Водяные конвекторы отопления: виды, устройство, плюсы и минусы

Здесь вы узнаете:

Принцип и устройство водяных конвекторов
Виды водяных конвекторов
Особенности выбора
Монтаж водяных конвекторов

Системы отопления с классическими радиаторами могут обогревать помещение в двух вариантах – с помощью конвекции и теплового излучения. Если же говорить про водяные конвекторы отопления, то они греют только за счет естественной конвекции, обеспечивая циркуляцию теплых масс воздуха в помещениях. Достигается быстрый и эффективный обогрев комнат. Что представляют собой водяные конвекторы и как они устроены? Поговорим об этом в рамках нашего обзора.

Также мы рассмотрим:

принципы работы водяных конвекторов;
разновидности устройств;
характеристики и свойства этого отопительного оборудования;
принципы монтажа.

После прочтения материала вы получите все необходимые знания о данных устройствах.

Принцип работы

Само слово «конвектор» служит указанием на то, что в основе принципа его работы лежит такое физическое явление как конвекция. Холодный воздух, будучи более плотным, находится в нижних слоях – вблизи пола помещения. Пройдя сквозь конвектор, воздух согревается, плотность его уменьшается, в результате чего он поднимается вверх.

Конвекция может быть не только естественной, но и принудительной. Увеличить конвекционный поток воздуха и тем самым повысить КПД отопительного прибора поможет встроенный вентилятор.

Виды

Существуют электрические встраиваемые конвекторы и водяные обогревательные устройства. Если же рассматривать эти агрегаты, основываясь по принципу работы и конструктивным особенностям, то здесь также можно выделить несколько отдельных разновидностей.

Устройства с естественной конвекцией или с естественной циркуляцией воздушных масс. Работа таких устройств заключается в нагреве теплообменника и постепенном естественном перемещении теплых воздушных масс в верхние зоны помещения. Нагретые воздушные потоки смешиваются с холодным воздухом, что приводит к медленному прогреву всего помещения.

Фанкойлы могут быть как встраиваемыми в пол, так и настенными или напольными. Такие устройства представляют собой совместную работу сразу двух устройств. Первое из них – это сам фанкойл – специальный механизм, воздействующий на температуру и имеющий от одного до сразу нескольких теплообменников. Второе – чиллер. Это устройство устанавливается отдельно и служит непосредственно для охлаждения воздушных масс, попадающих в фанкойл.

По своему устройству такие агрегаты могут быть как одноконтурными, то есть двухтрубными (некоторые называют их однотрубными), так и двухконтурными (или четырехтрубными). Устройства первого типа в зимний период пропускают нагретую через теплообменник воду из центрального отопления. В летний период через тот же теплообменник пропускается уже остуженная вода из чиллера.

Устройства двухконтурного типа предполагают, что горячая и холодная вода в определенные сезоны поступает в разные теплообменники. В данных устройствах обычно предусмотрено сразу несколько режимов обогрева, где, в зависимости от выбранного, в помещение поступают холодные или теплые потоки воздуха.

Однозначным плюсом фанкойлов является их универсальность, а также возможность установки в любых помещениях. Минусом таких агрегатов является их высокая стоимость и относительная сложность обслуживания, из-за чего их редко можно встретить в квартирах и частных домах.

Устройство водяного конвектора отопления

Основным рабочим элементом конвектора является теплообменник. Именно с его помощью осуществляется передача тепла от теплоносителя, функцию которого выполняет горячая вода, циркулирующая в системе отопления, окружающему воздуху. Теплообменник представляет собой трубу, на которую насажено множество металлических пластин (ламелей), увеличивающих площадь теплообмена. В зависимости от требуемой мощности конвектор может быть укомплектован как одним, так и двумя теплообменниками.

Расстояние между ламелями теплообменника задается не произвольно, а четко рассчитывается. Казалось бы, чем больше пластин насажено на трубу, тем лучше теплообмен. Однако слишком большая их плотность приведет к тому, что циркуляция воздуха через прибор будет затруднена. Нужно добиться «золотой середины» – чтобы ламели не препятствовали движению воздуха, но при этом обеспечивали максимально эффективную теплопередачу.

