Obsah článku
- Historie vytápění – od sálavého k konvekčnímu a … znovu k sálavému?
- Vytápění doma – realita
- Popis sálavých topných systémů
- Na konci
V tomto článku: Sálavé vytápění – 10 000 let historie; první sálavé topné systémy; Ruská kamna – generátor infračervených paprsků; radiační teplo lidského těla; typy moderních domácích sálavých topných systémů; na konci – podmínky, za kterých bude sálavé topení výhodnější než konvekční.
Přibližně před 200 lety se topné systémy našich domů začaly znovu rodit, kamna a krby, známé po tisíce let, se nazývaly archaismy, byly nahrazeny systémem ohřevu vody, který dodává konvekční teplo. V průběhu století byl na sálavé teplo kladen kříž, byl odepsán ke šrotu, ale studie vědců provedené v minulém půlstoletí ukazují zcela opačný – sálavé teplo překračuje konvekční teplo ve svých charakteristikách a v řadě charakteristik. Navrhujeme porozumět tomuto problému a zjistit, proč je sálavé topení lepší než konvekční.
Historie vytápění – od sálavého k konvekčnímu a … znovu k sálavému?
Po tisíce let byl prvním a jediným zdrojem ohřevu v lidském bytě oheň a samotnou metodou zahřívání byl konvektivní paprsek. Během hoření ohně v primitivním sporáku a poté, když oheň doutnal, vyzařovaly infračervené paprsky z kamenného portálu a v důsledku konvekce byl vzduch v místnosti ohříván. Zjevnou nevýhodou této metody zahřívání je to, že když hořel oheň, obydlí bylo naplněno kouřovými plyny, čímž se vytvořila nesnesitelná atmosféra. Proto byl v horní části střechy domů vytvořen komínový otvor, skrz který horký kouř unikal spolu s ohřátým vzduchem, hlavní podíl byl proveden na sálavém vytápění, protože jeho intenzita nezávisí na stupni ohřevu vzduchu.
Před dvěma tisíci lety byly vytvořeny nové topné systémy založené na kanálech pod povrchem kamenných podlah, podél nichž se pohybovaly kouřové plyny z roztavených kamen, které ohřívaly podlahy svým teplem (hypokavita (Dr. (Čína) atd.). Obyvatelstvo Evropy mezitím použilo částečně modifikovanou verzi ohně – dlážděný krb v černé barvě. Až do 15. století Evropané vylepšili kamenný krb a přinesli do něj výfukové potrubí ze dřeva.
Vytápěcí systém hypocaust
V 17. století byl „ruský systém“ vytápění oblíbený v zámeckých a palácových komplexech Ruska a Evropy – šachta sání vzduchu vedla těsně ke stěně pece a podél ní, kde byl vzduch ohříván a díky konvekci stoupal přes rozvětvené cihlové kanály do místností, které bylo třeba vytápět. Vzduch z areálu prošel odváděním tepla a prošel výfukovými kanály mimo budovu. Vytápěcí systém této konstrukce zcela vylučoval možnost vstupu kouřových plynů do obytných prostor, což bylo v té době úžasné know-how. Tento topný systém, nazývaný „požární vzduchový systém“, si užíval rostoucí popularitu až do poloviny 19. století, ale na jeho konci již nebyl poptáván, což bylo umožněno neustálým nízkofrekvenčním hukotem ve vzduchovodech, nadměrným suchým vzduchem, spalováním prachu ukládáním prachových sazí na stěny a vnitřní předměty..
Na konci 18. století francouzský inženýr Jean-Simon Bonneman vynalezl a postavil první systém ohřevu teplé vody, ve kterém byla cirkulace chladicí kapaliny prováděna přirozeným způsobem. O půl století později se v Rusku objevil topný systém s přirozenou cirkulací chladiva vyvinutý profesorem Petrem Grigorjevičem Sobolevským. Konvekční vytápění vodou, párou a ohněm a vzduchem získává z roku na rok popularitu, a to zejména díky technickému pokroku, vzniku a rozvoji centralizovaných zdrojů ohřevu chladicí kapaliny a systémů pro její dodávku spotřebitelským objektům. Ve velkém měřítku typická výšková budova s minimální izolací fasád, nekvalitním přesahem oken a dveří se hrálo ve prospěch konvekčního ohřevu vody – sálavé topení je účinné pouze v dobře izolované budově.
Avšak o 150 let později vědci zjistili, že vnímání sálavého ohřevu je mnohem blíže k lidem než konvekční ohřev vzduchu. A to nejen pro osobu, ale také pro domácí potřeby, stejně jako materiály používané při výzdobě interiérů.
Vytápění doma – realita
Byl jste někdy v zimě v nevyhřívané nebo špatně vytápěné místnosti – ve školní třídě, přednáškovém sále ústavu nebo v sále shromáždění v nějaké instituci? V reakci na nespokojenost publika se učitel (přednášející) uklidní – nic, dýchejme a za půl hodiny bude teplo. A po chvíli se stává teplejší, ale důvod není vůbec spojen s termínem „dech“ – přítomní zahřívali atmosféru místnosti tepelným zářením generovaným jejich vlastními těly. Infračervené paprsky vycházející z těl přítomných v publiku zahřívají objekty v jejich blízkosti, které zase vytvářejí své vlastní záření, přenášejí je na sousední objekty a teplo jejich povrchů do vzduchu.
