Сијајно кућно гријање – добро заборављени стари

Садржај препоруке

• Историја грејања – од радијационог до конвекцијског и … опет до блиставог?
• Грејање код куће – стварност
• Опис радијационих система грејања
• На крају

У овом чланку: Зрачно грејање – 10.000 година историје; први зрачни системи грејања; Руска пећ – генератор инфрацрвених зрака; топлота зрачења људског тела; врсте савремених кућних грејних система за домаћинство; на крају – услови под којима ће радијационо грејање бити исплативије од конвективног.

Пре отприлике 200 година, системи за грејање наших домова почели су се препорођивати, пећи и камини популарни хиљадама година звани су архаизми, замењени су системом грејања воде који даје конвективну топлоту. Током века, крст је постављен на блиставу топлину и отписан је за отпад, међутим, истраживања научника извршена у последњих пола века показују потпуно супротно – блистава топлота надмашује конвекцијску топлоту у својим карактеристикама и по бројним карактеристикама. Предлажемо да разумемо ово питање и откријемо зашто је радијационо грејање боље него конвективно.

Историја грејања – од радијационог до конвекцијског и … опет до блиставог?

Хиљадама година први и једини извор грејања у људском стану био је пожар, а сам начин загревања био је конвективним снопом. Током паљења ватре у примитивној пећи, а након тога, када се ватра распадала, из каменог портала су исијавале инфрацрвене зраке, и као последица конвекције, ваздух у соби се загревао. Очигледан недостатак ове методе грејања је да је, када је ватра горјела, стан био испуњен димним гасовима, стварајући неподношљиву атмосферу. Стога је на врху крова кућа направљена рупа за димњак, кроз коју је излазио врући дим, заједно са загрејаним ваздухом, главни улог је направљен на радијационом грејању, јер његов интензитет није зависио од степена загревања ваздуха.

Пре две хиљаде година створени су нови системи грејања, засновани на каналима испод површине камених подова, дуж којих су се померали димни гасови из истопљених пећи, грејући подове својом топлином (хипокауст (др. Рим), глорија (Шпанија), ондол (Кореја), дикан (Кина) итд.). У међувремену, становништво Европе користило је делимично модификовану верзију пожара – огњиште калдрме загрејано црном бојом. Тек до 15. века Европљани су побољшали камено огњиште доводећи у њу испушну цев израђену од дрвета.

Хипокауст грејног система

У 17. веку, руски систем грејања био је популаран у комплексима замка и палата Русије и Европе – отвор за довод ваздуха кретао се близу зида пећи и дуж њега, где се ваздух загревао и, захваљујући конвекцији, дизао се кроз разгранате циглене канале до просторија које је требало грејати. Издајући топлоту, ваздух из просторија је излазио кроз издувне канале изван зграде. Систем грејања овог дизајна у потпуности је искључио могућност димних гасова који улазе у стамбене просторе, што је у то време било невероватно знање. Овај систем грејања, назван „ватрено-ваздушни систем“, уживао је растућу популарност све до средине 19. века, али до краја није више био тражен, што је било омогућено константним нискофреквентним шумом у ваздушним каналима, прекомерним сувим ваздухом, изгарањем прашине са таложењем прашине на зидовима и унутрашњим предметима.

Крајем 18. века француски инжењер Жан-Симон Боннеман изумио је и изградио први систем грејања топле воде, у коме је циркулација расхладне течности била извршена на природан начин. Пола века касније, систем грејања са природном циркулацијом расхладне течности, који је развио професор Петр Григориевицх Соболевски, појавио се у Русији. Конвекцијске врсте грејања воде, паре и ваздуха постају све популарније из године у годину, највећим делом услед техничког напретка, појаве и развоја централизованих извора грејања расхладне течности и система за испоруку до потрошачких објеката. Обимна конструкција типичних високих зграда са минималном изолацијом фасада, неквалитетно преклапање прозора и отвора на вратима игра се у корист конвективног грејања воде – радијационо грејање је ефикасно само у добро изолованој згради.

Међутим, 150 година касније, научници су открили да је перцепција зрачења загревањем много ближа људима него конвекцијско загревање ваздуха. И не само за особу, већ и за предмете у домаћинству, као и материјале који се користе у унутрашњој декорацији простора.

