Noi tehnologii de încălzire – un calorifer în loc de o bază

Conținutul articolului

• Istoria încălzirii la bază
• Cum funcționează sistemul de încălzire la bază
• Principiul funcționării încălzirii la bază
• Caracteristici de încălzire la bază – pro și contra

În acest articol: originile încălzirii la bază; instalarea unui sistem de încălzire la bază; calorifere de apă și de bază electrice; principiul funcționării încălzirii cu plinte; de ce se folosesc numai cupru și aluminiu la construcția caloriferelor de bază; plinte încălzire pro și contra.

Odată cu apariția vremii reci și până la mijlocul primăverii, suntem nevoiți să ne încălzim suplimentar corpul, în ciuda dispozitivelor de încălzire care funcționează regulat. Cum se face că caloriferele sistemului de încălzire și încălzitoarelor electrice se încălzesc la maxim, dar picioarele sunt încă reci? Totul este vorba despre convecția aerului – aerul cel mai cald, care primește căldură de la calorifere și încălzitoare, se ridică la tavan, iar cel rece este întotdeauna lângă podea. Pentru a rezolva problema încălzirii și înghețării picioarelor prin forțele sistemului „plinta caldă”, și, de fapt, încăperile sunt încălzite nu de caloriferele sale, ci de căldura radiației emanată de pereții încălziți de ei.

Istoria încălzirii la bază

Fără nicio îndoială, fondatorul acestei metode de încălzire poate fi considerat un inginer de încălzire rus, profesorul Vyacheslav Avgustovich Yakhimovich. La începutul secolului trecut, el a dezvoltat și patentat un sistem de încălzire cu beton-abur – conducte prin care circula abur fierbinte și, în unele cazuri, apă a fost condusă prin pereți și de-a lungul lor, acoperite cu gips, beton sau panouri din lemn deasupra. Încălzirea cu aburi din Yakhimovich avea o serie de avantaje în ceea ce privește încălzirea apei de circulație naturală, care câștiga popularitate la acea vreme – căldura a fost transferată de la lichidul de răcire în gips sau strat de finisare din beton, iar aceste materiale au menținut-o bine și au dat-o în spații sub formă de radiație de căldură pentru o lungă perioadă de timp, ceea ce a făcut posibilă rezolvarea frecventă defecțiuni ale sistemelor de încălzire. Dezavantajele încălzirii cu abur din beton, respectiv necesitatea unei revizuiri majore a pereților în cazul scurgerii conductelor de încălzire, instalarea complexă a sistemului de conducte, care necesită multe zile de lucru cu turnare stucată și pierderea mare de căldură a clădirilor au împiedicat răspândirea ei în Rusia. Între timp, în Europa, încălzirea cu panou sau radiant, bazată pe evoluțiile lui Jachimovici, s-a bucurat de o popularitate ridicată în secolul XX..

Cu toate acestea, în URSS mai existau sisteme de încălzire similare – tuburile de oțel de încălzire sau fontă erau așezate de-a lungul pereților de-a lungul liniei plintei, partea superioară a fost acoperită cu beton, din care a fost format plinta. O astfel de încălzire la bază a fost folosită la mijlocul secolului trecut în instituțiile medicale pentru copii și Uniunea Sovietică..

În Europa, sistemele de încălzire cu panglici s-au dezvoltat mai mult – s-au dezvoltat panouri goale sub forma unei plăci clasice, care acoperă conducte de încălzire echipate cu nervuri verticale pe întreaga lungime. Coaste au făcut posibilă creșterea transferului de căldură al radiatoarelor de bază cu mai mult de 60% în comparație cu panourile de încălzire plane și rotunde fără nervuri.

Cum funcționează sistemul de încălzire la bază

Încălzirea cu fuste este împărțită în apă caldă și încălzire electrică. Componentele principale ale unui sistem cu răcire cu apă sunt un bloc de radiatoare pentru plinta caldă, o galerie de distribuție și conducte de plastic etanșe, plasate în interiorul unui tub ondulat din XLPE.

Blocul radiatorului este format dintr-un schimbător de căldură și o cutie de aluminiu. Schimbătorul de căldură este format din două tuburi de cupru, al căror diametru exterior este de 13 mm, grosimea peretelui este de 2 mm, cu lamele verticale din aluminiu sau alamă fixate la acestea. Cutia din aluminiu este formată din trei benzi, profilate prin extrudare la cald – suportul inferior, partea superioară și capacul frontal. Lățimea cutiei – 28 mm, înălțimea – 140 mm. Instalarea schimbătorului de căldură în interiorul cutiei se realizează cu ajutorul suporturilor unui design special.

