Что такое лучистое отопление

Лучистое отопление: недостатки и преимущества помощи мини-солнца

Выбор оптимального вида отопления — один из главных этапов любого строительства. Оно может быть различным: например, печным или котельным. При решении этой задачи учитывают многие факторы — доступность вида топлива, особенности дома — планировку, этажность, местность, где он будет располагаться, и толщину его стен. Однако прежде надо узнать, какие виды отопления бывают, познакомиться с относительно новыми технологиями. К ним с полным правом можно отнести лучистое отопление, поэтому перед выбором не помешает понять, что это такое, а также оценить недостатки и достоинства данной альтернативы.

Системы отопления по виду энергоносителя

Перед тем как приступать к вопросу о том, что такое лучистое отопление, нужно «пробежаться» по всем используемым системам. Их можно классифицировать по-разному, однако начать лучше с источника тепла, с вида топлива. Ассортимент в этом случае достаточно широк.

Газовые

Главное достоинство этого теплоносителя — его невысокая цена. Конечно, если вести речь о магистральном, а не сжиженном виде топливе. Но основе газа есть возможность реализовать любую схему отопления. Основной недостаток — большие затраты на присоединение к газопроводу, если он проходит относительно далеко от участка. Другой минус — необходимость согласования операции (и проекта системы отопления) с газовой службой.

Жидкотопливные

Эти рассматриваемые варианты энергоносителя — дизельное топливо, солярка либо легкие сорта мазута. Такие жидкотопливные системы также подходят для частного дома. Современное оборудование имеет достаточно высокий КПД, а автоматические системы делают управление простым, а расход топлива экономичным. Минусы есть: это сложность конструкции, поэтому дороговизна жидкотопливной горелки, высокая цена теплоносителя, необходимость его транспортировки, места для хранения.

Твердотопливные

В этом случае источниками тепла служат дрова, пеллеты или уголь. Этот вариант обычно рассматривают владельцы участков, на которые нет возможности провести газ, к тому же нередки перебои с электричеством. Современное оборудование, использующееся для автоматизации системы, дозирования топлива, серьезно упрощает ее эксплуатацию. Однако недостатки тоже существенны. Это цена, несравнимая со стоимостью газа, расходы на транспортировку, необходимость выделить помещение для хранения топлива.

Комбинированные

Это отопительные системы, в которых используют несколько видов топлива. Например, к газовому котлу и радиаторной водяной системе добавляют теплые полу, обогреваемые с помощью электричества, либо инфракрасные обогреватели. Возможны и другие варианты.

К этой же категории относится почти универсальное оборудование — многотопливные котлы, способные работать на 2-4 видах топлива. Плюс их — шанс бесперебойной, эффективной работы в любых условиях. Минус — высокая цена, которая растет пропорционально количеству продуктов в «рационе» агрегата, и такая же стоимость ремонта.

Нельзя не сказать об альтернативных системах, которые для обогрева помещений используют энергию солнца или ветра, тепло земли, естественных водоемов или воздуха. В некоторых случаях они могут функционировать почти автономно. Многих привлекает их экономичность и экологичность. Однако пока хозяев домов останавливает высокая цена оборудования, проектирования и монтажа. Ждать окупаемости таких систем приходится долго.

Отопление: способы передачи тепла

Основных разновидностей отопительных систем существует две. Это конвективное и лучистое (инфракрасное) отопление.

Конвективное

Конвективным считают любую отопительную систему, в которой передача тепловой энергии происходит благодаря естественному перемещению теплых и холодных воздушных масс. Нагретый воздух всегда поднимается вверх, холодный или остывший опускается вниз.

В этом и есть основной недостаток любого конвективного отопления: в помещении всегда большой перепад температур. У потолка всегда тепло, у поверхности пола — холодно. Этим «грешит» традиционная радиаторная система, однако еще больший «эффект-дефект» наблюдается при работе тепловентиляторов или тепловых пушек.

Лучистое

Альтернатива — инфракрасное, лучистое отопление. В этом случае тепло передается посредством излучения. Сравнить эту систему можно с мини-солнцем. Располагают отопительное оборудование над обогреваемой зоной, под ней, или сбоку, на стенах.

