Теплые полы принцип: Принцип работы и схема работы теплого водяного пола

Содержание

Водяное напольное отопление устройство, принцип работы.

Главная › Водяное напольное отопление (теплый пол)

На главные вопросы о устройстве и работе водяного напольного отопления (так называемые «теплые полы»): что такое напольное отопление, каковы его преимущества, из чего состоит система и какова приблизительная стоимость насосного оборудования, трубопровода, запорно-регулирующей арматуры и монтажа – отвечает директор компании «ТермоМакс» (г. Екатеринбург), Максим Владимирович Краковский.

НУЖЕН БЫСТРЫЙ РАСЧЁТ ТЁПЛОГО ПОЛА? ЖМИ СЮДА!

Что такое напольное отопление?

Напольное отоплениетеплый пол») – это набор узлов, механизмов и трубопроводов, собранных в единую систему, позволяющую создать комфортные условия пребывания в помещении. Также есть системы напольного отопления, позволяющие достичь таких целей, как снеготаяние, антиобледенение тротуаров и пантусов.

Каковы преимущества «теплого пола»?

Самое главные плюсы водяного напольного отопления  – это надёжность и долговечность.

По моему мнению (а я занимаюсь «отоплением» с 2000 года) система «теплых полов» является самой оптимальной на сегодняшний день в таких аспектах как экономичность, гигиеничность.

Например, по сравнению с традиционным отоплением, не сжигается кислород: вся площадь пола является отопительным прибором, нагревать его до высоких температур не надо, за счет чего и достигается экономия.

Напольное отопление даёт архитекторам высокую степень свободы. Оно подходит практически для всех типов полов.

Преимущество по сравнению с воздушным отоплением (которое сегодня становится все более популярно) – в меньшем диаметре трубопроводов, транспортирующих теплоноситель к потребителю, поскольку тепловые потоки воздуха в помещении минимальные, и пыль в помещении не циркулирует.

Но есть и некоторые ограничения, а именно: мебель должна устанавливаться на ножки не менее 10 см в высоту, особенно это касается кроватей и платяных шкафов. Хотя и этот вопрос решается – надо просто установить в конструкцию «теплого пола» высокотемпературные приборы, например конвекторы.

Как устроена система водяного напольного отопления?

В общих словах, система напольного отопления состоит из следующих основных узлов:

1. Смесительный узел поддерживает температуру подачи в контурах тёплых полов постоянно, путем добавлением теплоносителя из обратного трубопровода с помощью клапана или трехходового вентиля управляемого жидкостным термостатом с выносным датчиком или электромеханическим сервоприводом работающим по сигналу датчика NTC. На сегодняшний день популярны как смесительные узлы с термостатом так и с сервоприводом. Вот только есть некоторые ограничения, а именно: чаще всего смесительные узлы работающие от термостатов имеют ограничения по мощности тёлых полов в сравнении с смесительными узлами работающими от сервопривода. так как условный проход клапанов с термостатами ограничен по сравнению с проходам трёхходовых поворотных вентилей. На фото ниже представлены в качестве примера тот и другой смесительный узел. Некоторые производители для защиты теплого пола от превышения температуры, насосно-смесительный блок оснащают электрическим реле с накладным датчиком для отключения насоса при достижении температуры теплоносителя 60С.

2. Циркуляционный насос предназначен для обеспечения циркуляции теплоносителя в контурах напольного отопления. Правильно подобранный циркуляционный насос это как комфорт при эксплуатации системы водяных тёплых полов , так и долговечность работы самого насоса. Сегодня большинство производителей предлагают для решения вопроса циркуляции теплоносителя насосы с частотным регулированием мощности. В зависимости от требований системы насос сам находит оптимальный режим работы, при этом экономя эксплуатационные расходы на электроэнергию.

3. Распределительный Коллектор предназначен для распределения теплоносителя в контурах тёплых полов, балансировки контуров между собой в зависимости от длины контура. Конечно выполнять монтаж системы отопления, и напольного отопления в частности надо вести только при наличии проекта в котором учтены все особенности объекта в котором выполняется данный вид работ , проекта в котором произведён гидравлический расчёт системы отопления, в котором указана настройка клапанов коллектора. Но до сих пор бывает и так , что “все расчёты у монтажника в голове”, и для решения гидравлической увязки (выравнивания)контуров напольного отопления в коллекторе предусмотрены расходомеры или ротаметры. В качестве дополнительной опции возможна установка термоэлектрических приводов для управления микроклиматом в каждом помещении.

4. Трубопроводы. На сегодняшний день существует огромный выбор труб для систем напольного отопления. Я рекомендую использовать трубы на основе сшитого полиэтилена PEX-А или PERT.

Есть несколько моментов которые важно учесть ещё на стадии проектирования.

Во первых это диаметр трубопровода, надо отметить , что теплоотдача у трубопроводов 16, 17,20 диаметра примерна одинаковая(разница между 16 и 20 диаметром примерно в 20%).

Наша компания предлагает напольное отопление на основе комплектующих от ведущих производителей:

  • трубопроводы Rehau (Германия), NANOPLAST (Россия)
  • коллектора, смесительные узлы Oventrop (Германия)
  • фитинги Rehau (Германия)

Как производится расчет стоимости «теплого пола»?

Специалистами компании «ТермоМакс» накоплен большой опыт в проектировании и монтаже систем напольного отопления (монтаж «теплого пола»). Для расчетов используется современное программное обеспечение, позволяющее точно рассчитать систему, выдать список необходимого оборудования и его стоимость. Такие системы быстро и легко монтируются.

принципы, температура, плюсы и минусы

Теплый пол обычно нахваливают так, что многие забывают о двух сторонах одной медали. У нагреваемого пола есть минусы, которые могут устраивать не всех. Или отдельные принципы работы этой системы обогрева вызывают опасения у медицинских специалистов.

Далее подробней об общих принципах отопления дома с помощью внутрипольного нагрева, о приемлемой температуре для обеспечения комфорта, достоинствах и недостатках, которые могут повлиять на выбор.

Как работает теплый пол, основные принципы

Напольное покрытие может разогреваться или горячим трубопроводом, или нагретым электрокабелем, или инфракрасным электромагнитным излучением.

  • Водяные полы образуют тяжелая стяжка и заделанный в ней трубопровод. По трубе движется теплоноситель, а стяжка рассеивает, распределяет тепло по поверхности покрытия.
  • Электрический теплый пол нагревается кабелем, который заделывается в нетолстую стяжку, или в клеевой состав под керамическую плитку.
  • Инфракрасный нагрев создается с помощью пленочного электрического инфракрасного излучателя, уложенного под плотное напольное покрытие. Принцип такой: инфракрасное излучение нагревает твердое напольное покрытие и предметы в комнате, от которых нагревается и воздух.

Экологичность, безопасность — важно

Напольное покрытие, должно не разрушаться, не усыхать и не выделять вредных веществ при нагреве.

Рекомендуется уделить внимание выбору напольного покрытия для теплых полов, применять по возможности только натуральные не синтетические материалы.

Особенность присущая электрическим нагревателям в полу — создаваемое электромагнитное поле. Специалисты предостерегают от его вредного воздействия, особенно на детей.

Рекомендуется применять только водяной систему разогрева. Кроме того, обогрев электричеством, — дорого.

Как распределяется температура

Разогретое до небольшой температуры напольное покрытие нагревает воздух обычно без возникновения циркуляционных потоков. При этом температура воздуха внизу наибольшая, а под потолком наименьшая.

Например, может быть такое — у пола 24 град, на уровне головы — 20 град, под потолком — 18 град. Но распределение будет сильно зависеть от вентиляции, перемещений воздуха, которые создаются в комнате.

При нагреве радиаторами, которые всегда горячие, возникает конвекционное движение воздуха. При этом у радиаторов температура воздуха наибольшая, например 40 град, под потолком над радиатором также весьма горячо — 30 град, а в остальной части помещения прохладнее, особенно у пола, 15 — 17 град, где может ощущаться холодный пол.

Температура поверхности пола

Температура отапливаемого пола должна быть комфортной для человека.

28 град С — наибольшее приемлемое значение для напольного покрытия при длительном нахождении людей. В помещениях где люди находятся изредка (прихожая и санузел) пол можно (и комфортно) разогреть до 30 — 32 градусов.

Но долговременную комфортную температуру теплых полов большинство выбирают гораздо ниже — 18 — 25 градусов, чтобы теплый пол не отвлекал, не выделялся, не причинял вред здоровью.

Без батарей

Могут ли теплые полы быть единственной системой отопления, без радиаторов?
Ответ известен, — в нашем климате таким способом нельзя отопить даже хорошо утепленный дом.

Исключение разве что самые теплые субтропические регионы. Основная причина — необходимость устанавливать долговременную комфортную низкую температуру на напольном покрытии.
Как регулируется температура в системе обогрева полов

Достоинства

Плюсы (достоинства) у системы обогрева напольным покрытием.

  • Высокая комфортность в помещении, «ноги не мерзнут», на полу можно лежать, сидеть, играть с детьми… При этом распределение температур по комнате не ощущается дискомфортным, нет холодных зон по углам, у окна……
  • Намного меньше взвешенной пыли в воздухе, нет конвекционных потоков воздуха поднимающих пыль.
  • Общая экономия энергии обычно составляет 5 — 15%. Она возникает в первую очередь из-за отсутствия горячей зоны под потолком, и как следствие больших теплопотерь через перекрытие из-за значительной разницы температур.

Минусы

Недостатки самого теплого пола и его создания.

  • Постоянное нахождение в помещении, где пол ощущается теплым некоторыми медицинскими специалистами не приветствуется. Причина в том, что возможно развитие заболеваний сосудистой системы, так как кровь приливает к нагретым участкам тела (ногам). Есть рекомендации уменьшать температуру теплых полов, приводить их к состоянию «природной естественности» и не находится в комнатах долго, в которых полы ощущаются как «теплые».
  • Отсутствие конвекционных потоков воздуха, уменьшает или сводит на нет воздухообмен между комнатами. Если притока воздуха через щели в рамах нет, то в комнате с теплыми полами воздух может вообще застаиваться, с накоплением вредных газов.

Возрастает роль вентиляции

При создании теплых полов в комнате с герметичными окнами необходимо обустроить вентиляцию, как минимум сделать приточные клапаны с последующим движением воздуха к отверстиям вытяжной вентиляции, которой ранее оборудовались все помещения.

Как вентиляция влияет на теплосбережение

Вопрос с бетонной стяжкой

Бетонная стяжка весит много — больше 2 т на 10 м кв., создает нагрузку на перекрытия. Не везде можно создавать такую конструкцию по условиям нагрузки. Также стяжка уменьшает высоту помещения.

В действующих помещениях создание такой стяжки не всегда приемлемо по высоте дверных проемов, расстояний до подоконника и высоте потолков. Создание тяжелой стяжки может повлечь капитальный ремонт и переделку всего здания.

Уменьшить толщину стяжки можно применив металлические рассеиватели тепла, — как сделать обогрев с сухой сборной стяжкой

Водяной теплый пол: технология и принцип работы

Существуют разные мифы про теплые полы из Интернета, с которыми сталкиваются заказчики:

Теплый пол не справится с отоплением, все равно нужны радиаторы” или же “Теплые полы нужны просто для комфорта, все равно нужны радиаторы”.  При современных технологиях строительства (хорошие утеплители, энергосберегающие окна, вентиляция) теплопотери дома обычно в среднем составляют до 40-50 Ватт\м2 отапливаемого метража при -22 градусах наружного воздуха. Теплые полы в большинстве случаев могут обеспечить до 70-80 Ватт теплосъема с метра квадратного. То есть обеспечить с запасом покрытие теплом даже при -22 на улице. Да, бывают помещения, в которых теплых полов не хватает. Но это скорее исключение, чем правило. И правильное проектирования решает эту задачу.

