Jak správně umístit radiátory topení v soukromém domě?

V posledních letech se v zemi rozvinula negativní praxe, kdy developer prodává byt bez dokončení nebo s hrubou či předúpravou. Výhody a nevýhody možností dokončení budeme zvažovat pouze z pohledu vytvoření a udržení tepelné pohody v jednom bytě. Ve všech možnostech dokončení bytu je instalace topného systému považována za povinnou ze strany dodavatelů.

Fotografie 1 ukazuje jednu z možných možností instalace topného systému. Topná tělesa jsou instalována pod oknem, není zde parapet. V takovém bytě pak začínají dokončovací práce. Většina obyvatel málo rozumí struktuře a principu fungování topného systému. Mnoho majitelů bytů neví a ani nechce vědět, jak topné zařízení předává teplo vzduchu v místnosti, tedy vytápí byt.

Foto 1. Instalace radiátoru pod okno

Je známo, že když je venkovní teplota vzduchu nižší než uvnitř, dochází k tepelným ztrátám přes vnější obvodové konstrukce. Zároveň se snižuje teplota vzduchu tb v místnosti a teplota vnitřních povrchů vnějšího oplocení tbp.n, tedy zhoršují se podmínky tepelné pohody, což je z hygienických a hygienických norem nepřijatelné.

Pro vytvoření požadovaných tepelných podmínek v obytných budovách je zajištěno vytápění za účelem kompenzace tepelných ztrát. Je třeba poznamenat, že vytápění budov se liší typem výměny tepla mezi vzduchem v místnosti a vnitřními plochami obvodových konstrukcí. Obytné budovy lze vytápět konvekčním nebo sálavým vytápěním. Při konvekčním vytápění je teplota vzduchu tв vyšší než teplota vnitřních povrchů vnějších plotů tвп.н, tedy tв > tвп.н. Pokud tв < tвп.н, pak se vytápění nazývá sálavé.

Při instalaci konvekčního topného systému je vzduch ohříván topnými zařízeními instalovanými uvnitř místnosti a vnitřní povrchy plotů jsou ohřívány vzduchem v místnosti, zatímco teplota vnitřních povrchů vnějších plotů bude nižší než teplota vzduchu. teplota. Vnitřní povrchy plotů jsou dodatečně vyhřívány prostřednictvím sálavé výměny tepla s topnými zařízeními a mezi sebou navzájem. U sálavého vytápění je teplota vnitřních povrchů vyšší než teplota vzduchu, tedy tв < tвп.н.

Obálka budovy přijímá teplo z vnitřního zdroje (topného panelu), který může být umístěn v podlaze, stropu nebo stěně. To znamená, že topné panely ohřívají vnitřní povrchy obvodových konstrukcí, které nemají vlastní vnitřní zdroj tepla, a vzduch v místnosti.

Při instalaci konvekčního a sálavého vytápění se požadavky na mikroklima obytných budov podle [1] redukují na povinné a přísné dodržování dvou parametrů ve všech místnostech v chladném období roku: vnitřní teplota vzduchu tв a teplota na vnitřních plochách vnějších obvodových konstrukcí tвп.н.

Při centralizovaném zásobování teplem z tepelné elektrárny nebo z centrální kotelny se topný systém skládá ze tří hlavních prvků: individuálního topného bodu, topných zařízení a potrubí. Potrubí přivádí chladicí kapalinu (vodu) do každého topného zařízení.

Individuální topný bod (IHP) slouží k přípravě chladicí kapaliny (vody) s požadovanými parametry – v první řadě je udržována teplota vody potřebná pro konkrétní topný systém. Jednotlivý topný bod spojuje topný systém s topnou sítí.

Topná zařízení (bimetalová, litinová a ocelová desková otopná tělesa, konvektory atd.) jsou teplosměnná zařízení a zajišťují přenos tepla z chladiva do vzduchu vytápěné místnosti.

Teplo se přenáší z chladiva (vody) do vzduchu v místnosti stěnou topných zařízení.

