Низькотемпературне опалення у будинку. Що таке низькотемпературне опалення Радіатор при низькій температурі теплоносія

Вважаються атрибутами опалювальних системіз високим параметром температури. Але основи, на яких будувалися такі уявлення, застаріли. Економія металу та теплоізоляції не ставиться нині пріоритетнішою за економію енергоресурсів. А характеристики нинішніх радіаторів дозволяють міркувати не лише про ймовірність їх застосування в низькотемпературних комунікаціях, а й переваги такого висновку. Це обгрунтовують наукові дослідження, які протягом кількох років реалізовуються за пропозицією компанії «Rettig ICC», володаря брендів «Purmo», «Radson», «Vogel», «Finimetal, Myson». Зменшення температури теплоносія - базова тенденція прогресу опалювальної техніки минулих років європейських країнах. Це реалізовувалося в міру вдосконалення теплоізоляції будівель, покращення опалювального обладнання. У 1980-х звичайні параметри були зменшені до 75/65 ºC (подача/обратка). Основним плюсом цього стало зменшення втрат при формуванні, транспортуванні та розподілі тепла, а також безпеку для споживачів. Не стоїть на місці й прогрес щодо водопостачання. Для того щоб захистити внутрішні поверхнітруб від корозії та високого рівнязносу, використовують затвор avk. Це елемент трубопровідної арматури, основні частини якого мають форму диска. Високо експлуатаційні характеристики затвору avk забезпечуються вуглецевою нікельованою сталлю з якої він виконаний, а також епоксидним покриттям. Використовується затвор avk для води та нейтральних рідин.

Зі збільшенням популярності підлогового та інших типів панельного обігріву в системах, де вони використовуються, температура подачі знижена до рівня 55 ºC, що враховано творцями теплогенераторів, балансуючої арматури і т.д. . Поштовх до досягнення таких параметрів - можливість більш ефективно експлуатувати такі джерела, як теплові помпи та конденсаційні котли. При температурі носія другорядного контуру 55/45 ºC елемент ефективності COP для теплової помпи категорії «грунт-вода» становить 3,6, а при 35/28 ºC вже - 4,6 (при роботі обігріву). А використання котлів у конденсаційному стані, що потребують охолоджування димових газівводою з обратки нижче «мітки роси» (при спалюванні палива - 47 ºC), дає бонус у ККД близько 15% і вище. Таким чином, зменшення температури носія дає значну економію ресурсів та скорочення виходу Вуглекислий газу повітря. До цього часу базовим рішенням, що забезпечує теплом приміщення при малій температурі носія, були «тепла підлога» та конвектори з мідно-алюмінієвими обмінниками.

Ініційовані «Rettig ICC» дослідження дозволили додати до цього розряду сталеві панельні радіатори. За сприяння деяких наукових установ, включаючи заклади Гельсінкі та Дрездена, вони були випробувані у різних досліджуваних умовах. До «доказової бази» додані і результати інших робіт з функціонування сучасних комунікацій опалення. Наприкінці січня минулого року, результати досліджень передані журналістам лідируючих видань Європи на заході, що відбувся в центрі Purmo-Radson в Ерпфендорфі.

А. Нікішов

Розвиток технічної думки дозволив сучасній людинімати великий вибірсистем опалення, залежно від вимог та матеріальних можливостей, якого не було навіть у попереднього покоління. Поступовий розвиток побутової теплоенергетики призвів до того, що все більшу популярність у населення стали мати системи низькотемпературного опалення житла, про які йтиметься у цій статті.

Практика показала, що при порівнянні двох джерел тепла – з високою та низькою температурами – найбільш комфортні для людини умови створюються саме низькотемпературним приладом опалення, який забезпечує невеликий перепад температур у приміщенні та не викликає негативних відчуттів. Верхня межа про низьких температур, за визначенням енергетиків, перебуває у районі 40˚С. Низькотемпературні системи опалення, що використовують теплоносій, працюють з температурами 40-60˚С - на вході в пристрій, що тепло виробляє, і на його виході. А системи повітряного, електричного та променистого обігрівувикористовують і нижчі температури, які можна порівняти з температурою тіла людини. Так що саме поняття низьких температур досить умовне і, тим не менш, використання теплоносія або інших джерел тепла з температурою до 45 ˚С. джерелами енергії.

До всіх систем опалення пред'являються певні вимоги, які мають зробити найбільш ефективним, комфортним та безпечним їх використання. Будівельні, кліматичні, гігієнічні та технологічні вимогидокладно викладено у ДБН В.2.5-67:2013 у пунктах 4, 5, 6, 7, 9, 10 та 11. Ці вимоги дозволяють максимально знизити негативні та одночасно підвищити позитивні впливи на людський організм, що надаються системами опалення.

Необхідно відзначити, що однією з найважливіших умов ефективності роботи будь-яких систем опалення є ретельний облік тепловтрат, а для низькотемпературних систем це чи не найважливіше. В іншому випадку такі системи будуть малоефективними та надмірно енерго-, а отже, і матеріально витратними.

Класифікація

Системи низькотемпературного опалення можна умовно розділити – за способом приготування тепла – на монолітні, бівалентні та комбіновані. Монолітні системи характеризуються використанням однієї або декількох установок, що тепловиробляють. У бівалентних використовуються два теплогенератори, що мають різні принципи роботи, один з яких може включатися як додаткове джерело тепла при дуже низьких температурахзовнішнього повітря. Декілька установок, що утворюють паралельно, утворюють комбіновану системуопалення.

