статья. Е. А. Заваркина, ст пред. Оптимизация системы отопления водяным теплым полом в частном домостроении с использованием теплораспределительных пластин
 Скачать 297.83 Kb.
|
|
© Е. М. Ребковец © Ю. В. Мышкина Физико–технический институт, студенты 3 курса Научный руководитель: Е. А. Заваркина, ст. пред. Оптимизация системы отопления водяным теплым полом в частном домостроении с использованием теплораспределительных пластин Аннотация. Авторами приводятся преимущества использования системы отопления водяным теплым полом. Так же представлен сравнительный расчет тепловой эффективности и стоимости материалов для укладки бетонной стяжки и теплораспределительных пластин. Ключевые слова: теплый пол, теплоноситель, лучистый теплообмен, тепловой поток, теплораспределительные пластины, бетонная стяжка, полимерные трубы, медные грубы, монтаж. Индивидуальная система отопления необходимое решение для частного домостроения в условиях местного (РФ) климата. Поэтому на рынке представлен большой выбор различных вариантов, но не все они являются оптимальными: одни требуют высоких затрат на оборудование и монтаж, другие - на обслуживание и энергопотребление. Мы считаем, что наиболее подходящим будет система теплого водяного пола. Потому что она имеет рад преимуществ в сравнении с остальными:
При использовании систем напольного отопления вы получаете наиболее правильное распределение тепла в помещении. Тепло распространяется снизу вверх и поговорка «держи голову в холоде, а ноги в тепле» обретает практическое воплощение.
При использовании отопительных приборов (радиаторов, конвекторов и т.п.) вы неизбежно столкнетесь с конвекционным перемещением воздушной массы в пределах помещения. Данным эффектом обусловлено взвешенное состояние пыли в воздухе помещения. В случае с напольным отоплением прогрев помещения происходит равномерно, и пыль не циркулирует вместе с воздушной массой. Это особенно актуально, когда речь заходит о детях или лицах страдающих аллергией или астмой.
При использовании системы напольного отопления тепло распространяется по помещению таким образом, что неотапливаемым остается пространство под потолком, и, кроме того, пол перестает быть теплопоглощающей поверхностью. В итоге уровень экономии энергии составляет 10-15% в стандартных помещениях, а в случае с помещениями с высокими потолками достигает 50%.
Учитывая тот факт, что напольное отопление является низкотемпературным и функционирует при давлении теплоносителя от 2 атмосфер, все элементы системы работают в щадящем режиме, в отличие от систем радиаторного отопления, где высокие температуры приводят к повышенному линейному расширению материалов и, как следствие, более быстрому износу компонентов системы. Система напольного отопления, выполненная с применением полимерных труб на основе сшитого полиэтилена и смонтированная с соблюдением всех норм и требований, прослужит вам срок, не меньший, чем период между капитальными ремонтами здания, т.е. не менее 40-50 лет. В случае использования медных труб такая система способна бесперебойно работать до 200 лет. Для сравнения — срок службы электрического теплого пола составляет 15-20 лет, систем на основе стальных или алюминиевых радиаторов — 20-25 лет. Основным недостатком выделяют только вероятность протечки трубопровода. Но вся сложность неисправности заключается в поиске места протекания жидкости, в связи с чем, приходится поднимать напольное покрытие. Как уже было замечено ранее для ремонта и устранения неполадок при протечках или замены труб необходимо демонтировать бетонную стяжку.  Рис.1 Монтаж бетонной стяжки Решением этой проблемы является теплораспределительные пластины. Данные системы имеют ряд преимуществ над традиционными «мокрыми» (бетонными) системами: 1. более быстрый, простой, дешевый и чистый монтаж; 2. меньшая инерционность системы, более быстрый отклик на команды автоматики; 3. меньшая, высота конструкции и нагрузка на перекрытия (в 10 раз легче по сравнению с бетонной стяжкой); 4. применяются для деревянного домостроения, при реконструкциях, при ограниченной высоте помещений, для временных помещений, а также в зданиях и сооружениях, где невозможно установить бетонную систему.  Рис.2 Монтаж теплораспределительных пластин Сравнение стоимости и тепловой эффективности использования бетонной стяжки и теплораспредельных пластин в помещении 18 кв м при одинаковой температуре теплоносителя (35 °С) и при одинаковом шаге укладки труб (15 см): Данные расчеты были выполнены в программе расчетов элементов инженерных систем VALTEC© 2015.  Также при применении этих пластин нельзя забывать, что существует лучистый теплообмен и для его увеличения следует увеличить степень черноты пластин, т. е. покрасить их черной матовой краской. Общий тепловой поток увеличится до 60%. Учитывая его появление, можно снизить температуру теплоносителя так чтоб сумма лучистого и конвективного потока в сумме давали необходимое значение q для комфортной температуры в помещении. Следовательно, можно уменьшить температуру теплоносителя до 30 °С, что позволит сэкономить электроэнергию на нагрев воды. Лучистый тепловой поток qлуч = 50 Вт/м В заключение, можно сказать, что нельзя сделать однозначного выбора между бетонной стяжкой и пластинами, так как у каждого есть свои преимущества: бетон лучше аккумулирует тепло, а пластины – быстрее нагреваются и передают тепло напольному покрытию. И окончательный выбор определяется назначением здания и желанием заказчика. Список литературы
|