Теплоотдача теплых полов: Расчет теплого водяного пола: теплоотдача, мощность и стоимость

Содержание

Теплоотдача теплого пола: таблица для произведения расчета

Теплый пол – это отличная возможность для каждого обеспечить уютный микроклимат и тепло в собственном доме. Такая система потребляет минимальное количество электроэнергии, даря необходимую теплоту в помещении.

При этом она с легкостью сочетается с любыми типами напольных покрытий, включая линолеум, ковролин, кафельную плитку и ковровое покрытие. Система гарантирует надежность, долговечность, стойкость к влаге, безопасность и легкость монтажа.

Особенности установки

Важным преимуществом конструкции выступает возможность равномерно распределить теплый воздух по жилой площади. При этом удается сэкономить до 12% энергии на общий обогрев помещения. Важно помнить о необходимости учитывать отдельные факторы во время эксплуатации.

Отопительная система должна работать в температурном диапазоне, который не превышает 60 градусов. Если упустить этот момент, возможна порча имущества. Сама поверхность водяного пола должна иметь оптимальную температуру, чтобы удовлетворять потребности.

Это не только позволит добиться высокого комфорта эксплуатации, но и будет гарантировать отсутствие возможных заболеваний для ног. Чаще всего это значение достигает 26 градусов.

Чтобы монтаж был правильным, нужно позаботиться о том, чтобы расчет следующих параметров был корректным:

  1. Потребности пространства в тепле. Этот параметр определяется климатической зоной, качеством изоляции и габаритами помещения.
  2. Рассчитываемая удельная мощность отопления в перерасчете на каждый квадрат площади, которая будет обогреваться.
  3. Будет ли покрыта необходимость помещения в тепле посредством теплого водяного пола.

 

Несколько советов

Прежде чем осуществлять расчет потребности теплоотдачи, нужно учесть некоторые моменты. Первоначально нужно определить максимальную теплопроводность материалом, которые расположены выше трубы, пленок и кабелей, выступающих в качестве нагревательных элементов. Эффективность теплоотдачи зависит по прямо пропорциональному закону от тепловой мощности, по обратно пропорциональному от сопротивления покрытия.

Все трубы и материалы, которые будут расположены ниже уровня нагревательного элемента должны отличаться высокой теплоизоляцией. Это исключит возможные потери тепла через покрытия. Если монтаж и расчет осуществлены правильно, то теплоизоляция будет блокировать передачу тепла и отражать тепловое излучение.

Необходимость в тепловой мощности определяется теплоизоляцией и ее качеством. Предпочтительно придерживаться нормативов, которые будут гарантировать высокие эксплуатационные характеристики и комфорт.

Помните о том, что, если вы выбрали теплый пол, не стоит загромождать его массивными мебельными конструкциями. Это не принесет должного результата обогрева, а также возможен перегрев и порча мебели под воздействием температур.

Пример укладки теплого пола в кухне

Расчет потребности в тепле

Расчет потребности показателей представлен следующим алгоритмом:

  1. По формуле Q=S/10. Здесь Q – потребность тепла в киловаттах, S – площадь помещения, метр квадратный.
  2. Каждый кубический метр объема пространства требует 40 ватт тепла.
  3. Крайние этажи требуют в расчете 1,2-1,3 дополнительных коэффициента. Для частных построек он составляет 1,5.
  4. Дополнительно расчет требует по 100 ватт на каждое стандартное окно, по 200 ватт на балконы или двери.
  5. Нужно учитывать коэффициенты в зависимости от территориальной местности и климатической зоны.

При желании можно обращать внимание на слои ограждающих конструкций и их толщину. Это позволит добиться более точных расчетов.

Расчет теплоотдачи для пленочного нагревателя

Номинальная мощность в этом случае составляет 150-220 Ватт. Нужно понимать, что сам пленочный нагреватель – это слой фольгоизола для трубы. Он представляет собой вспененный полиэтилен, поверхность которого покрыта фольгой. Из-за этого часть тепла рассеивается, ведь эффективность зависит от толщины.

Чтобы задать температуру стандартного или водяного пола в заданном диапазоне, используют терморегуляторы.

Значение обычно не достигает 40 градусов, а после эксплуатации необходимо отключать элемент и давать ему время для остывания. Из этого следует, что теплоотдача составляет около 70 ватт на каждый квадратный метр.

Расчет теплоотдачи для греющего кабеля

Греющий кабель отличается удельной теплоотдачей в 20-30 ватт на каждый квадратный метр. Расчет количества основан н шагах укладки. Дополнительно обращают внимание на следующее:

  1. Шаг варьируется в диапазоне от 10 до 30 см. Чем он больше, тем более явный характер будет носить неравномерность нагрева.
  2. Длина кабеля определяется по следующей формуле – L=S/Dx1,1. Здесь S – площадь в квадратных метрах, 1,1 – коэффициент для учета изгибов, D – шаг укладки.

Помните, что кабель будет уложен не по всей площади. Поэтому нужно определиться со средними показателями, добиваясь максимальной эффективности. Каждый квадратный метр позволяет получить до 120 Ватт тепла при этом комфортная температура будет оставаться.

Таблица соотношения мощности и длины нагрева кабеля

Расчет теплоотдачи для водяного теплого пола

В отдельных случаях есть возможность сэкономить, если имеется источник тепла. Его можно использовать только в том случае, если цена за каждый киловатт намного ниже, чем стоимость электроэнергии.

В этом случае нужно учитывать следующее:

  1. Температуру теплоносителя для трубы. Она обычно достигает 50 градусов и превышает температуру поверхности. Таблица поможет определить предпочтительные значения.
  2. Шаг укладки водяного пола. С его уменьшением количество тепла увеличивается при передаче стяжке. Нужно учитывать здесь и диаметр трубы.
  3. Температура воздуха. С ее уменьшением тепловой поток увеличивается.
  4. Диаметр трубы, по которой осуществляется движение теплоносителя.

Если шаг составляет 250 миллиметров, каждый квадратный метр позволяет получить по 82 ватта. При шаге в 150 мм – 101 ватт, а при шаге в 100 мм – 117 ватт.

Таблица включает в себя все эти данные. В зависимости от этих значений нужно осуществлять проектирование теплого водяного пола.

Зависимость теплого потока от шага труб и температуры теплоносителя

Помните о необходимости рассчитать тепловой поток с поверхности водяного пола. Чаще всего он достигает 12,6 Вт (м2хС). Это значение будет прямо пропорциональным перепаду температур.

Теплоотдача теплого пола — По полу

Таблица для расчета теплоотдачи теплого пола


При этом она с легкостью сочетается с любыми типами напольных покрытий, включая линолеум, ковролин, кафельную плитку и ковровое покрытие. Система гарантирует надежность, долговечность, стойкость к влаге, безопасность и легкость монтажа.

Особенности установки


Отопительная система должна работать в температурном диапазоне, который не превышает 60 градусов. Если упустить этот момент, возможна порча имущества. Сама поверхность водяного пола должна иметь оптимальную температуру, чтобы удовлетворять потребности. Это не только позволит добиться высокого комфорта эксплуатации, но и будет гарантировать отсутствие возможных заболеваний для ног. Чаще всего это значение достигает 26 градусов.

  1. Потребности пространства в тепле. Этот параметр определяется климатической зоной, качеством изоляции и габаритами помещения.
  2. Рассчитываемая удельная мощность отопления в перерасчете на каждый квадрат площади, которая будет обогреваться.
  3. Будет ли покрыта необходимость помещения в тепле посредством теплого водяного пола.

Прежде чем осуществлять расчет потребности теплоотдачи, нужно учесть некоторые моменты. Первоначально нужно определить максимальную теплопроводность материалом, которые расположены выше трубы, пленок и кабелей, выступающих в качестве нагревательных элементов. Эффективность теплоотдачи зависит по прямо пропорциональному закону от тепловой мощности, по обратно пропорциональному от сопротивления покрытия.

Необходимость в тепловой мощности определяется теплоизоляцией и ее качеством. Предпочтительно придерживаться нормативов, которые будут гарантировать высокие эксплуатационные характеристики и комфорт.

Расчет потребности в тепле


  1. По формуле Q=S/10. Здесь Q – потребность тепла в киловаттах, S – площадь помещения, метр квадратный.
  2. Каждый кубический метр объема пространства требует 40 ватт тепла.
  3. Крайние этажи требуют в расчете 1,2-1,3 дополнительных коэффициента. Для частных построек он составляет 1,5.
  4. Дополнительно расчет требует по 100 ватт на каждое стандартное окно, по 200 ватт на балконы или двери.
  5. Нужно учитывать коэффициенты в зависимости от территориальной местности и климатической зоны.

Номинальная мощность в этом случае составляет 150-220 Ватт. Нужно понимать, что сам пленочный нагреватель – это слой фольгоизола для трубы. Он представляет собой вспененный полиэтилен, поверхность которого покрыта фольгой. Из-за этого часть тепла рассеивается, ведь эффективность зависит от толщины.

Расчет теплоотдачи для греющего кабеля


  1. Шаг варьируется в диапазоне от 10 до 30 см. Чем он больше, тем более явный характер будет носить неравномерность нагрева.
  2. Длина кабеля определяется по следующей формуле – L=S/Dx1,1. Здесь S – площадь в квадратных метрах, 1,1 – коэффициент для учета изгибов, D – шаг укладки.

Расчет теплоотдачи для водяного теплого пола


  1. Температуру теплоносителя для трубы. Она обычно достигает 50 градусов и превышает температуру поверхности. Таблица поможет определить предпочтительные значения.
  2. Шаг укладки водяного пола. С его уменьшением количество тепла увеличивается при передаче стяжке. Нужно учитывать здесь и диаметр трубы.
  3. Температура воздуха. С ее уменьшением тепловой поток увеличивается.
  4. Диаметр трубы, по которой осуществляется движение теплоносителя.

Помните о необходимости рассчитать тепловой поток с поверхности водяного пола. Чаще всего он достигает 12,6 Вт (м 2 хС). Это значение будет прямо пропорциональным перепаду температур.

Каждый этап проекта должен быть грамотно разработан с учетом всех норм, правил и нюансов. Перед тем как рассчитать водяной теплый пол, следует ознакомиться с особенностями его монтажа. Это обосновано тем, что ошибки, которые будут возникать в процессе эксплуатации, исправить будет уже не возможно.

Читать  Чем резать плинтуса пластиковые

Расчет длины трубы теплого водяного пола основывается на том факторе, что максимальная длина любого участка не может быть больше, чем 80-100 м.

Схема укладки труб теплого пола и необходимые расчеты

Для расчета общей продолжительности трубы, предназначенной для отдельного контура, используется следующая формула:

Также к этому значению следует прибавлять параметры длины трубы, которые требуются для монтажа линии подачи, а также для создания обратной ветки к коллектору.

Прокладывание труб для теплого пола

  • рулонная гидроизоляция – количество данного материала определяется путем вычисления площади пола с запасом в 10%, который потребуется для перекрытия стыков;
  • утеплитель в виде пенополистирола — используется 5 % для подгонки и обрезки;
  • лента демпферная – укладывается по периметру комнаты, а также в местах стыка;
  • сетка арматурная – количество сетки равняется площади помещения, которая увеличена в 1,4 раза;
  • бетон – зависит от предполагаемой толщины стяжки.

Мощность водяного теплого пола


В основе метода обогрева помещения путем использования способа водяного теплого пола лежит принцип использования не горячей, а теплой воды.

Терморегулятор для теплого пола

Благодаря системе отопления в виде водяного теплого пола, предоставляется возможность создать благоприятные температурные условия, используя при этом лишь 40-150 Вт на квадратный метр. Несмотря на то, что этот показатель является относительно небольшим, но его вполне достаточно для достижения цели. Равномерное распределение водяного потока по всему периметру комнаты дает возможность снижать мощность обогревательного устройства.

Количество электроэнергии, которое необходимо для обогрева 1 кв. м. представляет собой основополагающий фактор. Благодаря ему предоставляется возможность определиться с типом обогрева помещения, а именно основной или дополнительный это вид. При этом следует исходить из тех факторов, что пространство, которое подвергается активному обогреву, должно немного превышать половину общей площади этой комнаты. Зачастую данный показатель имеет значение в 60-70%. Если водяной теплый пол характеризуется, как единственный источник тепла, то значением мощности термопленки принимается показатель в 150Вт/м².

Определение мощности теплого пола при помощи специальных программ

С целью экономии затрат на оплату электрической энергии, которая используется обогревательным устройством, рекомендуется подключать термостат в сеть инфракрасного теплого пола. В результате это дает возможность не только установить контроль над работой электрических компонентов, но и снижать при этом затраты на 35%. Таким образом, можно утверждать, что электрический теплоноситель употребляет лишь 65% изначально планируемой мощности.

18 м² х 0,7 х (150 Вт/м² х0,65) = 1229 Вт/час,

0,65 – показатель, уточняющий процент работы элементов при условии использования терморегулятора.

1229 х 3,58 / 1000 = 4,40 р. а за 7 часов работы за весь день: 7 х 4,40 = 30,8 р.

Температурный показатель поверхности пола для ванных комнат при таком способе отопления может достигать различных значений, максимум которых закреплен на 33 градусах.

Значение удельной мощности в зависимости от типа обогреваемых помещений


Такое деление возникает из-за функционального предназначения рассматриваемой площади. Если сравнивать спальню и застекленную лоджию, то для второго варианта требуется намного больше мощности, чем для первого. Стандартными показателями считаются следующие данные: кухня – 110-150 Вт/м², ванная – 140-150 Вт/м², лоджия под стеклянным покрытием – 140-180 Вт/м².

Читать  Конструкция теплого пола водяного

Главным показателем, на который ориентируется человек при выборе способа нагревательного устройства, является расчет мощности водяного теплого пола на квадратный метр. Если теплый пол является единственным источником отопления, то удельная его мощность должна характеризоваться такими значениями – 150-180 Вт/м². Если данный способ обогревания выступает в качестве дополнительного, то величина мощности приравнивается к 110-140 Вт/м² .

Так как погода бывает переменчивая и потребность в обогреве помещений изменяется, следует использовать регуляторы. Различают их ручного и автоматического типа.

При формировании контура теплого пола, особое внимание следует уделить выбору способа его подключения. В качестве места для подсоединения к общей системе может быть радиатор, магистральная труба, полотенцесушитель.

Полотенцесушитель для подключения системы теплого пола

Если выбор способа подключения к системе отопления сделан в пользу полотенцесушителя, то в обязательном порядке следует предусмотреть установку краном, а именно Маевского или обычного типа. Благодаря таким элементам предоставляется возможность удалить из системы образовавшийся воздух.

В целях безопасности и удобства в последующем обслуживании не следует бетонировать узел подключения. В противном случае доступ к нему будет исключен, что является не очень хорошо. Зачастую в качестве места его установки выбирают пространство под ванной либо нишу в стене, если такая имеется. При втором варианте обычно ее скрывают под декоративной дверцей или же плиткой, которую легко потом снять.

Чтобы теплоотдача теплого водяного пола была максимальной, применяется теплоизоляция. В качестве материала берется экструдированный пенополистирол толщиной в 50 мм и плотностью 35 кг на куб либо фольгированный пеноизолом. Следующим шагом является укладка отражающей пленки, задача которой направить тепловую энергию вверх. Для покрытия стен используется демпферная краевая лента. Ее задача – это защита стяжки от образования трещин.

Самым часто используемым методом является способ «улитка». Для нее характерно:

Если теплоизоляция производится за счет пленки, ее следует прикрепить к напольному покрытию саморезами.

С целью избежать неприятностей в будущем по поводу качества выполненной укладки теплого пола, следует в обязательном порядке проверять ее на герметичность соединения.

Проверка системы на герметичность

Только после 21-28 дней от дня заливки бетонной смеси систему можно вводить в эксплуатацию. Но при этом следует делать это постепенно – повышать температурный режим со временем. В противном случае это грозит появлением разности коэффициента расширения.

Схема укладки труб теплого пола и необходимые расчеты

Таблица расхода трубы теплого пола

Прокладывание труб для теплого пола

Автоматизация процесса расчетов системы теплого пола

Терморегулятор для теплого пола

Внешний вид конструкции теплого пола

Определение мощности теплого пола при помощи специальных программ

Расчет мощности и таблица теплопотребления разных частей здания

Укладка водяного теплого пола

Полотенцесушитель для подключения системы теплого пола

Выполнение проекта теплого водяного пола

Металлопластиковые трубы для конструкции теплого пола

Проверка системы на герметичность

Стяжка теплого пола бетоном

Расчет необходимого количества материалов для монтажа системы теплого пола

Схема укладки и расчета трубопровода

Что такое тёплый пол?