Нагрівання теплоносія у всіх системах опалення може здійснюватися прямим способом або непрямим. прикладом прямого нагрівує водонагрівальні котли різного типу, що працюють на твердому, рідкому або газоподібному паливі, а також електричні котли. Непрямим способом нагрівають теплоносій у теплообмінниках (бойлерах) чи теплоакумуляторах. Цей спосібдуже широко використовується в системах, що працюють на відновлюваних джерелах енергії – вітряних та сонячних.

Також системи низькотемпературного опалення можна розділяти за типом теплоносія - рідкі, газові, повітряні та електричні, та за виглядом опалювальних приладів- Поверхневі, конвекційні та панельно-променеві.

Опис систем

Все більшої популярності низькотемпературні системи опалення набувають за рахунок того, що вони дуже гармонійно поєднуються з обладнанням, що працює на відновлюваних джерелах енергії. За часів, коли традиційна енергія стає все дорожчою, це важливий фактор.

Водяне опалення

Всі системи цього типу характеризуються трьома основними параметрами - температура теплоносія на виході з тепловиробника (в цьому випадку використовуються водонагрівальні котли на твердому, рідкому, газоподібному паливі та електричні), температура на його вході і температура повітря в приміщенні, що опалюється. Така послідовність цифр вказується у всіх документах на казани.
Сучасні системи низькотемпературного опалення в основному базуються на європейському стандарті EN422, в якому введено поняття « м'якого тепла», що передбачає використання теплоносія з температурою на виході з тепловиробника 55˚С, а на вході - 45˚С.

Даний тип опалення передбачає застосування у системі циркуляційних насосів, які розміщуються так само, як і у звичайних системах опалення. Найбільш економічними вважаються «відкриті» системи із розміщенням розширювального бакау верхній точці. Встановлення насосів у магістраль подачі теплоносія дозволяє уникнути можливих зон розрідження, що має місце під час встановлення циркуляційних насосів на зворотній магістралі.

У закритих системах, що працюють з підвищеним тиском, поряд з циркуляційним насосомнеобхідно використовувати автоматичний повітровідвідник та скидний клапан, а також манометр, що показує тиск у системі. Розширювальний бак у цьому випадку розміщується у зручному для користувача місці.

Однією з вимог, що визначає ефективність роботи відкритого типуопалювальних систем є необхідність хорошої теплоізоляції розширювального бака. Іноді – у разі розміщення його на горищах будівель – потрібний і його примусовий підігрів.

Одним із найпоширеніших видів низькотемпературної системи опалення є всім відома «тепла підлога» (рис. 1). Системи поверхневого опалення, наприклад, виробництва компанії Oventrop (Німеччина), включають труби, монтаж яких може проводитися і в підлогу, і в стелю, і стіни. При цьому зовсім не торкається інтер'єру.

Мал. 1. Система опалення з «теплою підлогою»

У цих системах, завдяки переважно променистому теплообміну, немає руху повітря, і тепло рівномірно розподіляється по приміщенню. Електронні програмовані регулятори значно підвищують економічність системи.

Подає магістраль систем поверхневого обігріву містить теплоносій температурою 40-45˚С, що дозволяє з максимальним ефектом використовувати можливості конденсаційних котлів, а також альтернативні джерела енергії (відновлювані). В системі, як правило, використовується труба із зшитого поліетилену із захисним від кисню шаром.

Парове опалення

Цей тип опалення характеризується використанням як теплоносій «насиченої» пари, що призводить до необхідності забезпечити відповідний збір конденсату. І якщо в системі опалення є один опалювальний прилад, що не створює проблем, то при збільшенні їх кількості конденсат відводити стає все важче і важче. Вирішення цієї проблеми знайшлося у використанні як теплоносій «холодної» пари. Його роль у сучасних системахнизькотемпературного парового опалення грає, зокрема, хладон-114 - негорюче, неотруйне, без запаху та хімічно стійке неорганічне з'єднання.

Система на «холодній» парі працює за рахунок використання тепла, що виділяється при конденсації насиченої пари, яка і нагріває прилади опалення. Конденсатопроводи працюють у «мокрому» режимі, що з підпором конденсату. Конденсатовідвідники в цьому випадку не потрібні – конденсат самопливом повертається у випарник. Підживлювальний насос також не потрібний. І паропроводи, і конденсатопроводи монтуються як горизонтально, і вертикально. Причому зовсім необов'язково дотримуватись ухил. В разі вертикального монтажуподає провід може розміщуватися як зверху, так і знизу.

Регулювання системи, що працює на «холодній» парі, здійснюється впливом на тиск пари та її температуру, для чого систему розраховують на тиск, що відповідає максимально можливій температурі пари.

Як опалювальні прилади в системі низькотемпературного парового опалення зазвичай використовуються секційні радіаторита конвекторні панелі. Для регулювання тепловіддачі кожен опалювальний прилад забезпечують мембранним клапаном.

Повітряні системи

Використання цього типу систем (мал. 2) досить обмежене. На це впливають кілька факторів. По-перше, досить низький ступінь теплообміну між повітрям і пристроєм, що тепло виробляє, або теплообмінником. По-друге, з гігієнічних міркувань. Повітряні потоки переносять пил, а повітряні канали та теплообмінні пристрої створюють гарні умовидля розвитку небажаних бактерій та мікроорганізмів, і вимагають спеціального захисту. І, по-третє, такі системи дуже матеріаломісткі, отже, мають високу вартість.

