Сможет ли лучистое отопление стать конкурентным

Лучистая система отопления: рассмотрим развернуто

Сможет ли лучистое отопление стать конкурентным

Здания видятся важной частью инфраструктуры, исполняют значимую роль энергетической политики государства. Модели потребления энергии во всём мире показывают: здания являются основными потребителями (около 45%).

На второй позиции промышленность и транспорт (20%). Из общего потребления энергии зданиями, около 54% приходится на отопление.

Поэтому актуальны экономичные проекты, например — лучистое отопление, позволяющие снизить энергопотребление без ущерба комфорту.

Как работает лучистое отопление

Принцип действия лучистого отопления

Наиболее ярким примером греющего инфракрасного излучения является солнечное излучение. По сути Солнце является природным лучистым отоплением. Валовая доля энергии Солнца достигает поверхности Земли в виде инфракрасных лучей, поддерживая таким образом достаточный тепловой комфорт для жизни человека.

Системы лучистого отопления повторяют модель выработки тепла Солнцем, потому как выработка энергии осуществляется с помощью создаваемого искусственным путем инфракрасного излучения. Чем же лучистое отопление лучше обычного водяного либо воздушного?

Ключевое различие здесь заключается в скорости достижения теплового комфорта. Подразумевается достаточный для жизни и работы уровень тепла. Однако это не всегда напрямую связано с температурой воздуха.

Хорошим примером иллюстрации теплового комфорта является солнечный день в холодное время года, когда температура воздуха на улице может быть не выше 10 градусов, а человек при этом чувствует себя комфортно. Так на человека воздействует инфракрасный спектр лучей Солнца.

Комфортные условия, создаваемые излучателями лучистой энергии, в помещении достигаются быстрее, чем при использовании традиционных приборов отопления.

Особенностью данных газовых систем лучистого отопления является также принципиально другой способ нагрева воздуха. При использовании традиционных батарей помещение прогревается за счет конвекции воздуха, когда холодные слои воздушных масс опускаются вниз, вытесняя теплый воздух.

Помещение с невысокими потолками с, например, конвекционным отоплением обогревается довольно быстро, однако в больших пространствах нагреть нижние холодные массы воздуха, где как раз и находятся люди, быстро не получится.

Теплый воздух из-за конвекции будет подниматься вверх, поэтому приходится использовать отопительные приборы большой мощности, либо начинать прогревать помещение заблаговременно.

При лучистом отоплении, за счет ИК излучения нагреваются стены, пол, потолок и прочие предметы обстановки, отдавая тепло в рабочую зону.

: Жидкие обои – мягкий шелк на стенах: познаем суть

Виды лучистого отопления

Идеальный источник лучистого обогрева — массивная печь, но в условиях городского офиса или квартиры, а также во многих домах сделать ее не представляется возможным.

Ниже будем рассматривать современные варианты данного типа обогрева здания, которые позволят обойтись без нее:

  • «теплый пол»;
  • стеновые и потолочные панели.
Теплый полДанный вариант отопления может отличаться по конструкции и принципу обогрева:

  • конвективный – к нему относят любые системы, использующий водяной теплоноситель. Также это могут быть кабельные, пленочные и кабельные с теплоизоляционными плитами;
  • лучевой – для этого используют углеродные пленочные и стержневые полы. Первые представляют собой запаянные в пленку из полиэстера полосы графита, у вторых греющие элементы также графитовые.
Стеновые панели
  1. Модульные блоки, состоящие из медной трубы.
  2. Теплоотдача при температуре 40°С – около 80%, а 20% — конвекция. Связано такое распределение с допустимо высокой температурой воды, которая превышает европейский стандарт для «теплого пола» в 30˚С.
  3. Устанавливают блоки на поверхность стен с помощью вертикальных или горизонтальных штанговых опор. Обязательно на поверхность стены крепят утеплитель с  алюминиевой фольгой в сторону комнаты.
  4. После монтажа стеновые панели заделывают штукатуркой слоем 350 мм, закрывают гипсокартоном или жесткими покрытиями.
  5. Модульные блоки могут устанавливаться и вовнутрь бетонных стен, их крепят к армирующей раме и заливают бетоном.

Достоинство оборудования — низкая тепловая инерция, в отличие от «теплого пола», особенно удобно это для зданий, где есть периодический режим отопления. Для эффективного отопления необходимо оставить свободное пространство по периметру.

