-

Обзор

Инфракрасные системы обогрева

08.05.2014

Рассмотрим наиболее популярные элементы инфракрасной системы обогрева.

Радиаторы водяного отопления — самый распространенный элемент отопления, так как система отопления в российских городах строилась как централизованная система теплоснабжения на основе водяного теплоносителя.

Выбор радиаторов на российском рынке огромен — представлены десятки радиаторов со всего света, которые отличаются стоимостью, техническими характеристиками, внешним видом.

Современный рынок радиаторов очень разнообразен:

  1. стальные;
  2. чугунные;
  3. алюминиевые;
  4. биметаллические.

Эти приборы активно конкурируют между собой.

Если отопление проектируется с использованием радиаторов, необходимо учитывать следующие основные моменты (как правило, это не относится к радиаторам, отапливающим коттеджи):

  • 1) рабочее давление радиатора (необходимо узнать в местной эксплуатационной компании рабочее давление системы отопления — это может быть 5...6 атм, 9...10 атм или другое, учитывая российские жесткие условия эксплуатации, рабочее давление выбранного для установки радиатора должно несколько превышать рабочее давление общей системы отопления);
  • 2) опрессовочное давление радиатора (после летнего ремонта систему отопления проверяют на герметичность, опрессовывая ее при давлении, в 1,5 раза превышающем рабочее, поэтому возможные гидравлические удары способны сразу повредить неподготовленный для этого радиатор);
  • 3) коррозионная стойкость (сливать воду из систем отопления плохо: процесс коррозии на внутренней поверхности радиатора идет намного быстрее, но от ежегодных профилактических работ никто не может отказаться, кроме того, теплоноситель в центральных системах, как правило, имеет высокое содержание кислорода, высокую жесткость и ненормированное значение PH, следовательно, выбранный радиатор должен быть готов ко всему);
  • 4) тепловая мощность радиатора (стандартная ориентировочная тепловая мощность): 1 кВт для 1 м2 помещения при высоте потолка 2,7 м (при наличии одного окна);
  • 5) если комната угловая, то тепловая мощность возрастает до 1,8 раз, высокие потолки увеличивают тепловую мощность, низкие — уменьшают, установка стеклопакета в оконном проеме уменьшает тепловую мощность радиатора на 10.20 %;
  • 6) габариты радиатора (необходимо знать высоту радиатора, учитывая, что до пола и подоконника должно оставаться 100...150 мм, если такие зазоры не могут быть соблюдены, то мощность радиатора упадет на 10...15 %);
  • 7) тип подводки к радиатору (необходимо определить заранее, с какой стороны можно подвести трубы системы отопления к радиатору, возможны варианты: снизу из пола, сзади из стены, сбоку, сверху. Это влияет на выбор присоединительной арматуры).

Существует два способа разводки труб к отопительным приборам: однотрубная и двухтрубная. При двухтрубной к каждому радиатору подведено две трубы: прямая и обратная. Эта разводка позволяет иметь одинаковую температуру теплоносителя на входе во все приборы.

Двухтрубная разводка может быть двух типов:

  • 1) с параллельным подключением радиаторов;
  • 2) лучевая (коллекторная), когда от коллектора «лучами» к каждому отопительному прибору подводятся прямая и обратная трубы.

Минус лучевой системы — большие затраты труб.

Плюс — легкая регулировка отопительных приборов и балансировка системы.

При однотрубной разводке теплоноситель переходит последовательно от одного радиатора к другому, при этом остывая. Таким образом, последний радиатор в цепочке может быть значительно холоднее первого. Если вы заботитесь о качестве системы отопления — выбирайте двухтрубную систему, позволяющую регулировать температуру в каждой комнате. Единственный плюс однотрубной системы — более низкая цена.

Преимущества радиаторов водяного отопления:

  • 1) простота монтажа;
  • 2) огромный выбор радиаторов — от обычных чугунных до биметаллических, любого размера и дизайна;
  • 3) возможность использования в большом диапазоне температур теплоносителя и при повышенном давлении;
  • 4) стойкие к гидроударам.

Недостатки радиаторов водяного отопления:

  • 1) неправильное распределение тепла в помещении (поток воздуха, нагретого радиатором устремляется к потолку, нагревает его, и только после этого теплый воздух доходит до нижней части помещения, поэтому в зимнее время в средней части помещения температура 22 °С, а у пола 17...18 °С. Чем холоднее на улице, тем больше эта разница температур);
  • 2) высокая конвекция, поэтому большое содержание пыли в воздухе;
  • 3) необходимость установки декоративных решеток, экранов, что к тому же снижает эффективность отопления.