Тёплый воздух распространятеся в помещении более равномерно, при использовании тёплых полов, и это положительно влияет на здоровье человека. Области тела с более высокой теплоотдачей требуют соответствующих температурных зон, для того, чтобы выровнять температуру тела. Если в зоне головы тепловой поток выше, чем в зоне ног, то нарушается баланс теплообмена, климат в помещении считается неблагоприятным.

26°С — в помещениях с постоянным пребыванием людей,

По оси нагревательного элемента температура поверхности пола в детских садах, жилых зданиях и плавательных бассейнах не должна превышать 35°С.

Под напольным покрытием находятся нагревательные элементы, которые отдают тепло полу, нагреваю помещение.

Виды тёплых полов


Водяной тёплый пол


Принцип работы водяного теплого пола довольно очень прост. Горячая вода течет по специальной трубке, вмонтированной в пол. За счёт разницы температуры воды, которая циркулирует в системе тёплого пола, тепло в помещении распространяется более равномерно, чем при использовании обыкновенной системы отопления.

Для системы отопления тёплого пола, как правило использую металлопластиковые трубы, но возможны и другие варианты.

Перед началом монтажа необходимо продумать план укладки (что бы знать необходимую длину трубы), размещение деформационных швов (если площадь тёплого пола более 30м2) и форму и Шаг укладки.

Укладка многослойных металлопластиковых труб может осуществляться в любой удобной форме. Благодаря малому температурному удлинению при применении металлопластиковых труб не возникает проблем, связанных с механическим воздействием температурной нагрузки при длительной эксплуатации.

Форма укладки водяного тёплого пола


Укладка «Спиралью» — Чередование более тёплой подачи и менее тёплой обратки происходит более равномерное распределение температуры поверхности пола.

Укладка «одиночным змеевиком» с уплотнением в краевой зоне: — Меньший шаг в зоне уплотнения увеличивает теплоотдачу поверхности пола в этой зоне.

Не обязательно делать тёплый пол под мебелью, лучше отступить от стены необходимое расстояние.

10, 15, 20, 25, 30см. Шаг в 200мм считается наиболее оптимальным, т.к. обогревается вся поверхность пола и упрощается монтаж в местах поворота трубы.

Теплоотдача водяного теплого пола


Одна секция отопительного прибора высотой 500мм даёт от 140 до 180Вт тепла. 1 квадратный метр тёплого пола даст от 40 до 90Вт. При большей теплоотдачи, температура поверхности пола становится выше 26°С.

Дано: Помещение с температурой внутри +22°С и керамическим напольным покрытием. Толщина цементно-песчаной стяжки 45 мм над трубой.

Теплоотдача 1 квадратного метра тёплого пола при шаге 200мм: 39,9Вт

При средней температуре теплоносителя +40°С.

Температура поверхности: +30,2 °С.(Больше 26°С)

Виды электрических тёплых полов


  1. Кабельный
  2. Кабельный с армирующей сеткой
  3. Пленочный (инфракрасный)

Принцип электрического кабельного тёплого пола точно такой же как и водяного тёплого пола.

Максималную длину одной ветки, а также шаг, глубину укладки и теплоотдачу необходимо смотреть в инструкции к конкретному тёплому полу.

Кабельный с армирующей сеткой электрический тёплый пол


Пленочный электрический тёплый пол


Главный плюс плёночного тёплого пола в том, что его можно монтировать самостоятельно под любое покрытие – от ламината до плитки, без цементной стяжки.

После пленку необходимо подключить к проводке. Установить контактные зажимы на краях медной полосы и к ним подключить контактные провода.

Необходимо заизолировать битумной изоляции все места подключения проводов и места разреза пленки с обратной стороны.

В любом случае необходимо ВНИМАТЕЛЬНО изучить инструкцию по монтажу и эксплуатации перед началом работ с электрическими тёплыми полами

Расчет водяного теплого пола , онлайн калькулятор теплопотери

Желаемая температура воздуха

Температура воздуха в помещении, которая является комфортной для жильцов. Этот показатель весьма индивидуален – кто-то любит чтобы в комнате было очень тепло, а кто-то не переносит жару и предпочитает прохладу.

В среднем можно принять 20⁰С. По европейским нормам в спальнях, гостиных, кабинетах, кухнях, столовых принимается 20-24⁰С; в туалетах, гардеробных, кладовых – 17-23⁰С; в ванных 24-26⁰С.

Чем выше желаемая температура воздуха, тем больше энергии нужно затратить на ее достижение и поддержание.

Вверх

Температура подачи и обратки

Температура подачи – температура теплоносителя на входе в теплый пол (в подающем коллекторе).

Температура обратки – температура теплоносителя на выходе из контура теплого пола (в обратном коллекторе).


Температура подачи должна быть выше температуры обратки, иначе теплый пол не будет отдавать тепло в помещение. Оптимальным является поддержание разницы температур подачи и обратки в 10⁰С.

Температура подачи должна быть выше желаемой температуры воздуха в помещении.

Вверх

Температура в нижнем помещении

Этот показатель используется для учета теплового потока вниз.

Если рассчитывается водяной теплый пол в двух- или многоэтажном доме, то в расчете используется температура воздуха в расположенной ниже комнате. Например, 22⁰С.

Если теплый пол располагается над подвалом, то используется температура, поддерживаемая в подвале. В случае, если дом не имеет подвала, а пол располагается над грунтом или на грунте, то следует использовать температуру воздуха в самую холодную пятидневку для конкретного города. Например, для Москвы это -26⁰С.

Вверх

Шаг укладки трубы теплого пола

Шаг укладки трубы – расстояние между трубами в стяжке теплого пола. Он влияет на теплоотдачу пола – чем меньше шаг, тем выше тепловой поток с каждого квадратного метра пола. И наоборот – чем больше шаг, тем меньше тепловой поток. Только Европейские трубы для теплых водяных полов.


Оптимальным является шаг укладки труб в пределах 100-300 мм. При меньшем шаге возможна отдача тепла из трубы подачи в трубу обратки, а не в помещение. При большем шаге может образоваться «полосатое тепло» — участки, где нога отчетливо чувствует тепло над трубами и холод между ними.

Влияние шага укладки трубы теплого пола на равномерность прогрева можно посмотреть на рисунке. 

Вверх

Длина подводящих труб от коллектора

Это длина трубы от коллектора до начала контура теплого пола, т.е. точки, где трубы укладываются выбранным рисунком с заданным шагом.  Плюс длина от конца контура до обратного коллектора.


Если коллектор установлен в том же помещении, где монтируется теплый пол, то длина подводящей магистрали минимальна и практически не оказывает влияния на гидравлическое сопротивление петли. Если же коллектор устанавливается в другом помещении, то длина подводящей магистрали может оказаться большой. При этом гидравлические потери на подводящей магистрали могут составлять до половины гидропотерь петли.

Вверх

Толщина стяжки над трубой теплого пола

Стяжка над трубой выполняет 2 функции – воспринимает нагрузку от предметов и людей, защищая трубу от повреждений, и распределяет тепло по поверхности пола.


Если стяжка над трубой армируется, то ее минимальная толщина должна быть не меньше 30 мм. При меньшей толщине стяжка не будет обеспечивать необходимую прочность и будет ощущаться эффект «полосатого тепла» — неравномерный нагрев поверхности пола.

Также, стяжку не стоит делать толще 100 мм, т.к. это приведет к тому, что пол будет прогреваться очень долго. При этом регулирование температуры становится практически невозможным – изменение температуры теплоносителя будет ощутимо спустя несколько часов, а то и сутки.

Оптимальная толщина стяжки без добавления пластификатора и фибры — 60-70 мм. Добавление фибры и пластификатора позволяет заливать стяжку толщиной 30-40 мм.

Влияние толщины стяжки на равномерность прогрева можно посмотреть на рисунке. 

Вверх

Максимальная температура поверхности пола

Максимальная температура поверхности пола – температура поверхности пола над трубой контура в стяжке. Согласно СНиПу не должна превышать 35⁰С.

Вверх

Минимальная температура поверхности пола

Минимальная температура поверхности пола – температура поверхности пола на равном расстоянии от соседних труб контура. Чем больше шаг укладки трубы, тем больше разница между максимальной и минимальной температурой пола.

Вверх

Средняя температура поверхности пола

Средняя температура поверхности пола – среднее значение между максимальной и минимальной температурой поверхности пола.

Согласно СНиПу, в помещениях с постоянным нахождением людей эта температура не должна превышать 26⁰С. В помещениях с непостоянным пребыванием людей и с повышенной влажностью (ванные, бассейны) средняя температура поверхности пола не должна превышать 31⁰С.

На практике такие значения являются заниженными – ощущения тепла для ног нет, поскольку температура ступни человека 26-27⁰С. Оптимальной является температура 29⁰С – при этом обеспечивается комфорт. Поднимать температуру выше 31⁰С не стоит, т.к. это приводит к высушиванию воздуха.

Вверх

Тепловой поток вверх

Количество тепла, которое теплый пол отдает на обогрев помещения.

Если планируется использовать водяной теплый пол в качестве основной системы отопления, то этот показатель должен немного превышать максимальные теплопотери помещения.

Если основным видом отопления являются радиаторы, то тепловой поток вверх компенсирует лишь незначительную часть тепловых потерь, а первоочередным показателем является температура пола.

Вверх

Тепловой поток вниз

Количество тепла, уходящее от труб водяного теплого пола вниз. Поскольку эта энергия расходуется не на обогрев помещения, то тепловой поток вниз является потерей тепла. Для повышения энергоэффективности системы этот показатель должен быть как можно ниже. Добиться этого можно увеличением толщины утеплителя.

Вверх

Суммарный тепловой поток

Общее количество выделяемого теплым полом тепла – вверх (полезного) и вниз (потери).

Вверх

Удельный тепловой поток вверх

Тепловой поток вверх (полезный) с каждого квадратного метра теплого пола.

Вверх

Удельный тепловой поток вниз

Тепловой поток вниз (теплопотери) с каждого квадратного метра теплого пола.

Вверх

Суммарный удельный тепловой поток

Общее количество тепла, выделяемого каждым квадратным метром теплого пола.

Вверх

Расход теплоносителя

Этот параметр необходим для гидравлической балансировки нескольких контуров, подключенных к одному коллектору теплого пола. Полученное значение необходимо выставить на шкале расходомера.

Вверх

Скорость теплоносителя

Скорость движения теплоносителя по трубе контура влияет на акустический комфорт в помещении. Если скорость превысит 0,5 м/с, то возможны посторонние звуки от циркуляции теплоносителя по контуру.

Повлиять на это значение можно диаметром или длиной трубы.

Вверх

Перепад давления

По этому параметру подбирается циркуляционный насос. Перепад давления в контуре (между подающим и обратным коллектором) указывает какой напор должен обеспечивать насос. Если насос не обеспечивает требуемый напор, то можно выбрать более мощную модель, или уменьшить длину трубы.

Вверх

Теплый пол (водяной теплый пол)

  • VALTEC
  • Теплый пол (водяной теплый пол)

Водяное напольное отопление становится все более популярным, поскольку обладает рядом преимуществ и является более энергоэффективными, по сравнению с традиционными радиаторными системами. Поскольку тепло в данном случае передается излучением от нагретой поверхности, практически отсутствуют конвективные потоки. Вертикальное распределение тепла от пола к потолку не позволяет перегреваться верхним областям помещения, что существенно снижает теплопотери через кровлю, верхние части стен и создает оптимально комфортные температурные условия для находящихся в помещении людей. Экономия от применения водяных теплых полов может достигать 10–30 %. Это возможно благодаря снижению средней температуры воздуха в помещении на 2 °С и температуры нагрева теплоносителя до 30–45 °С. Кроме того, низкотемпературные системы отопления (теплый пол) обладают ярко выраженным эффектом саморегулирования, то есть теплоотдача с поверхности пола прекращается, когда температура в комнате, в результате внешних воздействий (выглянуло солнце) достигает температуры поверхности пола. В то же время, теплоотдача возрастает, когда снижается температура в помещении. Радиаторы работают по тому же принципу, но разница температур между воздухом в комнате и поверхностью радиаторов так велика, что эффект саморегулирования практически пропадает.

VALTEC поставляет на российский рынок широкий ассортимент качественной продукции, позволяющий реализовать систему напольного отопления любой сложности. Это металлополимерная труба, надежные обжимные и пресс-фитинги, коллекторные блоки, насосно-смесительные узлы, а также автоматика, обеспечивающая заданный уровень комфорта в помещениях. Для специалистов разработаны Альбом типовых схем водяного отопления для жилых домов, где собраны различные варианты организации одно- и многоконтурных систем, а также программный комплекс для расчета элементов инженерных систем VALTEC. Программа VALTEC.PRG дает возможность определить теплопотребность помещений и грамотно определить теплотехнические и гидравлические параметры напольного отопления.

Кроме того, инженеры VALTEC продумали готовые решения для монтажа водяного теплого пола с различным уровнем автоматизации («Эконом», «Комфорт», «Премиум») в помещениях площадью 20, 40, 60, 80 и 120 м2. Воспользовавшись этими спецификациями, можно самостоятельно укомплектовать систему напольного отопления своего дома или при выполнении монтажных работ на объекте заказчика.

В помощь специалистам и владельцам жилья разработан также «Типовой комплект водяного теплого пола для помещений площадью до 60 м2».

Комплексный подход VALTEC к системам напольного отопления гарантирует их экономичность, оптимальную стоимость и длительную безаварийную работу.

Задай свой вопрос по водяным теплым полам

 

Интервью

 

Водяной теплый пол valtec: есть ответы на все вопросы


Каждый, кто начинал строительство нового дома, сталкивался с проблемой выбора. Сначала это выбор проекта, дизайна, строительной организации, затем – материалов, технологий и т.д. Желая помочь читателям в выборе системы отопления, мы пообщались с руководителем направления «Водяной теплый пол» VALTEC Сергеем Пискаревым.

Прежде всего, VALTEC известен как производитель труб и арматуры для внутренних инженерных систем. Почему с 2010 года одним из приоритетных направлений ее развития стали системы для напольного отопления?
– Любому бизнесу необходимо развитие. Малейший простой на месте – это шаг назад. Но и двигаться необходимо в перспективном и востребованном направлении. Проанализировав ситуацию на рынке и оценив свои возможности, мы пришли к решению, что водяной теплый пол – это именно то, что нужно. Специалисты VALTEC давно занимаются подобными системами. Большинство необходимого для их монтажа оборудования у нас уже было. А изучение рынка показало, что в перспективе данная технология может быть очень востребованной. Хотя многие пользователи до сих пор не знают о преимуществах напольного отопления и по старинке применяют только радиаторы.

В чем же заключаются эти преимущества?
– Их достаточно много. В первую очередь – комфорт. В отличие от традиционных отопительных приборов конвективного типа (радиаторов), напольное отопление передает тепло главным образом излучением, и оно распределяется по всему помещению равномерно, отсутствуют зоны локального перегрева или недостаточно прогреваемые участки. При этом температура воздуха постепенно понижается от пола до потолка, а для организма человека такие условия наиболее близки к оптимальным. Необходимо отметить и такие преимущества «теплого пола», как энергоэффективность, эстетика, гигиеничность.

Вы сказали, что водяное напольное отопление – это энергоэффективная система. А чем это обеспечивается?
– Экономия энергии при использовании системы «водяной теплый пол» может быть очень существенной. Дело в том, что температура теплоносителя, поступающего в трубы теплого пола, составляет всего 35–50 °С, что позволяет снизить энергозатраты на нагрев. При этом можно использовать низкотемпературный конденсационный котел с увеличенным КПД. Вертикальное распределение тепла от пола к потолку не позволяет перегреваться верхним областям помещения, поэтому уменьшаются теплопотери через кровлю и верхние части стен.
Поскольку тепло распределяется в помещении равномерно, средняя температура в комнате может быть понижена на 2 °С без изменений в ощущениях тепла человеком, что обеспечивает экономию энергии на 10–20 %. И это при стандартной высоте потолка в 3 м. В том случае, если мы используем теплый пол в помещении с высокими потолками, где нет необходимости прогрева верхних слоев воздуха, экономия составляет 30 % и более.
Вместе с тем, немаловажную роль в экономии играет эффект саморегулирования водяного теплого пола, то есть система сама реагирует на перепады температуры в помещении, изменяя мощность теплового потока. Например, представим себе, что выглянуло солнце, и воздух в комнате нагрелся на 2–4°С. При этом теплоотдача теплого пола самопроизвольно уменьшается на 36–70 %.