Грејање код куће – стварност

Да ли сте икада били зими у неогреваној или слабо загрејаној соби – школска учионица, предавачка сала у институту или скупштинска сала неке институције? Као одговор на незадовољство публике, учитељ (предавач) се смирује – ништа, дишемо и за пола сата биће топло. И заиста, након неког времена постаје топлије, али разлог за то уопште није повезан са изразом „дисати“ – присутни су загревали атмосферу просторије топлотним зрачењем које стварају сопствена тела. Инфрацрвени зраци који потичу из тела присутних у публици греју предмете смештене у близини, који заузврат стварају сопствено зрачење, преносећи га у суседне објекте, а топлоту својих површина у ваздух..

Сваки предмет са температуром изнад апсолутне нуле Келвин (или –273,15 ° Ц) емитује инфрацрвене зраке. Што је виша температура објекта, то је интензивније зрачење – на пример, људско тело при нормалној температури (од 36,6 до 37 ° Ц) ствара инфрацрвене зраке средњег таласног опсега, таласне дужине од 5 до 25 микрона. Потрошња људске енергије за инфрацрвено зрачење смањује се ако температура околине расте, али не ваздух, већ затворене структуре (зидови, плафон и под) и намештај. Чињеница је да је ваздушно окружење прозирно и пропусно за инфрацрвене зраке, односно хладни зидови и подови ће црпити инфрацрвену топлоту из људских тела чак и на собној температури од 25 степени – ово је радијална размена топлоте, објасњена законима Планка и Стефана-Болтзманна.

Генерације грађана већ су се навикнуле на животне услове у зидовима од опека и плоча, покушавајући да надокнаде потрошњу инфрацрвене енергије тела, која иде на грејање оградних конструкција, уз помоћ различитих врста електричних конвектора. У сећање на грађане владало је нејасно уверење о важности дрвених зидова у кући, који су у стању да „дишу“, надокнађујући влажност ваздуха – заиста је таква способност присутна у необојеним зидовима од дрвета и трупаца, али главну улогу у дрвеним кућама играли су не они, већ Руси рерна.

Масивна конструкција руске пећи добила је значајно место у кући, одлично је чувала топлоту и грејала је целу кућу инфрацрвеним зрачењем. Ниједан систем грејања воде или ваздуха не може да се упореди у својим могућностима грејања са руском пећи! Узгред, управо због методе радијалног загревања пекарски производи у руској рерни испадају много укусније и укусније него у најсавременијој рерни, принцип кувања у којем је заснован на топлом ваздуху (систем ватре и ваздуха).

Својства зрачења са становишта грејања истраживала је лабораторија на Универзитету Јејл, финансирала Фондација Јохн Бартлетт Пеарце – резултати експеримента, спроведеног уз учешће волонтера, били су врло откривајући. У првој фази испитаници су били смештени у малој просторији са вештачки хлађеним зидовима, температура ваздуха у њој одржавана је помоћу грејача на нивоу од 50 ° Ц – волонтери обучени у лагану одећу, након боравка у овој соби, жалили су се на екстремну хладноћу. Током друге фазе температура ваздуха намерно је снижена на 10 ° Ц, а зидови су загревани уз помоћ цеви уграђених у унутрашњост, кроз које је циркулирала топла вода – субјекти, обучени једнако лагано, обилно су се знојили када су били у овој соби, били су врући.

Међутим, свако од нас може у било које време да провери и лично доживи „вампиризам“ хладноће и „даривање“ грејаних зидова – само треба да дођете и станете пред зид. Зими ћете осетити хладноћу која долази из њега, пошто ће материјал који ствара зид апсорбирати инфрацрвене зраке које исијавају из вас, љети ћете осјетити топлину, тј. Ваше тијело ће већ апсорбирати инфрацрвено зрачење које је зид добијао од Сунца током дана.

Опис радијационих система грејања

Масивна пећ била је и остаје идеалан извор грејног грејања, међутим, у стану или канцеларији, а у многим приватним кућама, нереално је уредити такву пећ. Размотрите модерне системе грејног грејања који омогућавају рад без такве пећи – „топли под“, зидни и плафонски зрачни панели.

