Säteilevä Kodinlämmitys - Hyvin Unohdettu Vanha

Sisällysluettelo:

Säteilevä Kodinlämmitys - Hyvin Unohdettu Vanha
Säteilevä Kodinlämmitys - Hyvin Unohdettu Vanha
Anonim
  • Lämmityksen historia - säteilevästä konvektiiviseen ja … taas säteilevään?
  • Lämmitys kotona - todellisuus
  • Säteilylämmitysjärjestelmien kuvaus
  • Lopussa
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

Noin 200 vuotta sitten talomme lämmitysjärjestelmät alkoivat rappeutua, tuhansia vuosia suosittuja uuneja ja takkoja kutsuttiin archaismeiksi, ne korvattiin konvektiivistä lämpöä tuottavalla vedenlämmitysjärjestelmällä. Vuosisadan aikana säteilylämpö laitettiin risti, se kirjattiin romuksi, mutta viimeisen puolen vuosisadan aikana tutkijoiden tutkimukset osoittavat päinvastoin - säteilylämpö ylittää konvektiivisen lämmön ominaisuuksiltaan ja useilta ominaisuuksiltaan. Ehdotamme tämän ongelman ymmärtämistä ja selvittämistä, miksi säteilylämmitys on parempi kuin konvektiivinen lämmitys.

Lämmityksen historia - säteilevästä konvektiiviseen ja … taas säteilevään?

Tuhansien vuosien ajan ensimmäinen ja ainoa lämmityslähde ihmisen asunnossa oli tulipalo, ja itse lämmitysmenetelmä oli konvektiivisäde. Alkuperäisessä uunissa palamisen aikana ja sen jälkeen tulen sytyessä kiviportaalista lähti infrapunasäteitä, ja konvektion seurauksena huoneilma lämmitettiin. Tämän lämmitysmenetelmän ilmeinen haitta on, että tulipalon polttamisen yhteydessä asunto täytettiin savukaasuilla, mikä loi sietämättömän ilmapiirin. Siksi talojen katon yläosaan tehtiin savupiipun reikä, jonka läpi kuumaa savua pääsi ulos lämmitetyn ilman kanssa, pääpanos tehtiin säteilylämmitykselle, koska sen voimakkuus ei riippunut ilmanlämmityksen asteesta.

Kaksituhatta vuotta sitten luotiin uudet lämmitysjärjestelmät, jotka perustuivat kivilattian pinnan alla oleviin kanaviin, joita pitkin sulatettujen uunien savukaasut liikkuivat ja lämmittivät lattiat lämmöllä (hypokausti (Dr. Roma), gloria (Espanja), ondol (Korea), dikan (Kiina) jne.). Sillä välin Euroopan väestö käytti tulipalon osittain muunnettua versiota - mustalla lämmitettyä mukulakiviuunia. Vasta 1400-luvulle mennessä eurooppalaiset parantivat kivitakkia tuomalla siihen puusta valmistetun savupiipun.

Lämmitysjärjestelmän hypokausti
Lämmitysjärjestelmän hypokausti

Lämmitysjärjestelmän hypokausti

1600-luvulla "venäläinen lämmitysjärjestelmä" oli suosittu Venäjän ja Euroopan linna- ja palatsikomplekseissa - ilmanottoakseli juoksi lähellä uuniseinää ja sitä pitkin, missä ilmaa lämmitettiin ja konvektion takia nousi haarautuneiden tiilikanavien kautta lämmitettäviin tiloihin. Lämmön päästön jälkeen huoneiden ilma meni ulos rakennuksen ulkopuolisten pakoputkien kautta. Tämän muotoinen lämmitysjärjestelmä sulki kokonaan pois savukaasujen pääsyn asuintiloihin, mikä oli tuolloin hämmästyttävä taitotieto. Lämmitysjärjestelmä, jota kutsutaan "paloilmajärjestelmäksi", kasvoi yhä enemmän 1800-luvun puoliväliin saakka, mutta loppujen lopuksi se ei ollut enää kysynnässä, jota helpotti jatkuva matalataajuinen humina ilmakanavissa, liiallinen kuiva ilma,pölyn palaminen ja pölyn noken kertyminen seiniin ja sisustustuotteisiin.

1700-luvun lopulla ranskalainen insinööri Jean-Simon Bonneman keksi ja rakensi ensimmäisen vedenlämmitysjärjestelmän, jossa jäähdytysnesteen kierto tapahtui luonnollisella tavalla. Puoli vuosisataa myöhemmin Venäjälle ilmestyi professori Petr Grigorievich Sobolevskyn kehittämä lämmitysjärjestelmä, jossa jäähdytysnesteen kierto oli luonnollista. Konvektiovesi-, höyry- ja palo-ilmalämmitystyypit ovat saaneet suosiota vuodesta toiseen, lähinnä teknisen kehityksen, keskitettyjen lämmönsiirtolähteiden ja niiden kulutusesineisiin toimittamiseen tarkoitettujen järjestelmien syntymisen ja kehittämisen ansiosta. Konvektiivista käyttöveden lämmitystä suosivat tyypillisten kerrostalojen laajamittainen rakentaminen, jossa julkisivujen eristys oli vähäistä, ikkuna- ja oviaukkojen huonolaatuinen päällekkäisyys - säteilylämmitys on tehokasta vain hyvin eristetyssä rakennuksessa.

Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

150 vuotta myöhemmin tutkijat ovat kuitenkin havainneet, että käsitys säteilylämmityksestä on paljon lähempänä ihmistä kuin ilman konvektiolämmitys. Eikä vain henkilölle, vaan myös taloustavarille sekä tilojen sisustuksessa käytetyille materiaaleille.

Lämmitys kotona - todellisuus

Oletko koskaan käynyt talvella lämmittämättömässä tai huonosti lämmitetyssä huoneessa - koululuokassa, instituutin luentosalissa tai kokoushuoneessa laitoksessa? Vastauksena yleisön tyytymättömyyteen opettaja (luennoitsija) rauhoittuu - ei mitään, hengitämme ja puolen tunnin kuluttua on lämmin. Jonkin ajan kuluttua se lämpenee, mutta syy tähän ei ole lainkaan yhteydessä termiin "hengitetty" - läsnäolijat lämmittivät huoneen ilmakehää oman kehonsa tuottamalla lämpösäteilyllä. Infrapunasäteet, jotka lähtevät yleisön läsnäolijoiden ruumiista, lämmittävät lähellä olevia esineitä, jotka puolestaan tuottavat oman säteilyn, siirtäen sen naapurikohteisiin, ja niiden pintojen lämmön ilmaan.

Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

Jokainen esine, jonka lämpötila on absoluuttisen nollakelvin (tai -273,15 ° C) yläpuolella, lähettää infrapunasäteitä. Mitä korkeampi kohteen lämpötila on, sitä voimakkaampi säteily on - esimerkiksi ihmiskeho normaalissa lämpötilassa (36,6 - 37 ° C) tuottaa infrapunasäteitä keskiaallonpituusalueella, aallonpituudella 5-25 mikronia. Ihmisen energiankulutus infrapunasäteilyä varten vähenee, jos ympäristön lämpötila nousee, mutta ei ilmaa, vaan ympäröiviä rakenteita (seinät, katto ja lattia) ja huonekaluja. Tosiasia on, että ilmaympäristö on läpinäkyvä ja läpäisevä infrapunasäteille, kylmät seinät ja lattiat imevät infrapunalämpöä ihmiskehosta jopa 25 asteen huoneen lämpötilassa - tämä on säteilylämmönvaihto Planckin ja Stefan-Boltzmannin lakien avulla.

Kaupunkilaisten sukupolvet ovat tottuneet elinoloihin tiili- ja paneelitaloissa yrittäen kompensoida kehon infrapunaenergian kulutusta, joka menee ympäröivien rakenteiden lämmittämiseen, erityyppisten sähkökonvektorien avulla. Kaupunkilaisten muistissa oli epämääräinen vakaumus talon puuseinien merkityksestä, jotka kykenevät "hengittämään" ja kompensoimaan ilman kosteutta - todellakin tällainen kyky esiintyy maalaamattomissa puutavaroissa ja hirsiseinissä, mutta pääosaa puutaloissa ei ollut heillä, vaan venäläisillä leipoa.

Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

Venäläisen uunin massiiviselle rakentamiselle annettiin merkittävä paikka talossa, se piti lämpöä täydellisesti ja lämmitti koko taloa infrapunasäteilyllä. Mikään vesi- tai ilmalämmitysjärjestelmä ei voi verrata lämmitysominaisuuksiaan venäläiseen takkaan! Muuten, juuri säteittäisellä kuumennusmenetelmällä johtuen leivonnaiset venäläisessä uunissa osoittautuvat paljon herkullisemmiksi ja maukkaammiksi kuin nykyaikaisessa uunissa, jonka kypsennysperiaate perustuu kuumaan ilmaan (palo-ilmajärjestelmä).

Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

Säteilyenergian ominaisuuksia lämmityksen kannalta tutkittiin Yalen yliopiston laboratoriossa, jonka rahoitti John Bartlett Pearce -säätiö - vapaaehtoisten osallistumalla tehdyn kokeen tulokset olivat hyvin paljastavia. Ensimmäisessä vaiheessa koehenkilöt sijoitettiin pieneen huoneeseen, jossa oli keinotekoisesti jäähdytetyt seinät, ja ilman lämpötilaa ylläpidettiin tuulettimien avulla 50 ° C: ssa - kevyisiin vaatteisiin pukeutuneet vapaaehtoiset valittivat tässä huoneessa ollessaan äärimmäisestä kylmästä. Toisen vaiheen aikana ilman lämpötila laskettiin tarkoituksella 10 ° C: seen, ja seinät lämmitettiin sisätiloihin rakennettujen putkien avulla, joiden läpi kiertää kuumaa vettä - vielä kevyesti pukeutuneet kohteet hikoilivat runsaasti ollessaan tässä huoneessa, he olivat kuumia.

Jokainen meistä voi kuitenkin tarkistaa ja kokea henkilökohtaisesti kylmän "vampirismin" ja lämmitettyjen seinien "lahjoittamisen" milloin tahansa - sinun tarvitsee vain nousta seisomaan seinän eteen. Talvella tunnet kylmän siitä tulevan, koska seinän muodostava materiaali absorboi sinusta tulevia infrapunasäteitä, kesällä tunnet lämpöä, eli kehosi absorboi jo päivän aikana seinän vastaanottaman infrapunasäteilyn auringolta.

Säteilylämmitysjärjestelmien kuvaus

Massiivinen liesi oli ja on edelleen ihanteellinen säteilylämmönlähde, mutta asunnossa tai toimistossa ja monissa omakotitaloissa on epärealistista järjestää tällainen liesi. Harkitse nykyaikaisia säteilylämmitysjärjestelmiä, jotka mahdollistavat ilman tällaista uunia - "lämpimät lattiat", seinä- ja kattosäteilevät paneelit.

Lattialämmitysjärjestelmät eroavat toisistaan rakenteeltaan ja lämmitysperiaatteeltaan:

konvektiivijärjestelmiin kuuluvat kaikki järjestelmät, joissa on vesilämmönsiirtäjä, sekä kaapeli, kaapeli, jossa on lämmöneristyslevyt ja kalvo (lämmitysmatot - ohut kaapeli, joka on sijoitettu verkkopohjaan)

Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

Säteilylämpö syntyy hiilikalvosta (lämmityselementti - polyesterikalvoon suljetut grafiittinauhat) ja ydinkerroksista (niiden lämmityselementit ovat myös grafiittia)

Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

Seiniin asennetut paneelit ovat moduulilohkoja, jotka on valmistettu kupariputkista, lämmin vesi toimii niissä lämmönsiirtäjänä. Säteilylämmön lämmönsiirto seinäpaneeleista, joissa on kiertävää kuumaa vettä 40 ° C: n lämpötilassa, on noin 80%, loput 20% otetaan huomioon konvektiolla - tämä johtuu jäähdytysnesteen sallitusta korkeasta lämpötilasta, joka ylittää eurooppalaisissa standardeissa asetetun 30 ° C: n maksimilämpötilan "lämpimälle lattialle".

Kuparimoduulilohkot asennetaan seinän pinnalle vaaka- tai pystytankotukilla, ennen kuin seinän pinnalle asennetaan alumiinikalvolla varustettu eristekerros. Asennuksen jälkeen seinäpaneelit tiivistetään 350 mm: n kipsikerroksella, joka on peitetty kipsilevyllä tai muulla kovalla pinnoitteella. Ulkoisen asennuksen lisäksi moduulilohkot säteilylämmitystä varten voidaan asentaa betoniseinien sisään - ne kiinnitetään vahvistuskehykseen ja kaadetaan myöhemmin betonilla.

Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

Seinäpaneelien etuna on pienempi lämpöhitaus verrattuna "lämpimiin lattiaan", mikä on erityisen kätevää rakennuksissa, joissa on ajoittaista lämmitystä. On huomattava, että tehokkaaseen lämmitykseen seinäpaneelit tarvitsevat vapaata tilaa niiden seinien ympärysmittaan, joihin ne on asennettu - niiden lukumäärä ei ole järkevää, kun on paljon kaapihuonekaluja.

Ensimmäiset säteilevien kattopaneelien mallit luotiin kauan ennen "lämpimiä lattiaa" ja seinäpaneeleja, valmistajien kiinnostus niitä kohtaan selitettiin yksinkertaisesti - katto ja siten kattopaneelit sijaitsivat kauimpana kotitalouksista, mikä mahdollisti paneelien lämmittämisen korkeisiin lämpötiloihin ilman mitään vahinkoa ihmisille. Nykyaikaisen kattopaneelin maksimilämpötila riippuu kattojen korkeudesta - huoneen ilman lämpötilan ja palkkipaneelin pintalämpötilan välinen optimaalinen ero on 10 ° C. Moderneja kattopaneeleja ei ole rakennettu kattoihin - ne asennetaan kattopintaan, mikä yksinkertaistaa niiden asennusta ja huoltoa.

Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

Lopussa

Konvektiolämmityksen suosio liittyy nykyään vain siihen tosiasiaan, että useimmilla taloilla on vähän lämpöä säilyttäviä ominaisuuksia - aikaisemmin tämä ei kiinnosta suunnittelijoita ja rakentajia, koska heidän tehtävänsä oli keskittyä projektien kustannusten alentamiseen. Siksi talot hehkuvat yöllä infrapuna-ilmaisimissa, valtavat lämmityskustannukset ja usein kosmeettiset korjaukset. Ja juuri ikkuna-aukkojen suurten lämpöhäviöiden takia, suoraan niiden alle asennettiin lämpöpatterit - kylmän ilman katkaisemiseksi katujen ikkunakehysten ja niiden lasien läpi tulevalta kadulta.

Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

Konvektiivilämmityksen avulla voit lämmittää eristämättömiä huoneita nopeasti ja suhteellisen edullisesti, mutta se ei salli sinun välttää ilman kuivumista, kylmää ilmaa lattiatasolla (lämpimin ilmakerros kerääntyy kattoon), seinien jatkuvaa homeen kasvua kylmänä vuodenaikana (johtuen kosteuden laskeutumisesta niiden kylmille pinnoille) ja tarve tehdä usein kosmeettisia korjauksia - nämä tosiasiat ovat kiistattomia.

Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

Jos talon sulkurakenteet on valmistettu puusta, tiilestä tai raudoitetusta betonista, eristys (sandwich-paneelit, lämpöeristysmateriaalit, joita seuraa rappaus jne.) Tehdään ulkopuolelta (katu) ja ikkunoihin ja oviaukkoihin asennetaan modernit ovet ja ikkunat alhaiset lämmönjohtavuusasteet, lämmityksen ongelman ratkaiseminen säteilylämmitysjärjestelmän avulla oikeuttaa itsensä. Toisaalta, kun eristetään suljettuja rakenteita huoneen sisäpuolelta, mikä tapahtuu erityisen usein Neuvostoliiton rakentamissa monikerroksisissa rakennuksissa, ei ole järkevää rakentaa lämmitysjärjestelmää infrapunalämmitykseen, koska materiaali, josta seinät tehdään, ei kuumene ja luovuttaa lämpöä säteilyn muodossa, koska seinäpinnat on lämpöeristetty eristemateriaaleilla.

Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha
Säteilevä kodinlämmitys - hyvin unohdettu vanha

Kun otetaan huomioon rakennusten lämpösuojausta koskevat uudet vaatimukset, jotka on esitetty SNiP 23-02-2003: ssa, säteilylämmitysjärjestelmät voivat hyvinkin ottaa johtajuuden konvektiivilämmityksessä. Kaiken ikäisten kotitalouksien mielestä on paljon miellyttävämpää ja hyödyllisempää havaita tietyn aallonpituiset infrapunasäteet kuin olla ilman "akvaariossa", jonka seinät ovat jatkuvasti kylmiä, täynnä konvektion ja suspendoituneen pölyn seurauksena lämmitettyä ilmaa.

Suositeltava: