Инфракрасное отопление стен - Система отопления

На открытой вкладке web сайта мы постараемся помочь определить для нужной дачи необходимые компоненты системы. Конструкция отопления коттеджа насчитывает разные компоненты. Схема обогревания включает, систему соединения, крепежи, развоздушки терморегуляторы, коллекторы, бак для расширения котел, трубы, батареи, увеличивающие давление насосы. Любой узел важную роль. Посему выбор каждого элемента системы нужно планировать грамотно.

Комфортное существование человека в квартире или частном доме обеспечивают прежде всего интерьер, отделка, декор, площадь и расположение комнат. Одной из составляющих такого уюта является атмосфера в жилом помещении, влажность, температура и отсутствие сквозняков. Окна и двери в этом случае должны иметь хорошую теплоизоляцию, как и система отопления, которая является гарантом и защитой от постоянной потери тепла из помещения в холодное время года.

Схема обвязки котла с гидравлическим разделителем.

Чтобы система отопления стала действительно достаточно эффективной, следует хорошо продумать и рассчитать, какой вид отопительной системы выбрать для достижения оптимальной температуры в помещении. В связи с этим в последние годы стало особо популярной система отопления в стенах дома или квартиры. Что собой представляет система обогрева «теплые стены»? Это аналогичная «теплому полу» система, только используется на стене и устанавливается за каким-нибудь декоративным настенным покрытием или непосредственно под штукатурным слоем.

Система имеет свои преимущества и недостатки

Преимущества устройства настенного отопления:

При использовании этой системы значительно повышаются условия комфорта в помещении, это происходит, потому что тепловая энергия поступает на уровне туловища человека, то есть самой энергозатратной части организма.

Схема обвязки одноконтурного газового котла.

Снижаются теплопотери, так как есть термический барьер — ограждающая конструкция стен.
Отсутствуют конвекционные потоки, а это значит, что нет переноса пыли и пересушенного воздуха в помещении.
Из-за постоянной сухости стен не возникает определенной среды для появления грибков и плесени на них.
Высокая экономичность отопления появляется за счет применения низкотемпературного режима панельного отопления.
Появляется возможность создать интересный и удобный интерьер помещения, потому что отсутствуют настенные радиаторы.

Недостатки устройства настенного отопления:

При включении или выключении системы наблюдается медленная реакция теплоносителя, то есть требуется некоторое время.
Из-за специфического расположения системы отопления стен возникает некоторое неудобство при уходе и внезапном ремонте.

Как видно, недостатков по сравнению с преимуществами очень мало. Но такая система отопления, как и напольная, постоянно совершенствуется, и потребность в уходе за ней и ремонте в случае необходимости практически сведена к нулю.

Способы установки отопления в стенах помещения

Схема обвязки двухконтурного газового котла напрямую.

Укрепленные на стену контуры трубопровода или теплые водяные стены подсоединяются к общей гидросистеме отопления всей квартиры или дома.
Кабельные нагревательные системы используются как дополнение к основной системе отопления, электрического или кабельного. Представляют собой нагревательный кабель, который крепится к стене в виде матов или по определенной траектории, имеет автономное подключение к сети.
Теплые инфракрасные стены — это стержневые или пленочные маты, которые крепятся на стену и параллельно соединяются между собой. Обычно такое отопление в стене используется как дополнительное к основной отопительной системе.

Где лучше всего расположить настенную систему обогрева:

на самой холодной стене помещения или в угловой комнате;
пространство в комнате перед такой системой не должно быть заставлено мебелью или увешано коврами.

Эксплуатируются настенные системы в температурном режиме не выше 35-40 градусов, именно такой уровень температуры считается наиболее комфортным для организма человека. Чтобы поддержать такую оптимальную температуру, требуется дополнительная изоляция стен помещения, чтобы свести потерю тепла из помещения к минимуму.

Установка обогревательного оборудования с использованием штукатурного покрытия:

Схема обвязки двухконтурного котла с бойлером-накопителем.

Для этого потребуется подготовить стену, очистить ее, поместить проводку и электрокоробки.
Установить узел теплосмешения.
На стену наклеить плиты пенополистирола, а поверх них сделать пароизоляцию или применить утеплитель из фольги (например, пенофол).
Закрепить на стене монтажные шины для размещения трубопровода. Если теплые стены монтируются в ванной комнате, то обогревательную систему можно вывести за пределы поверхности стены и использовать как полотенцесушитель.
По стене разместить змеевидно трубопровод, обходя те участки, где будет стоять мебель.
Через коллекторы подключить трубы к узлу теплосмешения.
Под давлением больше рабочего в 1,5 раза провести прессовку труб.
Закрепить армирующую сетку.
Тонким слоем гипсовой штукатурки покрыть стену.
Под верхним слоем штукатурки закрепить термодатчик.
Как только высохнет первый слой штукатурки, сразу же нанести второй. Чтобы слой не растрескался и не мешал теплоотдаче, второй слой делают известково-цементный и над трубами его толщина доходит до 3 см.
Чтобы избежать образования трещин при нагреве, следует сделать укрепление в виде тонкой сетки поверх штукатурки под шпаклевку.

Установка обогревательного оборудования с использованием фальш-панели:

На очищенную стену прикрепить теплоизоляционный материал — фольгированную вспененную пенку или пенополистирол.
Для монтажа труб укрепить шины.
По стене поместить трубопровод, подключить его к коллекторному шкафу.
Установить металлический каркас или уже собранный из брусков.
В конце прикрепить к каркасу подготовленные плиты или панели из гипсокартона, пластика или ДВП.

Водяные системы обогрева

Для монтажа котла используется жесткое соединение, стыковка должна производиться через металлический сгон.