Потолочные панели
  1. Появились излучающие панели задолго до стеновых и «теплых полов».
  2. Производители рассуждали так, потолок расположен дальше всех от человека, поэтому прибор можно разогреть до высоких температур, не нанося ему ущерб.
  3. Максимальная температура устройств зависит от высоты потолка.
  4. Оптимальным перепадом между температурой воздуха в комнате и температурой поверхности прибора считается 10°С.
  5. Сегодня устройства не встраиваются в перекрытия, а монтируются на поверхности потолка, упрощая их монтаж и обслуживание.

Совет: не рекомендуется применять стеновые панели, если будет использоваться рядом с ними большое количество корпусной мебели.

Потолочные инфракрасные панели

Отопление в быту

Простой пример – если в неотапливаемом помещении будет собрано достаточное количество человек, через некоторое время в нем станет гораздо теплее. Почем это произошло?

Конечно же, не от того, что все «надышали». Связано это с тепловым излучением нашего тела.

Инфракрасные лучи соответствуют длине волны излучения нашего организма

Постепенно инфракрасные лучи нагревают предметы, расположенные рядом с ними, а потом те генерируют свое излучение, в результате чего температура воздуха становится теплее. И не нужны, оказывается, никакие радиаторы с горячей водой.

Интенсивность процесса зависит от температуры объекта, который в состоянии генерировать инфракрасные лучи. Расход последних зависит не от температуры окружающего воздуха, а от температуры предметов и ограждающих конструкций (пола, стен и потолка.

Инфракрасное излучение от горящего топлива прогревает рядом расположенные предметы, которые затем нагревают воздух

Обычно мы привыкли компенсировать их с помощью конвекционного отопления, используя конвекторы разного типа. К примеру, часто можно слышать, что в деревянном доме «дыхание» стен позволяет компенсировать влажность воздуха, на самом деле главную роль в этом играет обычная кирпичная печь.

Из-за массивной конструкции ей давали значительное место в помещении, в котором отлично держала тепло и отапливала его инфракрасным излучением. Поспорить с таким обогревом не сможет ни воздушная, ни водяная система.

Газовые инфракрасные излучатели в лучистом отоплении

Искусственное лучистое отопление реализуется на практике с помощью таких приборов, как газовые инфракрасные излучатели. Такая отопительная система представляет собой тепловые устройства, расположенные в верхней части помещения. Когда отопление начинает работать, приборы излучают в пространство электромагнитные волны.

Газовые инфракрасные излучатели используют в помещениях с высотой потолков не менее 4 метров. Тепло при лучистой системе отопления не поднимается вверх, а, наоборот, распределяется внизу помещения, что немаловажно для создания комфортных условий в рабочей зоне .

Стереотип мышления

Как и ко всему «новому», у заказчиков пока не выработался интерес к данному типу отопления, хотя они же понимают всю выгоду этого способа, о чем неоднократно говорят. Но, выбор в большинстве случаев падает на традиционные способы обогрева, хотя для больших помещений он уже не всегда подходит и не оправдывает затраты.

Почему возник такой стереотип?

Можно выделить две его составляющих:

  • инструкция требовала использовать в советское время для обогрева больших площадей системы, подсоединенные к центральной котельной;
  • незнание физического принципа лучистого способа отопления.

Нужно также сказать, что разработка проекта в данном случае будет более сложным, в отличие от традиционных методов. Здесь нужно учесть множество условий, которые будут непосредственно влиять на тепловой комфорт человека в зоне лучистого отопления.

Установить оборудование для лучистого отопления можно быстро своими руками

Немного истории

В 19 веке системы отопления домов стали изменяться. Постепенно камины и печи стали заменятся на водяной обогрев, который производит конвективное тепло.

Лучистая система отопления была забыта, но, благодаря исследованиям ученых, проводивших за последние полвека изыскания в данной области, произошло ее возвращение.

Такое тепло своим характеристикам способно превосходить конвективное по целому ряду параметров.

Если вспомнить историю еще глубже, единственным источником тепла в те далекие времена был костер, отопление жилищ — конвективно-лучевым. От него распространялись по помещению инфракрасные лучи, а благодаря конвекции воздух нагревал помещение.

Пламя живого огня согревало человечество много веков

Недостатком способа был дым, из-за чего воздух становился невыносимым, ведь примитивный дымоход в виде отверстия не способствовал эффективному отводу дыма. Основную ставку делали на лучевое отопление, потому что его интенсивность никак не зависела от нагрева воздуха.

Затем человечество усовершенствовало отопительные системы, используя для обогрева горячий дым, пропуская его по каналам. Разрабатывало огневоздушные схемы обогрева, пока не нашло метод нагрева помещений с помощью горячей воды.

Водяное отопление пока побеждает в «схватке» с лучистыми системами обогрева

Но, круг все-таки замкнулся тогда, когда ученые доказали, что для нас гораздо ближе восприятие лучевого отопления, чем конвекционного нагрева воздуха. Это относится не только к человеку, а также к предметам быта и материалам, которые использовали при внутренней отделке комнат.

Разберемся подробнее

Из школьных уроков физики мы знаем, что тепло – один из способов проявления энергии, которая может распространяться в пространстве тремя основными способами.

Среди них:

  1. Конвекция — распространение воздуха.
  2. Кондукция — проводимость.
  3. Электромагнитные волны — излучение.

Как выглядит распространение тепла при конвекционном и лучистом обогреве

Конвекция и кондукция
  1. Применяются в конвекционных тепловоздушных отопительных системах.
  2. Тепловая энергия распространяется в пространстве с помощью постепенной передачи тепла, а сам источник при этом охлаждается.
  3. Для распространения тепловой энергии необходима вещественная среда, чтобы молекулы с высокой температурой могли соприкасаться с более низкими молекулами.
  4. Мы в таком обогреваемом пространстве становимся составной частью системы, и ощущаем тепло от окружающего воздуха и предметов, с которыми он соприкасается.
Излучение
  1. Другой метод распространения тепловой энергии, о котором многие просто не задумываются, хотя встречаются с ним ежедневно.
  2. Звезда нашей планетной системы – Солнце, которое направляет собственную тепловую энергию, в том числе и на поверхность Земли, нагревает ее, благодаря чему нагревается впоследствии воздух.
  3. Это и называется передача тепла с помощью электромагнитного излучения определенной длины волны.
  4. Цена оборудования зависит от его мощности и производителя.

Как работает инфракрасный теплый пол

  • В последнем случае лучистые обогреватели устанавливают на определенной над полом высоте.
  • При включении начинают излучаться электромагнитные волны.
  • Проходя с незначительными потерями через воздух, они поглощаются полом и предметами, повышая их температуру.
  • Температура в помещении увеличивается.

Сравнить действие лучистого отопления можно с прогулкой в солнечный день весной. В этот момент воздух еще недостаточно прогрет, но лучи уже начинают согревать землю, из-за чего мы ощущаем приятное тепло.

Совет: наилучшего коэффициента теплоэнергии между температурой воздуха и предметами можно добиться только в домах с качественно проведенной теплоизоляцией.

Разница в КПД двух видов обогрева строения – лучистого и водяного

Сфера использования лучистой системы отопления:

  • внутри жилых помещений (квартир, загородных домов);
  • на балконах, лоджиях, в оранжереях, зимних садах;
  • в детских учреждениях (студии, кружки, школы, детские сады и др.);
  • в лечебно-профилактических учреждениях (домах отдыха, санаториях);
  • в местах общественного пользования разнообразного назначения (салоны, предприятия связи, гостиницы, спортзалы, рестораны, бары, магазины, кафе и др.);
  • в саунах;
  • в офисных помещениях;
  • в вагончиках, киосках, павильонах;
  • внутри производственных и бытовых помещений, складов, гаражей;
  • для сушки пиломатериалов;
  • после покраски кузовов автомобилей для их сушки

Вывод

Сегодня было рассказано об отоплении помещения с помощью лучистой энергии.

Постепенно, потребители начинают понимать его превосходство над обычным конвекционным обогревом жилья, однако стереотип мышления пока превалирует.

Конечно, в квартире многоэтажного дома нельзя установить камин на дровах или печь, однако промышленность предлагает достаточно видов электрических приборов, способных генерировать лучистое отопление.

Благодаря ним, вы сможете получить «солнечные лучи» даже в самый пасмурный день. в статье даст возможность найти дополнительную информацию по вышеуказанной теме.

Источник: https://demantag.ru/interesnye-stati/smozhet-li-luchistoe-otoplenie-stat-konkurentnym.html

Сможет ли лучистое отопление стать конкурентным

Сможет ли лучистое отопление стать конкурентным

Один из самых прогрессивных способов обогрева дома – лучистое отопление. Оно подтверждает кем-то сообщённое – «все новое, это прекрасно забытое старое». В случае если сравнивать способ с газовым отоплением либо паровым, у него значительно больше преимуществ, а также и затраты на него намного меньше.

Экономить удается за счет пара другой отдачи сжигаемого горючего, что трансформируется в удешевление эксплуатации системы обогрева помещений.

