Sálavé vykurovanie domácnosti – dobre zabudnuté staré

Obsah článku

• História vykurovania – od sálavého po konvekčné a … opäť k sálavému?
• Kúrenie doma – realita
• Opis sálavých vykurovacích systémov
• Nakoniec

V tomto článku: Sálavé vykurovanie – 10 000 rokov histórie; prvé sálavé vykurovacie systémy; Ruský sporák – generátor infračervených lúčov; radiačné teplo ľudského tela; typy moderných sálavých vykurovacích systémov pre domácnosť; na konci – podmienky, za ktorých bude sálavé vykurovanie výhodnejšie ako konvekčné.

Približne pred 200 rokmi sa vykurovacie systémy našich domovov začali degenerovať, kachle a krby, známe už tisíce rokov, sa nazývali archaizmy, boli nahradené systémom na ohrev vody, ktorý dodáva konvekčné teplo. V priebehu storočia bol kríž vystavený sálavému teplu, bol odpisovaný na šrot, avšak štúdie vedcov vykonané v poslednom polstoročí ukazujú, že práve naopak – sálavé teplo prevyšuje konvekčné teplo vo svojich charakteristikách a v mnohých charakteristikách. Navrhujeme porozumieť tomuto problému a zistiť, prečo je sálavé vykurovanie lepšie ako konvekčné.

História vykurovania – od sálavého po konvekčné a … opäť k sálavému?

Po tisíce rokov bol prvým a jediným zdrojom vykurovania v ľudskom obydlí oheň a samotný spôsob vykurovania bol konvekčný lúč. Počas horenia ohňa v primitívnej peci a potom, keď oheň horel, vyžarovali infračervené lúče z kamenného portálu a v dôsledku prúdenia sa vzduch v miestnosti ohrieval. Zjavnou nevýhodou tohto spôsobu zahrievania je to, že keď horel oheň, obydlie bolo naplnené dymovými plynmi, čím sa vytvorila neznesiteľná atmosféra. Z tohto dôvodu bola na strechách domov vytvorená komínová diera, cez ktorú unikal horúci dym spolu s ohrievaným vzduchom, hlavný podiel sa robil na sálavom vykurovaní, pretože jeho intenzita nezávisí od stupňa ohrievania vzduchu..

Pred dvetisíc rokmi sa vytvorili nové vykurovacie systémy založené na kanáloch pod povrchom kamenných podláh, cez ktoré sa pohybovali dymové plyny z roztavených pecí, ohrievali podlahy pomocou tepla (hypokatión (Dr. Rím), gloria (Španielsko), ondol (Kórea), dikan (Čína) atď.). Obyvateľstvo Európy medzitým použilo čiastočne modifikovanú verziu ohňa – dláždené ohnisko v čiernej farbe. Až do 15. storočia zlepšili Európania kamenný krb v podobe výfukového potrubia vyrobeného z dreva.

Vykurovací systém

V 17. storočí bol „ruský systém“ vykurovania obľúbený v zámockých a palácových komplexoch Ruska a Európy – šachta na prívod vzduchu bežala blízko steny pece a pozdĺž nej, kde sa ohrieval vzduch a vďaka konvekcii stúpal cez rozvetvené tehlové kanály do priestorov, ktoré bolo potrebné vykurovať. Po odovzdaní tepla vzduch z priestorov vychádzal cez výfukové kanály mimo budovu. Vykurovací systém tohto návrhu úplne vylúčil možnosť spalín vstupovať do obytných priestorov, čo bolo v tom čase úžasné know-how. Tento vykurovací systém nazývaný „požiarny vzduchový systém“ sa teší rastúcej popularite až do polovice 19. storočia, ale na konci sa už nevyžadoval, čo bolo podporované neustálym nízkofrekvenčným hučaním vo vzduchovodoch, nadmernou suchosťou vzduchu, spaľovaním prachu s ukladaním prachu na stenách a vnútorných položkách..