В роли теплоносителя в таких системах выступает вода, реже горячий воздух либо пар. Альтернатива — легкие электрические нагреватели, которые чаще монтируют в потолок. Большая часть отопительных приборов (конвекторы, радиаторы, теплые полы, стены) являются конвективно-лучистыми, то есть переносят тепло конвекцией и излучением, но соотношение этих способов отопления у них разное.

Лучистое отопление: его особенности

Прежде надо разобраться, как работает инфракрасный обогрев, какова его польза для организма.

Польза инфракрасного оборудования

Для понимания лучше сначала поближе познакомиться с «работой» его большого «брата». Солнце является источником электромагнитного излучения. Оно состоит из трех волн различной длины.

Из-за широкого диапазона инфракрасного излучения его разделили на три диапазона — на ближний (он примыкает к видимому свету), средний и длинноволновый, или дальний. Если говорить о максимально полезном воздействии на человека, то идеалом оказывается та часть излучения, что находится ближе к среднему поддиапазону.

Длина «полезной» волны составляет 5-15 мкм. Такое излучение называют «лучами жизни». Причина — совпадение с частотами теплового излучения человека. Эти волны, повышающие иммунитет, успешно применяют для борьбы с различными заболеваниями. Именно в этом диапазоне работают лучистые обогреватели.

Полноценной системой лучистого отопления может считаться та, при работе которой около 75% теплоты передается помещению лучеиспусканием, а около 25% — конвекцией. Такое соотношения позволяет получить максимальный комфорт для человека.

Инфракрасное отопление будет нагревать поверхности (пол, мебель и т. д.), сосредотачивать тепло, необходимое человеку на конкретном участке комнаты. Эта система не будет распространять его в зоны, которым максимальный комфортный обогрев не нужен. В первую очередь, это касается потолка.

«Собственное солнце», по сути, является почти полным аналогом настоящего светила. Отличие одно: это отсутствие ультрафиолетового излучения, которое в больших дозах вредно для организма человека.

Области применения лучистого отопления

Эти системы используют для обустройства обогревательных систем в различных помещениях. Их можно увидеть:

Лучистыми системами отопления нередко оборудуют медицинские центры, клиники, больницы, санаторно-курортные комплексы.

Лучистые нагреватели бывают пленочными (ПЛЭН) и панельными. Первый вид работает только от электричества. Второй вариант более универсален: помимо электроэнергии он позволяет использовать воду или газ. По понятным причинам газовые лучистые панели (ГЛО) походят для обогрева складов, производственных помещений, больших мастерских или ангаров. В квартирах и частных домах идеалом будут максимально безопасные электрические системы.

Выбор отопительного оборудования

Такие приборы можно размещать на потолке, полу или стенах. Решение владельцев дома зависит только от климата в местности. На Крайнем Севере рекомендуют устанавливать напольное лучистое отопление. Там, где климат жаркий, советуют монтировать потолочные конструкции сверху. В этом случае систему летом можно использовать в качестве кондиционера, пропуская по трубам холодную воду.

Лучистое отопление: недостатки или достоинства?

Отопительные системы постоянно совершенствуются, появляются новые виды. Первое доказательство прогресса — лучистое отопление, которое относится к новейшим технологиям.

Плюсы

О пользе таких систем для людей уже было написано, но это не единственное преимущество данного вида обогрева. В списке преимуществ:

Еще одно преимущество такого отопления — энергоэффективность. Считается, что системы лучистого нагрева в скором времени могут потеснить привычные радиаторы и традиционное климатическое оборудование. Причина — универсальность: данные приборы способны обеспечить не только обогрев, но и охлаждение.

Недостатки

Эффективность оборудования — достоинство, которое сразу превращается в недостаток, если речь заходит о лучистом отоплении в квартирах. Такое решение не совсем целесообразно. Причина — некоторые потери тепла. Поскольку прибор будет нагревать все поверхности, часть тепловой энергии будет неизбежно уходить в соседние помещения.

Конечно, эту проблему решит монтаж теплоизоляции, однако нужно учесть и еще один недостаток: это большие расходы. Вкупе с изоляционными материалами такой обогрев обойдется дороже обычных радиаторов отопления.

В небольшую «армию» минусов можно отнести цену таких приборов, однако вполне логично ожидать, что эффективность оборудования всегда требует каких-то жертв. Рано или поздно, но оно обязательно окупится.

