В современном материальном мире все больше ценится время. Его наличие имеет для людей большое значение, чем пользуются многие производители. «Быстрая еда», «скоростные курсы чего-нибудь», «быстровозводимые здания» — это наша современность. На этот раз поговорим о быстром отоплении.
Время действительно перешло в разряд чуть ли не материальных ценностей, тем не менее главными остаются опыт и знания. Тот, кто знает, как сделать, делает быстрее, он управляет временем, поэтому учиться и набираться опыта сегодня — экономить время в будущем.
Вслед за этим философским вступлением хотелось бы поговорить о бесконечности, относительности и иных высоких материях, но мороз в доме заставляет думать о сущем -как согреть ноги.
Ситуация отнюдь не редкая: морозная зима, дачный дом, в котором никто давно не появлялся. Каким-то непонятным внутренним желанием, возможно сиюминутным и опрометчивым, вдруг занесло сюда хозяина этой дачи. И вот он стоит один-одинешенек среди заснеженных садовотоварищеских построек, покрытых инеем садов, наслаждается тишиной, красотой и великолепием. А через некоторое время входит в свой слегка отсыревший, продрогший дом, в котором в железной кружке видит застывший в лед недопитый кем-то с осени чай, весело поблескивающие инеем окошки, морозное настывшее кресло. Неуютно. А ведь представлялось как-то все совсем иначе — с теплом.
Ставим задачу: отопить дом как можно быстрее, желательно сразу, но можно и подождать, правда, совсем недолго, чтобы впечатление от «красоты и великолепия» не сменилось на «холодно и неуютно».
Итак, речь пойдет о системах отопления дома, способных вмиг нагреть любое помещение: дом, дачу, коттедж, гараж, иную постройку. Понятие «вмиг» приводится в том смысле, что достаточно быстро. Резкое нагревание помещения, конечно же, чревато нежелательными последствиями в виде трещин на минеральных поверхностях, лопания стекол и т.п. К примеру, если в помещении, которое зимовало в одиночестве, включить тепловую пушку и за 5 минут нагреть комнату с -20 до +40° С, то от таких метаморфоз стены могут треснуть, не то что стекло. Поэтому всему должны быть разумные рамки, и когда мы говорим о быстром отоплении, имеем в виду быстрый, но постепенный прогрев.
Системы отопления подразделяют по виду тепло — и энергоносителя на водяные, паровые, воздушные, газовые и электрические. Доля водяных значительная, однако в последние годы внимание специалистов привлекают эффективные электрические и газовые системы отопления, а также более удобные в эксплуатации воздушные. По понятным причинам отметаются все виды водяного отопления — прогревать надо дом, который на долгое время остается без хозяев, мерзнет. Да и не попадает водяное отопление в разряд быстрых, даже если теплоноситель незамерзающий. Радиаторная или напольная система имеет слишком много посредников, а потому скорость передачи тепла от теплогенератора к потребителю мала: сначала в котле надо разжечь огонь, затем дождаться, пока прогреется теплообменник котла, после — прогреется теплоноситель, который в свою очередь передаст тепло радиаторам, а те нагреют воздух. Даже наличие газового котла, который быстро включается в работу, не решает вопрос скорости
Поскольку водяное и паровое отопление из нашего списка вычеркнуты, остается воздушное, газовое и электрическое.
Система воздушного отопления
Греть непосредственно воздух — рационально, это действительно исключает посредников, увеличивая скорость прогрева помещений. Особенностями и главными преимуществами воздушного отопления являются:
- высокая надежность и большой срок службы;
- очистка воздуха от пыли, увлажнение и стерилизация, возможность объединения с системой кондиционирования;
- значительно более высокая экономичность при квалифицированном проектировании и монтаже;
- меньшее число компонентов, требующих обслуживания (более высокая степень надежности системы);
- более точный контроль температуры внутри помещений, когда регулируется сама температура подаваемого в помещения воздуха;
- в доме появляется возможность получить больше свободного пространства ввиду отсутствия радиаторов отопления.