А в чем проявляются эстетика и гигиеничность «теплого пола»?
– Все элементы системы надежно скрыты под напольным покрытием, что, согласитесь, лучше подойдет для современных интерьеров, чем торчащие из пола и стен трубы. Это становится особенно важным при использовании в строительстве панорамных окон – от пола до потолка. Да и в ретро-интерьер радиаторы вписываются не очень органично.
Так как тепло передается не конвекцией, а излучением, в воздухе помещения практически отсутствует циркуляция пыли и микроорганизмов. Эта особенность напольного отопления как нельзя кстати для аллергиков. Кроме того, в отличие от электрического теплого пола, водяной не создает электромагнитных полей.
Плюс ко всему, напольное отопление исключает возможность детского травматизма, а в некоторых случаях, как например, при устройстве спортивного зала, оно является самым безопасным решением.

Скажите, какие «подводные камни» могут ожидать владельца коттеджа, если он примет решение использовать систему водяного напольного отопления?
– Главное сделать правильный выбор в пользу того или иного производителя и не ошибиться с монтажной организацией, а точнее – с квалификацией ее специалистов. Неграмотный монтаж способен свести на нет преимущества даже самого передового оборудования. Вот почему мы много внимания уделяем обучению монтажников. Ежемесячно наши специалиста посещают партнеров в различных регионах России и других стран СНГ, проводят семинары, отвечают на вопросы практиков. На семинары, которые каждую пятницу проводятся в офисе VALTEC, может записаться любой желающий. Кроме того, VALTEC издано большое количество технической литературы, разработана компьютерная программа для точного расчета системы.
Как и другая продукция VALTEC, компоненты для напольного отопления имеют 7-летнюю гарантию от производителя.

Водяной теплый пол: вопросы и ответы — проектирование, монтаж, эксплуатация

как рассчитать мощность и длину контура

Во избежание ненужных расходов и технологических ошибок, которые могут привести к частичной или полной переделке системы своими руками, расчет водяного теплого пола производится заранее, перед началом укладки. Необходимы следующие вводные данные:

  • Материалы, из которых построено жилье;
  • Наличие других источников отопления;
  • Площадь помещения;
  • Наличие наружного утепления и качество остекления;
  • Региональное расположение дома.

Также нужно определить, какая максимальная температура воздуха в комнате требуется для комфорта жильцов. В среднем рекомендуется делать проектирование контура водяного пола из расчета 30-33 °С. Однако такие высокие показатели в процессе эксплуатации могут и не понадобиться, человек максимально комфортно себя чувствует при температуре до 25 градусов.

В случае, когда в доме используются дополнительные источники тепла (кондиционер, центральное или автономное отопление и т.д.), расчет теплого пола можно ориентировать на средние максимальные показатели 25-28 °С.

Совет! Настоятельно не рекомендуется подключать теплые водяные полы своими руками напрямую через центральную систему отопления. Желательно использовать теплообменник. Идеальный вариант – полностью автономное отопление и подключение теплых полов через коллектор к котлу.

Расчет мощности

КПД системы напрямую зависит от материала труб, по которым будет двигаться теплоноситель. Используют 3 разновидности:

  • Медные;
  • Полиэтиленовые или из сшитого полипропилена;
  • Металлопластиковые.

У медных труб максимальная теплоотдача, но довольно высокая стоимость. Полиэтиленовые и полипропиленовые трубы обладают низкой теплопроводностью, но стоят относительно дешево. Оптимальный вариант в соотношении цены и качества – металлопластиковые трубы. У них низкий расход теплоотдачи и приемлемая цена.

Опытные специалисты в первую очередь принимают во внимание следующие параметры:

  1. Определение значения желаемой t в помещении.
  2. Правильно посчитать теплопотери дома. Для этого можно использовать программы-калькуляторы либо пригласить специалиста, но возможно произвести и приблизительный подсчёт теплопотерь самостоятельно. Простой способ, как рассчитать теплый водяной пол и теплопотери в помещении — усредненное значение теплопотерь в помещении — 100 Вт на 1 кв. метр, с учетом высоты потолка не более 3х метров и отсутствия прилегающих неотапливаемых помещений. Для угловых комнат и тех, в которых есть два или более окон – теплопотери рассчитываются исходя из значения 150 Вт на 1 кв. метр.
  3. Вычисление сколько будет теплопотерь контура на каждый м2 отапливаемой водяной системой площади.
  4. Определение расхода тепла на м2, исходя из декоративного материала покрытия (например, у керамики теплоотдача выше, чем у ламината).
  5. Вычисление температуры поверхности с учетом теплопотерь, теплоотдачи, желаемой температуры.

В среднем, требуемая мощность на каждые 10 м2 площади укладки должна быть около 1,5 кВт. При этом нужно учесть пункт 4 в вышеперечисленном списке. Если дом хорошо утеплен, окна из качественного профиля, то на теплоотдачу можно выделить 20% мощности.

Соответственно, при площади помещения 20 м2, расчет будет происходить по следующей формуле: Q = q*x*S.

3кВт*1,2=3,6кВт, где

Q – требуемая мощность обогрева,

q = 1,5 кВт = 0,15 кВт — это константа на каждые 10м2,

x = 1,2 — это усредненный коэффициент теплопотери,

S – площадь помещения.

Внимание! Вышеуказанная формула как рассчитать теплый пол – максимально упрощенная, так как не принимаются во внимание, что давление в системе тоже может снижаться.

Перед началом монтажа системы своими руками, рекомендуется составить план-схему, точно указать расстояние между стенами и наличие других источников тепла в доме. Это позволит максимально точно рассчитать мощность водяного пола. Если площадь помещения не позволяет использовать один контур, то правильно планировать систему с учетом установки коллектора. Кроме того, потребуется монтировать своими руками шкаф для устройства и определить его местоположение, расстояние до стен и т.д.

Сколько метров оптимальная длина контура

h3_2

Часто встречается информация, что максимальная длина одного контура – 120 м. Это не вполне соответствует истине, так как параметр напрямую зависит от диаметра трубы:

  • 16 мм – max L 90 метр.
  • 17 мм – max L 100 метр.
  • 20 мм – max L 120 метр.

Соответственно, чем больше диаметр трубопровода, тем меньше гидравлическое сопротивление и давление. А значит – длиннее контур. Однако опытные мастера рекомендуют не «гнаться» за максимальной длиной и выбирать трубы D 16 мм.

Также нужно учесть, что толстые трубы D 20 мм проблематично гнуть, соответственно петли укладки будут больше рекомендуемого параметра. А это означает низкий уровень КПД системы, т.к. расстояние между витками будет большое, в любом случае придется делать квадратный контур улитки.

Если одного контура не достаточно на обогрев большого помещения, то лучше монтировать своими руками двухконтурный пол. При этом настоятельно рекомендуется делать одинаковую длину контуров, чтобы прогрев площади поверхности был равномерным. Но если разницы в размерах все-таки не избежать – допускается погрешность в 10 метров. Расстояние между контурами равно рекомендуемому шагу.

Гидравлический шаг между витками

От величины шага витка зависит равномерность прогревания поверхности. Обычно используют 2 вида укладки трубы: змейкой или улиткой.

Змейку предпочтительно делать в помещениях с минимальными теплопотерями и небольшой площадью. Например, в ванной или коридоре (так как они находятся в частном доме или квартире внутри без контакта с наружной средой). Оптимальный шаг петли для змейки – 15-20 см. При таком виде укладки потери давления составляют примерно 2500 Па.

Петли улитки применяют в просторных комнатах. Такой способ экономит длину контура и дает возможность равномерно обогреть комнату, как посередине, так и ближе к наружным стенам. Шаг петли рекомендуется в пределах 15-30 см. Специалисты утверждают, что идеальное расстояние шага – 15 см. Потери давления в улитке – 1600 Па. Соответственно, такой вариант укладки своими руками выгоднее в плане экономичности мощности системы (можно покрыть меньшую полезную площадь). Вывод: улитка эффективнее, в ней меньше падает давление, соответственно выше КПД.

Общее правило для обеих схем — ближе к стенам шаг нужно уменьшать до 10 см. Соответственно, от середины помещения петли контура постепенно уплотняют. Минимальное расстояние укладки до наружной стены 10-15 см.

Еще один важный момент — нельзя укладывать трубу сверху швов бетонных плит. Нужно так составить схему, чтобы соблюдалось одинаковое расположение петли между стыками плиты по обе стороны. Для монтажа своими руками можно начертить схему предварительно на черновой стяжке мелом.

Сколько градусов допускается при перепадах температуры

Проектирование системы кроме потерь тепла и давления подразумевает температурные перепады. Максимальный перепад – 10 градусов. Но рекомендуется ориентироваться на 5 °С для равномерной работы системы. Если заданная комфортная температура поверхности пола – 30 °С, то прямой трубопровод должен подавать около 35 °С.

Давление и температура, а также их потери, проверяются при опрессовке (проверке системы перед финишной заливкой чистовой стяжки). Если проектирование произведено верно, то заданные параметры будут точны с погрешностью не более 3-5%. Чем выше будет перепад t, тем выше расход мощности пола.

Мощность теплого пола на 1 м2: порядок расчета

При устройстве системы полового обогрева любого вида важным пунктом становится мощность теплого пола на 1 м2. Изначально это влияет на выбор материала, площадь покрытия и тип нагревательного элемента.

В конечном итоге, эффективность отопления скажется на семейном бюджете в виде ежемесячных плат за электроэнергию. Рассмотрим специфику расчета эффективности отопления полом в зависимости от индивидуальных особенностей.

Необходимые данные

Для начала рассчитайте площадь дома

Для расчета требуемой эффективности элементов необходимо определиться с некоторыми факторами, имеющими непосредственное влияние на этот показатель:

  • отапливаемая площадь;
  • качество теплоизоляции стен и перекрытий;
  • теплопроводность финишного покрытия пола.

Кроме этих данных, важно понимать, в качестве какого элемента будут использоваться полы: основного или дополнительного?

Для беспроблемной работы и гарантированного долгого срока службы отопления она должна работать в режиме, не превышающим 80% от максимальной мощности.

Расчет мощности теплого пола во много зависит от правильности заданной полезной площади.

В качестве основного отопления укладка электрических полов может использоваться только при условии, что покрытие составляет не менее 70% от общей площади помещения.

Для определения эффективности отопления используем формулу P = S*k, где:

P – мощность элемента обогрева;

S – полезная площадь;

k – удельная мощность.

Удельные мощности электрического теплого пола для помещений различного типа:

Тип помещенияУдельная мощность системы теплого пола на 1 м2 (Вт/м2)
1Жилые комнаты, кухня (1 этаж)140-150
2Жилые комнаты, кухня (2 этаж и выше)110-120
3Застекленные и утепленные балконы и лоджии140-180
4Санузлы (1 этаж)120-150
5Санузлы (2 этаж и выше)110-130
6Основное отоплениене менее 180
7Дополнительное создание комфортных условий110-120

Расход электроэнергии при этом весьма приблизительный. Многое зависит от уровня теплоизоляции в целом: уровень теряемого тепла через окна, стены, перекрытия.

Расчет необходимой мощности комфортных полов для санузла общей площадью 10 м2 на втором этаже в качестве основной системы отопления:

Полезная площадь составит: 10/100*70= 7 м2. Удельная сила для санузлов второго этажа 130 Вт/м2, но при этом использование полов как основного элемента системы отопления предполагает мощность не менее 180 Вт/м2.

Принимаем большее значение. Получаем: Р=7*180=1260 Вт (1,26 кВт) – общая теплоотдача пола в санузле.

Не всегда планировка комнаты может позволить использовать половую систему в качестве основного источника отопления. Между нагревательным элементом и мебелью должно быть расстояние не менее 10 см.

В небольших комнатах с широкой мебелью (диван, кровать) использовать систему теплого пола в качестве основной не целесообразно.

Расчет потребления электроэнергии

При проектировании системы обогрева, как правило, составляется чертеж расположения её элементов. Исходя из данных плана, легко высчитать площадь теплого пола. Если чертеж не сохранился, то приблизительно принимаем площадь отапливаемых полов 70% от общей площади.

Условно время работы теплых полов берут из расчета 6 ч в день

Для жилого помещения первого этажа площадью 20 м2, обогревать в качестве основного источника необходимо 14 м2.

Удельная мощность теплого пола для данного типа помещения составляет 150 Вт/м2. Соответственно потребление электроэнергии на систему напольного обогрева составит: 150*14=2100 Вт.

Условно в день полы включены в течение 6 часов, тогда ежемесячная норма составит 6*2,1*30=378 кВт/час. Умножьте полученное число на стоимость 1 кВт в регионе и получите стоимость затрат на электроэнергию в данной комнате.

При условии включения в систему отопления терморегулятора и установки работы в экономичный режим расход на электроэнергию, затрачиваемую полами, можно сократить на 40%.

Мощность системы водяного теплого пола вычислить сложнее, в данных расчетах лучше довериться онлайн – калькулятору или проконсультироваться со специалистом. О том, как рассчитать мощность для пленочных полов, смотрите в этом видео:

Типы нагревательных элементов

Существует несколько видов электрического теплого пола, мощность которых напрямую зависит от типа нагревательного элемента. Электрополы работают на:

Нагревающий элементМощность (Вт/м2)Тип финишного покрытия
Инфракрасная пленка150 — 400Любое
Электрокабель120 — 150Керамическая плитка, керамогранит
Термомат120 — 200Керамическая плитка

Данные приняты среднестатистические, у конкретного бренда показатели могут незначительно отличаться. Таким образом, видно, что устройство любой системы обогрева в помещение любого типа возможно всеми вариантами электрических теплых полов.

Сокращаем затраты

Благодаря применению терморегулятора вы сможете сэкономить до 40 % электроэнергии

Удобство и комфорт, создаваемые отапливаемыми полами, омрачает только один фактор – счет за электроэнергию. Как, не лишая себя удобств, снизить расходы на электроэнергию? Несколько советов по умному потреблению:

  1. Обязательно смонтируйте терморегулятор. Расположить его лучше на максимальном удалении от основной отопительной системы. Регуляторы позволяют сэкономить до 40% электроэнергии за счет необходимого включения.
  2. Максимально снизьте потерю тепла. При необходимости проведите работы по теплоизоляции стен. Согласно опытных статистических исследований, улучшение теплоизоляции снижает расходы на электроэнергию почти в 2 раза.
  3. Установите многотарифную систему оплаты электроэнергии. При этом отопление полами в ночное время обойдется в зависимости от региона в 1,5 – 2 раза дешевле.
  4. Начните экономить ещё на этапе монтажа. Не заводите элементы отопления в места расположения мебели, делайте необходимые отступы от стен и приборов отопления.
  5. И простая математика: понизив температуру всего на 10С, потребление электроэнергии сокращается на 5%.

Подойдите к вопросу укладки теплых полов ответственно. Заранее просчитайте необходимую мощность приборов. Эти данные помогут правильно подобрать элементы нагрева и пользоваться системой без значительного ущерба для семейного бюджета.

Какая теплоотдача теплого пола с одного квадратного метра площади расчет?

Теплоотдача, которая приходится на каждый градус разницы между комнатной температурой и средней температурой поверхности пола составляет 11,5 Вт/кв.м.

Мы также рассчитаем для Вас и иные параметры и важные показатели используемой системы. Мы уверены, что теплый пол будет комфортным и экономичным!

Также мы предлагаем и тепловые насосы, с принципом работы которых Вы можете познакомиться прямо сейчас!

Читайте также: Какой должна быть теплоотдача теплого пола с одного квадратного метра чтобы при -28С на улице температура в доме была +20С?

Такая система отопления, как водяной теплый пол прочно укоренилась и широко востребована, как в жилых помещениях, так и получила распространение у помещений с большим масштабом. Такая система отопления проста в эксплуатации, не требует сложного оборудования и не возникает никаких сложностей при монтаже. Надежная система, с низком шумом и высоким коэффициентом теплоотдачи создаёт комфорт в вашем доме. Из-за своей легкости и простоты при монтаже, заказать укладку и проект вы сможете в нашей компании, цены на укладку теплого пола достаточно низкие.

Самое важное звено при монтаже такого типа отопления – это расчёт теплоотдачи теплого пола. Тепловые потери высчитываются по удельному потреблению энергии. При расчёте теплоотдачи технологии теплого пола в жилых помещениях, напольная система обогрева способна покрыть нагрузку в 100 Вт на квадратный метр. В помещениях же больших габаритов, мощность теплоотдачи умножают на площадь помещения.

Основные параметры расчёта:

— диаметр труб и шаг укладки;

— температура входящей в контур воды;

— материал и толщина стяжки;

Заказать монтаж водяного пола и расчёт теплоотдачи вы сможете, обратившись в компанию «Вантубо-Сервис». Наши специалисты произведут расчёт всех важных параметров и подскажут стоимость работ. Цены в компании конкурентоспособные, приемлемые для всех.