1. Корпус конветора. 2. Теплообменник. 3. Декоративная решетка. 4. Тангенциальный вентилятор. 5. Большая декоративная крышка.

6. Малая декоративная крышка. 7. Декоративная окантовка. 8. Крепежная ножка. 9. Юстировочные винты. 10. Крепежный болт.

11. Шаровый кран. 12. Запорно-регулировочный клапан. 13. Гибкая подводка. 14. Прокладки.

Существует и альтернативный с конструкционной точки зрения тип теплообменника, в котором вместо ламелей используется проволока. Проволочные конвекторы несколько эффективнее, но при этом значительно дороже, а потому и менее распространены, чем пластинчатые, поэтому подробнее говорить о них мы не будем.

Водяной конвектор с теплообменником из проволоки.

Многие технические характеристики конвектора определяются материалом, из которого изготовлен его теплообменник. Это может быть сталь, медь либо комбинация меди и алюминия. Использование для изготовления теплообменника цветных металлов, благодаря их высокой теплопроводности, ведет к повышению эффективности прибора в сравнении с аналогом из чермета. К слову, алюминиевые ламели очень тонкие, и при неосторожном обращении они легко заминаются, что ухудшает аэродинамику.

Различаться теплообменники могут не только материалом изготовления, но и формой металлических ребер. Наряду с гладкими ламелями применяют и рифленые: волнообразные, П-образные, меандровые и т.д. Рифленые ламели обладают явным преимуществом: рельеф увеличивает площадь пластины, а значит, и теплоотдачу.

Теплообменник с волнообразными ламелями.

Эффективность теплопереноса от теплоносителя к ламелям в значительной степени зависит от плотности прилегания пластин к трубе: даже небольшой зазор может стать причиной больших теплопотерь. Если теплообменник изготовлен из стали, для соединения ламелей с трубой обычно используют сварку, если из меди – пайку.

В случае же биметаллических теплообменников, в которых алюминиевые пластины контактируют с медными трубами, ни сварка, ни пайка не применимы. Однако и здесь можно добиться плотного прилегания элементов. В данном случае либо используют ламели со специальными манжетами, либо применяют метод дорнования – насаживают пластины на трубу, а затем эту трубу расширяют с помощью дорна.

Некоторые конвекторы оснащаются вентилятором, затягивающим воздух внутрь теплообменника и, тем самым, ускоряющим воздухообмен, а значит, и процесс обогрева помещения. Вентилятор может быть тангенциальным или аксиальным. У первого крыльчатка тянется вдоль всей длины теплообменника.

Пропеллер аксиального вентилятора располагается в торцевой части теплообменника и направляет воздух вдоль него.

Достоинство отопительного прибора с принудительной конвекцией очевидно – повышенная эффективность. Но есть у него и явные недостатки: во-первых, необходимость подключения к электросети, что не всегда может быть легко осуществимо, и, во-вторых, шум, который издает вентилятор во время работы.

Теплообменник, а также вентилятор (если таковой предусмотрен конструкцией), точки подключения к системе отопления, регулятор подачи теплоносителя, клапан спуска воздуха скрыты за стенками корпуса из нержавеющей стали. Верхний торец корпуса закрыт решеткой, которая не препятствует движению воздушных потоков, но при этом не дает посторонним предметам попасть внутрь. В некоторых конвекторах имеется воздушная заслонка, позволяющая управлять интенсивностью потока воздуха.

Особенности выбора

Осуществляя выбор водяных конвекторов, обязательно нужно обращать внимание на несколько важных показателей:

Метод управления: различают ручной и дистанционный. В случае с устройством, которым нужно управлять вручную, надо будет постоянно включать и выключать устройство, дистанционный способ позволяет осуществлять эти манипуляции на расстоянии.
Мощность. От этого показателя будет зависеть скорость нагрева помещения. Чем выше мощность, тем быстрее воздух в комнатах будет нагреваться.
Наличие термостата. Этот элемент присутствует не во всех устройствах, однако он является очень полезным, т.к. он осуществляет контроль температуры и сам может определять, когда прибор надо включать и выключать. Иными словами, благодаря термостату ваш агрегат будет защищен от перегрева.
Нагревательный элемент. Этот показатель также является очень важным. Главная его характеристика — площадь, которая контактирует с окружающей средой. Чем она больше — тем выше производительность конвектора.
Корпус. Если вы хотите, чтобы прибор не испортил ваш интерьер, а наоборот гармонично в него вписался, обращайте внимание на внешний вид и материал, из которого сделан корпус нагревателя. Наиболее широкое распространение получили стальные модели, т.к. отличаются высокой прочностью.