Colectorul de distribuție este format din două țevi de oțel paralele între ele, echipate cu prize, orificii de aerisire, orificii de aerisire, robinete termice de închidere și de scurgere – conducta superioară este proiectată pentru a fi conectată la sursa de alimentare a căldurii și conectarea ulterioară a acesteia prin conducte de plastic la radiatoarele de încălzire, prin cea inferioară, transportatorul de căldură răcit este returnat la cazanul de încălzire sau, în cazul încălzirii centrale, la conducta de retur.

Atunci când construiți o încălzire la bază, un tub de plastic, cu ajutorul căruia lichidul de răcire este livrat și scos din caloriferele de încălzire, este plasat într-o țeavă ondulată. Întrucât o parte a circuitului de încălzire va trebui să fie așezată pe podea și trecută prin pereți, tubul ondulat exterior va permite înlocuirea celui interior fără deschiderea podelei – prin simpla scoatere a acestuia din canalul ondulat și introducerea unui nou tub PEX. Cu toate acestea, absența completă a aerului în sistemul de încălzire la placa de bază și imunitatea conductelor de plastic la sărurile conținute în apă îi vor permite să funcționeze fără probleme pentru o perioadă lungă de timp.

Cea mai ridicată temperatură a apei sau antigelului folosită în sistemul de încălzire la bază ca purtător de căldură nu trebuie să depășească 85 ° C, presiunea de funcționare nu trebuie să depășească 3 atmosfere, altfel tuburile de plastic reticulate vor pierde rezistența. Întrucât temperatura apei din sistemul de încălzire centrală poate fi mai mare de 85 ° C, iar presiunea de funcționare poate depăși 9 atmosfere (la testarea sistemului de încălzire cu un ciocan de apă), sunt necesare măsuri suplimentare. În loc de țevi de plastic, puteți utiliza țevi de metal-plastic sau cupru, conectate între ele prin lipire, ca opțiune – folosiți un schimbător de căldură, încorporat ca receptor de energie termică din rețeaua de încălzire centrală, transferându-l în lichidul de răcire la sistemul de încălzire la placa de bază prin plăci de cupru. Ultima măsură este deosebit de eficientă, deoarece vă permite să mențineți caracteristicile de înaltă performanță ale încălzirii la bază și să-l protejați complet de temperatura și efectele hidraulice ale încălzirii centrale.

La instalarea unui sistem de încălzire la bază, poate fi necesară dotarea cu echipamente suplimentare, cum ar fi: termostate termomecanice sau termoelectrice pentru fiecare grup de radiatoare de încălzire, un servomotor pe colectorul de distribuție, o pompă de circulație, un manometru și un termometru la intrarea lichidului de răcire la galerie..

Încălzirea electrică la bază se bazează pe blocuri de radiatoare cu elemente de încălzire încorporate în aer, adică instalarea sa este mult mai ușoară decât sistemele cu un purtător de căldură lichid. Aspectul radiatoarelor electrice de bază este complet identic cu cel lichid, diferența este în absența conductelor care alimentează lichidul de răcire, elementul de încălzire este încorporat în tubul inferior de cupru al caloriferului, iar cablul de alimentare este așezat în partea superioară, în izolație siliconică rezistentă la căldură. Puterea elementelor de încălzire este de 200 W pentru fiecare contor de rulare, sursa de alimentare pentru acestea este o rețea electrică obișnuită electrică. În ciuda nivelului ridicat de protecție împotriva umidității, caloriferele electrice de bază nu sunt destinate instalării în camere cu umiditate ridicată a aerului.

Principiul funcționării încălzirii la bază

Radiatoarele de încălzire din plint nu sunt capabile să încălzească atmosfera camerei prin convecția aerului, deoarece sunt situate aproape de planurile pereților, iar fluxul convectiv de aer emanat de acestea este influențat de efectul Coanda.

Comportamentul ciudat al unui jet de aer cald dintr-o lumânare aprinsă – efortul său pentru orice suprafață din apropiere – a fost observat de fizicianul englez Thomas Jung, care a menționat acest lucru într-un raport pe care l-a dat la Royal Society of London în 1800.

