При лучистом отоплении температура ограждающих конструкций выше, чем температура внутреннего воздуха

Термин «лучистое отопление» обычно используют, когда применяются плоские горизонтальные или вертикальные греющие панели.

2. Как подразделяются системы панельно-лучистого отопления?

Системы панельно-лучистого отопления подразделяются:

а) по температуре поверхности панели:

— низкотемпературные – до 70 о С;

— среднетемпературные – до 250 о С;

— высокотемпературные – до 900 о С.

б) по виду теплоснабжения

Местные системы имеют панели или отражательные экраны со средней и высокой температурой. Энергоносителями для них являются электрический ток и дымовые газы.

Центральные системы пользуются панелями и отражательными экранами со средней и низкой температурой. Они имеют централизованное теплоснабжение с теплоносителями водой и воздухом (в редких случаях – паром).

3. Где размещаются греющие панели?

Панели располагаются в полу, потолке, наружных стенах и перегородках (рисунок 16).

1 – потолочное; 2 – стеновое; 3 – перегородочное контурное; 4 – напольное;

5 – подоконное; 6 – плинтусное; 7 – перегородочный регистр

Рисунок 16 — Размещение греющих панелей в помещении

4. Какие преимущества и недостатки у панельно-лучистого отопления?

Достоинства:

— Этот вид отопления по сравнению с другими создает в помещении более благоприятный микроклимат. Комфортное состояние наступает при температуре примерно на 2 о С ниже, чем при конвективном отоплении. Это дает экономию тепловой энергии;

— Кроме того, при снижении температуры несколько повышается относительная влажность и это благоприятно сказывается на самочувствии людей;

— Встроенный панели гигиеничны, на них нет осаждения пыли и ослаблен ее разнос;

— Низкий расход металла;

— При заводском изготовлении панелей уменьшаются затраты труда на монтаж системы отопления.

Недостатки:

— Неремонтопригодность. При засорении труб зачастую прочистка их невозможна и приходится замоноличенные трубы обрезать, создавая новую систему отопления;

— Сложность регулирования теплоотдачи;

— Некоторое увеличение капитальных затрат (по сравнению с конвективным отоплением) в связи с пониженной температурой теплоносителя.

5. Почему заложенная в панель труба дает больше теплоты, чем открытая?

Тепловой поток с поверхности отопительного прибора возрастает при устройстве оребрения (за счет увеличения поверхности нагрева). Такой прием называется эффектом оребрения.

В случае нанесения на поверхность трубы слоя другого материала, например, бетона, возникает аналогичный эффект оребрения. Поэтому, труба, замоноличенная в панель будет отдавать больше теплоты, чем открыто проложенная.

Однако, если заглубление трубы в бетон будет значительным, то бетон начнет выполнять роль изоляции и эффект оребрения уничто- жится. На рисунке 17 изображена труба с наложенным слоем другого материала

.

1 – стенка трубы; 2 – слой оребрения

Рисунок 17 – Схема оребренной трубы

Значение d₃, при котором тепловой поток будет максимальным называется критическим диаметром. Его величина зависит от теплопро-

водности. Для железобетона он равен 0,24 м, для шлакобетона — 0,03 м.

Отсюда вывод: для панельных систем отопления нужно применять тяжелый бетон, у которого высокая теплопроводность.

Рисунок 18 – Плоская панель с замоноличенными трубами

На рисунке 18 изображена панель с замоноличенными трубами, по которым протекает теплоноситель. Тонкими линиями обозначен критический диаметр. И, как видно из рисунка, эффект оребрения зависит от расстояния между трубами, обозначенным буквой «а».

Отсюда вывод: при малом расстоянии между трубами снижается эффект оребрения.

6. Каково оптимальное расстояние между трубами?

Расстояние между трубами в панели называется шагом труб. Шаг зависит от вида помещения и его теплопотерь. Диапазон шага колеблется в пределах от 50 до 600 мм. Чаще всего применяется шаг 150, 200 и 300 мм.

В случае напольных панелей при малых теплопотерях, составляющих не более 50 Вт/м 2 , допускается шаг 300 мм. В помещениях с большими теплопотерями (при тепловой нагрузке более 80 Вт/м 2 ) и помещениях с повышенными требованиями к равномерности температуры поверхности пола шаг принимается равным 150 мм. В промежуточных случаях часто применяется переменный шаг укладки – вдоль наружных стен он меньше, чем вдоль внутренних (см.рисунок 26 ).

