Особливості поверхневого опалення та охолодження

Один із трендів сучасного будівництва - повністю приховані системи життєзабезпечення. Приміщення вільні від будь-яких проводів або труб. У них немає навіть радіаторів опалення та кондиціонерів - тепло або холод виходять безпосередньо від підлоги, стін і навіть від стелі. Такий тип теплообміну отримав назву поверхневого. Вважається, що він більш природний для людського організму. І звичайно, системи панельно-променевого опалення більш енергоефективні порівняно з традиційними способами обігріву / охолодження приміщень, не створюють перешкод при облаштуванні внутрішнього простору будинку

Чим більше площа поверхні радіатора і нижче температура теплоносія при одній тепловій потужності, тим комфортніше мікроклімат в приміщенні

температурний криз

Людина - істота теплокровна. Тіло людини здійснює теплообмін з навколишнім середовищем, і для нормальної роботи організм змушений підтримувати температуру на одному рівні - 36,6 ° С. Коли жарко, система терморегуляції включає захист від перегріву. У тому числі підсилює потовиділення, шкіра стає вологою, в результаті випаровування рідини призводить до охолодження її поверхні. Коли ж б'є тремтіння холоду, на обігрів виділяється додаткове тепло. Чим більше температурний перепад, тим активніше працюють захисні механізми і, отже, витрачається більше енергії.

А людина відчуває дискомфорт, до того ж навіть перебуваючи в приміщенні. Адже поблизу кондиціонера холодно, а у радіатора - жарко. А все тому, що традиційні джерела домашнього обігріву або охолодження - радіатори, конвектори, кондиціонери - мають локальне розташування. Вони забезпечують потрібну температуру в будинку здебільшого шляхом конвекції, тобто переміщенням нагрівається / охолоджуваного повітря. У той час як для людини природним, найсприятливішим способом обігріву є теплове випромінювання, на зразок енергії сонця. Звичайно, на самопочуття, крім температури повітря, впливають також атмосферний тиск, вологість і швидкість руху повітря. Але температурний фактор в умовах земного клімату є визначальним.

Ідеальний характер опалення

У системах поверхневого опалення / охолодження передача теплової енергії головним чином відбувається за рахунок виділення променевої енергії. Площа теплообміну величезна (підлога, стіни, а іноді і стеля), тому температурна різниця між джерелом тепла або холоду і повітрям в приміщенні менше, ніж у випадку традиційних систем. Теплообмін набуває м'який характер, сприятливий для нормальної терморегуляції організму. В результаті людина не тільки прекрасно себе почуває, але і стає більш працездатним.

Плюс також в тому, що при різкому зниженні частки конвективного випромінювання не піднімається пил, і вже тим більше вона не пригорає до поверхні опалювального приладу, як трапляється з розпеченими радіаторами. Ще одна перевага систем панельно-променевого опалення: вони відрізняються тривалим терміном експлуатації. Це пов'язано як з невисокою робочою температурою використовуваного в них теплоносія, так і з властивостями полімерного матеріалу, з якого зазвичай виготовляють конструктивні елементи системи. Гладка внутрішня стінка трубопроводу не кородує і стійка до утворення відкладень, так що можна не побоюватися, що поперечний переріз труби з часом буде "заростати". Одні і ті ж труби можуть працювати як на обігрів, так і на охолодження, в залежності від сезону.

З технологічної точки зору м'який поверхневий теплообмін більш досконалий, ніж локальний. Адже низькотемпературний режим дозволяє застосовувати в тому числі енергоефективне обладнання, таке як геотермальний тепловий насос. Відбираючи енергію у землі і передаючи її через теплообмінники, такі системи на одиницю споживаної електричної потужності дають більше енергії, ніж традиційні опалювальні пристрої.

Крім того, вони не виділяють в атмосферу чадний газ, а використовувана енергія черпається з поновлюваних джерел, що мінімізує вплив системи на навколишнє середовище. І хоча на сьогоднішній день проектування та встановлення геотермального теплового насоса обходиться істотно дорожче будь-якої традиційної системи опалення, очевидно, що за ним майбутнє.