Мало истории

В девятнадцатом веке системы отопления домов стали изменяться. Неспешно печи и камины стали заменятся на водяной обогрев, который создаёт конвективное тепло.

Лучистая система отопления была забыта, но, благодаря изучениям ученых, проводивших за последние полвека изыскания в данной области, случилось ее возвращение.

Такое тепло своим чертям способно превосходить конвективное по целому последовательности параметров.

В случае если отыскать в памяти историю еще глубже, единственным источником тепла в те далекие времена был костер, отопление жилищ – конвективно-лучевым. От него распространялись по помещению инфракрасные лучи, а благодаря конвекции воздушное пространство нагревал помещение.

Недочётом метода был дым, почему воздушное пространство становился невыносимым, поскольку примитивный дымоход в виде отверстия не содействовал действенному отводу дыма. Главную ставку делали на лучевое отопление, по причине того, что его интенсивность никак не зависела от нагрева воздуха.

После этого человечество усовершенствовало отопительные системы, применяя для обогрева тёплый дым, пропуская его по каналам. Разрабатывало огневоздушные схемы обогрева, пока не отыскало способ нагрева помещений посредством тёплой воды.

Но, круг все-таки замкнулся тогда, в то время, когда ученые доказали, что для нас значительно ближе восприятие лучевого отопления, чем конвекционного нагрева воздуха. Это относится не только к человеку, и к материалам и предметам быта, каковые применяли при внутренней отделке помещений.

Отопление от котельной или система лучистого отопления

Сможет ли лучистое отопление стать конкурентным

Система лучистого отопления на примере Туймазинского завода автобетоновозов. Завод основан в 1980 году, является одним из крупнейших российских предприятий машиностроительного комплекса. Основная специализация предприятия – проектирование и производство спецтехники для строительства, а также других отраслей промышленности.

Поставленная задача – Эффективное отопление производственных площадей с присутствием рабочего персонала.

Тип оборудования: Инфракрасный обогреватель Fraccaro Panrad.

  • Модель FRA4.1- 446 шт. (1 ед .-  Мощность 35 кВт, Длина 6 м.), Модель FRA2 – 24 шт. (1 ед. – Мощность 20 кВт, Длина 6 м.);
  • Общая мощность: 16 090 кВт;
  • Отапливаемая площадь: 60 000 м2;
  • Высота подвески излучателей над полом – 14 метров;
  • Внутренняя температура: +18 °С;
  • Наружная температура: -25 °С.

 

Экономические расчеты по замене отопления от котельной на газовую систему лучистого отопления FRACCARO

Почему пришли к решению замены традиционного отопления производственных цехов на газовую систему лучистого отопления?
1.1. Рост тарифов на тепловую энергию:

Наименование статей Ед. измерения 2000 2001 2002 2003 2004
Стоимость 1 Гкал тепловой энергии руб. 159 231 332 360 408
Темп роста % 145 144 108 113
Стоимость эл. энергии 1кВт/час руб. 0,72 0,91 1,01 1,03 1,145
Темп роста % 126,4 111 102 111
Затраты на отопление руб. 6630 8065 7968 9512 10306
Темп роста % 127,4 99,9 119,4 108,4

1.2. Температурный градиент в зависимости от высоты при лучистом отоплении положительный и приближается к требованиям идеального отопления. 
Распределение температуры при лучистом и тепловоздушном отоплении в зависимости от высоты представлено в таблице:

Традиционная система,  °С Высота над полом, м Система инфракрасных излучателей,  °С
34 9 20
32 8 19
30 7 18.5
28 6 18
26 5 17.5
24 4 17
22 3 16
20 2 17.5
18 1 18

1.3. Для экономичности отопления кроме общей мощности имеет решающее значение время достижения нужной температуры и эксплуатации. У инфракрасных излучателей время нагрева минимальное, что означает значительное сокращение целого рабочего периода, по сравнению с традиционным отоплением.

Если потребление  газа для производства тепловой энергии в котлах составляет 100 % потери в самом источнике тепла 15 % (вода) и 20 % (пар) от всего количества энергии.

 Дальнейшие потери происходят во внешней сети, которая в зависимости от вида теплоносительного вещества теряет примерно 5 % (в случае воды) и примерно 10 % (в случае пара).

Перед поступлением в отапливаемый объект, как мы видим, теряется 20-30 % тепловой энергии. 
Потери, показанные на рисунке, в действительности бывают намного значительнее

 

При отоплении инфракрасными излучателями не происходит потерь в источнике, теплотрассе и распределителях газа, общие потери сокращаются до 10 %. Эффективность показана  на рисунке. 

