Радіатори, як правило, сприймаються як елементи систем з високою температурою. Але вже давно така думка стала застарілою, сьогоднішні опалювальні прилади з легкістю можуть встановлюватись у низькотемпературних системах завдяки унікальним технічним характеристикам. Це дозволяє заощадити такі дорогоцінні енергоресурси.
Останні десятиліття провідні європейські виробники опалювальної техніки билися з того, як знизити температуру теплоносія. Важливим факторомдля цього стала покращена теплоізоляція будівель, а також удосконалення радіаторів. В результаті вже у вісімдесятих роках температурні параметри були зменшені до 75 градусів на подачу та до 65 на «зворотку».
У той час, коли набули популярності різні панельні системи опалення, у тому числі підлогові, температура подачі знизилася до 55 градусів. Сьогодні ж, на даному етапі технологічного розвитку, система може повноцінно функціонувати навіть за температури тридцять п'ять градусів.
Навіщо потрібно досягати зазначені параметри? Це дасть можливість використовувати нові економічніші джерела тепла. Це дозволить суттєво заощадити на енергоресурсах та скоротить викид шкідливих речовину атмосферу.
Ще деякий час тому основними варіантами обігріву приміщення носіями з низькою температурою вважалися теплі підлоги або конвектори з мідно-алюмінієвими теплообмінниками. Також у цей ряд були включені панельні радіатори зі сталі, які вже досить давно використовують у Швеції у складі низькотемпературних систем обігріву приміщень. Зроблено це було після проведення низки експериментів та збору певної доказової бази.
Як показали дослідження, результати яких були оприлюднені в 2011 році на семінарі в центрі Purmо-Radsоn в Австрії, багато залежить від термічного комфорту, швидкості та точності реагування опалювальної системи на зміну погодних та інших умов.
Зазвичай людина відчуває температурний дискомфорт тоді, як у приміщенні відбувається температурна асиметрія. Вона безпосередньо залежить від того, яка тепловіддаюча поверхня в приміщенні і де вона знаходиться, а також від того, куди зорієнтований тепловий потік. Не останню роль відіграє температура поверхні підлоги. Якщо вона виходить за рамки діапазону 19-27 градусів за Цельсієм, людина може відчувати певний дискомфорт – буде холодно, або навпаки, занадто спекотно. Ще один важливий параметр – перепад температур вертикаллю, тобто різниця температур від ніг до голови людини. Ця різниця не повинна бути більшою за чотири градуси Цельсія.
Найбільш комфортно людина може почуватися в так званих температурних умовах, що рухаються. Якщо внутрішній простірвключає зони з різною температурою - це відповідний мікроклімат для хорошого самопочуття. Але не потрібно робити так, щоб перепади температур у зонах були значними – інакше ефект буде протилежним.
На думку учасників семінару, ідеальний тепловий комфорт можуть створити радіатори, які передають тепло як за допомогою конвекції, так і способом випромінювання.
Поліпшення ізоляції будівель відіграє злий жарт – у результаті приміщення стають термічно чутливими. Сильно впливають на клімат у приміщенні такі чинники, як сонячне світло, побутова та офісна техніка, скупчення людей. Панельні системи опалення не здатні так чітко реагувати на ці зміни, як це роблять радіатори.
Якщо влаштувати теплу підлогу в бетонній стяжці, можна отримати систему з великою нагрівальною здатністю. Але вона повільно реагуватиме на регулювання температури. І навіть якщо використовуються термостати, система не може швидко відповідати на зміну зовнішньої температури. Якщо труби, що гріють, встановлені в бетонну стяжку, підлогове опалення дасть помітну реакцію на зміну температури тільки протягом двох годин. Термостат швидко реагує на надходження стороннього тепла і відключає систему, але нагріта підлога ще віддаватиме тепло цілих дві години. Це дуже багато. Така ж картина спостерігається у протилежному випадку, якщо потрібно навпаки нагріти підлогу – повністю прогрітою вона буде також через дві години.
Дієвим у разі може бути лише саморегулювання. Це складний динамічний процес, у ході якого природним шляхом регулюється подача тепла. В основі цього процесу лежить дві закономірності:
Тепло поширюється від більш нагрітої зони до більш холодної;
Величина теплового потокубезпосередньо залежить від різниці температур.
Саморегулювання з легкістю може застосовуватися як для батарей, так і опалення для підлоги. Але при цьому радіатори значно швидше реагують на зміну температурного режиму, швидше остигають і навпаки, нагрівають приміщення. В результаті відновлення заданого температурного режиму відбувається значно швидше.
Не варто забувати про те, що температура поверхні радіатора приблизно така ж, як у теплоносія. У випадку ж з підлоговим покриттямце зовсім не так. Якщо інтенсивне тепло від стороннього носія надходитиме короткими «ривками», система регуляції тепла в «теплій підлозі» просто не впорається із завданням. Тому в результаті виникають температурні коливання між підлогою та приміщенням загалом. Цю проблему можна спробувати усунути, але, як показує практика, в результаті коливання залишаються, тільки стають трохи нижчими.