Также есть внутрипольные и плинтусные электрические конвекторы.

Настенные и напольные водяные конвекторы отопления

По способу монтажа все конвекторы отопления делятся на настенные, напольные и внутрипольные. Первые два типа очень похожи между собой, поэтому рассматривать мы их будем вместе.

Главное различие настенных и напольных конвекторов, очень схожих по внешнему исполнению, – их габариты. Настенные, как правило, достаточно высокие, напольные – низкие и компактные. Последние благодаря их скромным размерам меньше бросаются в глаза, их легко скрыть за мебелью.

Настенный водяной конвектор.

Напольный водяной конвектор.

Существуют даже плинтусные модели с высотой менее 200 мм, которые могут служить заменой плинтусу и обогревать помещение по всему периметру.

Плинтусный водяной конвектор.

Все настенные и напольные конвекторы подразделяются на модели с кожухом и модели без него. Кожух выполняет отнюдь не декоративную роль, как этого можно было бы ожидать: он способствует созданию дополнительной тяги для улучшения циркуляции воздуха. Часто высота кожуха значительно превышает габариты теплообменника. Такое несоответствие вовсе не является браком завода-изготовителя, делается это намеренно: чем выше кожух, тем сильнее тяга. Что же касается конвекторов без кожуха, то у них тоже имеется корпус, но он лишь маскирует теплообменник и защищает его от механических повреждений.

Следует заметить, что поверхность функционального кожуха или же декоративного корпуса не нагревается слишком сильно. Это выгодно отличает конвекторы от радиаторов – обжечься, случайно коснувшись поверхности корпуса, в данном случае нельзя.

Чаще всего корпуса конвекторов изготавливают из стали, вне зависимости от материала теплообменника. Дело в том, что сталь легко окрашивается, и это дает покупателю возможность подобрать отопительный прибор, который идеально впишется в интерьер помещения. Впрочем, сталь – хоть и наиболее распространенный, но не единственный вариант. При желании можно найти и что-нибудь более экзотическое, например, конвектор в деревянном корпусе.

Виды

Водяные конвекторы отопления, встраиваемые в пол

Существует еще одна разновидность конвекторов отопления, сильно отличающаяся от рассмотренных выше и потому стоящая особняком. Необычны они местом своей установки – в нише, расположенной ниже уровня пола. С большой долей вероятности встретить подобные отопительные приборы можно в помещениях торгового или офисного назначения с большими панорамными окнами, на фоне которых обычные радиаторы или конвекторы будут смотреться не совсем уместно.

В коттеджах и квартирах такие конвекторы тоже устанавливают, но обычно лишь в тех случаях, когда нижний край окна расположен не выше 150-300 мм от уровня пола. Допускается встраивание отопительных конвекторов в подоконник.

Конвектор водяного отопления встроенный в пол.

Высота корпуса встраиваемых в пол конвекторов может варьироваться от 50 до 130 мм, а длина достигать 3 м. Но об истинных габаритах отопительного прибора пользователь, если он сам не занимался проектированием и установкой, может только догадываться, ведь видна ему будет лишь декоративная решетка на уровне пола, через которую вверх поднимается нагретый воздух.

Чаще такие решетки изготавливаются из стали, алюминия или пластика, но иногда можно встретить чугунные, мраморные или, например, деревянные. Из какого бы материала ни была сделана решетка, она должны быть достаточно прочной, чтобы вы, проходя мимо, не боялись на нее наступить.

В случае больших французских окон внутрипольные конвекторы – незаменимый вариант отопительного оборудования. С одной стороны, и мы об этом уже упоминали, они, будучи расположенными ниже уровня пола, не мешают обзору. С другой стороны, именно такие конвекторы наиболее эффективно обогревают помещение с окнами «в пол». Холодный воздух из окна попадает через решетку в конвектор, а оттуда тем же путем выходит уже теплым.

Для установки внутрипольного конвектора требуется заранее подготовить в полу нишу глубиной от 100 до 300 мм. Впрочем, осуществить монтаж можно и на стадии выполнения стяжки пола. Следует иметь в виду, что далеко не каждый конвектор вы можете использовать для внутрипольного монтажа.

Лимитирующим фактором в данном случае будет служить высота корпуса прибора. Мощные модели высотой в несколько десятков сантиметров не предназначены для установки в помещениях, расположенных на верхних этажах здания. Разумеется, планировать установку внутрипольных конвекторов следует заранее – еще на стадии строительства здания. Исключение составляют маломощные невысокие модели, которые допускают монтаж в стяжку.

Внутрипольные конвекторы водяного отопления, в отличие от настенных или напольных, часто имеют в своей конструкции вентилятор для принудительной подачи воздуха к теплообменнику, а также систему дренажа для сбора и отведения конденсата из корпуса прибора.

Какой выбрать?

Ключевыми критериями при выборе монтируемых в полу конвекторов будут два важных момента – это мощность и особенности дизайна интерьера отапливаемого помещения. Первый показатель можно найти в описании любой модели рассматриваемого оборудования и в соответствующей технической документации, входящей в комплект поставки. При этом учитываются характеристики помещения и потенциальные теплопотери.

С учетом всех существующих нюансов, определяясь с выбором того или иного внутрипольного отопителя, требуется принимать во внимание следующие факторы:

мощность системы рассчитывается с учетом возможных потерь тепла в каждом помещении;
габариты конвектора должны быть сопоставимы с размерами ниши в полу, в которой он будет монтироваться;
каждая приобретаемая единица отопительной техники должна соответствовать действующим ГОСТам и быть сертифицированной;
необходимо убедиться в соответствии опрессовочного давления конвектора соответствующим показателям всей системы;
с учетом особенностей помещения выбирают устройства с вентилятором или с естественной циркуляцией воздушных потоков.

Наиболее актуальны нагреватели рассматриваемого типа в ситуациях, при которых требуется создание эффективной тепловой завесы. Нередко такие системы устанавливают в детских учреждениях. Это обусловлено их максимальной безопасностью и отсутствием рисков получения ожогов.

Возможность контроля температуры

Иногда, особенно весною, когда ночью еще по-прежнему холодно, а днем уже начинает заметно пригревать солнце, периодически возникает желание снизить жар, идущий от отопительного прибора. Водяные конвекторы отопления легко поддаются регулировке мощности. При перекрывании подачи теплоносителя в конвектор он довольно быстро остынет, что обусловлено малым, по сравнению с радиатором, объемом воды внутри него.

Все, что вам нужно для поддержания температуры в помещении на заданном уровне, это комплектация конвектора терморегулирующей арматурой с механическим или электронным управлением.

Механическая терморегулирующая арматура.

Электронная терморегулирующая арматура.

Устанавливаемый термостатический клапан должен обладать высокой пропускной способностью, чтобы не создавалось значительного гидравлического сопротивления на входе. Некоторые производители конвекторов изначально оснащают свою продукцию термостатической арматурой. Если приобретенный вами прибор не укомплектован терморегулирующим клапаном, вы можете самостоятельно купить и установить его.

Регулировать температуру воздуха в помещении можно и вручную. В некоторых моделях конвекторов имеется заслонка, которую пользователь при желании может повернуть и перекрыть тем самым путь нагретому воздуху.

Цокольные

Еще одна сравнительно недавняя разработка – цокольные водяные конвекторы. Такие устройства похожи на предыдущий вид тем, что они тоже устанавливаются скрыто – принципы и возможные точки установки абсолютно идентичны. За счет цокольных конвекторов можно обустроить очень надежное и совершенно незаметное отопление в любом помещении.

Любой цокольный отопительный конвектор отличается необходимостью подключения к электросети. Электричество используется для работы вентиляторов, обеспечивающих принудительную конвекцию. В конструкции цокольных конвекторов используются малошумящие вентиляторы, поэтому об устранении лишних шумов думать не придется.