Исследование пластин теплообмена

Что такое пластины теплообмена и для чего они нужны?

облегченный алюминиевый

алюминий большой толщины

половинное покрытие алюминием

Пластины

Heat Transfer Plates используются в так называемых «скрепочных системах», где пол нагревается путем размещения нагревательных трубок под полом.

Алюминиевый материал оборачивается вокруг нагревательной трубки, затем распространяется и прикрепляется к нижней стороне теплого пола.

Пластины теплопередачи выполняют три важные функции.

  1. Они помогают отводить тепло от труб и распределять его по балкам перекрытия и по полу. (Теплопередача)
  2. Они поддерживают пластиковую трубку теплообменника.
  3. Значительно снижают теплопотери в нисходящем направлении (обратные потери).

Существуют разные мнения о том, сколько алюминия следует использовать, какой толщины он должен быть и даже если алюминий вообще необходим.

Здесь мы предлагаем вам воспользоваться нашими исследованиями и опытом, чтобы вы могли лучше понять наши рекомендации или принять собственное мнение.

RADIANTEC ВНИМАТЕЛЬНО ИССЛЕДОВАЛ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ ПЛИТ, ЧТОБЫ ПОМОЧЬ ВАМ ПРИНЯТЬ НАИЛУЧШИЕ РЕШЕНИЯ.

Исследовательский центр Radiantec

Тщательные измерения температуры

Измерение и запись производительности

Без алюминия

Полное покрытие

Половина покрытия

Алюминий для тяжелых условий эксплуатации

ПЕРЕДАЧА ТЕПЛА — Ваша система лучистого отопления предназначена для выработки тепла в виде теплой воды (мы надеемся, что это эффективно), а затем передачи этого тепла на ваш пол.Какой-то процесс должен отводить это тепло от трубы и направлять его на нижнюю часть пола, чтобы пол мог нагреть область выше. Алюминий — это материал, который исключительно хорошо передает тепло. , но он дорог, и его использование должно быть тщательно сбалансировано с другими методами, позволяющими сделать то же самое, а его применение должно быть оптимизировано для обеспечения производительности и экономической эффективности.

ОТСУТСТВИЕ АЛЮМИНИЯ против ПОЛНОГО ПОКРЫТИЯ АЛЮМИНИЯ — Контролируемые эксперименты показали, что покрытие трубок алюминиевыми пластинами среднего / тонкого калибра заставляет систему выделять примерно на 60% больше тепла при работе при той же температуре.

Если вы вообще не используете алюминий, вы должны либо поднять температуру жидкости в трубках до очень высокого уровня, либо использовать дополнительные трубки, либо и то, и другое. Нежелательно эксплуатировать пластиковые трубки теплообменника при высоких температурах из соображений безопасности, эффективности и срока службы.

ОПОРА — Алюминиевые пластины поддерживают пластиковую трубку. Пластиковые трубки с плохой опорой со временем будут прогибаться, особенно при работе при высоких температурах. На фото, установленном без алюминиевых пластин, возникла проблема провисания в течение нескольких часов, даже при умеренных температурах и при использовании фитинга каждые 5 футов.

У этой трубки, установленной без алюминиевых пластин, возникла проблема провисания в течение нескольких часов

НАПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА — Тепло, идущее в неправильном направлении, называется «ОБРАТНАЯ ПОТЕРЯ».

Если обратные потери не контролируются должным образом, все наши другие усилия по разработке эффективной системы лучистого отопления будут напрасными. Худшая проблема, которую мы наблюдали с системами, в которых не использовались алюминиевые пластины, заключалась в том, что почти все тепло уходило, а не повышалось.Распространенное заблуждение, что «Жара всегда нарастает». Это не всегда так. . Это правда, что теплый воздух или теплая вода почти всегда будет подниматься по сравнению с более холодной жидкостью из-за разницы в весе и плотности. Но лучистое тепло распространяется во всех направлениях . Те, кто сказал бы, что алюминиевые пластины не нужны, потому что тепло все равно будет расти, дезинформируют. Верно, что эти потери можно уменьшить с помощью изоляционных и отражающих барьеров, но это будет стоить денег и не будет полностью удовлетворительным.

Алюминиевые теплообменные пластины обладают уникальным и, как правило, недооцененным свойством. Алюминий обладает так называемой «низкой излучательной способностью». Коэффициент излучения алюминия составляет 0,05 по сравнению с 0,95 для обычных материалов. Это означает, что когда алюминий теплый, он излучает лучистую энергию с гораздо меньшей скоростью, чем большинство других материалов (всего на 5%).

На этих двух изображениях показано, как алюминиевые пластины могут существенно повлиять на производительность системы типа «скрепление скобами».

Изображение слева представляет собой обычную фотографию нижней стороны пола с трубами лучистого отопления, полностью покрытыми алюминиевыми нагревательными пластинами.

Изображение справа представляет собой инфракрасный термограф той же ситуации. Желтый и красный цвета указывают на более высокую эмиссию тепловой энергии, а синий — на меньшую эмиссию тепловой энергии. В этом случае все материалы имеют примерно одинаковую температуру (110 ° F).

Алюминиевые пластины, температура которых составляет около 110 ° F, излучают тепло в нисходящем направлении (обратные потери), как если бы они были всего 60 ° F. Это свойство имеет очень положительный и, как правило, недооцененный эффект на общую производительность «основной» системы.

ФОРМА И ТОЛЩИНА АЛЮМИНИЕВОЙ ПЛАСТИНЫ — Алюминиевые теплообменные пластины доступны в любом количестве конфигураций, и необходимо принять решение о том, какая из них является идеальной. Алюминий стоит дорого, и стоимость монтажа также важна. На этих фотографиях показаны некоторые варианты.

алюминий большой толщины

облегченный калибр

плоский сток

Более толстая алюминиевая ложа будет передавать тепло быстрее, чем более легкая.Канавка для экструдированной трубки плотнее прилегает к пластиковой трубке для лучшего контакта. В целом, более толстая алюминиевая пластина большой толщины на 6% эффективнее передает тепло, чем предварительно штампованная алюминиевая пластина меньшей толщины. Однако из толстого материала в четыре раза дороже, чем из более легкого материала . Кроме того, он должен быть предварительно просверлен и прикручен к черному полу, а общая стоимость намного выше, чем у более легкого материала. Меньший размер означает, что у алюминия будет меньше излучательная способность.

Более легкий предварительно штампованный материал достаточно экономичен, чтобы его можно было использовать более тщательно. Он достаточно толстый, чтобы обеспечить хорошую теплопередачу, и достаточно тонкий, чтобы его можно было прикрепить скобами вместо сверления и завинчивания. Толщина немного больше, чем у высшего качества, но это чистый алюминий, прошедший процесс термообработки, который делает его более пластичным (так называемый «мертвый мягкий»), так что с ним легче работать.

Плоский материал для специальных применений. Материал достаточно податлив, чтобы его можно было сгибать в нестандартные формы.

Сверхпрочная алюминиевая фольга, которую можно купить в супермаркете, представляет собой другую крайность. Однако он недостаточно толстый, чтобы хорошо передавать тепло, и это немного лучше, чем ничего.

РЕЗУЛЬТАТЫ — Наши данные показывают, что варианты вообще без алюминиевых пластин, сверхпрочных алюминиевых пластин и алюминиевой фольги, как правило, могут быть исключены . Реальный выбор — между непрерывным покрытием трубки алюминиевой ложей средней / легкой толщины или периодическим покрытием половины трубки.Мы пришли к следующим рекомендациям:

Если теплопотери вниз (обратные потери) полностью расходуются на подполье или подвал, полностью закройте трубы и хорошо изолируйте. Если потеря тепла вниз полезна для другого помещения, следует рассмотреть возможность сокращения вдвое алюминия.

Если материал пола толстый или покрыт ковром, трубы должны быть полностью закрыты.

Если требуются низкие рабочие температуры, например, для солнечного отопления или для очень высокой эффективности, или по другим причинам, полностью закройте трубопровод.

Не стесняйтесь проконсультироваться со своим техническим специалистом Radiantec, если у вас есть какие-либо вопросы или специальные приложения.

Лучистое отопление — основы, факты, заблуждения и приложения

Что такое лучистое отопление

Лучистое отопление — это процесс, при котором энергия в виде тепла передается от объекта с более высокой температурой поверхности (например, нагревательного кабеля) к объекту с более низкой температурой поверхности (например, пол).Лучистая энергия также называется тепловой энергией и представляет собой, по сути, инфракрасное электромагнитное излучение, невидимое человеческому глазу и которое можно сделать видимым только с помощью инфракрасной камеры.

Как это работает

Лучистое тепло излучается одинаково во всех направлениях и распространяется в пространстве со скоростью света. Основная концепция тепла заключается в том, что оно всегда излучается более горячими и поглощается более холодными объектами, что делает возможным процесс лучистого отопления и, как следствие, лучистого теплого пола.

Скорость передачи тепла зависит от нескольких переменных, таких как расстояние между объектами, ∆T (дельта T) или разница между температурами поверхности, а также абсорбционные и эмиссионные свойства обоих объектов.
Например, человек, сидящий в 4 футах перед камином, будет чувствовать себя намного теплее, чем человек, сидящий в 12 футах от него. Точно так же нагревание кастрюли, наполненной водой до 120 ° F, займет меньше времени, чтобы закипеть, чем кастрюли, наполненной водой 55 ° F.Объекты с отражающей металлической поверхностью, такие как алюминиевая фольга, отражают много тепловой энергии и поэтому обычно используются для изоляции зданий, в то время как темные цвета обеспечивают поглощение тепла и поэтому являются обычным явлением для солнечных коллекторов.

Интересные факты

Одно из самых интересных и в нашем случае очень полезных свойств лучистого тепла состоит в том, что воздух поглощает его очень мало. Когда человек входит в комнату с лучистым полом с подогревом, не воздух заставляет его / ее чувствовать тепло, а тепло, излучаемое сияющим полом и поглощаемое этим человеком.Это объясняет, почему системы воздушного отопления настолько неэффективны и уступают системам лучистого теплого пола.

Как упоминалось выше, инфракрасное излучение невидимо для человеческого глаза, то есть до тех пор, пока объект не станет действительно горячим. Когда кусок металла, такой как железо, нагревается примерно до 1000 ° F, он начинает светиться, давая хороший визуальный пример или инфракрасную энергию в действии. Лучистые полы с подогревом, конечно, не нагреваются до таких температур, и мы можем только ощущать инфракрасную энергию, но не видеть ее.

Заблуждения

Некоторые могут принять инфракрасное излучение за ядерное излучение. Это два совершенно разных типа энергии, и инфракрасное излучение не испускает субатомные частицы, которые представляют опасность для здоровья человека.
Такое заблуждение было бы похоже на сравнение видимого дневного света (который представляет собой излучение с длиной волны 400-700 нм) с рентгеновским излучением (длина волны <10 нм). Один - источник жизни, другой - ее конец.
Проведение этого различия очень важно для устранения путаницы, а иногда и дискомфорта, связанных со словом «излучение».

Приложения

Лучистое тепло присутствует в природе повсюду — Солнце нагревает поверхность Земли, вулканы, гейзеры и так далее. Люди использовали тепловую энергию с древних времен, а первые лучистые полы с подогревом появились еще во времена Римской империи. Сегодня такие продукты, как электрический нагревательный кабель и маты HeatTech, помогают создавать теплые полы, которые предлагают высочайший уровень комфорта, энергоэффективности и душевного спокойствия.

Система теплообменника | | Теплый пол своими руками

Введение

В этой системе используется эффективный теплообменник для отделения питьевой воды от замораживания пола.Используется только один источник тепла, и можно полностью использовать преимущества защиты от замерзания.

Один из многих творческих способов использования теплообменника.
Очень красивый пример 4-х зонной теплообменной системы, установленной владельцем дома.
Еще один пример теплообменной системы, установленной заказчиком.

Схема теплообмена со стандартным водонагревателем

Однако всегда спрашивайте себя: «Действительно ли мне нужен теплообменник?»

Чаще всего для защиты от замерзания используются теплообменники, но другим применением может быть излучающая система с одним источником тепла, который по той или иной причине должен быть отделен от бытового водоснабжения.Это редко. Даже необходимость защиты от замерзания часто переоценивается, потому что излучающая система хранит так много тепла в массе дома.

Пример дизайна Radiant и плинтуса / фанкойла.

Система теплообменника с использованием антифриза может защитить систему лучистого отопления до минус 60 мин. Но компромисс — эффективность. Передача тепла от одной среды к другой (в данном случае от питьевой воды к антифризу через теплообменник) стоит британских тепловых единиц. Сам теплообменник нагревается и излучается в окружающий воздух, хотя иногда это тепло помогает согреть жилое пространство … даже если это всего лишь подсобное помещение.Довольно часто теплообменник изолирован, чтобы минимизировать этот эффект. Тем не менее, любое тепло, излучаемое теплообменником, представляет собой тепловую энергию, которая могла бы уйти на ваши полы.

Кроме того, антифриз как теплоноситель уступает простой воде. В целом система теплообменника на 10-20% менее эффективна, чем открытая система .

Конечно, вода имеет неприятную привычку замерзать при температуре ниже 32 градусов, и в некоторых ситуациях эта реальность намного перевешивает недостатки использования теплообменника.Обогрев второго дома в удаленном месте, подверженном перебоям в подаче электроэнергии, было бы идеальным профилем для системы теплообменника. В этом случае вы можете слить воду из бытовой системы водоснабжения, если уезжаете зимой на несколько недель, а антифриз защищает систему отопления.

Другим примером может быть отопление удаленного здания. Если вы отправляете воду по заглубленной изолированной трубе над линией замерзания, незаменим антифриз.

В солнечных коллекторах почти всегда используется антифриз, поэтому здесь также необходим теплообменник.

Важно понимать, что в большинстве случаев теплообменники не являются необходимыми в излучающих системах.

КАЖДЫЙ нагревательный элемент, который рекомендует и предлагает компания Radiant Floor, «РАЗРАБОТАН И НАЗНАЧЕН ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ»! Эти устройства не являются вашими «типичными» водонагревателями, так что пусть вас не вводит в заблуждение компактный размер! Все наши нагревательные элементы производятся в соответствии с отраслевыми стандартами качества и надежности.

Эти высокоэффективные обогреватели созданы для лучистого отопления.Мы предлагаем устройства, которые будут нагревать как вашу лучистую (отопление), так и горячую воду.

Независимо от того, какую систему лучистого отопления вы выберете, будь то открытая, закрытая или теплообменник, или требуемый тип топлива, пропан, природный газ, электрическая или масляная … Компания Radiant Floor позаботится о вас !!!

Система теплообменника с водонагревателем резервуарного типа

Комплект теплообменника с водонагревателем Polaris

Высокоэффективный водонагреватель / обогреватель Polaris стандартно поставляется с двумя парами входных и выходных отверстий для горячей и холодной воды.Это делает его идеальным для использования с теплообменником.

Использование водонагревателя по запросу с системой теплообменника

Многозонная система теплообмена с использованием водонагревателя по запросу
Однозонная система теплообмена с водонагревателем по запросу
Многозонная система теплообменника, работающая на жидком топливе, обогревает радиант с комбинированной системой плинтуса, а также горячее водоснабжение, разделенное посредством теплообменника.

С этим предварительно смонтированным сантехническим комплектом теплообменника (фото вверху, схематическое изображение внизу) водонагреватель по запросу может обеспечивать как обогрев помещения (с использованием незамерзания), так и горячую воду (питьевую).

Система теплообменников с несколькими зонами

Разрежьте плоский пластинчатый теплообменник пополам, и вы найдете стопки пластин из нержавеющей стали. Две разные жидкости (обычно вода с одной стороны, антифриз с другой) текут между чередующимися пластинами.Сами жидкости никогда не смешиваются, но тепло легко передается от более горячей жидкости к более холодной.

Теплообменник в разрезе
Сантехника теплообменника

Монтаж и подключение теплообменника

Теплообменник смонтированный и подключенный

Важно установить теплообменник «противотоком», а не «параллельно». Противоток означает, что самая горячая жидкость, поступающая на сторону A теплообменника, течет в направлении , самая холодная жидкость, поступающая со стороны B на противоположном конце теплообменника (см. Иллюстрацию выше).Это максимизирует теплопередачу, заставляя самую холодную жидкость непрерывно течь к самой горячей части теплообменника.