Количество рядов труб с уменьшенным шагом определяется в процессе проектирования.

Шаг в 200 мм характерен для аквапарков, бассейнов и крупных промышленных помещений [6].

7. Где рекомендуется устраивать панельно-лучистое отопление?

Панельно­-лучистое отопление применяют:

— в жилых зданиях;

— в помещениях детских дошкольных учреждений;

— в операционных, родовых, наркозных и тому подобных помещениях лечебно­-профилактических учреждений;

— в помещениях и вестибюлях (теплые полы) об­щественных зданий;

— для обоrревания основных помещений вокзалов, аэропортов, aнrapoв, высоких цехов производственных зданий;

— по­мещений катеrорий Г и Д (кроме помещений со значительным влаrовыделением);

— в производственных помещениях с особыми требованиями к чистоте (производство пищевых продуктов, сборка точных приборов и т.п.).

8. Как распределяется лучистый поток между ограждениями помещения?

Распределение лучистого потока показано в таблице .

Если излучение попадает на какое-либо из ограждений, то оно частично поглощается, частично отражается. Поверхность, поглотившая лучистый поток создает вторичное излучение. Таким образом, все ограждения повышают свою температуру и становятся своеобразными отопительными приборами.

Таблица 1 – Распределение лучистого потока от отопительной

панели между ограждениями помещения (в долях единицы)

Панельно-лучистые системы отопления и охлаждения зданий

В настоящее время все больший интерес специалистов вызывают энергоэффективные системы климатизации, в которых может использоваться низкотемпературный теплоноситель в режиме отопления и высокотемпературный холодоноситель в режиме охлаждения. Этому в том числе способствует развитие систем климатизации на базе теплонасосных установок. К таким системам относятся, в частности, системы панельно-лучистого отопления и охлаждения, которым был посвящен очередной вебинар АВОК. Полную запись вебинара можно скачать на сайте webinar.abok.ru в разделе «Прошедшие вебинары». Лектор Ольга Дмитриевна Третьякова, руководитель направления «Потолочное отопление и охлаждение» представительства «Цендер Груп Дойчланд ГмбХ», рассказала о самых популярных в России продуктах данного направления и новых разработках. В ходе вебинара было получено большое количество вопросов, ответы на некоторые из них читатели найдут в предлагаемом материале.

Каково основное применение панельно-лучистых систем (по статистике российских объектов)?

В России все начиналось с отопления производственных помещений, причем нам доставались сложные случаи (как из-за особенностей технологии, так и из-за особенностей самих систем отопления, например слишком низкой для обычных систем рабочей температуры теплоносителя).

Затем эти системы стали более известны и интересны, в первую очередь за счет их энергосберегающего потенциала. Потом данной технологией заинтересовались архитекторы, поскольку она дает им определенную свободу, среди объектов появились автосалоны. Затем была волна спортивных объектов по всей стране.

Сейчас примерно равные доли занимают производственные, складские, спортивные и общественные здания, разнообразные сервисные центры и ангары. В последнее время появляются также торговые центры, выставочные залы, оранжереи, конюшни, гаражи, кафе и рестораны, так что область применения постоянно расширяется.

Интересно, что и специалисты, и конечный потребитель видят преимущества данного типа систем и выбирают их снова и снова. Именно поэтому у нас много постоянных клиентов.

В чем отличия панельно-лучистых систем от лучистых систем, совмещенных с конструкциями здания?

Основное отличие, наверное, это низкая инерционность подвесных систем, возможность более быстрого реагирования на изменения температуры в помещении и наружной температуры, более быстрый переход системы из дежурного режима в рабочий.

Кроме того, использовать подвесные панельно-лучистые системы рекомендуется, если реконструкция системы отопления происходит без остановки производства – у нас было много таких случаев. Такие системы можно устанавливать на самой поздней стадии готовности объекта, причем их монтаж происходит значительно быстрее и проще.

Также подвесные потолочные отопительные панели можно использовать в системах с более высоким рабочим давлением и более высокой рабочей температурой, когда в этом есть необходимость (до 12 атм и +140 °С соответственно).

Какова минимальная и максимальная высота помещения при использовании потолочной панельно-лучистой системы отопления (в т. ч. в помещениях с постоянным пребыванием людей)?