Мал. 2. Повітряна система опалення

Але незважаючи на це, повітряні системинизькотемпературного опалення можна використовувати у таких випадках:

якщо необхідно забезпечити централізоване обігрів при низькій швидкості руху повітря в каналах. Такий спосіб підходить для обігріву невеликих будинківта котеджів за допомогою плінтусного повітроводу;
якщо потрібно забезпечити центральний підігрів із високою швидкістю повітря в каналах - система високого тиску. У цьому випадку потрібне спеціальне повітророзподільне обладнання, що забезпечує рівномірне надходження повітря у всі приміщення та має шумопоглинаючі властивості. Регулювання цієї системи здійснюється двома способами: первинним – на теплообміннику, та вторинним – кількістю припливного теплого повітря;
якщо потрібен локальний підігрів кількох приміщень чи одного великого. Такі системи знайомі кожному по великих магазинах - використовуються і повітряні завісина вході в приміщення, та додаткові повітроводи з теплим повітряму необхідних місцях.

Електричне опалення

Ця система представлена на ринку опалювальних систем безліччю виробників. В її основі лежить принцип спеціального нагріву резистивного кабелю(Рис. 3) електричним струмом. Тепло, що знімається з кабелю, передається в навколишнє середовиществорення м'якого прогріву приміщення. Комплектація системи може включати в себе гріючі кабелі або готові мати, терморегулятори та настановний комплект, що забезпечує швидкий та легкий монтаж.

Мал. 3. Електрична «тепла підлога»

Конструктивні елементи систем

Всі системи опалення, як уже говорилося вище, призначені для підтримки оптимального і комфортного співвідношення трьох параметрів - температура теплоносія після пристрою, температура опалювального приладу і температура повітря в приміщенні. Забезпечити таке співвідношення можна правильним підбором важливих елементівсистеми.

Теплопровідні пристрої

Усі пристрої для тепла можна розділити на три групи.

Перша група – теплогенератори на основі використання традиційного палива та електроенергії. В основному це різні водогрійні котли, що працюють на твердому, рідкому, газоподібному паливі та електричної енергії. Навіть для непрямого нагріву«холодної» пари в парових системах низькотемпературного опалення використовуються ті самі водогрійні пристрої.

У цій групі приладів можна відзначити побутовий конденсаційний котел, що є пристроєм, що з'явився в результаті інноваційних розробок раціонального використанняводяної пари, що утворюються при горінні палива. Дослідження, спрямовані на повніше використання енергії та одночасно мінімізацію негативного впливуна довкілля, дозволили створити новий тип опалювального обладнання - конденсаційний котел - що дозволяє за допомогою конденсації отримувати додаткове теплоіз димових газів.

Наприклад, італійський виробник Baxi випускає лінійку конденсаційних котлів як підлогового, так і настінного виконання. Модельний ряднастінних котлів Luna Platinum (рис. 4) складається з одноконтурних та двоконтурних конденсаційних котлів, з потужністю від 12 до 32 кВт. Ключовим елементомє теплообмінник з нержавіючої сталі AISI 316L. Різними складовими частинамикотла керує електронна плата, є знімна панель керування з рідкокристалічним дисплеєм та вбудованою функцією керування температурою. Система модулювання потужності пальника дозволяє адаптувати вихідну потужність котла до енергії, що споживається будинком у діапазоні 1:10.

Мал. 4. Конденсаційний котел BAXI Luna Platinum

Друга група – установки, які використовують тепло позасистемних теплоносіїв. У таких випадках застосовують теплоакумулятори.

До третьої групи відносяться пристрої, що використовують зовнішній теплоносій для непрямого нагріву. У них успішно застосовуються поверхневі, каскадні чи барботажні кульові теплообмінники. Саме такий тип використовується для підігріву холодної пари в системах парового низькотемпературного опалення.

Опалювальні прилади

Опалювальні прилади поділяються на 4 групи:

прилади з рівними за площею поверхнями як з боку теплоносія, так і з боку повітря. Такий тип приладів відомий усім – це традиційні секційні радіатори;
пристрої конвекційного типу, в яких площа поверхні, що стикається з повітрям, набагато більша за поверхню з боку теплоносія. У цих приладах випромінювання тепла має другорядний характер;
пластинчасті повітронагрівачі з спонукальним повітряним потоком;
пристрої панельного типу - підлогові, стельові чи стінові. У цій лінійці опалювальних панелей, наприклад, можна відзначити чеські панельні сталеві радіатори Korado під назвою Radik, що випускаються у двох виконаннях - з бічним підключенням (Klasik), і з нижнім із вбудованим термостатичним вентилем (VK). Панельні сталеві радіатори пропонує компанія Kermi (Німеччина).

Мал. 5. Панельний сталевий радіатор Korado

До опалювальних приладів низькотемпературних систем можна віднести різного родусекційні та панельні нагрівачі, опалювальні конвектори, калорифери та опалювальні панелі.

Теплоакумулятори

Ці пристрої необхідні в бівалентних системах низькотемпературного опалення, в яких використовується енергія з відновлюваних джерел або теплопостачання. Теплоакумулятори можуть бути рідко- або твердозаповненими, що використовують теплоємність заповнювача для накопичення теплоти.

Широке поширення все більше набувають пристрої, в яких тепло виділяється в момент фазових перетворень. Вони теплота накопичується у процесі плавлення речовини чи тоді, коли кристалічна його структура зазнає певні зміни.

Також ефективно працюють термохімічні теплоакумулятори, принцип роботи яких ґрунтується на накопиченні теплоти в результаті. хімічних реакцій, що відбуваються із виділенням тепла.

Акумулятори тепла можуть підключатися до системи опалення як за залежною схемою, так і незалежною, коли в них акумулюється тепло від позасистемного теплоносія.

Теплові акумулятори можуть бути також ґрунтовими, скельними і навіть підземні озера можуть використовуватися як накопичувач тепла.

Грунтові теплові акумулятори одержують при розміщенні регістрів, виготовлених із труб, з кроком півтора-два метри. Скельні теплоакумулятори облаштовують шляхом буріння вертикальних або похилих свердловин у скельних породах на глибину від 10 до 50 м, куди закачується теплоносій. Використання підземних озер як теплоакумулятори можливе у разі розміщення в нижніх шарах води труб із закаченим у них теплоносієм. Відбір тепла здійснюється з труб, розміщених у верхніх шарахпідземні озера.

Теплові насоси

При використанні в низькотемпературних системах опалення джерела тепла, температура якого нижче температури повітря в приміщенні, а також зниження матеріаломісткості опалювальних приладів, в систему можуть включатися теплові насоси (рис. 6). Найпоширенішими пристроями цієї групи є компресійні теплові насоси, що при конденсації дають температуру від 60 до 80˚С.

Мал. 6. Принцип роботи теплового насосу

Ефективну роботу теплового насоса у низькотемпературній системі опалення забезпечує включення до контуру випарника теплового акумуляторащо сприяє стабілізації температури випаровування «холодної» пари. Регулювання цієї системи здійснюється шляхом зміни тепловіддачі насоса.

Переваги і недоліки

Низькотемпературні системи опалення завойовують своїх прихильників тим, що створюють комфортніші умови в приміщенні, ніж традиційні - з високим нагріванням опалювальних приладів. Не відбувається зайве "осушення" повітря, відсутня - знову-таки зайва - запиленість приміщення внаслідок неминучого переміщення повітря при дуже гарячих опалювальних приладах.

Використання теплоакумуляторів у системі дає можливість накопичувати тепло та миттєво використовувати його у разі потреби.

Низький розкид температур - вихідний з тепловиробника та повітря в приміщенні - дозволяє легко регулювати систему, використовуючи програмовані термостати.

А щодо недоліків, то він, по суті, один - вартість закінченої системи дещо, а то й у рази вища, ніж традиційна високотемпературна.

Читайте статті та новини у Telegram-каналі AW-Therm. Підписуйтесь на YouTube-канал.

Найважливішим завданням розвитку технологій є підвищення енергоефективності. Для вирішення цього завдання у системах опалення найбільш ефективним шляхом є зменшення температури теплоносія. Саме тому низькотемпературне опалення сьогодні є ключовою тенденцією розвитку сучасної опалювальної техніки.

Низькотемпературна система опалення в процесі експлуатації витрачає набагато меншу кількість теплоносія порівняно з традиційною системою. Завдяки цьому забезпечується значна економія. Додатковим плюсомє зниження обсягу шкідливих викидів у повітря. Крім того, робота з «м'яким» температурним режимом дозволяє задіяти альтернативні видиобладнання – теплові насоси або конденсаційні котли.

Головною проблемою розвитку низькотемпературного опалення довгий часзалишалося те, що при низькій температурі опалення було дуже складно створити комфортні умови в приміщеннях, що обігріваються. Проте з розвитком технологій будівництва, що дозволяють зводити енергоефективні будинки, цю проблему було вирішено. Застосування сучасних будівельних та теплоізоляційних матеріалівдає змогу значно скоротити теплові втрати будівель. Завдяки цьому низькотемпературна система опалення може якісно та ефективно обігрівати будинок. Досяганий ефект від економії теплоносія значно перевищує додаткові витратиякі доводиться нести для теплоізоляції будівель.

Застосування радіаторів

Спочатку як низькотемпературні розглядалися тільки так звані панельні системи опалення, найбільш поширеними представниками яких є системи теплої підлоги. Для них характерна значна поверхня теплообміну, що дозволяє за невеликої температури теплоносія забезпечувати якісний обігрів.

Сьогодні розвиток технологій виробництва сприяв тому, що з'явилася можливість використовувати для низькотемпературного опалення та радіатори. При цьому батареї повинні відповідати підвищеним вимогам енергоефективності:

висока теплопровідність металу;
значна площа поверхні теплообміну;
максимальна конвективна складова.

ТМ Ogint пропонує енергоефективні алюмінієві радіатори, які повністю відповідають перерахованим вимогам та ідеально підходять для комплектації низькотемпературних систем опалення. При цьому вони зроблені у повній відповідності до російськими стандартамита повністю адаптовані до вітчизняним умовамексплуатації.

Так, застосування алюмінієвих радіаторів моделі Ogint Delta Plus при створенні низькотемпературних систем важлива перевагапорівняно з теплими підлогами. Оптимальні показникиекономії та комфорту забезпечуються у тих випадках, коли система опалення швидко реагує на зміни зовнішньої температури(При її підвищенні температура теплоносія зменшується, а при зниженні - збільшується). Сучасна автоматика, що застосовується на котельні, дає для цього всі можливості. Мінус теплої підлоги полягає в їхній інерційності. Радіаторні системи здатні реагувати зміну зовнішніх умов практично моментально.

