Особенности систем лучистого отопления

Лучистое отопление: недостатки и преимущества помощи мини-солнца

Выбор оптимального вида отопления — один из главных этапов любого строительства. Оно может быть различным: например, печным или котельным. При решении этой задачи учитывают многие факторы — доступность вида топлива, особенности дома — планировку, этажность, местность, где он будет располагаться, и толщину его стен. Однако прежде надо узнать, какие виды отопления бывают, познакомиться с относительно новыми технологиями. К ним с полным правом можно отнести лучистое отопление, поэтому перед выбором не помешает понять, что это такое, а также оценить недостатки и достоинства данной альтернативы.

Системы отопления по виду энергоносителя

Перед тем как приступать к вопросу о том, что такое лучистое отопление, нужно «пробежаться» по всем используемым системам. Их можно классифицировать по-разному, однако начать лучше с источника тепла, с вида топлива. Ассортимент в этом случае достаточно широк.

Газовые

Главное достоинство этого теплоносителя — его невысокая цена. Конечно, если вести речь о магистральном, а не сжиженном виде топливе. Но основе газа есть возможность реализовать любую схему отопления. Основной недостаток — большие затраты на присоединение к газопроводу, если он проходит относительно далеко от участка. Другой минус — необходимость согласования операции (и проекта системы отопления) с газовой службой.

Жидкотопливные

Эти рассматриваемые варианты энергоносителя — дизельное топливо, солярка либо легкие сорта мазута. Такие жидкотопливные системы также подходят для частного дома. Современное оборудование имеет достаточно высокий КПД, а автоматические системы делают управление простым, а расход топлива экономичным. Минусы есть: это сложность конструкции, поэтому дороговизна жидкотопливной горелки, высокая цена теплоносителя, необходимость его транспортировки, места для хранения.

Твердотопливные

В этом случае источниками тепла служат дрова, пеллеты или уголь. Этот вариант обычно рассматривают владельцы участков, на которые нет возможности провести газ, к тому же нередки перебои с электричеством. Современное оборудование, использующееся для автоматизации системы, дозирования топлива, серьезно упрощает ее эксплуатацию. Однако недостатки тоже существенны. Это цена, несравнимая со стоимостью газа, расходы на транспортировку, необходимость выделить помещение для хранения топлива.

Комбинированные

Это отопительные системы, в которых используют несколько видов топлива. Например, к газовому котлу и радиаторной водяной системе добавляют теплые полу, обогреваемые с помощью электричества, либо инфракрасные обогреватели. Возможны и другие варианты.

К этой же категории относится почти универсальное оборудование — многотопливные котлы, способные работать на 2-4 видах топлива. Плюс их — шанс бесперебойной, эффективной работы в любых условиях. Минус — высокая цена, которая растет пропорционально количеству продуктов в «рационе» агрегата, и такая же стоимость ремонта.

Нельзя не сказать об альтернативных системах, которые для обогрева помещений используют энергию солнца или ветра, тепло земли, естественных водоемов или воздуха. В некоторых случаях они могут функционировать почти автономно. Многих привлекает их экономичность и экологичность. Однако пока хозяев домов останавливает высокая цена оборудования, проектирования и монтажа. Ждать окупаемости таких систем приходится долго.

Отопление: способы передачи тепла

Основных разновидностей отопительных систем существует две. Это конвективное и лучистое (инфракрасное) отопление.

Конвективное

Конвективным считают любую отопительную систему, в которой передача тепловой энергии происходит благодаря естественному перемещению теплых и холодных воздушных масс. Нагретый воздух всегда поднимается вверх, холодный или остывший опускается вниз.

В этом и есть основной недостаток любого конвективного отопления: в помещении всегда большой перепад температур. У потолка всегда тепло, у поверхности пола — холодно. Этим «грешит» традиционная радиаторная система, однако еще больший «эффект-дефект» наблюдается при работе тепловентиляторов или тепловых пушек.

Лучистое

Альтернатива — инфракрасное, лучистое отопление. В этом случае тепло передается посредством излучения. Сравнить эту систему можно с мини-солнцем. Располагают отопительное оборудование над обогреваемой зоной, под ней, или сбоку, на стенах.

В роли теплоносителя в таких системах выступает вода, реже горячий воздух либо пар. Альтернатива — легкие электрические нагреватели, которые чаще монтируют в потолок. Большая часть отопительных приборов (конвекторы, радиаторы, теплые полы, стены) являются конвективно-лучистыми, то есть переносят тепло конвекцией и излучением, но соотношение этих способов отопления у них разное.

Лучистое отопление: его особенности

Прежде надо разобраться, как работает инфракрасный обогрев, какова его польза для организма.

Польза инфракрасного оборудования

Для понимания лучше сначала поближе познакомиться с «работой» его большого «брата». Солнце является источником электромагнитного излучения. Оно состоит из трех волн различной длины.

  1. Видимый свет. С помощью призмы его можно расщепить на семь цветов, порядок которых всем известен со школьных времен (каждый охотник желает знать, где сидит фазан).
  2. Ультрафиолетовые волны более короткие, их невозможно различить невооруженным глазом, потому что это излучение находится за пределами фиолетовой области спектра. Атмосфера земли УФ поглощает, а результатом воздействия этих волн на людей является загар.
  3. Инфракрасное излучение — длинные волны, также невидимые для человека. Они находятся с другой стороны солнечного спектра, за красной областью. Люди воспринимают его как тепло.

Из-за широкого диапазона инфракрасного излучения его разделили на три диапазона — на ближний (он примыкает к видимому свету), средний и длинноволновый, или дальний. Если говорить о максимально полезном воздействии на человека, то идеалом оказывается та часть излучения, что находится ближе к среднему поддиапазону.

Читайте также:
Прибор для проверки и измерения вольтажа стабилитронов

Длина «полезной» волны составляет 5-15 мкм. Такое излучение называют «лучами жизни». Причина — совпадение с частотами теплового излучения человека. Эти волны, повышающие иммунитет, успешно применяют для борьбы с различными заболеваниями. Именно в этом диапазоне работают лучистые обогреватели.

Полноценной системой лучистого отопления может считаться та, при работе которой около 75% теплоты передается помещению лучеиспусканием, а около 25% — конвекцией. Такое соотношения позволяет получить максимальный комфорт для человека.

Инфракрасное отопление будет нагревать поверхности (пол, мебель и т. д.), сосредотачивать тепло, необходимое человеку на конкретном участке комнаты. Эта система не будет распространять его в зоны, которым максимальный комфортный обогрев не нужен. В первую очередь, это касается потолка.

«Собственное солнце», по сути, является почти полным аналогом настоящего светила. Отличие одно: это отсутствие ультрафиолетового излучения, которое в больших дозах вредно для организма человека.

Области применения лучистого отопления

Эти системы используют для обустройства обогревательных систем в различных помещениях. Их можно увидеть:

  • на дачах, в частных домах, квартирах, на балконах;
  • в гаражах, теплицах, птичниках, на верандах, террасах;
  • в ресторанах и кафе, в гостиницах, торговых павильонах;
  • на производстве: в цехах, мастерских, на складах и в ангарах;
  • в общественных зданиях: офисах, магазинах, школах, детских садах.