Максимальная высота установки водяной панельно-лучистой системы зависит от теплопотерь помещения, параметров теплоносителя и свободной площади потолка, на которой можно разместить панели, которые при заданном температурном напоре обеспечат необходимую теплоотдачу. Поскольку воздух прозрачен для теплового излучения, панели эффективны на очень большой высоте. У нас есть объекты, где панели установлены на высоте более 20, 30 и даже 40 м.

Что касается минимальной высоты установки таких систем, необходимо помнить, что чем ниже вы устанавливаете панели и чем большую площадь потолка они занимают, тем более низкие параметры теплоносителя нужно принимать. Например, для высоты подвеса 2,5–3,0 м это примерно +35/+30. +45/+35 °С. Более подробную информацию об определении максимально допустимой температуры поверхности панелей в помещениях с постоянным пребыванием людей можно найти в разделе «Требования к комфортности тепловой обстановки в помещении при отоплении панелями» в рекомендациях АВОК «Системы отопления с потолочными подвесными излучающими панелями». Для практических нужд проектирования ограничения по максимальной температуре поверхности панели в зависимости от высоты установки панельно-лучистой системы представлены в нашей технической документации для каждой модели панелей.

Какие требования предъявляются к теплоносителю?

Параметры теплоносителя должны удовлетворять требованиям в отношении допустимых показателей pH (оптимальный 7–8), а также требованиям, приведенным в «Правилах технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации», в том числе и в отношении содержания кислорода (не более 20 мкг/дм 3 ), жесткости и содержания железа.

Какое давление теплоносителя/холодоносителя выдерживают панели?

Это зависит от конкретной модели панелей, материалов и технологии производства, а также от выбранной техники соединения панелей и присоединительной арматуры. Диапазон по максимальной рабочей температуре от +50 до +140 °С, по максимальному рабочему давлению – от 4 до 12 атм. В любом случае можно выбрать подходящее решение.

Как осуществляется регулирование теплоотдачи панельных систем?

Поскольку теплоносителем является вода или водно-гликолевая смесь, регулирование теплоотдачи осуществляется точно так же, как и систем водяных радиаторов, – качественно и количественно.

Возможно ли применение панельно-лучистой потолочной системы отопления в качестве единственной системы отопления? К примеру, в загородном доме для круглогодичного проживания, в климатических условиях Московской области.

В основном водяные панельно-лучистые системы как раз и применяют в качестве единственной системы отопления. Для отопления загородного дома мы все-таки рекомендуем использовать радиаторы или систему «теплый пол», если систему планируют использовать только в режиме отопления. Применение потолочных панельно-лучистых систем в частных домах экономически оправданно только при использовании системы и в режиме охлаждения.

Какие параметры холодоносителя следует принимать для панельно-лучистой системы охлаждения?

«Холодные потолки» – это так называемая высокотемпературная – и, соответственно, энергоэффективная – система охлаждения. В Европе уже выработана методика проектирования таких систем. Она отличается от стандартной методики воздушного охлаждения. Температуру подающей магистрали принимают обычно +15. +16 °С, обратной +18. +19 °С, поэтому такие системы эффективны в комбинации с тепловыми насосами в режиме пассивного охлаждения, а также в системах с использованием грунтовых вод без доохлаждения. Расчетная температура также отличается от той, к которой мы привыкли, и составляет +25. +26 °С, а не +20. +22 °С. Лучистый теплообмен происходит более интенсивно, чем конвективный, и эффект отвода тепла от людей более сильный, поэтому при температуре +22 °С люди уже чувствуют дискомфорт, проще говоря, мерзнут.

Как решается вопрос предотвращения образования конденсата на охлажденных поверхностях?

Методика проектирования панельно-лучистого охлаждения всегда предусматривает предотвращение образования конденсата с помощью установки датчика точки росы на подающем трубопроводе. Когда датчик срабатывает, температура поверхности панелей увеличивается либо за счет снижения расхода холодоносителя, либо путем повышения его температуры за счет подмеса из обратного трубопровода.

Кроме того, когда проектируется система панельно-лучистого охлаждения, необходимо предусмотреть систему вентиляции с возможностью осушения воздуха. Тогда система будет работать более эффективно, а уровень комфорта будет выше.

Можно ли в качестве теплоносителя применять водно-гликолевые смеси?

Можно. Допустимо содержание гликоля до 50 %. Необходимо также скорректировать площадь панельно-лучистой системы с учетом уменьшения мощности системы. Соответственно, несколько отличаться будут и потери давления.