|
|
  |
Перейти на главную Материалы
Классификация конвективных систем печейСтремление сделать жильё комфортным и уютным – это не дань моде, а настоятельная потребность человека. Возвращение в уютный мир своего дома, после суматохи деловых будней с их эмоциональными перегрузками, просто необходимо человеку, чтобы помочь длительно сохранить жизнеспособность. Обогреваемые полы помогают создать уют и тепло в доме и поэтому находят всё возрастающий спрос. Сегодня фирмы предлагают три типа обогреваемых полов, в зависимости от вида подогрева: электричеством; горячей водой; горячим воздухом(гиперкаустовые системы). Растущая потребность в таких полах в нашей стране имеет свои побудительные причины. Во-первых, это уже упомянутая мировая тенденция к повышению комфортности жилья, подкреплённая в России ростом коттеджного строительства. Во-вторых, начатая жилищно-коммунальная реформа, нацеленная, в частности, и на энергосбережение. Специалисты подтвердили, что наиболее комфортно человек чувствует себя, когда температура воздуха у пола достигает значений +22...+25°С, а на уровне головы – +18...+20°С, то есть, когда ногам – теплее, чем голове. Такое распределение температур лучше всего обеспечивает именно напольное отопление. Грамотно спроектированная система позволяет сэкономить до 20% энергоресурсов. Равномерный нагрев пола исключает образование концентрированных тепловых потоков, а значит, возникновение сквозняков и циркуляцию пыли. Поскольку радиаторы, стояки и трубы из комнаты убираются, у архитектора и дизайнера появляются возможности для новых планировочных решений. Немаловажно также и то, что существенно облегчается уборка помещений. Но, применение напольного отопления в России имеет свои особенности. Во-первых, у нас – более суровый климат, чем в Европе, где такие полы успешно применяют десятилетиями. Во-вторых, негативную роль играет плохая теплосберегающая конструкция наших домов. Поэтому пока отапливать здания только через полы, как правило, недостаточно и в доме, всё равно, приходится устанавливать какое-либо основное отопление, а напольное использовать, лишь для повышения комфортности. В коттеджах, где автономная система используется, как для горячего водоснабжения, так и для радиаторного отопления, естественнее всего оборудовать водообогреваемые полы. Продажей оборудования для устройства водообогреваемых полов занимаются десятки фирм. Но только некоторые готовы предоставить все необходимое в полном комплекте, включая помощь в проектировании, монтаже и обслуживании систем. Среди успешно действующих фирм можно назвать такие, как Rehau, Oventrop, Unicor, Aquatherm (Германия), Wirsbo (Швеция), Henko (Дания), «Гента» (Россия) и др. Но, к сожалению, растущий спрос привлекает на рынок подобных услуг не только профессионалов. Поэтому, мы постараемся познакомить читателей с одной из технологий монтажа обогреваемых полов, чтобы те, кто уже привык к платным услугам, сумели отличить «примочки» от действительно необходимого (ведь, лишних денег не бывает) или не прельщались дешевизной предлагаемого «кота в мешке», а те, кто больше полагается на свои руки – не сделали бы грубых ошибок. Устройство водообогреваемых полов Устройство таких полов достаточно простое. По аналогии с тёплыми полами с электрокабелем обогрева (о них журнал писал в ноябрьском номере за 1997 г.) на ровное основание пола (чёрный пол) укладывают гидро- и теплоизолирующий слои, а сверху – трубы для подачи горячей воды. Их заливают бетонной стяжкой, поверх которой настилают покрытие чистого пола. Трубы укладывают в виде змеевика (специалисты говорят «контура») той или иной конфигурации так, чтобы покрыть ими нужную поверхность пола (не обязательно всю). Чем выше должна быть температура в помещении, тем меньше делают расстояние между трубами (шаг) греющего контура или увеличивают подачу тепла с водой (теплоносителем). Нужные параметры системы определяют, на основании теплотехнических расчётов, а температуру регулируют с помощью автоматических термостатов, получающих команды от датчиков температуры пола или воздуха в помещении. Существуют и программируемые системы управления температурой всего дома. Подводящие и отводящие трубы контуров и вся арматура выводятся