Лучистыми системами отопления нередко оборудуют медицинские центры, клиники, больницы, санаторно-курортные комплексы.

Лучистые нагреватели бывают пленочными (ПЛЭН) и панельными. Первый вид работает только от электричества. Второй вариант более универсален: помимо электроэнергии он позволяет использовать воду или газ. По понятным причинам газовые лучистые панели (ГЛО) походят для обогрева складов, производственных помещений, больших мастерских или ангаров. В квартирах и частных домах идеалом будут максимально безопасные электрические системы.

Выбор отопительного оборудования

Такие приборы можно размещать на потолке, полу или стенах. Решение владельцев дома зависит только от климата в местности. На Крайнем Севере рекомендуют устанавливать напольное лучистое отопление. Там, где климат жаркий, советуют монтировать потолочные конструкции сверху. В этом случае систему летом можно использовать в качестве кондиционера, пропуская по трубам холодную воду.

Лучистое отопление: недостатки или достоинства?

Отопительные системы постоянно совершенствуются, появляются новые виды. Первое доказательство прогресса — лучистое отопление, которое относится к новейшим технологиям.

Плюсы

О пользе таких систем для людей уже было написано, но это не единственное преимущество данного вида обогрева. В списке преимуществ:

  1. Равномерный нагрев. Принцип действия лучистой технологии основан на передаче тепла всем предметам, находящимся в помещении. Они, нагреваясь, начинают передавать тепловую энергию в пространство — воздуху. Этот эффект называют «вторичным излучением».
  2. Относительная простота монтажа любого вида лучистых обогревателей — безусловный плюс. Все крепежные элементы уже присутствуют в комплекте, поэтому дополнительных расходов владельцам не потребуется.
  3. Удобство: есть возможность быстрой регулировки температуры, поддерживания низкотемпературного режима в том случае, если хозяева временно отсутствуют.
  4. Низкая расчетная температура: достаточно нагреть теплоноситель до 40°, чтобы на выходе получить 35°. В морозы достаточно 45/40°.
  5. Шанс монтажа оборудования в любой зоне: например, над кроватью, либо около нее.
  6. Простое обслуживание инфракрасных электрических приборов.
  7. Быстрый прогрев любого помещения.

Еще одно преимущество такого отопления — энергоэффективность. Считается, что системы лучистого нагрева в скором времени могут потеснить привычные радиаторы и традиционное климатическое оборудование. Причина — универсальность: данные приборы способны обеспечить не только обогрев, но и охлаждение.

Недостатки

Эффективность оборудования — достоинство, которое сразу превращается в недостаток, если речь заходит о лучистом отоплении в квартирах. Такое решение не совсем целесообразно. Причина — некоторые потери тепла. Поскольку прибор будет нагревать все поверхности, часть тепловой энергии будет неизбежно уходить в соседние помещения.

Конечно, эту проблему решит монтаж теплоизоляции, однако нужно учесть и еще один недостаток: это большие расходы. Вкупе с изоляционными материалами такой обогрев обойдется дороже обычных радиаторов отопления.

В небольшую «армию» минусов можно отнести цену таких приборов, однако вполне логично ожидать, что эффективность оборудования всегда требует каких-то жертв. Рано или поздно, но оно обязательно окупится.

Необходимость грамотного, точного расчета тоже крайне важна. В противном случае эффективной работы оборудования можно не дождаться. Поэтому перед покупкой нужна консультация со специалистом.

Системы инфракрасного отопления

Если размышлять о «идеальном идеале» лучистого обогрева, то им была и остается обычная массивная печь. В ней даже выпечка получается вкуснее, причина — инфракрасное излучение. Причем это факт, а не просто ощущение. Представителей современных систем лучистого отопления существует несколько. Это «теплые полы», пленочные лучистые обогреватели и излучающие панели — стеновые либо потолочные.

Системы «теплый пол»

Они отличаются как конструкцией, так и принципом отопления.

  1. Конвективные системы. К ним относятся любое отопление, где теплоносителем выступает вода. Другие разновидности — кабельные или кабельные, уложенные в теплоизоляционные плиты, а также пленочные. Последние конструкции называют греющими матами. Это тонкие кабели, которые укладывают на сетчатую основу.
  2. Лучевые, инфракрасные системы. Такое тепло вырабатывают два вида теплых полов. В пленочных полах полосы графита запаивают в пленку, изготовленную из полиэтера. Стержневые инфракрасные полы — маты, заполненные параллельными рядами карбоновых стержней. Соединены все элементы силовыми проводами.

Лучевые системы теплых полов имеют большое преимущество перед простыми конвективными конкурентами. В случае выхода из строя одного элемента обогрев будет продолжать работать. Но надо отметить, что эффективность потолочных панелей (пленок) выше, чем у напольных систем. Разница составляет примерно 15% (85 против 70). Причина — более выраженная конвекция напольного отопления.

Читайте также:
Потолочный обогреватель для дачи, преимущества инфракрасных приборов, фотографии и видео

Пленочные лучистые электронагреватели (ПЛЭН)

ПЛЭН считают самыми рациональными системами для обогрева любых помещений: как жилых, так и нежилых. Пленочные обогреватели могут стать основной или дополнительной системой. Чаще их располагают на потолке.

ПЛЭН состоит из двух слоев полимера. Между ними располагаются резисторы, отдающие лучистое тепло алюминиевой фольге. Стандартная ширина устройства составляет 300 мм, толщина — 1 мм. Максимальная температура нагрева — 450°.

Плюсы таких систем — компактность, практичность, относительная простота монтажа, так как крепежные элементы входят в любой комплект. Малое потребление электроэнергии — еще одно немаловажное достоинство пленочных обогревателей.

Стеновые панели

Эти обогревательные системы — закрытые модульные блоки, изготовленные из медных труб. Их толщина — 20-25 мм. Корпус делают из алюминия. В роли теплоносителя выступает горячая вода. Панель отопительного прибора служит не только в роли кожуха: труба, спрятанная в корпусе, способна отдать больше теплоты, чем та, что проложена открыто.

При температуре 40° лучевая теплопередача у данного оборудования составляет около 80%. Оставшиеся 20 процентов — передача конвективным способом. Перед монтажом модулей стены защищают фольгированным утеплителем. Панели фиксируют на стенах с помощью вертикальных либо горизонтальных штанг. Существуют встроенные модели панелей.

В этом случае медные змеевики крепят к стенам с помощью вертикальных либо горизонтальных направляющих. После завершения монтажа лучистое оборудование закрывают слоем штукатурки (35 мм), листами гипсокартона или другими стеновыми материалами. Кроме внешнего монтажа можно осуществить внутреннюю установку. В этом случае модульные блоки крепят на арматуру, а затем бетонируют.

Эффективность работы этой разновидности лучистой системы напрямую зависит от свободного пространства. Большое количество корпусной мебели по периметру стен располагать не рекомендуется.