Každý objekt s teplotou nad absolutní nulou Kelvin (nebo –273,15 ° C) emituje infračervené paprsky. Čím vyšší je teplota objektu, tím intenzivnější záření – například lidské tělo při své normální teplotě (od 36,6 do 37 ° C) vytváří infračervené paprsky středního rozsahu vlnových délek s vlnovou délkou 5 až 25 mikronů. Spotřeba lidské energie pro infračervené záření se sníží, pokud se zvýší teplota prostředí, ale ne vzduch, ale obklopující konstrukce (stěny, strop a podlaha) a nábytek. Skutečnost je taková, že vzduchové prostředí je transparentní a propustné pro infračervené paprsky, resp. Studené stěny a podlahy budou čerpat infračervené teplo z lidských těl i při teplotě místnosti o 25 stupňů – to je zářivá výměna tepla, vysvětlovaná zákony Planck a Stefan-Boltzmann.
Generace měšťanů si zvykly na životní podmínky ve zděných a panelových domech a snažily se pomocí různých typů elektrických konvektorů kompenzovat výdaje na infračervenou energii těla, které jde na vytápění obklopujících struktur. Ve vzpomínce na obyvatele města bylo nejasné přesvědčení o důležitosti dřevěných zdí v domě, které jsou schopny „dýchat“ a kompenzovat vlhkost vzduchu. trouba.
Masivní konstrukce ruských kamen byla v domě významně umístěna, dokonale udržovala teplo a celý dům zahřívala infračerveným zářením. Žádný ohřívač vody nebo vzduchu nemůže srovnávat své možnosti vytápění s ruským sporákem! Mimochodem, právě díky metodě radiálního ohřevu se pečené zboží v ruské peci ukázalo jako mnohem chutnější a chutnější než v nejmodernější peci, jejíž princip vaření je založen na horkém vzduchu (požární vzduch).
Vlastnosti sálavé energie z hlediska topení byly zkoumány laboratoří na Yale University, financované Nadací Johna Bartletta Pearceho – výsledky experimentu provedeného za účasti dobrovolníků byly velmi odhalující. V první fázi byly subjekty umístěny do malé místnosti s uměle chlazenými stěnami, teplota vzduchu v ní byla udržována pomocí ventilátorových ohřívačů na 50 ° C – dobrovolníci oblečení v lehkém oblečení, poté, co zůstali v této místnosti, si stěžovali na extrémní chlad. Během druhé fáze byla teplota vzduchu úmyslně snížena na 10 ° C a stěny byly zahřívány pomocí trubek zabudovaných do vnitřku, skrz které cirkulovala horká voda – subjekty, oblečené stejně lehce, hojně se potily, když byly v této místnosti, byly horké.
Každý z nás však může kdykoli zkontrolovat a osobně zažít „vampirismus“ chladu a „darování“ vyhřívaných zdí – stačí se postavit a postavit se před zeď. V zimě budete cítit, jak z ní vychází chlad, protože materiál tvořící zeď absorbuje infračervené paprsky, které z vás vyzařují, v létě budete cítit teplo, to znamená, že vaše tělo již absorbuje infračervené záření přijaté stěnou od Slunce během dne.
Popis sálavých topných systémů
Masivní kamna byla a zůstává ideálním zdrojem sálavého vytápění, nicméně v bytě nebo kanceláři a v mnoha soukromých domech je nereálné takové kachle uspořádat. Zvažte moderní sálavé topné systémy, které umožňují obejít se bez takového sporáku – „teplé podlahy“, sálavé panely na stěnách a stropech.
Systémy podlahového vytápění se liší konstrukcí a principem vytápění:
- konvektivní systémy zahrnují všechny systémy s vodním tepelným nosičem, jakož i kabely, pokládky kabelů v tepelně izolačních deskách a fólii (topné rohože jsou tenké kabely umístěné v základně sítě);
- radiační teplo je vytvářeno uhlíkovým filmem (topné těleso – grafitové pásy, utěsněné polyesterovou fólií) a podlahami jádra (jejich topné prvky jsou také vyrobeny z grafitu).
Panely instalované na stěnách jsou modulární bloky z měděných trubek, tepelným nosičem v nich je horká voda. Přenos tepla sálavého tepla ze stěnových panelů s cirkulující horkou vodou při teplotě 40 ° C je asi 80%, zbývajících 20% je způsobeno konvekcí – je to kvůli přípustné vysoké teplotě chladicí kapaliny, která překračuje maximum stanovené evropskými standardy 30 ° C pro „teplou podlahu“..