“Теплые полы нельзя в делать в спальне”. Якобы происходит какой-то “перегрев головы”. Максимальная температура поверхности водяного теплого пола для жилых помещений составляет 26 градусов согласно нормативу. Для нежилых помещений с временным пребыванием (санузлы, бассейны с плиткой) допускается до 29 градусов. Даже при большом желании невозможно “перегреть” воздух или мебель в помещении. Второй аргумент – комнатные термостаты, которые регулируют температуру помещений. Просто установите в спальне комфортную температуру для сна 18-20 градусов. А в других помещениях нужные Вам температурные режимы.

Нельзя размещать под мебелью, она испортится.

Этот миф еще гуляет со времен когда на рынке был только электрический теплый пол, который сильно разогревался и применялся только под плитку. Возвращаясь к аргументу температуры поверхности водяного теплого пола: она составляет 26-27 градусов максимум в самый холодный день зимы. Может ли испортится мебель от 27 градусов? Ответ очевиден. Да, удельная теплоотдача с метра квадратного под мебелью будет меньше. Но это просто учитывается при проектировании!

“Теплые полы поднимают пыль еще хуже чем радиаторы”. Для того чтобы ответить на это, просто нужно понять как идет циркуляция горячего воздуха (30-40 градусов) от радиатора вверх, и потом остывая охлажденный воздух “подтягивается под радиатор”. А теперь представьте равномерную низкотемпературную конвекцию тепла от теплых полов. И Вам сразу станет понятно, – от чего циркуляция пыли больше: от радиатора или теплого пола.

Теплые полы: разновидности и правила монтажа

Говоря о теплых полах, подразумевают определенные конструкции, которые способны нагреть напольную поверхность до необходимой температуры. Данный способ обогрева жилища широко применяется как в загородных домах, так и в квартирах. Обычный человек, решивший впервые провести самостоятельно укладку теплых полов, сталкивается с рядом проблем. И одна из них – широкий ассортимент обогревательных конструкций, представленных в современных строительных магазинах. 

Перед покупкой теплых полов желательно получить элементарные знания по этому вопросу. Данная статья познакомит вас с видами теплых полов, а также расскажет о том, как правильно их уложить. 

Принцип работы теплых полов 

Действие напольных обогревательных конструкций основывается на принципе конвенции. Теплые массы воздуха, нагреваемые полом, поднимаются вверх к потолку. Там происходит их охлаждение. После этого воздух снова опускается к полу, освобождая место более теплым слоям. Такой круговорот происходит постоянно, пока теплый пол находится в режиме активной работы. При этом температура воздуха у пола всегда ниже, чем у потолка.

Такая схема обогрева создает ощущение повышенного комфорта у человека. Теплые полы намного эффективнее нагревают помещение, чем обычные радиаторы. 

Многие люди с одобрением относятся к использованию систем теплых полов в жилых помещениях. Но существует и противники их применения. К преимуществам данного вида отопления можно отнести следующее: 

  • помещение освобождается от радиаторов и других обогревательных элементов; 
  • можно сэкономить на электроэнергии, самостоятельно регулируя уровень температуры; 

Некоторые люди с опаской говорят о вредном влиянии магнитного поля, возникающего при работе теплых полов. Также упоминается и об опасном излучении, которое выделяют инфракрасные обогревательные напольные конструкции. 

Электрические полы действительно создают определенное магнитное поле. Но его напряжение настолько мало, что не способно оказывать какое-либо влияние на человеческий организм. Похожая ситуация складывается и с полами на основе инфракрасных схем. Излучение такого напольного покрытия в несколько раз ниже, чем излучение человеческого тела.  

Также много споров вызывает пыль, которая неизбежно появляется в жилых комнатах. Она быстро скапливается на поверхности радиаторов. Теплые полы избавлены от подобной проблемы. Но есть люди, которые указывают на обратную сторону медали: при использовании напольных обогревательных конструкций вся пыль постоянно циркулирует в воздухе, неизбежно попадая в дыхательные пути человека. 

Кто бы что ни говорил, но у теплых полов есть одно неоспоримое преимущество. Установив в своем доме обогревательные напольные конструкции, вы с легкостью сможете регулировать внутренний температурный режим. Это обстоятельство позволяет экономить приличное количество электроэнергии на обогреве. К тому же вы можете в любой момент отключить теплые полы, например, при длительном отъезде. 

Отказ от водяных радиаторов невозможен в многоквартирных домах. Если отключить обогрев хотя бы в одной квартире, то нарушится общая система отопления. 

Виды теплых полов

Теплые полы делятся на три основные группы. Разница между ними заключается в том, какой вид нагревательного элемента используется в их конструкции. 

Теплые полы бывают: 

  • электрические; 
  • водяные; 
  • жидкостно-электрические; 

В основе электрических полов заложен принцип инфракрасного излучения. Такое напольное покрытие не вызывает аллергии. Нагревание воздуха от пола до потолка происходит равномерно, конвекционные потоки при этом не возникают. Такую обогревательную систему можно укрыть любым материалом, кроме пробкового покрытия и паркетной доски. Пробковый пол очень плохо пропускает тепло, а паркет может рассохнуться. 

Электрический пол, в свою очередь, может быть сделан в виде кабеля на катушке, матов или секций. Кабельная конструкция ничем не отличается от обычного электрического проводника. Но её главной задачей является полное преобразование электрической энергии в тепло. Изоляционные материалы таких кабелей способны выдерживать температуру до 70 °C. Наибольшую популярность на сегодняшний день имеют теплые полы Devi.

Кабельные полы подразделяются на резистивные и саморегулирующиеся. Резистивный пол имеет постоянную температуру нагревания независимо от окружающих условий. В саморегулирующихся конструкциях температура на разных участка пола отличается. Она зависит от окружающей температуры воздуха. На практике такой пол будет нагреваться сильнее у окон и дверей. 

Обогревательный кабель может быть как одножильным, так и двужильным. Первый вариант требует расположения в одном месте обоих концов кабеля. Двужильные проводники размещаются произвольно. Они состоят из двух независимых кабелей, проводящих электрический ток. Каждая жила хорошо заизолирована резиной, укреплена арматурой из стекловолокна и покрыта специальным алюминиевым экраном. 

Кабельная нагревательная конструкция обязательно должна укладываться в цементную стяжку. Нагревательные маты имеют более сложную конструкцию. Их можно укладывать сверху на стяжку. 

Жидкостно-электрические полы состоят из кабеля, уложенного в незамерзающую жидкость. Нагревательные элементы в таких конструкциях практически никогда не перегорают. Да и ремонтировать их несложно. Общая площадь пола поделена на отдельные секции, соединенные между собой специальными муфтами. Если одна из таких секций выйдет из строя, то её можно очень легко заменить. Такой пол укладывается сверху на стяжку и закрепляется на нем с помощью клея. 

Пленочные нагревательные конструкции появились на полках строительных магазинов сравнительно недавно. Данный теплый пол выпускается двух видов: углеродный и биметаллический. Углеродный представляет из себя проводники из сплава меди и серебра, впаянные между двумя слоями пленки из лавсана. Между проводниками размещаются полоски графита. Подобную нагревательную конструкцию можно устанавливать не только на полу, но и на стенах и потолках. Также она применяется на открытых пространствах и в закрытых помещениях. Основное преимущество таких полов – небольшая толщина. 

Монтаж углеродных нагревательных полов не занимает много времени. Также его можно перемещать. Существует мнение, что данный вид полов создает такой уровень инфракрасного излучения, который благоприятно сказывается на общем здоровье человека. 

Биметаллическая система представляет собой полиуретановую пленку со встроенным в нее алюминиевым и медным сплавом. Данная конструкция легко скручивается в рулон. Теплый пол состоит из квадратов, которые можно разрезать. Такую конструкцию ни в коем случае нельзя укладывать под плитку. Обычно вместе с ней используют ковролин, линолеум или ламинат. Пленочный пол обладает очень хорошей теплоотдачей. Его не рекомендуется использовать в помещениях с высоким уровнем влажности. 

Водяные теплые полы помогают снизить нагрузку на радиаторы отопления. Но возможны варианты, когда такой пол используется без стандартных настенных батарей. Принцип работы конструкции заключается в нагретой воде, которая циркулирует по трубам, проложенным под полом. Жидкость нагревается в котле или поступает из основной системы отопления. Данный вид полов очень распространен. Его используют как в многоквартирных домах, так и частных жилищах. Нередко водяное отопление можно встретить на аэродромах (подогрев взлетно-посадочных полос), в ангарах, в культурных и спортивных сооружения.

Водяное отопление устанавливается при постройке здания или же во время капитального ремонта.

В конструкциях жидкостного обогрева вода нагревается не так сильно, как в настенных радиаторах. Это позволяет сэкономить на отоплении. Водяной пол предусматривает перемещение мебели по комнате по своему усмотрению, в отличие от электрических конструкций. 

Монтаж теплых полов

Начнем с кабельных полов. На заранее подготовленную стяжку необходимо уложить слой, который будет отражать тепло. Для этих целей прекрасно подойдет фольгированный пенопласт. После этого укладывается сам кабельный пол и заливается стяжкой. Такой вариант монтажа теплого пола скрадывает до 5 см свободного пространства.  

После заливки цементного раствора эксплуатировать систему можно только через 28 суток. Кабельный пол, изготовленный в виде матов и секций, можно приклеить на старую стяжку. 

Пленочные нагревательные системы не требуют заливки цементного пола. Пленка укладывается под линолеум или ламинат. Для того, чтобы провести все работы самостоятельно, не требуются никакие дополнительные навыки или инструменты. Такой пол идеально подходит для обогрева отдельных участков напольной поверхности. При необходимости конструкция легко демонтируется. 

Водяной теплый пол всегда монтируется в цементную стяжку. Сверху можно положить любое напольное покрытие, кроме утепленного ковролина и пробкового дерева. 

Если стяжка, в которой уложен теплый пол, вдруг потрескалась, то трещины следует немедленно заделать. На электрические напольные конструкции нельзя ставить мебель или стелить полы. 

В спальных комнатах и детских лучше всего использовать кабель на катушках. Эффективность теплого пола может снизиться в несколько раз, если в комнате присутствуют сильные сквозняки.

Принцип работы водяного теплого пола


В настоящее время все большее количество людей останавливают свой выбор на теплых полах. Такой пол может быть единственным источником тепла в доме, а может комбинироваться с традиционной системой отопления. Теплые полы бывают двух видов: водяные и электрические. В статье мастер сантехник подробно ответит на все вопросы, относящиеся к водяным полам. Принцип работы системы водяного пола
Теплая вода перекачивается по трубопроводу и возвращается обратно к котлу. В системе устанавливается коллектор для управления. Если температура воды падает ниже требуемой, термостатические клапаны открываются и горячая вода от котла поступает в систему.

Когда во всей системе вода достигает заданной температуры, термостаты в помещении посылают сигнал исполнительным механизмам. Насос выключается, закрываются клапаны и поступление теплоносителя прекращается.