Потолочные модели

Эти конструкции можно назвать «пионерами» лучистого обогрева, так как именно они появились раньше всех своих конкурентов. Объясняется их популярность просто: потолок располагается на максимальном расстоянии от жителей квартиры, а тем более — дома, где высота чаще превосходит параметры многоэтажек. По этой причине ничто не мешает нагреть их до относительно высоких температур без вреда для здоровья домочадцев.

Максимальная температура моделей для потолка зависит от его высоты. Оптимальным считается перепад 5-10° между температурой поверхности панели и воздуха в помещении. Такие лучевые панели не встраивают в потолок, поэтому монтаж их относительно прост, а обслуживать системы удобно.

Лучистое отопление постепенно становится все более популярным, так как эта альтернатива привычным для всех системам безопасна, практична, к тому же обеспечивает комфортные условия для людей.

Что такое лучистое отопление

Системы жизнеобеспечения играют значительную роль в современном мире. Человеку уже не обойтись без инфраструктуры переноса и доставки воды, тепла, энергоносителей.

Тепловое излучение Как известно, все способы отопления основаны на физических законах передачи тепла от более теплого тела к более холодному. Можно выделить три основных типа теплообмена: теплопроводность (внутри твёрдого тела), конвекция (подразумевает наличие между объектами газообразной или жидкой среды) и лучистый теплообмен. Лучистый теплообмен, в отличие от остальных видов теплообмена, не требует непосредственного контакта или наличия проводящей среды: тепловое излучение (электромагнитные волны инфракрасного диапазона длиной от 0,77 до 340 мкм) может переносить энергию даже через вакуум.

Любой предмет с температурой, отличной от абсолютного нуля, излучает инфракрасные волны, будь то чайник или электрическая лампа. То же можно сказать и о традиционном радиаторе отопления, хотя в этом случае основная доля тепла будет передаваться все же путем конвекции (

80%) и только малая часть – посредством излучения (

20%). Но если установить отопительный прибор под потолком, оборудовать его отражающими и изоляционными поверхностями, то конвективная составляющая минимизируется (

20-25%). Именно такой принцип заложен в концепции потолочных инфракрасных (ИК) обогревателей – самых эффективных излучателях тепла.

Потолочные инфракрасные обогреватели

Основными преимуществами использования инфракрасных отопительных потолочных обогревателей являются:

    экономия энергии при отоплении помещений с высокими потолками (>3,5м) до 40 % по сравнению с другими системами отопления;

возможность обогрева локальных рабочих зон;

малая тепловая инерционность и короткое время реагирования (“мгновенный нагрев”);

* отсутствие необходимости в выделении части эффективной площади помещения для размещения отопительных устройств;

  • бесшумность работы, экологичность (отсутствие пылевых циркулирующих потоков, сквозняков), простота монтажа и высокий КПД (>90%).

ИК-обогреватели принято классифицировать по температуре (Т) излучающей поверхности (и соответствующей длине волны (?)) на три категории:

    низкотемпературные (длинноволновые) с Т = 45-300С (100-340 мкм);

среднетемпературные (средневолновые) с Т = 300-750С (15-100 мкм);

высокотемпературные (коротковолновые) с Т > 750?С (0,77-15 мкм).

Кроме того, часто можно встретить разделение приборов лучистого отопления на «темные обогреватели» и «светлые обогреватели». Дело в том, что при сильном нагреве (накаливании) предмет меняет свой цвет, т. к. испускаемые им волны перемещаются в видимую область спектра. Низкотемпературные обогреватели не светятся, их излучение полностью находится в ИК-диапазоне. Поэтому они получили название «темные обогреватели». «Светлыми обогревателями» являются соответственно средне- и коротковолновые отопительные приборы.

Источником энергии для потолочных ИК обогревателей могут служить газ, электричество и вода. Газовые ик обогреватели могут относиться к средне- и высокотемпературным обогревателям. В «светлых» коротковолновых газовых ИК обогревателях основным нагревательным элементом является керамическая пластина (толщиной порядка 12 мм), внутри которой происходит сжигание газа. При этом температура поверхности керамики может достигать 1000С, однако особенности ее конструкции и хорошие теплоизоляционные показатели пористой керамики обеспечивают высокий нагрев только на излучающей (рабочей) стороне, тыльная часть панели не прогревается более

Читайте также:
Оборудование скважин

В среднетемпературных газовых ИК обогревателях излучателями являются металлические трубки, каждая из которых обеспечивается системами подвода газа и электроэнергии, а также отвода продуктов горения. Воздух и газ поступают в специальную камеру, где образуют горючую смесь, которая в свою очередь сжигается в керамической пластине. Продукты сгорания равномерно распределяются внутри трубок, излучающих тепло.

Электрические потолочные ИК-излучатели в основном представлены длинно- и средневолновыми приборами. Их основным компонентом, преобразователем электрической энергии в тепловую, как правило, является стальной трубчатый электронагреватель (ТЭН). Реже используется пленочный нагреватель, который имеет трехслойную конструкцию (между двумя полимерными пленками размещается угольно-графитовый порошок). Преобразователь устанавливается в корпусе из оцинкованной стали. В нем же находится отражатель из полированного алюминия. Задняя стенка корпуса защищена теплоизоляционным материалом (в основном минеральной ватой). При подаче тока ТЭН нагревается и тепло (в виде электромагнитных волн) с помощью отражателя излучается в зоны обогрева.

Ещё один тип приборов лучистого отопления – это водяные потолочные ИК обогреватели. В отличие от уже рассмотренных газовых и электрических обогревателей им свойственна высокая взрыво- и пожаробезопасность. Потолочные водяные ИК обогреватели могут применяться на предприятиях химической, деревообрабатывающей, бумажной промышленности, а также в складских помещениях. Источником нагрева в данных приборах служит теплая или горячая вода (температурой от 40 до 120С). Поэтому водяные инфракрасные обогреватели относятся к группе низкотемпературных (длинноволновых) обогревателей.

Конструкция водяных потолочных ИК-обогревателей представляет собой панель, нижняя часть которой является излучающим экраном, а верхняя снабжена изоляцией с отражающим слоем, направляющим всё излучение вниз. Внутри панели расположены трубки (диаметром от 15 до 28 мм), проводящие воду. От них тепло передается экрану, который излучает волны, нагревая находящиеся в помещении предметы. Также необходимо отметить, что в летнее время водяные панели могут быть использованы в качестве приборов охлаждения, которые, в отличие от кондиционеров, не создают сквозняков, пылевых потоков, не несут бактериальной опасности, а также не допускают пересушивания воздуха.

Кроме того, модульная компоновка некоторых изделий позволяет собирать конструкции необходимых типоразмеров исходя из исключительных пространственных характеристик того или иного помещения. Для зданий с повышенной влажностью (автомоек, бассейнов и т.д.) существуют коррозионно-устойчивые варианты исполнения приборов, для медицинских учреждений – высоко гигиеничные решения ИК-отопления.

Стоит заметить, что, по оценкам экспертов, на человеческий организм наиболее благоприятное влияние оказывают именно длинные волны, которые испускаются объектами с температурой поверхности менее 90?С. Таким образом, в помещениях с высотой потолка 2,5-3,5 м оптимальным решением представляются ИК-панели с нагревом источника 100-120С, дающие безопасное и мягкое излучение.

Итак, по своим теплофизическим свойствам потолочные технологии лучистого излучения идеально подходят для отопления объемных площадей. Главное – энергия практически не тратится впустую. В отличие от западных стран, в нашей стране такие системы пока еще применяются редко, но в последнее время ситуация постепенно изменяется. Так, по прогнозам многих специалистов, потолочные технологии ИК-отопления, в частности, водяные, получат широкое внедрение уже в самой ближайшей перспективе.

Лучистое отопление и его особенности

Современное лучистое отопление – превосходный выбор для любого загородного дома. Такой обогрев позволяет без лишних финансовых затрат и усилий обогреть помещения любой площади, создав оптимальные условия для проживания или работы.

Это один из наиболее прогрессивных и эффективных методов отопления помещений большой площади, который отличается простотой и универсальностью, многофункциональностью и практичностью.

Нагрев воздуха в помещении при помощи потолочной ЛСО

Особенности систем лучистого отопления

Лучистая система отопления – вид обогрева, при котором большая часть теплоты в помещение передается посредством излучения и отчасти конвекции. Довольно часто при таком виде обогрева все приборы, излучающие тепло, располагаются в полу, в стенах (разновидность панельного отопления) либо же под потолком. Специалисты отмечают, что это даже удобнее, чем при более традиционном расположении обогревателей.

Инструкция к лучистым схемам отопления (ЛСО) говорит о том, что наиболее часто применяются специальные пленочные электронагреватели, но также возможно использование и ИК-нагревателей других видов. Особенностью подобного оборудования можно смело назвать его универсальность, возможность использования, как в качестве основного, так и дополнительного генератора теплоты.

Потолочные газовые ИК-нагреватели в производственном цеху

Пленочные обогреватели для ЛСО: особенности, характеристики

Пленочный электрический нагреватель (ПЛЭН) отопления крепится на потолок, обеспечивая эффективный нагрев воздуха в помещении. При этом занимать оборудование может абсолютно любую площадь потолка – можно даже создать локальную зону обогрева, например, в самом холодном месте комнаты.

Монтаж техники производится при помощи довольно простых инструментов и доступных материалов: саморезов, жидких гвоздей, с последующим декорированием деревом, пластиком, ГВЛ или КГЛ.

Любые современные ПЛЭНы являются особым резистивным слоем (резисторами), расположенным между двумя слоями специальной пленки. Толщина одного такого нагревателя составляет порядка 1 мм (не больше), ширина – 30 см, а вес одного квадратного метра – порядка 0,5 кг. Имеется возможность подбора длины изделия в зависимости от особенностей помещения, конструкции и требований отопительной схемы.

Читайте также:
Отзывы о сайдинге ОРТО, его достоинствах и недостатках

Пленочные нагревательные элементы для ЛСО

Принцип работы пленочных нагревателей для лучистого отопления очень прост и будет понятен каждому, кто знаком с основами физики – при прохождении электрического тока через резистивный слой происходит выделение ИК-теплоты. При этом в отличие от более традиционных приборов отопления, ПЛЕНы нагревают сначала лишь стены, пол и предметы, расположенные в помещении, а уже они в свою очередь передают тепловую энергию комнате.

Использование пленочных нагревателей для систем лучистого отопления – превосходный вариант, особенно если в помещении существует строгое ограничение по влажности (при использовании такой техники она существенно не падает).

Удается равномерно нагреть воздух в самый короткий срок, постоянно поддерживать определенную температуру (применяются автоматические контроллеры, в том числе и с системой GSM). Такая техника экономичная и производительная, не требует особого обслуживания и финансовых затрат.

Совет. При установке пленочных обогревателей в помещении нужно помнить, что нагрев помещения от +10 до +20С производится за 50 минут.
К тому же, при полном разогреве, время работы ПЛЭН составляет порядка 10 минут в час.

Монтаж напольного лучистого отопления

Потолочные ИК-обогреватели

Наряду с ПЛЭН для организации лучистого отопления также используются и различное другое оборудование, в частности, ИК-обогреватели. Источником энергии для подобной техники являются электричество, газ или вода, которые проходят через специальные узлы ИК-устройств, излучая определенный объем теплоты.

Как правило, все потолочные инфракрасные источники теплоты, используемые для обогрева помещений, классифицируют по нескольким характеристикам:

  1. Низкотемпературные (используются длинные волны) с температурой нагрева 45-300С;
  2. Среднетемпературные (излучения производятся со средними волнами) – температура нагрева 300-750С;
  3. Высокотемпературные – 750С и выше.

Что касается конструктивных особенностей, то они у каждого потолочного нагревателя свои собственные, зависят от типа и эксплуатационных характеристик:

  • Газовые обогреватели. В зависимости от температуры нагрева (средне- или высокотемпературные) основными излучателями могут быть как металлические трубки, так и керамические пластины. Особенностью и тех и других нагревателей можно назвать быстрый и равномерный прогрев, использование небольшого объема газа;

Газовые нагреватели для лучистого отопления

  • Электрические потолочные излучатели теплоты. В основном, работают в средне- и длинноволновом диапазоне. Основными компонентами можно назвать стальные трубчатые нагреватели (ТЭНы), которые и преображают электричество в тепловую энергию;

Совет. Электрические потолочные ИК-нагреватели имеют прочный корпус, задняя стенка которого имеет специальное покрытие с повышенной теплоизоляцией.
Как следствие, установка подобной техники возможна в любом помещении, на потолок, выполненный даже из дерева.

  • Водяные потолочные ИК-обогреватели. Отличием от газовых и электрических агрегатов можно назвать высокие показатели безопасности, что позволяет использовать их как в частных домах, так и на различных предприятиях, в том числе, химических. Источником тепла для таких устройств является теплая или горячая вода (температура теплоносителя 40-120С), которая проходит через трубки, заключенные в корпусе агрегата.

Функционал ЛСО в частном доме

Области применения потолочных ИК-обогревателей весьма широки. В основном, подобные элементы лучистой схемы обогрева используются в больших помещениях, где высота потолков доходит до 2,5-3 метров, а это всевозможные цеха, торговые залы, терминалы аэропортов и вокзалов.

Отличительной чертой именно потолочных ИК-обогревателей с трубками является то, что нагреватели имеют модульную конструкцию. Как следствие, возможна быстрая и простая установка даже своими руками, подбор наиболее оптимальных по размеру конструкций в зависимости от существующих потребностей. Это очень удобно, позволяет добиться наиболее доступных и эффективных в эксплуатации систем обогрева.

Совет. Если предполагается установка лучевой системы отопления в помещениях с повышенной влажностью, то необходимо выбирать такие обогреватели, которые специально защищены от негативного воздействия коррозии.

Конструктивные особенности ИК-нагревателя для лучистой схемы обогрева

Проектирование ЛСО: особенности и нюансы процесса

При проектировании ЛСО обязательно следует учитывать все требования, заложенные в стандартах и нормах, в частности СНиП, от этого зависит не только цена отопления, но еще безотказность и безопасность работы агрегатов.

К тому же, как и любая техника, схема лучевого обогрева имеет некоторые особенности проектирования, среди которых можно выделить:

  1. Системы ЛСО имеют некоторые ограничения по высоте расположения и сфере использования. Так, например, монтаж нагревателей возможен на расстоянии не менее 0,5 метров от разнообразных предметов и перекрытий;
  2. Излучатели оказывают тепловое воздействие на окружающие предметы. Естественно, что легковоспламеняемую мебель или вещества ставить рядом не рекомендуется;
  3. В некоторых моделях излучателей (как правило, потолочных газовых ИК-устройствах) продукты горения попадают непосредственно в помещение, где установлено оборудование. Как следствие, важно предусмотреть специальные системы вентиляции, дабы не загрязнять воздух в помещении газами.

Системы водяного лучистого отопления в офисе

Конечно же, проектирование – основа нормального функционирования лучевых обогревателей. Поэтому, доверять процесс разработки (особенно для крупных предприятий, торговых или офисных центров) следует только настоящим профессионалам своего дела, квалифицированным мастерам с большим опытом.

Тем не менее, если планируется смонтировать ЛСО в частном небольшом доме, то все работы можно выполнить самостоятельно, достаточно будет просто придерживаться требований соответствующих норм и рекомендаций производителей.

Преимущества использования ЛСО для обогрева помещений

Лучистые системы отопления – современный и доступный вариант для обогрева любых объектов недвижимости.

По сравнению с более традиционными схемами, лучевые имеют довольно много преимуществ и просто уникальных качеств:

  • Возможность монтажа в любых зданиях, как новых, так и реконструируемых;
  • Простота процесса монтажа, отсутствие необходимости выполнять разводку трубопровода, устанавливать радиаторы и прочие узлы отопления;
Читайте также:
Оригами кубик из бумаги. Как сделать куб

ЛСО – стильно и практично

  • Красивый внешний вид. Как можно видеть на фото и видео помещений, где установлены лучевые обогреватели, интерьер абсолютно не меняется. Тем более что при желании можно заказать оборудование, выполненное в определенном стиле с четко ограниченным размером и подобранным цветом;
  • Длительный срок эффективной и безотказной службы. Лучевые нагреватели прослужат порядка 50-70 лет, не требуя ремонта и не теряя своих свойств;
  • Высокие показатели КПД. Эффективность работы лучистых систем достигает порядка 95%, что очень неплохо, как для экономичного оборудования, потребляющего совсем немного топлива;
  • Создание комфортабельных условий в помещении. Быстрый нагрев воздуха в здании, а также отсутствие снижения влажности позволяют обеспечить в любом помещении уникальную атмосферу уюта;
  • Невысокое потребление электроэнергии (в случае с пленочными и потолочными ИК-нагревателями) – порядка 20 Вт/м2;
  • Положительное воздействие на организм человека, растения и животных;
  • Широкие возможности для дизайнерских решений.

Монтаж ЛСО в частном доме

Итоги

Лучистое отопление – превосходная альтернатива более классическим вариантам по типу водяного или конвекционного. В пользу именно ЛСО говорят множество факторов, начиная от невысокой стоимости и заканчивая повышенной эффективностью нагрева воздуха. Поэтому каждому владельцу загородного дома или крупного промышленного объекта следует обязательно обратить внимание именно на такие системы отопления, благо, сегодня они широко представлены на отечественном рынке.

Виды и особенности использования систем лучистого отопления

Действие лучистых систем основано на принципе передачи тепловой энергии инфракрасным излучением, которое генерируют все нагретые предметы. Основу прибора составляет нагревательный элемент особой конструкции. Во время работы он распространяет инфракрасное излучение, которое попадает на предметы в комнате и нагревает их. Уже от теплых предметов тепло передается воздуху в помещении. Этот принцип демонстрирует высокую эффективность, поскольку энергия не расходуется на предварительный прогрев воздуха.

Виды лучистых систем отопления

Оборудование лучистого отопления может работать на электроэнергии или газе. В зависимости от конструктивного исполнения различают панельные и пленочные системы. Пленочные лучистые электронагреватели работают только от электричества. Панельные системы подразделяют на электрические и газовые. В жилых помещениях, офисах, коммерческих объектах используют безопасные электрические тепловые панели. Газовые системы подходят для обогрева помещений большого объема. В том числе их применяют для отопления складов, производственных помещений, ангаров и т.д.

Также выделяют водяные системы лучистого отопления. В таких системах источником теплового излучения служат поверхности с проложенными внутри трубами, по которым циркулирует горячая вода. Например, по этому принципу работает водяной теплый пол. Особенностью таких систем является сложность монтажа и опасность возникновения протечек. Поэтому чаще выбирают оборудование, работающее на электроэнергии.

Пленочные системы лучистого отопления

Пленочный лучистый электронагреватель представляет собой систему резисторов, размещенных между двумя слоями полимерного материала. При прохождении через них электрического тока резисторы нагреваются и передают тепло алюминиевой фольге. При повышении температуры фольгированный слой создает достаточно мощный поток инфракрасного излучения для быстрого нагрева предметов в обслуживаемом помещении.

Особенностью ПЛЭН является минимальная толщина, которая составляет до 1 мм. При этом такая тонкая пленка способна прогреть помещение до температуры 45 °C. Мощность обогревателей подбирается, исходя из размеров отапливаемой комнаты и требований к температурному режиму. Для автоматизации отопления ПЛЭН могут оснащаться терморегуляторами. Также часто они комплектуются GSM-контроллерами.

Пленочные обогреватели способны прогреть помещение до комфортной температуры менее чем за час. При этом ощутить тепловой комфорт можно почти сразу после их включения, поскольку тепло в первую очередь передается людям и предметам. Во время отсутствия людей в помещении ПЛЭН можно перевести на работу в режиме поддержания. В этом случае нагреватели каждый час включаются на 5-10 минут, не позволяя комнате сильно охлаждаться и сокращая расход электроэнергии. Для обслуживания нежилых помещений можно установить низкотемпературный режим работы ПЛЭН, что также позволяет экономно расходовать электричество.

Где используют ПЛЭН

Пленочные системы обогрева могут применяться в помещениях практически любого типа. В том числе их используют для обогрева следующих объектов:

  • квартиры и загородные дома;
  • дачные дома;
  • утепленные лоджии и балконы;
  • магазины, рестораны, кафе;
  • офисы;
  • гостиницы, хостелы;
  • склады и производственные объекты;
  • медицинские учреждения и т.д.

Пленочные системы могут использоваться не только для основного, но и для дополнительного или резервного отопления. Также ПЛЭН часто используют в технологических целях. Например, ими оборудуют посты покраски кузовов автомобилей для ускоренной сушки окрашенных элементов.

Преимущества и ограничения в применении ПЛЭН

Пленочные лучистые электронагреватели – эффективная и надежная система обогрева, которая обладает следующими основными плюсами:

  • низкая тепловая инерция – помещение быстро прогревается до комфортной температуры, а предметы греются сразу после включения ПЛЭН;
  • экономия электроэнергии за счет эффективного принципа действия;
  • минимальная толщина и вес нагревателя;
  • простой монтаж;
  • отсутствие влияния на дизайн интерьера;
  • высокая долговечность и надежность отопительного оборудования;
  • соответствие санитарным нормам, безопасность для человека, пожаробезопасность.

Основным минусом, как и для других электрических систем отопления, являются повышенные эксплуатационные расходы за счет высокой стоимости электроэнергии. В этом плане ПЛЭН проигрывают традиционным радиаторным водяным системам. Поэтому их обычно используют при невозможности устройства водяного отопления. Для повышения экономической эффективности обязательно рекомендуется применять терморегуляторы и другие средства автоматизации. Хороший эффект для снижения затрат на отопление даст качественная теплоизоляция помещений и установка многотарифного электросчетчика.

Читайте также:
Пенофол: что это такое и для чего необходим?

Электрические панели для систем лучистого отопления

Популярным решением для устройства основного и дополнительного лучистого отопления являются электрические тепловые панели. Отопительный прибор выполнен в форме плоской панели толщиной около 5 см. Внутри расположен нагревательный элемент. Задняя поверхность прибора теплоизолирована, поэтому тепловая энергия практически полностью передается лицевой стороне панели. За счет ее большой площади создается мощный поток инфракрасного излучения при сравнительно малой потребляемой мощности.

Виды отопительных электропанелей

В зависимости от места установки системы панельно-лучистого отопления помещений бывают следующих видов:

  • Плинтусные. Узкие и длинные панели, которые монтируются в нижней части стен, могут заменять собой плинтусы. За счет значительного периметра установки обогревателей достигается равномерное распределение инфракрасного излучения.
  • Настенные. Самый популярных тип приборов панельно-лучистого отопления. Могут заменять собой традиционные радиаторы отопления. Имеют значительную площадь рабочей поверхности, передающей тепловую энергию. Настенные модели применяют в жилых и хозяйственных помещениях, в офисах, магазинах, кафе и других коммерческих объектах.
  • Потолочные. Панели монтируются на потолке, что обеспечивает эффективное и равномерное распределение тепла, благодаря отсутствию препятствий для прохождения инфракрасных лучей. Хорошо подходят для помещений большой площади с высокими потолками, в том числе для производственных, складских объектов, ангаров.

В зависимости от длины волны инфракрасного излучения различают коротковолновые и длинноволновые панели. В коротковолновых приборах рабочая поверхность нагревается до температуры свыше 300 °C. Они обеспечивают максимально быстрый прогрев в непосредственной близости от прибора. Поэтому их целесообразно применять для локального обогрева.

Длинноволновые панели нагреваются до температуры менее 100 °C. Вырабатываемое ими инфракрасное излучение распределяется по всему помещению. Поэтому такие приборы можно эффективно использовать для основного отопления. Они более безопасны, не сжигают кислород и не пересушивают воздух в помещении.

Системы инфракрасного (лучистого) отопления

Тепло — одна из самых важных составляющих комфортного климата. Ученые доказали, что производительность труда напрямую зависит от комфортных микроклиматических условий на рабочем месте. Если проанализировать постоянные затраты на производственный процесс, можно увидеть, что зимой около 25 % из них составляют затраты на обогрев производственных площадей. Это очень существенный показатель. В условиях суровых российских зим и постоянного повышения цен на энергоносители у предприятий возникает необходимость поиска более экономичных источников тепла. Отопление инфракрасными излучателями до сих пор считается нетрадиционным, хотя этот способ уже получил широкое распространение в России. Результат внедрения этих систем — ощутимая экономия затрат на отопление при более комфортном распределении тепла.

Рис. 1. Различия между традиционной и инфракрасной системами отопления

Рис. 2. Потери при транспортировке тепла

Рис. 3. Принцип работы газового инфракрасного излучателя «светлого» типа

Рис. 4. Принцип работы газового инфракрасного излучателя «темного» типа

Инфракрасное (лучистое) отопление основано на принципе теплового излучения. Тепловое излучение — это переход тепла от тела с более высокой температурой к телу с более низкой. Количество переданного тепла зависит от физических свойств самих тел, их взаимного расположения, температуры их поверхностей и т.д.

Примером передачи тепла от одного тела другому посредством излучения представляют собой Солнце и Земля. Тепло, излучаемое Солнцем, проходит через космический вакуум и атмосферу, достигает поверхности Земли и нагревает ее именно в результате излучения. Нагретое тело излучает тепловую энергию в инфракрасном диапазоне спектра электромагнитных волн, вследствие чего его температура уменьшается, и если какое-нибудь тело подвергается тепловому излучению, его температура увеличивается.

Установлено, что применение инфракрасного отопления благоприятно сказывается на человеке. При определенной интенсивности теплового потока его воздействие вызывает приятное тепловое ощущение. При лучистом обогреве человеческое тело отдает большую часть избыточного тепла путем конвекции окружающему воздуху, имеющему, как правило, более низкую температуру. Такая форма теплоотдачи действует освежающе и благоприятно влияет на самочувствие.

Различия традиционной и инфракрасной систем отопления

В традиционных конвективных системах отопления температура воздуха в районе потолка заметно выше, чем в районе пола, т.к. нагретый воздух поднимается вверх. Это ведет к неравномерности распределения температуры по высоте и непроизводительным потерям тепла в районе кровли, что заставляет проектировщиков увеличивать мощность отопительной системы (рис. 1). В установках лучистого отопления предполагается направленное излучение в нижнюю зону помещения.

Тепло при этом передается непосредственно обогреваемым поверхностям, а не воздуху, отсутствует необходимость приращения мощности установки в расчете на высоту помещения. Отсутствие застоя теплого воздуха в районе кровли способствует уменьшению тепловых потерь и созданию более комфортных условий микроклимата. Температура воздуха может быть немного ниже расчетной, в то время как поверхности стен и оборудования имеют температуру выше, что в целом дает то же ощущение комфорта для человека.

В традиционных конвективных системах происходит двухступенчатый нагрев: сначала теплоносителя и затем воздуха помещения, что уменьшает КПД и значительно сокращает мощность отопительной системы. Системы лучистого отопления не нуждаются в промежуточном теплоносителе. Их принцип — прямой нагрев. При использовании центрального отопления неизбежны потери.

В системах с газовыми инфракрасными излучателями (ГИИ) теплоноситель сгорает непосредственно на месте его использования, поэтому потери при передаче тепла на расстояние отсутствуют (рис. 2). Отопительные системы инфракрасного излучения дают возможность регулирования параметров их работы под каждый конкретный объект: от поддержания температуры на заданном уровне до программирования недельного режима работы системы с выделением рабочего времени, ночных часов и режима выходного дня.

Читайте также:
Почему между контуром заземления ТП и лужей 36 В?

Такая гибкость позволяет значительно сократить общие затраты на отопление.

Принцип действия инфракрасного (лучевого) отопления

Инфракрасное отопление осуществляется при помощи инфракрасных излучателей. Излучатель генерирует, формирует в пространстве и направляет тепловое излучение в зону обогрева. Оно попадает на пол, стены, технологическое оборудование и людей, находящихся в зоне действия инфракрасного излучения, поглощается ими и нагревает их.

Поток излучения, поглощаясь поверхностями, одеждой и кожей человека, создает тепловой комфорт без повышения температуры окружающего воздуха. Воздух практически прозрачен для инфракрасного излучения, он нагревается за счет вторичного тепла, т.е. конвекции от конструкции и предметов, нагретых излучением.

Системы газового инфракрасного отопления используются для отопления промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений, открытых и полуоткрытых площадок различного назначения, помещений, функционирующих короткое время, например, спортивных манежей, теннисных кортов, частично защищенных от ветра, монтажных участков, строительных площадок, террас, кафе и т.д. Кроме того, инфракрасные системы можно задействовать в различных технологических процессах, таких как сушка, термообработка и т.д.

Излучатели подвешиваются к потолку (высотой от 4 м), не занимая полезной площади, их незначительный вес не нарушает статику строительных конструкций. Инфракрасные излучатели делят на «светлые» и «темные». «Светлые» — с температурой на поверхности от 700 до 1000°С, по длине волны они ближе к видимому свету.

Излучатели с температурой поверхности около 400°C называются «темными». Рассмотрим принципы действия «светлых» и «темных» инфракрасных излучателей на примере оборудования самого крупного российского производителя инфракрасных систем — ЗАО «Сибшванк». Инфракрасные излучатели и первого и второго типов, как правило, размещают внутри самого помещения, но возможна их установка на открытом воздухе (при условии, что излучатель защищен от ветра).

Там, где требуется обогреть максимальную площадь относительно невысокого помещения, рекомендуются излучатели «темного» типа. Для «светлых» излучателей требуется подведение газа и электропитания. Точно дозированное количество газа поступает в смесительную трубу, где он смешивается с воздухом, превращаясь в легковоспламеняемую смесь (газ-воздух).

Она равномерно распределяется в смесительной камере, предварительно подогревается и затем попадает на керамическую плитку (рис. 3, а). Тысячи маленьких отверстий плитки обеспечивают процесс низкотемпературного горения.

Сама плитка при этом нагревается до температуры 900°С. Количество выбросов вредных продуктов сгорания (СО2 иNO2) при низкотемпературном горении незначительно (рис. 3, б), поэтому местной и общеобменной вытяжной вентиляции достаточно для применения этого типа инфракрасных обогревателей. Каждый излучатель постоянно контролируется датчиком контроля горения.

При отсутствии газа, напряжения в сети или прерывания горения автоматически срабатывает газовый электромагнитный клапан. Все эти процессы обеспечивает микропроцессорный блок управления процессом розжига и контроля горения. Давление поступающего газа поддерживается на постоянном уровне посредством электромагнитного клапана-редуктора (рис. 3, в). ля «темных» излучателей необходимо кроме газовой и электрической подводки оборудовать отдельный воздуховод для отвода продуктов сгорания.

Газ, проходя через комбинированный газовый клапан, смешивается с воздухом и поступает в специальную смесительную камеру, где образуется горючая смесь. Она проходит через керамическую плитку и зажигается на ее передней поверхности. Пламя и продукты сгорания равномерно распределяются по всей длине излучающей трубы, обеспечивая приятное тепловое ощущение.

Несгоревшие остатки выводятся при помощи вентилятора в системе отвода отходящих газов, которая монтируется отдельно для каждого излучателя. Система безопасности и регулирования работы аналогична примененной для «светлых» излучателей: утечка газа невозможна. Принцип работы «темного» газового излучателя представлен схематично на рис. 4.

Системы отопления с ГИИ допускается применять в помещениях категории взрывопожароопасности В2, B3, B4; Д и Г, кроме зданий IVa и V степени огнестойкости. Рекомендации по применению систем обогрева с ГИИ разработаны АВОК, одобрены и рекомендованы к применению Главным управлением стандартизации, технического нормирования и сертификации Минстроя России. Подводя итоги вышесказанному, можно выделить следующие преимущества системы инфракрасного отопления:

  • температура воздуха ниже за счет эффекта обогрева только поверхностей, а не объема воздуха, при котором количество затрачиваемой энергии меньше, чем в традиционной системе централизованного отопления;
  • отсутствует движение воздуха и пыли, образующейся при различных технологических процессах, что благоприятно сказывается на общем микроклимате в помещении;
  • тепло направлено непосредственно в нижнюю зону помещения, поэтому самая высокая температура у пола и технологического оборудования, по этой причине установки лучистого отопления широко применяются в помещениях большой высоты;
  • обогрев поверхностей, а не объемов, позволяет обогревать отдельные зоны или рабочие места без необходимости отопления всего помещения;
  • возможность поддерживать различную температуру в различных зонах, что невозможно в системах конвекционного обогрева;
  • отпадает необходимость строительства котельных и прокладки теплотрасс;
  • отсутствие постоянного обслуживающего персонала;
  • минимальные потери тепла;
  • исключено замерзание системы отопления;
  • быстрый прогрев помещений (15–30 мин после включения).

Лучистое отопление дома — хорошо забытое старое

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

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

Читайте также:
Пароизоляция Роквул (Rockwool): обзор, характеристики, отзывы, монтаж

Лучевое или лучистое отопление

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

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

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

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

Две тысячи лет назад были созданы новые системы отопления, основанные на каналах под поверхностью каменных полов, по которым двигались дымовые газы от растопленных печей, нагревая полы своим теплом (гипокауст (Др. Рим), глория (Испания), ондоль (Корея), дикан (Китай) и др.). Население Европы между тем использовало частично модифицированный вариант костра — обложенный булыжниками очаг, топящийся по-чёрному. Только к XV веку европейцы усовершенствовали каменный очаг, подведя к нему вытяжную трубу, сколоченную из дерева.

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

Отопительная система такой конструкции полностью исключала возможность проникновения дымовых газов в жилые помещения, что было по тем временам удивительным ноу-хау. Данная система отопления, получившая название «огневоздушная система», пользовалась нарастающей популярностью до середины XIX века, однако к его концу перестала пользоваться спросом, чему способствовали постоянный низкочастотный гул в воздуховодах, чрезмерная сухость воздуха, пригорание пыли с отложением пылевой сажи на стенах и предметах интерьера.

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

Спустя полвека в России появилась система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, разработанная профессором Петром Григорьевичем Соболевским. Конвекционные водяное, паровое и огневоздушное виды отопления набирали популярность год от года, во многом благодаря техническому прогрессу, появлению и развитию централизованных источников нагрева теплоносителя и систем для его доставки к объектам потребления.