Proces přenosu tepla z chladicí kapaliny na vnitřní stěnu zařízení se provádí konvekcí a tepelnou vodivostí: přes stěnu zařízení – tepelnou vodivostí a z vnější stěny do místnosti – konvekcí, sáláním a tepelnou vodivostí. vodivost.

Všimněte si, že podíl tepla přeneseného tepelnou vodivostí je malý, takže se obvykle ve výpočtech nebere v úvahu. Přenos tepla sáláním je přenos energie ve formě elektromagnetických vln různé délky. Elektromagnetické záření se šíří z vnějšího povrchu topného zařízení rovně všemi směry a prakticky není zadržováno vzduchem v místnosti (tedy neohřívá vzduch). Při dopadu na vnitřní povrchy místnosti (stěny, podlahy, stropy, nábytek atd.) je sálavá energie částečně absorbována povrchem a přeměněna na tepelnou energii.

V tomto případě se tyto povrchy zahřejí a naopak začnou vydávat tepelnou energii, která dopadá na chladnější povrchy a ohřívá je. Vyhřívané povrchy obvykle generují konvekční teplo. V důsledku několika absorpcí a odrazů je tepelná energie distribuována mezi všechny kryty a předměty v místnosti. Množství zářivé energie, kterou pohltí například stěna nebo podlaha, závisí na mnoha faktorech; zbytek záření se odrazí nebo propustí povrchem.

Konvekční přenos tepla je proces přenosu tepla mezi povrchem pevného tělesa a plynným (kapalným) médiem a přenos tepla při přenosu tepla konvekcí se uskutečňuje působením tepelné vodivosti a konvekce.

Přenos tepla konvekcí topným zařízením se provádí následovně. Vzduch v místnosti se při kontaktu s povrchem topného zařízení ohřívá, hustota vzduchu klesá a stoupá a na jeho místo proudí chladnější vzduch, který se také ohřívá a začíná se pohybovat nahoru atd. Takto se pohybuje vzduch (mobilita) ve vytápěné místnosti.

Praktické závěry

Pro efektivní konvekční a sálavou výměnu tepla mezi topným zařízením instalovaným v místnosti a vzduchem v místnosti je nutné zajistit přirozený pohyb vzduchu ze všech stran topného zařízení a průchod elektromagnetických vln ze sálavých ploch do vnitřní povrchy obvodových konstrukcí každé místnosti. K tomu je nutné instalovat zařízení otevřeně – bez oplocení, s výjimkou případů, kdy je oplocení nutné k ochraně proti popálení (například v přítomnosti vysokotlaké páry nebo jiných požadavků).

Je nepřípustné instalovat bariérové ​​štíty, široké parapety, přístřešky skříní v blízkosti topných zařízení nebo zmenšovat (více než doporučují stavební předpisy [1]) vzdálenost od povrchu topných zařízení k obvodovým konstrukcím. Topná zařízení se nesmí instalovat do výklenků s hloubkou větší než 130 mm. Nedodržení těchto a dalších doporučení může snížit celkový tepelný výkon topného zařízení o 10–2 %, někdy i více.

To povede ke snížení teploty v místnosti o 2–7 °C. Topná zařízení by měla být umístěna pod okny. V tomto případě se zvýší teplota vnitřního povrchu vnější stěny a okna a sníží se proudění studeného vzduchu z oken a vnějších stěn směrem k podlaze místnosti.

Topná zařízení by neměla být umístěna ve skříních nebo blokována nábytkem, protože to snižuje jejich přenos tepla sáláním a konvekcí. Podle [1] musí být otopná tělesa instalována ve vzdálenosti minimálně 60 mm od podlahy, 50 mm od spodní plochy parapetní desky a 25 mm od povrchu stěny k topnému zařízení – je to nutné, aby vzduch může volně procházet ze všech stran radiátoru a ohřívat se na určitou teplotu a poté se podílel na konvektivní výměně tepla mezi ploty a nábytkem, to znamená, že ohříval místnost.

Níže jsou uvedeny příklady nesprávné instalace topných zařízení.