При лучистой системе отопления  полностью исключаются тепловые сети, их ремонт и обслуживание, сокращается штат обслуживающего и аварийного персонала, запасы материалов и оборудования, высвобождаются помещения. Общая энергетическая экономия топлива при лучистом отоплении может достигать до 70 % относительно сравнительной водо-тепловоздушной отопительной системы. 

Природный газ является одним из самых чистых источников энергии, поэтому его использование в установках радиационного нагрева не загрязняет атмосферу. При измерении количества вредных примесей в выхлопных газах они были значительно ниже норм предельно допустимых концентраций (ПДК).

Отопление инфракрасными обогревателями значительно улучшает условия труда. Полностью исключает движение пыли, отсутствуют сквозняки. Благодаря этому снижается заболеваемость сотрудников. Система является практически бесшумной.

Инфракрасные излучатели не требуют специального обслуживания благодаря автоматической электронной регуляции.

Итак, эффективность использования лучистой системы отопления заключается в следующем:

  • децентрализованное использование природного газа обеспечивает его легкое использование и позволяет обеспечить лучшее регулирование температур в рабочих зонах;
  • на рабочих местах обеспечивается тепловой комфорт потому, что температура воздуха на полу на 2-3 °С выше, чем на высоте 1,5 м над полом
  • более равномерным способом распределена температура по всей высоте отапливаемого объекта между газовым излучателем и полом;
  • в случае лучистого отопления нет движения пыли;
  • лучистое отопление обеспечивает охрану жизненной среды еще тем, что экономит топливо;
  • исключено потребление воды;
  • нет косвенных затрат на транспортировку тепла, твердых продуктов сгорания, затрат на свалку и загрязнение окружающей среды;
  • лучистая система, в сравнении с тепловоздушной, производит минимальный шум, а в некоторых случаях, практически бесшумна;
  • лучистая система отопительная не может замерзнуть;
  • обогрев после утреннего запуска настает довольно быстро – примерно через 10-25 минут на рабочем месте будет необходимый глобальный температурный комфорт;
  • управление лучистым отоплением с помощью дискретного микропроцессорного управления люди даже не замечают, в отличие от традиционного отопления, при котором появляются жалобы на значительный тепловой дискомфорт;
  • легкий монтаж и ремонт благодаря тому, что излучатели размещаются в верхних частях помещения и не занимают активную площадь пространства производственного помещения.  

Затраты необходимые на перевод на газовую систему лучистого отопления

Капитальные затраты: 

  • разработка рабочего проекта«Реконструкция системы отопления производственных и административно-бытовых помещений ОАО«ТЗА» – 765 000 руб. 
  • общестроительные работы, монтаж наружного и внутреннего газопроводов и блочных котельных, их пусконаладка– 11 890 000 руб. 
  • материалы на монтаж газопроводов и блочных котельных– 4 900 000 руб. 
  • итальянское оборудование, оборудование российского производства – 25 000 000 руб. Итого затрат– 42 555 000 руб. 

Источники финансирования:

  • банковский кредит 30 000 000 руб. 
  • собственные оборотные средства 12 555 000 руб.   

Экономия затрат от внедрения газовой системы лучистого обогрева. 

Показатели 2004-2005, 2005-2006, 2006-2007, Сумма 2004-2007
Затраты на внедрение новой системы отопления 58 530 000 15 827 000 15 858 000 90 215 000
– капитальные затраты 42 555 000 42 555 000
– проценты за кредит  3 300 000 2 250 000 828 000 6 378 000
– затраты на отопление  8 271 000 9 594 000 10 621 000 28 486 000
Затраты на воздушное отопление от котельной 23 931 000 27 022 000 29 900 000 80 853 000
Экономический эффект, полученный от снижения затрат на отопление 15 660 000 17 428 000 19 279 000 52 367 000

Расчет экономической эффективности и окупаемости.

  • Капитальные затраты – 42 555 000 руб.
  • Затраты на отопление 2004-2007 гг. – 28 486 000 руб.
  • Проценты за пользование кредитом– 6 378 000 руб.
  • Затраты на воздушное  отопление от котельной на 3 года– 80 853 000 руб.
  • Экономический эффект, полученный от снижения затрат на отопление: 80 853 000 28 486 000 = 52 367 000 руб.
  • Рентабельность сделки: 52 367 000 / 77 419 000 X 100% = 67,6%
  • Срок окупаемости: 77 419 000 – 28 486 000= 48 933 000 руб.  48 933 000 руб. : 52 367 000 руб. х 3 = 2,8 года

Выводы:  

  • Затраты на ГСЛО окупаются за 2,8 года.
  • Затраты на отопление снижаются в 2,8 раза.
  • Расход эл. энергии снижается в 4,2 раза.
  • Появляется возможность оперативного регулирования температурного режима в цехах, исчезают сквозняки.
  • Появляется возможность отказаться от услуг котельной.  

Источник: http://hortek.ru/paper/otoplenie-ot-kotelnoy-ili-sistema-luchistogo-otopleniya

Лучистое отопление дома — хорошо забытое старое

Сможет ли лучистое отопление стать конкурентным

Конвективные системы отопления прочно удерживают лидерство по прменению в современных домах. Но системы лучистого отопления вполне готовы с ними серьезно побороться за наш с вами комфорт.

Примерно 200 лет назад системы отопления наших домов стали перерождаться, популярные тысячелетиями печи и камины были названы архаизмами, их заменила система водяного отопления, дающая конвективное тепло.

Лучевое или лучистое отопление

На лучевом тепле в течение века был поставлен крест, его списали в утиль, однако исследования учёных, проведённые за последние полвека, показывают совершенно обратное — лучевое тепло по своим характеристикам превосходит конвективное, причём по целому ряду характеристик. Предлагаем разобраться в этом вопросе и выяснить, чем же лучистое отопление лучше конвективного.

История отопления — от лучевого к конвективному и… опять к лучевому?

На протяжении тысячелетий первым и единственным источником отопления в человеческом жилище был костёр, а сам способ отопления — конвективно-лучевой. Во время горения костра в примитивной печи-каменке и после этого, при тлении кострища, от каменного портала исходили инфракрасные лучи, а вследствие конвекции нагревался воздух в помещении.

Очевидный недостаток такого способа отопления — при горении костра жилище наполняли дымовые газы, создавая невыносимую атмосферу. Поэтому в верхней точке кровли домов выполнялось отверстие дымохода, через которое улетучивался горячий дым вместе с нагретым воздухом, основная ставка делалась на лучевое отопление, т. к. его интенсивность не зависела от степени нагрева воздуха.

Две тысячи лет назад были созданы новые системы отопления, основанные на каналах под поверхностью каменных полов, по которым двигались дымовые газы от растопленных печей, нагревая полы своим теплом (гипокауст (Др.

Рим), глория (Испания), ондоль (Корея), дикан (Китай) и др.). Население Европы между тем использовало частично модифицированный вариант костра — обложенный булыжниками очаг, топящийся по-чёрному.

Только к XV веку европейцы усовершенствовали каменный очаг, подведя к нему вытяжную трубу, сколоченную из дерева.

В XVII веке в замковых и дворцовых комплексах России и Европы была популярна «русская система» отопления — воздухозаборная шахта проходила вплотную к стенке печи и вдоль неё, где воздух нагревался и вследствие конвекции поднимался по разветвлённым кирпичным каналам к помещениям, которые необходимо было отапливать. Отдав тепло, воздух из помещений уходил по вытяжным каналам за пределы здания.

Отопительная система такой конструкции полностью исключала возможность проникновения дымовых газов в жилые помещения, что было по тем временам удивительным ноу-хау.

Данная система отопления, получившая название «огневоздушная система», пользовалась нарастающей популярностью до середины XIX века, однако к его концу перестала пользоваться спросом, чему способствовали постоянный низкочастотный гул в воздуховодах, чрезмерная сухость воздуха, пригорание пыли с отложением пылевой сажи на стенах и предметах интерьера.

В конце XVIII века французский инженер Жан-Симон Боннеман изобрёл и построил первую систему водяного отопления, циркуляция теплоносителя в которой осуществлялась естественным путём.

Спустя полвека в России появилась система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, разработанная профессором Петром Григорьевичем Соболевским.

Конвекционные водяное, паровое и огневоздушное виды отопления набирали популярность год от года, во многом благодаря техническому прогрессу, появлению и развитию централизованных источников нагрева теплоносителя и систем для его доставки к объектам потребления.

В пользу конвективного водяного отопления сыграло масштабное строительство типовых многоэтажек с минимальным утеплением фасадов, низкокачественным перекрытием оконных и дверных проёмов — лучевое отопление эффективно только в хорошо утеплённом здании.

 Однако спустя 150 лет учёными было установлено, что восприятие лучевого отопления гораздо ближе человеку, чем конвекционный нагрев воздуха. Причём не только человеку, но и предметам быта, а также материалам, использованным при внутренней отделке помещений.

Отопление в быту — реалии

Приходилось ли вам зимой находиться в неотапливаемом или плохо отапливаемом помещении — школьном классе, аудитории института или в актовом зале при каком-то учреждении? В ответ на недовольство собравшихся преподаватель (лектор) успокаивает — ничего, надышим и через полчасика тепло будет.

И действительно, через некоторое время становиться теплее, но причина этого вовсе не связана с термином «надышали» — присутствующие согрели атмосферу помещения тепловым излучением, генерируемым собственными телами.

Исходящие от тел присутствующих в аудитории инфракрасные лучи нагревают расположенные вблизи них предметы, те, в свою очередь, генерируют собственное излучение, передавая его соседним предметам, а тепло своих поверхностей — воздуху.

Каждый и любой объект, имеющий температуру более абсолютного ноля по Кельвину (или –273,15 °С), излучает инфракрасные лучи. Излучение тем интенсивнее, чем выше температура объекта — к примеру, человеческое тело при его нормальной температуре (от 36,6 до 37 °С) генерирует инфракрасные лучи средневолнового диапазона, с длиной волны от 5 до 25 мкм.

Расход человеческой энергии на инфракрасное свечение сокращается при условии повышения температуры окружающей среды, но не воздуха, а ограждающих конструкций (стен, потолка и пола) и предметов мебели.

Дело в том, что воздушная среда прозрачна и проницаема для инфракрасных лучей, соответственно, холодные стены и пол будут тянуть инфракрасное тепло из человеческих тел даже при 25-ти градусной температуре воздуха в помещении — это лучистый теплообмен, объясняемый законами Планка и Стефана-Больцмана.

Поколения горожан привыкли к условиям жизни в кирпичных и панельных домах, пытаясь компенсировать расходы инфракрасной энергии тела, уходящей на обогрев ограждающих конструкций, с помощью электроконвекторов разного рода.

В памяти горожан отложилась смутная убеждённость о значимости деревянных стен в доме, которые способны «дышать», компенсируя влажность воздуха — действительно, такая способность у ничем не окрашенных брусовых и бревенчатых стен имеется, однако главную роль в деревянных домах играли вовсе не они, а русская печь.

Массивной конструкции русской печи отводилось значительное место в доме, она отлично держала тепло и обогревала весь дом именно инфракрасным излучением. Никакая водяная или воздушная система отопления не сравнится по своим отопительным возможностям с русской печью!

К слову, именно из-за лучевого способа прогрева выпечка в русской печи получается гораздо аппетитнее и вкуснее, чем в самой современной духовке, принцип приготовления в которой основан на раскалённом воздухе (огневоздушная система).

Свойства лучистой энергии с позиции отопления исследовались лабораторией при Йельском университете, финансируемой фондом Джона Бартлетта Пирса — результаты эксперимента, проведённого с участием добровольцев, оказались весьма показательными.

На первом этапе испытуемых помещали в небольшую комнату с искусственно охлаждёнными стенами, температура воздуха в ней поддерживалась при помощи тепловентиляторов на уровне 50 °С — добровольцы, одетые в лёгкую одежду, после пребывания в этом помещении жаловались на сильный холод.

Во время второго этапа температуру воздуха намеренно понизили до 10 °С, а стены нагрели при помощи встроенных внутрь труб, по которым циркулировала горячая вода — испытуемые, одетые всё так же легко, при нахождении в этом помещении обильно потели, им было жарко.

Впрочем, проверить и лично испытать на себе «вампиризм» холодных и «донорство» нагретых стен каждый из нас может в любое время — нужно всего лишь подойти и встать перед стеной.

Зимой вы почувствуете исходящий от неё холод, т. к. образующий стену материал будет поглощать исходящие от вас инфракрасные лучи, летом — ощутите тепло, т. е.

уже ваше тело будет впитывать инфракрасное излучение, полученное стеной от Солнца в течение дня.

Описание систем лучистого отопления

Идеальным источником лучистого обогрева была и остаётся массивная печь, однако в условиях квартиры или офиса, да и во многих частных домах устроить такую печь нереально. Рассмотрим современные системы лучистого отопления, позволяющие обойтись без такой печи — «тёплый пол», стеновые и потолочные излучающие панели.

Системы «тёплых полов» различаются по конструкции и принципу отопления:

  • к конвективным относятся любые системы с водяным теплоносителем, а также кабельные, кабельные с укладкой в теплоизоляционные плиты и плёночные (греющие маты — тонкий кабель, размещённый в сетчатой основе);
  • лучевое тепло вырабатывают углеродные плёночные (греющий элемент — полосы графита, запаянные в плёнку из полиэстера) и стержневые полы (их греющие элементы также выполнены из графита).

Панели, устанавливаемые на стены, представляют собой модульные блоки из медной трубы, теплоносителем в них выступает горячая вода.

Теплопередача лучевого тепла у стеновых панелей с циркулирующей горячей водой при температуре 40 °С составляет порядка 80%, остальные 20% приходятся на конвекцию — это связано с допустимо высокой температурой теплоносителя, превышающей предельно установленные европейскими стандартами 30 °С для «тёплого пола».

Медные модульные блоки устанавливаются на поверхность стены при помощи горизонтальных или вертикальных штанговых опор, перед этим на поверхность стены монтируется слой утеплителя с алюминиевой фольгой.

После установки стеновые панели заделываются 350 мм слоем штукатурки, закрываются гипсокартоном или другими жёсткими покрытиями. Помимо внешней установки модульные блоки для лучевого отопления могут устраиваться внутрь бетонных стен — крепятся к армирующей раме с последующей заливкой бетоном.

К достоинству стеновых панелей относится более низкая тепловая инерция, по сравнению с «тёплыми полами», что особенно удобно для зданий с периодическим режимом отопления. Следует заметить, что для эффективного отопления стеновым панелям необходимо свободное пространство по периметру стен, в которых они установлены — при большом количестве корпусной мебели использовать их нерационально.

Первые модели потолочных излучающих панелей были созданы задолго до «тёплых полов» и стеновых панелей, интерес производителей к ним объяснялся просто — потолок, а значит, и потолочные панели, располагался дальше всего от домочадцев, что позволяло разогреть панели до высоких температур без какого-то ущерба для человека.

Максимальная температура современных потолочных панелей зависит от высоты потолков — оптимальный перепад между температурой воздуха в помещении и температурой поверхности лучевой панели находится на уровне 10 °С. Современные потолочные панели не встраиваются в перекрытия — устанавливаются на поверхности потолка, что позволяет упростить их монтаж и обслуживание.

В завершении

Популярность конвекционного отопления сегодня связана лишь с тем, что большинство домов обладают минимальными теплоудерживающими характеристиками — раньше это не интересовало проектировщиков и строителей, т. к. их задачи были ориентированы на удешевление проектов.

Отсюда светящиеся по ночам в инфракрасных детекторах дома, колоссальные затраты на тепловое обеспечение и частый косметический ремонт. И именно по причине высоких потерь тепла через оконные проёмы радиаторы отопления устанавливались непосредственно под ними — чтобы отсечь поступающий через щели оконных рам и через их остекление холодный воздух с улицы.

Конвективное отопление позволяет быстро и относительно недорого обогреть неутепленные помещения, однако не позволяет избежать иссушения воздуха, холодного воздуха на уровне пола (наиболее тёплый слой воздуха собирается у потолка), постоянного заплесневения стен в холодный сезон (по причине отложения влаги на их холодных поверхностях) и потребности в частом косметическом ремонте — приведённые факты неоспоримы.

Если ограждающие конструкции дома выполнены из древесины, кирпича или железобетона, с внешней (уличной) стороны выполнено утепление (сэндвич-панелями, теплоизоляционными материалами с последующим оштукатуриванием и т.

д.), а в оконных и дверных проёмах установлены современные двери и окна с достаточно низкими показателями по теплопроводности, то решение проблемы отопления при помощи лучевой системы обогрева вполне себя оправдает.

С другой стороны, при утеплении ограждающих конструкций изнутри помещения, выполняемом особенно часто в многоэтажных домах советской постройки, строить отопительную систему на инфракрасном обогреве бессмысленно, т. к. материал, из которого выполнены стены, нагреваться и отдавать тепло в виде излучения не будет, ведь поверхности стен теплоизолированы утеплительными материалами.

С учётом новых требований по теплозащите зданий, изложенных в СНиП 23-02-2003, системы лучистого отопления вполне могут перехватить первенство у конвективного отопления.

Домочадцам любого возраста будет гораздо приятнее и полезнее воспринимать инфракрасные лучи определённого волнового диапазона, чем находиться в воздушном «аквариуме» с постоянно холодными стенами, заполненном нагретым в результате конвекции воздухом и взвешенной пылью. опубликовано econet.ru  

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление – мы вместе изменяем мир! © econet

Источник: https://econet.ru/articles/185550-luchistoe-otoplenie-doma-horosho-zabytoe-staroe

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.