Отопительная панель, как уже известно, представляет собой элемент, в котором имеются нагревательные каналы для теплоносителя змеевиковой или колончатой формы (рис. 11.2). При змеевиковой форме (рис. 11.2, а) обеспе­чивается последовательное движение всей массы теплоно­сителя по каналам, что способствует удалению из них воздуха. Поэтому змеевиковая форма греющих труб ис­пользуется преимущественно при горизонтально распо­лагаемых панелях.

При колончатой форме нагревательных элементов (рис. 11.2,6), применяемой в вертикальных панелях, поток теплоносителя делится на части в зависимости от числа параллельно расположенных греющих труб, присоединен­ных к колонкам. Достоинство панелей с нагревательными элементами колончатой формы — незначительные потери давления при протекании теплоносителя.

Нагревательные элементы в вертикальных панелях могут быть устроены и без колонок. При этом параллельные греющие трубы прокладываются через панели насквозь и соединяются подводками либо по проточной, либо по би- филярной схемам. При бифилярной схеме предусматривают движение теплоносителя по двум из четырех, например параллельных, труб слева направо, а по двум другим тру­бам — наоборот, справа налево.

В системах панельно-лучистого отопления зданий встре­чаются отопительные панели двух видов:

1) совмещенные, представляющие одно целое с ограж- дающими конструкциями здания, когда каналы для теп­лоносителя устраивают в наружных стенах, несущих пли -

А)

Рве. 11.2. Схемы нагревательных элементов отопительной панели змеевиковой (а) и регистровой (б) формы 1, 2, 3 — соответственно средние, крайние и одиночные трубы

Тах перекрытий и лестничных площадок при их изготов­лении (ранее они устраивались также во внутренних па­нельных стенах);

2) подвесные и приставные, изготовленные отдельно и смонтированные рядом, в специальных нишах строительных конструкций или под ними.

Совмещенные панели наиболее полно отвечают задачам комплексной механизации строительства зданий — система отопления монтируется в процессе сборки здания. При использовании подвесных и приставных панелей степень индустриальное™ монтажа зависит от конструкции панелей. Так, монтаж потолочных или напольных панелей требует больших затрат ручного труда, чем монтаж стеновых па­нелей.

В подвесных металлических отопительных панелях ка­налами змеевиковой формы являются стальные трубы Dy20, Прижатые к тонкостенному алюминиевому или стальному экрану. При наличии воздушного зазора между греющей трубой и экраном теплоотдача панелей заметно уменьша­ется. Эти четыре — шесть греющих труб размещаются по площади панели с шагом s=100—200 мм.

Экран может быть плоским или волнообразной формы. Плоский экран (рис. 11.3, а) проще в изготовлении, но не исключает взаимного облучения труб, уменьшающего теп­лоотдачу излучением. Коэффициент облученности для отопительной панели с плоским экраном составляет 0,57.

При экране волнообразной формы (рис. 11.3, б) коэф­фициент облученности возрастает до 0,63. Следовательно, в этом случае большая доля теплоотдачи панели передается в рабочую зону, а конвективная теплоотдача в верхнюю зону помещения значительно уменьшается (на 20—25%).

6.1

А)

Ттжтшш®

2-У

1

/ V-

^ккм/HHfj М

П so

Рис. 11.3. Подвесная металлическая отопи* тельная панель с плоским экраном (а) и с

Экраном волнообразной формы (б) 1 — греющие трубы, 2 — козырек, 3 — плэский экран, 4 — тепловая изоляция; 5 — волнообразный экран

Рис. 11.4. Теплопередача 1 м одиночной тру­бы Оу15 — 20 мм в воздухе и в отопительной панели с односторонней (сплошные линии) и двусторонней (пунктирные линии) тепло­отдачей

Металлические отопительные панели обогреваются вы­сокотемпературным теплоносителем — паром высокого дав­ления или водой с параметрами 150—70 °С. При воде при средней разности температуры Д/ср=/ср—/в=0,5 (150+ +70)—15=95 °С поверхностная плотность общей тепло­отдачи металлических панелей составляет 800 Вт/м[10].

Для изготовления более распространенных бетонных отопительных панелей используют тяжелый бетон, обла­дающий сравнительно высокой теплопроводностью [напри­мер, 1,5 Вт/(м-°С) при 0 °С и плотности в сухом состоянии 2400 кг/м[11]] и коэффициентом линейного расширения 1.15Х Х10-6 м/(м-°С).

Нагревательные элементы чаще всего устраивают из стальных труб, коэффициент линейного расширения ко­торых (1,2-10~6) весьма близок к коэффициенту расширения бетона. Разница между коэффициентами теплового расши­
рения этих материалов компенсируется в отопительной панели тем, что температура стали (с меньшим значением коэффициента линейного расширения) выше, чем темпера­тура бетона.

Заделка труб в бетон дает существенный теплотехниче­ский эффект — теплопередача труб увеличивается в среднем на 60% по сравнению с открыто проложенными. Это яв­ление закономерно: теплопередача нагретой трубы, изо­лированной снаружи теплопроводным материалом, возра­стает с увеличением толщины слоя покрытия. Возрастание происходит до некоторого «критического» значения внешнего диаметра dKp изолированной трубы, которое приблизи­тельно можно определить по формуле

DKV=2X/aa. (11.22)

Для бетонного цилиндра вокруг трубы при теплопро­водности бетона Х=1,28 Вт/ (м • °С) и коэффициенте наруж­ного теплообмена ан=11 6 Вт/(м2-°С) «критический» диа­метр равен ~220 мм. Возрастание теплопередачи обетони - рованной трубы объясняется увеличением площади внеш­ней теплоотдающей поверхности, которая с ростом диаметра развивается быстрее, чем растет термическое сопротивление слоя бетона.

На рис. 11.4 показано изменение теплопередачи 1 м одиночной трубы диаметром 15—20 мм: линия 1 харак­теризует теплопередачу трубы в воздухе, линии 2 и 3 — той же трубы в бетоне при различной его теплопровод­ности. Как видно, теплопередача трубы возрастает с уве­личением теплопроводности бетона, в который она заде­лана; двусторонняя теплоотдача (пунктирные линии) выше односторонней. Можно сделать вывод о целесообразности заделки нагревательных элементов в тяжелый бетон.

Теплопередача не одной, а ряда труб в бетонной панели, приведенная к 1 м, несколько ниже теплопередачи одиноч­ной трубы в бетоне и зависит от расстояния между трубами (шага труб) и их положения в панели (см. рис. 11.2).

Благодаря повышению теплопередачи стальных труб, находящихся в бетоне, можно сократить расход металла на отопительные приборы. При применении бетонных отопи­тельных панелей со стальными трубами вместо чугунных радиаторов расход металла на отопительные приборы сни­жается примерно в 2 раза.

32—765

Рис. 11.7. Напольные бетонные отопительные панели с расположением греющих труб в несущей части перекрытия (а) н над вей (б)

1 — покрытие пола, 2 — теплоизоляционный материал, 3 — железобетонное несущее перекрытие, 4 — греющая тр^ба, В — бетонная пэнель, 6 — штукатурка

Стальные трубы в бетонных панелях имеют срок амор­тизации, значительно превышающий срок службы открыто проложенных труб. Сравнительная долговечность обето - нированных стальных труб объясняется незначительной коррозией их внешней поверхности при отсутствии кон­такта с воздухом

8 6 S

Рис. 11.6. Совмещенные потолочные бетонные отопительные панелн с расположе­нием греющих труб в несущем бетонном слое (а) и под несущими пустотелыми Блоками (б)

1 — теплоизоляция, 2 — стяжка, 3 — покрытие, 4 — сетка, 5 — греющая труба, 6 — штукатурка, 7 — арматура, 8 — бетонный слой, 9 — пустотелый блок

Рис. 11,6. Подвесная пото­лочная отопительная панель 1 — подвеска, 2 — перекры­тие, 3 — тепловая изоляция, 4 — труба для теплоносите­ля, 5 — перфорированный металлический лист

Все же следует отметить, что поверхностная плотность теплоотдачи отопительных панелей меньше плотности теп­лоотдачи металлических отопительных приборов, и это приводит к значительному увеличению длины греющих
труб. Для сокращения расхода стальных труб возможна заделка в бетон чугунных элементов, пластмассовых и стеклянных труб или даже создание пустот в плотном бе­тоне, образующих систему каналов для протекания тепло­носителя.