Нове технологије грејања – радијатор уместо матичне плоче

Садржај препоруке

• Историја грејања подних плоча
• Како функционише систем гријања на подножју
• Принцип грејања подних плоча
• Карактеристике грејања постоља – предности и недостаци

У овом чланку: порекло грејања подних плоча; инсталација подног грејног система; водени и електрични основни радијатори; принцип рада подног грејања; зашто се у конструкцији матичних радијатора користе само бакар и алуминијум; предности и недостаци грејања подметача.

Доласком јесенске хладноће и до средине пролећа приморани смо да додатно грејемо своје тело, упркос редовно радним грејним уређајима. Како се, уосталом, радијатори грејног система и електрични грејачи загреју до краја, али ноге су и даље хладне? Све је у питању конвекције ваздуха – најтоплији ваздух, који прима топлоту од радијатора и грејача, диже се до плафона, а хладни је увек близу пода. Да би се решио проблем грејања и замрзавања стопала помоћу система „топлог постоља“, у ствари, просторије се греју не радијаторима, већ блиставом топлином која произлази из зидова који су загревани.

Историја грејања подних плоча

Без икакве сумње утемељитељем ове методе грејања може се сматрати руски инжењер грејања, професор Вјачеслав Августович Јахимович. Почетком прошлог века развио је и патентирао систем грејања од бетона – цеви кроз које је циркулирала врућа пара, а понегде је вода пролазила кроз зидове и дуж њих, прекривена гипсом, бетоном или дрвеним плочама на врху. Парно-бетонско грејање Иакхимовицх-а имало је низ предности у односу на загревање воде природном циркулацијом која је тих дана добијала на популарности – топлота се преносила из расхладне течности у гипс или бетонски слој завршног слоја, а ови материјали су га држали добро и давали у просторије у облику топлотне радијације дуго времена, што је омогућило да се носе са честим кварови система грејања. Недостаци грејања парно-бетона, наиме потреба за великим ремонтом зидова у случају било каквог истјецања цеви за грејање, сложено постављање цевног система, захтева много дана рада са штукатурама и високи топлотни губици зграда које су спречиле његово ширење у Русији. У међувремену, у Европи је панел или радијационо грејање, засновано на развоју Јахимовича, уживало велику популарност у 20. веку..

Међутим, у СССР-у су још увек постојали слични системи грејања – цеви за грејање од челика или ливеног гвожђа положене су дуж зидова дуж линије матичне плоче, врх је био прекривен бетоном, од чега је и формирана подлога. Такво подно грејање коришћено је средином прошлог века у дечијим и медицинским установама Совјетског Савеза..

У Европи су системи за гријање на кровима развили више – развијени су шупљи панели у облику класичне кутне плоче, који покривају гријаће цијеви опремљене вертикалним ребром по цијелој дужини. Ребра су омогућила повећање преноса топлоте матичних радијатора за више од 60% у поређењу са равним и округлим грејним плочама без ребара..

Како функционише систем гријања на подножју

Подно гријање се дијели на топлу воду и електрично гријање. Главне компоненте система са воденим хлађењем су радијаторски блок за топли постоље, разводни разводник и пластичне цеви непропусне за кисеоник, постављене унутар валовите цеви од КСЛПЕ.

Блок радијатора састоји се од измењивача топлоте и алуминијумске кутије. Измењивач топлоте је направљен од две бакрене цеви, чији је спољни пречник 13 мм, дебљина стијенке је 2 мм, на које су причвршћене вертикалне алуминијумске или месингане ламеле. Кутија од алуминијума састоји се од три траке, профилисане врућом екструзијом – доњи носач, горњи и предњи поклопац. Ширина кутије – 28 мм, висина – 140 мм. Измењивач топлоте је монтиран унутар кутије помоћу држача посебног дизајна.

Разводни разводник састоји се од две челичне цеви паралелне једна са другом, опремљене са излазима, улазима, вентилационим отворима, затварачима и одводним термо вентилима – горња цев је дизајнирана за повезивање са извором напајања топлотним носачем и даље његово ожичење кроз пластичне цеви до радијатора за грејање, а преко доње се враћа охлађени носач топлоте до котла за грејање или у случају централног грејања до повратне цеви.

Приликом градње гријања подножја, пластична цијев, уз помоћ које се расхладна текућина доводи и уклања из радијатора за гријање, поставља се у валовиту цијев. Будући да ће део грејног круга морати да се положи у под и прође кроз зидове, спољна валовита цев ће омогућити замену унутрашње без отварања пода – једноставним уклањањем последњег из ребрастог канала и убацивањем нове ПЕКС цеви у њега. Међутим, потпуно одсуство ваздуха у систему грејања у подножју и имунитет пластичних цеви на соли садржане у води омогућиће му дуготрајно функционисање без незгоде..