в распределительный шкаф, который располагается в укромном месте. Всё выглядит очень изящно и монтируется просто и легко. Особенности водяного отопления полов Наш печальный опыт использования центрального отопления не позволяет легко уверовать в выгодность таких полов. А вдруг, протечка или засор трубы? А если зимой отключится подача горячей воды? Что, взламывать все полы? Чего ради рисковать, если известны полы с электроподогревом – для них утечки и замораживание не страшны! Попытаемся прояснить ситуацию. Прежде всего, отметим, что для этих полов используют прочные пластиковые (полимерные) или металлополимерные кислородонепроницаемые трубы, которые совершенно не подвержены коррозии. Такие трубы, для каждого контура обогрева, укладывают из бухты без промежуточных соединений, одним куском. Это исключает возможность протечек под полом. Автономную систему отопления, которая обогревает пол, делают с замкнутым циклом оборота теплоносителя. Поэтому, её можно заполнить антифризом или добавить в воду особые присадки, например этиленгликоль, которым не страшны морозы. Если систему заполняют простой водой, для её аварийного слива предусматривают дополнительное устройство, например, малый компрессор или баллон для продувки труб сжатым воздухом. Для водообогреваемых полов, особенно при небольших площадях помещений, лучше всего подходят металлополимерные трубы. Среди них – лучше те, металлическая сердцевина которых выполнена в виде бесшовной трубы или не имеет шва «внахлёст», так как их можно многократно сгибать на одном и том же участке с малым радиусом гиба, равным 3значениям наружного диаметра трубы (у других типов труб – 5-8диаметров). Однако, при самостоятельном выборе и покупке труб, нельзя руководствоваться только справочными данными и, тем более, принципами типа «дороже-дешевле» или «понравилось – не понравилось». Необходимо согласовывать температуру и давление теплоносителя с параметрами трубы так, чтобы обеспечить срок службы труб, не менее 50 лет, а температуру теплоносителя – с потерями тепла в доме. Если дом – как решето, пол пришлось бы сильно нагревать. Поэтому, медики ввели свои ограничения: ведь, невозможно ходить по полу, как по раскалённой плите. Так, температура поверхности полов не должна превосходить определённые значения (стандарт ISO 7730): в жилых комнатах +26 (29)°С, в ванной +30°С, у бассейна и в подвалах +32°С, а чтобы голая стопа не ощущала перепада температур, шаг размещения труб греющего контура не должен быть более 0,35 м. Обычно необходимая температура теплоносителя лежит в дипазоне +35…55°С. Для её обеспечения, приходится смешивать горячую воду, подводимую от котла, с выходящей из контура, уже слегка остывшей. Эта операция управляется автоматически с помощью клапанов-термостатов. Именно их работа предопределяет успех или неудачу в создании желаемого климата в помещении. Только несколько фирм выпускают такие клапаны, разработанные специально для систем напольного отопления: Oventrop (Германия), Herz (Австрия), Ta-Hydronics (Швеция). Использование универсальных термостатов, пригодных для любых систем отопления, зачастую тоже оправдано – всё зависит от условий их применения. Очень полезно заблаговременно подумать также о том, каким будет покрытие чистового пола, и какая нагрузка будет на него приходиться. Так, желание сделать пол ковровым, а не плиточным, потребует повысить температуру теплоносителя на 4-5°С, а значит, увеличит энергозатраты, минимум, на 15-25%. Каждые лишние 10 ммтолщины стяжки увеличивают потребные энергозатраты на 5-8%. Капитальные затраты на устройство водообогреваемых полов составляют до $40-45на 1 м2площади помещения. Это – почти вдвоебольше затрат на полы с электроподогревом. Что же заставляет людей идти на такие затраты? Во-первых, при водонагреваемых полах не приходится беспокоиться о защите от электромагнитных полей и о получении необходимой большой мощности электропитания (до 30-50 кВтна коттедж). Во-вторых, при сегодняшнем соотношении стоимости горячей воды и электроэнергии, капитальные затраты на водообогреваемые полы окупятся через 7-12 лет, а далее (а пол рассчитан на 50 лет), отопление водообогреваемыми полами будет дешевле. Однако, электрообогреваемые полы