Конвекторы водяного отопления: встраиваемые, напольные, настенные

Конвекторы водяного отопления — обширный класс отопительного оборудования, который уже но протяжении многих десятилетий используется во всём мире наравне с радиаторами. Они существенно отличаются от своих «лучистых» собратьев — и принципом работы, и особенностями эксплуатации. Радиатор в процессе работы выполняет две задачи — нагревает воздух и излучает тепло в виде инфракрасных волн. У конвектора задача более простая — он предназначен только для нагрева воздуха.

Принцип работы конвектора основывается на простых законах физики: холодный воздух, проходя через теплообменник, нагревается и поднимается вверх. Таким образом создаётся циркуляция воздуха в помещении. При этом, в отличие от отопления с использованием радиаторов, конвективное предполагает больший перепад температур воздуха возле пола и под потолком, так как нагретый воздух поднимается вверх. Впрочем, совсем без лучистого тепла при использовании конвекторов отопление не обходится. При работе прибора возникает так называемый эффект вторичного лучистого отопления: горячий воздух, скапливаясь вверху, нагревает потолок, а уже поверхность потолка начинает излучать тепло и передавать его предметам в помещении.

Поскольку конструкция конвекторов не предусматривает излучающих ИК-волны поверхностей, их нет необходимости оставлять на виду и обеспечивать беспрепятственное распространение тепловых волн в помещение. Конвектор можно установить за декоративным экраном, скрыть за элементами интерьера — но при обязательном условии, что окружающие его предметы не будут ухудшать циркуляцию воздуха.

Конвекторы широко представлены как отечественными марками, так и зарубежными (Boki, Isan,Jaga, Kampmann, Kermi, Klima, Minib и многими другими).

Водяные конвекторы отопления с вентилятором и без

Несмотря на общий принцип работы конвекторов, реализован он в моделях по-разному. Представленные на рынке приборы по типу конвекции принято paздeлять на два вида — с принудительной и естественной конвекцией.

Принудительная подразумевает использование вентиляторов (аксиональных или тангенциальных) — они затягивают воздух внутрь и увеличивают воздухообмен модели. Тангенциальный вентилятор оборудован крыльчаткой по всей своей длине и проложен вдоль теплообменника, аксиональный же, напротив, находится в торце и направляет воздух вдоль теплообменника, при этом может и не «доставать» до дальнего от него конца конвектора. У моделей с принудительной конвекцией множество «плюсов», например возможность сделать прибор повышенной мощности за счёт более частого расположения ламелей — воздух под нагнетаемым вентилятором давлением всё равно пройдёт через них с большой скоростью. Однако есть и недостатки.

Во-первых, двигатели вентилятоpoв нуждаются в электропитании, поэтому конвектор необходимо будет подключить к электросети, что не всегда возможно. А иногда и небезопасно — например, для бассейнов и других влажных помещений разрабатывают специальные модели, вентиляторы которых питаются от постоянного тока низкого напряжения — от них нельзя получить поражения электрическим током. Также существуют модели с выносным вентилятором, он подаёт воздух в конвектор по воздуховоду из другого помещения. Во-вторых, вентилятор — механическое устройство, в ходе работы он издаёт шум.

Конвекторы с естественной конвекцией, напротив, бесшумны — ведь вентиляторов в их конструкции нет. В этих моделях воздух попадает в прибор естественным путём — опускается вниз и затекает внутрь конвектора, а затем нагревается и попадает обратно в помещение. К электросети их тоже подключать не нужно, что упрощает монтаж. Но естественная конвекция требует соблюдения некоторых условий. Например, ограничения частоты посадки ламелей в теплообменнике. С одной стороны, чем больше в нем ламелей, тем больше тепла он может отдавать, но, с другой, слишком часто посаженные ламели могут ухудшать пропускную способность конвектора и мешать свободной циркуляции воздуха через прибор. Поэтому расстояние между ламелями строго высчитывают, чтобы они и движению воздуха не препятствовали, и при этом обогревали максимально эффективно. Некоторые конвекторы с естественной конвекцией допускают установку в них аксиальных вентиляторов, которые будут при необходимости повышать мощность приборов, увеличивая расход воздуха через них. Правда, в этом случае уже понадобится провести к ним электросеть, да и бесшумными при работе вентиляторов они уже не будут.

Напольные, настенные, внутрипоьные водяные конвекторы отопления

По типу монтажа конвекторы разделяют на внутрипольные (впольные), напольные и настенные.