Највиша температура воде или антифриза која се користи у систему грејања подножја као топлотни носач не сме прелазити 85 ° Ц, радни притисак не би требало да пређе 3 атмосфере, иначе ће умрежене пластичне цеви изгубити чврстоћу. Пошто температура воде у систему централног грејања може бити већа од 85 ° Ц, а радни притисак може бити већи од 9 атмосфера (при тестирању система грејања воденим чекићем) потребне су додатне мере. Уместо пластичних цеви можете користити метално-пластичне или бакрене цеви, међусобно повезане лемљењем, као опцију – користите измењивач топлоте, уграђен као пријемник топлотне енергије из централне мреже грејања, преносећи га на расхладно средство у систем грејања матичне плоче кроз бакрене плоче. Последња мера је посебно ефикасна, јер вам омогућава да задржите високе оперативне карактеристике грејања у матичној плочи и у потпуности је заштитите од температуре и хидрауличних ефеката централног грејања.

Када инсталирате систем гријања на подножју, можда ће бити потребно да га опремите додатном опремом, попут: термомеханичких или термоелектричних термостата за сваку групу радијатора за грејање, серво погона на разводном разводнику, циркулационе пумпе, манометра и термометра на улазу расхладне течности у разводник.

Електрично подно грејање засновано је на радијаторским блоковима са уграђеним грејним елементима за ваздух, односно његова уградња је много лакша од система са течним носачем топлоте. Изглед електричних основних радијатора је потпуно идентичан течним, разлика је у недостатку цеви које снабдевају расхладну течност, грејни елемент је уграђен у доњу бакарну цев радијатора, а кабл за напајање је положен у горњи у топлотно отпорној силиконској изолацији. Снага грејних елемената је 200 В за сваки метар рада, извор напајања за њих је обична кућна електрична мрежа. Упркос високом нивоу заштите од влаге, електрични основни радијатори нису намењени за постављање у просторијама са високом влагом ваздуха.

Принцип грејања подних плоча

Плинтх радијатори за грејање нису у стању да загреју атмосферу просторије конвекцијом ваздуха, јер се налазе у близини равнина зидова, а на ваздух који из њих долази под утицајем Цоанда ефекта.

Чудно понашање млаза врућег ваздуха из запаљене свеће – његова тежња ка било којој оближњој површини – приметио је енглески физичар Тхомас Јунг, који је ово споменуо у извештају који је дао у Лондону Роиал Социети оф 1800.

Детаљно истраживање ефекта „лепљења“ протока ваздуха на оближње површине извео је румунски научник Хенри Цоанда, који га је случајно открио почетком 20. века, један од првих истраживача аеродинамике. Током експеримената са млазном турбином, створеним у складу са његовим пројектом, Цоанда је открио исти физички ефекат као Јунг пре 100 година – проток течности из радне турбине налетео је на зид који се налазио са стране, а чинило се да се залегао за њену површину. Након спровођења додатних експеримената, научник је открио да се проток ваздуха понаша на исти начин. Године 1934. Хенри Цоанда именовао је ефекат који је открио у његову част, објаснивши га на следећи начин – зона смањеног притиска формира близу површина, проузрокована њиховом непробојношћу и слободним приступом ваздуха само са једне стране. У исто време, прекривајући ваздушни ток шири се на великом подручју, развијајући се само дуж оградене површине.

Радијатори система топлог постоља су постављени дуж спољних зидова (једна страна окренута према спољној страни зида). Кутија која се састоји од алуминијумских трака има две хоризонталне прорезе дуж целе дужине – један се налази на поду, на предњем панелу, а други се налази у горњем делу, ближе зиду. Хладни зрак улази у унутрашњост кутије, загријава се и диже, као и код сваке опреме за гријање, чији се принцип гријања темељи на конвекцији зрака, али у овом случају проток зрака подлијеже Цоанда ефекту и шири се само дуж површине зида. Као резултат, топлота из ваздуха се преноси не у ваздушну атмосферу просторије, већ на структурални материјал зида, који, попут ИР грејача, емитује равномерну топлоту у облику инфрацрвених зрака док се загрева..

Будући да се соба загрева не због конвекције, нема потребе за високим загревањем расхладне течности – за дизајн радијатора потребно је користити само материјале са високим коефицијентом топлотне проводљивости. Ово објашњава употребу бакра и алуминијума, чија је топлотна проводљивост 390 односно 236 В / мК, респективно. На пример, за гвожђе је овај коефицијент само 92 В / м К, а за пластику ојачану металом је 0,43 В / м К, односно бакар и алуминијум су најприкладнији материјали за радијаторе у матичној плочи..