Na konci 18. storočia francúzsky inžinier Jean-Simon Bonneman vynašiel a postavil prvý systém ohrevu vody, v ktorom cirkulácia chladiva prebiehala prirodzeným spôsobom. O pol storočia neskôr sa v Rusku objavil vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou chladiva vyvinutý profesorom Petrom Grigorjevičom Sobolevským. Konvekčné vykurovanie vodou, parou a ohňom a vzduchom získavajú z roka na rok na popularite, a to najmä vďaka technickému pokroku, vzniku a rozvoju centralizovaných zdrojov vykurovania chladiacej kvapaliny a systémov na jej dodávku spotrebiteľským objektom. Konvektívne ohrev teplej vody bol podporovaný veľkoplošnou výstavbou typických výškových budov s minimálnou izoláciou fasád, nekvalitným prekrývaním otvorov okien a dverí – sálavé vykurovanie je účinné iba v dobre izolovanej budove.

Avšak o 150 rokov neskôr vedci zistili, že vnímanie sálavého ohrevu je oveľa bližšie k ľuďom ako konvekčné ohrev vzduchu. A to nielen pre osobu, ale aj pre domáce potreby, ako aj materiály používané pri výzdobe interiéru.

Kúrenie doma – realita

Boli ste niekedy v zime nevyhrievanú alebo slabo vyhrievanú miestnosť – školskú učebňu, prednáškovú sálu ústavu alebo montážnu halu v inštitúcii? V reakcii na nespokojnosť publika sa učiteľ (prednášajúci) upokojuje – nič nebudeme dýchať a za pol hodiny to bude teplo. Po určitom čase sa otepľuje, ale dôvod na to vôbec nesúvisí s výrazom „vdýchnutý“ – prítomní zahrievali atmosféru miestnosti tepelným žiarením, ktoré vytvára ich vlastné telo. Infračervené lúče vychádzajúce z telies prítomných v publiku zahrievajú objekty nachádzajúce sa v ich blízkosti, ktoré zase vytvárajú svoje vlastné žiarenie, prenášajú ho na susedné objekty a teplo ich povrchov – do vzduchu.

Každý objekt s teplotou nad absolútnou nulou Kelvin (alebo –273,15 ° C) vyžaruje infračervené lúče. Čím vyššia je teplota objektu, tým intenzívnejšie je žiarenie – napríklad ľudské telo pri svojej normálnej teplote (od 36,6 do 37 ° C) generuje infračervené lúče so strednou vlnovou dĺžkou s vlnovou dĺžkou 5 až 25 mikrónov. Spotreba ľudskej energie na infračervené žiarenie sa zníži, ak sa zvýši teplota prostredia, ale nie vzduch, ale obvodové konštrukcie (steny, strop a podlaha) a časti nábytku. Faktom je, že vzduchové prostredie je priehľadné a priepustné pre infračervené lúče, resp. Studené steny a podlahy budú odoberať infračervené teplo z ľudských tiel dokonca aj pri teplote miestnosti 25 ° C – toto je výmena žiarenia, vysvetlená zákonmi Planck a Stefan-Boltzmann..

Generácie mešťanov sú zvyknutí na životné podmienky v tehlových a panelových domoch, pričom sa pomocou rôznych typov elektrických konvektorov snažia kompenzovať infračervenú energiu tela, ktorá vedie k vyhrievaniu uzatváracích štruktúr. Na pamiatku mešťanov bolo nejasné presvedčenie o dôležitosti drevených múrov v dome, ktoré sú schopné „dýchať“, kompenzujúc vlhkosť vzduchu – takúto schopnosť majú skutočne v nenatretých drevených a drevených stenách, ale hlavnú úlohu v drevených domoch nezohrávali oni, ale rusi. rúra.