Внутрипольный конвектор — прибор особого рода. Его корпус «погружён» в пол помещения, теплообменник находится в нише внутри. Сверху такой конвектор обычно закрыт декоративной решёткой, которая находится на уровне пола. Решётки обычно достаточно прочны, чтобы по ним можно было даже ходить. У внутрипольных моделей есть важное преимущество перед другими приборами отопления (радиаторами, настенными и напольными конвекторами) — они практически не заметны, при этом могут обеспечивать очень высокую мощность обогрева (в зависимости от типа конвекции, конструкции теплообменника и других факторов). Поэтому они широко применяются в тех случаях, когда нужно отапливать помещение, но нежелательны лишние объекты, привлекающие внимание. Один из примеров такого применения — панорамное остекление. Огромные стёкла выглядят эффектно и дают хороший обзор, но обычные радиаторы или конвекторы могут загораживать вид — всё-таки у них есть определённая высота.

Внутрипольные же модели за счёт того, что они почти целиком находятся ниже уровня пола, обзору не мешают. Однако при этом они эффективно обогревают стёкла: холодный воздух спускается вдоль стёкол и внизу попадает в решётку конвектора, внутри он проходит через теплообменник и выдувается наружу уже тёплым. Также конвекторы этого типа используются для отопления по периметру помещения и в ряде других случаев.

Внутрипольные модели различаются глубиной корпуса, количеством теплообменников и типом конвекции. Глубина — один из факторов, ограничивающих возможности монтажа впольного конвектора, так как не каждый пол вместит его. Глубокие приборы могут в высоту достигать нескольких десятком сантиметров, как правило, это образцы повышенной мощности. Они не предназначены для монтажа на верхних этажах зданий, устанавливают их обычно на первом этаже. Приборы с малой глубиной (буквально от нескольких сантиметров), напротив, позволяют устанавливать их в стяжку пола любого этажа, не только первого. Но и мощность этих моделей будет ниже, чем у глубоких.

Поскольку в готовом внутрипольном конвекторе на виду остаётся только решётка, производители уделяют особое внимание их оформлению. Они могут быть выполнены из разных материалов — металлов (стали, алюминия), дерева и т. д. Металлические решётки прочнее, их можно делать более тонкими, а составляющие их прутки располагать как поперёк решётки, так и вдоль.

Однако металл способен нагреться от воздуха и сам начать излучать тепло, что ухудшит аэродинамику конвектора, снизит его пропускную способность и, как следствие, мощность. Правда, стоит отметить, что это явление лишь незначительно влияет на конечную мощность прибора. Деревянные решётки менее подвержены такому явлению, но тоже имеют недостатки. Деревянные прутки более хрупкие, чем металлические, а потому для повышения прочности их делают более толстыми, что, кстати, уменьшает пропускную способность конвектора, и укладывают поперёк. Производители выпускают решётки в разных цветовых вариациях, в дополнение к ним предлагаются также и рамки различных видов и расцветок, так что будет несложно подобрать подходящую по стилю к любому интерьеру.

Современная архитектура зданий не ограничивается только прямыми линиями, поэтому, помимо прямых внутрипольных конвекторов, возможно изготовление и более сложных по форме моделей — угловых и даже радиусных. Обычно такие приборы изготавливаются предприятиями на заказ и с дополнительной наценкой за нестандартное исполнение.

Планировать установку внутрипольных конвекторов лучше ещё на стадии строительства здания, чтобы предусмотреть ниши для них. В то же время низкие модели допускают монтаж при замене стяжки (если новый слой стяжки будет достаточно толстым, чтобы вместить корпус модели). Устанавливать внутрипольные конвекторы в специально для них созданные подиумы нежелательно — находясь не вровень с полом, приборы будут работать хуже.

Напольные и настенные конвекторы различаются по большей части размерами. Настенные обычно достаточно высокие и монтируются на стене. Напольные — низкие и компактные, в некоторых случаях успешно заменяют внутрипольные — например, при отоплении помещений с большими стёклами. Благодаря малой высоте, напольные модели малозаметны, их легко скрыть даже за мебелью. Существуют и так называемые плинтусные модели — конвекторы крайне малой высоты (до 200 мм), которые настолько компактны, что практически незаметны и могут применяться для отопления по периметру.

Настенные и напольные конвекторы подразделяют на модели с кожухом или без. Казалось бы, всё просто: прибор с «голым» теплообменником — это конвектор без кожуха, а внутри закрытого корпуса — с кожухом. Однако на практике дело обстоит иначе. Отличительная черта конвектора с кожухом заключается в том, что кожух в этом случае играет не декоративную, а практическую роль, а именно создаёт дополнительную тягу для улучшенной циркуляции воздуха. Причём модельный ряд конвекторов может включать приборы с одинаковыми размерами теплообменника, но с кожухами разной высоты — высокие более эффективны, но и занимают больше места. Теплообменник в таких конвекторах обычно расположен внизу, ближе к полу. У конвектора же без кожуха корпуса, скрывающего теплообменник, либо нет вовсе, либо он служит только в декоративных целях — замаскировать теплообменник и защитить его от повреждений.