Měděné modulární bloky se instalují na povrch stěny pomocí vodorovných nebo svislých podpěr tyčí, předtím než je na povrch stěny namontována vrstva izolace s hliníkovou fólií. Po instalaci jsou nástěnné panely utěsněny vrstvou sádry 350 mm, pokryté sádrokartonem nebo jinými tvrdými krytinami. Kromě vnější instalace lze do betonových stěn instalovat modulární bloky pro sálavé vytápění – jsou připevněny k výztužnému rámu s následným nalitím do betonu.
Výhodou stěnových panelů je nižší tepelná setrvačnost ve srovnání s „teplými podlahami“, což je zvláště výhodné pro budovy s přerušovaným vytápěním. Je třeba poznamenat, že pro efektivní vytápění stěnové panely potřebují volný prostor kolem obvodu stěn, ve kterých jsou instalovány – s velkým počtem skříňového nábytku je nerozumné používat je.
První modely sálavých stropních panelů byly vytvořeny dlouho před „teplými podlahami“ a stěnovými panely, zájem výrobců o ně byl vysvětlen jednoduše – strop, a tedy stropní panely, byl umístěn nejdále od domácností, což umožnilo ohřívat panely na vysoké teploty bez jakéhokoli poškození lidí. Maximální teplota moderních stropních panelů závisí na výšce stropů – optimální rozdíl mezi teplotou vzduchu v místnosti a povrchovou teplotou trámového panelu je 10 ° C. Moderní stropní panely nejsou zabudovány do stropů – jsou instalovány na povrchu stropu, což zjednodušuje jejich instalaci a údržbu.
Na konci
Popularita konvekčního vytápění je dnes spojena pouze s tím, že většina domů má minimální tepelně izolační vlastnosti – dříve to nebylo pro projektanty a stavitele zajímavé, protože jejich úkoly byly zaměřeny na snížení nákladů na projekty. Domy tedy v noci zářící infračervenými detektory, náklady na kolosální vytápění a časté kosmetické opravy. A právě kvůli vysokým tepelným ztrátám okenních otvorů byly přímo pod nimi instalovány topné radiátory – aby se odřízl studený vzduch z ulice procházející štěrbinami okenních rámů a jejich zasklením.
Konvekční vytápění umožňuje rychle a relativně levně vyhřívat neizolované místnosti, ale neumožňuje vyhnout se vysoušení vzduchu, studenému vzduchu na úrovni podlahy (nejteplejší vrstva vzduchu se shromažďuje na stropě), neustálému růstu plísní na stěnách v chladném období (díky ukládání vlhkosti na jejich chladné povrchy) a potřeba častých kosmetických oprav – výše uvedená fakta jsou nepopiratelná.
Jsou-li obvodové konstrukce domu vyrobeny ze dřeva, cihel nebo železobetonu, provádí se izolace (sendvičové panely, tepelně izolační materiály s následnou omítkou atd.) A do okna a dveřních otvorů se instalují moderní dveře a okna s dostatečným množstvím nízké rychlosti tepelné vodivosti, pak vyřešení problému vytápění pomocí sálavého topného systému se ospravedlní. Na druhou stranu, při izolaci uzavřených konstrukcí zevnitř místnosti, která se provádí zvláště často ve vícepodlažních budovách sovětské výstavby, nemá smysl stavět topný systém na infračerveném vytápění, protože materiál, ze kterého jsou stěny vyrobeny, se nezahřívá a nevydává teplo ve formě záření, protože povrchy stěn jsou tepelně izolovány tepelně izolačními materiály.
S ohledem na nové požadavky na tepelnou ochranu budov stanovené v SNiP 23-02-2003 mohou sálavé topné systémy převzít vedoucí postavení v oblasti konvekčního vytápění. Bude mnohem příjemnější a užitečnější pro domácnosti jakéhokoli věku vnímat infračervené paprsky určité vlnové délky, než být ve vzduchovém „akváriu“ se stále studenými stěnami, naplněným vzduchem zahřátým v důsledku proudění a suspendovaného prachu.
Technologie?
Ještě nikdy jsem o sálavém vytápění domácností neslyšela. Jak akorát funguje?
Sálavé vytápění domácností je technologie, která využívá infračervené záření k ohřívání objektů a povrchů v místnosti. Princip spočívá v tom, že infračervené záření přímo ohřívá tělesa, jako jsou stěny, nábytek nebo lidé, které pak vydávají teplo zpět do prostoru. Tím dochází k rovnoměrnému a úspornému vytápění, protože teplo je distribuováno přímo na místo určení, bez zbytečných ztrát. Sálavé vytápění je považováno za efektivní a zdravější alternativu k tradičním topným systémům.
Sálavé vytápění domácností je moderní technologie, která využívá infračervené záření k ohřevu prostor. Princip spočívá v tom, že infračervené paprsky přímo ohřívají objekty a osoby v místnosti, nikoli vzduch kolem nich. Tím se dosáhne cíleného a účinného vytápění bez ztrát tepla. Tato technologie je ekonomická, energeticky úsporná a pohodlná. Díky svému způsobu fungování je také zdravější pro lidi, protože nepřesušuje vzduch a nezpůsobuje průvzduchy. Celkově je sálavé vytápění velmi efektivní a může být skvělou alternativou k tradičním topným systémům.