Можна розглянути це на прикладі приватного будинку, що обігрівається теплою підлогою та низькотемпературними радіаторами. Припустимо, у будинку проживає чотири особи, він оснащений природною вентиляцією. Стороннє тепло може надходити від побутової технікита безпосередньо людей. Комфортна температурадля проживання складає 21 градус Цельсія.
Таку температуру можна підтримувати двома способами – за допомогою переходу на нічний режим або без нього.
При цьому мені варто забувати, що оперативна температура є показником, який характеризує комбіноване вплив на людину різних температур: радіаційної та температури повітря, а також швидкості руху повітряного потоку.
Як показали проведені досліди, швидше реагують на коливання температури, ніж забезпечують її менші відхилення, саме радіатори. Тепла підлога їм значно програє за всіма параметрами.
Але на цьому позитивний досвід використання радіаторів не закінчується. Наступний аргумент на їх користь - це більш ефективний і комфортний температурний профіль всередині приміщення.
Ще в 2008 році в міжнародному журналі Energy and Buildings була опублікована робота Джона Ар Майхрен і Стюра Холмберга «Розподіл температури і тепловий комфорт в кімнаті з панельним опалювальним приладом, підлоговим і настінним обігрівом». У ній дослідники провели порівняльний аналіз ефективності застосування радіаторів та теплої підлоги в обігріві приміщень із низькотемпературною системою. Дослідники порівняли розподіл температури по вертикалі в ідентичних за площею приміщеннях без меблів та людей.
Як показали результат експерименту, радіатор, встановлений у підвіконному просторі, може гарантувати більш рівномірний розподіл теплого повітря. Крім цього, він також і запобігає надходженню холодного повітря до приміщення. Але перед тим як приймати рішення про встановлення радіаторів, потрібно брати до уваги якість склопакетів, розташування меблів та інші не менш важливі нюанси.
Окремо слід сказати про теплові втрати. Якщо для теплої підлоги відсоток тепловтрати, залежно від товщини теплоізоляційного шару, коливається в межах від 5 до 15 відсотків, то для радіаторів він набагато нижчий. Високотемпературний радіатор зазнає тепловтрати через задню стінкуу розмірі 4%, а низькотемпературний і того менше – лише 1%.
Важливо при виборі сталевого панельного радіатора провести правильні розрахунки, щоб при подачі 45 градусів Цельсія в приміщенні трималася комфортна задана температура. Потрібно врахувати і теплоізоляцію будівлі, і втрати, і переважну температуру «за бортом».
Надані на семінарі докази ще раз підтверджують доцільність застосування низькотемпературних регуляторів у системах опалення як відмінний варіантекономії на енергоносіях
Низькотемпературні системи опалення сьогодні, як і раніше, ще не набули в Росії широкого поширення, натомість успішно практикуються в Європі, в тому числі, в країнах з не найм'якшим кліматом, але там де активно використовуються для теплопостачання та кліматизації будівель ресурси відновлюваних джерел енергії (ВІЕ) .
Главними та очевидними перевагами таких систем є економія енергоносіїв на основі викопних вуглеводнів у поєднанні з мінімізуванням шкоди екології. Крім того, низькотемпературні системи надають користувачеві додаткові можливостіу досягненні теплового комфорту в будинку та управлінні мікрокліматом приміщень.
У Росії її сфера застосування низькотемпературних систем опалення обмежена як кліматичними особливостями у багатьох її регіонах, а й нормативами. Зокрема, цей фактор діє при масовій забудові, на об'єктах типу багатоквартирних будинківдля яких нормативи розроблені під інші режими теплопостачання будівель. Тому низькотемпературні системи опалення, якщо й застосовуються, то в таких закладах соціального призначення, як поліклініки та дитячі садки, а також ширше у приватному котеджному секторі. Крім того, їх зазвичай проектують та встановлюють для теплопостачання та кліматизації енергозберігаючих будинків, насамперед «активних», які в Останніми рокамитеж стали будуватися у Росії. Мінімізація тепловтрат через обмежувальні конструкції та вентиляцію будівлі - взагалі одна з головних умов успішного застосування там низькотемпературних систем опалення.
Створюються низькотемпературні системи опалення на основі високоефективних теплогенераторів та трансформаторів енергії ВІЕ, а також із застосуванням сучасних моделей опалювальних приладіві електронної автоматики, що об'єднується в системи інтелектуального управління.
Генерація з акумуляцією
За існуючими нормативним документамтемпературний режим системи опалення характеризується трьома параметрами: температурою теплоносія на виході з теплогенератора, на вході до нього та температурою повітря у приміщенні. Режим, де на виході з теплогенератора температура теплоносія не перевищує 55 ° С, а на вході становить до 45 ° С, вважається властивим низькотемпературним системам. Температура повітря в приміщенні зазвичай приймається рівною 20 °С. Найбільш поширені температурні режими в таких системах – 55/45/20 °С, 45/40/20 °С або навіть 35/30/20 °С.
Низькотемпературні системи опалення можуть бути моновалентними, де тепло виробляється одним теплогенератором, або частіше полівалентними, в яких поєднується робота декількох теплогенераторів або трансформаторів в тепло енергії ВІЕ ( Мал. 1). Такі полівалентні системи ще називають гібридними.