Настенная система водяного отопления в целом по своему принципу работы полностью идентична с напольной системой. То есть трубопровод, размещенный по стене помещения, подсоединяется к узлу теплосмешения. Обычно водяная настенная система используется в качестве дополнительного обогревания помещения к напольной или радиаторной системам. Остальные составляющие этого оборудования уже должны быть предусмотрены и смонтированы. Водяная система отопления имеет большое преимущество перед электрической системой в том, что это оборудование может использоваться для охлаждения воздуха в помещение в летнее время года.

Проводится очистка и полная подготовка стены для данной работы.
Укладка теплоотражателя; для пленочного нагревателя используется строго без алюминия.
Проводится монтаж из брусков обрешетки для размещения и крепления гипсокартона или других плит стенной обшивки.
Размещение и крепление проводится дюбелями с пластиковой защитой или строительным стиплером к поверхности стены.
Проводится изолирование тех мест, где совершались отрезы специальной изоляционной лентой.
Устанавливаются терморегулятор и термодатчик.
Проводится проверка работы всей системы.

Электрические кабельные системы обогрева

Несмотря на повышенные расходы электричества, этот вид теплооборудования успел зарекомендовать себя как эффективный и экономичный. Работа нагревательных кабелей происходит за счет увеличения их температуры в результате действия тока.

Эта отопительная электросистема включает:

Одно- или двухжильный нагревательный кабель или нагревательные маты с установленным на них кабелем.
Аппаратуру для управления процессом включения, выключения и нагрева системы.
Гофро-трубку или шины, монтажные ленты.
Защитное устройство или оборудование для отключения.

Под штукатурное покрытие производится монтаж кабеля, не заходя в те места, где расположена мебель. Кабель крепиться к стене с помощью шины или монтажной ленты. Устанавливая теплые электрические стены под нагревательные маты или кабель, следует использовать теплоизоляцию из фольгированного вспененного полиэтилена или пенополистирол. Нагревательные маты следует разрезать строго по их разметкам, термодатчик поместить в гофро-трубу и не устанавливать близко к поверхности пола.

Наносить штукатурку только в выключенном состоянии нагревательной кабельной системы. Эксплуатацию отопительного оборудования можно начинать примерно через месяц после нанесения штукатурки.

При установке настенного кабельного оборудования под каркасную или навесную систему все монтажные работы проводятся так же, как и для водяного оборудования. После устанавливается каркас для крепления панелей или отделочных плит. С помощью пластикового крепежа на стену монтируются кабельные маты, налаживается автоматика и, чтобы закрыть каркас, проводятся отделочные работы.

Инфракрасная система отопления

Эта система среди потребителей пользуется большим успехом и считается самым прогрессивным методом обогрева помещения. Монтаж пленочных и стержневых матов отличается легкостью, простотой и высокой скоростью. Маты с прикрепленными к ним графитовым стержнями крепятся на стену так же, как и настенные системы, под каркасную обшивку или штукатурку. Но пленочные полотна крепятся намного легче, то есть они наклеиваются с помощью клея на поверхность стены, уже покрытую теплоизоляцией.

На инфракрасные пленочные покрытия нельзя наносить плиточный клей или штукатурку, а также использовать паро- или теплоизоляцию с алюминиевым покрытием. Такое настенное покрытие устанавливается только «сухим» методом. В остальном инфракрасное оборудование устанавливается на стены и подключается согласно прилагаемым к оборудованию инструкциям.

Советы по установке теплых стен:

При установке любой из систем, особенно инфракрасного обогрева, эффективно использование последней технологии оклейки теплых обоев на стены: под любой вид обоев готовится вспененная полиэтиленовая подложка. С помощью данного материала стала более продуктивной работа нагревательной системы.
При помощи одной петли обогрева можно вмонтировать в перегородку между двумя комнатами настенную отопительную систему, таким способом будут отапливаться сразу оба помещения.

Монтаж оборудования состоит из:

труб из полиэтилена или металлопластика;
циркуляционного насоса;
термостата;
коллекторного шкафа;
температурного датчика;
автоматики.

Монтаж водяного (как и инфракрасного или кабельного) обогревательного оборудования на стену может быть проведен «сухим» методом с использованием специального покрытия — фальш-панели. Или «мокрым» методом, который проводится непосредственно внутри штукатурных слоев. Какой конкретно метод установки оборудования использовать, зависит от предпочтений хозяев, а также состояния стен и материальных возможностей.

Какую именно систему отопления для своего дома или квартиры установить, решает каждый хозяин лично. Как известно, помимо настенной системы отопления широко распространены отопительная система теплого пола и всем известные отопительные радиаторы. Но настенная система отопления имеет перед другими ряд своих преимуществ и постоянно совершенствуется в установке и использовании на практике, поэтому ее популярность постоянно растет.

Источник: http://1poteply.ru/sistemy/montaszh/otoplenie-v-stenax.html

Комфортное существование в любом жилом помещении (квартире или частном доме) обусловлено не только интерьером, отделкой, декором, расположением и площадью комнат, одной из главных составляющих уюта, комфорта, даже релакса, является атмосфера в нем, температура, влажность, отсутствие ощущения сквозняков, движения холодного воздуха по полу. Теплые стены, пол, потолок, имеющие надежную теплоизоляцию, окна и двери без щелей и сквозняков – это гарантия того, что существует крепкая защита от выхода тепла за пределы помещения. Но для того, чтобы отопление было действительно эффективным, необходимо продумать и рассчитать, какой вид отопительных систем необходимо использовать для достижения оптимальной температуры квартиры или дома с наименьшими затратами.