предпочтительнее в домах с центральным отоплением и там, где есть опасность промерзания трубопроводов: цокольные этажи, подвалы, гаражи и др. Напольное водяное отопление имеет свои особенности, мало известные службам РЭУ. Поэтому, чтобы затраты на него не были напрасными, проектирование и монтаж лучше доверить специалистам. Греющие контуры По виду раскладки трубы, греющие контуры разделяют на два основных вида: - меандровый или зигзагообразный; - спиральный или центральный. В спиральном контуре возвратную трубу прокладывают между витками подающей трубы. В меандровом контуре распределение температуры – неравномерное, направленное от первого витка к последнему, а в спиральном – равномерное. Виды контуров и шаг раскладки можно также комбинировать – вблизи окон шаг можно сделать поменьше, и побольше – под мебелью. По условию экономичности, в контуре допускается потеря давления до 0,2 атм. Поэтому, общую длину трубы контура не делают более 100 м, а одним контуром обогревают не более 15-20 м2площади пола. Для отопления больших помещений используют несколько контуров. Все контуры (неважно, комнаты или этажа) начинаются на особом устройстве – распределителе с регулирующей арматурой, а заканчиваются на коллекторе. Обычно распределитель и коллектор – это один узел (гребёнка), снабжённый воздухоотводчиками. Чтобы, при изменении температуры в одной комнате, она не менялась в других, проводят, так называемое, гидравлическое выравнивание контуров. Для этого, в каждом контуре рекомендуется устанавливать регулятор давления или расхода воды. Их настраивают один раз, при запуске системы. Такую работу должен выполнять квалифицированный специалист. Подготовка ложа Поверхность основания пола должна быть чистой и ровной, допускаются неровности и выступы не более 10 мм. Если есть необходимость, её выравнивают бетонной стяжкой. Теплоизоляцию выполняют с помощью плит или панелей из полистирола, базальтового волокна или вспененного полиуретана толщиной от 30до 50 мм, площадью до 0,7 м2. Эти плиты могут быть покрыты теплоотражающей фольгой с разметкой в виде сетки, или снабжены выступами-бобышками для укладки и закрепления труб. При необходимости, например в подвалах, на цокольном этаже и др., под плиты могут укладывать дополнительный слой теплоизоляции. Здесь правило такое: чем ближе помещение к грунту, тем тщательнее делают гидроизоляцию и толще слой теплоизоляции (30-120 мм). Чтобы расширяющийся, при нагреве, пол не давил на стены, между стенами и полом предусматривают зазор. Для чего, перед монтажом пола, вдоль стен раскладывают специальную изолирующую ленту (толщиной до 5 мм) с гидроизолирующей плёнкой. Трубы крепят к теплоизолирующим плитам разными способами: U-образными пружинными скобами, на профилированных планках, на металлической сетке с пластмассовыми клипсами и на бобышках плит. Устройство стяжки Бетонное бесшовное покрытие (стяжка) наносится сверху греющих труб. Стяжка воспринимает нагрузку и распределяет её на более мягкий нижележащий слой теплоизоляции. Поэтому, она должна быть достаточно жёсткой, но, по возможности, тонкой, чтобы не тратить лишнее тепло. Обычно минимальная толщина слоя над трубами составляет 40-50 мм, этого достаточно, чтобы он выдерживал нагрузку до 2 кН/м2(200 кгс/м2). Некоторые фирмы вносят в бетон специальные пластификаторы для повышения теплопроводности стяжки и выравнивания теплового расширения стяжки и труб. За один раз заливают до 40 м2поверхности. Если площадь – больше, стяжку на соседних участках разделяют компенсационными швами шириной 3-6 мм. Шов заполняют эластичным материалом, например, полиуретаном. Если труба пересекает линию этого шва, то её, в этом месте, прокладывают в защитной гофрированной трубе длиной до 0,5 м. До и в процессе заливки стяжки, трубы держат при рабочем давлении и температуре. Сохнет бетонная стяжка не менее 3-4 недель. Наши советы Сделайте и сохраните копию схемы контуров с указанием всех размеров или хотя бы значения шага и положения начального витка. Это позволит не повредить трубы при перепланировках в будущем. Возьмите у проектировщика данные о расходе теплоносителя, это потом потребуется при настройках системы. Монтаж проводите при температуре не менее +15°С.