Un studiu detaliat al efectului „lipirii” unui flux de aer pe suprafețele din apropiere a fost realizat de omul de știință român Henry Coanda, care l-a descoperit accidental la începutul secolului XX, unul dintre primii cercetători ai aerodinamicii. În timpul experimentelor cu o turbină cu jet, creată conform proiectului său, Coanda a descoperit același efect fizic ca Jung în urmă cu 100 de ani – fluxul de lichid dintr-o turbină de lucru s-a repezit la peretele situat pe partea acesteia și părea să se lipească de suprafața sa. După ce a efectuat experimente suplimentare, savantul a aflat că fluxul de aer se comportă în același mod. În 1934, Henry Coanda a numit efectul pe care l-a descoperit în onoarea sa, explicându-l astfel: o zonă cu presiune redusă se formează în apropierea suprafețelor, cauzată de impermeabilitatea lor și de accesul liber al aerului dintr-o singură parte. În același timp, fluxul de aer de acoperire se răspândește pe o suprafață mare, dezvoltându-se doar de-a lungul suprafeței închise.

Radiatoarele sistemului de plinte calde sunt instalate de-a lungul pereților exteriori (într-o parte orientată spre exteriorul clădirii). Cutia formată din benzi de aluminiu are două fante orizontale pe întreaga lungime – una este amplasată la podea, în panoul frontal, a doua este în partea superioară, mai aproape de perete. Aerul rece intră în interiorul cutiei, se încălzește și se ridică, ca în cazul oricărui echipament de încălzire, al cărui principiu de încălzire se bazează pe convecția aerului, dar în acest caz, fluxul de aer se supune efectului Coanda și se răspândește doar de-a lungul suprafeței peretelui. Drept urmare, căldura din aer nu este transferată în atmosfera de aer a încăperii, ci la materialul structural al peretelui, care, la fel ca încălzitorii IR, emite căldură uniformă sub formă de raze infraroșii, deoarece se încălzește..

Deoarece încăperea este încălzită nu datorită convecției, nu este necesară o încălzire ridicată a lichidului de răcire – în proiectarea caloriferelor este necesară utilizarea materialelor cu un coeficient ridicat de conductivitate termică. Aceasta explică utilizarea cuprului și a aluminiului, a căror conductibilitate termică este de 390, respectiv 236 W / mK. De exemplu, pentru fier, acest coeficient este de doar 92 W / m K, iar pentru plasticul armat cu metal este de 0,43 W / m K, adică cupru și aluminiu sunt cele mai potrivite materiale pentru radiatoarele de bază..

Temperatura maximă a cutiei de aluminiu a plintei calde în timpul funcționării acestui sistem de încălzire va fi de maximum 40 ° C, iar suprafața peretelui, lângă care este instalat radiatorul, nu va fi încălzită peste 37 ° C – nu va fi posibil să vă ardeți pe ele cu toată dorința.

Caracteristici de încălzire la bază – pro și contra

Proprietățile pozitive ale unui sistem de încălzire bazat pe radiatoare de bază:

• lipsa mișcării aerului de convecție, însoțită de cântărirea prafului;
• caldura infrarosie perceputa pozitiv de corpul uman;
• chiar distribuirea căldurii în toată camera, numai obiectele opace din încăpere sunt expuse încălzirii prin infraroșu;
• Aerul cald nu se acumulează în apropierea tavanului, ceea ce este de obicei în cazul încălzirii prin convecție. Aceeași temperatură se stabilește pe tot volumul de aer al încăperii;
• suprafețele care înconjoară camera au o temperatură acceptabilă pentru o persoană, adică nu fură căldura din corpurile umane;
• problema depunerii de umiditate pe suprafețele pereților și tavanului este complet rezolvată – acestea vor fi întotdeauna uscate, ceea ce înseamnă că nici mucegaiul, nici rămânerea materialelor de finisare nu le amenință;
• instalarea sistemului de încălzire la bază se realizează rapid, indiferent de vârsta clădirii. Radiatoarele cu fuste, deși sunt ceva mai mari decât o placă de lemn, nu sunt atât de clare precum radiatoarele din fontă sau bimetalice, instalate de obicei sub o deschidere a ferestrei;
• absența necesității unei temperaturi ridicate a agentului de răcire poate reduce semnificativ consumul de combustibil cheltuit la încălzirea acestuia – economiile vor fi de aproximativ 30–40% în comparație cu nevoile sistemelor de încălzire clasice. În plus, economiile de combustibil se realizează prin scăderea temperaturii aerului în incinte – dacă pereții sunt încălziți la +22 ° C, atunci temperatura aerului confortabil va fi de +16 ° C, comparativ cu +20 ° C de aer și pereții cu o temperatură de +18 ° C, care atrag căldura de la membrii gospodăriei;
• mentenanță ridicată a elementelor sistemului, ceea ce face posibilă fără demontarea acoperirilor de finisare în caz de nevoie de reparații;
• dotarea cu termostate vă permite să reglați temperatura optimă în fiecare cameră echipată cu radiatoare de bază, separat.

