Как влияет расположение нагревательных приборов на эффективность теплоснабжения
Понятие счастья и благополучия ассоциируется в нашем сознании с теплом в доме. Даже самый изысканный интерьер не сделает дом уютным, если в нем холодно. А это значит, что вопросам отопления и обогрева нужно уделять первостепенное значение.
При этом действовать можно различными путями. Например, установить в доме традиционные радиаторы, расположив их вдоль стен и подключив к источнику горячего водоснабжения. А можно вначале подумать, при каком расположении отопительных приборов в доме будет уютнее и комфортнее, а затем приступать к монтажу системы отопления.
Ноги в тепле…
Для этого попробуйте смоделировать ситуацию, вспомнив, при каких именно условиях чувствуете себя комфортнее. Для этого сравните свои ощущения в помещении с теплым полом, и свои ощущения в помещении с очень холодным полом. Для опыта пригодны помещения с одинаковым значением температуры окружающей среды, измеренные на расстоянии не менее одного метра от уровня пола.
Подавляющее большинство людей чувствует себя лучше в помещении с теплым полом и меньшим значением температуры окружающей среды. В помещениях, жарко натопленных, но имеющих холодный пол, люди испытывают дискомфорт. В пользу этого вывода говорит и старинная пословица "держи ноги в тепле, а голову в холоде". Именно при таком соотношении температур человек полон энергии и имеет отличное самочувствие.
Почему мы болеем
Традиционное расположение отопительных приборов вдоль стен не позволяет достичь комфортных условий в помещении. Рассмотрим, как происходит нагрев воздуха в помещении в этом случае. Холодный воздух, соприкасаясь с радиатором отопления, нагревается и поднимается вверх. Слои теплого воздуха расположены под потолком. Чем выше потолок, тем большее количество воздуха нужно нагреть. Постепенно объем нагретого воздуха увеличивается и он заполняет все помещение. Непосредственно у поверхности пола скапливаются слои непрогретого воздуха.
Получается, что при традиционном расположении радиаторов вдоль стен ноги всегда в холоде, а вот голова испытывает перегрев. Общее состояние человека в этом случае неудовлетворительное, быстро развивается утомление, клонит в сон. Медики советуют чаще проветривать помещение, сетуя на недостаток кислорода. Мамы пытаются укутать детей, опасаясь сквозняков. Вспотевшие дети, сев на холодный пол, простужаются. При этом люди говорят о вспышке сезонных заболеваний, не думая о том, что причина кроется в неправильном расположении отопительных приборов в доме.
Решить проблему несложно. Нужно расположить отопительные приборы так, чтобы теплым был пол. Именно его поверхность должна нагреваться первой, передавая затем тепловую энергию соприкасающимся с ним слоям воздуха. Именно поверхность пола должна иметь максимальную температуру по отношению ко всем остальным поверхностям.
Как это не странно звучит, получить этот эффект можно двумя способами: расположив нагревательные приборы непосредственно на полу или установив их на потолке.
Теплый пол
Нагрев пола может производиться при помощи электричества. В этом случае на его поверхности укладывается специальная пленка с нагревательными элементами, а затем делается дополнительная стяжка поверхности при помощи строительного раствора.
В частных домах и квартирах, имеющих автономную систему отопления с жидким теплоносителем, можно сделать теплый пол, нагрев которого будет осуществляться так же, как и обычных радиаторов. Это возможно только в отопительных системах с циркуляционным насосом. В системах с само током сделать теплый пол не удастся: вода будет застаиваться, препятствуя циркуляции в системе.
Конструкция пола несложная. На его поверхности укладываются змеевики из труб тонкого диаметра, по которым движется нагретый теплоноситель. Сверху, как обычно делается стяжка. Такой способ расположения отопительных приборов позволяет уменьшить расходы на отопления. Для создания комфортных условий в доме достаточно нагревать теплоноситель до 60 градусов. При этом котел работает без перегрева и потерь тепла с дымовыми газами.
К сожалению, при строительстве многоквартирных домов с централизованной подачей тепла такой способ расположения отопительных приборов пока не практикуется. Вносить изменения в систему и менять направление движения теплоносителя, устраивая теплый пол в отдельно взятой квартире, нельзя. При этом нарушится все отопление в доме.
Устройство теплого пола должно быть предусмотрено на стадии проектирования.
Отопительный прибор на потолке
Нагрев воздуха в помещении при помощи обычных радиаторов, внутри которых движется теплоноситель, происходит при помощи излучения и конвекции. При этом доля излучения невелика. В основном, этот процесс состоит из конвективного теплообмена. Микроскопические объемы воздуха соприкасаются с поверхностью радиатора, нагреваются и устремляются вверх. Но задача состоит в нагреве поверхности пола и всех предметов, расположенных в непосредственной близости к нему. Для этого можно использовать отопительные приборы с инфракрасным излучением, расположить которые следует не на стенах, как обычно, а на потолке, направив поток энергии вниз.
При расположении отопительных приборов на потолке передача тепла идет излучением от более нагретого тела менее нагретому телу. Именно таким образом происходит нагрев поверхности земли солнечным днем: вначале нагревается все, на что падает солнце, а затем от нагретых предметов тепло передается воздуху. Отличительной чертой лучистого теплообмена является его способность передавать тепловую энергию в вакууме. Это значит, что в помещении, в котором тепло передается излучением, нагревается не воздух, а поверхность предметов, на которые падает излучение.
Как известно, интенсивность теплопередачи конвекцией пропорциональна температуре, а вот интенсивность передачи тепла излучением пропорциональна разности температур излучающего и нагреваемого тел в четвертой степени, что позволяет говорить о серьезных преимуществах этого способа передачи тепла.
g -тепловой поток
σ-постоянная Больцмана
D - площадь излучающей поверхности
T1, T2 - температуры излучающей и нагреваемой поверхностей
Вывод прост: правильное расположение отопительных приборов поможет не только сделать ваш дом теплым, но и сократить расходы на его отопление.