Дымообороты печей представляют собой вертикальные или горизонтальные стенки, между которыми движутся топочные газы. Стенки-перегородки называют рассечками ; горизонтальные участки, соединяющие каналы между рассечками, в зависимости от того, как изменяет направление поток газов, носят название перевалов и подвёрток . Если газы поднимаются снизу вверх, затем поворачивают в сторону и опускаются вниз, то такой элемент системы называют перевалом . Поворот газов на 180° сверху и вниз осуществляется в элементе, называемом подвёрткой . Конвективные системы печей, в зависимости от схемы их газового тракта, бывают последовательными, параллельными, бесканальными, комбинированными, с воздухонагревательной камерой. Системы с последовательно соединёнными каналами подразделяются на однооборотные, двухоборотные и многооборотные, с восходящим движением топочных газов по горизонтальным каналам и коротким вертикальным участкам. Системы с параллельными каналами делятся на однооборотные и двухоборотные. В бесканальных системах , называемых также колпаковыми , каналы отсутствуют, их заменяют камеры (колпаки), в которых газы, вышедшие из топливника, движутся вначале вверх, в виде струи, и затем, растекаются вдоль стен, опускаясь к устью дымовой трубы. В комбинированных системах часть каналов занимает вертикальное положение, а часть — горизонтальное. В некоторых случаях, применяют печи с дымооборотами, омывающими воздухонагревательные камеры. Конвективные системы печей: процессы Теплота в отопительных печах частично аккумулируется поверхностями топливника, воспринимающими её, в основном, в виде лучистой (радиационной) энергии. Другая часть тепловой энергии переходит в дымовые газы, направляющиеся, под действием тяги, в атмосферу. Использование теплоты дымовых газов — задача конвективных поверхностей печей. Конвективными поверхностяминазывают поверхности, расположенные в газоходе и обогреваемые движущимся потоком горячих дымовых газов, которые отдают свою теплоту надтопочной части печи, в результате контакта со стенками каналов. Газоход большинства печей представляет собой разветвлённую систему кирпичных каналов, которые формируют единый газовый тракт, начинающийся в дымоотводящем проёме топливника (хайле) и завершающийся в месте присоединения массива печи к дымовой трубе. Совокупность дымооборотов, состоящая из соединённых между собой вертикальных и горизонтальных каналов, которые предназначены для аккумуляции теплоты отходящих газов, называют конвективной системой. Та часть печи, где расположена эта система, называется конвективной зоной. При конструировании конвективной зоны, стремятся к тому, чтобы тепловая энергия дымовых газов использовалась оптимально, т.е., дымообороты должны аккумулировать теплоту отходящих газов таким образом, чтобы, поступая в атмосферу, их температура несколько превышала уровень, за пределами которого наступает конденсация газов и происходит интенсивное выпадение сажи в каналах. Для максимального использования теплоты отходящих газов следует развивать площадь тепловоспринимающих поверхностей конвективной зоны печи, путём увеличения числа каналов и протяжённости пути дымовых газов. Передачу теплоты продуктов сгорания поверхностям конвективной системы называют процессом теплообмена. Количественно теплообмен между поверхностью твёрдого тела и газообразной средой определяется уравнением Ньютона-Рихмана: Q=" F(tг-tст), где Q— тепловой поток, Вт; F — площадь поверхности тепловосприятия, м2; tг, tст— температура соответственно газа и стенок, °C; — коэффициент тепловосприятия, зависящий от условий теплообмена в печи: скорости газового потока, материала стенок каналов, шероховатости поверхностей, воспринимающих тепловой поток и т.