Схема теплопостачання будинку на основі геотермального теплового насоса:
1-й замкнутий контур - геотермальний зонд контуру теплос'ема поставляє земне низькотемпературне тепло.
2-й замкнутий контур - тепловий насос збирає низькотемпературне тепло.
3-й замкнутий контур - система опалення, охолодження та гарячого водопостачання будинку

Як воно влаштоване

В організації процесів обігріву та охолодження приміщення є різниця. Почати з того, що тепле повітря легше холодного і прагне вгору. Тому оптимальний варіант розташування поверхневого обігріву - підлогу і стіни, а поверхневого охолодження - стіни і стеля.

Контур системи складають труби із зшитого поліетилену (як правило, з РЕ-Ха). Легкий і відносно недорогий трубопровід (виробники: REHAU, UPONOR, VIEGA) відрізняється стабільністю, стійкістю до корозії, високих температур, хімічно агресивних середовищ, а також швидкістю і простотою установки. Унікальна властивість матеріалу - пам'ять форми - дозволяє не побоюватися можливих зламів труби при монтажі в обмежених умовах. У разі якщо злам все ж стався, трубі за кілька хвилин можна повернути первісну форму за допомогою будівельного фена.

Труби укладають "змійкою" з кроком, кратним 50 мм, при цьому існує кілька способів їх кріплення: на шинах з ударостійкого полімеру, на спеціальних матах, на арматурної сітці, за допомогою гарпун-скоб. Потім опалювальний контур підключають до розподільного колектора. Дані види фіксації підходять виключно для "мокрого" монтажу, коли трубопровід повністю заливають стяжкою або закривають шаром штукатурки.

Однак в деяких випадках "мокру" укладку застосовувати не можна, наприклад в старих будівлях з дерев'яними перекриттями, в легких каркасних перегородках між кімнатами. Для каркасних і дерев'яних стін, а також для стель розроблені готові гіпсоволокнисті панелі з вбудованими трубами.

А ось для пристрою теплої підлоги можна застосувати й системи кабельного електрообігріву, і інші види водяних труб, в тому числі металопластикові та мідні (природно, мають нероз'ємне з'єднання). Втім, останні за своїми споживчими характеристиками все ж поступаються трубах із зшитого поліетилену.

У приміщеннях з низькими стелями не рекомендується використовувати стельові системи панельно-променистого теплообміну, так як людська голова досить чутливо реагує на радіаційний фон, в тому числі променистий перегрів або переохолодження

Чи можна до однієї теплової мережі підключити і радіатори, і системи поверхневого обігріву?
Так, системи підлогового і радіаторного опалення можуть забезпечуватися від одного теплогенератора. Однак системи поверхневого обігріву вимагають більш низької температури подачі. Тому їх можна приєднати до високотемпературної розподільчої мережі через змішувальний блок REHAU - теплорегулюючі станції TRS-У FWRS, TRS 20, TRS 25. Вони дозволяють знизити температуру подачі за рахунок підмішування зворотної води із системи поверхневого обігріву і автоматично підтримувати цю температуру.

Як регулюється температура в приміщенні при поверхневому теплообміні?
Тепловіддача систем поверхневого обігріву може регулюватися або по температурі повітря в приміщенні, що обслуговується, або по температурі поверхні будівельної конструкції, куди закладені гріють елементи. Регулювання здійснюється за допомогою систем NEA Н, НТ або НСТ REHAU. При цьому терморегулятор, який встановлюється в приміщенні, має вбудований датчик температури повітря. До нього може бути підключений виносний датчик, який вимірює температуру повітря в іншому місці приміщення. Якщо ж такий датчик вмонтувати в будівельну конструкцію (наприклад, в підлогу), то регулювання буде здійснюватися по необхідній температурі цієї конструкції.

Ще одним варіантом обладнання поверхневого теплообміну є капілярні мати з поліпропілену Clina (Німеччина), які також можна встановлювати в стіни, підлогу і стелю. Принцип їх пристрою запозичений у схеми людського кровообігу: загальний потік розділений на численні паралельно з'єднані капілярні канали. У разі пошкодження окремого капіляра, його запаюють без втрати загальної потужності.