Как работает воздушное отопление? Довольно просто: система принудительно всасывает воздух из отапливаемых помещений в специальный газовый котел (их называют газовые печи, фурнасы) и прогоняет его через фильтр. Затем воздух попадает в нагревательную камеру котла, откуда, теплый и очищенный, распределяется через систему обратных воздуховодов по помещениям дома. В печах старых конструкций воздух циркулировал по контуру отопления естественной гравитационной конвекцией, без применения вентилятора. В современных системах отопления обязательно применяется вентилятор для повышения общей эффективности процесса.
Большинство современных котлов для воздушного отопления работает на природном газе. Но существуют варианты с применением и других видов топлива: твердотопливные, жидкотопливные, которые также имеют право на существование. Как правило, такие воздухонагреватели применяются на промышленных производствах и крупных объектах.
Температура подогретого воздуха. подаваемого в помещение, составляет 40-50° С. Поэтому для исключения теплопотерь имеет смысл оборачивать металлические воздуховоды теплоизоляционным материалом.
Пламя в горелке нагревает металлическую вставку-теплообменник, через которую постоянно проходит воздух, при этом нагреваясь. Продукты сгорания удаляются из котла через дымоход и никак не контактируют с воздухом, подаваемым в помещения. Дымоход обычно выходит на крышу дома, но в некоторых высокопроизводительных моделях он может быть выведен наружу через отверстие в стене (коаксиальный дымоход). При воздушном методе отопления применяются более дешевые, пластиковые дымоходы, так как температура продуктов сгорания на выходе из печи современных высокоэффективных моделей котлов с КПД 80% и 93% составляет всего порядка +40° С!
В электрических печах воздушного отопления для нагрева теплообменника вместо газовых горелок применяются электронагревательные элементы. Как правило, их эксплуатация обходится дороже — новые цены на электроэнергию видели, наверное, уже все.
Несомненным достоинством воздушной системы отопления является возможность увлажнения воздуха в помещениях и объединения контура отопления с системой центрального (общего) кондиционирования, которая использует единый воздуховод в летний период.
Основными элементами системы воздушного отопления являются печь воздушного отопления мощностью от 10 до 40 кВт, работающая на природном или сжиженном газе, воздушный фильтр для очистки воздуха и термостат, регулирующий температуру воздуха. Для создания более комфортного климата в воздушном отоплении также используются увлажнители и ультрафиолетовые очистители воздуха. Это основное оборудование, обеспечивающее нагрев воздуха до зада!!! ной температуры и его обработку.
Однако необходимо, чтобы теплый воздух, выработанный печью воздушного отопления, поступил в помещения дома, а остывший воздух вернулся обратно в печь для его повторного нагрева. Эту задачу решает система воздуховодов, скрыто проложенных в потолочном пространстве, в полу, стенах и т д., то есть там, где имеется возможность уложить металлические короба или гибкие воздуховоды. В качественных системах воздушного отопления в основном применяются гладкие металлические воздуховоды, однако иногда в силу более простого монтажа и более низкой стоимости применяются и гибкие утепленные воздуховоды (растягивающиеся гармошки).
Система проста и довольно экономична. Дача средних размеров может отапливаться одним газовым баллоном в течение 8-12 дней, Существенная экономия энергоресурсов достигается за счет отсутствия так называемых посредников — радиаторов, труб и воды. Тепло сразу поступает в помещения, быстро нагревая их с -10 до +22°С, причем за каких-то полчаса-час.
Установка такой системы — просто находка для тех, кто не проживает в загородном доме постоянно. Такая система не разморозится, и даже если период покоя будет длиться месяц или два, когда нужно, она заработает быстро, наполнив теплом ваш дом. Летом система воздушного отопления может играть роль кондиционера, что также весьма удобно.
Важным элементом системы является термостат, который устанавливается в помещении и при достижении выставленной температуры останавливает работу воздухонагревателя. Соответственно при снижении температуры термостат отправляет сигнал на включение. Если дом достаточно хорошо утеплен, то затраты на газ при таком режиме работы значительно уменьшатся.
К тому же можно еще на стадии монтажа оговорить возможность индивидуального в температурном смысле подхода к каждому помещению. Например, в гостевой устанавливается постоянная температура +10° С, как только возникает необходимость, она в течение 10-15 минут добирает нужный градус и превращается в теплую спальню.
Самое главное в системе воздушного отопления — это правильный расчет. Если расчет выполнен неправильно, то возникнет масса проблем: шум, сквозняк, разная температура в комнатах, перегревание и переохлаждение оборудования и т.п.
Вот такая обманчивая простота. Именно поэтому доверять монтаж системы воздушного отопления надо только проверенным специалистам, заключать полный пакет документов и подписывать акт приемки тогда, когда проверены и опробованы все возможности данной системы.
Отопительные камины
Очень интересным для владельцев редкопосещаемых домов может быть каминное отопление, основанное на тех же воздуховодах, распределяющих тепло по помещениям, что и в предыдущем варианте. По сути, здесь нагревательная печь заменяется камином.
Чтобы отопить дом при помощи камина, необходимо приобрести топку особого образца и воздуховоды. Топка должна быть закрытой, изготовленной из прочного чугуна. Требования к трубам — как в описанном выше варианте, только с максимально низкой сопротивляемостью потоку теплого воздуха и изолированием утеплителем.
Любой камин с закрытой топкой выжигает до 30 м3/ч воздуха (для сравнения: открытый камин потребляет до 300 м3/ч). Таким образом, если топить помещение сутками, то можно остаться без кислорода или придется постоянно держать окна открытыми. Поэтому предпочтительной является установка камина, забирающего воздух извне, то есть с улицы. Визуально сложно отличить обычную закрытую топку от той, что может применяться в системах отопления. Поэтому первый вопрос, который вы должны задать продавцу: «Оснащен ли этот камин системой забора воздуха с улицы?» В обычные декоративные топки воздух поступает из помещения, ведь их разжигают максимум пару раз в неделю и на короткое время. Второй вопрос: «Имеет ли камин двойные стенки?» С одной стороны, это позволяет более эффективно аккумулировать тепло, а с другой -не дает перегреться самому камину.
Отопительный камин не имеет высоких конусообразных дымосборников! Его крышка плоская, что дает возможность оставлять все тепло внутри топки, не давая ему вылететь в трубу.
Еще одной особенностью отопительных каминных топок является ~о, что одна закладка дров в них горит до 12 часов, и все это время тепло поступает в помещение.
Дымоотводный короб камина может включать несколько отдельных камер. Первая находится под специальным металлическим конвектором, из которого приточный вентилятор производит забор горячего воздуха. Из этой камеры также отходят трубы, ведущие к решеткам в боковых стенках дымоотводного короба камина, которые играют роль предохранительного клапана в случаях, если приточный вентилятор отключен, например, во время отсутствия электрического тока.
Во второй камере холодный воздух всасывается с помощью боковой решетки и зазора между облицовкой камина и каминной топкой. Он согревается с внешней стороны металлического распределителя (некоторые каминные топки изначально оснащены распределителем), а также от трубы отвода продуктов сгорания Труба отвода продуктов сгорания может нагреваться до температур, близких к 700° С, так как именно в ней происходит процесс окончательного сгорания газов, образовавшихся во время дистилляции древесины.
Система отвода продуктов сгорания должна быть оснащена заслонкой (шибером), уменьшающей каминную тягу в тех случаях, когда она слишком велика. Теплый воздух из второй камеры гравитационно поступает прямо в помещение, в котором находится камин, а также по желанию — в соседние помещения с помощью воздуховодов.
Третья камера — декомпрессионная, выполняющая роль изоляции перекрытий от горячего дымоотводного короба камина. Она должна иметь две решетки, расположенные несимметрично с противоположных сторон дымоотводного короба камина для свободной циркуляции воздуха и охлаждения этого пространства.
Воздух, нагретый в каминной топке, может подаваться в другие помещения как гравитационным способом, так и принудительным. Критерий выбора в этом случае весьма прозрачен: если мы хотим обогреть площадь небольшого помещения, в котором находится камин, и прилегающие к нему комнаты, нам подойдет система с гравитационной циркуляцией воздуха. Горячий воздух (легче, чем холодный) будет перемещаться здесь вверх в отопительную камеру и с помощью воздуховодов — к выходным отверстиям в помещения по принципу вытеснения, основанного на разнице температур. Как правило, для больших расстояний (более 3-4 м от дымоотводного короба камина) гравитационного потока уже недостаточно. Горячий воздух не доходит до выходных отверстий или же его скорость слишком мала, что приводит к низкой производительности отопления.
Выходные отверстия каналов устанавливаются вблизи окон или внешних стен в перекрытиях, стене или полу так, чтобы циркуляция воздуха обеспечивала правильное распределение тепла в помещении. Для корректной работы всей системы воздух должен иметь возможность рециркуляции, то есть возврата в помещение, в котором находится камин. Обычно вентиляторы не устанавливаются в ванной и кухне (там предусматриваются отверстия приточной гравитационной вентиляции), теплый воздух чаще всего попадает туда через дверные проемы, поэтому между полом и дверью должен оставаться зазор с минимальной высотой 2 см.
Инфракрасное отопление
Инфракрасным обогревателем является нагревательный прибор, отдающий тепло в окружающую среду преимущественно излучением. Тепловая энергия, излучаемая прибором, поглощается окружающими поверхностями, которые в свою очередь отдают тепло воздуху помещения и находящимся в нем людям. Это позволяет выровнять температуру воздуха по высоте и предотвратить перемещение более теплого воздуха в верхнюю зону. Инфракрасные обогреватели позволяют осуществлять зональный или точечный обогрев.
Использование инфракрасных обогревателей дает возможность снизить потребление энергии и уменьшить затраты на обогрев помещений по сравнению с традиционными системами отопления, а также решить поставленную нами задачу — нагреть помещение в короткие сроки. Поскольку работать приборы начинают сразу после включения, то и тепло человек ощущает сразу же. Довольно быстро происходит и опосредованный нагрев всего помещения.
Инфракрасные обогреватели представляют собой панели, теплоотдающие поверхности которых нагреваются электрическими элементами, горячей водой или продуктами горения газа. Про воду решено было не разговаривать, а вот газовый и электрический варианты инфракрасного отопления рассмотрим.
Электрические инфракрасные полы
Основной греющий элемент таких систем — углеродный нагреватель, он «закован» в пленку высшего качества с изоляционными и огнеупорными показателями. Серебряный проводник надежно изолирует карбон от меди (полоса карбона -это и есть участок сопротивления). В качестве нагревательного элемента в таких системах используется энергия длинноволновых инфракрасных лучей. Тепловые лучи преодолевают напольное покрытие и далее нагревают помещение, но не так, как традиционные кабельные системы. В случае с инфракрасными полами нагреваются предметы и тело человека. Равномерный прогрев помещения происходит в результате вторичной конвекции от нагретых предметов.
Для создания благоприятного микроклимата важна температура, при которой человек ощущает себя комфортно. Доказано, что при использовании инфракрасного излучения она на 4-5°С ниже, что позволит сэкономить на потреблении электроэнергии. Также в инфракрасном диапазоне происходит и наиболее интенсивное поглощение тепла. Это значит, что в случае использования ИК теплого пола при прочих равных условиях человек будет чувствовать себя комфортно при меньшей температуре среды, а значит, вдыхать более свежий, не перегретый воздух.
Работа пленочного инфракрасного пола не создает никакого шума, вибрации, запахов, пыли, не сжигает кислород. Такой пол имеет наименьшие показатели по вредному электромагнитному излучению (в тысячи раз меньшие, чем создаваемые при работе телевизора).
С помощью инфракрасного теплое пола можно обогреть любые горизонтальные, вертикальные, наклонные поверхности, а также использовать его в качестве невидимой встроенной батареи для обогрева помещений и саун.
Для того чтобы установить пленочный инфракрасный пол, не обязательно быть мастером высшего класса, это довольно простое дело, занимающее немного времени. Пленочный пол устанавливается без стяжки и клея под любое напольное покрытие, в том числе и деревянное. При этом особенно важно обеспечить щадящий равномерный обогрев. Благодаря частому расположению полос полупроводника (через 5 мм) и невозможности перегрева (максимальная температура нагрева для пленки 150 В' — 45°С) деревянный пол защищен от растрескивания. Важно только уложить его плотно к пленке, не оставляя зазора.
Можно класть такую пленку и под ламинат, и под ковролин, и под линолеум. Уникальность пленочного пола в том, что под ламинат, ковролин и линолеум он укладывается без стяжки и клея («сухой» монтаж).
Термопленка может устанавливаться и на старый пол, а в случае необходимости — переустанавливаться в другое помещение.
В домах, имеющих традиционное котельное отопительное оборудование, инфракрасные полы устанавливается под плитку в ванных комнатах и коридорах. Таким образом, нивелируется главный недостаток плитки -холодная поверхность.
Электропотребление пленочной системы напольного отопления зависит от многих факторов, и в первую очередь от потребляемой мощности, которая может составлять до 1100 Вт на м2. Приведем пример использования системы инфракрасного обогрева, рассчитанный для пленки «ТермоДар».
Возьмем площадь помещения 15 м2. В зависимости от размещения и количества мебели определяем площадь нагреваемой поверхности. Как правило, она составляет 70% от общей площади помещения. Соответственно, в нашем случае она будет равняться 10 м2. Общая максимальная мощность нагрева будет равняться 2100 Вт, или 2,1 кВт (при максимальной температуре нагрева пола 55° С).
Мы будем нагревать термопленку до температуры 21 С, чтобы было комфортно и не горячо, соответственно. расходуется 0.8 кВт в час
Для постоянного поддержания заданной температуры (21°С) необходимо, чтобы система обогрева «ТермоДар» работала 10 через 10 минут, что достигается при помощи механического терморегулятора. В таком случае система будет работать 12 часов в сутки. Таким образом: 12 ч х 0,8 кВт = 9,6 кВт-ч в сутки, умножим на 30 дней и получим 288 кВт*ч в месяц.
Но, как правило, обогрев используется тогда, когда в помещении присутствуют люди, а в ночное время градус прогрева снижается. Отопление можно не включать, когда жильцы на работе, в магазине, в школе и т.д. Спланировав примерное время прихода и ухода, можно задать время включения и выключения системы обогрева (за 10 минут до планируемого прихода и ухода из дома). Для этого необходимо использовать программируемый терморегулятор.
При данном варианте обогрева система работает, как правило, около 8 часов в сутки. В нашем случае (для поддержания температуры 21° С) необходимо, чтобы система обогрева работала 10 через 10 минут, что составит 4 часа непосредственной работы в сутки. Таким образом: 4 ч х 0,8 кВт = 3,2 кВт*ч в сутки, умножим на 30 и получим 96 кВт-ч в месяц.
Система инфракрасного обогрева является весьма энергоэффективной, позволяя прогревать помещение всего за несколько минут, при этом не затрачиваются время и ресурсы на прогрев самой системы.
Электрические инфракрасные обогреватели
Последним достижением в области систем прямого электрического отопления являются длинноволновые потолочные обогреватели, а также кассетные обогреватели для точечного обогрева. Эти обогреватели на сегодняшний день зарекомендовали себя как наиболее универсальные и экономичные отопительные приборы, которые могут использоваться в качестве как основного, так и дополнительного отопления, причем без огромных капитальных затрат, которых требует монтаж традиционных систем отопления.
По потребительским характеристикам длинноволновое отопление не имеет себе равных. Такие обогреватели быстро и эффективно создают и поддерживают комфортный микроклимат, затрачивая электроэнергии на 30-60% меньше, чем традиционные системы отопления. Применение терморегуляторов обеспечивает максимальную экономию.
Высокий КПД (90%) — весомый аргумент в пользу такого вида отопления, связанный с прямым преобразованием электрической энергии в тепловую, требуемую на отопление. У инфракрасных обогревателей лишь менее 10% энергии уходит на бесполезный нагрев воздуха под потолком. Таким образом, отопление помещения происходит очень быстро.
Установка на потолке обогревателей позволяет сохранись стены и пол свободными, не уменьшая зоны «обитания» человека. Современный дизайн обогревателей сочетается с любым интерьером.
Инфракрасные потолочные обогреватели также можно использовать при локальном отоплении, например, непосредственно в зоне отдыха или над столом в столовой.
Большое преимущество с гигиенической точки зрения — отсутствие интенсивных воздушных потоков, связанных с конвекцией, в связи с чем уменьшается циркуляция в воздухе пыли и других загрязнений. Сюда же отнесем и бесшумность работы.
Следует также отметить мобильность этого вида отопления — быстрый монтаж инфракрасных обогревателей, перенос, наращивание, демонтаж и т.д.
Еще один вариант — керамические нагревательные инфракрасные панели, которые сочетают в себе инфракрасный нагреватель и конвектор, то есть в нем задействовано два принципа передачи тепла: излучение и конвекция. В качестве нагревательного элемента в них используется нагревающий кабель. Лицевая стеклокерамическая панель разогревается до 80 С и отдает тепло излучением (с оптимальной спектральной характеристикой), а тыльная сторона панели с теплоаккумулирующим покрытием разогревается до температуры 90°, нагревает воздух и создает естественную конвекцию.
Кабельные электрические полы
По своей сути, это обычные теплые полы, в качестве нагревательного элемента которых используются специальные электрические нагревательные кабели. С их помощью электрическая энергия преобразуется в тепловую. Это не совсем обычные кабели, поэтому не стоит использовать при устройстве систем «теплый пол» первые попавшиеся под руку провода. Нагревательные кабели для систем «теплого пола» называются еще резистивными линейными, то есть в таком кабеле выделение тепла происходит за счет эффекта Джоуля-Ленца при прохождении электрического тока по нагревательной жиле. Кабель конструируется таким образом, чтобы в нагревательной жиле имело место полное падение приложенного напряжения, но при этом не происходил перегрев элементов кабеля выше допустимых значений. Кабели данного типа могут иметь одну, две или несколько параллельных нагревательных жил, имеющих линейную или спиральную форму. Подобные системы продаются комплектами, самостоятельно подрезать их до нужной длины нельзя.
Тепловая мощность резистивных линейных кабелей при нагреве незначительно уменьшается, причем величина изменения зависит от величины температурного коэффициента сопротивления материала нагревательной жилы. Наименьшие изменения сопротивления наблюдаются у сплавов высокого сопротивления, наибольшие — у меди.
Производители предлагают системы «теплый пол» на основе двух видов кабелей: одножильного и двужильного. Первый имеет одну греющую жилу и два монтажных проводника для подключения к терморегулятору. Второй на одном конце замуфтован оконечной муфтой, а на другом имеет один монтажный проводник для подключения к терморегулятору. Двужильная конструкция проще монтируется.
Помимо кабелей в комплект может входить терморегулятор (иногда он приобретается отдельно), его задача — сохранить необходимые вам температурные показатели.
Сколько электроэнергии потребляет электрический теплый пол? Приведем несложные расчеты на примере распространенных систем кабельного подогрева. Предположим, что необходимо обогреть комнату общей площадью 25 м2. Поскольку комната не пустая, вдоль стен наверняка есть какие-то шкафчики, диван, кресла или кровать, то обогреваемая площадь составит около 15 м2 (остальная площадь занята мебелью, под которой подогрев пола делать не рекомендуется, так как возможен выход из строя системы подогрева).
Для обогрева этих 15 м2 приобретается комплект нагревательного кабеля, максимальная мощность которого пусть будет 2,1 кВт*ч. Смотрим в технический паспорт этого кабеля и находим параметр «линейная мощность». Допустим, она равна 17 Вт/м при напряжении 230 В Так как в нашей стране напряжение в сети подается 220 В, то кабель будет выдавать только 15.6 Вт/м. а это значит, что реальная максимальная мощность выбранного комплекта составаяет 1930 Вт.
Нагревательный кабель при полной мощности выдаст на уровне пола температуру около +45° С. Это не комфортно, поэтому датчик нужно установить на уровне примерно +23°С: этого достаточно, чтобы к потолку температура достигла +18° С. Таким образом нагревательный кабель будет работать в половину мощности, то есть потреблять не 1930 Вт, а 965 Вт. Кроме того, система «теплый пол», имея в своем составе датчик температуры пола, отключается сразу, как только заданная температура +230 С достигнута на уровне пола. Включение системы произойдет после остывания пола на 0,5°С. По статистике в среднем электрический теплый пол работает около 20 мин в час. А это значит, что система теплый пол в комнате 25 м2, где обогревая площадь составила 15 м2, будет потреблять в час всего 322 Вт электроэнергии в час, что равно примерно 230 кВт*ч в месяц. Далее умножьте потребляемую энергию на тариф, которым вы пользуетесь, и получите искомую сумму.
Похожие статьи:
Новости → Цветок от экологов
Строим сами → Строительные аспекты экономии энергии
Новости → Тепловой насос - энергия природы
Новости → Альтернативное тепло
Строительство → Отопление загородного дома
(1).png)