Инфракрасная панель, где спираль поместили в кварцевую трубку, а отражатель стал длинным и почти прямоугольным, пришла на смену алюминиевому отражателю, стоящему на полу, в фокусе которого красноватым светом светилась раскаленная спираль, намотанная на керамическое основание. Температура излучателя была существенно понижена — с 750 до 300 °С, а в некоторых моделях и до 100...125 °С, что позволило избавиться от ощущения иссушающего жара. Площадь излучателя увеличилась, а сам излучатель поднялся на значительную высоту. Соответственно, увеличилась и площадь обогреваемой поверхности.

Основное назначение этих приборов — обогрев помещений с высотой потолков до 20 м. Такие панели горизонтально устанавливаются на высоте не менее 1,5...2 м от уровня головы стоящего человека. Монтируют их обычно либо прямо на потолке, либо на специально изготовленной несущей конструкции, либо на проволочных подвесах. Это неплохой выбор для больших помещений, где трудно сделать традиционную систему отопления. Наиболее рационально применять их на открытых площадках (например, кафе), в школах, церквях, магазинах, ресторанах, спортивных залах, теплицах, на фабриках, складах и т.д. Инфракрасные панели безопасны, так как касание к горячей поверхности нагревателя полностью исключено. Настоятельно рекомендуется использование термостатов, изменяющих температуру воздуха. Подключение может производиться к одно- и трехфазной электросети.

Принцип работы системы отопления на основе инфракрасных обогревателей заключается в следующем: инфракрасное излучение беспрепятственно проходит сквозь слой воздуха и нагревает окружающие предметы и пол. При инфракрасном обогреве температура пола превышает температуру окружающего воздуха, и комфорт, создаваемый потолочными панелями, приближается к комфорту, создаваемому теплыми полами, несмотря на значительные конструктивные различия. Высокотемпературные нагревательные панели или секции из них, с температурой поверхности 750 °С, обычно устанавливаются на большой высоте (5...15 м), а низкотемпературные, с температурой поверхности 100 °С, устанавливаются начиная с высоты 2 м и более. Наиболее известны модели CL PYROX (Норвегия), FRICO (Швеция) и HEATLINE (Дания).

Преимущества инфракрасных обогревателей:

  • 1) минимум капитальных вложений (отсутствует прокладка труб и магистралей);
  • 2) ускоренный прогрев помещения, так как ощущение комфорта возникает раньше, чем помещение прогреется полностью, к тому же, это единственный способ обогрева открытых площадок и помещений с плохой теплоизоляцией;
  • 3) высокий КПД — 90 %, связанный с прямым преобразованием электроэнергии в тепловую, требуемую на отопление;
  • 4) поддержание температуры при отключенной системе за счет аккумуляции тепла в элементах конструкции помещения и предметах;
  • 5) отсутствие интенсивных воздушных потоков, связанных с конвекцией, в связи с чем уменьшается циркуляция в воздухе пыли и других загрязнений;
  • 6) удобство терморегулирования;
  • 7) бесшумность;
  • 8) мобильность (быстрый монтаж, перенос, наращивание, демонтаж и т.д.).

Практически отсутствуют недостатки.

Система теплого пола предназначена для создания комфортных условий в определенных зонах помещения. Это может быть место, где любит играть ребенок, ванная комната, сауна, гараж и т.д. Можно обогреть, например, площадь пола в комнате, не занятую мебелью.

Теплый пол бывает:

  • 1) водяной;
  • 2) электрический.

Водяной теплый пол — отличное решение при строительстве коттеджа, когда с нуля закладывается все отопление.

Электрический теплый пол устанавливается в любом другом случае на стадии ремонта в кухне, гостиной, детской, бассейне.

Преимущества теплых полов:

  • 1) хороший дизайн (нет радиаторов);
  • 2) тепло идет снизу;
  • 3) тепло распределено по большой площади, поэтому низкая конвекция (меньше пыли в воздухе);
  • 4) нормальная влажность.