Отопительная система с использованием радиаторов (конвекционная) осуществляет прогрев воздуха. При этом происходит следующее перемещение воздушных масс: теплый воздух, после подогрева его радиаторами, поднимается вверх, к потолку, затем вниз опускается, уже охладившись, разница температур у пола и потолка может достигать 8°. А для человека комфортнее, если наоборот температура у поверхности пола на 2-4° выше, чем на уровне головы. То есть, при конвекционной системе отопления пол и стены не прогреваются, остаются холодными, а значительная часть тепла расходуется понапрасну, выходя через систему вентиляции и бесполезно нагревая потолок. Еще одним минусом радиаторной системы является перенос пыли вместе с конвекционными потоками.

Применение напольной обогревательной системы и в качестве самостоятельного отопления, и как дополнение к радиаторному, зарекомендовало себя с наилучшей стороны и доказало высокую эффективность его использования. Но в последние годы стало популярным перемещать системы теплый пол на стену. Необходимо рассмотреть плюсы и минусы настенного панельного отопления и системы, для него применяемые.

Преимущества размещения панельного отопления на стену:

Повышение комфорта для человека в помещении за счет поступления тепловой энергии на уровне туловища – самой энергозатратной части организма.
Снижение теплопотерь по причине термического барьера ограждающей конструкции стен.
Отсутствие конвекционных потоков, а значит, не существует пересушенного воздуха и переноса пыли в помещении.
Сухость теплых стен не позволяет образовываться грибку и плесени на них.
Экономичность отопления за счет использования низкотемпературного режима работы панельного отопления.
Отсутствие настенных радиаторов позволяет создать более удобный и интересный интерьер.

Недостатками настенных систем подогрева считают медленную реакцию теплоносителя на команду о включении или выключении нагрева, а также сложность доступа к ремонту и обслуживанию системы. Но постоянное усовершенствование систем отопления, напольных и настенных, ведет к тому, что потребность в уходе за ними и ремонте практически сведена к нулю.

Теплые стены – это системы обогрева, аналогичные «теплому полу», только использующиеся на стене, либо установленные под штукатурным слоем или каким-либо декоративным настенным покрытием:

теплые водяные стены, то есть, контуры трубопровода, подсоединенные к общей гидросистеме отопления всего дома, укрепленные на стену;
кабельные нагревательные системы, применяемые как дополнение к основной системе отопления (водяного или электрического кабельного), представляющие собой нагревательный кабель, прикрепленный к стене по определенной траектории или в виде матов, имеющий автономное подключение к сети;
инфракрасные теплые стены – пленочные или стержневые маты, укрепленные на стену и соединенные параллельно между собой, обычно используемые дополнительно к основному отоплению.

Следует сказать, что обогрев стен используется, как правило, на самой холодной стене помещения, или двух – в угловой комнате.

Кроме того, желательно, чтобы вся площадь стены была не загорожена мебелью, либо ее установка планировалась заранее и система располагалась только на свободном пространстве.

Настенные системы эксплуатируются в низкотемпературном (не выше 35-40°) режиме, именно такой уровень температуры является наиболее комфортным по ощущениям человека, но в этом случае необходимо дополнительная теплоизоляция, чтобы повысить эффективность использования оборудования теплые стены дома свести отток тепла из помещения на улицу до минимума.

Водяные системы обогрева на стену

Принцип работы настенной системы водяного отопления идентичен напольной: трубопровод, размещенный и укрепленный по стене, подсоединен к узлу теплосмешения. Так как водяная настенная система применяется в качестве дополнения к радиаторной или напольной, то остальные составляющие оборудования уже предусмотрены и смонтированы или готовы к монтажу:

трубы (материал – сшитый полиэтилен или металлопластик);
циркуляционный насос;
коллекторный шкаф ;
термостат;
температурный датчик;
автоматика.

Монтаж гидросистемы (как и других видов обогревательного оборудования – кабельного или инфракрасного) на стену, согласно технологии, может проводиться «сухим», с использованием покрытия, являющегося фальш-панелью, или «мокрым» методом – внутри штукатурных слоев.

Установка водяного оборудования на стену при использовании штукатурного покрытия производится поэтапно:

Подготовить стену – очистить, разместить электрокоробки и проводку.
Установить (или он уже установлен) узел теплосмешения.
Наклеить на стену плиты пенополистирола, поверх него – пароизоляцию (можно обойтись и без нее) либо использовать тонкий фольгированный утеплитель, типа пенофола.
Укрепить монтажные шины (крепежные хомуты) для размещения трубопровода, если монтируются теплые стены в ванной, то обогревательная настенная система может выходить за пределы поверхности стены и использоваться как полотенцесушитель.
Трубопровод разместить змеевидно (зигзагом) по стене. Шаг между трубами может быть произвольным, обходя те участки, где планируется установка мебели.
Подключить трубы через коллекторы к узлу теплосмешения.
Провести опрессовку труб под давлением, превышающем рабочее в полтора раза.
Прикрепить армирующую стелосетку.
Покрыть стену тонким слоем гипсовой штукатурки.
Укрепить термодатчик под верхним слоем штукатурки.
После высыхания первого слоя нанести второй, финишный, обычно – известково-цементный, толщина которого над трубами должна быть в пределах 2-3 см, чтобы не растрескивался, но и не мешал эффективной теплоотдаче системы.
Укрепление тонкой сетки поверх слоя штукатурки под шпаклевку, чтобы не образовывались трещины при нагреве стены.