Рис.1
Як для моно-, так і для полівалентних систем (як пікового теплогенератора) вдало підходить конденсаційний котел. Його режим роботи найбільш близький до вказаного вище та значною мірою залежить від температурних параметрів системи опалення. Чим нижча температура теплоносія у зворотному котловому контурі, тим повніше відбувається конденсація пари, більше тепла буде утилізовано, вище ККД конденсаційного котла. Для газових котлів гранична температура конденсаційного режиму - 57 °С. Тому і система опалення повинна бути розрахована на використання теплоносія з нижчою температурою у зворотному контурі.
При середніх для зимового періодутемпературах вона за проектним розрахунком з урахуванням максимальної ефективності конденсаційного режиму не повинна перевищувати 45 °С. Такі параметри забезпечуються низькотемпературними системами опалення, в яких конденсаційні котли працюють переважно у «штатному» для них режимі.
Зрозуміло, в низькотемпературних системах може використовуватися і знаходить застосування як конденсаційна котельна техніка. Теплогенератором у такій системі, у тому числі піковим, може бути будь-який високоефективний котел, що працює на будь-якому паливі та, зокрема, електричний. У гібридних системах котел включається в роботу тільки при пікових навантаженнях, коли інші теплогенератори (трансформатори енергії ВІЕ - сонячні колектори, теплові насоси) не справляються із забезпеченням теплового комфорту в приміщеннях, що опалюються, і потреб ГВП.
При використанні енергії ВДЕ в системи низькотемпературного водяного опалення зазвичай включають теплоакумулятори, які можуть бути з рідкими та твердими заповнювачами, фазовими (що використовують теплоту фазових перетворень) і термохімічними (теплота акумулюється за рахунок ендотермічних реакцій і вивільняється при екзо.
У теплоакумуляторах з рідкими та твердими заповнювачами (вода, низькозамерзаючі рідини (розчин етиленгліколю), гравій та ін.) теплота накопичується за рахунок теплоємності матеріалу заповнювача. У фазових теплоакумуляторах накопичення теплоти відбувається при плавленні чи зміні кристалічної структуризаповнювача, а вивільнення - за його твердіння.
Найбільшого поширення в гібридних низькотемпературних системах водяного опалення, що встановлюються в котеджах, набули водяні баки-акумулятори, що успішно демпфують пікові навантаження ГВП, що запасають тепло від роботи сонячного колектора, теплового насоса або (взимку) пікового теплогенератора Акумулюючи теплову енергію від різних джерел, такий теплоакумулятор дозволяє оптимізувати їхню роботу з точки зору максимальної економічної ефективності в конкретний момент, резервуючи «дешеве» тепло. Надлишок виробленого тепла при цьому може використовуватись для ГВП. Їхнє застосування виправдане також при використанні теплових насосів для оптимізації роботи компресорів та гідравлічної розв'язки контурів теплового насоса та навантаження.
Водяний бак теплоакумулятор є добре ізольованою, наприклад, шаром пінополіуретану товщиною 80-100 мм ємність, в яку вбудовано кілька теплообмінників. Теплоакумулятор об'ємом 0,25-2 м 3 може накопичувати 14-116 кВт·год теплової енергії.
Прилади для систем низькотемпературного опалення
Низька температура теплоносія визначає вибір приладів для систем низькотемпературного опалення, які повинні ефективно здійснювати тепловіддачу в опалюваних приміщеннях, працюючи в гнучкому режимі. Якщо ці прилади встановлюються в котеджі, де тиск теплоносія в трубопроводах явно невеликий, то їх характеристики міцності йдуть на другий план.
Рис.2
На думку фахівців, найбільш вдало в низькотемпературних системах застосовуються настінні, парапетні або вбудовані в підлогу конвектори з примусовою вентиляцією ( Мал. 2) та сталеві панельні радіатори ( Мал. 3). У таких системах повинні застосовуватися конвектори, оснащені теплообмінником з великою поверхнею - багатошарові з частим ребра та вентилятором, що забезпечує великий теплознімання. Крім конвекторів, цим умовам задовольняють також настінні і стельові фанкойли (вентиляторні доводчики).
Рис.3
У системах примусової конвекції без вентилятора можуть застосовуватись ежекційні доводчики. За рахунок ефективного теплознімання і великої потужності ці прилади матимуть невеликі габарити в порівнянні з іншими видами обладнання.
Перевагою таких приладів є можливість їх використання в комбінованих системах, які опалюють приміщення у холодний період, а влітку використовуються для охолодження повітря.
Якщо в низькотемпературних системах застосовуються конвектори без вентилятора, їх висота повинна бути не менше 400 мм.
Панель із теплоносієм сталевого панельного радіатора знаходиться зовні опалювального приладу. Від неї гріються ламелі конвективного елемента. Що далі від панелі, то ламали холодніше. Конвекції за низької температури радіатора заважає в'язкість повітря, затиснутого між ламелями. Але теплового випромінювання з панелі ніщо не заважає.
Сталеві панельні радіатори знаходять вдале застосування в системах низькотемпературного опалення ще й тому, що їх модельні лінійки включають широкий набір типорозмірів, а це важливо для оптимального розміщення опалювальних приладів у таких системах, зокрема, в них повинні встановлюватися опалювальні прилади, які перекривають всю довжину віконного. отвору.