Переваги та недоліки низькотемпературних систем опалення

Низькотемпературні системи мають цілу низку істотних переваг:

значна економія коштів з допомогою зменшення витрати енергоносія;
скорочення обсягу шкідливих викидів у повітря;
покращення показників комфорту. За рахунок малого нагріву радіаторів у приміщенні не сушиться повітря і не виникають сильні конвективні потоки, що піднімають пил;
безпека. Про радіатор з температурою +50…+60 °C не можна обпектися, чого не скажеш про батарею, розігріту до +80 °C;
зменшення навантаження на казан, що підвищує експлуатаційний ресурс обладнання;
можливість застосування теплових насосів, конденсаційних казанів та інших видів альтернативного обладнання з низьким температурним режимом.

Недоліки систем опалення цього типу мають відносний характер. Так, певним мінусом можна назвати підвищені вимоги до радіаторів, що використовуються.. Однак використання батарей Ogint Delta Plus вирішує всі проблеми вибору опалювальних приладів.

Також слід зазначити, що при сильних морозах низькотемпературні системи не можуть справлятися з обігрівом будівель. У той же час система без особливих проблем може бути переведена на роботу у вищому температурному режимі за наявності такої потреби.

Загалом низькотемпературні системи опалення є ефективнішими, економічнішими та безпечнішими в порівнянні з традиційними системами. Тому сьогодні можна впевнено говорити, що майбутнє саме за низькотемпературним опаленням.

Радіатори, як правило, сприймаються як елементи систем з високою температурою. Але вже давно така точка зору застаріла, сьогоднішні опалювальні прилади з легкістю можуть встановлюватися в низькотемпературних системах завдяки унікальним технічним характеристикам. Це дозволяє заощадити такі дорогоцінні енергоресурси.

Останні десятиліття провідні європейські виробники опалювальної техніки билися з того, як знизити температуру теплоносія. Важливим факторомдля цього стала покращена теплоізоляція будівель, а також удосконалення радіаторів. В результаті вже у вісімдесятих роках температурні параметри були зменшені до 75 градусів на подачу та до 65 на «зворотку».

У той час, коли набули популярності різні панельні системи опалення, у тому числі підлогові, температура подачі знизилася до 55 градусів. Сьогодні ж, на цьому етапі технологічного розвитку, система може повноцінно функціонувати навіть за температури тридцять п'ять градусів.

Навіщо потрібно досягати зазначені параметри? Це дасть можливість використовувати нові економічніші джерела тепла. Це дозволить суттєво заощадити на енергоресурсах та скоротить викид шкідливих речовину атмосферу.

Ще деякий час тому основними варіантами обігріву приміщення носіями з низькою температурою вважалися теплі підлоги або конвектори з мідно-алюмінієвими теплообмінниками. Також у цей ряд були включені панельні радіатори зі сталі, які вже досить давно використовують у Швеції у складі низькотемпературних систем обігріву приміщень. Зроблено це було після проведення низки експериментів та збору певної доказової бази.

Як показали дослідження, результати яких були оприлюднені в 2011 році на семінарі в центрі Purmо-Radsоn в Австрії, багато залежить від термічного комфорту, швидкості та точності реагування опалювальної системи на зміну погодних та інших умов.

Зазвичай людина відчуває температурний дискомфорт тоді, як у приміщенні відбувається температурна асиметрія. Вона безпосередньо залежить від того, яка тепловіддаюча поверхня в приміщенні і де вона знаходиться, а також від того, куди зорієнтований тепловий потік. Не останню роль відіграє температура поверхні підлоги. Якщо вона виходить за рамки діапазону 19-27 градусів за Цельсієм, людина може відчувати певний дискомфорт – буде холодно, або навпаки, занадто спекотно. Ще один важливий параметр- Перепад температур по вертикалі, тобто різниця температур від ніг до голови людини. Ця різниця не повинна бути більшою за чотири градуси Цельсія.

Найбільш комфортно людина може відчувати себе в так званих рухомих температурних умовах. Якщо внутрішній простірвключає зони з різною температурою - це відповідний мікроклімат для хорошого самопочуття. Але не потрібно робити так, щоб перепади температур у зонах були значними – інакше ефект буде протилежним.

На думку учасників семінару, ідеальний тепловий комфорт можуть створити радіатори, які передають тепло як за допомогою конвекції, так і способом випромінювання.

Поліпшення ізоляції будівель відіграє злий жарт – у результаті приміщення стають термічно чутливими. Сильно впливають на клімат у приміщенні такі чинники, як сонячне світло, побутова та офісна техніка, скупчення людей. Панельні системиопалення не здатні так чітко реагувати на ці зміни, як це роблять радіатори.

Якщо влаштувати теплу підлогу в бетонній стяжці, можна отримати систему з великою нагрівальною здатністю. Але вона повільно реагуватиме на регулювання температури. І навіть якщо використовуються термостати, система не може швидко відповідати на зміну зовнішньої температури. Якщо гріючі труби встановлені в бетонну стяжку, підлогове опалення дасть помітну реакцію на зміну температури тільки протягом двох годин. Термостат швидко реагує на надходження стороннього тепла і відключає систему, але нагріта підлога ще віддаватиме тепло цілих дві години. Це дуже багато. Така ж картина спостерігається у протилежному випадку, якщо потрібно навпаки нагріти підлогу – повністю прогрітою вона буде також через дві години.