п. Процесс теплообмена во многом зависит от режима движения газов. Различают ламинарноеи турбулентноедвижения потоков дымовых газов. При ламинарном движении, поток газов перемещается слоями, не перемешиваясь. Весь поток газов, как бы, состоит из множества тонких струек, каждая из которых движется параллельно стенкам канала. При таком режиме, передача от каждой струйки к стенке конвективной поверхности осуществляется, преимущественно, за счёт теплопроводности. Однако воздух — плохой проводник теплоты. Следовательно, интенсивность теплообмена, при ламинарном движении газов, низкая. Отсюда вытекает первое правилоконструирования конвективных систем печей: скорость движения потока должна обеспечивать турбулентность течения дымовых газов, что способствует интенсивному восприятию теплоты стенками каналов газохода. При турбулентном движении, топочные газы интенсивно перемешиваются, образуя завихрения, благодаря чему, процесс теплообмена протекает значительно эффективней, по сравнению с теплообменом при ламинарном движении. Главными факторами возникновения турбулентного движения являются: скорость газовой среды; количество твёрдых частиц в газовой среде; сечение канала и шероховатость его поверхностей. Скорость газовой среды, при её постоянном объёме, зависит от размеров сечений канала: чем меньше сечение, тем поток движется быстрее. Однако, при этом, возрастает сопротивление газохода движению газов. На сопротивление также влияют протяжённость конвективной системы и наличие участков на пути продуктов горения, преодолевая которые, газы меняют своё направление или переходят из канала большего сечения в канал с меньшим сечением и наоборот. Сопротивление движению газового потока, которое оказывают прямолинейные участки газохода, называют линейным, а препятствия, возмущающие поток, считают местнымисопротивлениями. Линейные сопротивления зависят от качества кладки каналов, поэтому, толщина швов между рядами кладки не должна превышать 5 мм, а тепловоспринимающие поверхности следует тщательно выравнивать. Местные сопротивления, в виде расширений, поворотов, сужений снизу или сверху должны иметь плавные очертания, т.к. внезапные изменения скорости потока приводят к выпадению сажи из дымовых газов и к увеличению сопротивления газового тракта. Скорость дымовых газов определяют из уравнения: V="L/F, где V— скорость потока воздуха, м/с; L— объем дымовых газов, приведенный к температуре канала, м3; F— живое сечение канала, м2. Выявив характер газодинамического процесса конвективной системы, определяют соответствие размеров площадей поверхностей тепловосприятия и теплоотдачи режиму эксплуатации печи. Если площадь поверхности тепловосприятия будет недостаточной, то теплопроизводительность печи не достигнет заданной величины, а стенки газохода будут интенсивно разрушаться от чрезмерного нагрева. Если площадь поверхности тепловосприятия (дымооборотов) чрезмерно развита, то температура уходящих газов может понизиться настолько, что из продуктов горения начнёт выпадать конденсат, в результате, резко ухудшится тяга, в помещение будет поступать дым и от влаги снизится прочность кирпичной кладки. Отсюда вытекает второе правилоконструирования конвективных систем: площадь поверхности теплоотдачи печи должна быть равна площади поверхности тепловосприятия. Третье правилоконструирования конвективных систем состоит в следующем: протяжённость газохода следует выбирать, в зависимости от сопротивления потоку газов и температуры конденсации паров, содержащихся в продуктах горения.
Концепция кондиционирования жилых комплексов (кондоминиумов). Станет ли россия страной оконников?. Что нужно знать про установку сплит-системы?. Ariston духовые шкафы полная безопасность, легкость установки, компактность. Климатический класс. Перейти на главную Материалы |