Рис.4
Робота конвекторів з примусовою вентиляцією та сталевих панельних радіаторів вдало поєднуватиметься з теплою водяною підлогою ( Мал. 4), який буквально розрахований на роботу з теплоносієм, що характеризується низькою температурою. Відповідно до СНиП 41-01-2003 «Опалення, вентиляція та кондиціювання», п. 6.5.12, середню температуру поверхні підлог із вбудованими нагрівальними елементами слід приймати не вище 26 °С – для приміщень з постійним перебуванням людей; і не вище 31 °С – для приміщень із тимчасовим перебуванням людей. Температура поверхні підлоги по осі нагрівального елемента в дитячих закладах, житлових будинках та плавальних басейнах не повинна перевищувати 35 °С. У реальних умовах за існуючих технологій монтажу теплої підлоги такі температури її поверхні досягаються при температурах теплоносія на вході в трубопровід теплої підлоги не вище 45 °С.
Тепла підлога значно підвищує економічність низькотемпературних систем опалення. Так, при обладнанні теплої підлоги запасу енергії водяного теплоакумулятора ємністю 1,2 м3 достатньо для опалення будинку площею 130-140 м2 за рахунок електроенергії, що отримується за низьким нічним тарифом.
Всі прилади водяного опалення в низькотемпературних системах опалення оснащуються терморегулювальною автоматикою.
Інтелектуальне управління
Так як більшість низькотемпературних систем є гібридними, а також можливе поєднання в одній такій системі функцій опалення та кондиціювання, то найбільшої їх ефективності та економічності можна досягти при раціональному керуванні всіма складовими системи. Сьогодні для цього використовуються системи smart-управління.
Без інтелектуального управління неможливо ефективно і в той же час гнучко регулювати систему, ґрунтуючись на реальних показаннях датчиків, а не на вбудованих графіках, які не враховують умови конкретного об'єкта теплопостачання. Коли в проекті використовується smart-управління, необхідно лише встановити початкові налаштування, а далі інтелектуальна автоматика буде автоматично їх підтримувати.
Smart-контролер відповідає за перемикання системи з одного джерела тепла на інше. Щомиті обробляючи кілька вступних, контролер вибирає найекономічніший на даний момент джерело тепла. Відповідно до заданої логіки спочатку використовується теплова енергіявід найдешевшого джерела.
Застосування таких систем інтелектуального управління дозволяє диференційовано задавати температури в контрольованих приміщеннях, домагаючись тим самим, крім економічності, ще й найвищого рівнятеплового комфорту
Стаття з . Рубрика "Опалення та ГВП"
А. Нікішов
Розвиток технічної думки дозволило сучасній людинімати великий вибір систем опалення, залежно від вимог та матеріальних можливостей, якого не було навіть у попереднього покоління. Поступовий розвиток побутової теплоенергетики призвів до того, що все більшу популярність у населення стали мати системи низькотемпературного опалення житла, про які йтиметься у цій статті.
Практика показала, що при порівнянні двох джерел тепла – з високою та низькою температурами – найбільш комфортні для людини умови створюються саме низькотемпературним приладом опалення, який забезпечує невеликий перепад температур у приміщенні та не викликає негативних відчуттів. Верхня межа про низьких температур, за визначенням енергетиків, перебуває у районі 40˚С. Низькотемпературні системи опалення, що використовують теплоносій, працюють з температурами 40-60˚С - на вході в пристрій, що тепло виробляє, і на його виході. А системи повітряного, електричного та променистого обігріву використовують і нижчі температури, які можна порівняти з температурою тіла людини. Так що саме поняття низьких температур досить умовне і, тим не менш, використання теплоносія або інших джерел тепла з температурою до 45 ˚С. джерелами енергії.
До всіх систем опалення пред'являються певні вимоги, які мають зробити найбільш ефективним, комфортним та безпечним їх використання. Будівельні, кліматичні, гігієнічні та технологічні вимоги докладно викладені у ДБН В.2.5-67:2013 у пунктах 4, 5, 6, 7, 9, 10 та 11. Ці вимоги дозволяють максимально знизити негативні та одночасно підвищити позитивні впливи на людський організм, що надаються системами опалення.
Одним з найважливіших умовефективності роботи будь-яких систем опалення є ретельний облік тепловтрат, а для низькотемпературних систем це чи не найважливіше. В іншому випадку такі системи будуть малоефективними та надмірно енерго-, а отже, і матеріально витратними.
Системи низькотемпературного опалення можна умовно розділити – за способом приготування тепла – на монолітні, бівалентні та комбіновані. Монолітні системи характеризуються використанням однієї або декількох установок, що тепловиробляють. У бівалентних використовуються два теплогенератори, що мають різні принципи роботи, один з яких може включатися як додаткове джерело тепла за дуже низьких температур зовнішнього повітря. Кілька установок, що тепловиробляють, включених паралельно, утворюють комбіновану систему опалення.
Нагрівання теплоносія у всіх системах опалення може здійснюватися прямим способом або непрямим. прикладом прямого нагрівує водонагрівальні котли різного типу, що працюють на твердому, рідкому або газоподібному паливі, а також електричні котли. Непрямим способом нагрівають теплоносій у теплообмінниках (бойлерах) чи теплоакумуляторах. Даний спосіб дуже широко використовується в системах, що працюють на відновлюваних джерелах енергії – вітряних та сонячних.
Також системи низькотемпературного опалення можна розділяти за типом теплоносія - рідкі, газові, повітряні та електричні, та за видом опалювальних приладів - поверхневі, конвекційні та панельно-променеві.
Все більшої популярності низькотемпературні системи опалення набувають за рахунок того, що вони дуже гармонійно поєднуються з обладнанням, що працює на відновлюваних джерелах енергії. За часів, коли традиційна енергія стає все дорожчою, це важливий фактор.
Всі системи цього типу характеризуються трьома основними параметрами - температура теплоносія на виході з тепловиробника (в цьому випадку використовуються водонагрівальні котли на твердому, рідкому, газоподібному паливі та електричні), температура на його вході і температура повітря в приміщенні, що опалюється. Така послідовність цифр вказується у всіх документах на казани.
Сучасні системи низькотемпературного опалення, в основному, базуються на європейському стандарті EN422, в якому введено поняття «м'якого тепла», що передбачає використання теплоносія з температурою на виході з теплопровідного пристрою 55С, а на вході - 45С.
Даний тип опалення передбачає застосування у системі циркуляційних насосів, які розміщуються так само, як і у звичайних системах опалення. Найбільш економічними вважаються «відкриті» системи із розміщенням розширювального бакау верхній точці. Встановлення насосів у магістраль подачі теплоносія дозволяє уникнути можливих зон розрідження, що має місце під час встановлення циркуляційних насосів на зворотній магістралі.
У закритих системах, що працюють з підвищеним тиском, поряд з циркуляційним насосомнеобхідно використовувати автоматичний повітровідвідник та скидний клапан, а також манометр, що показує тиск у системі. Розширювальний бак у цьому випадку розміщується у зручному для користувача місці.
Однією з вимог, що визначає ефективність роботи відкритого типуопалювальних систем є необхідність хорошої теплоізоляції розширювального бака. Іноді – у разі розміщення його на горищах будівель – потрібний і його примусовий підігрів.
Одним із найпоширеніших видів низькотемпературної системи опалення є всім відома «тепла підлога» (рис. 1). Системи поверхневого опалення, наприклад, виробництва компанії Oventrop (Німеччина), включають труби, монтаж яких може проводитися і в підлогу, і в стелю, і стіни. При цьому зовсім не торкається інтер'єру.
Мал. 1. Система опалення з «теплою підлогою»
У цих системах, завдяки переважно променистому теплообміну, немає руху повітря, і тепло рівномірно розподіляється по приміщенню. Електронні програмовані регулятори значно підвищують економічність системи.
Подає магістраль систем поверхневого обігріву містить теплоносій температурою 40-45˚С, що дозволяє з максимальним ефектом використовувати можливості конденсаційних котлів, а також альтернативні джерела енергії (відновлювані). В системі, як правило, використовується труба із зшитого поліетилену із захисним від кисню шаром.
Цей тип опалення характеризується використанням як теплоносій «насиченої» пари, що призводить до необхідності забезпечити відповідний збір конденсату. І якщо в системі опалення є один опалювальний прилад, що не створює проблем, то при збільшенні їх кількості конденсат відводити стає все важче і важче. Вирішення цієї проблеми знайшлося у використанні як теплоносій «холодної» пари. Його роль у сучасних системахнизькотемпературного парового опалення грає, зокрема, хладон-114 - негорюче, неотруйне, без запаху та хімічно стійке неорганічне з'єднання.
Система на «холодній» парі працює за рахунок використання тепла, що виділяється при конденсації насиченої парищо нагріває прилади опалення. Конденсатопроводи працюють у «мокрому» режимі, що з підпором конденсату. Конденсатовідвідники в цьому випадку не потрібні – конденсат самопливом повертається у випарник. Підживлювальний насос також не потрібний. І паропроводи, і конденсатопроводи монтуються як горизонтально, і вертикально. Причому зовсім необов'язково дотримуватись ухил. У разі вертикального монтажу подає провід може розміщуватися як зверху, так і знизу.
Регулювання системи, що працює на «холодній» парі, здійснюється впливом на тиск пари та її температуру, для чого систему розраховують на тиск, що відповідає максимально можливій температурі пари.
Як опалювальні прилади в системі низькотемпературного парового опалення зазвичай використовуються секційні радіатори та конвекторні панелі. Для регулювання тепловіддачі кожен опалювальний прилад забезпечують мембранним клапаном.
Використання цього типу систем (мал. 2) досить обмежене. На це впливають кілька факторів. По-перше, досить низький ступінь теплообміну між повітрям і пристроєм, що тепло виробляє, або теплообмінником. По-друге, з гігієнічних міркувань. Повітряні потоки переносять пил, а повітряні канали та теплообмінні пристрої створюють гарні умовидля розвитку небажаних бактерій та мікроорганізмів, і потребують спеціального захисту. І, по-третє, такі системи дуже матеріаломісткі, отже, мають високу вартість.
Мал. 2. Повітряна система опалення
Але незважаючи на це, повітряні системинизькотемпературного опалення можна використовувати у таких випадках:
Ця система представлена на ринку опалювальних систем безліччю виробників. В її основі лежить принцип нагрівання спеціального кабелю резистивного (рис. 3). електричним струмом. Тепло, що знімається з кабелю, передається у довкілля, створюючи м'який прогрів приміщення. Комплектація системи може включати гріючі кабелі або готові мати, терморегулятори і установчий комплект, що забезпечує швидкий і легкий монтаж.
Мал. 3. Електрична «тепла підлога»
Всі системи опалення, як уже говорилося вище, призначені для підтримки оптимального і комфортного співвідношення трьох параметрів - температура теплоносія після пристрою, температура опалювального приладу і температура повітря в приміщенні. Забезпечити таке співвідношення можна правильним підбором важливих елементівсистеми.
Усі пристрої для тепла можна розділити на три групи.
Перша група – теплогенератори на основі використання традиційного палива та електроенергії. В основному це різні водогрійні котли, що працюють на твердому, рідкому, газоподібному паливі та електричній енергії. Навіть для непрямого нагріву«холодної» пари в парових системах низькотемпературного опалення використовуються ті самі водогрійні пристрої.
У цій групі приладів можна відзначити побутовий конденсаційний котел, що є пристроєм, що з'явився в результаті інноваційних розробок раціонального використанняводяної пари, що утворюються при горінні палива. Дослідження, які спрямовані на повніше використання енергії та одночасно мінімізацію негативного впливу на навколишнє середовище, дозволили створити новий тип опалювального обладнання- конденсаційний котел - що дозволяє за допомогою конденсації одержувати додаткове тепло із димових газів.
Наприклад, італійська виробник Baxiвипускає лінійку конденсаційних котлів як підлогового, і настінного виконання. Модельний ряднастінних котлів Luna Platinum (рис. 4) складається з одноконтурних та двоконтурних конденсаційних котлів, з потужністю від 12 до 32 кВт. Ключовим елементомє теплообмінник з нержавіючої сталі AISI 316L. Різними складовими частинами котла управляє електронна плата, є знімна панель управління з рідкокристалічним дисплеєм та вбудованою функцією керування температурою. Система модулювання потужності пальника дозволяє адаптувати вихідну потужність котла до енергії, що споживається будинком у діапазоні 1:10.
Мал. 4. Конденсаційний котел BAXI Luna Platinum
Друга група – установки, що використовують тепло позасистемних теплоносіїв. У таких випадках застосовують теплоакумулятори.
До третьої групи відносяться пристрої, що використовують зовнішній теплоносій для непрямого нагріву. У них успішно застосовуються поверхневі, каскадні чи барботажні кульові теплообмінники. Саме такий тип використовується для підігріву холодної пари в системах парового низькотемпературного опалення.
Опалювальні прилади поділяються на 4 групи:
Мал. 5. Панельний сталевий радіатор Korado
До опалювальних приладів низькотемпературних систем можна віднести різноманітні секційні та панельні нагрівачі, опалювальні конвектори, калорифери та опалювальні панелі.
Ці пристрої необхідні в бівалентних системах низькотемпературного опалення, в яких використовується енергія з відновлюваних джерел або теплопостачання. Теплоакумулятори можуть бути рідко- або твердозаповненими, що використовують теплоємність заповнювача для накопичення теплоти.
Широке поширення все більше набувають пристрої, в яких тепло виділяється в момент фазових перетворень. Вони теплота накопичується у процесі плавлення речовини чи тоді, коли кристалічна його структура зазнає певні зміни.
Також ефективно працюють термохімічні теплоакумулятори, принцип роботи яких ґрунтується на накопиченні теплоти в результаті. хімічних реакцій, що відбуваються із виділенням тепла.
Акумулятори тепла можуть підключатися до системи опалення як за залежною схемою, так і незалежною, коли в них акумулюється тепло від позасистемного теплоносія.
Теплові акумулятори можуть бути також ґрунтовими, скельними і навіть підземні озера можуть використовуватися як накопичувач тепла.
Грунтові теплові акумулятори одержують при розміщенні регістрів, виготовлених із труб, з кроком півтора-два метри. Скельні теплоакумулятори облаштовують шляхом буріння вертикальних або похилих свердловин у скельних породах на глибину від 10 до 50 м, куди закачується теплоносій. Використання підземних озер як теплоакумулятори можливе у разі розміщення в нижніх шарах води труб із закаченим у них теплоносієм. Відбір тепла здійснюється з труб, розміщених у верхніх шарахпідземні озера.
При використанні в низькотемпературних системах опалення джерела тепла, температура якого нижче температури повітря в приміщенні, а також зниження матеріаломісткості опалювальних приладів, в систему можуть включатися теплові насоси (рис. 6). Найпоширенішими пристроями цієї групи є компресійні теплові насоси, що при конденсації дають температуру від 60 до 80˚С.
Мал. 6. Принцип роботи теплового насосу
Ефективну роботу теплового насоса у низькотемпературній системі опалення забезпечує включення до контуру випарника теплового акумуляторащо сприяє стабілізації температури випаровування «холодної» пари. Регулювання цієї системи здійснюється шляхом зміни тепловіддачі насоса.
Низькотемпературні системи опалення завойовують своїх прихильників тим, що створюють більше комфортні умовиу приміщенні, ніж традиційні - з високим нагріванням опалювальних приладів. Не відбувається зайве "осушення" повітря, відсутня - знову-таки зайва - запиленість приміщення внаслідок неминучого переміщення повітря при дуже гарячих опалювальних приладах.
Використання теплоакумуляторів у системі дає можливість накопичувати тепло та миттєво використовувати його у разі потреби.
Низький розкид температур - вихідний з тепловиробника та повітря в приміщенні - дозволяє легко регулювати систему, використовуючи програмовані термостати.
А щодо недоліків, то він, по суті, один - вартість закінченої системи дещо, а то й у рази вища, ніж традиційна високотемпературна.
Читайте статті та новини у Telegram-каналі AW-Therm. Підписуйтесь на YouTube-канал.
Переглядів: 14 618Найважливішим завданням розвитку технологій є підвищення енергоефективності. Для вирішення цього завдання у системах опалення найбільш ефективним шляхом є зменшення температури теплоносія. Саме тому низькотемпературне опалення сьогодні є ключовою тенденцією розвитку сучасної опалювальної техніки.
Низькотемпературна система опалення в процесі експлуатації витрачає набагато меншу кількість теплоносія порівняно з традиційною системою. Завдяки цьому забезпечується значна економія. Додатковим плюсом є зниження обсягу шкідливих викидів у повітря. Крім того, робота з «м'яким» температурним режимом дозволяє задіяти альтернативні видиобладнання – теплові насоси або конденсаційні котли.
Головною проблемою розвитку низькотемпературного опалення тривалий час залишалося те, що при низькій температурі опалення було дуже складно створити комфортні умови в приміщеннях, що обігріваються. Проте з розвитком технологій будівництва, що дозволяють зводити енергоефективні будинки, цю проблему було вирішено. Застосування сучасних будівельних та теплоізоляційних матеріалівдає можливість значно скоротити теплові втратибудівель.
Застосування радіаторів Спочатку як низькотемпературні розглядалися тільки так звані панельні системи опалення, найбільш поширеними представниками яких є системитеплих підлог
. Для них характерна значна поверхня теплообміну, що дозволяє за невеликої температури теплоносія забезпечувати якісний обігрів.
максимальна конвективна складова.
ТМ Ogint пропонує енергоефективні алюмінієві радіатори, які повністю відповідають перерахованим вимогам та ідеально підходять для комплектації низькотемпературних систем опалення. При цьому вони вироблені у повній відповідності до російських стандартів і повністю адаптовані до вітчизняних умов експлуатації. Так, застосування алюмінієвих радіаторів моделі Ogint Delta Plus при створенні низькотемпературних систем дає важливу перевагу порівняно з. теплими підлогамиОптимальні показники економії та комфорту забезпечуються у тих випадках, коли система опалення швидко реагує на зміни зовнішньої температури (при її підвищенні температура теплоносія зменшується, а при зниженні збільшується). Сучасна автоматика, що застосовується на котельні, дає для цього всі можливості. Мінус теплої підлоги полягає в їхній інерційності. Радіаторні системи здатні реагувати на змінузовнішніх умов
Низькотемпературні системи мають цілу низку істотних переваг:
Недоліки систем опалення цього типу мають відносний характер. Так, певним мінусом можна назвати підвищені вимоги до радіаторів, що використовуються.. Однак використання батарей Ogint Delta Plus вирішує всі проблеми вибору опалювальних приладів.
Також слід зазначити, що за сильних морозахнизькотемпературні системи не завжди можуть впоратися з обігрівом будівель. У той же час система без особливих проблем може бути переведена на роботу у вищому температурному режиміза наявності такої потреби.
Загалом низькотемпературні системи опалення є ефективнішими, економічнішими та безпечнішими в порівнянні з традиційними системами. Тому сьогодні можна впевнено говорити, що майбутнє саме за низькотемпературним опаленням.
У сучасне будівництвовсе частіше застосовуються рішення, що базуються на екологічно чистих джерелах відновлюваної енергії. Низькотемпературне опалення часто стає пріоритетом. У зв'язку з цим дедалі ширше стали застосовуватися конденсаційні котли чи теплові насоси у поєднанні з гарним утепленням об'єктів. Це не тільки зниження витрат на експлуатацію та велика економія теплової енергії – достатньо, щоб температура води в інсталяції замість 70ºC досягала 50ºC – але також це гарантія теплового комфорту. Однак, одного теплового насоса недостатньо, в сучасній низькотемпературній інсталяції слід застосувати низькотемпературні радіатори, які відрізняються найбільшою поверхнею теплообміну, емісією тепла за допомогою конвекції та/або циркуляції, що підтримується вентилятором. Важливе значення має мінімально можлива вагасистеми передачі тепла - переваги якої можна оцінити в перехідні періоди.