Параллельный водопровод приведет к тому, что Сторона A «горячая» и Сторона B «холодная» попадут в один и тот же конец теплообменника, и обе стороны будут течь параллельно по длине теплообменника. Конечно, такая неэффективная водопроводная система все же будет передавать некоторое количество тепла от более горячей жидкости к более холодной, но при этом теряется целых 40% мощности теплообменника.

Внутренние и внешние теплообменники

Иногда теплообменник вообще не является пластинчатым, а располагается ВНУТРИ резервуара для хранения.Неудивительно, что их называют «внутренними теплообменниками». Преимущества внутреннего стиля — простота и эффективность. Просто потому, что для перемещения тепла необходим только один насос, и эффективен, потому что, хотя внешний теплообменник ОЧЕНЬ быстро передает тепло от одной среды к другой, он также излучает тепло в окружающий воздух.

Внутренние теплообменники не так быстро передают тепло, но теплу некуда идти, кроме окружающей воды (которая, можно утверждать, также передает тепло в окружающую комнату — да ладно, ничто не является эффективным на 100%).

Итак, все сводится к применению, то есть к тому, какой тип теплообменника лучше всего подходит для данной системы отопления. В некоторых системах используются оба типа, как показано ниже.

Это схема водопровода, которую мы составили для клиента, который хотел, чтобы дровяной котел обогревал резервуар с водой, который, в свою очередь, обеспечивал как домашнее горячее водоснабжение, так и лучистое тепло пола. Да, и в лучистом полу должен быть антифриз, то есть он должен быть «закрыт».

Как видите, это очень сложная система отопления.Большинство излучающих систем намного проще. Но, как пример того, как видение может стать реальностью, смотрите фото готовой инсталляции ниже.

Накопительный бак с внутренним теплообменником находится за рамкой этой фотографии, но это часть этого выдающегося примера мастерства, сделанного своими руками. Наш клиент, Робин Эллинс, доказывает, что гордость за владение и внимание к деталям, наряду с предварительно собранными сантехническими пакетами компании Radiant Floor, может привести к созданию системы отопления, которая может соперничать даже с самой сложной профессиональной установкой.

Подключение EPK к зонному коллектору

На следующем рисунке показаны медные фитинги, необходимые для подсоединения комплектов расширения и продувки различных размеров к коллектору зоны . Эти фитинги и печатная копия этого чертежа включены в каждую систему Closed и Heat Exchanger .

Комплекты расширения и продувки

ЗАПОЛНЕНИЕ И ПРОДУВКА БЫТОВОГО (водонагревателя) СТОРОНА ВАШЕЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛООБМЕННИКА:
При недавно установленной системе лучистого отопления первый запуск является наиболее важным, а удаление воздуха из вашей системы является обязательным.Воздух в вашей системе — НАИБОЛЬШЕЕ, что может случиться с любой (гидравлической) системой лучистого отопления. Перейдите по этой ссылке https://www.radiantcompany.com/system/opensystem/#Filling_the_Open_System Для получения сведений о хранении и очистке открытой системы, а также сведений об очистке / удалении фильтра водонагревателя по запросу. Выключите или отключите электропитание водонагревателя, чтобы не тратить горячую воду во время этого процесса. .

Помните, простое открытие арматуры для горячего водоснабжения в любом месте дома приведет к вытеснению воды через зону.Однако открытие сливного клапана котла вправо / над смесительным клапаном / термометром является наиболее удобным и обеспечивает лучший поток.

Наши системы лучистого отопления не требуют особого обслуживания, кроме очистки фильтра в водонагревателе и поддержания давления в системе. Перейдите по этой ссылке https://www.radiantcompany.com/details/fill/ и прокрутите вниз половину страницы, чтобы получить информацию о чистке фильтра и сетчатого фильтра для вашей закрытой системы лучистого отопления.

ЗАКРЫТАЯ (отопление / зона) СТОРОНА СИСТЕМЫ:
Заполнение и продувка системы лучистого отопления — критический процесс! Когда воздух покидает систему, давление падает.Когда ваша система лучистого отопления нагревается, давление возрастает, но когда она остывает, давление падает… Мы рекомендуем поддерживать давление не менее 15 фунтов на квадратный дюйм, когда система холодная. Когда давление в нагретой системе приближается к 0,… а затем охлаждается,… создается ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ давление… Таким образом, создавая ВАКУУМ, он засасывает воздух в систему!

Ваш расширительный бак предварительно заправлен и не требует давления. Если ваше давление падает ниже 15 фунтов на квадратный дюйм, это означает, что в вашей системе все еще остается воздух,…Воздух — это ХУДШЕЕ, что может случиться с любой (водяной) системой лучистого отопления. Перейдите по этой ссылке https://www.radiantcompany.com/details/fill/ для получения информации о заполнении и продувке вашей закрытой водяной системы отопления.

Если у вас три зоны, например, закройте шаровые краны под насосами для зон 2 и 3 и направьте поток воды на зону №1.

Если зона № 1 имеет несколько контуров трубопровода, каждый контур будет иметь шаровой клапан на стороне подачи петлевого коллектора, перекрыть все контуры зоны № 1, кроме первого, и направить воду в этот первый контур. .Когда контур №1 зоны №1 был очищен, закройте контур №1 и разомкните контур №2. Повторите этот процесс для каждой цепи в каждой зоне .

Если вы не используете давление в помещении (из шланга и т. Д.), Вы можете использовать перекачивающий насос для перекачки жидкости в вашу систему.

Мы рекомендуем антифриз на основе пропиленгликоля (не автомобильный, этиленгликоль).

Определите, сколько антифриза требуется вашей системе, добавив общее количество жидкости в трубку (2.7 галлонов на 100 футов 7/8 ″ Pex… 1,9 галлона на 100 футов 3/4 ″ Pex… 1,3 галлона на 100 футов 1/2 ″ Pex) плюс объем воды в источнике тепла (водонагреватель или бойлер) .

Определите, какое процентное соотношение незамерзающей смеси к воде рекомендуется производителем источника тепла. Соотношения могут быть разными. Некоторые производители рекомендуют от 20% до 30% антифриза, другие — 50%. На правильное смешивание также влияет степень низкой температуры, от которой вы хотите защитить. Некоторые антифризы поставляются «предварительно разведенными». Обязательно проверьте перед покупкой.

«ВСЕГДА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО РАЗМЕШАЙТЕ АНТИФРИЗ ПЕРЕД ЗАКАЧИВАНИЕМ ЕГО В СИСТЕМУ»!

Перекачивающий насос Насос — НЕ отстойный насос должен использоваться при обратной промывке агрегата, а также при заполнении и продувке закрытой системы с использованием смеси антифриза. Мы рекомендуем мощный универсальный насос, такой как Wayne EC-50, или Wayne PC-4, или аналогичный насос, такой как Utilitech .5 HP Cast Iron Transfer Pump , каждый из которых может генерировать до 45- psi.По следующей ссылке https://www.waynepumps.com/solution-center/utility-pumps-transfer/pc4 приведены технические характеристики насоса (модель № PC4).

Системы лучистого и кондуктивного обогрева

Рисунок: Панель электрического лучистого отопления или «темный радиатор», прикрепленная к стене. Источник: EasyTherm.

————————————————- ————————————————— ——————————————-

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Как мы видели в предыдущей статье, тепло может передаваться посредством конвекции (нагревание воздуха), теплопроводности (прямой физический контакт) и излучения (электромагнитная энергия).Большинство современных систем отопления нагреваются за счет конвекции, но важно отметить, что теплопроводящие и лучистые источники тепла также нагревают воздух.

Это особенно актуально для источников лучистого отопления. 100% лучистого обогревателя не существует. Солнце производит 100% излучение, но находится в вакууме. На Земле поверхность системы обогрева всегда будет контактировать с воздухом, который нагревается за счет теплопроводности и поднимается вверх. Таким образом, устройство лучистого отопления определяется как нагревательное устройство, в котором доля лучистого тепла в общей теплопередаче равна или превышает 50%.

Изразцовые печи или каменные обогреватели

Есть одна система отопления, которая сохранилась в прошлые времена, которую все еще можно очень рекомендовать: изразцовая печь или каменный обогреватель. Фактически, не существует современного нагревательного устройства, которое могло бы сравниться по комфорту и энергоэффективности с изразцовой печью со встроенным сиденьем или спальной платформой, прибором, сочетающим теплопередачу за счет излучения и теплопроводности. Изразцовая печь — это центральное место комфорта и уюта, которое нам больше не предлагают современные системы воздушного отопления.

Изразцовая печь или каменный обогреватель также являются наиболее эффективным и наименее экологически чистым способом обогрева дровами. Это достигается за счет высокой тепловой массы, которая позволяет дровам гореть при очень высоких температурах без перегрева помещения. Из-за их высокой эффективности сгорания (около 100%) и высокой эффективности нагрева (до 90%) изразцовые печи потребляют гораздо меньше древесины и производят гораздо меньше загрязнения воздуха, чем обычная дровяная печь или камин. [1] [2] [3]

Современная изразцовая печь, изготовленная мастером.Источник: De Meiboom.

Кроме того, их нужно топить только один или два раза в день и продолжать излучать тепло от 12 до 24 часов, что значительно сокращает объем работы, необходимой для обогрева здания дровами. Напротив, дровяная печь или камин требуют постоянного внимания. Наконец, поскольку он чисто сжигает древесину и большая часть тепла передается каменной кладке, возгорание дымохода практически невозможно.

Сегодняшние изразцовые печи несравнимы с печами прошлого.В восемнадцатом веке были сделаны большие улучшения, в результате которых появилось более эффективное отопительное устройство — шведское «какелугн». В 1970-х финны усовершенствовали дизайн, и технология продолжает развиваться. В наши дни каменные обогреватели могут быть построены мастерами или собраны из готовых деталей. Второй вариант намного дешевле, но он ограничивает вас доступными формами и размерами. Когда изразцовая печь строится мастером, возможна любая форма.

Недостатки изразцовых печей

Однако непревзойденный комфорт и эффективность изразцовой печи понравятся далеко не всем.Во-первых, это, безусловно, самые большие и тяжелые отопительные системы. Следовательно, должно быть доступно достаточно места и прочный пол. По логике, изразцовая печь или каменный обогреватель тоже требует дымохода. Кроме того, хотя плиточные печи, сделанные из модульных частей, можно перемещать, те, что построены мастерами, навсегда прикреплены к дому, в котором они построены, поэтому они не являются таким привлекательным вариантом для арендаторов.

Еще один недостаток изразцовой печи в том, что она не может быстро обеспечить тепло.Высокая тепловая масса конструкции задерживает передачу тепла в помещение. Это не проблема для часто используемых помещений, поскольку тепловой комфорт можно поддерживать, топя печь один или два раза в день, в зависимости от погодных условий. Однако, если поблизости нет людей, которые хотя бы раз в день топили печь, люди попадают в холодный дом с отопительным прибором, который заработает на полную мощность только через много часов. Удобство нашего современного образа жизни может заставить нас рассматривать это как более серьезную проблему, чем это было 150 лет назад.

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Высокая тепловая масса изразцовой печи делает ее наиболее подходящей для часто используемых помещений и для постоянно холодных погодных условий.

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Из-за своей медленной реакции изразцовая печь или каменный обогреватель также лучше подходят для постоянно холодной погоды, чем для быстро меняющегося климата.Если утром вы сожгли слишком много дров, днем ​​снизить тепловыделение изразцовой печи невозможно; например, когда солнце неожиданно пробивается сквозь облака и быстро нагревает дом.

Изразцовая печь, изготовленная мастером. Источник: Lehm und Feuer.

Точно так же, если вы сожгли недостаточно дров, невозможно увеличить выработку тепла в случае неожиданного падения наружной температуры. Вам всегда нужно ждать следующего цикла огня, чтобы адаптировать тепловую мощность печи, а это значит, что вы должны угадывать, какой будет погода в следующие 12–24 часа.

Наконец, как и любой другой источник лучистого отопления, изразцовая печь обеспечивает тепло только в том помещении, в которое она встроена, а не в других комнатах. Чтобы противостоять этой проблеме, изразцовые печи могут быть построены в каждой комнате, а большие изразцовые печи могут быть построены через полы или стены, чтобы распределять тепло по всему зданию. Однако, поскольку речь идет о большом и тяжелом отопительном устройстве, эти планы потребуют много денег, времени и очень прочного здания. Таким образом, изразцовая печь лучше подходит для больших помещений, чем для зданий с большим количеством небольших помещений.

Подогреватели реактивной массы

Многие особенности изразцовой печи применимы и к нагревателю ракетной массы, его низкотехнологичному собрату. Нагреватель ракетной массы появился только в 1980-х годах в результате исследования более эффективных кухонных плит. Он нагревается больше за счет теплопроводности, чем от излучения; он использует скамейку вокруг обогревателя, чтобы направлять горячие дымовые газы к дымоходу. Сам нагреватель — обычно металлический бочонок — довольно небольшой. Большая часть тепла огня сохраняется в массе каменной кладки перекрытий, откуда оно медленно выделяется.

Вверху: Нагреватель ракетной массы Круно Ладишича. Через я чертовски люблю ракетные печи. Внизу: сборка нагревателя ракетной массы. Картина: Год Грязи.

Обогреватели ракетной массы имеют несколько важных преимуществ перед плиточными печами. Они менее тяжелые и громоздкие, намного дешевле и проще в сборке. С другой стороны, они менее эффективны, их нужно запускать более регулярно, они требуют большего обслуживания, чем изразцовые печи, и они так же медленно реагируют.Это делает их наиболее подходящими для часто используемых помещений и в постоянно холодном климате. Для обогревателей ракетной массы также требуются длинные прямые дрова.

Несмотря на эти недостатки, обогреватель ракетной массы по-прежнему является гораздо более эффективным и удобным выбором, чем обычная дровяная печь. Если условия подходящие, и вы не можете позволить себе обогреватель для каменной кладки, создание обогревателя с ракетной массой все еще является жизнеспособным вариантом. Однако предупреждение от человека, который изобрел устройство, Янто Эванса: «Эти печи не использовались достаточно долго, чтобы определить реальный риск пожара в дымоходе, поэтому почаще проверяйте дымоход.»[4]

Термически активные поверхности зданий

С появлением общественного водоснабжения в девятнадцатом веке появилась новая система лучистого отопления: поверхности зданий нагреваются горячей водой, протекающей через контур из металлических труб. Хотя эти системы обычно известны как теплые полы или полы с подогревом, мы предпочитаем термин «термически активные поверхности здания», поскольку эта технология также работает со стенами и потолками, и она может не только обогревать, но и охлаждать здание, что достигается за счет работы холодная вода по трубам.[5]

Нагревание поверхностей зданий, конечно, происходило задолго до девятнадцатого века. Римляне обогревали свои бани и большие виллы гипокаустами, системами центрального отопления, которые распределяли тепло от подземного пожара через дымоходы в полах и (иногда) стенах. Однако из-за высокой плотности энергии вода является лучшей средой для теплопередачи, чем дым. Водопроводные трубы могут быть намного меньше дымовых, что значительно снижает риск возгорания. В настоящее время как медные трубы, так и трубы из полиэтилена (PEX) могут использоваться для распределения горячей (и холодной) воды.

————————————————- ————————————————— ——————————————-

В отличие от изразцовых печей, термически активные поверхности здания равномерно распределяют тепло по всему пространству.

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Как и изразцовые печи, термически активные поверхности зданий имеют высокую тепловую массу, что означает, что они не могут быстро отводить тепло.По этой причине они лучше всего подходят для часто используемых помещений и при устойчивых низких температурах. Однако, в отличие от изразцовых печей, они равномерно распределяют тепло по всему помещению, а это означает, что они не подходят для локального отопления. С термически активной поверхностью здания будет комфортно все помещение, независимо от того, сколько людей внутри и сколько места занято.

Теплый пол в стадии строительства. Источник: Wikipedia Commons.

Основное преимущество термоактивных поверхностей зданий состоит в том, что они устраняют асимметрию лучистой температуры: нет больших перепадов температуры во всем пространстве.Нет необходимости в местной изоляции (стулья с капюшоном, складные ширмы — см. Предыдущую статью) для обеспечения теплового комфорта. С другой стороны, по сравнению с системами воздушного отопления экономия энергии обычно довольно мала, если только вода не нагревается с помощью солнечного коллектора или теплового насоса.

Из-за большой поверхности нагрева температура воды может быть относительно низкой, обычно ниже 30ºC (86ºF). Тепловые насосы и солнечные коллекторы очень эффективны в обеспечении таких низких температур.Воду для обогреваемой поверхности здания также можно согреть с помощью изразцовой печи (при условии, что она имеет достаточную мощность нагрева), что является еще одним способом распределения тепла от изразцовой печи по всему зданию.

