Конвекторы, встраиваемые в пол

Мечта дизайнера

Чаще всего встраиваемые в пол конвекторы применяют в системах отопления коттеджей, реже - при обогреве городских квартир. Впервые попадая в поле зрения покупателя в магазине или на строительном рынке, такой прибор обычно воспринимается как длинная невысокая коробка, имеющая крышку в виде декоративной решетки. Под решеткой, в корпусе (его еще называют желобом), установлен нагревающий воздух теплообменник (трубка с нанизанными на нее пластинками), который подключается к системе отопления - от контакта с ней повышается температура воздуха в помещении. Помимо теплообменника, в желобе конвектора могут располагаться небольшие вентиляторы с электродвигателями (один или несколько), позволяющие ускорить обогрев помещения за счет интенсивного обдува теплообменника, а также различные приборы регулирования. Во время монтажа корпуса встраиваемых конвекторов скрывают в конструкции пола. Они погружаются в цементную стяжку ("дают осадку") или же устанавливаются в проемы, организованные в фальшполах. После завершения укладки напольного покрытия видимыми останутся только декоративные решетки, располагаемые заподлицо с чистовой поверхностью. Непосвященный человек, зайдя в комнату, обогреваемую встраиваемыми конвекторами, вряд ли сразу определит, откуда идет тепло, - неужели от этих узких "ковровых дорожек", разложенных под окнами?.. Дизайнеры обнаруживают во встраиваемых в пол конвекторах столь вожделенное воплощение "батареи-невидимки". А все потому, что встраиваемые конвекторы способны органично вписаться практически в любой интерьер.

Цвет решетки встраиваемых в пол конвекторов можно "подогнать" под цвет напольного покрытия или других важных элементов внутреннего убранства дома:  обивку мебели, шторы, цвет обоев и т. д. Благо большинство производителей конвекторов предлагают достаточно богатую палитру возможных оттенков окраски решеток. Изготавливаются решетки, как правило, из алюминия (без отделки, анодированного или покрытого полимерной краской), ценных пород дерева (дуб, бук, красное дерево, орех, реже береза) или пластика. Перекладины, из которых состоит решетка, могут располагаться поперек желоба конвектора - такое изделие похоже на веревочную лестницу и отличается гибкостью (его несложно скатать в бухту, что удобно, скажем, при уборке помещения). Вдоль желоба располагаются перекладины жестких и полужестких алюминиевых решеток (у последних линейные элементы скреплены между собой с помощью специальных гибких пружин, позволяющих четко соблюдать размеры и не утяжелять конструкцию).

Серийные конвекторы имеют в плане прямоугольную форму, их размеры раз и навсегда определены производителем. Так, ширина решеток составляет 140-430 мм, длина - 800-5000 мм. Но если прямоугольная форма и стандартные габариты приборов вас почему-либо не устраивают, можно заказать подходящий вариант "под конкретное помещение". Теоретически встраиваемые конвекторы могут иметь неограниченную длину и криволинейную форму. Предлагается соединение решеток на ус в углах помещения (угол их сочленения у одних производителей составляет только 90°, а у других находится в пределах от 0 до 180°). Конвектор может повторять контуры криволинейных участков стен (например, в эркерах), огибать колонны и т. д. Под заказ изготавливаются решетки с металлическими вставками, светильниками, электрическими розетками и с другим встраиваемым оборудованием.

С точки зрения теплофизики встраиваемые в пол конвекторы хороши своей низкоинерционностью.

Благодаря минимальному объему содержащейся в их теплообменниках горячей воды они практически мгновенно реагируют на изменение потребностей помещения в тепле, обеспечивая высокий комфорт и экономию средств на отопление.

У качественных конвекторов решетки разогреваются не более чем до 40-45°С, даже если температура теплоносителя достаточно высока. Следовательно, и при длительном контакте с их поверхностью получить ожог невозможно. Однако ходить босыми ногами по решеткам все же не рекомендуется. Предметы интерьера, в том числе кожаные диваны, кресла, старинная деревянная мебель и современное электрическое оборудование, зачастую могут располагаться в непосредственной близости от конвектора без риска их повреждения. Проходящий через прибор воздух соприкасается лишь с небольшими участками сильно нагретой трубки теплообменника, общая площадь которой составляет 3,5-5% от всей площади нагрева; пластины заметно холоднее. Кроме того, даже при максимальной температуре теплоносителя поверхность теплообменника имеет температуру порядка 60°С, что практически исключает пригорание пыли и существенно снижает (по сравнению с другими типами обогревателей) положительную ионизацию воздуха, неблагоприятно сказывающуюся на здоровье и самочувствии человека.