Возможность применения для охлаждения помещения

Конвектор можно назвать универсальным климатическим оборудованием, поскольку в разные сезоны он может выполнять разные задачи: зимой – греть, летом – охлаждать. Правда, далеко не каждый прибор адаптирован для работы на охлаждение, производители обычно указывают на наличие такой возможности у той или иной своей модели.

Следует иметь в виду, что генерируют холод конвекторы существенно хуже, чем тепло, поэтому рассчитывая мощность прибора, нужно опираться на ваши потребности в холоде, ведь уменьшить мощность нагрева, как вы теперь уже знаете, не составляет труда.

Чтобы ваш конвектор начал не греть, а охлаждать воздух в помещении, его нужно опорожнить, заполнить специальной жидкостью и подключить к чиллеру. Впрочем, существуют модели, в которых процесс перехода из одного режима в другой осуществляется гораздо проще и быстрее. В них имеется сразу два не связанных между собою контура: один – для теплоносителя, другой – для хладагента. Для смены режима работы вам будет достаточно отключить циркуляцию жидкости в одном контуре и включить в другом.

И еще пара замечаний, касающихся возможности применения данного типа климатического оборудования для охлаждения помещения. Вспомнив принцип работы конвектора, вы поймете, что в естественном режиме работать на охлаждение он не в состоянии. Именно поэтому все модели, рассчитанные на работу в двух режимах, оснащены вентиляторами. Кроме того, вентилятор способствует уменьшению количества конденсата, образующегося на теплообменнике при работе конвектора на охлаждение.

Различия радиаторных и электрических видов

В электрических и в водяных внутрипольных обогревательных приборах для увеличения мощности устанавливают вентиляторы. Это позволяет получить намного больше тепла от конвекторов.

Вентиляторы работают от сети постоянного тока на 12, 24 В и переменного на 220 В. Чтобы уменьшить уровень шумов, их ставят на виброзащитные опоры.

Несмотря на шум, исходящий обычно от конвекторов с принудительной конвекцией, они имеют важные преимущества. Устройства выдают больше тепла и осаждают холодные потоки, которые поступают от стеклянной поверхности

Если владелец помещения планирует использовать водяной внутрипольный конвектор в качестве единственного или основного источника тепла, рекомендуется выбирать модели с принудительной конвекцией. Они быстро и эффективно нагревают воздух в помещении, не позволяя конденсату осесть на стекле.

Отдельные модели, например, изделия фирмы Kermi, могут использоваться не только для отопления помещений, а и для его охлаждения. Это происходит благодаря использованию 2-х отдельных теплообменных элементов, подключенных к различным системам — к отоплению и охлаждению.

Существует 2 вида встроенных систем — двухтрубные и четырехтрубные. В двухтрубных 1 теплообменник работает с 2-мя системами.

На современном рынке представлены модификации внутрипольных конвекторов, подающих в помещение чистый и теплый воздух. Вначале он поступает в специальное отверстие, затем очищается при помощи встроенных фильтров. Потом воздух подогревается, после чего поступает в помещение.

Водяные внутрипольные конвекторы с встроенными фильтрами оптимально подходят для установки в помещениях со стеклопакетами. В них обычно наблюдается низкая влажность и недостаток кислорода

Производители также выпускают внутрипольные приборы для эффективного обогрева жилых, коммерческих и производственных помещений с высоким уровнем влажности. При их изготовлении используются влагостойкое и современное электрооборудование. Эти модели оснащены дренажным стоком для отвода скопившегося конденсата.

Перед началом ремонта можно заказать конвектор нестандартного размера, соответствующее особенностям помещения.

Отдельные производители изготавливают поворотные нагревательные элементы, которые облегчают уход за внутренней частью корпуса. Теплообменник можно установить на гибких шлангах, за счет этого его можно легко вынуть для очистки.

По заказу клиента встраиваемые в пол конвекторы делают с требуемым радиусом кривизны или угловыми. Это чаще используется для оформления витрин или помещений с нестандартной геометрией

За контроль температуры и мощности конвектора отвечают электронные или электромеханические термостаты. Они находятся в корпусе прибора, управляются при помощи дистанционного или выносного пульта. Электронные термостаты позволяют запрограммировать температуру по времени суток, дням недели.