Системи відрізняються мінімальною товщиною монтажу (від 8 мм) і мінімальної різницею між температурою в приміщенні і температурою охолоджувача, всього в 6-8 ° С. Встановлюють мати під знімними панелями. Щоб усунути ризик випадання конденсату, кожна зона забезпечена датчиком точки роси. Як тільки датчик визначає початок конденсації, клапан закривається, тимчасово припиняючи циркуляцію. Але такі умови виникають рідко, якщо охолодження працює спільно з системою зволоження повітря і припливної вентиляції.

Схема розміщення панелей променистого опалення / охолодження VIEGA всередині стін:

Зверніть увагу, поверхневе опалення має на увазі жорсткий дизайн-проект, тобто з розстановкою меблів слід визначатися заздалегідь

Особливості національного охолодження

З поверхневим опаленням все більш-менш ясно. Вбудований в стіни і підлогу контур підключений до генератора тепла (котла, теплового насосу). Температурний режим регулюється погодозалежної автоматикою або за допомогою ручного управління. Такі системи, особливо теплі підлоги, вже набули широкого поширення.

Поверхневе охолодження застосовують поки вкрай рідко. Адже реально спекотна погода якщо і трапляється в наших широтах, то створює незручності швидше мешканцям міських квартир, але не приватних заміських будинків. Крім того, існуючий варіант охолодження приміщень - кондиціонер власне і працює за принципом теплового насоса. Використовуючи енергію фазових переходів холодоагенту, випаровування і конденсації, він за рахунок конвекції передає холод повітряному потоку всередині приміщення, а тепло виводить на вулицю. Здавалося б, чого ж іще?

Але якщо вже робити ставку на поверхневий теплообмін, логічно передбачити і охолодження приміщень. У випадку з тепловим насосом проблем не виникає, якщо система вміє працювати в зворотному режимі, тобто подавати не тепло, а холод. Найбільш економічний варіант - так зване пасивне охолодження, коли компресор теплового насоса не працює, і теплоносій циркулює між свердловиною і контуром теплообміну.

Ефективність такого способу очевидна. З ланцюжка енергетичних перетворень виключається найдорожчий і енергоємний цикл - випаровування і конденсація холодоагенту. Коли ж для опалення в заміському будинку є котел, а в стінах - системи поверхневого теплообміну, то для охолодження приміщень крім чилера (частіше - тільки з режимом охолодження) доцільно використовувати і прохолоду підземних вод, яких у надрах середньо рівнини предостатньо. Організувати подачу води зі свердловини або колодязя, природно не безпосередньо, а через теплообмінник, можна за допомогою насоса і датчиків конденсації. Правда, доведеться вдатися до послуг фахівця з теплотехніки.

Стельова система охолодження CLINA на основі капілярних матів

Що заважає?

Інновації привабливі, але відразу постає питання ціни проекту, обладнання, його встановлення, енергоємності та особливостей експлуатації системи. І перша перешкода, яке виникає на шляху, - це трудомісткість монтажу, пов'язана з будівельно-оздоблювальними роботами. Тому поверхневе опалення або охолодження швидше цікаво тим, хто тільки збирається будувати будинок або якщо житло вимагає реконструкції.

Прихований характер обладнання говорить про те, що його проектування і монтаж повинні виробляти сертифіковані фахівці. Ми знаємо, що в разі протікання радіатора аварія відразу помітна, а лагодження або заміна приладу цілком можна реалізувати. У новому варіанті трубопровід йде в стіни, тому ймовірність його поломки повинна прагнути до нуля.

Важливий також точний розрахунок, щоб теплоносій по тонкому, звивистому і довгому трубопроводу циркулював без утворення застійних зон, виключаючи перегріви або переохолодження. Адже ті ж радіатори найчастіше встановлюють "на око", по штуці в кімнату, особливо сучасні моделі, що дозволяють регулювати потужність.

Однак існує можливість поєднувати традиційне опалення з інноваційним, і нею варто скористатися при ремонті або часткової реконструкції. При цьому необхідно враховувати, що радіатори і нова система вимагають різної температури теплоносія.

Виходом є установка змішувача вузла, який охолоджує занадто гарячу воду перед тим, як вона надходить в додатковий контур. Найчастіше перевагу віддають водяним теплим полам, а для них, згідно з існуючими гігієнічним нормам, температура в зоні постійного перебування людей не повинна перевищувати 26 С.

Розташування контуру теплос'ема (геотермальних зондів) щодо будинку