Системи подног грејања разликују се по дизајну и принципу грејања:

• конвективни системи укључују све системе са воденим топлотним носачем, као и каблове, полагање кабла у топлотноизолацијским плочама и филмом (подлоге за грејање су танки каблови постављени у мрежну базу);

• топлотна радијација ствара се угљеним филмом (грејни елемент – графитне траке запечаћене у полиестерском филму) и језгром поднице (њихови грејни елементи су такође направљени од графита).

Плоче постављене на зидове су модуларни блокови направљени од бакарних цеви, носач топлоте у њима је топла вода. Пренос топлотне топлоте са зидних плоча са циркулирајућом топлом водом на температури од 40 ° Ц износи око 80%, преосталих 20% због конвекције – то је због дозвољено високе температуре расхладне течности, која прелази максималну постављену европским стандардима од 30 ° Ц за „топли под“.

Бакрени модуларни блокови постављају се на зидну површину помоћу хоризонталних или вертикалних носача шипки, а пре тога се на површину зида поставља слој изолације са алуминијумском фолијом. Након постављања, зидне плоче су запечаћене гипсом од 350 мм, прекривене гипс картоном или другим чврстим облогама. Поред спољне уградње, у бетонске зидове се могу уградити модуларни блокови за зрачно грејање – причвршћени су на ојачани оквир са накнадним изливањем бетоном.

Предност зидних плоча је нижа термичка инерција, у поређењу са „топлим подовима“, што је посебно погодно за зграде са повременим грејањем. Треба напоменути да је за ефикасно грејање зидним плочама потребан слободан простор око обода зидова у који су уграђени – уз велики број намештаја у ормарићу, нерационално је користити их.

Први модели панела са блиставим плафонима настали су много пре „топлих подова“ и зидних панела, интересовање произвођача за њих објашњено је једноставно – плафон, а самим тим и плафонски панели, смештени су најудаљеније од домаћинстава, што је омогућило да се панели загреју на високе температуре без икаквих штета за људе. Максимална температура савремених плафонских плоча зависи од висине плафона – оптимална разлика између температуре ваздуха у просторији и температуре површине греде је 10 ° Ц. Савремени плафонски панели нису уграђени у плафон – постављају се на површини плафона, што поједностављује њихову уградњу и одржавање.

На крају

Популарност конвекцијског грејања данас је повезана само са чињеницом да већина кућа има минималне карактеристике задржавања топлоте – раније то није занимало дизајнере и градитеље, јер су њихови задаци били усмерени на смањење трошкова пројеката. Стога куће сјаје ноћу у инфрацрвеним детекторима, колосални трошкови грејања и честе козметичке поправке. И управо због великих губитака топлоте кроз прозорске отворе, постављени су радијатори грејања директно испод њих – да се одвоји хладан ваздух са улице која пролази кроз уторе прозорског оквира и кроз њихово застакљивање.

Конвективно грејање омогућава вам брзо и релативно јефтино загревање неизолираних просторија, али не омогућава вам да избегнете исушивање ваздуха, хладан ваздух на нивоу пода (најтоплији слој ваздуха се сакупља на плафону), стални раст калупа у зидовима у хладној сезони (услед таложења влаге на њиховим хладним површинама) и потреба за честим поправкама козметике – горе наведене чињенице су неспорне.

Ако су оградне конструкције куће израђене од дрвета, цигле или армираног бетона, изолација (сендвич плоче, топлотни изолациони материјали праћени малтерисањем итд.) Се изводи са спољне (улице) стране, а модерна врата и прозори се постављају у прозорске и прозорске отворе довољно ниске стопе топлотне проводљивости, тада ће се решење проблема грејања уз помоћ зрачења грејним системом оправдати. Са друге стране, приликом изолације ограђујућих конструкција из унутрашњости собе, што се изводи нарочито често у вишеспратним зградама совјетске градње, нема смисла градити систем грејања инфрацрвеним грејањем, јер материјал од ког су зидови направљени неће се загревати и одавати топлоту у облику зрачења, јер Зидне површине су термички изоловане топлотним изолационим материјалима.

Узимајући у обзир нове захтеве за топлотну заштиту зграда, изнете у СНиП 23-02-2003, зрачни системи грејања могу да преузму водеће место у конвективном грејању. Домаћинствима било ког доба биће много пријатније и корисније уочити инфрацрвене зраке одређене таласне дужине него бити у ваздушном „акваријуму“ са стално хладним зидовима, испуњеним ваздухом загрејаним као последица конвекције и суспендоване прашине.