Необходимость грамотного, точного расчета тоже крайне важна. В противном случае эффективной работы оборудования можно не дождаться. Поэтому перед покупкой нужна консультация со специалистом.

Системы инфракрасного отопления

Если размышлять о «идеальном идеале» лучистого обогрева, то им была и остается обычная массивная печь. В ней даже выпечка получается вкуснее, причина — инфракрасное излучение. Причем это факт, а не просто ощущение. Представителей современных систем лучистого отопления существует несколько. Это «теплые полы», пленочные лучистые обогреватели и излучающие панели — стеновые либо потолочные.

Системы «теплый пол»

Они отличаются как конструкцией, так и принципом отопления.

Лучевые системы теплых полов имеют большое преимущество перед простыми конвективными конкурентами. В случае выхода из строя одного элемента обогрев будет продолжать работать. Но надо отметить, что эффективность потолочных панелей (пленок) выше, чем у напольных систем. Разница составляет примерно 15% (85 против 70). Причина — более выраженная конвекция напольного отопления.

Пленочные лучистые электронагреватели (ПЛЭН)

ПЛЭН считают самыми рациональными системами для обогрева любых помещений: как жилых, так и нежилых. Пленочные обогреватели могут стать основной или дополнительной системой. Чаще их располагают на потолке.

ПЛЭН состоит из двух слоев полимера. Между ними располагаются резисторы, отдающие лучистое тепло алюминиевой фольге. Стандартная ширина устройства составляет 300 мм, толщина — 1 мм. Максимальная температура нагрева — 450°.

Плюсы таких систем — компактность, практичность, относительная простота монтажа, так как крепежные элементы входят в любой комплект. Малое потребление электроэнергии — еще одно немаловажное достоинство пленочных обогревателей.

Стеновые панели

Эти обогревательные системы — закрытые модульные блоки, изготовленные из медных труб. Их толщина — 20-25 мм. Корпус делают из алюминия. В роли теплоносителя выступает горячая вода. Панель отопительного прибора служит не только в роли кожуха: труба, спрятанная в корпусе, способна отдать больше теплоты, чем та, что проложена открыто.

При температуре 40° лучевая теплопередача у данного оборудования составляет около 80%. Оставшиеся 20 процентов — передача конвективным способом. Перед монтажом модулей стены защищают фольгированным утеплителем. Панели фиксируют на стенах с помощью вертикальных либо горизонтальных штанг. Существуют встроенные модели панелей.

В этом случае медные змеевики крепят к стенам с помощью вертикальных либо горизонтальных направляющих. После завершения монтажа лучистое оборудование закрывают слоем штукатурки (35 мм), листами гипсокартона или другими стеновыми материалами. Кроме внешнего монтажа можно осуществить внутреннюю установку. В этом случае модульные блоки крепят на арматуру, а затем бетонируют.

Эффективность работы этой разновидности лучистой системы напрямую зависит от свободного пространства. Большое количество корпусной мебели по периметру стен располагать не рекомендуется.

Потолочные модели

Эти конструкции можно назвать «пионерами» лучистого обогрева, так как именно они появились раньше всех своих конкурентов. Объясняется их популярность просто: потолок располагается на максимальном расстоянии от жителей квартиры, а тем более — дома, где высота чаще превосходит параметры многоэтажек. По этой причине ничто не мешает нагреть их до относительно высоких температур без вреда для здоровья домочадцев.

Максимальная температура моделей для потолка зависит от его высоты. Оптимальным считается перепад 5-10° между температурой поверхности панели и воздуха в помещении. Такие лучевые панели не встраивают в потолок, поэтому монтаж их относительно прост, а обслуживать системы удобно.

Лучистое отопление постепенно становится все более популярным, так как эта альтернатива привычным для всех системам безопасна, практична, к тому же обеспечивает комфортные условия для людей.

Источник

Что такое лучистое отопление

Системы жизнеобеспечения играют значительную роль в современном мире. Человеку уже не обойтись без инфраструктуры переноса и доставки воды, тепла, энергоносителей.

Тепловое излучение Как известно, все способы отопления основаны на физических законах передачи тепла от более теплого тела к более холодному. Можно выделить три основных типа теплообмена: теплопроводность (внутри твёрдого тела), конвекция (подразумевает наличие между объектами газообразной или жидкой среды) и лучистый теплообмен. Лучистый теплообмен, в отличие от остальных видов теплообмена, не требует непосредственного контакта или наличия проводящей среды: тепловое излучение (электромагнитные волны инфракрасного диапазона длиной от 0,77 до 340 мкм) может переносить энергию даже через вакуум.

Любой предмет с температурой, отличной от абсолютного нуля, излучает инфракрасные волны, будь то чайник или электрическая лампа. То же можно сказать и о традиционном радиаторе отопления, хотя в этом случае основная доля тепла будет передаваться все же путем конвекции (

80%) и только малая часть – посредством излучения (

20%). Но если установить отопительный прибор под потолком, оборудовать его отражающими и изоляционными поверхностями, то конвективная составляющая минимизируется (

20-25%). Именно такой принцип заложен в концепции потолочных инфракрасных (ИК) обогревателей – самых эффективных излучателях тепла.

Потолочные инфракрасные обогреватели

Основными преимуществами использования инфракрасных отопительных потолочных обогревателей являются:

возможность обогрева локальных рабочих зон;

малая тепловая инерционность и короткое время реагирования (“мгновенный нагрев”);

* отсутствие необходимости в выделении части эффективной площади помещения для размещения отопительных устройств;

ИК-обогреватели принято классифицировать по температуре (Т) излучающей поверхности (и соответствующей длине волны (?)) на три категории:

среднетемпературные (средневолновые) с Т = 300-750С (15-100 мкм);

высокотемпературные (коротковолновые) с Т > 750?С (0,77-15 мкм).

Источником энергии для потолочных ИК обогревателей могут служить газ, электричество и вода. Газовые ик обогреватели могут относиться к средне- и высокотемпературным обогревателям. В «светлых» коротковолновых газовых ИК обогревателях основным нагревательным элементом является керамическая пластина (толщиной порядка 12 мм), внутри которой происходит сжигание газа. При этом температура поверхности керамики может достигать 1000С, однако особенности ее конструкции и хорошие теплоизоляционные показатели пористой керамики обеспечивают высокий нагрев только на излучающей (рабочей) стороне, тыльная часть панели не прогревается более

В среднетемпературных газовых ИК обогревателях излучателями являются металлические трубки, каждая из которых обеспечивается системами подвода газа и электроэнергии, а также отвода продуктов горения. Воздух и газ поступают в специальную камеру, где образуют горючую смесь, которая в свою очередь сжигается в керамической пластине. Продукты сгорания равномерно распределяются внутри трубок, излучающих тепло.

Электрические потолочные ИК-излучатели в основном представлены длинно- и средневолновыми приборами. Их основным компонентом, преобразователем электрической энергии в тепловую, как правило, является стальной трубчатый электронагреватель (ТЭН). Реже используется пленочный нагреватель, который имеет трехслойную конструкцию (между двумя полимерными пленками размещается угольно-графитовый порошок). Преобразователь устанавливается в корпусе из оцинкованной стали. В нем же находится отражатель из полированного алюминия. Задняя стенка корпуса защищена теплоизоляционным материалом (в основном минеральной ватой). При подаче тока ТЭН нагревается и тепло (в виде электромагнитных волн) с помощью отражателя излучается в зоны обогрева.

Ещё один тип приборов лучистого отопления – это водяные потолочные ИК обогреватели. В отличие от уже рассмотренных газовых и электрических обогревателей им свойственна высокая взрыво- и пожаробезопасность. Потолочные водяные ИК обогреватели могут применяться на предприятиях химической, деревообрабатывающей, бумажной промышленности, а также в складских помещениях. Источником нагрева в данных приборах служит теплая или горячая вода (температурой от 40 до 120С). Поэтому водяные инфракрасные обогреватели относятся к группе низкотемпературных (длинноволновых) обогревателей.

Конструкция водяных потолочных ИК-обогревателей представляет собой панель, нижняя часть которой является излучающим экраном, а верхняя снабжена изоляцией с отражающим слоем, направляющим всё излучение вниз. Внутри панели расположены трубки (диаметром от 15 до 28 мм), проводящие воду. От них тепло передается экрану, который излучает волны, нагревая находящиеся в помещении предметы. Также необходимо отметить, что в летнее время водяные панели могут быть использованы в качестве приборов охлаждения, которые, в отличие от кондиционеров, не создают сквозняков, пылевых потоков, не несут бактериальной опасности, а также не допускают пересушивания воздуха.