Foto 2. Instalace litinového radiátoru do „skříňového“ přístřešku (а — chladič je zakrytý ozdobnou mřížkou, б – mřížka byla odstraněna)

Fotografie 2 ukazuje typickou instalaci pro naši zemi litinového radiátoru pod okno ve skříni. Horní část radiátoru je kryta širokým parapetem a na přední (přední) straně je plastová lamelová mřížka s horizontálními žaluziemi (foto 2a).

V přístřešku skříně není otvor (štěrbina) pro vstup vzduchu (u podlahy) a není zde žádný otvor (štěrbina) pro výstup ohřátého vzduchu (pod parapetem) z přístřešku skříně. V důsledku toho nebyly vytvořeny podmínky pro konvektivní výměnu tepla. Přenos tepla konvekcí bude velmi nízký. Přenos tepla sáláním je u takové instalace prakticky nemožný. Při takové „dodělávce“ tělesa topného systému nelze očekávat tepelnou pohodu. Na fotografii 2b byla mřížka žaluzií odstraněna kvůli přehlednosti. Stůl instalovaný vedle radiátoru blokuje radiátor, přičemž přenos tepla konvekcí je znatelně snížen a přenos tepla sáláním je téměř nemožný.

Foto 3. Instalace topného zařízení ve skříňovém přístřešku

Fotografie 3 ukazuje, že pod oknem je instalován široký parapet a ohřívač je těsně uzavřen třemi lamelovými mřížkami s horizontálními žaluziemi. Přenos tepla topného zařízení konvekcí a sáláním s takovou „povrchovou úpravou“ není přibližně větší než 2%. Teplota vzduchu v místnosti bude znatelně nižší než normálně (podle našich odhadů asi +0 1 °C). Přijde zima a majitel bytu bude nucen takovou „krásu“ rozebrat, aby se zvýšil přenos tepla topného zařízení a tím se zvýšila teplota vzduchu v místnosti.

Foto 4. Instalace topného zařízení pod široký stůl

Na fotografii 4 je topné zařízení umístěno pod okenním parapetem a majitel navíc uspořádal stůl po celé šířce místnosti; stůl je vybaven dvěma nočními stolky; přenos tepla ze zařízení konvekcí je extrémně obtížný a přenos tepla sáláním je omezený. Teplota vzduchu pod stolem (podle našich měření) dosahuje 5 0 °C a v místnosti nejvýše + 8 °C (při venkovní teplotě vzduchu −2 5 °C).

Foto 5. Instalace konvektoru pod okno v kuchyni

Fotografie 5 ukazuje instalaci konvektoru pod okno; není tam parapet. Prostup tepla konvektoru bude 10 0 %, pokud jej majitel domu neblokuje vestavěným nábytkem. Při instalaci topného systému by měl být konvektor instalován vpravo tak, aby pravý okraj konvektoru a okraj okna byly umístěny na stejné svislici.

Rýže. 1. Doporučená instalace radiátoru v blízkosti vnější stěny pod oknem (1 – parapet; 2 – radiátor)

Na Obr. Obrázek 1 ukazuje správnou instalaci radiátoru ke stěně bez výklenku. Vzdálenost od podlahy k zařízení je 60 mm, ke spodní části parapetní desky – 50 mm a od povrchu stěny k topnému zařízení – 25 mm. To vše jsou minimální přípustné vzdálenosti – pokud jsou uvedené vzdálenosti o něco větší, přenos tepla zařízení se nesníží. Šipky ukazují směr pohybu vzduchu v blízkosti chladiče. Pravá (podíváte-li se na obr. 1) strana radiátoru vyzařuje infračervené vlny na podlahu, strop, stěny a předměty v domácnosti, tyto povrchy se zahřívají a následně odevzdávají teplo vzduchu v místnosti. Levá strana radiátoru vysílá infračervené vlny na povrch stěny umístěné za radiátorem, na podlahu a na spodní rovinu parapetu. Tyto povrchy se zahřívají a odevzdávají teplo vzduchu, který prochází mezi vnější stěnou a radiátorem, to znamená, že odevzdává teplo konvekcí.