Не решеткой единой

Конечно, если бы конвекторы включали в себя только декоративную решетку, они применялись бы повсеместно, а вся процедура выбора прибора сводилась бы к чисто дизайнерским задачам. Однако на практике все гораздо сложнее.

Выбор решетки осуществляется в самую последнюю очередь, после уточнения всех теплофизических и строительных характеристик приборов.

Может, допустим, выясниться, что конвекторов, рассчитанных на глубину погружения, которая доступна в данном конкретном помещении, просто не существует в природе. Или же тепловая мощность оборудования окажется недостаточной для борьбы с выпадающим на окнах и стенах конденсатом (это относится, прежде всего, к очень высоким помещениям, например, холлам коттеджей). О возможности использования встраиваемых в пол конвекторов в системах обогрева или охлаждения помещений можно судить только по результатам детальных расчетов, проведение которых по силам лишь профессионалам - фирмам-поставщикам конвекторов, а также проектно-монтажным организациям, имевшим опыт общения с такой техникой.

Чтобы облегчить общение с поставщиком, мы рассмотрим базовые элементы конструкции встраиваемых конвекторов. При этом разделим приборы на две группы: с вентилятором, интенсифицирующим теплообмен, и без вентилятора.

Конвекторы без вентиляторов В средней полосе России конвекторы без вентиляторов, как правило, используются в качестве дополнительного отопления жилых помещений совместно с системой подогрева пола. 

В такой связке они заметно (в несколько раз) ускоряют реакцию оборудования на быстрое снижение или повышение температуры в доме. Причем весной и осенью теплый пол можно отключить - вполне хватит мощности конвекторов. Теоретически они подходят и для систем основного отопления коттеджа или квартиры, однако примеры реализации этой идеи нам неизвестны. Погонная мощность приборов - от 127 до 720 Вт на 1 м длины. Их долговечность, эффективность и простота эксплуатации во многом определяются конструкцией базовых элементов - желоба и теплообменника.

Желоб конвектора обычно имеет достаточно надежную антикоррозионную защиту. Традиционно его делают из "оцинковки" с полимерным покрытием, как у приборов компаний KAMPMANN (Германия), JAGA (Бельгия) и ряда других.

В последнее время на рынке появились и стали использоваться более надежные и стойкие к коррозии желоба из алюминия - в их изготовлении особенно преуспела фирма Mohlenhoff (Германия).

Если конвектор устанавливается в конструкцию фальшпола, качество антикоррозионной защиты материала, из которого изготовлен желоб, принципиального значения не имеет. Гораздо важнее качество антикора желоба при монтаже конвектора в цементно-песчаную стяжку, особенно при ее прямом контакте с корпусом (щелочная среда бетона разрушает металл). Самые строгие требования к качеству антикоррозионной защищенности желоба имеет смысл предъявлять во всех случаях, когда конвекторы предназначаются для бассейна или зимнего сада, где по вполне объективным причинам могут затапливаться водой "по самую решетку". Корпуса используемых здесь конвекторов должны в обязательном порядке снабжаться водоотводом.

Теплообменник

Чаще всего конвекторы, встраиваемые в пол, снабжаются медно-алюминиевым теплообменником, то есть медной трубкой, пронизывающей в один или несколько заходов пакет прямоугольных алюминиевых пластин. Для долговечности прибора важно, как эти тоненькие пластинки к трубе крепятся. Если они имеют штампованную отбортовку, увеличивающую площадь контакта в несколько раз (при взгляде на такие теплообменники сбоку может показаться, что пластины как бы "стекают" на трубку), то теплообменник получает серьезные шансы сохранить эффективность передачи тепла в помещение на протяжении всего времени эксплуатации.

Эффективность теплопередачи повышается, если на пластины теплообменника наносится рифление (тогда они становятся похожими на полоски шифера). Очень удачным как по конструкции, так и по эксплуатационным характеристикам медно-алюминиевым теплообменником Low-H2O комплектует свои приборы  Mohlenhoff один из признанных лидеров в производстве встраиваемых конвекторов - компания Moehlenhoff  Wärmetechnik GmbH.Чтобы сделать внутренние детали конвектора невидимыми сквозь решетку, теплообменник, а также корпус, запорную и регулирующую арматуру покрывают темной краской. Для справки: аккуратно чистить желоб пылесосом надо ежемесячно, влажную уборку следует производить регулярно (не менее чем раз в год, перед началом отопительного сезона).
 

Регулирование нагрева помещения

Теплоотдачу конвектора без вентилятора можно регулировать, изменяя количество протекающего сквозь него теплоносителя ("регулировка со стороны воды"). Для этого предназначена термостатическая головка с дистанционным пультом управления.

Конвекторы с вентиляторами

Тепловая мощность встраиваемых конвекторов с вентиляторами, приведенная к одному метру длины, находится в пределах приблизительно от 100 Вт при выключенном вентиляторе (прибор обогревает помещение за счет естественной конвекции) до 1200 Вт и более в случае, если вентиляторы работают на максимальной скорости. (Сам вентилятор потребляет в час всего несколько десятков ватт электроэнергии.) Конвекторы этой группы применяют как для основного, так и для вспомогательного отопления помещений различного назначения, в частности, в случаях, когда теплопроизводительности приборов с естественной конвекцией оказывается недостаточно. Иногда это оборудование используют для образования холодной воздушной завесы у поверхности окон, под которыми оно установлено. Завеса препятствует передаче тепла воздуху помещения от нагретых солнцем поверхностей стекол и рам. Это так называемое "легкое" кондиционирование, ощущаемое исключительно в зоне расположения конвекторов. На практике оно используется лишь в коттеджах, оборудованных системой центрального кондиционирования, при наличии источника холодной воды (чиллера, артезианской скважины или другого) с температурой 6-8°С, а также возможности организации отвода конденсата.

При выборе встраиваемых в пол конвекторов с вентилятором логично уделить дополнительное внимание качеству исполнения вентиляторов и возможностям систем регулирования теплопроизводительности.

Вентиляторы

Чаще всего во встраиваемых в пол конвекторах можно обнаружить так называемые тангенциальные вентиляторы  (в количестве 1-4, в зависимости от длины прибора). Конструктивно - это электромоторчики, к которым с одной или с двух сторон приделаны длинные "скалки" - крыльчатки. Устройство устанавливается параллельно теплообменнику. Тангенциальные вентиляторы создают плоский однородный поток воздуха большой ширины, благодаря чему обеспечивается равномерный обдув теплообменника.

Конструкция приборов позволяет облачить их в защитный кожух, который укрывает от попадания посторонних предметов, и установить на входе фильтр для очистки воздуха от крупнодисперсной пыли . Крыльчатка, как правило, хорошо балансируется и монтируется на резиновых виброамортизаторах.

Аксиальные (осевые) вентиляторы внешне не отличаются от тех, что используются в персональных компьютерах. Эти устройства имеют хорошую влагозащиту, устанавливаются парами (друг напротив друга) рядом с теплообменником и осуществляют его местный обдув и интенсификацию теплообменного процесса. Недостаток аксиальных вентиляторов в том, что они не способны обеспечить равномерный обдув нагревательного элемента.

Радиальные вентиляторы (один, максимум два) устанавливаются в торцевой части конвектора.

Их достоинством является способность создавать мощный поток воздуха, что позволяет организовать интенсивный обогрев помещения.

Внешне радиальный вентилятор похож на раковину улитки. С его помощью воздух нагнетается в донную часть желоба и, посредством элементов конструкции корпуса, подается под теплообменник. Широкое применение радиальных вентиляторов, возможно, сдерживается достаточно высоким уровнем генерируемого ими аэродинамического шума (лопасти сильно "бьют" о воздух). Заметим, что уровень шума, генерируемого вентиляторами конвекторов, для некоторых покупателей имеет первостепенное значение, особенно при выборе приборов для жилых комнат. Ведь звуковые раздражители оказывают негативное, зачастую угнетающее влияние на нервную систему человека. При этом надо иметь в виду, что зависимость между частотой вращения вентилятора, отопительной мощностью и шумом не линейна - шумность оборудования растет гораздо резче, нежели отопительная мощность.