К слову, что функциональный кожух, что декоративный корпус конвектора не нагреваются так сильно, как, например, поверхность радиатора. Поэтому конвекторы безопасны для людей, в том числе детей, — обжечься о корпус прибора нельзя.

Корпуса конвекторов чаще всего выполняют из стали (независимо от типа теплообменника — стального, комбинированного или медного). Сталь легко окрашивается, поэтому у покупателей есть возможность заказать модель любого цвета из предложенной производителей палитры. Однако для изготовления корпуса применяются и другие материалы, подчас весьма неожиданные, например дерево. Ничего удивительного в подобных экспериментах нет, так как в задачи корпуса не входит лучистый обогрев помещения, а потому для нормальной работы конвектора достаточно сделать в корпусе отверстия для выдува воздуха.

Сверху конвектор обычно накрывают решёткой, которая не препятствует циркуляции воздуха, но при этом не даёт посторонним предметам попадать внутрь прибора, а также распределяет поток нагретого воздуха. Решётка может направлять воздух вверх или в сторону — в зависимости от конструкции отверстий в ней.

Настенные и напольные конвекторы также могут быть как прямыми, так и угловыми, в зависимости от возможностей производства.

Настенные модели крепят при помощи кронштейнов, напольные — на специальные ножки. При установке прибора учитывают его положение в пространстве — важно соблюсти определённые правила. Конвектор не должен находиться слишком высоко или слишком низко над полом, иначе эффективность его работы нарушится. Если конвектор устанавливают в помещении с черновым полом до заливки стяжки, учитывают запланированный слой стяжки, чтобы после окончания работ пол не оказался совсем близко к прибору.

Нагревательный элемент конвектора

Основной рабочий элемент конвектора — теплообменник. Именно в нём происходит передача тепла от теплоносителя воздуху. Теплообменники могут иметь разное строение и быть изготовлены из разных материалов, что определяет их характеристики и стоимость. Например, распространены теплообменники, выполненные целиком из стали, из меди, комбинированные — из меди и алюминия.

Самый распространённый тип теплообменника конвектора — пластинчатый. Как правило, он представляет собой трубу со множеством закреплённых на ней пластинок — ламелей. Теплоноситель циркулирует внутри трубы, тепло от него передаётся пластинками. Воздух, в свою очередь, проходит между рядами ламелей и нагревается. При этом важную роль играет способ соединения ламелей и труб, ведь зазоры между ними снижают эффективность. У теплообменников из стали трубы и ламели могут быть соединены сваркой, что обеспечивает хорошую теплопередачу. Элементы теплообменников из меди соединяют пайкой. Комбинированные теплообменники с медными трубами и алюминиевыми ламелями требуют другого подхода, так как эти материалы нельзя соединить сваркой или пайкой. Часто теплообменники формируют методом дорнования: сначала ламели надевают на трубу, а затем сквозь трубу пропускают дорн с диаметром выше изначального её диаметра. В результате труба расширяется, а ламели врезаются в неё. Также распространён метод соединения без использования дорна, когда конструкция ламелей предполагает наличие манжет, которые при протягивании трубы через ламели плотно обхватывают её.

Форма ламелей в пластинчатых конвекторах тоже различается. В конвекторах применяют как простые гладкие ламели, так и рифлёные. Рельеф позволяет увеличить площадь пластины и, соответственно, теплоотдачу. Ламели могут быть одиночными, П-образными или даже в форме меандра. Ламели из алюминия обычно тонкие и требуют бережного обращения во избежание повреждений — замятые пластинки нарушают аэродинамику в месте повреждения теплообменника. Стальные ламели более прочные.

Альтернативой пластинчатой конструкции выступают проволочные теплообменники (такие есть в линейке конвекторов Isan). В них вместо ламелей используется медная проволока, соединённая с медной трубой и оплетающая её особым образом. Такой теплообменник получается прочным и эффективным, но и стоимость его выше, чем у пластинчатых.

Трубы, составляющие основу теплообменника, тоже могут различаться. Обычно в конвекторах применяются трубы с круглым сечением, поскольку такая форма обеспечивает им высокую прочность за счёт равномерного распределения давления по всем участкам трубы. Некоторые модели оснащены теплообменниками с трубами других форм — овальными и т. д. Материал труб имеет большое значение. В стальных конвекторах используются достаточно толстые трубы, которые выдерживают высокое давление и часто допускают установку в системах отопления открытого типа (за счёт большой толщины стенок в таких моделях коррозия действует на приборы не так разрушительно, как, например, на тонкостенные стальные радиаторы, которые в открытых системах использовать нельзя). Медные трубы внутри имеют более гладкую поверхность, чем стальные, поэтому у них выше пропускная способность, а кроме того, они не подвержены коррозии. Однако теплообменники с медными трубками нужно беречь от воздействия хлорированной воды, разрушающей их.