Toto umístění topného zařízení zajišťuje dobrý přenos tepla do vzduchu v místnosti a toto schéma instalace radiátoru se doporučuje použít. Při instalaci topného zařízení pod okno musí být šířka parapetu taková, aby alespoň polovina hloubky topného zařízení (tedy 0,5b) nebyla zakryta parapetní deskou (obr. 1).

Pokud potřebujete nainstalovat široký parapet pod okno, musíte k zavěšení radiátoru použít dlouhé držáky. Jejich délka by měla být taková, aby se pod parapetem nacházela pouze polovina hloubky radiátoru (0,5b) (obr. 2).

Rýže. 2. Radiátor pod oknem, pokud je široký parapet (1 – parapet; 2 — topné zařízení; 3 – závorka)

Pokud byl pod oknem vytvořen výklenek, pak je v tomto případě vhodné jej utěsnit materiálem s nízkou tepelnou vodivostí, aby se snížily tepelné ztráty vnější stěnou; vzdálenost L (obr. 2) od osy otopného tělesa k vnitřnímu povrchu stěny bude větší, než je doporučeno [1], nedojde však ke snížení prostupu tepla otopným tělesem.

Na Obr. 2 ukazuje polohu radiátoru (boční pohled) a Obr. 3 – pohled shora. Pro připojení otopného tělesa ke stoupačce by měly být přípojky opatřeny útky s koleny (pokud jsou trubky z polymerového materiálu), u ocelových trubek lze útek zhotovit pomocí ohýbané trubky (obr. 3). Na Obr. 3 dlouhé držáky pro montáž radiátoru nejsou zobrazeny.

Rýže. 3. Instalace radiátoru pod okno v případě širokého parapetu (1 – parapet; 2 – radiátor)

Pokud je ohřívač instalován ve výklenku, pak by se jeho šířka měla rovnat šířce radiátoru plus 500 mm (250 mm na obou stranách). Vzhledem k tomu, že tloušťka stěny se v místech, kde se nacházejí výklenky, zmenšuje, aby se zabránilo zvýšeným tepelným ztrátám, měly by být výklenky izolovány materiály s nízkou tepelnou vodivostí.

Podle [2] proud stoupajícího tepelného vzduchu vycházejícího z topného zařízení instalovaného pod oknem eliminuje tvorbu padajícího studeného vzduchu z okna při absenci parapetu umístěného nad topným zařízením. Z hlediska eliminace proudů studeného vzduchu pohybujících se v blízkosti podlahy místnosti je instalace parapetu jako přirozené překážky nežádoucí.

“Ideální” instalace radiátoru

Parapet z plastu nebo desek a jiných materiálů je však prvkem architektury bytu, důležitou součástí vizuálního vzhledu místnosti a často nese i funkční zátěž. V naší zemi je běžnou praxí instalovat parapety a používat je jak k určenému účelu, tak k jiným účelům – například pro úpravu okrasné zahrady nebo dokonce pro skladování různých předmětů v domácnosti.

Účinnost autonomního vytápění v soukromém domě závisí na mnoha faktorech, včetně výběru radiátorů a principu jejich připojení k systému. Kompetentní přístup k této problematice pomůže snížit tepelné ztráty a racionálně využít výsledné teplo a zároveň ušetřit energii.

Výpočet topného systému se doporučuje svěřit odborníkům, přičemž instalaci topných radiátorů lze provést samostatně. V tomto případě byste měli:

• správně vybrat radiátory a další prvky systému – musí odpovídat plánovanému zatížení;
• dodržujte správný sled montáže všech součástí systému, včetně kotle, oběhového čerpadla chladicí kapaliny, potrubí, uzavíracích a regulačních ventilů, radiátorů;
• soulad schématu zapojení topného zařízení s projektem.

Normy pro instalaci radiátorů

Umístění a instalace topných baterií v soukromém domě se provádí v souladu s aktuálními normami:

• mezera mezi dnem topného zařízení a podlahou by měla být 10-12 cm;
• vzdálenost od horní části baterie a okenního parapetu – od 8-10 cm;
• Mezera mezi zadní stranou radiátoru a stěnou je od 2 cm.

Při nedodržení těchto norem se snižuje tepelný výkon otopných těles a otopný systém nefunguje efektivně.