Кроме того, модульная компоновка некоторых изделий позволяет собирать конструкции необходимых типоразмеров исходя из исключительных пространственных характеристик того или иного помещения. Для зданий с повышенной влажностью (автомоек, бассейнов и т.д.) существуют коррозионно-устойчивые варианты исполнения приборов, для медицинских учреждений – высоко гигиеничные решения ИК-отопления.

Стоит заметить, что, по оценкам экспертов, на человеческий организм наиболее благоприятное влияние оказывают именно длинные волны, которые испускаются объектами с температурой поверхности менее 90?С. Таким образом, в помещениях с высотой потолка 2,5-3,5 м оптимальным решением представляются ИК-панели с нагревом источника 100-120С, дающие безопасное и мягкое излучение.

Итак, по своим теплофизическим свойствам потолочные технологии лучистого излучения идеально подходят для отопления объемных площадей. Главное – энергия практически не тратится впустую. В отличие от западных стран, в нашей стране такие системы пока еще применяются редко, но в последнее время ситуация постепенно изменяется. Так, по прогнозам многих специалистов, потолочные технологии ИК-отопления, в частности, водяные, получат широкое внедрение уже в самой ближайшей перспективе.

Источник

Системы лучистого отопления и охлаждения

В последнее время в связи со строительством офисов больших площадей со свободной планировкой рабочих пространств появилась необходимость в применении систем отопления и охлаждения помещений, позволяющих трансформировать системы обеспечения микроклимата так же свободно, как и изменять планировку офиса. Появление современных стеклопакетов с высоким сопротивлением теплопередаче позволило убрать отопительные приборы из-под оконных проемов; требования к качеству микроклимата помещения и к энергосбережению возросли. Системы лучистого отопления и охлаждения получили новый виток развития. Теплые полы и излучающие панели, охлаждающие потолки и «балки» – все это не только современная альтернатива традиционным системам отопления, охлаждения и кондиционирования воздуха, но и оборудование, имеющее в своей основе иной принцип обеспечения комфорта в помещении, когда нагрев или охлаждение воздуха происходит за счет не только конвекции, но и излучения.

Достаточно распространенные в странах Северной Европы системы лучистого отопления и охлаждения обозначили отход от традиционных водяных и воздушных систем и сегодня представляют оригинальную европейскую методику. Хотя у данных систем тоже есть свои недостатки, они обеспечивают комфорт, в большей степени соответствующий характеру теплообмена человека.

Имеющиеся сегодня инженерные решения на основе систем лучистого отопления и охлаждения позволяют более рационально, по сравнению с традиционными, выстраивать архитектурный облик здания и интерьеры помещений. Теплоноситель (как правило, вода), используемый в таких системах, имеет умеренную температуру как для отопления, так и для охлаждения, отсюда оптимальные условия для работы конденсационных котлов и тепловых насосов, солнечных коллекторов, высокий уровень энергетической эффективности и экологической безопасности.

Часть 1. Отопление излучающими панелями

При использовании систем лучистого отопления средняя температура в помещении обычно выше, чем температура воздуха, т. к. передача тепла осуществляется нагретыми поверхностями пола, потолка, стен большой площади либо их сочетанием.

Вследствие большой площади теплоотдающих поверхностей их температура близка к требуемой температуре в помещении и нет необходимости использовать воздух в качестве дополнительного способа нагрева помещения. Равные условия комфорта в помещении можно обеспечить при более низкой температуре воздуха, сократив расход тепла на подогрев вентиляционного воздуха. Основное отличие между традиционным и лучистым отоплением как раз и состоит в температуре воздуха. В жилом помещении с лучистым отоплением она всегда ниже в среднем на 2 °C: понижение температуры всего на 1 °C позволяет снизить потребление энергоресурсов в среднем до 7 %. При этом должно быть понятно, что величина экономии растет пропорционально отапливаемым объемам. То есть в помещениях очень большой площади – соборах, музеях и пр. – экономия энергии достигает 40–50 %. Если к тому же системы лучистого отопления использовать в комбинации с современными генераторами тепла, результаты по параметрам сезонной производительности просто потрясающие.