Всі радіаторні системи REGULUS-system відрізняються великою поверхнею теплообміну. Прекрасно вписуються у вищезгадані умови, цілком відповідаючи вимогам економії енергії у будівництві та забезпечуючи тепловий комфорт. Мають поверхню контакту з повітрям, що нагрівається, на 50% більшу, ніж панельні радіатори того ж розміру. Велика поверхня контакту означає ефективніше нагрівання за низьких параметрів теплового агента. Це також тому, що «регулуси» – це низькотемпературні радіатори. Завдяки своїй специфічній будові вони не знаходять місця у актуально прийнятій термінології радіаторів. Чи не «ребряки», не «панелі» і не «конвектори» за визначенням. Складаються із двох систем: мідної водяної системи та алюмінієвої системи теплообміну. Їхня будова нагадує автомобільний радіатор. У мідному змійовику тече інсталяційна вода, а тепло передається в довкілля через алюмінієві емітери тепла. Нагрівання приміщення відбувається змішаним способом за допомогою ширококутного теплового випромінювання, що виходить від рифленої поверхні та шляхом конвекції. Велика частка випромінювання від рифленої поверхні радіатора призводить до рівномірного розподілу тепла у приміщенні.
У системах, що живляться фактором з низькими параметрами в перехідні періоди, коли необхідністю є швидке підвищення або зниження температури, добре спрацює опалювальна системаз малою загальною масою, чим відрізняються радіатори REGULUS-system. Велика загальна маса системи теплообміну відрізняється високою тепловою інертністю, що призводить до систематичного перегрівання або недостатнього нагрівання приміщення. Швидка затримка нагрівання важлива не тільки для оптимізації витрат на опалення, але також має важливе значення для теплового комфорту. При раптовому посиленні яскравості сонячного світлау перехідні періоди або при виникненні несподіваного припливу тепла, відповідно керована інсталяція з «регулусами» швидко перестає гріти і швидко починає працювати, роблячи опалення економічним і комфортним.
Опалювальна система з малою загальною масою уможливлює не тільки швидкий доступкористувача до тепла, а й отримання тепла у необхідній кількості. Таке опалення просто запустити та зупинити, оскільки інертність системи – мінімальна. Система з малою масою може працювати практично цілий рік, так як витрати на запуск опалення на п'ятнадцять або п'ятдесят хвилин, з метою корекції температури дуже низькі.
У пропозиції REGULUS-system також доступні версії низькотемпературних радіаторів, які значно покращують їх ефективність у системах з екологічно чистими джереламитепла, такими як конденсаційні котли, теплові насоси, системи з кількома джерелами тепла та буфером ц.о. Однією з таких версій є радіатор настінний, посилений вентилятором. Вентилятор охолоджує тепловий фактор у радіаторі, тим самим збільшує кількість тепла, що віддається приміщенню радіатором - тобто, можна збільшити потужність без зміни розмірів радіатора.
E-VENT будова нагадує інші настінні радіатори REGULUS-system - з тією різницею, що в нижній частині пакета алюмінієвої ламелі є виріз, а в ньому магніти, що дозволяють прикріпити та зняти вентилятор (або вентилятори у разі великої довжинирадіатора). Завдяки вентилятору пристрій нагріває зі змінною потужністю, що відповідає вимогам користувача, підвищується його потужність, також існує можливість управління динамікою нагрівання.
Може працювати в інсталяції після вимкнення або деінсталяції, в такому випадку працює в режимі стандартного водяного радіатора. Завдяки простоті монтажу та демонтажу вентилятора, радіатор E-VENT чудово виявить свої якості в інсталяції, з стандартним котлом ц.о., що працює у високих параметрах, який у майбутньому буде замінений на екологічно чисте, низькотемпературне джерело тепла (конденсаційний котел, насос ц. о.). На першому етапі радіатор працюватиме без вентилятора, а після зміни джерела тепла на низькотемпературний уже з вентилятором.
У низькотемпературних інсталяціях чудово складає іспит інший низькотемпературний радіатор REGULUS-system під назвою, що є альтернативою сталевим, трипанельним радіаторам. Dubel складається з двох корпусів радіаторів типу SOLLARIUS (з плоскою верхньою кришкою), паралельно з'єднаних у загальному корпусі – товщина 18 см. У пропозиції незвичайно рідкісна пропозиція на ринку: радіатор заввишки лише 12 см (+ монтажний стійки – 8 см висоти) для установки у підлозі у вертикальній позиції. Це низькотемпературний радіатор, який, незважаючи на існуючу думку, при своїй відносно великій потужності має невеликі розміри. Ця конфігурація працює не тільки в інсталяціях з тепловими насосами, але й дозволяє обмежити габарити настінних радіаторів, що застосовуються, і може застосовуватися в приміщеннях, що споживають велика кількістьтепла.
Всі радіатори REGULUS-system можна застосовувати без обмежень, у відкритих та закритих системах ц.о., а також в інсталяції будь-якого типу, виконаної з міді, пластику або традиційно зі сталі. Радіатори чудово працюють спільно з низькотемпературними джерелами тепла, конденсаційними та твердопаливними котлами, а також з тепловими насосами. Будова радіаторів передбачає захист від корозії та змін тиску в інсталяції, значно продовжуючи час їх експлуатації. Пристрої мають допуск до застосування на території ЄС.
РЕЄМНОСТІ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНИХ РАДІАТОРІВ REGULUS-system