Úroveň ztrát přenosu tepla je:

• 3-4% při instalaci radiátoru pod parapet v souladu s normami;
• 5-7%, pokud je baterie zakryta obrazovkou, která nedosahuje na podlahu;
• 7-8%, pokud je topné zařízení instalováno ve výklenku;
• 20-25%, pokud je baterie zcela zakryta clonou (zakrývá její horní část a dosahuje až k podlaze).

Maximální přenos tepla zajišťují topná zařízení namontovaná na holou stěnu. Doporučuje se však instalovat baterie pod okenní otvory, aby proudění ohřátého vzduchu směrem nahoru chránilo před chladem přicházejícím z okna.

Pokud je v místnosti více oken, jsou radiátory instalovány pod každým z nich. V rohových místnostech je vhodné namontovat jednu baterii pod okno a druhou na prázdnou venkovní stěnu.

Pro zvýšení účinnosti a hospodárnosti topného systému jsou otopná tělesa vybavena termostaty pracujícími v automatickém nebo manuálním režimu. To umožňuje udržovat komfortní podmínky v každé z místností zvlášť a šetřit palivo.

Pokládání potrubí

Baterie jsou připojeny s ohledem na vlastnosti potrubí topného systému – elektroinstalace je rozdělena na jednotrubkové a dvoutrubkové. Jednotrubková elektroinstalace se nejčastěji používá v systémech s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny (gravitace). Radiátory jsou zapojeny do série, proto netopí stejně – ve vzdálených místnostech jsou radiátory chladnější oproti těm, které jsou umístěny blíže kotle.

Mezi výhody jednotrubkové elektroinstalace patří:

• nízká spotřeba materiálu (položení potrubí bude stát méně);
• jednoduchá instalace;
• schopnost používat ve spojení s vyhřívanými podlahami a připojit radiátory jakéhokoli typu;
• estetický vzhled, protože je použita pouze jedna trubka.

Mezi nevýhody patří:

• zvýšené nároky na přesnost hydraulických výpočtů a tepelných výpočtů (chyby budou mít za následek neefektivnost systému);
• zvýšené tepelné ztráty;
• neschopnost regulovat mikroklima v jednotlivých místnostech.

Pokud jednotrubkový gravitační systém nefunguje dobře, lze jej upgradovat instalací oběhového čerpadla.

Dvoutrubkové vedení zajišťuje přívod chladicí kapaliny do radiátorů jednou trubkou a sběr zpětného toku do druhé, vedoucí do kotle. Na rozdíl od jednotrubkového systému tato možnost umožňuje rovnoměrné vytápění radiátorů v celém domě.

Seznam výhod dvoutrubkového systému zahrnuje:

• komfort a energetická účinnost díky instalaci termostatů na topná zařízení;
• absence vážných problémů s chybami v tepelných a hydraulických výpočtech;
• snadnost použití.

• zvýšená spotřeba materiálu, což zvyšuje finanční náklady na instalaci topného systému;
• delší doba instalace ve srovnání s jednotrubkovým systémem.

Dvoutrubkový systém obvykle zajišťuje postupné dodávání chladicí kapaliny do baterií a stejný postupný sběr zpětného toku. K dispozici je také schéma zapojení kolektoru – v tomto případě jsou přívodní a vratné potrubí odděleně připojeny od kolektoru ke každému topnému zařízení. Tato možnost je nejnákladnější na instalaci, ale umožňuje doladit provozní režim vytápění v každé místnosti.

Možnosti připojení baterie

Existují různé schémata pro připojení topných radiátorů v soukromém domě, z nichž každý má své výhody a nevýhody. Zvažme možnosti připojení baterií s bočními připojeními (jsou vybaveny dvěma páry vstupních otvorů na koncích).

Boční připojení je jednostranné.

Přívodní a výtlačné potrubí je připojeno k hornímu a spodnímu otvoru na jedné straně radiátoru. Tato možnost umožňuje rovnoměrně ohřívat všechny části baterie s minimálními ztrátami tepelné energie s použitím malého objemu chladicí kapaliny. Tepelné ztráty – až 5 %.

Upozornění: pokud se baterie skládá z velkého počtu sekcí (více než 12), při tomto způsobu připojení se ve vzdálenější části dobře nezahřívá, což výrazně zvyšuje tepelné ztráty. Měl by být použit jiný princip připojení. Boční jednostranné připojení topných zařízení je účinné, pokud je počet sekcí 3-9 kusů.

Spojení je diagonální.

Diagonální (také známé jako křížové) spojení zahrnuje připojení přívodního potrubí k hornímu otvoru na jednom konci a zpětného potrubí ke spodnímu vstupu na opačné straně. Tepelné ztráty – až 2 %.

Tato možnost se doporučuje pro dlouhé panelové radiátory a baterie, jejichž počet sekcí přesahuje 12 kusů. Diagonální připojení zajišťuje ohřev topného zařízení po celé jeho délce a zvyšuje přenos tepla baterie.

Spodní dvoutrubkové připojení

Toto schéma pro připojení topných radiátorů v soukromém domě je známé jako „Leningradka“ a používá se pro potrubí skryté v podlaze nebo za základní deskou. Vstupní a výstupní potrubí jsou na opačných koncích napojeny na vstupy umístěné ve spodní části radiátoru.

“Leningradka” má vážnou nevýhodu – ztráta tepelné energie s takovým připojením radiátorů dosahuje 12-15%. Lze je ale snížit instalací automatického odvzdušňovacího ventilu (Mayevského ventil) na jednu z horních trubek baterie, která odvádí nahromaděný vzduch ze systému. Odstranění vzduchových kapes pomáhá zvýšit výkon chladiče.

Zásady montáže

Instalaci autonomního topného systému je vhodné svěřit odborníkům, ale mnoho majitelů soukromých domů dává přednost tomu, aby si část práce provedli sami nebo si celý systém nainstalovali sami. Je nutné provést instalaci podle připravených výkresů a zajistit těsnost všech spojů.

Postup připojení radiátoru:

• označení na stěně (nebo na podlaze, je-li instalována podlahová baterie, vybavená vhodným upevňovacím systémem);
• radiátor je upevněn na konzolách a namontován na místo instalace;
• držáky jsou vyjmuty z baterie a bezpečně připevněny ke stěně;
• Standardní adaptéry pro připojení potrubí jsou instalovány na radiátoru (na vstupních otvorech odpovídajících instalačnímu schématu);
• na jednom ze zbývajících horních otvorů je instalován odvzdušňovací ventil a na zbývajícím čtvrtém otvoru je instalována standardní zátka;
• V místech připojení k potrubí se instalují kulové uzavírací armatury, doporučuje se instalovat termostat na připojovací potrubí pro přívodní potrubí, pokud je topný systém dvoutrubkový;
• radiátor je zavěšen na konzolách;
• instalovaný radiátor je připojen k přívodnímu a vratnému potrubí;
• Po instalaci systému se provádí krimpovací zkouška za účelem nalezení nespolehlivých spojů.

K utěsnění závitových spojů je povoleno používat instalatérskou lněnou nebo kouřovou pásku, ale dnes trh nabízí high-tech těsnění určená pro vysoké teplo – polymerní závit, anaerobní závitový tmel pro topné systémy.

Závěr

Výběr pracovního schématu pro připojení topných baterií závisí na velikosti domu a jeho počtu podlaží. Malý jednopatrový dům se 2-4 vytápěnými místnostmi lze efektivně vytápět pomocí jednotrubkového horizontálního systému se spodním nebo diagonálním připojením radiátorů. Pokud je plocha domu 150 m2 nebo více a budova má alespoň dvě podlaží, je výhodnější vertikální dvoutrubkové vedení a diagonální schéma připojení radiátoru.

Typ elektroinstalace a schéma zapojení baterie jsou určeny ve fázi návrhu topného systému. Na základě tepelných potřeb každé místnosti – tento ukazatel je určen plochou, počtem oken, stupněm izolace stěnových konstrukcí atd. Energeticky účinný systém vytápění minimalizuje náklady na palivo, které zdroj tepla spotřebovává.