Что касается материалов, применяемых для изготовления излучающих панелей, на первом месте стоит медь – по показателям теплопроводности, меньшей высоте прокладки, высокой термостойкости и отсутствию проблем с осмосом. Пластмассовые материалы (полиэтилен, полибутилен и др.), в свою очередь, очень технологичны при монтаже, что позволяет значительно снизить его стоимость.

Рисунок 1.

Вертикальное распределение температуры от теплого пола близко к идеальному

Отопление теплыми полами

Отопление теплым полом обеспечивает практически безградиентное распределение температуры по высоте человека, при этом к ногам поступает тепла чуть больше, чем к голове.

Основным параметром при проектировании систем с теплым полом является температура его поверхности: известно, что при превышении определенных значений вероятно возникновение проблем физиологического характера, касающихся кровообращения нижних конечностей. По этой причине международными стандартами установлена максимальная температура теплого пола 29 °C при температуре внутреннего воздуха 20 °C. Для участков пола, где нахождение людей маловероятно, допускается максимальная температура поверхности пола 35 °C, в туалетных и ванных комнатах эта температура не может превышать 33 °C при температуре внутреннего воздуха 24 °C.

Рисунок 2.

Теплоотдача теплого пола. В целях предотвращения проблем с кровообращением нижних конечностей человека температура поверхности теплого пола не может превышать 29 °C

Теплоотдача пола с постоянной равномерной температурой рассчитывается по следующей формуле:

где q – тепловой поток поверхности пола, Вт/м 2 ;

t_п – средняя температура поверхности пола, °C;

t_в – средняя температура воздуха, °C.

Если t_п = 29 °C и t_в = 20 °C, тепловой поток составит:

Схема регулирования температуры воды на подаче в контур излучающей панели. Рекомендуется для систем малой и средней площади

Одной из причин, по которым в 1950-е и 1960-е годы отопление теплым полом было признано недостаточно надежным, были проблемы с регулированием, обусловленные, главным образом, высокой тепловой инерцией системы, что плохо подходило для обеспечения регулирования температуры воздуха.

Рисунок 4.

Теплоотдача излучающей панели в стене. Поскольку пользователи здесь непосредственно не контактируют с излучающей поверхностью панели, допускается более высокий уровень температуры поверхности, чем у теплого пола

Сегодня в результате улучшения теплозащиты зданий, оптимизации геометрической раскладки труб и практически повсеместного наличия теплоизоляции под цементной стяжкой обогревающие полы могут давать очень неплохие результаты по обеспечению регулирования температуры воздуха, вполне сопоставимые с параметрами других систем отопления.

Рисунок 5.

Модульная панель, выполненная из меди, для установки под штукатурку.

Система практична и монтируется в кратчайшие сроки

Для организации эффективного регулирования обогревающих полов необходим грамотный расчет циркуляционных колец, при котором в каждую излучающую панель (циркуляционное кольцо) должен поступать расчетный расход теплоносителя. Как правило, регулирование температуры теплого пола состоит в регулировании температуры воды на подаче в контур в зависимости от температуры наружного воздуха. Такое регулирование далеко не всегда может обеспечить комфортные условия в отдельных помещениях, поскольку центральное регулирование по датчику температуры наружного воздуха не позволяет учесть внутренние тепловыделения в отдельных помещениях. Более эффективно сочетание центрального регулирования с местными термоэлектрическими клапанами, устанавливаемыми на каждую панель и получающими сигнал от комнатного термостата. В этом случае центральное регулирование обеспечивает подачу теплоносителя с оптимальной, в соответствии с погодными условиями, температурой, а комнатные термостаты обеспечивают комфортные условия в каждом помещении с учетом внутренних тепловыделений.

Рисунок 6.

Теплоотдача потолочных излучающих панелей. Для жилых помещений рекомендуется перепад 10 °C между поверхностью активных элементов и температурой воздуха в помещении. Рабочие параметры и ограничения аналогичны параметрам теплых полов

Излучающие панели в стенах

Излучающие панели в стенах применяются, как правило, дополнительно к другим системам отопления, но могут использоваться и в качестве самостоятельной системы.

Монтаж панелей

Монтаж под штукатурку

Модульные блоки змеевика панелей монтируются непосредственно на стену обычным крепежом и покрывают штукатуркой слоем толщиной около 3,5 см.

Монтаж под облицовочные панели

Модульные блоки змеевика панелей монтируются на стену и закрываются гипсокартоном либо иной жесткой облицовкой.