Максимална температура алуминијске кутије топлог постоља током рада овог грејног система неће бити већа од 40 ° Ц, а површина зида, поред које је уграђен радијатор, неће бити загревана изнад 37 ° Ц – неће се моћи спалити против њих са свим жељама.

Карактеристике грејања постоља – предности и недостаци

Позитивна својства система грејања на бази матичних радијатора:

• недостатак конвекцијског кретања ваздуха, праћено вагањем прашине;
• инфрацрвена топлота коју позитивно опажа људско тело;
• равномерна расподела топлоте по соби, само су непрозирни предмети у соби изложени инфрацрвеном грејању;
• Топли ваздух се не акумулира близу плафона, што је обично случај са конвекцијским грејањем. Иста температура успостављена је у целој запремини ваздуха у соби;
• површине које окружују собу имају температуру прихватљиву за особу, односно не краду топлину из људских тела;
• проблем таложења влаге на површинама зидова и плафона потпуно је решен – они ће увек бити суви, што значи да им више не прети ни плијесан, нити заостајање завршних материјала;
• инсталација подног грејног система врши се брзо, без обзира на старост зграде. Мрежни радијатори, иако су нешто већи од дрвене летве, не изгледају тако јасно као они од ливеног гвожђа или биметалних, обично се постављају испод прозорског отвора;
• непостојање потребе за високом температуром расхладне течности може значајно смањити потрошњу горива утрошеног на загревање – уштеда ће бити око 30–40% у поређењу с потребама класичних грејних система. Поред тога, уштеда горива се постиже снижавањем температуре ваздуха у просторијама – ако су зидови загревани на +22 ° Ц, онда ће удобна температура ваздуха бити +16 ° Ц, у поређењу са +20 ° Ц ваздуха и зидова са температуром од +18 ° Ц, који црпе топлоту од чланова домаћинства;
• висока одржавања елемената система, што омогућава да се не демонтира завршни премаз у случају потребе за поправком;
• опремање термостатима омогућава вам да поставите оптималну температуру у свакој соби која је опремљена основним радијатором, посебно.

Треба имати на уму да се систем грејања подножја може користити и за хлађење просторија, ако је напуњен носачем хладне течности – Цоанда ефекат ће радити у овом случају, само уз мању ефикасност. Када користите систем за хлађење, важно је одржавати температуру течности у систему на нивоу вишем од тачке росе током ових услова (у зависности од влажности ваздуха и његове температуре), јер ће се у противном формирати кондензација на површинама струјног круга, која се мора негде уклонити.

Недостаци система укључују:

• висока цена – око 3000 рубаља. по метру система грејања његовом уградњом. Међутим, ова цена је због скупих материјала који су изузетно потребни у грејању подних плоча;
• инсталацију система изводе само професионалци који поседују одговарајуће сертификате произвођача произвођача централних грејних система. Аматерски приступ уградњи неће омогућити постизање потребних термофизичких карактеристика, значајно ће смањити радни век;
• максимална дужина једног круга грејања не сме бити већа од 15 радних метара – један од разлога зашто систем мора бити опремљен разводним разводником. Са већом дужином круга, ефикасност грејања се значајно смањује;
• постављање различитих украсних прекривача на радијаторској кутији није дозвољено, јер они смањују пренос топлоте;
• чвршће постављање радијатора са постољем на површину зида, што омогућава потпуну употребу Цоанда ефекта, на крају доводи до извијања украса филмских зидова;
• неопходно је да се просторија загревана базним радијаторима одржава што је могуће слободније, а да при томе не блокира површине матичних плоча и зидова намештајем кабинета, јер се на тај начин спречава конвекција и инфрацрвено зрачење, изобличујући проток ваздуха и апсорбујући ИЦ топлоту коју емитују зидови.

У прошлом веку грејање на подножју, попут радијационог грејања уопште, није било баш популарно због великих губитака топлоте грађевинског материјала – било је лакше загревати ваздух конвекцијом, што је омогућило брзо надокнађивање губитка топлоте, упркос очигледним недостацима таквог грејања. Узгред, из тог разлога су радијатори за грејање уграђени испод прозорских отвора – кроз пукотине оквира и стакла, хладноћа је продирала нарочито брзо.

Данас постоје грађевински и завршни материјали за фасаде који значајно смањују губитак топлоте кроз оградне конструкције, а модерни прозорски оквири опремљени термо-задржавајућим стакленим јединицама уопште не дозвољавају пролаз ваздуха. Све то омогућава прелазак са класичних система конвекцијског грејања на ефикасније зрачење, истовремено значајно побољшавајући квалитету живљења у нашим кућама и становима. У наредним годинама ће из наших домова нестати цеви и радијатори грејања, уобичајени за системе са присилном и природном (гравитационом) циркулацијом расхладне течности – замениће их напреднијом опремом за грејање..