Варианты обустройства водяных теплых полов


Водяной теплый пол + радиаторы
Водяной теплый пол и радиаторы могут использоваться в одной системе. Например, в качестве основного отопления устанавливают возле окон радиаторы, а для комфортного отопления по центру (или в части) комнаты обустраивают теплый пол. Для этого варианта на выходе и входе котла используют Т-разъем: один выход для радиаторов, второй – для водяного теплого пола.

Водяные теплые полы достаточно просто интегрировать в существующую автономную отопительную систему. Монтировать водяной теплый пол можно и после обустройства основной отопительной системы. Беспроводные термостаты значительно упрощают монтаж и подключение теплого пола к уже существующей отопительной системе.

Основное отопление


Водяные теплые полы хорошо зарекомендовали себя в качестве основной отопительной системы. Теплый пол избавит вас от сквозняков и повышенной влажности. Установив терморегуляторы, вы сможете управлять температурой с точностью до 2°.

В обустройстве водяного теплого пола есть ряд преимуществ, в сравнении с традиционным радиаторным отоплением:

Радиаторы монтируют на расстоянии не менее 5 см от поверхности пола, который остается холодным всегда. При таком отоплении холодные потоки воздуха прижимаются к полу и температура его поверхности на 2-3 ° ниже, чем температура на уровне головы.

При использовании теплых полов на уровне поверхности температура на 3-4 ° выше, чем на уровне головы – что намного комфортней и лучше для здоровья.

Видео

В сюжете — Общие правила монтажа и функционирования теплого пола.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТЕПЛЫЙ ПОЛ: ПРИНЦИП РАБОТЫ, МОНТАЖ, | Стройка и не только

Электрический теплый пол

Каждому из нас охота чтобы наше жилище было уютным и комфортным. Основная составляющая этого это теплый пол. Теплые полы бывают водяные и электрические. Плюсы минусы есть у каждого, рассмотрим их подробнее.

электрический теплый пол

электрический теплый пол

В загородном строительстве водяной теплый пол часто предусматривается как основная система отопления. В городской черте современные застройщики тоже начинают использовать эту технологию, но если у вас квартира без водяного пола изначальна вы всегда можете его дополнить электрическим.

Основным минусом электрического является, что он потребляет электричество на каждый киловатт электричества, подает один киловатт тепла. Электрический теплый пол можно добавить в помещениях абсолютно всех типов будто ванная балкон или гостиная. Рассмотрим более подробно.

Есть несколько видов теплых полов предусмотренных для устройства сухой конструкции и в помещениях с плиткой. В помещениях с плиткой перед ее укладкой слой плиточного клея либо ровнителя можно уложить электрический теплый пол в виде матов.

электрический теплый пол в сырых помещениях

электрический теплый пол в сырых помещениях

Принцип работы

Нагревательный кабель заранее прикреплен с оптимальным шагом к сетке, которую мы заложим под плитку. В нашем случае толщина электрического греющего кабеля составляет всего три миллиметра и тепловая мощность, которая может сгенерировать кВ метр с установкой подобного кабеля 160 ват на кВ м.

В этом помещении, поскольку будет плитка мы укладываем нагревательный мат на сетке, на балконе под сухую конструкцию для ламинатов паркетов мы делаем электрический теплый пол с распределительным алюминиевым слоем.

Теплый пол на балконе на сухую

Теплый пол на балконе на сухую

Монтаж

Перед началом монтажных работ рекомендуется составить проект и придерживаться предписания производителя. Проект позволит заказчику в любое время ознакомиться, где и как уложен электрический пол, что позволит гарантировать безопасность, как самой системы, так и самого заказчика.

Технология укладки на балконе предусматривается сухая конструкция электрического теплого пола, сначала укладываем теплоизоляцию, затем на нее слои гипсокартона, подложку и разматываем наш алюминиевый фольгированный мат

слой гипсокартона

слой гипсокартона

теплоизоляция для пола

теплоизоляция для пола

фольгированный мат электрического пола

фольгированный мат электрического пола

Заблаговременно лучше знати площадь вашего помещения и предусмотреть раскладку так чтобы не было нахлестов. Если же они все таки остались, то предусмотреть нахлест на стену. Под соответствующую площадь помещения необходимо предусматривать соответствующий мат.

В случае ели у нас помещение не ровное либо несколько слоев мы разрезаем в определенных местах мат, чтобы не повредить греющий кабель. В случае если мы укладываем теплый пол под плитку, основание требуется обеспылить и прогрунтовать.

Таким образом, обеспыливание и грунтовка позволит лучше приклеить мат к черновому полу. В случае монтажа кабеля греющего под плитку необходимо исключить полностью воздушные пузыри, которые могут там оставаться.

Укладывать теплый пол можно практический везде, в любых мокрых помещениях если же под плитку то сеточные маты, если сухая конструкция, например ламинат, паркет, линолеум, специальные маты приготовленные с алюминиевой подложкой.

проверка сопротивления электрического пола

проверка сопротивления электрического пола

Не рекомендуется укладка теплого пола под мебелью, тек как есть риск излишнего нагрева греющего элемента и возможного выхода его из строя. Важно несколько раз проверить сопротивление электрического теплого пола непосредственно перед монтажом и перед запуском.

Это позволит нам убедиться, что в ходе монтажных работ мы не повредили греющий кабель. Для того чтобы поддерживать выставленную температуру поверхности пола либо помещения, используются специальные термостаты.

электро термостат

электро термостат

Термостат может контролировать не только температуру пола, но и температуру воздуха. Отличительная особенность термостата в том, что вы можете запрограммировать их на режим, только когда вы нуждаетесь в теплом полу.

Термостат не только показывает комнатную температуру, но также позволяет запрограммировать любой режим, при этом экономя ваши средства и одновременно подсчитывая затраты на отопление. В процессе монтажа и после него, все измеренные данные по сопротивлению заполняются в протокол передачи для сохранения десятилетней гарантии от производителя.

Стоимость обустройства электрического пола сильно варьируется от площади пола. Чем она больше, тем стоимость квадратного метра дешевле. Технология теплого пола становится популярнее день за днем. Выбор проверенного производителя и соблюдение инструкций по монтажу обеспечит вас комфортом и уютом на долгие годы.

 СМОТРИТЕ ВИДЕО

Электро-водяной тёплый пол XL Pipe

Энергосберегающий водяной электрический теплый пол XL PIPE разработан южнокорейской компанией DAEWOO ENERTEC, которая является ведущим производителем высокотехнологичных теплых полов и систем антиобледенения из Южной Кореи.

Теплый пол XL PIPE предназначен для монтажа в стяжку.

Основной элемент системы XL PIPE – это герметичная пластиковая труба высокой прочности, внутри которой находится греющий элемент: семижильный кабель из сплава хрома и никеля, покрытый высокостойким тефлоном. Пространство внутри трубы заполнено незамерзающей жидкостью. Принцип работы такого пола достаточно прост: при прохождении электротока по кабелю происходит нагревание жидкости. Тепло сохраняется не только в стяжке, но и в самой трубе. За счет двухслойной изоляции кабеля отсутствует возможность утечки электрического тока. Запатентованное устройство поглощения избыточного давления, которое находится внутри трубы, предотвращает опасность повреждения труб от давления.

Система поставляется полностью готовой к монтажу и рассчитана на различные площади обогрева. Теплый пол XL PIPE имеет широкую сферу применения и используется в качестве основной системы отопления. Среднее энергопотребление представляемой системы теплого пола – 17,4 Вт/м2

НАЗНАЧЕНИЕ
Основное отопление помещений + экономичный теплый пол

КАТЕГОРИЯ

XL PIPE professional = водяной теплый пол + электрический теплый пол.

МОНТАЖ

Монтируется в стяжку от 4-8см на арматурную сетку пластиковыми хомутами.

ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ

Отопление от пола экономичнее радиаторного отопления на 12%. Экономичнее отопления от электро котлов на 8-15%.

КОМПЛЕКТАЦИЯ

Поставляется в готовом виде с незамерзающим теплоносителем и греющим элементом внутри.

Преимущества системы XL Pipe:

— экономичнее всех известных систем теплого пола на 30-40%;

— работает без котла, насоса и коллектора;

— равномерно нагревается по всей длине трубы;

— не боится заливания водой и запирания мебелью;

— простой монтаж, а также легкий ремонт без вскрытия стяжки;

— используется под любое напольное покрытие.



 

Полусухая стяжка (при необходимости) рассчитывается отдельно, подробнее по телефону 8-912-045-06-37.

Цена по запросу


Традиционная корейская система отопления

индикатор

Ondol, невероятно эффективная система отопления дома, полезная для здоровья человека, является уникальной корейской инновацией.

Ондоль (или Гудэул по-корейски) — традиционная корейская система отопления дома — уникальное изобретение древней Кореи.

<Ондоль — это традиционная корейская система отопления, которая включает в себя нагревание камней на кухне для обогрева всей комнаты (слева). Камни, уложенные под комнатой ондоль во время строительства традиционного корейского дома (ханок) (справа).>

Ондоль, уникальная корейская система обогрева

В начале бурного двадцатого века в Корее корейцы как добровольно, так и насильственно разорвали почти все свои связи с традиционной культурой, с энтузиазмом приняв западные обычаи. От традиционной одежды отказались в пользу западных костюмов, а дома с черепичными крышами отложили в сторону, чтобы построить многоквартирные дома и дома в западном стиле. Тем не менее, некоторые аспекты традиционной культуры оставались сильными на протяжении многих лет, одним из наиболее важных из которых является ондоль.Хотя в Корее полно современных высотных квартир, комнаты в этих многоквартирных домах всегда построены с полами ондоль в современном стиле. Кроме того, хотя большинство корейцев живут в домах западного типа, они не следуют обычаям некоторых западных стран носить обувь в помещении.

<Отапливаемая ондолом комната в традиционном корейском доме (ханок).>

Почему корейцы настаивают на ондоле? Причина проста: всем нравится. «Ондол» — это китайский иероглиф корейского термина «гудыль», что буквально означает «обожженные камни».Таким образом, ондоль относится к системе отопления, в которой камни «запекаются» для обогрева пола, а вместе с ними и помещения, — необычная система, совершенно уникальная для Кореи, которой нет больше нигде в мире.

Гудэул, научная система отопления, разработанная на протяжении тысячелетий

История ондола в Корее насчитывает тысячи лет, о чем свидетельствуют раскопки доисторических артефактов железного века (около 2 века) и настенные росписи Когурё. Самый ранний ондоль обогревал только часть комнаты.Система обогрева всей комнаты впервые появилась в середине 13 века династии Корё и стала распространенной на Корейском полуострове в начале династии Чосон (конец 15 — начало 16 века). Долгий период развития Ондоля привел к созданию высоконаучных систем и сложных структур.

<Останки ондола эпохи Окчео (3 век до н.э.) и эпохи Балхэ (698~926 гг. н.э.).>

<Прекрасно сохранившиеся остатки ондола раннего железного века, обнаруженные при раскопках в Синбук-уп, Чхунчхон, провинция Канвон-до.>

Наиболее важным аспектом конструкции ондола является гора, область, через которую проходит дым от нагретых камней (см. схему ниже). Над горами прикреплены плоские широкие камни (гудэул), поверх которых уложен слой красной грязевой глины, препятствующий просачиванию дыма. Когда в камине зажигают огонь, огонь и горячий дым проходят через горны под комнатами, повышая температуру пола, а затем проходят через дымоход в конце. Принцип ондола одновременно использует проводимость, излучение и конвекцию тепла.Тепло проводится через камни, прикрепленные к полу, а затем распространяется по всему полу. Другими словами, теплая температура поддерживается за счет конвекции воздуха.

Единственными другими местами в мире, где используются аналогичные принципы отопления, являются части Северо-Восточного Китая и Монголии. Северо-Восточный Китай использует раннюю систему обогрева ондоль только для определенных областей спальни, в то время как в Монголии система обогрева ондоль используется для пола юрты, традиционного жилища (также называемого юртой).Система установки гудыля по всему полу комнаты встречается только в Корее. Его преимуществами являются тепловая эффективность, экономное использование топлива и оборудования, а также долговечность. Самым большим преимуществом всех является то, что это хорошо для здоровья.

<Схема устройства и принципы работы ондола>

Сосуществование с современной жилищной культурой

Почему подогрев пола выгоден? Корейцы обычно считают, что держать руки и ноги в тепле, а голову — в прохладе, полезно для здоровья.Именно по этому принципу ондоль делает возможным. Кроме того, это очень экономичная система отопления. Только пятая часть тепла, производимого западным камином, фактически излучается в комнату. Для сравнения, ондоль сохраняет тепло, производимое в гудыле, что позволяет излучать тепло в течение длительного периода времени, даже в течение нескольких дней, если гудыл установлен правильно. В то время как дым от камина проникает в комнату и сгущает воздух, у ондола такой проблемы нет; поскольку ондоль не только обогревает пол, но и может использоваться для приготовления пищи, это очень эффективная система «двух зайцев одним выстрелом».

В последнее время архитекторы, отметившие эффективность и преимущества ондола, пробуют различные способы использования ондола в современных домах. С появлением корейского ондола в Китае, Японии и даже Европе он начинает получать признание как новая система отопления дома.

<Благодаря своим превосходным научным свойствам ондоль до сих пор используется в современной архитектуре. Комната ондоль в современном многоквартирном доме отапливается не традиционным кухонным огнем, а установкой на полу труб, по которым течет вода, нагретая котлом, нагревая помещение. >

Ондоль (или Гудэул по-корейски) — традиционная корейская система отопления дома — уникальное изобретение древней Кореи.

* Фотографии предоставлены Корейской туристической организацией и Управлением культурного наследия Кореи.

принцип работы и назначение. Теплые полы водяные в частном доме

Организация системы теплого пола требует учета многих технических моментов. Дополнительное оборудование в виде систем контроля и управления является ключевым элементом общей инфраструктуры теплого пола.В него входят термостаты, комплекты с кабелями, креплениями и датчиками. Основная задача в этом деле – сервопривод для теплого пола, в основе которого лежит электромеханический принцип работы. По сути, он отвечает за контроль подачи воды в водопровод. В системах электрического теплого пола также используются аналогичные регуляторы, но действуют они иначе. Механическая функциональная часть в них практически отсутствует, так как нет необходимости осуществлять запорное действие. А теперь стоит более подробно разобраться, чем же отличается аналогичный привод в системе водяного отопления.

Что такое сервопривод?

Внешне представляет собой небольшое устройство цилиндрической формы, которое подключается к сети и датчику температуры. Основная задача устройства – управление термостатическими клапанами отопительного оборудования. Сигналом на работу сервопривода является ручной переключатель, термостат или коллектор. Последний вариант используется чаще, так как позволяет организовать более разветвленные и эффективные тепловые сети.В частности, сервопривод коллектора водяного теплого пола может одновременно обслуживать несколько отрезков трубопроводов, которые могут быть не соединены между собой. Другое дело, что каждая самостоятельная группа коллекторов должна иметь еще и систему контроля климатических параметров. На основании его показателей электромеханический сервопривод выполнит то или иное действие по корректировке характеристик нагрева.

Принцип работы устройства

Действие регулятора основано на принципе расширения сильфонной жидкости в момент прохождения тока через встроенный нагревательный элемент. При этом рабочая жидкость должна быть специальной – как правило, это толуол. При такой конфигурации теплыми водяными полами в частном доме можно управлять в автоматическом режиме, если правильно организовать взаимодействие между отдельными компонентами системы. Сами производители считают оптимальной схему работы, при которой теплый пол регулируется по температуре воздуха до тех пор, пока уровень его теплоотдачи не будет соответствовать нормативному показателю, то есть комфортному для пользователя.

Заслуживает внимания еще один алгоритм работы теплого пола – с радиатором. Преимущества такой конфигурации очевидны, так как повысится теплоотдача и сократится время на нагрев. Если отбросить затраты на электроэнергию, то следующим существенным недостатком этой системы является дисбаланс в нагрузке двух нагревателей. Чтобы уменьшить эту разницу, также можно использовать сервопривод для теплого пола. Принцип работы, основанный на регулировании температуры поверхности в воздухе, в этом случае будет уместен. При низкой температуре радиаторы будут включаться только в моменты недостаточного отвода тепла в теплый пол. И наоборот, когда тепловая мощность основной системы превышает заданный режим, радиатор автоматически отключается.

Разновидности моделей сервоприводов

Прежде всего, еще раз следует подчеркнуть, что сервоприводы бывают ручные и автоматические. Первый вариант встречается реже и сильно уступает по эргономике в автоматических моделях. С другой стороны, портативные устройства надежны и в некоторых случаях даже точны.Также различают открытые и закрытые модели. Открытые элементы управления означают, что по умолчанию клапан не будет заблокирован. Это значит, что при отсутствии сигналов на сервопривод теплого пола, затворы трубы отопления водяной будут находиться в открытом положении. И наоборот, в закрытых системах клапаны будут заблокированы, если привод не находится под нагрузкой.

Подключение сервопривода

Монтаж сервопривода проще, чем монтаж теплого водяного пола как такового. Обычно такие устройства монтируются в любом положении, которое будет приемлемым и удобным в плане эксплуатации.Перед установкой важно убедиться, что резьба соответствует стандарту конкретного изделия — это следует учитывать, если аксессуары приобретались отдельно. Теперь можно перейти непосредственно к вопросу, как подключить теплый пол к системе отопления, а вместе с ней и сервопривод. Напольное отопление вводится в общую инфраструктуру отопления через упомянутую систему коллекторов, в которые будет входить регулятор. Адаптер привода необходимо накрутить на клапан, а затем к нему присоединить регулятор так, чтобы соответствующие защелки вошли в зацепление.

Нюансы эксплуатации

Все рабочие и функциональные элементы должны иметь свободный ход и видимость для пользователя. Особого внимания требует кнопка-индикатор, которая обычно немного выступает на поверхность корпуса. Чистка только после демонтажа. Необходимо выключить систему, открутить сервопривод теплого пола и его переходник, после чего приступить к деликатному уходу. Также необходимо поддерживать соответствующее рабочее состояние смежных компонентов, среди которых элементы электрической сети.

Производители сервоприводов

Достойные варианты сервоприводов предлагают компании Valtek, Watts, Kermi и др. Это крупные производители инженерного оборудования, специализирующиеся на технике тепловых систем. В этих же линейках можно найти термостаты, датчики, проводку и другие вспомогательные устройства, которыми дополняются теплые водяные полы в частном доме или квартире. Что касается стоимости, то в среднем электромеханические сервоприводы оцениваются в 2,5-3 тысячи рублей.

Как выбрать сервопривод для теплого пола?

С точки зрения обычного пользователя, основным параметром выбора будет диапазон температур, поддерживаемый устройством. Даже бюджетные модели работают в диапазоне от 0 до 60 ºС, что является оптимальным значением для обеспечения комфортного микроклимата. Также необходимо вернуться к вопросу, как подключить теплый пол к системе отопления, чтобы в дальнейшем она работала правильно. Качество соединения зависит от того, насколько правильно был подобран адаптер.Кроме того, учитывается сечение провода, питающего коллекторную систему.

Заключение

Теплые водяные полы проигрывают эклектичным аналогам только в проблемах технической организации процесса обогрева. Дело не только в прокладке трубопровода теплым носителем, но и в подключении системы управления. Ведь что такое сервопривод? Это электромеханическая установка, которая сопряжена с несколькими компонентами отопительной инфраструктуры, среди которых термостат и электрическая сеть с трубами.Минимум сложностей можно ожидать только в случае работы с небольшой площадью, но, например, отопление нескольких помещений требует организации сложной структуры управления с несколькими сервоприводами.

Лучистое отопление пола и его преимущества

Лучистое отопление пола заключается в доставке тепла через существующую поверхность пола, в отличие от использования воздуховодов или обогревателей плинтуса. Первоначальная стоимость лучистого обогрева пола, как правило, выше, чем у других систем, поскольку необходимо установить трубопровод горячей воды или электропроводку под полом.Однако, но это компенсируется повышенным комфортом и энергоэффективностью.

По данным Министерства энергетики США, отопление помещений является самой большой статьей расходов на энергию в американских домохозяйствах и составляет в среднем около 45% счетов за электроэнергию. Таким образом, любые улучшения производительности и эффективности нагрева могут обеспечить привлекательную отдачу от инвестиций.

Классификация систем лучистого напольного отопления

Большинство систем лучистого обогрева пола являются либо гидравлическими, использующими трубопроводы для горячей воды; или электрические, в которых используется проводка или токопроводящие коврики под полом.Существуют также установки с воздушным обогревом, но они имеют очень низкий КПД, не предлагая каких-либо существенных преимуществ. Системы лучистого теплого пола также можно классифицировать по их конструкции:

  • Во влажных установках гидравлические трубопроводы или электропроводка укладываются непосредственно в бетонный пол или любую другую твердую массу, способную удерживать и излучать большое количество тепла. Важно отметить, что термин «мокрая установка» не является буквальным: горячая вода остается внутри гидравлического трубопровода, выделяя только свое тепло.
  • С другой стороны, при сухой установке трубопроводы и кабели устанавливаются в пустом пространстве между слоями пола или под полом, но не заглубляются.

Решение о том, какой источник тепла и конструкцию системы использовать, зависит от соотношения затрат и выгод. Ниже приведены общие рекомендации по выбору характеристик системы:

Теплоноситель            Преимущества Недостатки
Гидроник

— Доступны различные источники тепла
— Энергоэффективность
— Синергия с солнечным отоплением

— Более высокая начальная стоимость
— Более высокая стоимость обслуживания

Электрический

— Простота установки
— Меньшая начальная стоимость
— Меньшая стоимость обслуживания

— Более высокая начальная стоимость
— Может работать только от электричества
 

Таблица 01-Hydronic VS Электрический лучистый нагрев

 

Конструкция системы Преимущества Недостатки
«Мокрая» или встроенная

— Улучшенная теплопередача и эффективность
— Плита перекрытия может быть эффективно подогрета

— Более высокая начальная стоимость
— Более высокая стоимость обслуживания

«Сухой» или
невстроенный

— Простота установки
— Меньшая начальная стоимость
— Меньшая стоимость обслуживания

— Воздушные зазоры вокруг проводки или трубопровода ограничивают теплопередачу и снижают эффективность

Таблица 02 – Конструкция системы «мокрая» и «сухая»

Например, электрическая система лучистого отопления сухой конструкции, как правило, будет самым дешевым, но наименее эффективным вариантом. С другой стороны, встроенная гидравлическая система, вероятно, будет иметь самые высокие первоначальные затраты, но также и самые низкие эксплуатационные расходы.

Источники энергии для теплого пола

Доступные источники тепла зависят от типа системы отопления. Водяное лучистое отопление является наиболее универсальным вариантом, поскольку жизнеспособным является любой источник энергии, способный нагревать воду; система может работать на электричестве, природном газе, нефти, пропане, биомассе или солнечном излучении. Электрические системы лучистого отопления гораздо более ограничены, поскольку их конструкция допускает только нагрев на основе сопротивления.

Водяной теплый пол

Как было сказано ранее, основными преимуществами этой конфигурации являются универсальность и энергоэффективность. Домовладельцы с водяным лучистым отоплением могут выбирать из широкого спектра источников энергии:

  • Котлы: они могут работать на природном газе, пропане, нефти или биомассе, что позволяет их владельцам выбирать самый дешевый вариант в своем местоположении. Также можно использовать электрические котлы сопротивления, но их высокие эксплуатационные расходы сводят на нет эффективность лучистого отопления.
  • Тепловые насосы: это экономичная альтернатива электрическим котлам сопротивления. Хотя они также работают на электричестве, которое дорого в Нью-Йорке, но они могут сравниться с мощностью эквивалентного нагревателя сопротивления, потребляя лишь небольшую часть энергии. Во многих случаях тепловые насосы могут конкурировать с газовыми котлами из-за их превосходной эффективности.
  • Солнечные коллекторы: Вода, нагретая солнечным коллектором, может использоваться непосредственно в системе водяного лучистого отопления. Если имеющейся солнечной радиации недостаточно для полного покрытия отопительной нагрузки, систему можно дополнить бойлером или тепловым насосом.Солнечные коллекторы могут достигать отличных результатов, когда гидравлические трубопроводы встроены в бетонную плиту, поскольку это, по сути, позволяет сохранять энергию солнца в тепле для ночного отопления.

Консультант по инженерным вопросам или проектная фирма могут помочь вам определить наилучший вариант для вашего дома в зависимости от ваших потребностей и условий местности. Например, солнечные коллекторы нецелесообразны, если у вашей крыши есть проблемы с затенением, а газовые котлы могут быть очень дорогими в установке, если в вашем доме нет дымохода или служебного входа достаточной мощности.

Еще одним преимуществом водяных систем отопления является то, что центральный отопительный прибор можно использовать как для нагрева воды, так и для отопления помещений, объединяя две системы здания и снижая их общую стоимость.

Электрический теплый пол

Эта конфигурация системы характеризуется простой и дешевой установкой, но также и очень высокими эксплуатационными расходами. Не требуется центральный котел или отопительный узел: электрический ток проводится по проводке, а тепло вырабатывается локально.Этот тип системы может быть рентабельным, когда тарифы на электроэнергию низкие, а отопление используется всего несколько месяцев в году, но это не относится к Нью-Йорку.

В некоторых системах электрического лучистого отопления вместо электропроводки используются токопроводящие маты. Основной принцип работы тот же, но улучшено распределение тепла.

Комфорт и здоровье Преимущества лучистого теплого пола

Системы лучистого обогрева пола обеспечивают комфорт и пользу для здоровья независимо от источника энергии и конструкции системы.

Улучшенный комфорт

Системы лучистого отопления работают без воздуходувок и воздуховодов, обеспечивая равномерное распределение тепла по всему помещению. Тепло излучается от пола, а затем распространяется за счет естественной конвекции воздуха. Это устраняет некоторые проблемы, характерные для систем принудительной вентиляции и вызывающие дискомфорт:

  • Неравномерное распределение тепла
  • Шумозащитные воздуховоды
  • Сквозняк

Преимущества для здоровья и качества воздуха

Еще одним преимуществом систем лучистого обогрева пола является то, что они не могут распространять аллергены, летучие органические соединения (ЛОС) или переносимые по воздуху микробы, поскольку отсутствует принудительная циркуляция воздуха. Кроме того, система вентиляции становится независимой от отопления и может быть рассчитана специально на качество воздуха в помещении.

Недостатки лучистого теплого пола

Как и все инженерные решения, лучистый теплый пол не свободен от ограничений: как правило, он имеет более высокую цену и медленнее реагирует, чем другие типы систем отопления.

Стоимость лучистого обогрева пола может быть очень высокой в ​​существующих зданиях, поскольку необходимо встроить новую систему в существующий пол.Установка еще дороже, если будет использоваться встроенная система, так как необходимо заливать новую бетонную плиту. Лучистое отопление пола гораздо более доступно в новостройках, где затраты на укладку пола уже включены в базовый план проекта, и необходимо добавить только один дополнительный элемент.

Еще одним недостатком систем лучистого обогрева пола является то, что им требуется больше времени для обогрева помещения по сравнению с системами с принудительной подачей воздуха. Однако это можно легко компенсировать с помощью автоматизации: интеллектуальный термостат можно настроить на предварительный обогрев помещений, когда применяются самые низкие почасовые тарифы на электроэнергию, экономя при этом энергию!

Общие рекомендации для систем лучистого обогрева пола

Выбор конструкционных материалов очень важен при работе с теплым полом.Министерство энергетики рекомендует использовать керамическую плитку вместо дерева, так как керамика более эффективно удерживает и излучает тепло. С другой стороны, древесина по сути является формой изоляции и снижает эффективность системы. Еще одним недостатком деревянных полов является то, что они могут треснуть в ответ на перепады температур.

Еще одна рекомендация, которая применима не только к лучистому отоплению пола, но и к любой модернизации ОВКВ, заключается в том, чтобы улучшить ограждающие конструкции здания, прежде чем определять размеры нового оборудования.Таким образом, снижается нагрузка на отопление и охлаждение, а размеры нового оборудования могут быть меньше, что повышает потенциал энергосбережения.

Лучистое нагревание – обзор

3 ОБЖИГ С ПОМОЩЬЮ МИКРОВОЛН

В настоящее время компания EA Technology разрабатывает технологию, называемую обжигом керамики с помощью микроволн, как средство преодоления недостатков как обычного быстрого обжига, так и обжига с использованием микроволновой энергии. . Обжиг с помощью микроволн использует комбинацию обычного газового или электрического элемента сопротивления вместе с микроволновой энергией для создания условий равномерного объемного нагрева продукта.По сути, микроволновая энергия нагревает компонент, в то время как обычный источник энергии поставляет окружающее тепло, необходимое для поддержания окружающей среды при той же температуре, что и компоненты. Это значительно упрощает управление системой и, в конечном счете, делает ее более подходящей для развития в рамках непрерывного производственного процесса.

Это иллюстрируют следующие схемы. На рис. 1 показан температурный профиль цилиндра диаметром 5 см из оксида алюминия и 20 массовых процентов оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, обожженного со скоростью 5°C в минуту до 1650°C. Были зарегистрированы две температуры; температуры поверхности и центра с помощью термопары типа R. Градиент достигает максимальной разницы в 80°C от поверхности к центру примерно до 1200°C, где разница начинает уменьшаться за счет улучшения теплопередачи внутри цилиндра. На рис. 2 показан профиль температуры для того же цилиндра, когда используется постоянное количество микроволновой энергии (500 Вт) вместе с ограниченным количеством энергии поверхностного излучения. Разность температур свыше 270°С достигалась к 780°С, когда термические напряжения разрушили образец и эксперимент был остановлен.На рис. 3 показан температурный профиль, когда и излучение, и микроволновая энергия постоянно контролируются на протяжении всего цикла обжига, а на рис. 4 показана разница температур между поверхностной и центральной температурами, которая достигает максимум 6°C в пределах экспериментальной ошибки. Скорость повышения температуры составляет 5°С/мин по всему изделию и в печи.

На рис. 1 показан профиль температуры в цилиндре диаметром 5 см из оксида алюминия и стабилизированного оксидом циркония с содержанием иттрия 20 весовых процентов, обожженного со скоростью 5°C в минуту до 1650°C. Были зарегистрированы две температуры; температуры поверхности и центра с помощью термопары типа R. Градиент достигает максимальной разницы в 80°C от поверхности к центру примерно до 1200°C, где разница начинает уменьшаться за счет улучшения теплопередачи внутри цилиндра.

На рис. 2 показан температурный профиль того же цилиндра, когда используется постоянное количество микроволновой энергии (500 Вт) вместе с ограниченным количеством энергии поверхностного излучения. Разность температур свыше 270°С достигалась к 780°С, когда термические напряжения разрушили образец и эксперимент был остановлен

Рисунок 3.иллюстрирует температурный профиль, когда как лучистая, так и микроволновая энергия постоянно контролируются на протяжении всего цикла обжига.

На рис. 4 показана разница температур между поверхностью и центральной температурой.

Подобные эксперименты проводились на многих различных материалах. Еще одним примером является 5-сантиметровый цилиндр из 100% оксида алюминия (Alcoa 1000SG). Этот конкретный материал выдержал нагрев только в микроволновой печи, главным образом из-за более низкого поглощения микроволновой энергии этим материалом, что привело к максимальной разнице температур в 120°C при 1650°C. На следующих графиках 5a, 5b и 5c показан средний размер зерна. распределения только для лучистого (традиционного) нагрева, микроволнового нагрева и нагрева с помощью микроволн, а также действовать для подтверждения измерений температуры.Они показывают профиль, ожидаемый при обычном нагреве с более крупными зернами на поверхности. Микроволновый нагрев показывает значительно усиленный рост зерен в центре, в то время как образец, обожженный микроволнами, показывает равномерное распределение размеров зерен по всему объему. Это имеет потенциально важные последствия для широкого спектра материалов и компонентов, где для конечного пользователя важны однородность размера зерна, цвета, полная реакция в центре.

Что еще более важно, микроволновая энергия в сочетании с обычным газовым или электрическим лучистым нагревом, при котором микроволновая энергия нагревает компоненты, а традиционный газовый или электрический лучистый нагрев одновременно обеспечивает необходимое лучистое тепло окружающей среды, является более энергоэффективной и, в конечном счете, более дорогостоящей. эффективный.Приблизительно количество тепла, необходимое для повышения температуры компонента от комнатной до температуры обжига или спекания, равно

H=mcΔT

, где

m = масса компонента (компонентов) обжига

c = удельная теплоемкость материала

Δ T = разница температур между максимальной температурой обжига и комнатной температурой

примерно 16.5 терм на тонну. Используя данные из Программы лучших практик ETSU, руководства по потреблению энергии № 8 при обжиге керамической посуды, 70 % предприятий, производящих фарфор, имели удельный расход энергии менее 500 терм на тонну, в то время как для фаянса 70 % имели удельный расход энергии. энергозатраты менее 200 т/т. Хотя теоретическое значение энергии не включает мебель для печи, очевидно, что большая часть энергии, используемой при обжиге, не идет на нагрев компонентов, а большая часть используется для нагрева окружающей среды. Отработанная энергия теряется при нагреве печной мебели, изоляции, топок и т. д., а также через изоляцию. Последняя составляет основную потерю, а также зависит от температуры; чем выше температура, тем больше потери тепла.

Наконец, мы выполнили множество анализов энергопотребления для компаний, заинтересованных в использовании микроволновой энергии в дополнение к их обычному сжиганию. В этих анализах экономия энергии, как с точки зрения фактической экономии энергии, так и финансовых затрат, сравнивалась с затратами на установку микроволновых генераторов и источников питания.Как указано выше, количество энергии, необходимое для нагревания продукта по сравнению с потерями через изоляцию, относительно невелико; процессы периодического обжига обычно менее чем на 10% энергоэффективны, в то время как непрерывные процессы, особенно в больших печах с улучшенным контролем энергии, более эффективны. Количество необходимой микроволновой энергии на протяжении всего цикла обжига варьируется в зависимости от обрабатываемого материала и может быть рассчитано или измерено экспериментально. Основываясь на нашем текущем опыте, мы оцениваем количество необходимой микроволновой энергии и рассчитываем период окупаемости на основе прогнозируемой экономии энергии.Срок окупаемости обычно составляет менее двух лет и может быть еще короче в зависимости от процесса и рассматриваемого материала.

Подводя итог, можно сказать, что в этой статье описаны преимущества, связанные с обжигом с помощью микроволн, особенно в связи с энергетическими преимуществами более экономичного и менее капиталоемкого процесса для более быстрого обжига керамических компонентов и порошков. Он также продемонстрировал, как некоторые проблемы, связанные с обычным и микроволновым быстрым обжигом, в частности, улучшенные температурные градиенты, могут быть преодолены за счет использования микроволнового обжига.

Пассивное солнечное отопление | WBDG

Введение

На этой странице

ЭТА СТРАНИЦА ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

Пассивное солнечное отопление — это один из нескольких подходов к проектированию, которые в совокупности называются пассивным солнечным отоплением. При правильном сочетании эти стратегии могут способствовать обогреву, охлаждению и дневному освещению практически любого здания. Типы зданий, которые выигрывают от применения пассивного солнечного отопления, варьируются от казарм до крупных ремонтных сооружений.

Как правило, пассивное солнечное отопление включает:

  • Сбор солнечной энергии через правильно ориентированные окна, выходящие на юг.
  • Хранение этой энергии в «тепловой массе», состоящей из строительных материалов с высокой теплоемкостью, таких как бетонные плиты, кирпичные стены или плиточные полы.
  • Естественное распределение накопленной солнечной энергии обратно в жилое пространство, когда это необходимо, посредством механизмов естественной конвекции и излучения.
  • Спецификация окна для обеспечения более высокого коэффициента солнечного тепла при южном остеклении.

Пассивные системы солнечного отопления не отличаются высокой начальной стоимостью или длительным периодом окупаемости, что характерно для многих активных систем солнечного отопления. Еще одним преимуществом пассивного солнечного отопления является повышенный комфорт пользователя. При правильном проектировании пассивные солнечные здания получаются яркими и солнечными и гармонируют с нюансами климата и природы. В результате меньше колебаний температуры, что приводит к более высокой степени стабильности температуры и тепловому комфорту. Предоставляя восхитительное место для жизни и работы, пассивные солнечные здания могут способствовать повышению удовлетворенности и производительности пользователей.Кроме того, пассивная солнечная конструкция не производит парниковых газов и замедляет истощение ископаемого топлива.

Есть несколько соображений по пассивному солнечному дизайну. Во-первых, для достижения максимальной эффективности система должна иметь максимальное воздействие солнечного света. Во-вторых, интенсивность солнечного света непостоянна, и система может перегружаться, что может неблагоприятно повлиять на определенные электроприборы, такие как кондиционеры и компьютеры. Однако с помощью опытных архитекторов и строителей, проектирующих пассивную солнечную энергию, пассивное солнечное проектирование стоит немногим больше, чем обычное проектирование зданий, и позволяет сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.

Лучше всего включить в здание пассивное солнечное отопление еще на этапе первоначального проектирования. Подход к зданию в целом оценивает его в контексте конструкции ограждающих конструкций (особенно окон), дневного освещения, а также систем отопления и охлаждения. Стратегии пассивного солнечного отопления обеспечивают дневное освещение и вид на улицу через удачно расположенные окна. Дизайн окон, и особенно выбор остекления, является решающим фактором для определения эффективности пассивного солнечного отопления.Пассивные солнечные функции, такие как дополнительные окна, выходящие на юг, дополнительная тепловая масса и свесы крыши, могут легко окупиться. В целом, пассивные солнечные здания часто менее дороги, если учитывать более низкие годовые затраты на энергию и техническое обслуживание в течение всего срока службы здания.

Этот обзор предназначен для предоставления конкретных сведений федеральным агентствам, которые рассматривают технологии пассивного солнечного отопления в рамках нового строительного проекта или капитального ремонта.

Описание

Пассивные системы солнечного отопления используют компоненты здания для сбора, хранения и распределения солнечного тепла, чтобы снизить потребность в отоплении помещений.Пассивная солнечная система не требует использования механического оборудования, потому что поток тепла осуществляется естественными способами, такими как излучение, конвекция и теплопроводность, а аккумулирование тепла находится в самой конструкции.

Система пассивного солнечного отопления состоит из следующих ключевых компонентов, которые должны работать вместе, чтобы проект был успешным:

  • Отверстие (коллектор)
  • Амортизатор
  • Термическая масса
  • Распределение
  • Управление.

Пять ключевых элементов пассивного солнечного дизайна.

В системе пассивного солнечного отопления проем (коллектор) представляет собой большую площадь стекла (окна), через которую солнечный свет попадает в здание. Как правило, проемы должны быть обращены в пределах 30° к истинному югу и не должны быть затенены другими зданиями или деревьями с 9:00 до 15:00. каждый день в отопительный сезон.

Твердая, затемненная поверхность накопительного элемента известна как поглотитель. Эта поверхность, которая может состоять из каменной стены, пола или перегородки (материал с фазовым переходом) или резервуара для воды, находится на прямом пути солнечного света.Затем солнечный свет попадает на поверхность и поглощается в виде тепла.

Тепловая масса состоит из материалов, которые удерживают или хранят тепло, выделяемое солнечным светом. Разница между поглотителем и тепловой массой, хотя они часто образуют одну и ту же стену или пол, заключается в том, что поглотитель представляет собой открытую поверхность, тогда как тепловая масса представляет собой материал под этой поверхностью или за ней.

Распределение – это метод, с помощью которого солнечное тепло циркулирует от точек сбора и хранения к различным частям здания.Строго пассивная конструкция будет использовать исключительно три естественных режима теплопередачи: теплопроводность, конвекцию и излучение. Однако в некоторых случаях вентиляторы, воздуховоды и воздуходувки могут способствовать распределению тепла по зданию.

Элементы, помогающие контролировать недогрев и перегрев системы пассивного солнечного отопления, включают свесы крыши, которые можно использовать для затенения проема в летние месяцы, электронные сенсорные устройства, такие как дифференциальный термостат, который сигнализирует о включении вентилятора, работающие вентиляционные отверстия и заслонки, которые позволяют или ограничивают поток тепла, низкоэмиссионные жалюзи и навесы.

Как это работает?

Пассивные солнечные здания спроектированы таким образом, чтобы в зимние месяцы в здание поступало тепло, а в жаркие летние дни — блокировались солнечные лучи. Этого можно достичь с помощью элементов пассивного солнечного дизайна, таких как затенение, большие окна, выходящие на юг, и строительных материалов, которые поглощают и медленно отдают солнечное тепло.

Пассивная солнечная конструкция

Включение концепции затенения в ваш ландшафтный дизайн может помочь уменьшить приток солнечного тепла летом и снизить затраты на охлаждение.Листья лиственных деревьев или кустарников, расположенные к югу от здания, могут помочь заблокировать солнечный свет и ненужную жару летом. Эти деревья сбрасывают листья зимой и позволяют увеличить приток солнечного тепла в холодные дни. Включение навесов, навесов, ставней и решеток в конструкцию здания также может обеспечить тень.

Шпалера с вьющейся лозой может затенять дом и обеспечивать циркуляцию воздуха.
Фото Джона Криггера, Saturn Resource.

Материалы с эффективной теплоизоляцией, такие как бетон или каменные плиты перекрытий, обладают высокой удельной теплоемкостью, а также высокой плотностью. Он идеально расположен внутри здания, где он подвергается воздействию зимнего солнечного света, но изолирован от потерь тепла. Материал пассивно нагревается солнцем и ночью отдает тепловую энергию внутрь помещения.

Самая важная характеристика пассивного солнечного дизайна заключается в том, что он является целостным и опирается на интеграцию архитектуры здания, выбора материалов и механических систем для снижения нагрузки на отопление и охлаждение.Также важно учитывать местные климатические условия, такие как температура, солнечная радиация и ветер, при создании чувствительных к климату энергосберегающих конструкций, которые могут питаться от возобновляемых источников энергии.

В климате, подходящем для пассивного солнечного отопления, используются большие окна, выходящие на юг, так как они подвергаются наибольшему воздействию солнца в любое время года. Хотя для работы пассивных систем солнечного отопления не требуется механического оборудования, для обеспечения естественного потока тепловой энергии можно использовать вентиляторы или воздуходувки. Пассивные системы, поддерживаемые механическими устройствами, называются гибридными системами отопления.

Пассивные солнечные системы используют основные концепции, включенные в архитектурный дизайн здания. Обычно это здания с прямоугольной планировкой, вытянутые по оси восток-запад, застекленная южная стена, теплоаккумуляторы, подвергающиеся воздействию солнечного излучения, проникающего через южную сторону остекления, навесы или другие затеняющие устройства, которые достаточно затеняйте от летнего солнца остекление, выходящее на южную сторону, и окна на восточной и западной стене, а на северной стене, желательно, ни одного.

Чтобы достичь высокого процента пассивного солнечного отопления, необходимо включить в здания достаточную тепловую массу. Конкретные рекомендации для этого включают следующее:

  • Подтвердите, что площадь тепловой массы в шесть раз превышает площадь сопутствующего остекления (когда это возможно). Для климата с туманными или дождливыми зимами требуется несколько меньшая тепловая масса.
  • Эффективно размещайте массу, гарантируя, что она нагревается непосредственно солнцем или распределяется тонким слоем по комнатам, в которых имеется большое количество солнечного света.
  • Не обращайте внимания на цвет поверхности массы. Однако естественные цвета (например, цвета с коэффициентом поглощения от 0,5 до 0,7) весьма эффективны.
  • Встраивайте аккумуляторы тепла в полы или стены, состоящие из бетона, кирпичной кладки или плитки. Чтобы отражать свет и увеличивать пространство, стены обычно должны оставаться светлыми.

Размеры стеклянных площадей, показатели изоляции, затенение и масса зависят от климата. Более высокие вклады в экономию солнечной энергии потребуют большего количества остекления и массы.Имейте в виду, что зависимость между площадью стекла и массой не является линейной. Например, удвоение площади стекла может потребовать утроения эффективной тепловой массы.

Преобладание внешней и внутренней нагрузки

Существует два основных способа использования пассивного солнечного отопления: здания с преобладанием наружной нагрузки в холодном и умеренном климате и здания с преобладанием внутренней нагрузки в теплом климате. Для небольших зданий с преобладанием поверхностной нагрузки в холодном и умеренном климате пассивное солнечное проектирование часто предполагает использование солнечной энергии для обогрева помещений.Для других типов конструкций, таких как здания с преобладанием внутренней нагрузки в теплом климате, ответственный пассивный солнечный дизайн, скорее всего, будет делать упор на предотвращение охлаждения с использованием затеняющих устройств, высокоэффективного остекления и дневного освещения.

В конструкции с преобладанием поверхностной нагрузки потребление энергии в первую очередь определяется влиянием внешнего климата на оболочку здания, или «кожу». Примеры типичных зданий с преобладанием наружной нагрузки включают казармы и другое малоэтажное жилье, небольшие склады или небольшие торговые объекты.

В зависимости от климата пассивная солнечная конструкция зданий с преобладанием поверхностной нагрузки может включать:

  • Ориентация большего количества окон на юг
  • Затенение для защиты от летнего солнца
  • Включающие термически массивные строительные материалы
  • Обеспечение надлежащего размера и установленной изоляции
  • Уменьшение размеров оборудования для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).

Здания с преобладанием внутренней нагрузки, такие как образовательные учреждения, офисы или крупные торговые комплексы, часто потребляют большую часть своей энергии для обеспечения внутреннего освещения и охлаждения для противодействия теплу, выделяемому людьми, подключаемыми нагрузками (например, компьютерами) , светильники и другие внутренние источники.Такие здания могут нуждаться в охлаждении круглый год. Обратите внимание, однако, что летом в хорошо затененное южное окно попадает меньше солнечной радиации, чем в такое же затененное окно на северной, восточной или западной стороне здания.

В зависимости от климата пассивная солнечная конструкция зданий с преобладанием внутренней нагрузки может включать:

  • Рабочие места с дневным освещением и правильно ориентированными и контролируемыми окнами
  • Спецификация высокоэффективного остекления, которое снижает приток тепла и пропускает видимый свет
  • Выбор высокоэффективных систем HVAC
  • Включая соответствующие устройства затенения.

Типы и стоимость технологий

Существует четыре общих подхода к пассивному солнечному отоплению для зданий с преобладанием поверхностной нагрузки: (1) закаленное солнцем, (2) прямое усиление, (3) косвенное усиление и (4) изолированное усиление.

Четыре подхода к пассивному солнечному отоплению в зданиях с преобладанием поверхностной нагрузки

  1. Защита от солнца достигается за счет небольшого увеличения окон, выходящих на юг. Дом застройщика обычно имеет около четверти окон на каждом фасаде с южным стеклом, равным примерно 3% от общей площади дома.В зависимости от климата, закаленный солнцем дом или казарма могут увеличить этот процент до 5-7%. В этом случае нет необходимости добавлять тепловую массу к базовой конструкции («свободная масса» гипсокартона и мебели достаточна для накопления дополнительного солнечного тепла.)

  2. Прямое усиление — это основная форма пассивного солнечного отопления. Солнечный свет, поступающий через окна, выходящие на юг (в северном полушарии), попадает в отапливаемое помещение и накапливается в тепловой массе, встроенной в пол или внутренние стены. В зависимости от климата, общая площадь стекла прямого усиления не должна превышать 12% площади пола дома. Помимо этого, вероятны проблемы с бликами или выцветанием тканей, и становится все труднее обеспечить достаточную тепловую массу для круглогодичного комфорта.

Центр посетителей Сиона со стеной Тромба и окнами фонаря.

  1. Система пассивного солнечного отопления с непрямым усилением (также называемая стеной Тромба или стеной с накоплением тепла) представляет собой обращенную на юг застекленную стену, обычно построенную из тяжелой каменной кладки, но иногда с использованием емкостей с водой или материалов с фазовым переходом.Солнечный свет поглощается стеной и в течение дня она медленно нагревается. Затем, постепенно охлаждаясь в течение ночи, он отдает накопленное тепло в течение относительно длительного периода времени косвенно в пространство.

  2. Изолированное усиление, или солнечное пространство, пассивное отопление собирает солнечный свет в области, которая может быть закрыта от остальной части здания. Двери или окна между солнечным пространством и зданием открываются в течение дня для циркуляции собранного тепла, а затем закрываются на ночь, позволяя температуре в солнечном пространстве падать.Небольшие циркуляционные вентиляторы также могут использоваться для отвода тепла в соседние помещения.

Руководство по пассивному солнечному охлаждению и нагреву Arizona Solar Center содержит дополнительную информацию о пассивном солнечном дизайне. Теперь доступны наружные бетонные стены, которые изолированы снаружи для защиты бетона от погодных условий. Для обмена теплом с комнатным воздухом бетон должен быть открыт изнутри.

Заявка

Стратегии пассивного солнечного отопления следует использовать только в случае необходимости.Пассивное солнечное отопление лучше работает в небольших зданиях, где конструкция оболочки контролирует потребление энергии. Это означает пространство, которое еще не обогревается занятыми людьми, светом, компьютерами и другими внутренними источниками тепла. Стратегии, такие как стены тромба, существуют для смягчения нежелательных бликов и чрезмерного притока тепла, но необходимо соблюдать осторожность при подаче солнечного тепла на рабочие места. Пассивное солнечное отопление часто используется в циркуляционных помещениях, таких как вестибюли и атриумы, коридоры, комнаты отдыха и другие типы помещений с низким внутренним теплопритоком, которые позволяют жильцам перемещаться вдали от солнца.

Основными типами зданий, которые могут получить наибольшую выгоду от применения принципов пассивного солнечного отопления, являются:

  • Казармы и другое малоэтажное жилье в умеренном и холодном климате (в местах, где ежегодно бывает более 2000° дней)
  • Малая почтовая станция (PX) (менее 10 000 футов 2 )
  • Склады
  • Средства технического обслуживания.

Экономика

Умеренные уровни пассивного солнечного обогрева, также называемого солнечным закаливанием, могут снизить потребность здания в дополнительном отоплении с 5% до 25% с небольшими или нулевыми дополнительными начальными затратами и должны быть реализованы для всех небольших зданий в умеренном и холодном климате. Здания с более агрессивным пассивным солнечным отоплением могут снизить потребление тепловой энергии на 25-75% по сравнению с типичной конструкцией, оставаясь при этом экономически эффективными в течение всего жизненного цикла. Этот подход следует рассматривать для многих небольших зданий в умеренном и холодном климате.

С помощью опытных архитекторов и строителей, проектирующих пассивную солнечную энергию, пассивное солнечное проектирование стоит немногим больше, чем обычное проектирование зданий, и позволяет сэкономить деньги в долгосрочной перспективе. Однако в районах, где нет опытных архитекторов и строителей, использующих солнечную энергию, стоимость строительства может быть выше, чем для обычных зданий, и могут быть допущены ошибки при выборе строительных материалов, особенно оконного стекла.Например, пассивные солнечные дома часто строятся с использованием стекла, которое не пропускает солнечную энергию. К сожалению, это дорогостоящая ошибка. Правильный выбор стекла зависит от климата и того, с какой стороны здания (восток, запад, север или юг) оно установлено.

Летом или в стабильно теплом климате дневное освещение может фактически увеличить потребление энергии в здании, увеличивая нагрузку на кондиционирование воздуха.

Оценка доступности ресурсов

В климате с ясным небом во время зимнего отопительного сезона и там, где альтернативные источники тепла относительно дороги, пассивное солнечное отопление, как правило, работает лучше всего и является наиболее экономичным вариантом.

Хорошим пассивным солнечным участком является тот, который позволяет своим солнечным поверхностям смотреть на истинный юг с минимальным количеством затенения в зоне доступа к солнцу. Обращения солнечных поверхностей на юг недостаточно для обеспечения их работоспособности; область к югу должна быть очищена от препятствий, которые могут препятствовать попаданию солнца на них. Зимой не должно быть значительных засоров между 9:00 и 15:00. солнечное время.

Препятствия непосредственно к югу от здания должны располагаться на расстоянии не менее 1. в 7 раз больше их высоты от поверхности, чтобы избежать затенения здания зимой. Препятствия, расположенные вдоль линий под углом 45° к востоку или западу от юга, должны быть удалены от здания не менее чем в 3,5 раза от их высоты, чтобы избежать затенения. Важно помнить, что солнце находится ниже в небе и зимой отбрасывает более длинные тени. Поэтому, даже если летом участок не затенен, зимой он может таковым не оставаться.

Вопросы дизайна

Ниже приведены общие рекомендации, которым следует следовать при применении технологии пассивного солнечного отопления.

  • Уделите особое внимание конструкции прочной энергосберегающей оболочки здания.
  • Устранение проблем с ориентацией при планировании площадки. Максимально уменьшить остекление с восточной и западной сторон и защитить проемы от господствующих зимних ветров.
  • Установите воздухонепроницаемое уплотнение вокруг окон, дверей и электрических розеток на наружных стенах. Используйте входные вестибюли и держите все воздуховоды в изолированной оболочке здания, чтобы обеспечить тепловую целостность. Рассмотрите возможность проведения испытаний моделей домов с помощью вентилятора, чтобы продемонстрировать герметичность и минимизировать потери в воздуховодах.
  • Укажите окна и остекление, которые имеют низкие значения коэффициента теплопередачи (значения U), но при этом допускают адекватные уровни поступающего солнечного излучения (более высокий коэффициент солнечного тепла [SHGC]). Следует обращаться к таким источникам данных, как Справочник сертифицированных продуктов Национального совета по рейтингу оконных конструкций, для получения проверенных значений производительности. Количество остекления будет зависеть от типа здания и климата.
  • Убедитесь, что южное стекло в здании с пассивным использованием солнечной энергии не способствует повышенному охлаждению летом. Во многих районах затенение летом так же важно, как и допущение солнечного усиления зимой. Используя приведенный ниже рисунок свеса, используйте летний (B) и зимний (A) угол наклона солнечных лучей для расчета оптимальной конструкции свеса.

Планы секций солнечных батарей и углы южного свеса

  • Избегайте перегрева. В жарком климате здания с большой площадью остекления могут перегреваться. Обязательно сведите к минимуму количество окон, выходящих на восток и запад, и правильно установите размер затеняющих устройств.Для больших зданий с высоким внутренним теплопритоком пассивное солнечное тепло является проблемой, поскольку оно увеличивает затраты на охлаждение больше, чем сумма, сэкономленная на обогреве помещений.
  • Исполнение для естественного проветривания летом с открывающимися окнами, предназначенными для перекрестного проветривания. Потолочные вентиляторы или вентиляторы с рекуперацией тепла обеспечивают дополнительное движение воздуха. В климатических условиях с большими суточными перепадами температуры открывание окон на ночь отдает тепло прохладному ночному воздуху, а закрытие окон в жаркие дни естественным образом сохраняет прохладу в здании.
  • Обеспечьте естественное освещение каждой комнате. Некоторые из наиболее привлекательных зданий с пассивным солнечным отоплением включают в себя элементы как прямого, так и косвенного усиления. Это может обеспечить каждому пространству качество света, соответствующее его функции.
  • Удлините здание (если возможно) вдоль оси восток-запад, чтобы максимизировать высоту южной стороны и количество окон, выходящих на юг, которые можно включить.
  • Планируйте активные жилые или рабочие зоны на южной стороне здания, а менее часто используемые помещения, такие как складские помещения и ванные комнаты, на северной стороне.Держите окна, выходящие на юг, в пределах 20 ° в любую сторону от истинного юга.
  • Улучшите эксплуатационные характеристики здания за счет использования высокоэффективного низкоэмиссионного остекления или ночного подвижного утеплителя для снижения потерь тепла через стекло в ночное время.
  • Расположите препятствия, такие как озеленение или заборы, чтобы полное воздействие солнца было доступно для южных окон с 9:00 до 15:00. для максимальной солнечной энергии зимой.
  • Предусмотрите навесы или другие приспособления, такие как шпалеры или лиственные деревья, для затенения летом.
  • Уменьшите инфильтрацию воздуха и обеспечьте надлежащий уровень изоляции стен, крыш и полов. В качестве отправной точки для определения соответствующих уровней изоляции проверьте минимальные уровни в Типовом энергетическом кодексе Совета американских строительных чиновников.
  • Выберите вспомогательную систему (HVAC), которая дополняет эффект пассивного солнечного нагрева. Не поддавайтесь желанию увеличить размер системы, применяя «эмпирические правила».
  • Убедитесь, что имеется достаточное количество тепловой массы. В зданиях с пассивным солнечным отоплением с высоким вкладом солнечной энергии может быть трудно обеспечить достаточное количество эффективной тепловой массы.
  • Дизайн, защищающий от солнечных бликов. Расстановку комнат и мебели необходимо планировать таким образом, чтобы солнце не ослепляло оборудование, такое как компьютеры и телевизоры.