Блоки змеевика крепятся посредством вертикальных либо горизонтальных осевых опорных штанг на слой теплоизолирующего материала, покрытого, как правило, алюминиевым листом.

Заделка в армированные бетонные панели

Модульные блоки змеевика крепятся к металлической арматуре, затем заливаются бетоном по традиционному методу. Готовая панель оставляется открытой либо штукатурится.

Температурная динамика в помещениях, оборудованных обогревающими панелями в стенах, достаточно плавная. Установлено, что при средней температуре 40 °C подаваемой в змеевик воды и температуре воздуха в помещении в пределах 19–20 °C доля излучения в теплоотдаче панелей составляет 80–85 %, доля конвекции – 15–20 %.

Другая особенность панелей в стенах – низкая тепловая инерция, которая (будучи обусловленной особенностями установки) в любом случае оказывается ниже, чем у теплых полов. Это обстоятельство приобретает особое значение для объектов, где теплоснабжение работает в переменном режиме. Следует, однако, признать, что в этом вопросе есть одна немаловажная особенность, которая оказывает влияние на выбор в пользу того или иного решения – в жилых помещениях, обставленных мебелью, эффективность обогревающих панелей в стенах существенно снижается.

Потолочные излучающие панели

Первые излучающие панели, которые появились на рынке отопительных систем, были потолочными.

В силу отсутствия прямого контакта излучающих панелей с человеком для них (как и для обогревающих панелей в стенах) допустимы более высокие значения температуры поверхности, нежели для теплых полов, что позволяет обеспечить достаточно высокую теплоотдачу, не создавая особого дискомфорта для пользователей.

Очевидно, что допустимые максимальные значения температуры поверхности для потолочных панелей в значительной степени обусловлены высотой потолков. Для жилых помещений со стандартной высотой потолков рекомендуется перепад 10 °C между температурой поверхности панели и температурой воздуха в помещении.

Высокая тепловая инерция самых первых отопительных систем этого типа была вызвана тем обстоятельством, что панели встраивались в бетонные междуэтажные перекрытия. Подвесные излучающие потолки модульного типа отличаются низкой тепловой инерцией, простотой установки и – что немаловажно – чрезвычайной легкостью и безопасностью доступа для обслуживания.

Распределение температуры по вертикали в режиме отопления показывает, что излучающие потолки подходят скорее для охлаждения помещений в летний период. Как бы там ни было, системы такого рода представляют собой добротный функциональный компромисс между летним охлаждением и зимним отоплением и особенно подходят для предприятий сферы услуг, где модульность подвесных потолочных конструкций обеспечивает:

— неплохую гибкость, поскольку используемые соединения позволяют без труда реконструировать систему в случае перепланировки помещений;

— возможность интеграции других типов систем (освещения, противопожарной системы и пр.) без изменения внешнего вида и нарушения функциональности установленных панелей.

Заключение

В прошлом негативное влияние определенных факторов, а точнее поверхностный подход к решению функциональных проблем, свойственным излучающим панелям, приводило к известному скептицизму в отношении систем лучистого отопления. Однако сегодня – в связи с улучшением теплоизоляции зданий и системы регулирования температуры воздуха – системы лучистого отопления переживают второе рождение.

Большие поверхности систем лучистого отопления, нагреваемые до невысоких температур, обладают целым рядом преимуществ, среди которых выделяются:

— высокий тепловой комфорт;

— лучшее качество воздуха;

— практически полное отсутствие воздействия на окружающую среду;

То обстоятельство, что монтаж таких систем осуществляется, как правило, специализированными организациями, которые гарантируют функциональные проектные параметры, является залогом непрерывного роста числа излучающих панелей в сдаваемых объектах жилищного строительства.

В статье использованы материалы:

1. G. Redondi. Il riscaldamento a pannelli radianti // Costruire Impianti. 2003. № 1.

2. Ф. А. Миссенар. Лучистое отопление и охлаждение. М.: ГСИ, 1961.

3. В. Н. Богословский. Строительная теплофизика. М.: ВШ, 1970.

Системой обогрева – охлаждения в помещении должна быть создана благоприятная для человека тепловая обстановка. Самочувствие и работоспособность человека зависят от состояния физиологической системы терморегуляции организма, которая нормально функционирует при температуре около 36,6 °C. Для поддержания постоянной температуры организм человека непрерывно вырабатывает тепло, которое отдается окружающей среде. В зависимости от физиологического и эмоционального состояния человека, его одежды, возраста, вида выполняемой работы и индивидуальных особенностей организма количество тепла, выделяемого в окружающую среду, может быть различным.

Общий тепловой (энергетический) баланс человека (Вт) характеризуется следующим уравнением:

где D Q_ч – избыток (накопление) или недостаток тепла в организме;

Q_ч – теплопродукция организма (общее количество энергии, вырабатываемой организмом);

Q p _ч – расход тепла (энергии) на механическую работу;

Q к _ч – составляющая теплообмена человека конвекцией;

Q л _ч – составляющая теплообмена человека излучением;

Q т _ч – тепловая энергия, обусловленная теплообменом со средой посредством теплопроводности;

Q и _ч – составляющая теплообмена человека за счет затрат тепла на испарение влаги;

Q ф _ч – тепло, затрачиваемое на физиологические процессы (нагрев вдыхаемого воздуха, естественный обмен веществ и пр.).

Основным способом передачи тепла является теплообмен между кожными покровами человека и окружающей средой посредством теплопроводности, конвекции, излучения и потоотделения (поскольку впоследствии пот испаряется).

Посредством теплопроводности тепла передается настолько мало, что в общем расчете теплового баланса его можно не учитывать, поскольку такие поверхности тела человека, как ладони рук или ступни ног, чрезвычайно малы по сравнению с общей площадью тела, а в тех случаях, когда температура поверхности в точке контакта существенно отличается от температуры тела человека, как правило, используются защитные предметы одежды.

Общая теплопродукция организма Q_ч в основном зависит от степени тяжести выполняемой человеком работы.

Расход тепла на механическую работу Q p _ч обычно составляет от 5 до 35 % от дополнительных тепловыделений, связанных с выполнением физической или умственной работы. Например, для работы средней тяжести, выполняемой стоя (Q_ч = 300 Вт), этот процент равен 20 и Q p _ч = 0,2 (Q_ч – 100) = 40, где 100 Вт – тепловыделение в покое. Тепло, затрачиваемое на физиологические процессы, Q ф _ч не превосходит 11,6 Вт, и в расчетах его можно не учитывать.

Если теплопродукция организма и потери тепла не сбалансированы, то в организме может наблюдаться накопление тепла D Q_ч, связанное с повышением температуры, или его дефицит, приводящий к переохлаждению организма. Система терморегуляции организма позволяет в определенных пределах обеспечивать баланс продуцируемого и теряемого теплом тела. Однако возможности терморегуляции весьма ограничены.

В пределах значений температуры среды, соответствующих комфортным условиям, теплообмен происходит главным образом конвекцией и излучением. В условиях теплового комфорта теплообмен человека происходит посредством:

— скрытого тепла (потоотделения и дыхания) – 21 %;

Таким образом, основными параметрами среды в определении тепловлажностного комфорта являются: температура, влажность, подвижность воздуха и средняя температура окружающих поверхностей помещения.

Человек ощущает не столько температуру воздуха, сколько совокупность температур воздуха Т_в и радиационную температуру помещения T_R, что иначе называется «температура помещения» T_п.

В умеренной тепловой среде или при температуре (T_R – T_в) j _в воздуха в помещении, температурами поверхностей Т_i, обращенных в помещение, расположение (относительно человека) и размеры которых определяют радиационную температуру помещений T_R. Комфортное сочетание этих показателей соответствует таким оптимальным метеорологическим условиям, при которых сохраняется равновесие, отсутствует напряжение в процессе терморегуляции; в подавляющем большинстве случаев комфортное сочетание этих показателей положительно оценивается находящимися в помещении людьми. Допустимыми считаются такие метеорологические условия, при которых возникает некоторая напряженность процесса терморегуляции и может иметь место небольшая дискомфортность тепловой обстановки.

Первое условие комфортности

Комфортной будет такая общая температурная обстановка в помещении, при которой человек, находясь в середине помещения, будет отдавать все явное тепло, не испытывая перегрева или переохлаждения. На теплоощущения человека в определенной мере влияют радиационная температура, температура воздуха.

Второе условие комфортности

Поделиться статьей в социальных сетях:

Источник