Интересно, что термически активные поверхности зданий не нагревают нас излучением. Поскольку температура поверхности нагрева обычно ниже, чем температура нашей кожи, на самом деле именно мы греем поверхности здания излучением. Однако нагретые поверхности здания ограничивают потерю лучистого тепла от нашего тела в окружающую среду, обеспечивая тепловой комфорт другим способом.Они также создают значительную долю конвекции (особенно для полов с подогревом), в то время как полы и стены с подогревом могут обеспечивать тепло за счет теплопроводности.

Западный фасад Центра клеточных и биомолекулярных исследований Терренса Доннелли в Торонто, Канада, здания, которое нагревается и охлаждается за счет термически активных поверхностей здания. Картина: Университет Торонто.

Главный недостаток обогреваемых поверхностей здания состоит в том, что они требуют радикального ремонта здания, потому что пол, стену или потолок приходится отламывать и заново наращивать.Кроме того, теплоизоляция необходима для внешних стен, иначе будет потеряно много тепла снаружи.

Термически активные поверхности зданий — это почти логичный выбор для новых зданий, по крайней мере, для часто используемых пространств и особенно в климатических условиях, которые также нуждаются в охлаждении в летние месяцы. Однако, если мы ищем решения для снижения энергопотребления в уже имеющихся зданиях и для экономии энергии во временно отапливаемых помещениях, нам следует искать другие варианты.

Инфракрасные нагревательные панели

Самыми последними системами лучистого отопления являются инфракрасные панели, которые могут работать от электричества или горячей воды. Они могут быть полезны как в качестве альтернативы, так и в качестве дополнения к изразцовой печи или обогреваемой поверхности здания. Панели водяного (водного) лучистого отопления появились на рынке около 50 лет назад, а электрические лучистые нагревательные панели появились в конце 1990-х годов. Обе технологии сильно изменились за последние годы. [6] [7]

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Панели излучающего отопления имеют небольшую тепловую массу или совсем не имеют ее и могут очень быстро выделять тепло

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Как и изразцовые печи, излучающие панели нагреваются локально, создавая более теплый микроклимат в более прохладном помещении.Однако, поскольку инфракрасные нагревательные панели имеют тонкую металлическую поверхность нагрева с небольшой тепловой массой или без нее, они могут быстро выделять тепло. Это делает их интересными вариантами для использования в менее часто используемых помещениях и в более изменчивом климате, в ситуациях, когда изразцовые печи, обогреватели ракетных масс и термически активные поверхности зданий менее полезны. Поскольку панели излучающего отопления могут быстро обеспечить тепло, комнату нужно обогревать только тогда, когда в нее кто-то входит.

Электрические длинноволновые инфракрасные нагревательные панели.Источник: EasyTherm.

Панели излучающего отопления имеют больше преимуществ по сравнению с более старыми системами. Например, они такие же легкие и компактные, как тяжелая и громоздкая изразцовая печь, и, в отличие от обогреваемых поверхностей здания, их легко установить в уже существующем здании. Излучающие панели можно устанавливать на стены или потолок, они могут свободно висеть или встраиваться в систему подвесного потолка.

Это делает их практичным для использования в нескольких комнатах, а также делает их подходящими для арендаторов, которые могут взять с собой свою систему отопления, когда они переезжают в другое место.С другой стороны, к нагревательной поверхности излучающей панели нельзя безопасно прикасаться, потому что сразу же возникнут ожоги. Это означает, что теплопередача невозможна.

Гидравлический или электрический?

В гидравлических панелях нагретая вода течет по пластиковым или медным трубам, прикрепленным к металлической пластине, которая затем излучает тепло в пространство. Электрические панели выглядят очень похоже, но тепло вырабатывается электрическим сопротивлением. Подобно термоактивным строительным поверхностям на водной основе, водяные излучающие панели также могут охлаждать здание, чего не могут сделать электрические излучающие нагревательные панели.С другой стороны, электрические панели проще в установке и они даже более отзывчивы, чем гидравлические панели — требуется менее 5 минут, прежде чем электрическая панель излучает тепло на полной мощности. [6]

Гидравлические панели лучистого отопления не следует путать с так называемыми «радиаторами», которые распространены во многих европейских зданиях. Хотя это тоже системы водяного отопления, их конструкция направлена ​​на создание максимально возможной доли конвекции (поэтому их на самом деле следует называть «конвекторами»).Сияющие металлические поверхности «радиатора» обращены друг к другу, так что большая часть поверхности нагрева не может излучать энергию напрямую людям.

Излучающие панели для систем водяного отопления и охлаждения в спортивном зале, ориентированные на публику. Источник: Zehnder ZBN.

Вместо этого они излучают энергию друг другу, нагревая воздух между панелями за счет теплопроводности, которая затем поднимается и нагревает пространство за счет конвекции. Еще одно отличие состоит в том, что «излучатели» имеют более низкую температуру поверхности, чем инфракрасные панели.Как следствие, доля лучистого тепла в общей теплоотдаче составляет всего 20-30%. То же самое и с электрическими «радиаторами». [8]

Что касается панелей электрического лучистого отопления, важно отметить, что речь идет об электрических длинноволновых инфракрасных обогревателях . Их не следует путать со старыми — и гораздо более известными — электрическими коротковолновыми инфракрасными обогревателями , которые при работе излучают красный свет. Длинноволновые лучистые обогреватели не излучают видимого света (это «темные радиаторы») и имеют гораздо более низкие температуры поверхности.Обе технологии по-разному влияют на здоровье, о чем мы поговорим в конце этой статьи.

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Электрические длинноволновые инфракрасные обогреватели не следует путать со старыми и гораздо более известными электрическими коротковолновыми инфракрасными обогревателями, которые при работе излучают красный свет.

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Инфракрасные нагревательные панели — прекрасное дополнение к мощной системе лучистого отопления.Например, инфракрасная нагревательная панель может быстро нагреть (часть) комнаты, в то время как изразцовая печь набирает обороты, что решает проблему комфорта для людей, которые придерживаются нерегулярного графика. Точно так же комбинация «быстрого» и «медленного» источника лучистого отопления предлагает больше возможностей при работе в изменчивых погодных условиях. Различные источники лучистого отопления также могут дополнять друг друга в разных помещениях одного здания. Например, изразцовая печь в гостиной может быть объединена с панелями лучистого отопления в менее часто используемых спальнях и ванных комнатах.

Гидравлические панели для лучистого отопления и охлаждения. Источник: Zehnder ZBN.

Однако важно помнить, что излучающие нагревательные панели теряют часть своего преимущества в эффективности по сравнению с излучающими системами большой массы, когда они постоянно используются в часто посещаемых помещениях. Это особенно верно для электрических излучающих панелей, которые испытывают большие потери при преобразовании энергии на электростанции. Панели электрического лучистого отопления также могут потерять свое преимущество в эффективности по сравнению с системами воздушного отопления, если они используются для обогрева всего помещения, а не для создания микроклимата (см. Следующую статью).

Гибридные системы отопления

Некоторые технологии лучистого отопления стирают границы между системами, которые мы обсуждали. Например, некоторые электрические и водяные панели лучистого отопления имеют высокую тепловую массу природного камня, что в основном превращает их в электрический или водяной каменный обогреватель. Высокая тепловая масса снижает температуру поверхности, поэтому эти нагревательные элементы также могут обеспечивать теплопередачу за счет теплопроводности, когда мы опираемся на них.

Водяной каменный радиатор.Источник: The-Radiators.

И наоборот, некоторые электрические и водяные системы отопления создают термически активные поверхности здания с небольшой тепловой массой или без нее, используя маты (электричество) или соединенные между собой сборные легкие панели (вода), которые можно прикрепить к поверхности здания. Эти системы могут быть такими же отзывчивыми, как излучающие панели, но они распределяют тепло по всему пространству, а не локально. Их также проще установить, чем системы с высокой тепловой массой.


Модульные излучающие отопительные панели, которые можно соединять между собой для создания термически активной поверхности здания.Источник: Ray Magic.

Вертикальное или горизонтальное лучистое тепло?

Как было отмечено в начале статьи, каждый источник лучистого отопления также нагревает воздух. Однако доля излучения в общей теплопередаче источника лучистого тепла может варьироваться от 50 до 95%, в основном в зависимости от ориентации поверхности лучистого нагрева. Направленные вниз излучающие поверхности нагрева достигают наибольшей доли излучения (до 95%), в то время как обращенные в сторону излучающие поверхности нагрева обеспечивают лучистую теплопередачу на 60-70%.Тепловые поверхности, обращенные вверх, достигают лишь 50-60% доли лучистой теплопередачи. [6] [9]

Большое влияние ориентации поверхности связано с естественным восходящим движением горячего воздуха. Поскольку нисходящей конвекции не существует — теплый воздух всегда поднимается вверх — обращенная вниз лучистая тепловая поверхность почти не нагревает воздух. Как следствие, потолочные излучающие нагревательные поверхности являются наиболее энергоэффективными: для производства такого же количества излучения, как у обращенной вниз излучающей нагревательной панели мощностью 250 Вт, панели, ориентированной сбоку, требуется 325 Вт, а панели, обращенной вверх, 350 Вт.[6]

————————————————- ————————————————— ——————————————-

В то время как потолочная панель максимизирует производство лучистого тепла, вертикально расположенная панель максимизирует прием лучистого тепла

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Однако высокая доля лучистого тепла для нагревательных панелей, обращенных вниз, не означает, что потолок по определению является наиболее подходящим местом для лучистого источника тепла.В часы бодрствования люди обычно находятся в вертикальном положении, стоя или сидя. Таким образом, в то время как потолочная панель максимально увеличивает выработку излучаемого тепла , вертикально расположенная панель максимизирует прием излучаемого тепла . [10]

Часть силуэтов объекта в различных позах, соответствующая участкам, освещенным солнечными лучами под указанными углами высоты и азимута. Из: «Тепловые условия человека: влияние жарких, умеренных и холодных сред на здоровье, комфорт и производительность человека, третье издание», Кен Парсонс, 2014 г.

Большая часть тела будет облучаться напрямую, когда поверхность нагрева находится в вертикальном положении — см. Рисунок выше.Если поверхность нагрева направлена ​​вверх или вниз, большая часть излучаемого тепла будет проходить по телу, ограничивая эффект прямого нагрева. Потолочная панель максимально увеличивает прием лучистого тепла только тогда, когда мы лежим, но тогда мы в основном спим и под одеялом.

Еще одна причина выбрать вертикально ориентированную лучистую поверхность нагрева — это асимметрия лучистой температуры. В предыдущей статье мы видели, что человеческое тело может испытывать большие перепады температуры, когда оно нагревается от местного источника лучистого тепла.Человек, сидящий перед открытым огнем, будет получать достаточное количество лучистого тепла с одной стороны своего тела, в то время как другая сторона отдает тепло холодному воздуху и поверхностям в противоположной половине комнаты. Однако на чувствительность ассиметрии лучистой температуры сильно влияет ориентация источника тепла.

Люди наименее чувствительны к ассиметрии лучистой температуры, вызванной теплой вертикальной поверхностью, такой как изразцовая печь или настенная панель инфракрасного обогрева.Разница в температуре излучения может достигать 35ºC (63ºF), прежде чем 1 из 10 человек будет жаловаться на тепловой дискомфорт. Однако в случае теплого источника лучистого тепла, направленного вниз, жалобы были отмечены при разнице температур всего 4-7º C (7-13ºF). Когда разница температур составляет 15 ° C (27 ° F), 50% испытуемых сообщают о тепловом дискомфорте. Это потому, что голова является наиболее чувствительной к теплу частью тела. [10] [11] [12]

Чувствительность к горячей поверхности над нашими головами не проблема, когда весь потолок превращен в источник лучистого отопления, как в случае с термически активным потолком.Из-за большой поверхности нагрева лучистая температура такой системы может быть очень низкой, часто ниже температуры кожи. Однако гораздо более высокие температуры электрических или водяных панелей лучистого обогрева могут затруднить температурную асимметрию для некоторых людей.

Безопасны ли системы лучистого отопления?

Существует важное различие между излучением, исходящим от Солнца, и излучением, создаваемым системами лучистого обогрева, обсуждаемыми здесь.Солнце намного горячее, и именно температура объекта определяет, какие длины волн электромагнитного спектра доминируют: чем выше температура, тем выше доля коротковолнового излучения. Поскольку солнце имеет очень высокую температуру поверхности, солнечное излучение также производит значительное количество вредных ультрафиолетовых и коротковолновых инфракрасных волн, поэтому нам не рекомендуется проводить слишком много времени на солнце. [10]

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Длинноволновое инфракрасное излучение не проникает через кожу и безвредно.Однако чрезмерное использование коротковолновых инфракрасных обогревателей или проводящих систем обогрева может привести к заболеванию кожи, называемому Erythema ab igne .

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Однако, если температура поверхности остается ниже 100ºC (212ºF), как в случае со всеми системами лучистого отопления, которые мы обсуждали, длинноволновое инфракрасное излучение преобладает в передаче тепла.Длинноволновое инфракрасное излучение не проникает через кожу и безвредно, что хорошо, учитывая, что наши тела постоянно обмениваются длинноволновым инфракрасным излучением с другими телами вокруг нас. [13] [14]

Камины, дровяные печи и коротковолновые лучистые обогреватели — другое дело. Хотя их температура поверхности не такая высокая, как у солнца, она намного выше, чем у изразцовых печей, инфракрасных панелей или обогреваемых поверхностей зданий. Это означает, что они также излучают коротковолновое излучение и могут иметь последствия для здоровья.[13] [14]

Женщина 22 лет с синдромом поджаренной кожи, вызванным коротковолновым источником лучистого тепла. Из «Кожных болезней», Джеймс Х. Секейра, 1915.

Эритема ab igne , также известная как «термический кератоз» или «синдром поджаренной кожи», — это заболевание кожи, вызванное многократным и длительным воздействием источника тепла, в результате чего на коже образуются пятна. Это доброкачественный дерматит, и пятна обычно исчезают через несколько месяцев после окончания теплового воздействия.Однако, если тепловое воздействие продолжается, лоскутное одеяло может стать постоянным. Эти случаи могут в конечном итоге перерасти в рак кожи много лет спустя, хотя это бывает редко. Основная проблема — косметическая, но эффект впечатляющий — вас могут обмануть, решив, что это татуировка.

Состояние было впервые описано в начале 1900-х годов, но должно было существовать до этого. В медицинском справочнике 1920 года это описывается как «редкое заболевание передней поверхности ног, приводящее к стойкой пигментации и обнаруживаемое у старческих, слабых или алкоголиков, подвергающихся воздействию сильной жары (пожарные, кочегары)».[15] В недавних публикациях об этом заболевании говорится, что оно было «довольно распространено среди пожилых людей, которые стояли или сидели у открытого огня или дровяных печей». Это заболевание обычно проявляется на передней поверхности голени и внутренней поверхности бедер, потому что люди греются прямо перед печью. [16] [17] [18] [19] [20]

Безопасны ли системы кондуктивного нагрева?

В настоящее время Erythema ab igne , вызванная источником лучистого тепла, может проявляться у поваров и пекарей (на руках), а также у ювелиров, серебряных дел мастеров и стеклодувов (на лице) как профессиональное заболевание.Это также было замечено на ногах женщин, которые ежедневно готовят на открытом огне, сидя на земле. Медицинские случаи, вызванные сидением слишком близко к коротковолновому источнику лучистого тепла, все еще регистрируются, хотя в настоящее время это обычно касается коротковолновых электрических обогревателей с красным светом, а не каминов или дровяных печей. Нет сообщений о Erythema ab igne , вызванных длинноволновыми источниками лучистого тепла.

Однако современные токопроводящие источники тепла представляют опасность.Электрические и гидравлические нагревательные элементы с более низкой температурой поверхности также можно вставлять в столы, столы, стулья или скамейки, или их можно использовать в качестве переносных грелок. Если вы не можете позволить себе сияющий пол, вы можете выбрать, например, ковер с водяным подогревом. Некоторые из этих технологий пересекают границу между мебелью и одеждой, например браслеты с подогревом или одежда с электрическим подогревом. Недавние отчеты показывают, что Erythema ab igne появляется после использования грелок, обогревателей автомобильных сидений, обогревающих одеял, бутылочек с горячей водой и даже ноутбуков, горячих ванн и душевых.

Настольное кресло с беспроводным обогревом. Источник: Хаммахер.

Все зарегистрированные случаи связаны с очень частым использованием источника тепла. Например, два инцидента касаются мужчины, который ежедневно принимал от 5 до 6 горячего душа, и девушки, которая ежедневно принимала горячую ванну продолжительностью 60-90 минут. [16] [17] У 16-летнего мальчика появились пятна на шее после того, как он спал на подогретой подушке каждую ночь в течение двух месяцев, причем первые пятна появлялись через четыре недели. [18] Сообщалось о случае, когда женщина постоянно использовала сиденья с подогревом в своей машине, управляя автомобилем по 2–4 часа в день в течение нескольких лет.[19] Большинство случаев было зарегистрировано из-за использования бутылочек с горячей водой для облегчения хронических болей. [20]

В то время как некоторые из этих инцидентов, очевидно, являются следствием чрезмерного использования токопроводящего нагрева, другие — нет. Например, использование теплопроводного источника тепла в течение 2–4 часов в день — как женщина в ее машине — вполне вероятно в помещении, где теплопроводный нагрев играет важную роль в обеспечении теплового комфорта. На данный момент зарегистрированы только отдельные случаи, и мы не знаем, появляется ли Erythema ab igne у всех людей, которые используют токопроводящие источники тепла в течение длительного времени или только в исключительных случаях.Тем не менее очевидно, что токопроводящие нагревательные системы могут оказывать воздействие на кожу, поэтому рекомендуется соблюдать осторожность.

В следующей статье мы исследуем влияние местных систем отопления на потребление энергии, тепловой комфорт и здоровье помещений.

Крис Де Декер (под редакцией Дженны Коллетт)

Эта статья переведена на испанский.

Примечания:

[1] «Каменные обогреватели: проектирование, строительство и жизнь с кусочком солнца», Кен Матес, 2010 г.

[2] «Poêles à Накопление: Le meilleur du chauffage au bois», Vital Bies and Marie Milesi, 2011

[3] «Книга каменных печей: заново открывая старый способ согревания», Дэвид Лайл, 1984

[4] «Ракетные нагреватели массы, третье издание», Янто Эванс, Лесли Джексон, 2013 г.

[5] «Термически активные поверхности в архитектуре», Киль Мо, 2010

[6] Справочник по лучистому отоплению и охлаждению (Справочники Макгроу-Хилла), Ричард Ватсон, 2008 г.

[7] Личное сообщение, Лео и Ричард де Мос, Li-tech / Prestyl.

[8] «Отопление и кондиционирование зданий Faber & Kell», Дуг Огтон и Стивен Ходкинсон, 2008 г.

[9] «Beispielhafte Vergleichsmessung zwischen Infrarothstrahlungsheizung und Gasheizung im Altbaubereich», Петер Косак, Технический университет Кайзерслаутерн, 2009

[10] «Тепловая среда человека: влияние горячей, умеренной и холодной окружающей среды на здоровье, комфорт и производительность человека, третье издание», Кен Парсонс, 2014 г.

[11] «Thermisch Binnenklimaat» (PDF), Atze Boerstra et al., 2008

[12] «Моделирование теплового комфорта с помощью сияющих полов и потолков», З. Ван, 4-я Международная конференция по строительной физике 2009 г., 15-18 июня, Стамбул

[13] «Заявление ICNIRP о воздействии дальнего инфракрасного излучения», ICNIRP, 2006

[14] «Рекомендации ICNIRP по пределам воздействия некогерентного видимого и инфракрасного излучения» (PDF), ICNIRP, 2013

[15] «Дерматология: основы кожной медицины», Уолтер Джеймс Хайман, 1921 г.

[16] «Некоторым нравится погорячее: эритема Ab Igne, вызванная каннабиноидной гиперемезисом», Райан Р.Крамер, 2014

[17] «Эритема ab igne, вызванная частым горячим купанием», Сунг-Ян Линг, 2002 г.

[18] «Тепловая подушка: необычный возбудитель эритемы ab igne» (PDF), Энвер Туран и др., 2013 г.

[19] «Эритема ab igne: развивающаяся технология, развивающаяся презентация», Катарин Кести и др., 2014 г.

[20] «Erythema ab igne: история болезни» (PDF), Мелинда Мор и др., 2005

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Статьи по теме:

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Toasty Warm Floors

Эти высококачественные алюминиевые пластины передают тепло полу в вашем доме.Ты будешь уютно устроиться, как клоп в коврике. Я получил эти теплообменные пластины Uponor на сайте www.SupplyHouse.com. Эта колонка была НАСТОЛЬКО ХОРОШЕЙ, что я поделился с 31 000 подписчиками, прочитавшими мой информационный бюллетень AsktheBuilder от 23 февраля 2020 года. (C) Copyright 2019 Тим Картер

Теплые полы

УВАЖАЕМЫЙ ТИМ: Пора строить наш дом для престарелых. В доме будет четырехсезонный климат, и я настаиваю на том, чтобы в нем было как можно комфортнее, когда на улице холодно. Я слышал о лучистом тепле для пола, но всегда использовал приточный воздух.Что вы можете сказать мне о лучистом тепле для пола? Это действительно так хорошо, или я слышу всю шумиху? Стоит ли мне это делать, какие советы и хитрости помогут добиться максимального комфорта? Элизабет М., Mt. Desert, ME

ДОРОГАЯ ЭЛИЗАБЕТ: Лучистое напольное и настенное отопление — это ни в коем случае не шумиха. На самом деле, это недостаточно разрекламировано. Он восходит к более чем 5000 лет назад, когда мудрые китайские и корейские строители использовали его в зданиях. Греки и римляне также использовали полы и стены с подогревом.

Мне посчастливилось обогревать свой дом в течение последних десяти лет лучистым теплом. У меня в подвале, где можно выйти, используется комбинация излучающего подогрева пола, а остальная часть дома отапливается горячей водой, которая проходит через радиаторы плинтуса. До этого я держал тепло в течение пятидесяти пяти лет, как и вы, с помощью приточного воздуха. Это роскошное тепло, так много, что я часто лежу на полу подвала.

Лучистое тепло использует простой физический принцип, согласно которому тепло переходит в холод.Обычное человеческое тело, просто занимающееся легкой или средней активностью, избавляется от около 400 БТЕ / час. Если вы поставите себя рядом с холодной поверхностью или встанете на холодный кафельный пол, холод начнет высасывать из вас тепло быстрее, и вы почувствуете ощущение холода.

Вот почему лучистое тепло так волшебно, потому что оно заставляет пол и стены приближаться к той же температуре, что и ваше тело. Устранение движущегося воздуха, как в случае систем с принудительной подачей воздуха, также является преимуществом, поскольку циркулирующий воздух фактически способствует испарению пота, что заставляет вас чувствовать себя холоднее.

Тема теплых полов в жилых домах чрезвычайно сложна. Что вам нужно знать, так это основы, чтобы у вас была система, которая будет портить вам комфорт. Давайте начнем.

Это инфракрасное фото, показывающее теплообменные пластины Uponor и трубку Uponor hePEX, которая согревает мои ноги!

Первое, что необходимо сделать, — это точно рассчитать теплопотери для каждой комнаты вашего нового дома. Для этого существует множество программных продуктов, и все дело в добавлении измерений и данных в форму.

Расчет потерь тепла позволяет установщику спроектировать систему таким образом, чтобы вы получали нужное количество тепла в каждую комнату. Мне довелось установить лучшую систему лучистого отопления в новом каркасном доме моей дочери, поэтому сейчас все это очень актуально.

Прелесть системы лучистого отопления в том, что вы можете легко разделить свой новый дом на зоны нагрева. Каждая зона имеет свой термостат и датчик температуры в полу. Это позволяет поддерживать в разных зонах разную температуру днем ​​и ночью для экономии энергии.В доме моей дочери будет семь отдельных зон.

Я использую пластиковую трубку hePEX ™ (см. Фото ниже, когда она у меня в руке), которая вставляется в твердые алюминиевые теплообменные пластины, которые привинчиваются к нижней стороне деревянного пола. Пластины по большей части расположены на расстоянии 8 дюймов по центру. Важно понимать, что вы должны использовать специальную трубку hePEX ™, которая ограничивает диффузию кислорода в закрытую жидкостную часть системы отопления.

Мне очень повезло с трубами марки Uponor hePEX ™, и они производят продукт hePEX (TM).

Это 1/2 дюйма hePEX ™ от Uponor. Uponor купила Wirsbo, но они продолжают использовать этот мощный бренд на PEX. Я покупаю ВЕСЬ свой PEX в отличной онлайн-компании — www.SupplyHouse.com Copyright 2019 Tim Carter

Существуют и другие трубки PEX, которые минимизируют диффузию кислорода в систему, но сделайте свое исследование и убедитесь, что у вас установлены правильные трубки. твой дом.

Многие установщики используют трубки PEX диаметром 1/2 дюйма, но 3/8 дюйма также подойдут.Трубку меньшего диаметра установить проще.

Труба устанавливается петлей под полом или в изолированной бетонной плите. (ПОСМОТРЕТЬ два моих видео выше) Длина каждой петли не должна превышать 300 футов, а оптимальное расстояние, если вы можете его достичь, составляет около 220-240 футов.

Для зоны нагрева может потребоваться три, четыре или более контуров. Концы трубок PEX, питающих каждую петлю, подсоединены к коллекторам. Секретный совет для обеспечения максимальной эффективности — разместить коллекторы как можно ближе к каждой зоне.Многие монтажники, к сожалению, кладут коллекторы в котельную. Эти небольшие коллекторы можно спрятать за панелями доступа в шкафах рядом с зонами.

Обязательно приобретите современные рециркуляционные насосы, потребляющие около 5 Вт мощности. Популярные насосы, используемые многими установщиками, потребляют 70 Вт мощности. Эти маломощные насосы очень умны и значительно сэкономят на счетах за электроэнергию.

Обязательно приобретите модулирующий комбинированный котел, который вырабатывает достаточно тепла только для удовлетворения потребности в данный момент времени.НАЖМИТЕ или НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы увидеть комбинированный котел, который я установил в новом доме моей дочери. Старые котлы либо работают на полную мощность, либо выключены. У меня дома стоит новый модулирующий котел, и этой зимой мое потребление пропана значительно снизилось.

Воздушный поток и теплопередача в комнате с щелевой вентиляцией и системой теплого пола

Лучистому отоплению пола уделяется все больше внимания из-за его разнообразных преимуществ, особенно в плане экономии энергии по сравнению с традиционной системой отопления жилых помещений.В данной статье представлено численное исследование воздушного потока и теплопередачи в помещении с щелевой вентиляцией с помощью излучающего теплого пола. Комбинация конвекции жидкости и теплового излучения была реализована через тепловые граничные условия. Были представлены и проанализированы пространственные распределения температуры и скорости воздуха в помещении, а также скорости теплопередачи вдоль излучающего пола и внешней стены, охватывающие области от полной естественной конвекции до потоков с преобладанием принудительной конвекции.Численные результаты показывают, что уровни средней температуры в помещении с боковой щелевой вентиляцией выше, чем без щелевой вентиляции, но ниже, чем в помещении с потолочной щелевой вентиляцией. В целом, помещение с щелевой вентиляцией и лучистым напольным отоплением может обеспечить лучшее качество воздуха в помещении за счет одновременного повышения температуры воздуха в помещении и скорости обмена свежего воздуха. Что касается переноса загрязняющих веществ по воздуху и конденсации влаги, в наших будущих исследованиях производительность лучистого напольного отопления будет оптимизирована.

1. Введение

Излучающий пол с подогревом — это новая технология отопления помещений, которая в последние годы привлекает все большее внимание. В традиционных методах обогрева, таких как конвекция воздуха радиаторами и подача горячего воздуха кондиционерами, горячий воздух всегда располагается вверху или посередине комнаты, а не в рабочей зоне, что приводит к очевидной разнице температур между верхняя и нижняя стороны комнаты. В таких условиях пассажиры обычно чувствуют себя некомфортно.Однако при использовании лучистого напольного отопления эффективная температура пола выше, чем температура в верхней части комнаты, что может обеспечить большее количество тепла в нижней части комнаты для обогрева ног пассажиров, а не их голов, что следует за правило физиологической адаптации человека. Таким образом, лучистые полы с подогревом улучшают условия теплового комфорта для пассажиров по сравнению с традиционными методами обогрева. Кроме того, лучистая система имеет преимущества энергосбережения, длительного срока службы, широкого выбора источников тепла, низкой стоимости и экологичности.Теоретические и экспериментальные исследования [1, 2] показали, что система теплого пола может снизить потребление энергии более чем на 30%. Система лучистого пола также используется для охлаждения помещений летом только путем замены источника тепла на источник холода. В последние годы внутренняя система лучистого отопления или охлаждения все чаще используется в жилых и коммерческих зданиях. Например, среди недавно построенных европейских зданий многие из них были оборудованы системами лучистого отопления / охлаждения.

Система лучистого отопления — это такая сложная система, которая включает в себя различные механизмы теплопередачи, включая теплопроводность в полу, лучистую теплопередачу между излучающей поверхностью и другими поверхностями, конвективную теплопередачу между излучающей поверхностью и окружающим ее воздухом и эффекты плавучести. Численный метод обеспечивает удобный способ решения такой задачи. Гали и Эльбарбари [3] и Шатеи [4] численно изучали конвекцию в сочетании с радиационной теплопередачей и эффектами плавучести.Ma et al. [5] численно исследовали характеристики распределения температуры и скорости в помещении, и их результаты показали, что лучистый тепловой поток составляет 50–60% от общего теплового потока. Саттари и Фархани [6] изучали влияние проектных параметров на производительность типичной системы лучистого теплого пола с использованием метода конечных элементов. Бозкир и Канбазоглу [7] провели экспериментальные и численные исследования системы лучистого отопления с попыткой найти характеристики.На практике для обеспечения качества воздуха в помещении обычно требуется достаточный приток свежего воздуха. В результате система лучистого отопления пола обычно совмещается с щелевой системой вентиляции. Тем не менее, некоторые из исследований посвящены воздушному потоку и теплопередаче в помещении с щелевой вентиляцией и водяным теплым полом.

В данной статье представлено численное моделирование системы напольного лучистого отопления с тремя типами щелевой вентиляции, то есть боковой щелевой вентиляцией (LSV), потолочной щелевой вентиляцией (CSV) и без щелевой вентиляции (NSV).Рассчитываются распределения температуры, скорости и теплового потока в помещении. Эта работа имеет большое значение для проектирования и более широкого применения системы лучистого отопления для пола.

2. Математическая модель

В данном исследовании разработана устойчивая двухмерная модель турбулентного воздушного потока и теплопередачи в помещении. Схема системы лучистого отопления и система координат показаны на рисунке 1. В качестве теплого пола принимается постоянная температура; внешняя стенка охлаждается постоянным тепловым потоком; остальные стены адиабатические.Скорость воздуха на входе составляет, а температура на входе составляет. Стандартные два уравнения используются для описания турбулентного потока, а основные уравнения приведены ниже.


Уравнение неразрывности: Уравнения импульса: где, — скорости жидкости в — и — направлениях соответственно; давление жидкости; представляет собой ускорение свободного падения. — эффективный коэффициент вязкости, равный сумме молекулярной вязкости и турбулентной вихревой вязкости.Турбулентная вихревая вязкость определяется локальной турбулентной кинетической энергией и скоростью диссипации: Уравнение энергии с точки зрения температуры приведено ниже. Уравнения переноса для турбулентной кинетической энергии и уравнения скорости диссипации находятся в (2.5) — это производственный член, задаваемый Коэффициенты закрытия и в вышеупомянутой турбулентной модели установлены как постоянные 0,09, 1,44, 1,92, 1,0, 1,0 и 1,3 соответственно [8].

Модель излучения DO используется для обработки лучистой теплопередачи, при этом поглощение и рассеяние воздуха не учитываются: где — расстояние между двумя точками на разных поверхностях стен, — коэффициент поглощения.Каждая из стеновых поверхностей считается излучающей поверхностью серого тела, а коэффициент излучения на полу равен 0,8 на других поверхностях.

3. Численный метод

На основе контрольного объема и метода SIMPLEC [9] определяющие уравнения (2.1) — (2.7) с учетом граничных условий решаются итерационным способом. Сетка с углубленной сеткой у стены, чтобы соответствовать высоким градиентам скорости и температуры. В расчетах используется допущение Буссинеска для учета эффекта плавучести, а коэффициент теплового расширения равен 0.0033. Теплофизические свойства воздуха постоянны, за исключением плотности. Сходимое решение получается, когда для зависимых переменных выполняются следующие критерии сходимости:

4. Результаты и обсуждение

Условия расчета следующие: постоянная температура стенки = 30 ° C; скорость на входе = 0,3, 0,6 и 0,9 м / с; охлаждающий тепловой поток внешней стенки = −100 Вт / м 2 . Температура воздуха на входе равна средней по массе температуре без щелевой вентиляции, поэтому в помещение не создается дополнительная тепловая нагрузка.Распределение температуры и скорости воздуха в помещении, а также лучистый и конвективный тепловой поток между излучающим полом и внешней стеной рассчитываются для различных режимов щелевой вентиляции (например, LSV, CSV и NSV).

4.1. Распределение скорости и температуры

На рисунке 2 показаны распределения температуры и скорости для трех режимов щелевой вентиляции при = 30 ° C, = −100 Вт / м 2 и = 0,6 м / с. Температура воздуха в помещении достаточно равномерная (разница температур менее 1 ° C), за исключением зоны у пола.Температура воздуха ниже у внешней стены. Поскольку свежий воздух для NSV не подается (рис. 2 (а)), воздух у внешней стены сначала охлаждается, а затем движется вниз из-за разницы плотности в вертикальном направлении. Охлажденный воздух течет по полу из-за эффекта застоя, когда касается пола и нагревается на полу. Затем нагретый воздух движется вверх по внутренней стене за счет эффекта плавучести. В результате образуется естественная конвекция воздуха в помещении по часовой стрелке.Хорошо видно, что только в области у стены наблюдается явный поток воздуха, а в других местах скорость довольно мала. Как показано на Рисунке 2 (b), температура воздуха в помещении выше в режиме LSV по сравнению со случаем с NSV. Поскольку и воздухозаборник, и воздуховыпускное отверстие установлены у одной и той же внутренней стены (один находится у потолка, а другой — у пола), при подаче воздуха вдоль потолка формируется присоединяющийся струйный поток. Затем воздух охлаждается возле внешней стены и направляется вниз, так что формируется картина потока, аналогичная естественной конвекции, но скорость воздуха выше для LSV.Из-за более высокой скорости воздуха вдоль стен конвективная теплопередача между воздухом и стеной увеличивается для LSV. В режиме CSV (рис. 2 (c)) температура воздуха в помещении дополнительно повышается, и схема воздушного потока сильно отличается от тех, которые используются в двух вышеупомянутых режимах. Поскольку воздух подается из середины потолка, воздух из входного отверстия постоянно расширяется и замедляется в направлении потока. Приточный воздух делится на две части; одна течет к выпускному отверстию и выпускается, а другая течет к внешней стене, которая охлаждается и опускается вниз, образуя ту же структуру потока, что и при естественной конвекции.Поскольку величина скорости воздуха близка к скорости естественной конвекции, структура потока является комбинированным результатом принудительной конвекции и естественной конвекции.

На рисунке 3 показано распределение температуры в различных местах для случаев, показанных на рисунке 2. На этом рисунке, — безразмерные расстояния,. Установлено, что средняя температура для CSV самая высокая, а средняя температура для NSV самая низкая. Во всех случаях градиенты температуры по высоте довольно малы, за исключением области около пола и потолка, что указывает на равномерное распределение температуры на большей части площади.Температурные градиенты у пола довольно велики, особенно в области ближе к внешней стене (например,). Это связано с тем, что воздух, охлаждаемый у внешней стены, создает большую разницу температур при прохождении по полу. Возле потолка из-за воздействия излучения, конвекции, охлаждения со стороны внешней стены механизм теплопередачи является сложным. В результате также наблюдается явный перепад температур под потолком.


На рисунке 4 показано распределение скорости в разных местах для случаев, показанных на рисунке 2.Очевидно, что влияние щелевой вентиляции на структуру потока очевидно. В этих трех условиях скорость воздуха в рабочей зоне меньше 0,2 м / с, а скорость воздуха в зоне у потолка и пола достигает 0,5 м / с. По сравнению с NSV, скорость около пола и потолка для LSV и CSV намного выше, а CSV приводит к более сложной картине потока.


На рисунке 5 показаны распределения температуры и скорости для LSV при = 30 ° C, = −100 Вт / м 2 и = 0.3 и 0,9 м / с. Ясно, что картина воздушного потока и распределения температуры аналогичны случаю, показанному на рисунке 2 (b). По мере увеличения скорости на входе (= 0,9 м / с) (рис. 5 (а)) больше воздуха направляется к внешней стене, что приводит к более интенсивной конвективной теплопередаче между воздухом в помещении и внешней стеной. В результате воздух охлаждается до более низкой температуры. По этой причине основная температура воздуха в помещении ниже. Наоборот, поскольку скорость на входе ниже (= 0.3 м / с) (Рисунок 5 (b)), меньше воздуха достигает внешней стены, а общая температура воздуха в помещении выше из-за более слабой конвективной теплопередачи вдоль внешней стены.

На рисунке 6 показаны распределения температуры и скорости для CSV при = 30 ° C, = −100 Вт / м 2 , и = 0,3 и 0,9 м / с. Схема воздушного потока и распределения температуры аналогичны случаю, показанному на Рисунке 2 (c). По мере увеличения скорости на входе (= 0,9 м / с) (рис. 6 (а)) подается больше воздушных потоков, что приводит к более интенсивному конвективному теплопереносу между воздухом и внешней стеной и полом.Однако, поскольку направление входной скорости направлено к полу, конвективная и лучистая теплопередача по полу является преобладающей. В результате основная температура воздуха в помещении выше. И наоборот, когда скорость на входе ниже (= 0,3 м / с) (Рисунок 6 (b)), конвективная теплопередача вдоль внешней стены и пола уменьшается, что снижает общую температуру воздуха в помещении по сравнению с случай = 0,9 м / с. Однако температура воздуха при = 0,3 м / с выше, чем при = 0.6 м / с. Следовательно, температура воздуха связана с интенсивностью конвективной теплопередачи по внешней стене и полу. Для CSV существует оптимальная скорость на входе для повышения общей температуры воздуха в помещении.

4.2. Характеристики радиационной и конвективной теплопередачи

Различное поведение температуры воздуха в помещении в различных условиях является совокупным результатом различных механизмов теплопередачи. Изучены тепловые потоки вдоль пола и внешней стены и приведены числа Нуссельта для конвективной теплопередачи Nu c и радиационной теплопередачи Nu r вдоль поверхности стены.Лучистый тепловой поток и конвективный тепловой поток определяются как где — чистый радиационный тепловой поток между ячейками у внешней стены или пола и у других стен; расстояние двух точек; — углы к нормали к поверхности, — теплопроводность. Коэффициенты радиационной и конвективной теплопередачи определяются как и: где — объемная температура воздуха в помещении, можно рассчитать Nu , в котором — характерная длина, принимаемая равной 3.6 м для пола и 2,9 м для внешней стены.

На рисунках 7 и 8, соответственно, представлено распределение Nu c и Nu r распределение вместе с полом и внешней стеной для случаев, показанных на рисунке 2. Было обнаружено, что Nu r больше, чем Nu c в большинстве областей при различных условиях, что указывает на то, что лучистая теплопередача сильнее конвективной теплопередачи.Для NSV лучистый тепловой поток составляет около 56% от общего теплового потока. Для LSV и CSV процент радиационной теплопередачи составляет около 54% ​​и 61% соответственно. В области около внешней стены наблюдается интенсивная конвекция из-за локального вихря и более высоких градиентов температуры (Рисунок 3), и, таким образом, Nu c больше Nu r , что указывает на более сильную конвективную теплопередачу в эта зона. Величина лучистого теплового потока увеличивается с увеличением; следовательно, излучение более значительно в области ближе к низкотемпературной внешней стене.Под LSV и NSV скорость воздуха и, следовательно, Nu c уменьшаются с уменьшением. Скорость под CSV сначала увеличивается, а затем уменьшается, и Nu c имеет ту же тенденцию. Возле внутренней стенки формируется локальный вихрь, который увеличивает конвективную теплопередачу, и, таким образом, Nu c в некоторой степени увеличивается. Нет существенной разницы между Nu r при трех условиях. Для LSV Nu c имеет наибольшую величину в результате сильнейшей конвективной теплопередачи.As, Nu c для CSV больше, чем для NSV. Из рисунка 8 также видно, что Nu r больше, чем Nu c для всех трех условий, за исключением области возле входа воздуха для CSV (), что предполагает, что излучение преобладает над теплопередачей. механизм. Под LSV, Nu c больше по сравнению с двумя другими случаями, что указывает на самую сильную конвекционную теплопередачу в этой области. Как и для CSV, скорость воздуха у входа значительно увеличивается, что увеличивает конвекционную теплопередачу.



5. Выводы

Выполнены численные стимуляции воздушного потока и теплопередачи в помещении с щелевой вентиляцией с помощью лучистого теплого пола, включая LSV, CSV и NSV. Рассчитаны температура, скорость и поведение радиационной и конвективной теплопередачи. Результаты показывают, что температура воздуха в помещении при этих трех режимах подачи воздуха достаточно однородна, а средняя разница температур составляет менее 1 ° C.При LSV принудительная вентиляция имеет то же направление движения, что и естественная конвекция, и, таким образом, увеличивает скорость воздуха. В CSV картина потока более сложная, поскольку является комбинированным результатом принудительной вентиляции и естественной конвекции. Излучение является основным механизмом теплопередачи пола и внешней стены при всех трех условиях. Лучистый тепловой поток составляет 50–60% от общего теплового потока, что является наибольшим при CSV. LSV обеспечивает самую сильную конвекцию вдоль пола и внешней стены, что увеличивает конвективную теплопередачу, особенно на холодной внешней стене.Следовательно, средняя температура для LSV ниже, чем для CSV.

Что касается переноса загрязняющих веществ по воздуху и конденсации влаги, в наших будущих исследованиях производительность лучистого напольного отопления будет оптимизирована.

Благодарности

Авторы выражают признательность за финансирование этого проекта, предоставленное Международным научно-техническим совместным проектом Китая (2010DFB63830), крупным научно-техническим проектом провинции Хунань (2010FJ1013) и Национальным фондом естественных наук Китая (51178477) .

Пять лучших методов установки теплого пола | Новости индустрии ремоделирования

Совет эксперта

авторов Ким Блисс | 10 апреля 2017 г.

Теплые полы кому-нибудь? Если вы когда-либо испытывали на себе лучистые полы с подогревом, вы знаете, какой комфорт он может обеспечить. А если он у вас дома, вы знаете, какую дополнительную энергоэффективность он может обеспечить по сравнению с традиционными системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с принудительной подачей воздуха.

Итак, когда вы проектируете дом, задумывались ли вы когда-нибудь о лучистом подогреве пола? У системы множество преимуществ: более тихая (без шума вентиляторов), лучшее качество окружающей среды в помещении (отсутствие пыли и аллергенов, распространяющихся по дому), отсутствие воздуховодов и вентиляционных отверстий в полу (для свободы расстановки мебели)… список можно продолжать и продолжать. . А лучистые полы с подогревом могут работать под любым напольным покрытием — от традиционных ковров, плитки и твердых пород дерева до более экзотических поверхностей, таких как сланец, пробка и бамбук. Работает даже под бетоном (на самом деле, неплохо).

Теплый пол — не новая концепция; это технология, которая существует еще со времен Римской империи. Это также основной метод обеспечения комфорта в помещении во всей Европе, где климат может быть намного холоднее по сравнению с районами в США

.

В системе водяного водяного отопления теплая вода циркулирует по гибким трубкам, расположенным под полом или внутри него. Когда тепло воды исходит от пола, оно согревает людей (и предметы) по всей комнате.Лучше всего то, что лучистая система спроектирована по зонам, что означает, что в каждой комнате могут быть разные настройки термостата. Это повышает эффективность системы, поскольку в комнатах с меньшей проходимостью (например, в берлоге или гостевой спальне) можно установить более низкую температуру, чем в главной ванной или подвале, которым для комфорта может потребоваться дополнительное отопление.

Итак, каковы различные методы установки систем лучистого теплого пола? Они могут различаться в зависимости от дизайна дома, но вот пять основных методов установки, которые сегодня используются в жилищном строительстве.

Сшивание скоб

Это один из наиболее распространенных способов жилищного строительства новостроек. Метод скрепления скобами предусматривает использование металлических скоб для деревянных черновых полов или пластиковых скоб для пенопласта на бетонной плите. Установщик просто «прикрепляет» гибкую пластиковую трубку PEX к поверхности с помощью специального инструмента. Скобы проходят по внешней стороне трубки (не через трубку), а затем прикрепляются к поверхности под ней. После того, как труба полностью прикреплена к поверхности, на трубу проходит легкая бетонная наливка, чтобы создать гладкую твердую поверхность для пола.

Алюминиевые пластины

Алюминий является отличным проводником тепла, поэтому использование алюминиевых теплообменных пластин — очень эффективный способ установки высокопроизводительной системы лучистого теплого пола в доме, когда перелив бетона на поверхность пола невозможен. Плиты крепятся к нижней стороне чернового пола между балками и

.

имеет канал посередине, где трубка фиксируется на месте. «Штампованная» алюминиевая теплообменная пластина имеет канал для трубок на лицевой стороне (или верхней) пластины, которая крепится к черному полу, поэтому сначала необходимо установить трубку, а затем пластину прикрепить к нижней стороне чернового пола.«Экструдированная» алюминиевая теплообменная пластина имеет канал на нижней стороне пластины, поэтому пластину можно сначала прикрепить к черному полу, а затем установить трубку. Обратите внимание, что после установки важно добавить изоляцию из стекловолокна минимум R-11 в отсек балок, плотно прилегающий к пластинам, чтобы предотвратить потерю тепла вниз.

Коврики с ручкой

Коврики с ручками становятся все более широко используемым вариантом для водяного отопления полов из-за простоты использования при установке труб.Коврики имеют заранее сформированные выступы по всей поверхности, которые позволяют легко «защелкнуть» трубку на месте. Установщик просто приклеивает мат к бетонной плите или деревянному основанию пола и зажимает трубку между выступами. Как правило, установщик может просто «ввести» трубку в коврик, нажав на нее ногой, что избавляет от необходимости наклоняться, чтобы коснуться поверхности. После того, как труба установлена, ее затем покрывают легкой бетонной заливкой, чтобы создать гладкую прочную поверхность для пола.

Деревянные панели

Деревянные излучающие панели толщиной всего полдюйма являются идеальным решением для реконструкции и модернизации. Панели просто крепятся к фанерному основанию и имеют канавку по центру для размещения труб. Алюминиевый лист в нижней части панели увеличивает теплопередачу. Этот метод предлагает несколько преимуществ в дополнение к минимальному увеличению высоты пола, в том числе отсутствие влаги из-за перелива бетона и повышенный потенциал выхода BTU по сравнению с обогревом балок.

Зажимы для балок

Этот метод наиболее подходит для «кондиционирования пола» — утепления полов без подачи тепла в помещение. Зажимы просто крепятся к нижней стороне чернового пола между балками и подвешивают PEX к черному полу. Как и в случае с алюминиевыми пластинами, после установки трубы важно добавить изоляцию из стекловолокна. Однако, в отличие от алюминиевых пластин, где изоляция должна плотно прилегать к пластине, при установке зажимов балки между трубкой из полиэтиленгликоля и изоляцией должен быть зазор в дюйм.Это создает воздушный зазор под черным полом, который позволит теплу лучше отводиться к полу.

Кстати, еще один метод, который обычно используется в коммерческом строительстве, но может также использоваться для участков на уровне земли в доме новой постройки, — это проволочные стяжки. Метод проволочной стяжки используется для установки на

.

или ниже класса. Для этого требуется уплотненный основной материал, такой как грязь, песок или гравий, с проволочной сеткой или арматурной сеткой, размещенной над землей. Проволочные стяжки прикрепляют трубку к проволочной сетке или арматуре (обычно каждые три фута), чтобы гарантировать, что трубка останется на месте, когда бетон заливается по трубопроводу и системе проволочной сетки или арматурной сетки.Важно отметить, что при установке такого типа возможны потери тепла под плитой, что может снизить производительность системы. Изоляция под плитой, как правило, необходима для предотвращения потери тепла на землю.

Независимо от используемого метода установки, очень важно обеспечить проектирование системы лучистым профессионалом. Идеально установленная система не сможет работать эффективно, если она спроектирована неправильно.

При проектировании системы лучистого теплого пола учитываются несколько факторов, в том числе размер комнаты, потери тепла, солнечная энергия, длина контура, количество зон, источник тепла и размер насоса.Поэтому, когда придет время спроектировать дом с помощью Radiant, убедитесь, что на вашей стороне есть правильный профессионал (иначе вы можете столкнуться с несчастными домовладельцами).

Но когда система спроектирована и установлена ​​правильно, это самый роскошный, удобный, энергоэффективный и экологически безопасный метод обогрева дома руками (и ногами) вниз.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *