Корзина
4 отзыва
СКИДКА ЗА ОТЗЫВ!Купить со скидкой
Интернет-магазин Тепло-Дешевле.Нет
Контакты
Интернет-магазин Тепло-Дешевле.НетВячеслав
УкраинаХарьковская областьХарьков
+38099185-23-53
+38097444-39-36
Карта
Экономичные инфракрасные обогреватели (продолжение) – правда или обман?

Экономичные инфракрасные обогреватели (продолжение) – правда или обман?

Экономичные инфракрасные обогреватели (продолжение) – правда или обман?

Лучистое отопление - один из наиболее совершенных способов обогрева помещений зданий различного назначения. Этот вид отопления вновь привлек к себе пристальное внимание в связи с проблемой эффективного использования и экономии энергии.

«Лучистое отопление представляет собой один из наиболее совершенных способов обогрева помещений зданий различного назначения. В последнее время этот вид отопления вновь привлек к себе пристальное внимание в связи с проблемой эффективного использования и экономии энергии.» (Д-р техн. наук В.Н.Богословский, 1985) [1] 

Краткое описание:
Инфракрасное (лучистое) отопление использовалось с незапамятных времен. При переходе к массовому многоквартирному строительству технологически было удобнее использовать радиаторное и конвекторное отопление, хотя по энергопотреблению оно менее выгодно, не считая теплопотерь по доставке энергоносителя. Но в тот момент стоимость отопления не играла для нас особой роли. Сейчас в бюджете семьи – это ощутимая брешь.

Однако, для выбора эффективных обогревательных устройств нам необходимо понять, чем они отличаются, насколько удобны и экономичны. Оказывается, что при оборудовании отопления в доме (квартире) нужно решать множество вопросов по размещению, подбору количества и мощности обогревателей. А для этого необходимо спрогнозировать комфортную тепловую обстановку в помещении. Вот здесь то и кроются подводные камни в вопросах, решить которые однозначно теоретики еще не могут. Это приводит, например, к разным значениям величин теплопотерь при разных методиках расчета.

Поэтому, когда мы сами пытаемся улучшить, исправить, переоборудовать отопление у себя в доме, мы часто действуем методом «народного тыка». Кстати, очень действенного. Обычно, после покупки обогревателей одним клиентом, он приезжает уже вместе с соседями, оценившими показания его счетчика.

Ниже мы попытаемся дать Вам сведения, которые, как мы надеемся, помогут Вам если не разобраться, то хотя бы понять в каком направлении начинать это делать.

 

Итак, в основном речь пойдет о следующих терминах и вопросах:
1. Лучистое отопление

2. Классификация отопительных приборов по соотношению конвективной и лучистой теплоотдачи
3. Основы классификации лучистых отопительных устройств
4. Задачи, которые необходимо решать при выборе и расчете систем лучистого отопления

 

Насмотревшись и начитавшись достаточное количество литературы, отзывов и прочего об инфракрасных длинноволновых обогревателях, предлагаю вернуться к их обсуждению. Больше всего «порадовал» аргумент на одном из форумов, краткое содержание: «Вы все врёте, а закон сохранения энергии ещё никто не отменял»  Ну с этим вообще-то никто и не спорит. Суть скорее в том, сколько из затраченной на отопление энергии осталось (т.е. использовалось именно на обогрев), а сколько улетучилось (потрачено впустую). И еще один момент для скептиков. Объясните сами загорающим в горах на снегу, почему они не мерзнут. 

Лучистое отопление

Откажемся на время от термина «Инфракрасное экономичное отопление» и будем называть его «Лучистым отоплением».

Лучистое отопление известно уже около двух тысячелетий, прежде всего в виде отопительных устройств, располагаемых в стенах и полу. Его следы находят в Азии и Европе на территории Римской империи. В устроенных для этой цели воздуховодах в качестве теплоносителя использовали дымовые газы кухни, а позднее - специально нагреваемый воздух. В некоторых европейских государствах такое решение применяли даже в средние века. [1]

Лучистое отопление - это передача теплоты от более нагретых поверхностей к менее нагретым посредством инфракрасного излучения. Это излучение имеет такие же свойства, как и электромагнитное излучение в любом другом диапазоне: распространяется прямолинейно, не поглощается прозрачным воздухом или вакуумом. Лучистая теплота поглощается частицами пыли или двуокисью углерода, содержащимися в воздухе. [2]

 

 Классификация отопительных приборов по соотношению конвективной и лучистой теплоотдачи

Лучистые отопительные приборы отличаются от так называемых конвективных прежде всего своей конструкцией, благодаря которой доля лучистой теплоотдачи становится преобладающей. Общеизвестно, что часть теплоотдачи конвективных отопительных приборов, за исключением устройств воздушного отопления, происходит также путем излучения. Соотношение конвективной и лучистой теплоотдачи при различных способах отопления показано на рисунке ниже. [1]

Можно утверждать, что температура воздуха в помещении с лучистым отоплением может быть ниже, чем при конвективном отоплении. [1]

Почему?  А потому, что
           - человек отдает окружающей среде теплоту, вырабатывающую в ходе физиологического процесса, главным образом путем лучистого теплообмена и конвекции.
           - а при лучистом отоплении лучистая составляющая теплообмена тела человека сокращается из-за более высокой температуры, возникающей как на поверхности отопительного прибора, так и на поверхности некоторых внутренних ограждающих конструкций, поэтому при обеспечении одного и того же теплоощущения конвективные теплопотери могут быть больше, т. е. температура воздуха в помещении меньше. [1]

 Основы классификации лучистых отопительных устройств

        Чтобы правильно подобрать обогреватель, нужно знать, что мы хотим купить, а что нам хотят продать. Как написали на одном из форумов, если Вам скажут, что электрический конвектор не гоняет пыль, можете плюнуть ему в лицо. Плевать конечно не стоит, а знать – необходимо. Ну это так, в общем. Вернемся к классификации лучистых обогревателей.

В основу классификации отопительных приборов можно положить различные характеристики (температура поверхности прибора, конструктивное устройство, расположение прибора, теплоноситель и т. д.), и все же самым важным фактором авторы считают температуру поверхности отопительного прибора, поскольку она в первую очередь определяет остальные его характеристики и играет важную роль в формировании теплоощущения, что обязательно нужно принимать во внимание. 

В зависимости от средней температуры поверхности отопительных приборов различают лучистое отопление с низкой, средней и высокой температурой.

Основные отличия этих типов отопления заключаются в следующем.

1. При лучистом отоплении с низкой температурой на поверхности нагревателя температура обычно не превышает 70°С, поэтому такие нагреватели большей частью монтируют в какую-либо ограждающую конструкцию отапливаемого помещения.

2. Лучистым отоплением со средней температурой считается такое отопление, при котором температура на поверхности нагревателя колеблется от 70 до 200°С.

3. При лучистом отоплении с высокой температурой на поверхности нагревателя температура выше 200°С, обычно она составляет 500-900°С.

В двух последних случаях нагреватель может быть применен независимо от ограждающих конструкций отапливаемого помещения, например, в виде отопительного экрана. Теплоносителем может служить перегретая вода, пар высокого давления, масло, электрический ток, газ. 

Лучистые нагреватели, как уже было упомянуто, классифицируют по температуре их поверхности, однако этот показатель одновременно определяет и их конструктивное устройство.

Поэтому существует следующая классификация лучистых отопительных приборов:

  1. - лучистые нагреватели с низкой температурой поверхности и большой тепловой инерцией;
  2. - лучистые нагреватели со средней температурой поверхности и малой тепловой инерцией;
  3. - лучистые нагреватели с высокой температурой поверхности и малой тепловой инерцией.

В силу того, что на сайте представлены отопительные приборы определенного типа, отметим ЛУЧИСТЫЕ ОТОПИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ СО СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ПОВЕРХНОСТИ И МАЛОЙ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИЕЙ

Напомним, что среднюю температуру на поверхности (70—200°С) можно обеспечить только при использовании так называемых отопительных экранов.

При конструировании экономичных отопительных экранов принимают во внимание следующее требование - обеспечение максимальной активной равномерной по площади теплоотдачи греющего листа стандартных размеров;

Таким образом, мы приходим к тому, что нас интересуют вопросы ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ.

Панельно-лучистым называется отопление помещения панелями, при котором средняя температура всех поверхностей, обращенных в помещение, превышает температуру воздуха. [4]

Как видно из определения, отопление относится к панельно-лучистому по совокупности двух признаков. Первый признак — необходимый, но не достаточный — система отопления должна быть панельной, т. е. с отопительными приборами, имеющими сплошную гладкую нагревательную поверхность. Второй признак — панельное отопление должно создавать в помещении температурную обстановку, характерную для лучистого способа обогрева. [4] 

 

Задачи, которые необходимо решать при выборе и расчете систем лучистого отопления

 Отметим ВАЖНЫЕ моменты, о которых сообщили авторы [1], и которые нам всем надо учитывать при выборе энергосберегающих обогревателей.

При расчете систем лучистого отопления необходимо решать следующие задачи:
а)        расчет теплопотерь отапливаемых помещений;
б)        теплотехнический расчет лучистых отопительных приборов и выбор места размещения;
в)        оценка теплоощущения при выбранном месте размещения лучистых отопительных приборов;
г)         изменение места или способа размещения отопительных приборов, если это необходимо для обеспечения теплового комфорта;
д)        расчет прочих элементов системы отопления

Расчет теплопотерь отапливаемых помещений – дело достаточно сложное и без специальных навыков труднореализуемое. Хотя на просторах Интернета Вы найдете массу программ, как для приблизительной оценки, так и для точного определения теплопотерь каждой Вашей комнаты. Только помните, температуру в отопительный период указывают среднемесячную, а не минимальную.

Интересно другое. В последнее время вместо традиционного метода расчета теплопотерь все больше выходят на передний план методы расчета, основанные на тепловом  балансе тела  человека.

В формировании теплового баланса тела человека лучистый теплообмен играет решающую роль. Поэтому очевидна необходимость его учета при расчете   различных замкнутых пространств, особенно. если там необходимо обеспечить комфортное теплоощущение с помощью лучистого отопления.

 

Теплотехнический расчет лучистых отопительных приборов и выбор места размещения - для обеспечения необходимой внутренней температуры и соответствующего теплоощущения необходимо правильно выбрать отопительный прибор. При выборе лучистых отопительных приборов следует учитывать те же факторы, что и при применении других систем отопления, например, экономичность, параметры применяемого теплоносителя, ассортимент приборов и т. д.

Однако здесь имеются и некоторые особенности.
·        Прежде всего, следует учитывать температуру поверхности отопительного прибора, допускаемую с точки зрения теплоощущения.
·        Необходимо принимать во внимание облицовку поверхности лучистого отопительного прибора, точнее - значение коэффициента излучения.
Значения коэффициента излучения материалов, применяемых для изготовления отопительных приборов, можно найти в специальной литературе.

·        Экономичность отопительных приборов, особенно при эксплуатации крупных одноэтажных зданий, определяется теплоотдачей нижней и тыльной поверхностей лучистого отопительного прибора, а также степенью ее использования. [1] (нас здесь интересует просто экономичность)

 

Самый сложный бытовой вопрос – определение места размещения обогревателя.

Не особо вникая в дебри научных размышлений, скажу следующее: много тепла уходит через окна. Поэтому, если лучистое отопление основное, то обогреватели лучше ставить под окнами. Температура внутренней поверхности стекол должна быть где-то +16оС.

Если лучистое отопление дополнительное, то можете размещать обогреватели так, чтобы средняя часть экрана находилась на уровне 60 см от пола (центр тяжести сидящего человека).  Для визуализации я обычно предлагаю представить свет от фонаря: если он освещает всю комнату  - хорошо, если нет, нужен еще один фонарь (обогреватель). Закрыли фонарь тумбочкой, будете освещать (греть) ее заднюю стенку.

Оказывается, это не моё изобретение.
Интенсивность облучения отопительной панелью различных ограждений помещения характеризуется, полученными (показателями – Авт.) при замерах освещенности облучаемых поверхностей световой моделью панели. [4] 

 

Оценка теплоощущения при выбранном месте размещения лучистых отопительных приборов

Очень показателен для понимания необходимости учета теплоощущения опыт, проведенный Джоном Б. из PierceLaboratory, USA, а за одно и поясняет цель использования благоразумных (инфракрасных лучистых) отопительных приборов:

Люди, находящиеся в помещении с температурой воздуха +50oC, но со специально охлажденными стенами – мерзли, зато при 10oC и накаленных стенах начинали потеть. [3] (Т.е. на термометре  было соответственно +50оС и +10оС – Авт.) 

Значит, при разработке различных способов отопления на передний план выходит потребность в оценке теплоощущения и самочувствия человека. Самочувствие людей, находящихся в закрытом помещении, решающим образом зависит от их теплоощущения, которое можно регулировать соответствующими техническими средствами.

Понятие «теплоощущение» и понятие «самочувствие» в применяют с определением «приятное». Излучение проникает в организм через кожу. При инфракрасном длинноволновом излучении проникание лучей значительно уменьшается по сравнению с коротковолновым излучением, инфракрасные лучи возбуждают рецепторы, что и вызывает у человека ощущение теплоты.

Как уже было сказано, длинноволновые инфракрасные лучи поглощаются в самой верхней части слоя кожи и вызывают только простое тепловое воздействие.

Комфортные условия требуют, чтобы распределение температуры в отапливаемом помещении было более равномерным. Права старая немецкая крестьянская поговорка: «Ноги— в тепле, голова—в холоде, врач и аптекарь жить будут в голоде», ведь человек приятнее чувствует себя, если ногам теплее, чем голове. [1] 

Дпя оценки комфортности и эффективности при выборе обогревателей  интересны результаты физиологических измерений (изменение температуры кожи, скорости реакции и т. д. при лучистом и радиаторном отоплении).

Например, для больничных палат (т.е. для помещений, в которых люди мало двигаются и не занимаются физическим трудом) установлены нижние и верхние пределы комфортной зоны.

Нижние пределы при лучистом отоплении:
температура воздуха: 21,5—22,0°С;
результирующая температура: 23,0—23,5°С.

Нижние пределы при радиаторном отоплении:
температура воздуха: 24,0—25,0°С;
результирующая температура: 23,4—24,0°С.

Верхние пределы при лучистом отоплении:
температура воздуха: 24,5—25,0°С;
результирующая температура: 26,0—26,5°С.

Верхние пределы при радиаторном отоплении:
температура воздуха: 27,0—28,0°С;

 

Ну и для тех, кто все-таки добрался до этих строк, еще немного интересной, а может и полезной, информации. 

Теплоощущение при асимметричном тепловом излучении [1]

Рассмотрение асимметричного теплового излучения не связано только с лучистым отоплением, а имеет более общий характер и одновременно является наименее изученным вопросом с точки зрения оценки теплоощущеиия.

Человека, находящегося в замкнутом пространстве, достигает тепловое излучение из источника с температурой, сравнительно более высокой, чем температура его тела, а вместе с тем происходит тепловое излучение от тела человека в направлении поверхности с более низкой температурой.

Часто бывает так, что с одной стороны по отношению к человеку расположена поверхность со сравнительно более высокой температурой, а с другой стороны — с более низкой. При этом с первой поверхности наблюдается лучистое теплопоступление, а в направлении другой — теплоотдача, нередко путем излучения значительного количества теплоты.

Таким образом, речь идет о чрезвычайно разносторонней проблеме, к которой относится; в частности, оценка теплоощущеиия для многих видов лучистого отопления.

Например:
Авторы [5] проводили эксперименты по исследованию асимметричного излучения, лишь косвенно связанного с лучистым отоплением.

Ими исследована ситуация, когда человек находится между двумя стенами, одна из которых теплая, а другая холодная, причем температура воздуха и других ограждающих конструкций равны между собой.

Цель исследований—определить пределы приемлемого теплоощущения.

В результате исследований было доказано, что 5% испытуемых ощущали местный дискомфорт на поверхности кожи, когда среднюю радиационную температуру снижали на 5°С. Измерения подтвердили, что снижение на 5°С приводит к снижению температуры кожи на 1°С.

 

Напоминаем, что оценки и выводы, сделанные здесь нами, являются нашим личным мнением и не претендуют на 100% их верность  Предлагаем Вам сделать свои.

 

Литература:
1.А.Мачкаши, Л.Банхиди, Лучистое отопление. 1985
2. Справочник строителя | Системы отопления
3. Тех. информация "Энергия излучения - первичная энергия, открытая заново", TT TechnothermGmbH, Нюрнберг. 
4. ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ В двух частях Учебник для вузов Авторы:П.Н. Каменев А.Н. Сканави и др.
5. Olesen SM Fanger P. O., Jensen P. В., Nielsen O. J. Comfort limits for man exposed to asymmetric thermal radiation—Proc. of the CIB Commission W45 (Human requirements). Symp. Thermal Comfort and Moderate Heat stress Building Research Station, London, 1972

Предыдущие статьи