Эксплуатация и техническое обслуживание

Пассивное солнечное отопление внедряется при первоначальном строительстве здания; следовательно, требуется очень мало обслуживания или внимания, помимо того, что требуется для оболочки здания в целом. Техническое обслуживание должно гарантировать, что участки, предназначенные для получения солнечного тепла, не будут затенены растительностью или другими препятствиями.

Дополнительные ресурсы

Публикации

Руководство по пассивному использованию солнечной энергии, Устойчивые источники

Учебные занятия

Обучение по Федеральной программе управления энергопотреблением

Оценка зданий и тематические исследования

Оценки производительности ряда зданий с пассивным солнечным отоплением доступны в программе Образцового строительства Министерства энергетики США. Описание проектов по энергетическому анализу зданий можно получить в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии.

Журнал Solar Today Издается ежемесячно Американским обществом солнечной энергии (ASES) и имеет постоянную программу публикации тематических исследований.

Инструменты анализа

Чтобы проанализировать производительность больших коммерческих и административных зданий с преобладанием внутренней нагрузки, см. DOE-2. Солнечное отопление больших и сложных зданий требует использования более мощной компьютерной программы. Рекомендуются многозональные программы, разработанные правительством (DOE), такие как DOE-2 и EnergyPlus.

Деревянные полы и лучистое тепло

BigStockPhoto ©

Лучистое (теплое) отопление — это тип системы отопления, которая размещается под полом здания. Лучистое отопление как технология представляет собой метод преднамеренного использования принципов лучистого тепла для передачи лучистой энергии от излучающего источника тепла к объекту. Лучистое отопление может быть гидравлическим (вода/жидкость, протекающая по трубам) или электрическим (электрические нагревательные элементы сопротивления).

Температура поверхности пола является ключом к определению необходимого уровня комфорта.Конечные пользователи могут испытывать дискомфорт при контакте со слишком теплыми или слишком холодными поверхностями пола. Температурный комфорт определяется учеными-строителями и медицинскими работниками как «состояние ума, выражающее удовлетворение тепловой средой». Системы лучистого отопления и охлаждения обычно используются для обеспечения теплового комфорта человека (хотя системы лучистого охлаждения никогда не рекомендуются для использования под деревянными полами).

Чтобы обеспечить адекватную тепловую среду для конечного пользователя, необходимо учитывать множество факторов, в том числе размер помещения, конструкцию дома, R-значение окон, системы HVAC, количество и возраст пассажиров, а также внутреннюю отделку, на которую эти требования могут оказать непосредственное влияние.

По данным ASHRAE (Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха), температура пола, обеспечивающая оптимальный комфорт для большинства людей, составляет примерно 75°F, как показано на этом графике.

Источник: ASHRAE

Комфорт человека — это только часть уравнения. Не менее важно, как деревянный пол справляется с лучистым теплом.

Способность/неспособность деревянного напольного покрытия передавать тепло напрямую влияет на конструкцию системы лучистого отопления.Способность системы лучистого отопления адекватно обогревать помещение или просто обогревать пол, не повреждая древесину, необходимо учитывать при выборе системы лучистого отопления на любом объекте.

Вот некоторые из наиболее важных параметров, которые следует учитывать при выборе или укладке деревянного пола поверх любой системы лучистого отопления:

  • Все деревянные полы должны быть должным образом подобраны к ожидаемым условиям эксплуатации, в которых они будут работать.При размещении источника тепла непосредственно под уложенным деревянным настилом содержание влаги будет принудительно снижено в течение отопительного сезона, если не будет добавлено дополнительное увлажнение.
  • Часто требуется дополнительная система контроля влажности, которая должна быть указана в проекте, чтобы должным образом соответствовать экологическим требованиям производителя деревянных полов или, если не указано, поддерживать условия окружающего воздушного пространства от 30 до 50 процентов относительной влажности и 60°. F-80°F, в соответствии с инструкциями по установке NWFA.Специалист по деревянным настилам должен подтвердить и задокументировать наличие и работоспособность дополнительной системы увлажнения до спецификации или установки деревянного настила.
  • Регистраторы данных, устанавливаемые в пол или под полом, рекомендуется устанавливать подрядчику по напольным покрытиям, чтобы гарантировать, что условия температуры и влажности не превышают допуски для напольного покрытия. Размещение этих датчиков должно быть определено с помощью установщика системы лучистого отопления, чтобы получить наиболее точные показания температуры пола.
  • Конечный пользователь должен быть осведомлен о важности надлежащего использования и технического обслуживания системы увлажнения и регистраторов данных для обеспечения надлежащего уровня температуры и относительной влажности в течение всего года.

Типы деревянных полов, которые лучше всего подходят для систем лучистого отопления под полом, должны учитываться для обеспечения долгосрочной работы.

Породы
Как в массивных, так и в инженерных напольных покрытиях некоторые породы известны своей стабильностью размеров, например, мескит, черная вишня, черный орех и другие.Менее устойчивые породы, такие как гикори, бук и клен, менее подходят для использования в условиях теплового излучения.

Диаграмма размерной стабильности. Виды с более высоким номером менее стабильны и менее подходят для использования над лучистым теплом.

Резка
Древесина является гигроскопичным и анизотропным материалом, то есть она впитывает и отдает влагу, а также сжимается и набухает в зависимости от этих изменений влажности по-разному в каждом направлении. Древесина сжимается и набухает больше всего по окружности вокруг годичных колец (тангенциально), примерно вдвое меньше поперек колец (радиально) и лишь в незначительной степени вдоль волокон (продольно).Способ, которым он вырезается из дерева для сплошного пола, классифицируется как распил с прямым пропилом, распил на четверть, распил по дереву, распил с торцом или торцевой пилой. Деревянные полы, распиленные пополам и рифленым пиломатериалам, более стабильны по размерам по ширине, чем полы из цельного пиломатериала или торцевой древесины.

Ширина
Древесина меняет размеры пропорционально ширине доски. Узкие доски расширяются и сжимаются меньше, чем более широкие доски того же вида и распила.

Тип напольного покрытия
Полы из паркетной доски, как правило, более стабильны по размеру, чем полы из массивной древесины.Однако не все паркетные полы рекомендуются или подходят для использования в системах лучистого отопления. Инженерные полы с менее стабильным износостойким слоем, такие как гикори, бук и клен, обычно не подходят для лучистого тепла, если иное не указано производителем напольных покрытий. Отрезок и толщина слоя износостойкого слоя (очищенного, нарезанного или распиленного) также могут влиять на то, как пол ведет себя в отношении лучистого тепла. Следуйте рекомендациям производителя напольных покрытий в отношении ухода, требований к окружающей среде (T и RH), требований к температуре поверхности, а также относительно того, предназначен ли каждый конкретный продукт для использования с лучистым теплом.

Деревянные полы, изготовленные и предназначенные для работы при уровне MC выше 9 процентов или в условиях относительной влажности выше 50 процентов, не должны использоваться в системах лучистого отопления.

Большинство деревянных полов можно укладывать на лучистое тепло при соблюдении всех необходимых условий. Успешная установка деревянного пола происходит, когда инженер-проектировщик системы лучистого отопления, установщик системы лучистого отопления, установщик деревянного пола и конечный пользователь общаются и полностью понимают, что требуется для всей устанавливаемой системы пола.Это сообщение должно включать в себя информацию о том, какой тип деревянного пола использовать, какой метод укладки использовать, понимать, как этот источник тепла может воздействовать на деревянный пол, какие меры предосторожности следует принимать до, во время и после укладки, а также постоянное общение между всеми сторонами, когда вносятся какие-либо изменения. место в любой части системы. Конечный пользователь также должен иметь четкое представление о требованиях к использованию и уходу за напольными покрытиями, а также об особенностях, ограничениях и возможностях системы лучистого отопления, а также о том, как все это работает вместе в системе, чтобы оставаться в рамках
в необходимых пределах. параметры.

Более подробная информация о системах лучистого отопления, устанавливаемых под деревянными полами, включена в предстоящие обновления Руководства по установке деревянных полов NWFA.

Бретт Миллер — вице-президент по образованию и сертификации Национальной ассоциации деревянных полов в Сент-Луисе. С ним можно связаться по адресу [email protected]

Теплый пол ONDOL.

В Южном Китае с каждым днем ​​растет использование систем напольного лучистого отопления.Однако дизайнеры и пользователи постоянно пытаются найти, как выбрать подходящий температурный диапазон пола, исходя из комфорта человека. Это исследование обобщило и проанализировало диапазон комфортной температуры пола в системах лучистого обогрева пола в трех аспектах: стандартная интерпретация, литературные исследования и эксперименты на людях. Были пересмотрены стандарты теплового комфорта, включая GB/T50785: 2012, ASHRAE 55: 2013, ISO 7730: 2005, ISO 13732–2: 2001 и ISO 13732–1: 2006. Приемлемый диапазон 19–29 °C (PD <10%) был рекомендован в качестве оптимальной температуры пола в этих стандартах.Кроме того, были пересмотрены нормы проектирования зданий EN 1264: часть 2 и EN 15377–1: 2009, GB 50019: 2015, GB50736: 2012 и JGJ 142: 2012. Допустимый диапазон температуры излучения пола для европейских строительных норм и правил также указан как 19–29 ° C, тогда как для китайских норм проектирования диапазон 24 (или 25)–26 (или 27) ° C с верхним порогом 28 (или 29). ) рекомендуется °C. Однако литературный обзор экспериментов и полевых исследований показал, что Восточная Азия предпочитает более высокие температуры пола, чем рекомендуемые диапазоны в этих стандартах, например, 27–33 ° C в Корее и 26–30 ° C в Японии согласно исследованиям климатической камеры. и может достигать 33.6–38,8 ° C в полевых исследованиях. Эксперименты на людях проводились в типичной комнате с системой лучистого обогрева пола, расположенной в жилом доме в Чунцине. В общей сложности 45 испытуемых испытали систему отопления с шестью различными температурами пола: 25 °C, 27 °C, 29 °C, 31 °C, 33 °C и 35 °C. Испытуемых усаживали босиком, чтобы оценить восприятие, связанное с температурой пола, следующим образом: оценка тепловых ощущений (TSV) ног, тепловое ожидание температуры пола и тепловой комфорт ног.Результаты экспериментов также показали, что местные жители в климатической зоне Китая с жарким летом и холодной зимой (HSCW) предпочитают более высокие температуры пола, чем рекомендованные стандартами или нейтральные условия. При длительном пребывании (30–120 мин) нейтральная температура пола составляла примерно 28 °C с верхним порогом 32,5 °C (т. е. TSV = +0,5), диапазон комфортных температур составлял примерно 29–32 °C, и предпочтительная температура для большинства испытуемых составляла около 32 ° C. При кратковременном пребывании (1 мин) на тепловой комфорт и предпочтения влияли различные факторы, и их значения были разными для испытуемых разного возраста.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.