Монтаж «сухим» способом для всех систем производится следующим образом:

На очищенную от прежних декоративных покрытий стену прикрепить теплоизоляционный материал – пенополистирол (и пароизоляцию) или фольгированную вспененную пленку.
Укрепить шины для монтажа труб.
Разместить по стене трубопровод, подключить к коллекторному шкафу, проверить его работу.
Установить каркас, либо металлический, либо из брусков (создавая теплые стены своими руками, необходимо решить, какое покрытие будет иметь фальш-панель, финишное покрытие стены, исходя из этого и монтируется каркас).
Завершить установку «теплой стены» креплением к каркасу запланированных плит или панелей (гипсокартона, ДВП, пластика и т.д.).

Преимуществом водяной системы настенного отопления перед электрическими является то, что в жаркое время она может быть использована для охлаждения воздуха в помещении (вместо кондиционера).

Электрические кабельные системы

Данный вид оборудования зарекомендовал себя как эффективный и экономичный, несмотря на высокую плату за электроэнергию. Суть действия нагревательных кабелей в увеличении их температуры в результате прохождения тока. Составляющие отопительной электросистемы:

Нагревательный кабель (одно- или двухжильный) либо тонкие нагревательные маты с размещенным на них кабелем.
Аппаратура, управляющая процессом включения, нагрева и выключения системы.
Монтажные ленты или шины, гофро-трубка.
Оборудование для отключения (защитное устройство).

Под штукатурное покрытие монтаж производится аналогично установке гидросистемы, кабель размещать с любым шагом, не заходя на стену в тех местах, где будет установлена мебель, крепить к стене при помощи монтажной ленты или шин. Устанавливая теплые стены электрические, под кабель (или нагревательные маты) лучше применять теплоизоляцию из фольгированного вспененного полиэтилена, хотя пенополистирол тоже можно использовать. Главное при работе с матами – разрезать их строго по разметке. Термодатчик не располагать близко к поверхности пола или поместить его в гофро-трубу.

Покрывать нагревательную кабельную систему можно только в выключенном состоянии, а начинать его эксплуатацию не ранее, чем через 28 дней после нанесения штукатурки.

При укладке настенного кабельного подогрева под навесную (каркасную) систему финишного покрытия теплоизоляцию на стену крепят так же, как и для водяного оборудования, затем устанавливают каркас для крепления отделочных плит или панелей. После этого на стену при помощи пластикового крепежа монтируют кабельные маты, устанавливают автоматику для работы системы и закрывают каркас отделкой.

Следует упомянуть, что, кроме непосредственного применения системы «теплых стен», существует оборудование, водяное и кабельное, называемое «теплый плинтус». Работы по монтажу его аналогичны гидро- и электросистемам, самое главное – установить автоматику, управляющую работай теплых плинтусов, согласно инструкции. «Теплый плинтус» укрепляется внизу стены (высота его около 15 см), теплоноситель – горячая вода, циркулирующая по трубопроводу или электрокабель. Эффективность этого оборудования в том, что, установив его вдоль самых холодных стен, можно получить самое эффективное прогревание – нагретый воздух струится вертикально вдоль холодной стены, создавая в помещении оптимальную температуру, не вызывая конвекционных потоков, переносящих по комнате пыль.

Инфракрасные системы отопления стен

Системы, использующие инфракрасное излучение в качестве источника тепла в помещении, зарекомендовали себя самым положительным образом и являются наиболее прогрессивным методом обогрева. Монтаж стержневых и пленочных карбоновых матов отличается простотой, высокой скоростью и легкостью. Маты с укрепленными на них графитовыми стержнями можно укреплять на стену так же, как и предыдущие описанные настенные системы, под штукатурку или каркасную обшивку стен, то пленочные полотна крепятся гораздо проще – они наклеиваются при помощи специального клея на поверхность стены, покрытую теплоизоляцией. Следует только уточнить, что с пленочными системами категорически запрещено использовать тепло- или пароизоляцию с алюминиевым покрытием, а также нельзя на инфракрасные пленочные полотна наносить штукатурку или плиточный клей. Их можно использовать только с «сухим» методом настенных покрытий. В остальном инфракрасное оборудование на стены устанавливается и подключается, согласно инструкциям, нанесенным на комплект этого оборудования производителем.

Монтаж пленочных или стержневых матов предельно прост:

Подготовка стены.
Укладка теплоотражателя (для пленочного нагревателя – без алюминия).
Установка обрешетки из брусков для размещения и крепления гипсокартона, ЦСП или других плит общивки стены.
Размещение и крепление строительным степлером или дюбелями с пластиковой защитой к поверхности стены.
Изолирование специальной изоляционной лентой по линиям отрезов.
Установка терморегулятора и термодатчика.
Проверка работы системы.

Советы и уточнения.

При установке на стены любой из систем «теплых стен», а особенно инфракрасного обогрева, чрезвычайно эффективно использование новой технологии оклейки теплые обои для стен – вспененная полиэтиленовая подложка под любой вид обоев. Такой материал позволяет еще более эффективно использовать настенное нагревательное оборудование.
Используя настенную отопительную систему, можно при помощи одной петли обогрева, вмонтированной в перегородку между двумя комнатами, отапливать сразу оба помещения.

Источник: http://www.prouteplenie.ru/teplye-steny-rassmotrim-vodyanye-ehlektricheskie-i-infrakrasnye-sistemy/

На предыдущей странице прописаны аргументы в пользу электрического отопления в принципе.

Вот вы сказали себе: «Да, электроотопление - это сейчас лучшее, что может быть». Очень хорошо.

Но, к сожалению, выбор на этом не заканчивается.

Электрические конвекторы, теплый пол, калориферы, отопительная плёнка, масляные обогреватели, инфракрасное отопление разных видов и т.п. - чем же они отличаются и на чём остановиться?

Мы сделали свой выбор и считаем его на 100% правильным. Почему? Читайте дальше.

Как работают традиционные системы отопления

Начнём с азов, поскольку эту страничку будут читать и те, для кого тема отопления не совсем знакома. Для специалистов же, как говорится, повторение - мать учения.

Любая отопительная система необходима не просто для того, чтобы согреть помещение, в котором находится человек, ее задача-создать для людей комфортные условия. Как это происходит?

Например, в жидкостной системе источник тепла, преобразуясь в тепловую энергию, нагревает воду, вода течет по трубам, нагревая батареи, те отдают свое тепло воздуху, а воздух уже греет человека. Эта стандартная цепочка характерна для конвекционной системы обогрева (отопительной системы, обеспечивающей обогрев помещения и человека за счет движения нагретого воздуха). В этом случае между источником тепла и человеком существует либо два посредника - вода и воздух, либо один - воздух, если речь идет о системах отопления с использованием электрического или газового конвекторов. Да, потери тепла при этом колоссальные!

А что мы в итоге получаем? Среду проживания с тёплым воздухом. Конечно, это уже не плохо. Не замёрзнете, не умрёте, но насколько уютно вы будете себя чувствовать? Воздух тёплый, но стены, мебель, остальные предметы-холодные! Пройдёт несколько дней, прежде чем они прогреются, и только при условии, что помещение хорошо утеплено, в нём можно будет комфортно находиться.

Давно известно, что просто тёплый воздух - недостаточное условие для комфортной жизни человека. В первую очередь ему нужны нагретые предметы, отдающие мягкое тепло в виде излучения. По такому принципу мы получаем тепло от солнца, так обогревают дома русские печки, таков принцип работы турецкой бани, таким образом мы получаем тепло от расположенного рядом костра.

Все знают, что любые предметы, температура которых выше точки абсолютного нуля градусов (-273,15°), излучают тепло-инфракрасное тепло. Человек не исключение. В природе тепло передаётся в основном лучистым путём (т.е. с помощью обмена инфракрасной тепловой энергией).

Сравните даже обычные деревенские дома, отапливаемые русской печью, с нашими холодными панельными домами. В последних неуютно и зябко. Человек в них скорее исполняет роль «донора», отдающего свою тепловую энергию холодным стенам. При этом «в благодарность» получает лишь перегретый и пересушенный пыльный воздух.

Нам это не подходит, это не лучший выбор.

Особенности лучистого отопления

Лучистое тепло имеет совершенно другую природу. Если при конвекции молекула с более высокой температурой передает свою энергию молекуле с более низкой температурой, то в случае с лучистыми системами нет передачи тепла через воздух, воздух при инфракрасном отоплении не нагревается, идет излучение, волна. Эта волновая энергия преобразуется в тепловую непосредственно на поверхности предметов, на которые она попадает, или на теле человека, согревая его. То есть, как таковых посредников нет, а значит, и потери тепла минимальны. Потому лучистые системы и называют системами прямого нагрева, в отличие от жидкостных, так называемых систем косвенного нагрева.

Любые электрические отопительные системы с батареями и трубами, использующие для нагрева циркулирующей внутри жидкости ТЭНовые или электродные котлы, а также отопительные системы на основе конвекторов, - это системы конвекционные. Инфракрасные обогреватели (ИК) и наши панели - системы лучистого типа.

Конечно, любая лучистая система предполагает наличие конвекционного элемента, в любой конвекционной системе присутствует и лучистый компонент. Но основной способ теплопередачи (конвекционный или лучистый) играет важную роль в определении мощности отопительной системы.

Инфракрасное электрическое отопление - меньше мощность системы обогрева

Все, кто хоть мало-мальски знаком с отоплением, уверенно говорят, что на обогрев 10 кв. м помещения при его стандартной высоте 2,5 м нужен 1 кВт тепловой мощности. Мы утверждаем, что лучистые системы способны обогреть такое помещение в половину меньшей мощностью (от 0,5 кВт на 10 кв.м). И это истинная правда. При этом в СНиПах и ДБНах нет четкой цифры, потому что мощность отопительной системы конкретного помещения подбирается с учетом его теплопотерь и, соответственно, их восполнения.

Этот факт легко обосновать, многие учёные пишут об этом.

Своеобразный тепловой дебет и кредит любого помещения, то есть его тепловой баланс, выглядит приблизительно так. Помещение получает тепло от системы отопления, работающих электроприборов, от самого человека - каждое тело излучает приблизительно 100 Вт мощности, от приготовления пищи и от солнечной радиации.

Основная составляющая тепловых потерь - это тепло, уходящее в трубу в прямом и переносном смысле (около 45% всех теплопотерь). Это та часть нагретого воздуха, которая постоянно перемещается за счет воздухообмена и инфильтрации (теплопотерь сквозь щели, неплотные соединения между строительными панелями или блоками, стыки). Некоторая часть тепла уходит через пол, крышу и через ограждающие конструкции - стены, окна, двери.

Как правило, в отдельно стоящих зданиях, например в частных домах, потери тепла несколько выше, чем в квартирах-в многоквартирных домах все-таки есть соседи слева-справа, сверху-снизу, что зачастую делает уязвимой для холода только одну-две стены.

Так почему же на систему элетрического инфракрасного отопления закладывается 0,5 кВт электроэнергии на

10 кв.м, а не 1 кВт? Откуда эти волшебные данные?

Для этого есть целых три причины, хотя на самом деле все очень просто.

Первая причина кроется в так называемой лучистой добавке.

Человек теряет тепло несколькими способами - через выделения (моча, пот, кал), дыхание (воздух, конвекция) и теплоизлучение. За счет теплоизлучения теряется 70% собственного тепла. Потому логично предположить, что это тепло надо восполнять подобным же излучением. Мы уже писали выше, что если человека будут окружать холодные стены и предметы, он будет отдавать им свое тепло, а не наоборот.

Для иллюстрации этого явления приведем довольно интересные данные из экспериментов учёных:

- люди, находящиеся в помещении с температурой воздуха +50 o C, но специально охлажденными стенами - мерзли; зато при +10 o C и накаленных стенах начинали потеть;

- при температуре воздуха в помещении +27 o C, но на поверхности стен - 10 o C люди намного хуже себя чувствуют, чем при температуре воздуха и стен + 18 o C.

Вот и получается, что благодаря лучистой составляющей, то есть энергии, которую человек преобразует в тепловую, эффективная температура теплоощущения намного выше, чем та, которая есть на данный момент в помещении. То есть при отоплении инфракрасными обогревателями можно поддерживать в помещении несколько ниже температуру, чем та, которая была бы нам комфортной при конвекционной системе. А отсюда - и ощущение комфорта при более низкой температуре, и экономия электричества при обогреве помещения, и меньшая расчетная мощность отопления.

Вторая причина - коэффициент воздухообмена (показывающий, какой процент воздуха в час уходит на улицу и замещается свежим).

Этот коэффициент активно исследовался французскими и немецкими учеными, которые пришли к выводу, что при инфракрасной системе отопления, когда нет принудительного движения воздуха, он составляет 0,2-0,6. а при конвекционной - может быть вплоть до 4,6 (такой коэффициент возможен в помещениях, где слишком часто открывается дверь и наблюдается интенсивный воздухообмен, например, в небольшом магазинчике).

Почему? Все строительные материалы имеют поры и капилляры, которые могут быть заполнены влажным воздухом, водой или льдом. Что происходит в холодное время года? Влага заполняет объем в порах, вытесняет воздух, из-за чего теплопроводность сильно увеличивается (коэффициент теплопроводности воды 0,5 и он в 25 раз больше теплопроводности воздуха). При снижении температуры ниже нуля теплопроводность еще больше увеличивается (лёд имеет теплопроводность 2,0 - это в 4 раза больше, чем у воды). Инфракрасные системы отопления в первую очередь высушивают стены, влага вытесняется воздухом, теплоизоляция улучшается, коэффициент воздухообмена уменьшается.

А чем ниже коэффициент воздухообмена, тем меньше расходуется энергии на обогрев помещения.

Третья причина - это градиент температуры помещения по высоте, так называемый естественный перепад температур.

При лучистой системе отопления это 0,2. 0,3 градуса на метр, при конвекционной - от 0,7 до

1,5 o C /м. При высоте помещения 2,5 метра при лучистой системе отопления мы получим 18 o C на полу и 19 o C под потолком, тогда как при конвекционной системе эта разбежность будет более ощутима - +18 o C на полу и +22-23 o C под потолком.

Источник: http://www.uden-s.ua/ob_otoplenii/infrakrasnoe_otoplenie/

Теория лучистого (инфракрасного) отопления

Опубликовал 13.01.2010 | Автор admin

I. Введение

1.Теоретическая часть, где мы попытались коротко и внятно изложить основные моменты физики теплового обмена в природе. Это раздел позволит грамотно ответить на вопросы, которые задают покупатели.

2. Инфракрасное отопление дома на основе ПЛЭН. Проектирование, преимущества, применение, условия корректной работы системы отопления и т.д.

3. В разделе оценки теплопроводности зданий и сооружений компактно изложены основные нормативные документы (СНиП и СанПиН), которые затрагивают эту сферу деятельности. На основе этого Вы сможет с достаточной долей уверенности прийти к заключению будет ли экономически целесообразно разметить нашу систему в том или ином здании или сооружении.

4. Практическая часть. Порядок осуществления работ по монтажу инфракрасного топления: от проектирования до сдачи объекта.

5. Управление системой, плёночные инфракрасные нагреватели «плэн» и методики их применения в качестве основного отопления.

6. Популярные вопросы и ответы на них.

II. Немного теории.

2.1. Второй закон термодинамики и три способа перемещения тепла.

Второй закон термодинамики – это фундаментальный закон. Второй закон термодинамики нельзя доказать. Он гласит – тепло не может само по себе переходить от менее нагретых тел к более нагретым. Т.е. Перемещение теплоты всегда происходит от более теплой среды к более холодной. Это можно сравнить с течением воды – она всегда течет сверху вниз и никогда наоборот.

Перенос тепла представляет собой передвижение энергии из одного места в другое, происходящее за счет разности температур.

Три важнейших способа передачи тепла – это теплопроводность, конвекция и излучение.

2.3. Теплопроводность.

Контактный способ перемещения тепла называется теплопроводностью. Этот способ возможен не только в твердых телах, но и в жидкостях и в газах. При совмещении двух сред, тепло перемещается по телу и через него к другому телу без перемещения частей этого тела относительно друг друга, т.е. без перемещения вещества. Горячее тело из-за отдачи тепла – остывает, холодное, получая тепло, – нагревается. В чистом виде теплопроводность встречается только в твердых телах, т.к. в жидких и газообразных средах практически невозможно обеспечить неподвижность вещества. Тела могут быть нагреты не только в процессе теплообмена, но и в результате совершения над ними механической работы (трение, деформация). .

Атомная модель, вещества объясняет, почему некоторые вещества, такие как металлы, являются хорошими проводниками тепла, а другие, такие как большинство пластмасс, являются хорошими теплоизоляторами. Для осуществления теплопроводности должен существовать материальный контакт между областью с более высокой температурой и областью с более низкой температурой. Но при этом не происходит переноса самого вещества.

Недостатком такого способа теплопереноса для целей отопления является необходимость физического контакта двух тел. Применение в качестве самостоятельного способа обогрева крайне ограничено.

Однако именно теплопроводность обуславливает такое негативное явление, как тепловые потери зданий и сооружений.

Термическое сопротивление слоя – это сопротивление теплопроводности, равное разности температур на противоположных поверхностях слоя при прохождении через него теплового потока с поверхностной плотностью 1 Вт/м 2 .

Коэффициент теплопроводности л Вт/(м°С), является одной из основных тепловых характеристик материала. Коэффициент теплопроводности материала выражает меру проводимости теплоты (Ватт) сквозь один метр квадратным площади стены, при градиенте температуры, равном 1 °С/м.

Теплоизоляционными материалами принято считать материалы с коэффициентом теплопроводности менее 0,3 Вт/(м ,0 С).

Коэффициент теплопроводности абсолютно плотного вещества (без пор) в зависимости от природы имеет теплопроводность от 0,1 Вт/(м°С) (пластмасса) до 14 Вт/(м°С) (металлы), в то время как теплопроводность воздуха около 0,026 Вт/(м °С). Чем выше плотность материала (меньше пористость), тем больше значение коэффициента теплопроводности и наоборот. Т.о. легкие (пористые) теплоизоляционные материалы имеют небольшую плотность.

Вода обладает очень высокой теплопроводностью около 0,58 Вт/(м°С), следовательно, коэффициент теплопроводности материалов увеличивается с повышением влажности материала. Повышение коэффициента теплопроводности с увеличением влажности материала происходит из-за того, что вода, находящаяся в порах материала, имеет коэффициент теплопроводности в 22 раза больше, чем у воздуха, находящегося в порах. Большая интенсивность возрастания коэффициента теплопроводности при малой влажности вызвана тем, что при увлажнении материала сначала заполняются водой мелкие поры и капилляры, влияние которых на теплопроводность материала больше, чем влияние крупных пор. Еще более резко возрастает коэффициент теплопроводности, если влажный материал промерзает, т.к. лед имеет коэффициент теплопроводности 2,3 Вт/(м*°С), что в 80 раз больше, чем у воздуха.

Точка росы – это температура при определенном давлении, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.

Т.о. в любой стене (особенно это видно в зимнее время) есть точка росы. Теплопроводность стены до нее имеет наименьшее значение. Далее в порах стены уже не пар, а вода, что влечет возрастание теплопроводности, и наконец температура внутри стены падает ниже нуля и вода превращается в лед, теплопроводность увеличивается в десятки раз.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций (влажностный режим помещения): СНиП 23-02-2003.

Теплотехнические характеристики легких утеплителей наиболее полно даны в СП 23-101-2004, кирпичной кладки на различных растворах и кладки из полистиролбетона, ячеистых бетонов.

выводы из сказанного:

Чем дальше от внутренней поверхности стены будет удалена точка росы, чем меньше стена будет терять тепла.
Утеплять стену изнутри неправильно, т.к. таким образом, мы перемещаем точку росы ближе к внутренней поверхности стены, тем самым, увеличивая её теплопроводность.
Стены промороженного задания имеют большую теплопроводность и частично состоят изо льда.
Для того чтобы задание вышло на тепловой режим необходимо отапливать его какое-то время, для того чтобы прогреть, высушить стены и выгнать точку росы наружу.

2.4. Конвекция.

Способ переноса тепла посредством перемещения теплых и холодных потоков вещества называется конвекцией. Тепло перемещается вместе с веществом. Это приводит к циркуляции (круговращению) масс воды или воздуха (газов и жидкостей), при конвекции вещество, например вода или воздух, нагревается в области с высокой температурой, а затем физически перемещается в область с низкой температурой, где выделяет тепло за счет избытка своей внутренней энергии.

Явление конвекции можно объяснить законом Архимеда и явлением теплового расширения газов. Конвекция бывает естественной и принудительной. При естественной конвекции воздух, соприкасаясь с нагретыми поверхностями, получает от них энергию, расширяется, становится легче и поднимается вверх. Чем сильнее нагрета поверхность, тем больше нагревается воздух, тем интенсивнее конвекция. Наглядный пример естественной конвекции – дым из печных труб. Если создать поток воздуха при помощи вентилятора это принудительная конвекция. В большинстве домашних отопительных систем для переноса тепла от топки к помещениям используется конвекция. В частности, на процессе конвекции основана система обогрева помещений с помощью радиаторов. Именно конвекция является источником возникновения ветров на планете. Являясь самым распространенным способом обогрева, тем не менее, имеет ряд крупных недостатков. Воздух легко переносит пыль, имеет неравномерный прогрев слоев от пола до потолка, повышая температуру в верхней части помещения. Воздух крайне неэффективный теплоноситель.

Конвекция имеет место на наружной и внутренней поверхностях ограждений здания. В теплообмене внутренних поверхностей помещения конвекция играет существенную роль. При различных значениях температуры поверхности и прилегающего к ней воздуха происходит переход теплоты в сторону меньшей температуры. Тепловой поток, передаваемый конвекцией, зависит от режима движения жидкости или газа, омывающих поверхность, температуры, плотности и вязкости движущейся среды; шероховатости поверхности; разности между температурами поверхности и омывающей ее среды.

2.5. Лучистый теплообмен.

Лучистый теплообмен осуществляется в результате процессов превращения внутренней энергии вещества в энергию излучения переноса энергии излучения и ее поглощения веществом. Протекание процессов лучистого теплообмена определяется взаимным расположением в пространстве тел, обменивающихся теплом, свойствами среды, разделяющей эти тела. Существенное его отличие от других видов теплообмена (теплопроводности, конвективного теплообмена) заключается в том, что он может протекать и при отсутствии материальной среды, разделяющей поверхности теплообмена, так как осуществляется в результате распространения электромагнитного излучения.

Лучистый теплообмен происходит между поверхностями, обращенными в помещение, наружными поверхностями различных зданий, поверхностями земли и неба. Важен лучистый теплообмен между внутренними поверхностями ограждений помещения и поверхностями отопительного прибора. Во всех этих случаях лучепрозрачной средой, пропускающей тепловые волны, является воздух. Если на поверхность падает лучистая энергия, то часть ее поглощается телом, при этом повышается температура его поверхности. Именно на этом и основана робота ПЛЭН. Тепловая энергия излучается поверхностью во всех направлениях.

При лучистом теплообмене двух поверхностей каждая излучает собственную энергию в соответствии со своей температурой. Лучистым потоком принято считать разность этих излучений в направлении от поверхности с большей температурой к поверхности с меньшей.

Процесс передачи теплоты от теплой среды к холодной через разделяющее их ограждение происходит всеми видами теплообмена: на поверхностях имеют место конвективный и лучистый теплообмен, а в материальных слоях – теплопроводность.

Любое тело, температура которого отлична от абсолютного нуля, испускает энергию, обусловленную нагревом тела. Это излучение называемся собственным излучением тела и характеризуется потоком собственного излучения.

Собственное излучение, отнесенное к единице поверхности тела, называется плотностью потока собственного излучения, или лучеиспускательной способностью тела.

Плотность потока собственного излучения согласно закону Стефана Больцмана для абсолютно черного тела пропорциональна температуре тела в четвёртой степени.

Абсолютно черное тело – вся полученная им лучистая энергия поглощается. Абсолютно белое тело – вся энергия им отражается.

В природе абсолютно белого и абсолютно черного тела не существует.

Коэффициент черноты дуба 0,9 (у черного тела 1,0), следовательно, дубовый пол будет очень хорошо поглощать тепловое излучение, и согласно закону Кирхгоффа будет хорошо вторично излучать тепло внутрь помещения.

Закон излучения Кирхгофа – тело, которое сильнее поглощает тепло, должно интенсивнее излучать.

Тепловое излучение поглощается предметами, отражается, и проникает через окна внутрь и наружу помещений. Каждое нагретое тело излучает энергию. Различные тела при одной той же температуре излучают по-разному. Интенсивность излучения падает пропорционально квадрату расстояния от источника до плоской поверхности. Данное утверждение корректно для точечных источников излучения (когда размеры источника несоизмеримо малы по сравнению с расстояниями от источника до поверхности). Первые в мире электронные часы-калькулятор Pulsar Calculator Watch.

Инфракрасное излучение

Длина волны (несущей максимум энергии) излучаемая телом любым, что кирпичом, что бриллиантом зависит только от температуры.

ИК-излучение, инфракрасные лучи, электромагнитное излучение, занимает спектральную область между границей красного видимого света (с длиной волны 0,74 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (1-2 мм). Инфракрасную область спектра обычно условно разделяют на коротковолновую (от 0,74 до 2,5 мкм), средневолновую (2,5-50 мкм) и длинноволновую (50-2000 мкм).

ИК-излучение было открыто в 1800г английским учёным В. Гершелем, который обнаружил, что в полученном с помощью призмы спектре Солнца за границей красного света (т.е. в невидимой части спектра) температура термометра повышается.

Коротковолновая часть спектра примыкает к видимому свету, а длинноволновая сливается с областью ультракоротких радиоволн, поэтому инфракрасное излучение обладает как свойствами видимого света – распространяется прямолинейно, отражается, преломляется как и видимый свет, так и свойствами радиоволн – оно может проходить сквозь некоторые материалы, непрозрачные для видимого излучения.

Любое тело, с температурой выше – 273 градусов Цельсия (абсолютного нуля) излучает тепловую энергию в инфракрасном диапазоне спектра электромагнитных волн и может передавать эту энергию посредством лучистого теплообмена другим телам. Передача энергии происходит от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, при этом, разные тела имеют различную излучающую и поглощающую способность, которая зависит от природы двух тел, от состояния их поверхности, формы, температуры.

Самым известным источником инфракрасного излучения является Солнце, излучаемая энергия от которого на 50% состоит из инфракрасного излучения. Поверхность Солнца имеет температуру около 6000 градусов и с расстояния в 150 млн.км светит ярко-жёлтым светом. На поверхности Земли плотность потока энергии солнечного излучения для высот до 15 км включительно достигает 1125 Вт/м 2 [0,027 кал/(см 2 *с)], в том числе плотность потока ультрафиолетовой части спектра (длина волн 280- 400 нм) – 68 Вт/м 2 (ГОСТ 15150-69).

Ввиду того, что мы родились в соседстве с такой звездой, этот участок спектра электромагнитного излучения принимается нашим организмом, как само собой разумеющееся. Невидимое человеческому глазу, оно обладает очень сильной тепловой энергией. Кроме солнца все тела с температурой выше -273 градуса Цельсия в твердом и жидком состоянии излучают непрерывный инфракрасный спектр. Инфракрасное излучение является постоянно действующим на организм человека фактором окружающей среды. Тело человека постоянно как поглощает, так и излучает инфракрасные лучи. Значительная доля (от 70 до 80%) энергии излучения ламп накаливания с вольфрамовой нитью приходится на инфракрасное излучение.

Диапазоны электромагнитного излучения

Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам (см. таблицу). Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны. Поскольку скорость распространения излучения постоянна, то частота его колебаний жёстко связана с длиной волны в вакууме.

Наименование диапазона

Источник: http://teplomodern.ru/2010/01/13/teoriya-i-otopleniya/

Смотрите также:

27 декабря 2023 года