачі повітря до теплообмінника, а також систему дренажу для збору і відведення конденсату з корпусу приладу.

Можливість контролю температури

Іноді, особливо весною, коли вночі ще досі холодно, а вдень вже починає помітно пригрівати сонце, періодично виникає бажання знизити жар, що йде від опалювального приладу. Водяні конвектори опалення легко піддаються регулюванню потужності.

При перекриванні подачі теплоносія в конвектор він досить швидко охолоне, що обумовлено малим, порівняно з радіатором, об’ємом води всередині нього. Все, що вам потрібно для підтримки температури в приміщенні на заданому рівні, це комплектація конвектора терморегулюючою арматурою з механічним або електронним управлінням.

Встановлюваний термостатичний клапан повинен володіти високою пропускною здатністю, щоб не створювалося значного гідравлічного опору на вході. Деякі виробники конвекторів спочатку оснащують свою продукцію термостатичною арматурою. Якщо придбаний вами прилад не укомплектований теплорегулюючим клапаном, ви можете самостійно придбати і встановити його.

Регулювати температуру повітря в приміщенні можна і вручну. У деяких моделях конвекторів є заслінка, яку користувач при бажанні може повернути і перекрити тим самим шлях нагрітому повітрю.

Можливість застосування для охолодження приміщення

Конвектор можна назвати універсальним кліматичним устаткуванням, оскільки в різні сезони він може виконувати різні завдання: взимку – гріти, влітку – охолоджувати. Правда, далеко не кожен прилад адаптований для роботи на охолодження, виробники зазвичай вказують на наявність такої можливості у тієї чи іншої моделі.

Слід мати на увазі, що генерують холод конвектори істотно гірше, ніж тепло, тому розраховуючи потужність приладу, потрібно спиратися на ваші потреби в холоді, адже зменшити потужність нагріву, як ви вже знаєте, не становить проблем.

В них є одразу два не пов’язаних між собою контури: один – для теплоносія, інший – для хладагента. Для зміни режиму роботи вам буде достатньо відключити циркуляцію рідини в одному контурі та включити в іншому.

І ще кілька зауважень, що стосуються можливості застосування даного типу кліматичного обладнання для охолодження приміщення. Згадавши принцип роботи конвектора, ви зрозумієте, що в природному режимі працювати на охолодження він не в змозі.

Саме тому всі моделі, розраховані на роботу в двох режимах, оснащені вентиляторами. Крім того, вентилятор сприяє зменшенню кількості конденсату, що утворюється на теплообміннику при роботі конвектора на охолодження.