Необходимость обогрева помещений является следствием климатических условий. Обязательство использовать отопительные установки или нагревательные приборы вытекает непосредственно из польского строительного законодательства. В Регламенте [1], § 132. 1. говорится: «Здание, которое в силу своей цели требует отопления, должно быть оборудовано системой отопления или другими отопительными приборами, кроме печей, кухонных плит или каминов». Регламент предусматривает два типа отопительных установок. Первым из них может быть система водяного отопления, согласно § 133. 1. «Система водяного отопления - это система соединенных труб вместе с фитингами, циркуляционными насосами, радиаторами и другими устройствами, расположенными за разделительными клапанами от источника тепла, такого как котельная, узел индивидуальное или групповое распределение тепла, солнечные коллекторы или тепловые насосы ". Вторым может быть система воздушного отопления в соответствии с п. 133. 2. «Система воздушного отопления - это система соединенных воздуховодов и каналов вместе с диффузорами и диффузорами и элементами управления воздушным потоком, расположенными между источником тепла, нагревающим воздух, и отапливаемыми помещениями. Функция нагрева воздуха также может выполняться посредством искусственной вентиляции легких ».

Полы, стены, потолки ...

Есть много способов обогрева помещений, и есть много способов принести тепло. Одним из методов обогрева помещений является использование поверхностного обогрева. При поверхностном обогреве тепло отапливается в отапливаемые помещения теплой поверхностью перегородок в виде полов, стен или потолков. Благодаря использованию строительных перегородок, поверхностный нагрев характеризуется относительно большой поверхностью теплообмена по сравнению с традиционными системами отопления. Большая поверхность теплопередачи означает возможность большей доли излучения в теплопередаче по сравнению с конвекцией в традиционном радиаторном отоплении. При нагреве поверхности вся поверхность перегородки участвует в тепловыделении, что приводит к равномерному распределению тепла и уменьшению температурного расслоения. В случае теплого пола минимальная естественная конвекция и отсутствие сквозняков. Получаем температурный профиль, аналогичный теоретическому идеальному профилю.

Температура окружающих перегородок и температура воздуха в отапливаемом помещении влияют на состояние теплового комфорта человека. Согласно диаграмме Кенига, область температуры воздуха и окружающих перегородок, где мы можем говорить о комфорте, относительно мала. Его можно увеличить, если использовать поверхностный нагрев.

Вода или электричество

В настоящее время обычно проводится водяной или электрический нагрев поверхности. В древней Греции, примерно с 4-го века до нашей эры, и в древнем Риме, примерно с первого века до нашей эры, так называемые Гипокауст [3] для отопления помещений. Это была система, которую мы теперь классифицировали бы как систему подогрева пола или системы подогрева пола и пола, где теплый воздух нагревался печью в нижней части здания, проходя через каналы в полу или стенах, нагревая комнаты. Подобную воздушную систему, ближе к нашим временам, можно наблюдать в замке тевтонских рыцарей в Мальборке, где теплый воздух стекает в канализацию под полом.

Системы поверхностного отопления, такие как пол с подогревом, настенный или потолочный обогрев, уже становятся обычным явлением благодаря удобству использования и высокой энергоэффективности. Удобство использования связано с отсутствием радиаторов, а поверхностями обогрева являются существующие полы, стены или потолок. Текущие работы по техническому обслуживанию, по соображениям удобства, перегородки здания, вполне достаточны для обеспечения высокой энергоэффективности радиатора большой площади.

Большая поверхность нагрева

Не без значимости является тот факт, что вместе с большой площадью поверхности нагрева ее температура и, следовательно, температура нагревающей среды могут быть естественным образом снижены. Более низкая температура теплоносителя позволяет использовать альтернативные источники тепла, такие как солнечные коллекторы в переходный период, или повысить энергоэффективность тепловых насосов и конденсационных котлов. Поверхностная система отопления может взаимодействовать в системах с источниками тепла, работающими в двухвалентной системе, например, с тепловым насосом воздух-вода и камином с водяной рубашкой.

Большая поверхность нагрева с постоянной температурой вызывает однородное и интенсивное поле теплового излучения, и, следовательно, для обеспечения теплового комфорта средняя температура воздуха в помещении может быть снижена. Каждое снижение температуры воздуха на 1 ° С экономит до 5% на потреблении тепловой энергии.

преимущества

Преимущества поверхностного нагрева:

• комфорт и удобство использования,
• большая доля тепла, передаваемого излучением,
• вертикальный температурный профиль, близкий к идеальному,
• небольшая циркуляция воздуха,
• нет распространения пыли и клещей,
• нет грязи на стенах,
• поверхности нагрева не требуют специального ухода,
• меньшие потери тепла в высоких помещениях,
• хорошая звукоизоляция помещений,
• широкий спектр источников тепла.

Недостатки и ограничения нагрева поверхности:

• опасность разрушения при строительных работах,
• необходимость нарушения перегородок на существующих объектах,
• ограничения в покрытии поверхности нагрева (дополнительная изоляция),
• ограниченная тепловая мощность (Вт / м2),
• высокая инерция действия,
• Расширение невозможно без строительных работ.

Тепловая эффективность поверхностного нагревателя

Тепловая эффективность поверхностного нагревателя зависит от многих факторов, таких как температура в отапливаемом помещении, поверхность теплообмена, тип отделки, конструкция радиатора, диаметр, тип и расстояние между трубами в радиаторе, температура и расход теплоносителя. Изменяя вместе или по отдельности каждый из этих факторов, мы влияем на производительность нагревателя поверхности. На практике некоторые из этих параметров очень ограничены, а иногда даже накладываются. Температура в отапливаемом помещении зависит от его предполагаемого использования. Технические условия [1] строго определяют его значение в соответствии с § 134.2. Конечно, по просьбе инвестора вышеуказанные температуры могут быть немного завышены. Поверхность теплообмена в случае поверхностных радиаторов ограничена поверхностью перегородок в комнате, которую мы хотим или можем использовать для отопления. В случае подогрева пола это та площадь пола, которая не покрыта мебелью или оборудованием. Тип отделки зависит от функции помещения и определяется архитектором или инвестором. Тип и диаметр труб, используемых при поверхностном нагреве, не оказывает существенного влияния на тепловую эффективность радиатора. Диаметр важен для гидравлического сопротивления, связанного с потоком теплоносителя. Если, с другой стороны, данный поток достигается, диаметр труб при поверхностном нагреве имеет второстепенное значение. Это связано с тем, что фундаментальное тепловое сопротивление, связанное с теплопередачей, возникает между воздухом в отапливаемом помещении и поверхностью нагрева радиатора. Тип отделки, расстояние между трубами, а также температура и расход теплоносителя оказывают существенное влияние на производительность нагревателя поверхности. В практике установки накладывается тип отделки, и поток хладагента выбирается так, чтобы охлаждение теплоносителя находилось в пределах 8-12 ° C. Следовательно, эффективность поверхностного нагревателя определяет расстояние между трубами и температуру теплоносителя. На практике теплоноситель при одной и той же температуре подает несколько нагревателей, и их производительность определяется путем изменения расстояния между трубами. В литературе можно найти различные методики расчета параметров нагрева поверхности. Наиболее известными являются трапециевидные методы, разработанные проф. Василевский [4] и методология, предложенная польским стандартом [6]. Получение правильной эффективности системы подогрева пола в значительной степени зависит от выполнения ряда основных критериев, содержащихся в этом стандарте. Он включает, помимо прочего, классификацию систем теплых полов и информацию об общих требованиях. Этот стандарт разделен на 5 частей [5-9].

Темой следующей статьи станет комфорт теплого пола.

Гжегож Ойчик

Литература:

[1] Постановление министра инфраструктуры от 12 апреля 2002 года о технических условиях, которые должны соблюдаться зданиями, и их местонахождение (Законодательный вестник № 75, пункт 690, включая поправки).

[2] Материалы компании Vertis Construction (http://www.vertis-construction.pl)

http://www.info-ogrzewanie.pl/artykul,id_m-100110,t-ogrzewanie_scienne.html

[3] С. Парницки-Пуделко, "Строительство древней Греции в периоды от архаики до римлян", Национальный институт. Ossolińskich, Вроцлав, 1962.

[4] В. Василевский, "Вычислительная модель и методика определения тепловой мощности поверхностных нагревателей", Insttut Ogrzewnictwa i Wentylacji PW, Warszawa 1974.

[5] PN-EN 1264-1: 2011E - Системы поверхностного нагрева и охлаждения воды. Часть 1. Определения и символы.

[6] PN-EN 1264-2 + A1: 2013-05E - Встроенные поверхностные системы нагрева и охлаждения воды. Часть 2. Теплый пол: расчетный и исследовательский метод определения тепловой мощности.

[7] PN-EN 1264-3: 2009E - Системы поверхностного нагрева и охлаждения воды. Часть 3. Определение размеров.

[8] PN-EN 1264-4: 2009E - Системы поверхностного нагрева и охлаждения воды. Часть 4. Установка.

[9] PN-EN 1264-5: 2008E - Системы поверхностного нагрева и охлаждения воды. Часть 5. Системы отопления и охлаждения, встроенные в полы, потолки или стены. Определение тепловой мощности.

[10] PN-B-02403: 1982P - Обогрев. Внешние расчетные температуры.

[11] PN-B-03421: 1978 - Вентиляция и кондиционирование воздуха. Параметры для расчета воздуха в помещениях, предназначенных для постоянного проживания людей.

[12] Материалы компании HERZ Armatura i Systemy Grzewcze Spółka z oo (www.herz.com.pl).