Дієвим у разі може бути лише саморегулювання. Це складний динамічний процес, під час якого природним шляхомрегулюється подача тепла. В основі цього процесу лежить дві закономірності:

Тепло поширюється від більш нагрітої зони до більш холодної;

Величина теплового потокубезпосередньо залежить від різниці температур.

Саморегулювання з легкістю може застосовуватися як для батарей, так і підлогового опалення. Але при цьому радіатори набагато швидше реагують на зміну. температурного режиму, швидше остигають і навпаки, нагрівають приміщення. В результаті відновлення заданого температурного режиму відбувається значно швидше.

Не варто забувати про те, що температура поверхні радіатора приблизно така ж, як у теплоносія. У випадку ж з підлоговим покриттямце зовсім не так. Якщо інтенсивне тепло від стороннього носія надходитиме короткими «ривками», система регуляції тепла в «теплій підлозі» просто не впорається із завданням. Тому в результаті виникають температурні коливання між підлогою та приміщенням загалом. Цю проблему можна спробувати усунути, але, як показує практика, в результаті коливання залишаються, тільки стають трохи нижчими.

Можна розглянути це на прикладі приватного будинку, що обігрівається теплою підлогою та низькотемпературними радіаторами. Припустимо, у будинку проживає чотири особи, він оснащений природною вентиляцією. Стороннє тепло може надходити від побутової технікита безпосередньо людей. Комфортна температурадля проживання складає 21 градус Цельсія.

Таку температуру можна підтримувати двома способами – за допомогою переходу на нічний режим або без нього.

При цьому мені варто забувати, що оперативна температура є показником, який характеризує комбіноване вплив на людину різних температур: радіаційної та температури повітря, а також швидкості руху повітряного потоку.

Як показали проведені досліди, швидше реагують на коливання температури, ніж забезпечують її менші відхилення, саме радіатори. Тепла підлога їм значно програє за всіма параметрами.

Але на цьому позитивний досвід використання радіаторів не закінчується. Наступний аргумент на їх користь - це більш ефективний і комфортний температурний профіль всередині приміщення.

Ще в 2008 році в міжнародному журналі Energy and Buildings була опублікована робота Джона Ар Майхрен і Стюра Холмберга «Розподіл температури і тепловий комфорт в кімнаті з панельним опалювальним приладом, підлоговим і настінним обігрівом». У ній дослідники провели порівняльний аналіз ефективності застосування радіаторів та теплої підлоги в обігріві приміщень із низькотемпературною системою. Дослідники порівняли розподіл температури по вертикалі в ідентичних за площею приміщеннях без меблів та людей.

Як показали результат експерименту, радіатор, встановлений у підвіконному просторі, може гарантувати значно більше рівномірний розподілтеплого повітря. Крім цього, він також і запобігає надходженню холодного повітря до приміщення. Але перед тим як приймати рішення про встановлення радіаторів, потрібно брати до уваги якість склопакетів, розташування меблів та інші не менш важливі нюанси.

Окремо слід сказати про теплові втрати. Якщо для теплої підлоги відсоток тепловтрати, залежно від товщини теплоізоляційного шару, коливається в межах від 5 до 15 відсотків, то для радіаторів він набагато нижчий. Високотемпературний радіатор зазнає тепловтрат через задню стінку в розмірі 4%, а низькотемпературний і того менше - всього 1%.

Важливо при виборі сталевого панельного радіаторапровести правильні розрахункиТак, щоб при подачі 45 градусів Цельсія в приміщенні трималася комфортна задана температура. Потрібно врахувати і теплоізоляцію будівлі, і втрати, і переважну температуру «за бортом».

Надані на семінарі докази ще раз підтверджують доцільність застосування низькотемпературних регуляторів у системах опалення як відмінний варіантекономії на енергоносіях

А. Нікішов

Розвиток технічної думки дозволив сучасній людині мати великий вибір систем опалення, залежно від вимог та матеріальних можливостей, якого не було навіть у попереднього покоління. Поступовий розвиток побутової теплоенергетики призвів до того, що все більшу популярність у населення стали мати системи низькотемпературного опалення житла, про які йтиметься у цій статті.

Практика показала, що при порівнянні двох джерел тепла – з високою та низькою температурами – найбільш комфортні для людини умови створюються саме низькотемпературним приладом опалення, який забезпечує невеликий перепад температур у приміщенні та не викликає негативних відчуттів. Верхня межа про низьких температур, за визначенням енергетиків, перебуває у районі 40˚С. Низькотемпературні системи опалення, що використовують теплоносій, працюють з температурами 40-60˚С - на вході в пристрій, що тепло виробляє, і на його виході. А системи повітряного, електричного та променистого обігріву використовують і нижчі температури, які можна порівняти з температурою тіла людини. Так що саме поняття низьких температур досить умовне і, тим не менш, використання теплоносія або інших джерел тепла з температурою до 45 ˚С. джерелами енергії.

До всіх систем опалення пред'являються певні вимоги, які мають зробити найбільш ефективним, комфортним та безпечним їх використання. Будівельні, кліматичні, гігієнічні та технологічні вимоги докладно викладені у ДБН В.2.5-67:2013 у пунктах 4, 5, 6, 7, 9, 10 та 11. Ці вимоги дозволяють максимально знизити негативні та одночасно підвищити позитивні впливи на людський організм, що надаються системами опалення.

Класифікація

Системи низькотемпературного опалення можна умовно розділити – за способом приготування тепла – на монолітні, бівалентні та комбіновані. Монолітні системи характеризуються використанням однієї або декількох установок, що тепловиробляють. У бівалентних використовуються два теплогенератори, що мають різні принципи роботи, один з яких може включатися як додаткове джерело тепла за дуже низьких температур зовнішнього повітря. Кілька установок, що тепловиробляють, включених паралельно, утворюють комбіновану систему опалення.

Нагрівання теплоносія у всіх системах опалення може здійснюватися прямим способом або непрямим. Прикладом прямого нагріву є водонагрівальні котли різного типу, що працюють на твердому, рідкому або газоподібному паливі, а також електричні котли. Непрямим способом нагрівають теплоносій у теплообмінниках (бойлерах) чи теплоакумуляторах. Даний спосіб дуже широко використовується в системах, що працюють на відновлюваних джерелах енергії – вітряних та сонячних.

Також системи низькотемпературного опалення можна розділяти за типом теплоносія - рідкі, газові, повітряні та електричні, та за видом опалювальних приладів - поверхневі, конвекційні та панельно-променеві.

Опис систем

Водяне опалення

Всі системи цього типу характеризуються трьома основними параметрами - температура теплоносія на виході з тепловиробника (в цьому випадку використовуються водонагрівальні котли на твердому, рідкому, газоподібному паливі та електричні), температура на його вході і температура повітря в приміщенні, що опалюється. Така послідовність цифр вказується у всіх документах на казани.
Сучасні системи низькотемпературного опалення, в основному, базуються на європейському стандарті EN422, в якому введено поняття «м'якого тепла», що передбачає використання теплоносія з температурою на виході з теплопровідного пристрою 55С, а на вході - 45С.

Даний тип опалення передбачає застосування у системі циркуляційних насосів, які розміщуються так само, як і у звичайних системах опалення. Найбільш економічними вважаються «відкриті» системи з розміщенням розширювального бака у верхній точці. Встановлення насосів у магістраль подачі теплоносія дозволяє уникнути можливих зон розрідження, що має місце під час встановлення циркуляційних насосів на зворотній магістралі.

У закритих системах, що працюють з підвищеним тиском, поряд з циркуляційним насосом необхідно використовувати автоматичний відвідник повітря та скидний клапан, а також манометр, що показує тиск в системі. Розширювальний бак у цьому випадку розміщується у зручному для користувача місці.

Однією з вимог, визначальним ефективність роботи відкритого типу опалювальних систем, є хороша теплоізоляція розширювального бака. Іноді – у разі розміщення його на горищах будівель – потрібний і його примусовий підігрів.

Мал. 1. Система опалення з «теплою підлогою»

Парове опалення

Цей тип опалення характеризується використанням як теплоносій «насиченої» пари, що призводить до необхідності забезпечити відповідний збір конденсату. І якщо в системі опалення є один опалювальний прилад, що не створює проблем, то при збільшенні їх кількості конденсат відводити стає все важче і важче. Вирішення цієї проблеми знайшлося у використанні як теплоносій «холодної» пари. Його роль у сучасних системах низькотемпературного парового опалення відіграє, зокрема, хладон-114 - негорюче, неотруйне, без запаху та хімічно стійке неорганічне з'єднання.

Система на «холодній» парі працює за рахунок використання тепла, що виділяється при конденсації насиченої пари, яка і нагріває прилади опалення. Конденсатопроводи працюють у «мокрому» режимі, що з підпором конденсату. Конденсатовідвідники в цьому випадку не потрібні – конденсат самопливом повертається у випарник. Підживлювальний насос також не потрібний. І паропроводи, і конденсатопроводи монтуються як горизонтально, і вертикально. Причому зовсім необов'язково дотримуватись ухил. У разі вертикального монтажу подає провід може розміщуватися як зверху, так і знизу.

Як опалювальні прилади в системі низькотемпературного парового опалення зазвичай використовуються секційні радіатори та конвекторні панелі. Для регулювання тепловіддачі кожен опалювальний прилад забезпечують мембранним клапаном.

Повітряні системи

Використання цього типу систем (мал. 2) досить обмежене. На це впливають кілька факторів. По-перше, досить низький ступінь теплообміну між повітрям і пристроєм, що тепло виробляє, або теплообмінником. По-друге, з гігієнічних міркувань. Повітряні потоки переносять пил, а повітряні канали та теплообмінні пристрої створюють хороші умови для розвитку небажаних бактерій та мікроорганізмів, і потребують спеціального захисту. І, по-третє, такі системи дуже матеріаломісткі, отже, мають високу вартість.

Мал. 2. Повітряна система опалення

Але, незважаючи на це, повітряні системи низькотемпературного опалення можна використовувати у таких випадках:

якщо необхідно забезпечити централізоване обігрів при низькій швидкості руху повітря в каналах. Такий спосіб підходить для обігріву невеликих будинків та котеджів за допомогою плінтусного повітроводу;
якщо потрібно забезпечити центральне підігрів із високою швидкістю повітря в каналах - система високого тиску. У цьому випадку потрібне спеціальне повітророзподільне обладнання, що забезпечує рівномірне надходження повітря у всі приміщення та має шумопоглинаючі властивості. Регулювання цієї системи здійснюється двома способами: первинним – на теплообміннику, та вторинним – кількістю припливного теплого повітря;
якщо потрібен локальний підігрів кількох приміщень чи одного великого. Такі системи знайомі кожному по великих магазинах - використовуються і повітряні завіси на вході в приміщення, і додаткові повітропроводи з теплим повітрям у необхідних місцях.

Електричне опалення

Ця система представлена на ринку опалювальних систем безліччю виробників. В її основі лежить принцип нагрівання спеціального кабелю резистивного (рис. 3) електричним струмом. Тепло, що знімається з кабелю, передається у навколишнє середовище, створюючи м'який прогрів приміщення. Комплектація системи може включати в себе гріючі кабелі або готові мати, терморегулятори та настановний комплект, що забезпечує швидкий та легкий монтаж.

Мал. 3. Електрична «тепла підлога»

Конструктивні елементи систем

Теплопровідні пристрої

Усі пристрої для тепла можна розділити на три групи.

Перша група – теплогенератори на основі використання традиційного палива та електроенергії. В основному це різні водогрійні котли, що працюють на твердому, рідкому, газоподібному паливі та електричній енергії. Навіть для непрямого нагріву «холодної» пари в парових системах низькотемпературного опалення використовуються ті самі водогрійні пристрої.

У цій групі приладів можна відзначити побутовий конденсаційний котел, що є пристроєм, що з'явився в результаті інноваційних розробок раціонального використання водяної пари, що утворюються при горінні палива. Дослідження, які спрямовані на повніше використання енергії та одночасно мінімізацію негативного впливу на навколишнє середовище, дозволили створити новий тип опалювального обладнання - конденсаційний котел - що дозволяє за допомогою конденсації одержувати додаткове тепло з димових газів.

Наприклад, італійська виробник Baxiвипускає лінійку конденсаційних котлів як підлогового, і настінного виконання. Модельний ряд настінних котлів Luna Platinum (рис. 4) складається з одноконтурних та двоконтурних конденсаційних котлів з потужністю від 12 до 32 кВт. Ключовим елементом є теплообмінник із нержавіючої сталі AISI 316L. Різними складовими частинами котла управляє електронна плата, є знімна панель управління з рідкокристалічним дисплеєм та вбудованою функцією керування температурою. Система модулювання потужності пальника дозволяє адаптувати вихідну потужність котла до енергії, що споживається будинком у діапазоні 1:10.

Мал. 4. Конденсаційний котел BAXI Luna Platinum

Опалювальні прилади

Опалювальні прилади поділяються на 4 групи:

прилади з рівними за площею поверхнями як з боку теплоносія, так і з боку повітря. Такий тип приладів відомий усім – це традиційні секційні радіатори;
пристрої конвекційного типу, в яких площа поверхні, що стикається з повітрям, набагато більша за поверхню з боку теплоносія. У цих приладах випромінювання тепла має другорядний характер;
пластинчасті повітронагрівачі з спонукальним повітряним потоком;
пристрої панельного типу - підлогові, стельові чи стінові. У цій лінійці опалювальних панелей, наприклад, можна відзначити чеські панельні сталеві радіатори Korado під назвою Radik, що випускаються у двох виконаннях - з бічним підключенням (Klasik), і з нижнім із вбудованим термостатичним вентилем (VK). Панельні сталеві радіатори пропонує компанія Kermi (Німеччина).

Мал. 5. Панельний сталевий радіатор Korado

До опалювальних приладів низькотемпературних систем можна віднести різноманітні секційні та панельні нагрівачі, опалювальні конвектори, калорифери та опалювальні панелі.

Теплоакумулятори

Також ефективно працюють термохімічні теплоакумулятори, принцип роботи яких ґрунтується на накопиченні теплоти в результаті хімічних реакцій, що відбуваються з виділенням тепла.

Грунтові теплові акумулятори одержують при розміщенні регістрів, виготовлених із труб, з кроком півтора-два метри. Скельні теплоакумулятори облаштовують шляхом буріння вертикальних або похилих свердловин у скельних породах на глибину від 10 до 50 м, куди закачується теплоносій. Використання підземних озер як теплоакумулятори можливе у разі розміщення в нижніх шарах води труб із закаченим у них теплоносієм. Відбір тепла здійснюється із труб, розміщених у верхніх шарах підземних озер.

Теплові насоси

Мал. 6. Принцип роботи теплового насосу

Ефективну роботу теплового насоса в низькотемпературній системі опалення забезпечує включення до контуру випарника теплового акумулятора, який сприяє стабілізації температури випаровування «холодної» пари. Регулювання цієї системи здійснюється шляхом зміни тепловіддачі насоса.

Переваги і недоліки

Читайте статті та новини у Telegram-каналі AW-Therm. Підписуйтесь на YouTube-канал.

Схожі статті

Обговорюють:

Грошове дерево своїми руками:Красиве грошове дерево - це не тільки справжня рослина з товстим...
Топіарії зі штучних квітів своїми руками:Топіарій – самостійно створене фантазійне деревце з натуральних та...
Які вимоги до приміщення для встановлення газового котла у приватному будинку треба виконувати:Останнім часом для опалення заміських будинків все частіше використовуються...
Як зробити вінок із квітів: слушні та практичні поради для створення шедевра Зробити вінок із штучних квітів:За допомогою цього майстер-класу ви дізнаєтесь, як зробити гарний вінок із...