Trebuie remarcat faptul că sistemul de încălzire la baza poate fi utilizat și pentru răcirea spațiilor, dacă este umplut cu un purtător de lichid rece – efectul Coanda va funcționa în acest caz, doar cu o eficiență mai mică. Când folosiți sistemul pentru răcire, este important să mențineți temperatura lichidului din sistem la un nivel mai mare decât punctul de rouă în aceste condiții (în funcție de umiditatea aerului și temperatura acestuia), în caz contrar, se va forma condens pe suprafețele circuitului, care trebuie îndepărtat undeva.

Dezavantajele sistemului includ:

• cost ridicat – aproximativ 3000 de ruble. pe metru al sistemului de încălzire cu instalarea sa. Cu toate acestea, acest preț se datorează materialelor scumpe extrem de necesare în încălzirea la bază;
• instalarea sistemului se realizează numai de către profesioniști care au certificatele corespunzătoare de la producătorii de sisteme de încălzire la bază. O abordare amator de instalare nu va permite realizarea caracteristicilor termofizice necesare, va reduce semnificativ durata de funcționare;
• lungimea maximă a unui circuit de încălzire nu trebuie să depășească 15 metri de rulare – unul dintre motivele pentru care sistemul trebuie să fie echipat cu o galerie de distribuție. Cu o lungime mai mare a circuitului, eficiența de încălzire scade semnificativ;
• instalarea diverselor acoperiri decorative pe cutia radiatorului nu este permisă, deoarece reduc transferul de căldură;
• o adaptare mai strânsă a radiatoarelor de bază la suprafața peretelui, ceea ce permite utilizarea completă a efectului Coanda, duce în cele din urmă la deformarea pereților din film;
• este necesară menținerea camerei încălzite de radiatoarele de bază cât mai libere, fără blocarea suprafețelor panourilor de bază și a pereților cu mobilier de dulap, deoarece acest lucru împiedică convecția și radiațiile infraroșii, distorsionând fluxul de aer și absorbind căldura IR emisă de pereți.

În secolul trecut, încălzirea la bază, cum ar fi încălzirea radiantă în general, nu a fost foarte populară datorită pierderilor mari de căldură ale materialelor structurale ale clădirilor – a fost mai ușor încălzirea aerului prin convecție, ceea ce a făcut posibilă compensarea rapidă a pierderilor de căldură, în ciuda dezavantajelor evidente ale unei astfel de încălziri. Apropo, din acest motiv, radiatoarele de încălzire au fost instalate sub deschizăturile ferestrei – prin crăpăturile din rame și din zona vitrajului, frigul a pătruns în mod special rapid.

Astăzi, există materiale de construcție și finisare pentru fațade care pot reduce semnificativ pierderea de căldură prin structurile de închidere, iar ramele moderne de ferestre echipate cu unități de sticlă care rețin termic nu permit deloc să treacă aerul. Toate acestea fac posibilă trecerea de la sistemele clasice de încălzire cu convecție la o încălzire radiantă mai eficientă, îmbunătățind în același timp calitatea vieții în casele și apartamentele noastre. În următorii ani, conductele și radiatoarele de încălzire, comune pentru sistemele cu circulație forțată și naturală (gravitațională) a lichidului de răcire, vor dispărea din casele noastre – vor fi înlocuite cu echipamente de încălzire mai avansate.

Intrări similare:

1. Cum să alegeți un calorifer de încălzire Conținutul articolului Bazele fizicii termice Componenta de convecție a structurii Materialele și capacitatea lor termică Presiune de proiectare, căptușeală Deplasare, putere termică convențională dimensiuni În programul nostru educațional pentru dumneavoastră, am...
2. Principii de amplasare și dimensionare corectă a unui calorifer de încălzire Să vorbim despre un punct atât de important în amenajarea oricărei case sau apartamente, precum amplasarea și selecția dimensiunii caloriferelor. Site-ul nostru sovetov.ru este pregătit să vă ofere principiile și regulile...
3. Cum să alegeți un calorifer de încălzire a apei Conținutul articolului Radiatoare din fontă Radiatoare din aluminiu Radiatoare de panou din oțel Radiatoare bimetalice recomandări În acest articol, vom încerca să determinăm principalele criterii care trebuie respectate atunci când alegem...
4. Elementele de bază în alegerea încuietorilor și a unor elemente noi în zona castelului În acest material, se vor da recomandări, pe baza cărora ar trebui să alegeți compoziția castelului ușă de oțel, și va avea în vedere și câteva soluții noi în domeniul castelului,...

Citește mai mult  Sistemul de canalizare menționat într-o casă privată: diagrama și dispozitivul