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

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

Отопление в быту — реалии

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

И действительно, через некоторое время становиться теплее, но причина этого вовсе не связана с термином «надышали» — присутствующие согрели атмосферу помещения тепловым излучением, генерируемым собственными телами. Исходящие от тел присутствующих в аудитории инфракрасные лучи нагревают расположенные вблизи них предметы, те, в свою очередь, генерируют собственное излучение, передавая его соседним предметам, а тепло своих поверхностей — воздуху.

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

Расход человеческой энергии на инфракрасное свечение сокращается при условии повышения температуры окружающей среды, но не воздуха, а ограждающих конструкций (стен, потолка и пола) и предметов мебели. Дело в том, что воздушная среда прозрачна и проницаема для инфракрасных лучей, соответственно, холодные стены и пол будут тянуть инфракрасное тепло из человеческих тел даже при 25-ти градусной температуре воздуха в помещении — это лучистый теплообмен, объясняемый законами Планка и Стефана-Больцмана.

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

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

Читайте также:
Пляжный дом звезды: в гостях у прекрасной актрисы Сары Джессики Паркер

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

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

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

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

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

Впрочем, проверить и лично испытать на себе «вампиризм» холодных и «донорство» нагретых стен каждый из нас может в любое время — нужно всего лишь подойти и встать перед стеной. Зимой вы почувствуете исходящий от неё холод, т. к. образующий стену материал будет поглощать исходящие от вас инфракрасные лучи, летом — ощутите тепло, т. е. уже ваше тело будет впитывать инфракрасное излучение, полученное стеной от Солнца в течение дня.

Описание систем лучистого отопления

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

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

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

Панели, устанавливаемые на стены, представляют собой модульные блоки из медной трубы, теплоносителем в них выступает горячая вода. Теплопередача лучевого тепла у стеновых панелей с циркулирующей горячей водой при температуре 40 °С составляет порядка 80%, остальные 20% приходятся на конвекцию — это связано с допустимо высокой температурой теплоносителя, превышающей предельно установленные европейскими стандартами 30 °С для «тёплого пола».

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

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

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

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

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

В завершении

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

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

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

Если ограждающие конструкции дома выполнены из древесины, кирпича или железобетона, с внешней (уличной) стороны выполнено утепление (сэндвич-панелями, теплоизоляционными материалами с последующим оштукатуриванием и т. д.), а в оконных и дверных проёмах установлены современные двери и окна с достаточно низкими показателями по теплопроводности, то решение проблемы отопления при помощи лучевой системы обогрева вполне себя оправдает.

Читайте также:
Плитка на полу, как затереть швы

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

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

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

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

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Лучисто-панельное отопление: виды, характеристики и особенности

Отопление дома может быть самым разным: от печного до котельного. Решающая роль в этом принадлежит нескольким факторам: доступному виду топлива, планировке здания, его этажности, толщине внешних стен, расположению на местности и многому другому. Компания «Луч Тепла» предлагает продукцию для любого обогрева жилья, включая лучисто-панельное отопление.

Что такое лучисто-панельное отопление?

Это – обогрев жилья при помощи панелей. Средняя температура их совокупных поверхностей, обращенных в комнату, намного выше температуры воздушной среды в здании. Исходя из этого, такой вид отопления содержит два базовых фактора:

  • панельную систему (оборудование , имеющее гладкую и сплошную нагревательную поверхность, что обязательно должен учитывать монтаж батарей отопления, поскольку это крайне важная характеристика);
  • температурную обстановку, присущую именно лучистому способу обогрева (например , как у печи).

Виды лучисто-панельного отопления

Системы с лучисто-панельным отоплением бывают нескольких разновидностей:

  1. местными ( загородное отопление и отопление частного дома небольших размеров;
  2. центральными ( отопление в квартире или отопление дома высотного типа).

К первому относится обогрев высокотемпературными агрегатами – плафонами с отражательным экраном и панелями. Для повышения теплоотдачи приборов применяются горячие газы и электроэнергия. Температура поверхности при этом достигает очень высоких показателей – до 800-850 градусов. Монтаж отопления проводится с учетом высокотемпературного порога. В противном случае приборы деформируются, отчего сократится период эксплуатации сети в целом.

Ко второму относится поддержание комфортного тепла при помощи водного, парового и воздушного теплоносителей. Также может применяться инфракрасное излучение. При этом температура нагревательных поверхностей (панелей ) имеет сравнительно невысокий показатель – обычно до 100 градусов. Установка отопления в данном случае не несет эксплуатационных рисков из-за меньшего температурного режима.

Характеристики лучисто-панельного отопления

Подобное отопление загородного дома или иного жилья строится на лучистом теплообмене между поверхностью ограждений и греющей панелью. Исходящее от нее тепло попадает на окружающие предметы и частично поглощается ими, а частично – отражается. Такой эффект носит название «вторичного излучения». Постепенно данное тепло тоже поглощается ограждениями и присутствующими предметами.

Уровень интенсивности облучения различных ограждений отопительной панелью отличается характеристиками, которые были получены при измерении освещенности облучаемых предметов и иных поверхностей. Так, выяснилось, что лучистый теплообмен по сравнению с конвективным, увеличивает температуру внутренних поверхностей всех ограждений. А она, в свою очередь, превосходит температурный режим воздушных масс в помещении, что делает, к примеру, лучисто-панельное отопление дачи намного выгодней.

Размещение отопительных панелей

Монтаж системы отопления частного дома, независимо от его расположения, имеет некоторые нюансы. Дело в том, что обогревательная панель может быть установлена на полу, потолке, наружных или внутренних стенах здания. Это отражается на названии системы в целом:

  • напольная;
  • потолочная;
  • стеновая.

Место размещения определяется с учетом технико-экономических, гигиенических, технологических и иных показателей. Например, доказано, что теплоизлучение неравномерно распределяется по поверхности ограждения. В итоге из-за разницы температур отмечается передвижение воздуха в комнате и нарушается тепловой комфорт. Данный фактор всегда учитывает проектирование и монтаж отопления панельно-лучистого типа.

Установка отопительной панели на потолке делает конвективный теплоперенос проблематичным. А вот процесс передачи излучением прогретых воздушных масс становится очень оптимальным и достигает 70-75 процентов от общего объема теплого воздуха.

Монтаж греющей панели на уровне пола активизирует перенос тепла методом конвекции, тогда как лучистая передача составляет 30-40 процентов.

Панели, расположенные вертикально, передают излучением около 30-60 процентов тепла, в зависимости от высоты стен. Следовательно, расчет отопления и установка отопления зависят не только от удобства, но и экономической целесообразности.

  • панельный потолочный обогрев при любом раскладе отдает в помещение свыше 50 процентов лучистого тепла;
  • панельный стеновой и напольный обогрев делают преобладающим конвективную передачу прогретых масс.

В то время как сам метод отопления (лучистый или конвективный) зависит от температурной обстановки в помещении, а не от доминирующего метода подачи тепла. Данный фактор и решает, монтаж отопления какого типа будет выгоднее всего.

14.03.2016, 3130 просмотров.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: