Sugárzó házfűtés – egy jól elfeledett öreg

A cikk tartalma

• A fűtés története – sugárzótól konvektívig és … ismét sugárzóig?
• Fűtés otthon – valóság
• A sugárzó fűtési rendszerek leírása
• A végén

Ebben a cikkben: Sugárzó fűtés – 10 000 éves történelem; az első sugárzó fűtőrendszerek; Orosz tűzhely – infravörös sugarak generátora; az emberi test sugárzási hője; modern háztartási sugárzó fűtési rendszerek típusai; végén – azok a feltételek, amelyek között a sugárzó fűtés jövedelmezőbb lesz, mint a konvektív.

Körülbelül 200 évvel ezelőtt otthonaink fűtési rendszerei újjászülettek, az évezredek óta népszerű kályhákat és kandallókat archaizmusoknak nevezték, helyükre konvektív hőt adó vízmelegítő rendszer váltotta fel. Egy évszázad folyamán egy keresztet helyeztek a sugárzó hőre, azt leselejtezésre írták le, azonban a tudósok által az elmúlt fél évszázadban elvégzett tanulmányok az ellenkezőjét mutatják – a sugárzó hő jellemzői és számos tulajdonsága felett meghaladják a konvektív hőt. Javasoljuk, hogy megértse ezt a kérdést, és derítse ki, miért jobb a sugárzó fűtés, mint a konvektív.

A fűtés története – sugárzótól konvektívig és … ismét sugárzóig?

Évezredek óta az emberi ház első és egyetlen fűtési forrása a tűz volt, és maga a fűtés módszere konvektív fénysugár volt. A primitív tűzhelyben való tűz égésekor, majd azután, amikor a tűz megégett, infravörös sugarak bocsátottak ki a kőportálról, és a konvekció eredményeként a helyiség levegőjét melegítették. Ennek a fűtési módszernek a nyilvánvaló hátránya, hogy amikor tűz égett, a házat füstgázokkal töltötték meg, így elviselhetetlen légkört teremtve. Ezért a háztetők tetején egy kéményfuratot készítettek, amelyen keresztül a forró füst kiszabadult a melegített levegővel együtt, és főleg a sugárzó fűtésre helyezték a figyelmet, mivel intenzitása nem függött a levegőfűtés mértékétől..

Kétezer évvel ezelőtt új fűtési rendszereket hoztak létre a kőpadló felszínén lévő csatornák alapján, amelyek mentén az olvadt kemencék füstgázjai mozogtak, melegítve a padlókat hővel (hipokusz (Dr. Róma), gloria (Spanyolország), ondol (Korea), dikan (Kína) stb.). Eközben az európai népesség részben módosította a tűz változatát – fekete macskaköves kandallót. Az európaiak csak a 15. századra javították a kő kandallót azáltal, hogy fából készült kipufogócsövet vezettek rá.

A fűtőrendszer hipokózusa

A 17. században az „orosz fűtési rendszer” népszerű volt Oroszország és Európa kastély- és palotakomplexumaiban – a levegő szívó tengely a kemence falához közel és annak mentén futott, ahol a levegőt melegítették, és a konvekció miatt az elágazó tégla csatornákon keresztül felmelegszik a fűtni kívánt helyiségbe. Miután hőt bocsátott ki, a helyiségből származó levegő az épület külső kipufogócsatornáin keresztül távozott. Az ilyen kialakítású fűtési rendszer teljesen kizárta a füstgázok bejutásának lehetőségét a lakóterekben, ami akkoriban csodálatos know-how volt. Ez a „tűz-levegő rendszernek” nevezett fűtőrendszer a 19. század közepéig növekvő népszerűségnek örvend, de végére már nem volt kereslet, amelyet elősegített a légcsatornák állandó alacsony frekvenciájú dübörgése, a túlzott száraz levegő, a por égése és a korom lerakódása a falakon és a belső tárgyakon..

A 18. század végén a francia mérnök, Jean-Simon Bonneman feltalálta és felépítette az első melegvíz fűtési rendszert, amelyben a hűtőfolyadék keringtetése természetes módon zajlott. Fél évszázaddal később Petr Grigorievich Sobolevsky professzor által kifejlesztett, természetes hűtőközeggel működő fűtőrendszer jelent meg Oroszországban. A konvekciós víz, a gőz és a tűz-levegő fűtés típusai évről évre egyre népszerűbbek, nagyrészt a műszaki fejlődés, a hűtőközeg központi fűtési forrásainak és a fogyasztói tárgyakhoz történő szállítás rendszereinek megjelenése és fejlesztése miatt. A tipikus sokemeletes épületek nagyszabású építése, minimális homlokzatok szigeteléssel, az ablak- és ajtónyílások alacsony minőségű átfedésével, a konvektív vízmelegítés mellett játszva – a sugárzó fűtés csak jól szigetelt épületben hatékony.

150 évvel később azonban a tudósok rájöttek, hogy a sugárzó fűtés sokkal közelebb áll az emberhez, mint a levegő konvekciós fűtése. És nem csak egyén számára, hanem háztartási cikkekhez, valamint a helyiségek belsőépítészetéhez használt anyagokhoz is.

Fűtés otthon – valóság

Voltál valaha télen fűtetlen vagy rosszul fűtött helyiségben – iskolai tanterem, intézet előadóterme vagy valamilyen intézmény előcsarnoka? A közönség elégedetlenségére reagálva a tanár (előadó) megnyugszik – semmi, lélegezzünk és fél óra múlva meleg lesz. És valóban, egy idő után melegebbé válik, de ennek oka egyáltalán nem kapcsolódik a „lélegzett” kifejezéshez – a jelenlévők a test légkörét melegítik fel a testük által kibocsátott hővel. A közönségben élők testéből származó infravörös sugarak felmelegítik a közelében lévő tárgyakat, amelyek viszont saját sugárzást generálnak, átjuttatják a szomszédos tárgyakhoz, és felületük hőjét a levegőbe.

Bármely tárgy, amelynek hőmérséklete az abszolút nulla Kelvin (vagy –273,15 ° C) felett van, infravörös sugarat bocsát ki. Minél magasabb a tárgy hőmérséklete, annál intenzívebb a sugárzás – például az emberi test normál hőmérsékleten (36,6-37 ° C) közepes hullámhossztartományú infravörös sugarakat generál, 5-25 mikron hullámhosszúsággal. Az emberi energiafogyasztás az infravörös sugárzáshoz csökken, ha a környezet hőmérséklete emelkedik, de nem a levegő, hanem a körülvevő szerkezetek (falak, mennyezet és padló) és a bútorok miatt. A helyzet az, hogy a levegő közeg átlátszó és infravörös sugárzás számára átjárható, a hideg falak és padlók az infravörös hőt az emberi testből akár 25 fokos szobahőmérsékleten is felveszik – ez sugárzó hőcserélő, amelyet Planck és Stephen-Boltzmann törvényei magyaráznak..

A városlakók nemzedékei megszokták a tégla- és a panelházak életkörülményeit, és különféle típusú elektromos konvektorok segítségével próbálják ellensúlyozni a test infravörös energiáját, amely a körülzáró szerkezetek melegítésére megy keresztül. A városlakók emlékezetében homályos meggyőződés volt arról, hogy a házban milyen falak vannak, amelyek képesek „lélegezni”, és kompenzálják a levegő páratartalmát. Valójában ilyen képesség van a festetlen fa és rönkfalakban, de a faházakban a fő szerepet nem ők, hanem az oroszok játszották. sütő.

Az orosz kályha hatalmas építése jelentős helyet kapott a házban, tökéletesen megtartotta a hőt és infravörös sugárzással melegítette az egész házat. Egyetlen víz- vagy levegőfűtés nem képes összehasonlítani fűtési képességét egy orosz kályhával! Mellesleg, éppen a radiális fűtési módszer miatt az orosz sütőben sütött termékek sokkal étvágyesebbek és ízletesebbek, mint a legmodernebb sütőben, amelynek főzési elve forró levegőn alapul (tűz-levegő rendszer)..

A sugárzó energia tulajdonságait a fűtés szempontjából a Yale Egyetem laboratóriuma vizsgálta meg, amelyet a John Bartlett Pearce Alapítvány finanszírozott – az önkéntesek részvételével végzett kísérlet eredményei nagyon feltűnőek voltak. Az első szakaszban a vizsgálati alanyokat mesterségesen hűtött falakkal ellátott kis helyiségbe helyezték, és a benne lévő hőmérsékletet ventilátoros fűtőberendezésekkel 50 ° C-on tartották – a világos ruhába öltözött önkéntesek ebben a helyiségben tartózkodásuk során szélsőséges hidegről panaszkodtak. A második szakaszban a levegő hőmérsékletét szándékosan 10 ° C-ra csökkentették, és a falakat a belső részbe épített csövekkel hevítették, amelyeken keresztül forró víz cirkulált – az alanyok, ugyanolyan könnyedén öltözve, erősen izzadtak, amikor ebben a szobában voltak, forróak voltak..

Mindegyikünk azonban bármikor ellenőrizheti és személyesen megtapasztalhatja a hideg „vámpírizmusát” és a fűtött falak „adományozását” – csak fel kell jönnie és felállni a fal előtt. Télen meg fogja érezni a belőle érkező hideget, mivel a falat alkotó anyag elnyelni fogja az ön infravörös sugarait, nyáron meg fogja érezni a meleget, vagyis a teste már a nap folyamán elnyeli az infravörös sugárzást, amelyet a fal a Naptól kap..

A sugárzó fűtési rendszerek leírása

A hatalmas kályha ideális volt és továbbra is sugárzó fűtés forrása, azonban lakásban vagy irodában és sok magánházban irreális ilyen kályhát elrendezni. Fontolja meg a modern sugárzó fűtési rendszereket, amelyek lehetővé teszik ilyen kályha nélküli működést – „meleg padló”, fal és mennyezet sugárzó panelei.

A padlófűtési rendszerek kialakítása és fűtési alapelvükben különböznek:

• a konvektív rendszerek közé tartoznak bármilyen vízhordozóval ellátott rendszer, valamint kábel, kábelfektetés hőszigetelő lemezekbe és fólia (fűtőmatracok – egy vékony kábel, amelyet háló alapba helyeznek);

• sugárzási hőt szén-film (fűtőelem – grafitcsíkok, poliészter fóliába lezárva) és magpadlók (fűtőelemeik szintén grafitból készülnek).

A falakra felszerelt panelek rézcsövekből készült moduláris blokkok, bennük lévő hőhordozó forró víz. A 40 ° C hőmérsékleten keringő forró vízzel ellátott fali panelekből származó sugárzó hő hőátadása körülbelül 80%, a fennmaradó 20% konvekciónak köszönhető – ennek oka a hűtőfolyadék megengedett magas hőmérséklete, amely meghaladja az „európai meleg padlóra” megállapított 30 ° C-os határértéket..

A réz moduláris blokkokat vízszintes vagy függőleges rúdtartókkal kell a fal felületére felszerelni, majd a fal felületére alumínium fóliával ellátott szigetelésréteget kell felszerelni. A telepítés után a fali paneleket 350 mm-es vakolatréteggel kell lezárni, gipszkartonnal vagy más kemény burkolattal bevonni. A külső beszerelésen kívül a sugárzó fűtéshez moduláris blokkok is beszerelhetők a betonfalakba – ezek egy megerősítő kerethez vannak rögzítve, majd betonnal öntve.

A falpanelek előnye az alacsonyabb hőtehetetlenség a „meleg padlókhoz” képest, ami különösen kényelmes az időszakos fűtéssel rendelkező épületeknél. Meg kell jegyezni, hogy a hatékony fűtéshez a falpaneleknek szabad helyre van szükségük annak a falnak a kerületén, amelybe be vannak építve – sok kabinetbútorral irracionális őket használni.

A sugárzó mennyezeti panelek első modelleit már jóval a „meleg padlók” és a falpanelek előtt hozták létre, a gyártók érdeklődését velük egyszerűen elmagyarázták – a mennyezet és ezáltal a mennyezeti panelek a háztartásoktól legtávolabb helyezkedtek el, ami lehetővé tette a panelek magas hőmérsékleten történő melegítését. az emberek károsodása. A modern mennyezeti panelek maximális hőmérséklete a mennyezet magasságától függ – az optimális különbség a helyiség levegő hőmérséklete és a gerendapanel felületi hőmérséklete között 10 ° C. A modern mennyezeti paneleket nem a mennyezetbe építik be – a mennyezet felületére vannak felszerelve, ami megkönnyíti azok felszerelését és karbantartását.

A végén

A konvekciós fűtés népszerűsége manapság csak azzal a ténnyel kapcsolódik, hogy a házak többsége minimális hőmegtartó tulajdonságokkal rendelkezik – ez korábban nem érdekli a tervezőket és az építőket, mivel feladataik a projektek költségeinek csökkentésére irányultak. Ezért a házak éjjel infravörös érzékelőkben világítanak, óriási fűtési költségekkel és gyakori kozmetikai javításokkal járnak. És pontosan az ablaknyílásokon átmenő nagy hőveszteség miatt közvetlenül alattuk helyeztek be fűtőtest-radiátorokat, hogy az utcai hideg levegőt levágják az ablakkeretek résén át és az üvegezésükből.

A konvektív fűtés lehetővé teszi a nem szigetelt helyiségek gyors és viszonylag olcsó fűtését, de nem teszi lehetővé a levegő kiszáradását, a hideg levegőt a padló szintjén (a legmelegebb levegőréteg összegyűlik a mennyezeten), a falak állandó formájának növekedését a hideg évszakban (a hideg felületükön lévő nedvesség lerakódása miatt) és gyakori kozmetikai javítások szükségessége – a fenti tények tagadhatatlanok.

Ha az építési burkolatok fából, téglából vagy vasbetonból készülnek, akkor a külső (utcai) oldalt szigetelni kell (szendvicspanelekkel, hőszigetelő anyagokkal, majd vakolatokkal stb.), És modern ajtókat és ablakokat kell felszerelni az ablakba és az ajtónyílásokba elegendő alacsony hővezetőképesség, akkor a fűtés problémáját egy sugárzó fűtőrendszer segítségével igazolni fogja. Másrészről, amikor a helyiség belső burkolatait szigetelik, amelyet különösen a szovjet építkezés többszintes épületeiben végeznek, akkor nincs értelme infravörös fűtéssel fűtési rendszert építeni, mivel az az anyag, amelyből a falak készülnek, nem melegszik fel és nem bocsát ki hőt sugárzás formájában, mert A falfelületeket hőszigetelő anyagokkal hőszigeteljük.

Figyelembe véve az SNiP 23-02-2003 számú, az épületek hővédelmére vonatkozó új követelményeket, a sugárzó fűtési rendszerek jó szerepet játszhatnak a konvektív fűtés vezetésében. Bármilyen életkorú háztartás számára sokkal kellemesebb és hasznosabb lesz egy bizonyos hullámhosszú infravörös sugarak érzékelése, mint egy állandó hideg falakkal rendelkező, „konvekció eredményeként melegített levegővel és lebegő porral” töltött levegőben lévő „akváriumban” lenni..