Недостатки теплых полов:

  • 1) нельзя использовать как основное отопление, так как температура поверхности полов по санитарным нормам РФ (СНиП 02.04.05—91. Отопление, вентиляция и кондиционирование) не должна превышать 26 °С для помещений с постоянным пребыванием людей (жилые помещения) и 31 °С с временным пребыванием (бассейны, ванные комнаты, сауны и т.п.);
  • 2) можно использовать в качестве покрытия пола ограниченное количество материалов;
  • 3) нельзя класть под паркет, ковровое покрытие (ковролин), теплый линолеум и т.д;
  • 4) «сэндвич», создаваемый при укладке теплого пола, в том числе с использованием пено-полистерола, является идеальным инкубатором для развития различного рода бактерий, так как в нем поддерживается постоянная температура, т.е. ее колебания невелики. Поэтому теплые полы запрещены для использования в детских дошкольных заведениях, например, в Канаде. Также ограничено использование теплых полов во Франции;
  • 5) имеют очень большую инертность и «не успевают» за резким изменением температуры на улице, т.е. при резком падении уличной температуры не успевают нагреть помещение, а при повышении внешней температуры долго остывают (т.е. перегрев), поэтому неэффективны для использования в системе «интеллектуальное здание»;
  • 6) при расчете теплых полов на 1 м2 берется 180 Вт при использовании теплого пола в качестве основного отопления и 140 Вт в качестве дополнительного. При использовании традиционных радиаторов на 1 м2 берут в среднем 100 Вт. Есть и более эффективные системы. Поэтому теплопотери в системах теплых полов выше, чем в других системах;
  • 7) холодные внешние стены, а это повышенная влажность стен, грибок и т.п., порой возникает эффект выпадения росы на остеклении в пиковые значения наружной температуры зимой.

Теплый плинтус устанавливается по периметру помещения. Тепловые лучи, исходящие из системы теплого плинтуса, быстро нагревают помещение и поддерживают постоянную температуру по всему его объему. Количество используемого плинтуса определяется из расчетов тепло- потерь данного помещения.

Источником энергии для теплого плинтуса может служить нагретая жидкость (вода или любой другой теплоноситель), электроэнергия, а также можно совмещать электрическую и водяную систему.

Система теплого плинтуса имеет следующие преимущества:

  • 1) создает климат, положительно влияющий на здоровье, поскольку дает возможность поддерживать самую оптимальную температуру;
  • 2) равномерно распределяет тепло в помещении;
  • 3) нагревает пол и стены;
  • 4) экономит энергию до 40 % за счет правильного распределения тепла;
  • 5) проста в монтаже;
  • 6) может использоваться в помещениях с большим количеством окон;
  • 7) незаменима в помещениях с высокими и очень высокими потолками;
  • 8) можно быстро регулировать, изменять температуру за счет малого количества циркулирующей жидкости;
  • 9) встраивается в любые интерьеры за счет различных цветов внешних панелей;
  • 10) не создает активную конвекцию, что резко уменьшает количество пыли в воздухе.

Тепловые потолочные панели — излучающие панели выполнены из стального оцинкованного проката, оборудованы змеевиком из медных трубок, по которым пропускается холодная или горячая вода. Трубки уложены в профиль из экструдированного алюминия. Профиль приклеен к панели и выполняет функцию оптимизатора теплопроводности.

Размеры панелей варьируются в зависимости от геометрии конкретного помещения и конфигурации подвесного потолка. Стандартная ширина панелей составляет 600 мм, длина листа варьируется от 500 до 1 800 мм. Толщина панелей 40 мм, средний вес 15 кг/м2. Холодильная мощность панелей равна 75 Вт на 1 м2 площади панели при расчетной разнице температур среды и панели 7,5 °С. Расчетная летняя температура 26 °С, средняя температура воды внутри панелей составляет 16,5 °С (подача 15 °С, возврат 18 °С на выходе). Тепловая мощность составляет 100 Вт/м2 при разнице температур среды и панели 13,5 °С. Расчетная зимняя температура составляет 22 °С, средняя температура воды внутри панелей 35,5 °С (подача 38 °С, возврат 33 °С).

Достоинства потолочных тепловых панелей:

  • 1) при отоплении помещений с потолками выше 3,5 м экономия до 40 % тепловой энергии относительно других систем отопления;
  • 2) возможность локального обогрева конкретных рабочих зон, а не всего объема здания;
  • 3) быстрый нагрев и остывание источника энергии;
  • 4) экономия полезной площади помещений за счет расположения источников тепла на потолке;
  • 5) абсолютная бесшумность работы;
  • 6) отсутствие сквозняков и потоков воздуха в связи с минимальной конвекцией;
  • 7) высокий (до 90 %) КПД;
  • 8) простота монтажа.

Такие преимущества делают потолочные тепловые панели весьма эффективным средством энергосбережения.

Основные недостатки тепловых панелей:

  • 1) дороговизна оборудования;
  • 2) невозможность использовать в помещениях с низкими потолками.