Поэтому компании-производители обычно рекомендуют подбирать конвекторы по мощности, развиваемой ими при частичной (от 50 до 80%) производительности вентилятора. Например, компания Mohlenhoff, исходя из практики установки и эксплуатации своих приборов, предлагает вести тепловой расчет по самой низкой скорости вращения вентиляторов для спальных комнат и по среднему числу оборотов для помещений с дневной эксплуатацией, таких, как жилые комнаты, кухни.  На максимальную частоту вращения вентиляторы встраиваемых конвекторов должны включаться только в случаях, когда необходимо действительно очень быстро повысить температуру воздуха в помещении.

Компания JAGA вообще не рекомендует ставить конвекторы с вентиляторами в жилые комнаты.

К сожалению, приводимых производителем данных по уровню шума для рядового покупателя обычно недостаточно. Кроме того, сообщаемая информация не всегда достоверна, особенно в рекламных буклетах. Каждый человек воспринимает шум по-своему, и плюс к тому два одинаковых конвектора (в силу индивидуальных особенностей конструкции) могут существенно различаться по шумности.

Для сухих помещений используются встраиваемые конвекторы, электродвигатель вентилятора которых работает от сети  с напряжением 220, 24 или 12 В. Подойдут, например, современные приборы "ИЗОТЕРМ" (Россия), оборудованные тангенциальными вентиляторами на 220 В. А вот в помещениях с повышенной влажностью следует применять встраиваемые конвекторы с вентиляторами, рассчитанными на 12 или 24 В, электродвигатель которых защищен от проникновения влаги (степень защиты IP65). Например, компания OPLFLEX устанавливает в специальных конвекторах для бассейнов FLB влагозащищенные аксиальные вентиляторы на 12 В, конструкция которых предусматривает и "частичное подтопление".   Конвекторы MOHLENHOFF для сухих и влажных помещений укомплектованы вентиляторами на 24 В.

Управление нагревом помещения

Регулировку конвекторов с вентилятором, как правило, осуществляют за счет изменения подачи воздуха вентилятором в кожух прибора ("регулировка со стороны воздуха"). В результате удается поддерживать температуру воздуха в помещении на заданном уровне в зависимости от способа регулировки расхода.

Проще всего реализовать этот способ, включая и выключая вентилятор. В таком случае используется термостат, расположенный в контрольной точке помещения и, в зависимости от температурных потребностей, включающий и выключающий вентилятор (вентиляторы) в корпусе конвектора.
 
Конечно, "врубать" вентилятор на полную мощность (например, в спальне ночью) можно не всегда. Если требования по шуму критичны, предлагается использовать более совершенную ступенчатую систему регулирования, позволяющую в ручном режиме задавать скорость потока, а следовательно, и интенсивность прогрева помещения. Такая система позволяет включать конвектор на скорость, предварительно заданную пользователем (выбранную с помощью рычага переключения). В состав трехступенчатого регулятора, помимо термостата, расположенного на стене комнаты, входят еще автотрансформатор и переключатель.

Третий уровень - автоматическое ступенчатое регулирование скорости вращения. Эта система сама определяет, когда достаточно низкой частоты вращения, а когда для оперативного прогрева помещения необходимо использовать повышенную. Самым главным преимуществом этого способа регулирования является значительное уменьшение колебаний температуры, что обусловлено тепловой инерцией отопительной системы.

Наконец,  самый высокий уровень комфорта обеспечивает система плавного регулирования.

Микропроцессорный блок управления позволяет очень точно поддерживать температуру воздуха в помещении, не допуская перерасхода тепловой и электрической энергии. При этом микропроцессор может отслеживать не только температуру воздуха в помещении на данный момент, но и температуру на улице и многие другие параметры. Подобные системы регулирования, о возможностях которых вполне можно было бы написать отдельную статью, поставляются в конвекторах компаний MOHLENHOFF и KAMPMANN.