Masívna stavba ruských pecí dostala v dome významné miesto, dokonale udržiavala teplo a celý dom ohrievala infračerveným žiarením. Žiadny systém na ohrev vody ani vzduchu sa nedá porovnávať so svojimi vykurovacími schopnosťami s ruskými sporákmi! Mimochodom, práve z dôvodu spôsobu radiálneho ohrevu sa pečivo v ruskej peci ukázalo ako omnoho chutnejšie a chutnejšie ako v najmodernejšej peci, ktorej princíp varenia je založený na horúcom vzduchu (protipožiarny systém)..

Vlastnosti sálavej energie z hľadiska vykurovania skúmalo laboratórium na Yale University, ktoré financovala Nadácia Johna Bartletta Pearceho – výsledky experimentu uskutočneného za účasti dobrovoľníkov boli veľmi zjavné. V prvej fáze boli subjekty umiestnené do malej miestnosti s umelo ochladenými stenami, teplota vzduchu v nej bola udržiavaná pomocou ventilátorových ohrievačov na 50 ° C – dobrovoľníci oblečení v ľahkých odevoch, keď zostali v tejto miestnosti, si sťažovali na extrémne chlad. V druhej etape sa teplota vzduchu úmyselne znížila na 10 ° C a steny sa zahrievali pomocou rúr zabudovaných do interiéru, cez ktoré cirkulovala horúca voda – subjekty, ktoré boli stále oblečené ako ľahké, sa hojne potili, zatiaľ čo v tejto miestnosti boli horúce.

Každý z nás však môže kedykoľvek skontrolovať a osobne zažiť „vampirizmus“ chladu a „darovanie“ vyhrievaných stien – stačí sa postaviť a postaviť sa pred stenu. V zime budete cítiť chlad, ktorý z nej vychádza, pretože materiál tvoriaci stenu absorbuje infračervené lúče, ktoré z vás vychádzajú, v lete budete cítiť teplo, to znamená, že vaše telo už absorbuje infračervené žiarenie, ktoré stena dostáva od Slnka počas dňa..

Opis sálavých vykurovacích systémov

Masívny sporák bol a zostáva ideálnym zdrojom sálavého vykurovania, avšak v byte alebo kancelárii av mnohých súkromných domoch je nereálne usporiadať takýto sporák. Zvážte moderné sálavé vykurovacie systémy, ktoré umožňujú obísť sa bez takýchto kachlí – „teplej podlahy“, sálavých panelov a stropov.

Vykurovacie systémy podlahového vykurovania sa líšia v konštrukcii a princípe vykurovania:

• konvektívne systémy zahŕňajú všetky systémy s vodným nosičom tepla, ako aj káble, káble s ukladaním do tepelnoizolačných dosiek a fólií (vykurovacie rohože – tenký kábel umiestnený v základni siete);

• Radiačné teplo je produkované uhlíkovým filmom (vykurovacie teleso – grafitové pásy utesnené polyesterovým filmom) a podlahami jadra (ich vykurovacie prvky sú tiež vyrobené z grafitu)..

Panely inštalované na stenách sú modulárne bloky vyrobené z medených rúr, horúca voda v nich pôsobí ako nosič tepla. Prenos tepla sálavého tepla zo stenových panelov s cirkulujúcou horúcou vodou pri teplote 40 ° C je asi 80%, zvyšných 20% sa pripisuje konvekciou – je to kvôli prípustnej vysokej teplote chladiacej kvapaliny, ktorá pre „teplú podlahu“ prekračuje maximum stanovené európskymi normami 30 ° C..

Medené modulárne bloky sa inštalujú na povrch steny pomocou vodorovných alebo zvislých tyčí, predtým, ako sa na povrch steny namontuje vrstva izolácie s hliníkovou fóliou. Po inštalácii sú stenové panely utesnené vrstvou omietky 350 mm, pokryté sadrokartónom alebo inými tvrdými krytinami. Okrem vonkajšej inštalácie je možné do betónových stien inštalovať aj modulárne bloky pre sálavé vykurovanie – sú pripevnené k výstužnému rámu s následným liatím betónom..