Температура по желанию

Конвекторы характеризуются малой, по сравнению с радиаторами, ёмкостью (вода заполняет только трубы теплообменника), при этом скорость циркуляции теплоносителя должна быть высокой, чтобы обеспечивать эффективную теплопередачу и, соответственно, тепловую мощность прибора.

Большой расход теплоносителя через прибор защищает конвектор от замерзания при открытых окнах даже в сильные морозы — вода просто не успевает остыть до такой степени, чтобы превратиться в лёд. Большой диаметр трубы и отсутствие ответвлений, подобных колонкам в радиаторах, практически исключает возможность завоздушивания.

При этом конвекторы легко поддаются регулировке мощности. Если перекрыть подачу воды в прибор, он очень быстро остынет и перестанет греть. Поэтому конвекторы хорошо сочетаются с терморегулирующей арматурой, позволяющей задать желаемую температуру в помещении и поддерживать её на заданном уровне без контроля со стороны человека. Для комплектации конвекторов применяют термостатические клапаны с высокой пропускной способностью, чтобы арматура не создавала значительного гидравлического сопротивления на входе в прибор и не снижала эффективность обогрева. С конвекторами, как и с радиаторами, могут работать термостатические клапаны с термоголовками разных типов (обычными, выносными, с электронным управлением и т.д.). Производители конвекторов могут уже на заводе оснастить их термостатическими клапанами или оставить этот вопрос на усмотрение покупателей, оборудовав модели патрубками без клапанов.

В некоторых конвекторах предусмотрена возможность регулировки мощности за счёт конструкции — внутри корпуса такой модели располагают заслонку, которую при желании можно повернуть и перекрыть с её помощью путь нагретому воздуху, Но, в отличие от терморегулирующей арматуры, заслонка требует ручного управления.

Конвектор охлаждения

Конвекторы можно использовать не только для отопления помещений, но и для охлаждения. Для этого их вместо теплоносителя заполняют хладагентом (водой или специальной жидкостью) из чиллера. Один и тот же конвектор может в разные сезоны выполнять разные задачи: зимой — работать на отопление, летом - на охлаждение. Правда, не каждый конвектор адаптирован для такой разносторонней работы, и производители, как правило, указывают, возможно ли ту или иную модель применять для охлаждения.

Чтобы перевести прибор из одного режима в другой, конвектор опорожняют и заполняют заново нужной жидкостью. Впрочем, есть также модели, которые оснащены сразу двумя интегрированными, не связанными друг с другом контурами — для нагрева и для охлаждения. В них при смене режима достаточно отключить циркуляцию в одном контуре и включить в другом. Но нужно помнить, что мощность конвекторов по охлаждению значительно ниже, чем по отоплению, поэтому при разработке проекта с использованием конвективного охлаждения важно производить расчёты, опираясь на потребности в холоде, поскольку уменьшить мощность отопления не составляет труда. Кроме того, в естественном режиме конвектор на охлаждение работать не сможет, а потому все модели с поддержкой охлаждения снабжены вентилятopaми.

При работе на охлаждение на теплообменниках конвекторов может образовываться конденсат. Во внутрипольных моделях влага скапливается на дне корпуса и нуждается в отведении. Поэтому в таких конвекторах часто предусматривают систему слива конденсата.

Чтобы было чисто

Через конвектор ежедневно проходит большой объём воздуха, а с ним — пыль и прочие загрязнения. Попадая внутрь прибора, они оседают на ламелях и других внутренних поверхностях, а со временем могут попадать обратно в поток воздуха. Чтобы конвектор не превратился в источник грязи, его следует периодически очищать (например, пылесосом, который втянет пыль из зазоров между ламелями). В некоторых моделях корпус и решётка неразъёмные, в других, напротив, съёмные и допускающие уборку внутри прибора. Стоит отметить, что пластинчатые теплообменники (особенно с рифлёными ламелями) более подвержены загрязнению, чем проволочные, у которых пыль почти не задерживается на проволоке и остаётся только на дне, откуда её легко собрать пылесосом.

Цена конвектора водяного отопления

Стоимость таких конвекторов колебается в широких пределах и зависит от прозводителя, типа конвектора, его мощности. Например, внутрипольный конвектор STKL FC 75 mini мощностью 362Вт стоит около 150 евро, а более мощный STKL FCF 75 мощностью 2513 Вт уже 430 евро.