Výhodou stenových panelov je nižšia tepelná zotrvačnosť v porovnaní s „teplými podlahami“, čo je zvlášť výhodné pre budovy s prerušovaným vykurovaním. Je potrebné poznamenať, že pre efektívne vykurovanie si stenové panely vyžadujú voľný priestor okolo obvodu stien, v ktorých sú inštalované – pri veľkom počte nábytku v skrinke je nerozumné ich používať..

Prvé modely sálavých stropných panelov boli vytvorené dávno pred „teplými podlahami“ a stenovými panelmi, záujem výrobcov o ne bol jednoducho vysvetlený – strop, a teda stropné panely, sa nachádzal najvzdialenejšie od domácností, čo umožňovalo zahrievanie panelov na vysoké teploty bez akýchkoľvek zmien. poškodenie ľudí. Maximálna teplota moderných stropných panelov závisí od výšky stropov – optimálny rozdiel medzi teplotou vzduchu v miestnosti a povrchovou teplotou trámového panelu je 10 ° C. Moderné stropné panely nie sú zabudované do stropov – sú inštalované na povrchu stropu, čo zjednodušuje ich inštaláciu a údržbu.

Nakoniec

Popularita konvekčného vykurovania dnes súvisí iba so skutočnosťou, že väčšina domov má minimálne vlastnosti na udržanie tepla – predtým to nezaujímalo projektantov a staviteľov, pretože ich úlohy boli zamerané na zníženie nákladov na projekty. Preto v noci žiaria domy v infračervených detektoroch, náklady na kolosálne vykurovanie a časté kozmetické opravy. A práve z dôvodu vysokých tepelných strát cez okenné otvory boli priamo pod nimi inštalované vykurovacie radiátory, aby sa odrezal studený vzduch z ulice prechádzajúci cez štrbiny okenných rámov a ich zasklením..

Konvekčné vykurovanie vám umožňuje rýchlo a relatívne lacno vykurovať neizolované miestnosti, ale neumožňuje vyhnúť sa vysúšaniu vzduchu, studenému vzduchu v úrovni podlahy (najteplejší vrstva vzduchu sa zhromažďuje na strope), konštantnému rastu plesní v stenách v chladnom období (v dôsledku ukladania vlhkosti na ich studených povrchoch) a potreba častých kozmetických opráv – vyššie uvedené skutočnosti sú nepopierateľné.

Ak sú obkladové konštrukcie domu vyrobené z dreva, tehly alebo vystuženého betónu, na vonkajšej (uličnej) strane sa vykonávajú izolácie (sendvičové panely, tepelne izolačné materiály a následne omietky atď.) A do okien a dverových otvorov sa inštaluje dostatočný počet moderných dverí a okien nízka miera tepelnej vodivosti, potom sa vyrieši problém vykurovania pomocou sálavého vykurovacieho systému. Na druhej strane, pri izolácii obkladových štruktúr z vnútornej strany miestnosti, ktorá sa vykonáva zvlášť často vo viacpodlažných budovách sovietskej konštrukcie, nemá zmysel stavať vykurovací systém na infračervené vykurovanie, pretože materiál, z ktorého sú steny vyrobené, sa nebude zohrievať a odovzdávať teplo vo forme žiarenia, pretože povrchy stien sú tepelne izolované izolačnými materiálmi.

Berúc do úvahy nové požiadavky na tepelnú ochranu budov stanovené v SNiP 23-02-2003, môžu sálavé vykurovacie systémy prevziať vedúce postavenie v oblasti konvekčného vykurovania. Domácnosti akéhokoľvek veku budú oveľa príjemnejšie a užitočnejšie vnímať infračervené lúče určitej vlnovej dĺžky, ako byť vo vzduchovom „akváriu“ so stále studenými stenami, naplnené vzduchom zahriatym v dôsledku prúdenia a suspendovaného prachu..