Текст книги "Отопление и водоснабжение загородного дома"

Эти устройства являются достаточно новым отопительным прибором. Они рассчитаны на работу в ночное время, когда действуют льготные тарифы на электроэнергию. Использование ночных аккумуляторов тепла теперь выгодно и в нашей стране (после того как ввели разный тариф на пользование электроэнергией в дневное и ночное время).

По принципу работы теплоаккумуляторы напоминают русскую печь. Прибор запасает тепло в течение ночи, а утром отключается от сети и начинает отдавать накопленное тепло. После отключения ТЭНов электроэнергию потребляет только маленький вентилятор, который закачивает нагретый воздух в помещение в течение дня.

Этот отопительный прибор сочетает в себе функции электронагревательного прибора и вентилятора.

Конструктивно он выполнен так, что есть возможность управлять потоком нагретого до заданной температуры воздуха. Примером электрокалорифера могут служить сушилки для рук, устанавливаемые в туалетах.

У электрокалориферов имеется ряд недостатков, которые не позволяют использовать их для отопления жилых помещений. Во-первых, они работают очень шумно (35—55 дБ). Во-вторых, при обогреве помещения электрическим калорифером разница температур у пола и под потолком настолько велика, что создает мощные конвективные потоки, поднимающие тучи пыли и микрочастиц. Кроме этого, на уровне пола возникают даже сквозняки.

А вот для обогрева нежилых влажных помещений (ванная комната, подвал и пр.) электрокалориферы очень даже подойдут. С помощью данных отопительных приборов можно быстро просушить только что отделанную комнату.

На рынках России имеются в продаже как отечественные, так и зарубежные электрокалориферы. В табл. 40 даны технические характеристики российских электрокалориферов.

Таблица 40

Технические характеристики электрокалориферов КЭ (Россия)

Тепловые завесы – одна из широко распространенных разновидностей электрокалориферов. Они выполняют две функции: нагревают теплый воздух внутри помещения и не дают проникнуть снаружи холодному.

Потоки теплого воздуха, обдувающие дверной проем с боков и идущие сверху, препятствуют выходу теплого воздуха наружу, а также не дают просачиваться холодному воздуху с улицы. При закрытой двери тепловая завеса работает в экономичном режиме.

Тепловые завесы компенсируют тепловые потери, задерживают пыль и микрочастицы, устраняют сквозняки зимой, а летом работают в качестве вентилятора. Поэтому их чаще всего устанавливают в общественных местах. В табл. 41, 42, 43 даны технические характеристики горизонтальных, вертикальных и импортных тепловых завес.

Таблица 41

Технические характеристики горизонтальных тепловых завес КЭ (Россия)

Таблица 42

Технические характеристики вертикальных тепловых завес КЭ (Россия)

Таблица 43

Технические характеристики тепловых завес «Frico» (Швеция)

Этот вид отопления в России появился не так давно, хотя в Европе излучающие обогреватели изготавливают уже более 20 лет. В настоящее время ситуация понемногу меняется – российские покупатели постепенно начинают приобретать новинки отопительного оборудования.

Электрические излучающие панели не имеют себе равных ни по теплотехническим, ни по экономическим, ни по экологическим параметрам. В чем же состоит преимущество лучистого отопления?

Излучающие обогреватели, или ИК-панели, работают на принципе теплового излучения. Они испускают длинноволновые тепловые лучи, аналогичные солнечным. Данные лучи обогревают только поверхности, находящиеся в поле их действия. Нагретые тепловыми лучами поверхности отдают так называемое вторичное тепло окружающему воздуху. При лучистом отоплении не расходуется лишняя энергия на обогрев воздуха.

Температура в помещении, отапливаемом длинноволновыми лучами, может быть относительно низкой, но люди на себе этого не почувствуют. Ощущение комфорта создается не столько температурой окружающего воздуха, сколько теми лучами, которые попадают на открытые участки человеческого тела и греют, как солнце.

ИК-панели, в отличие от конвекторов, не используют воздушную среду для распространения тепла, они равномерно излучают тепло: температура у пола и под потолком примерно равная (рис. 61), а температура поверхности пола и предметов практически такая же, как температура воздуха в помещении.

Поскольку при таком способе отопления не возникает конвекционных потоков, то снижается циркуляция пыли и микрочастиц в воздухе помещения. Помимо этого, излучающие панели не изменяют влажности воздуха и не сжигают кислород. В связи с этим их обычно устанавливают в медицинских и детских учреждениях.

ИК-панели гораздо быстрее прогревают помещение, чем конвекторы. Это обусловлено тем, что поверхность теплоотдачи от нагретых пола и предметов в 5—10 раз больше, чем у традиционных отопительных приборов.

При временном отключении панелей температура в помещении долгое время находится на одном уровне, а охлажденный воздух очень быстро прогревается.

К достоинствам системы лучистого отопления относятся:

Рис. 61. Схема действия ИК-панели: 1 – ИК-панель под потолком; 2 – потолок; 3 – пол

• мобильность системы;

• влагоустойчивость и пожаробезопасность отопительных приборов;

• бесшумность работы;

• легкость обслуживания;

• простота и дешевизна монтажных работ;

• долговечность системы. ИК-обогреватели

ИК-обогреватель – это основной элемент лучистой системы отопления. Он представляет собой аппарат прямоугольной формы с защитным слоем из жаростойкой краски. На поверхности обогревателя, обращенной к полу, имеется отражающая пластина из высокопрочного анодированного алюминия. В нее встроен нагревательный элемент, спираль или ТЭН.

При выборе ИК-обогревателя следует обращать внимание на то, какой нагревательный элемент в нем установлен. Предпочтение следует отдавать панелям с ТЭНами, потому что открытая спираль довольно быстро выходит из строя.

На противоположной стороне панели устроена система крепления. Между корпусом и отражающей панелью выполнена жаростойкая изоляция из минерального волокна. Практически 90% электроэнергии, исходящей от нагревательного элемента, преобразуется в тепловой поток, отражается от алюминиевой панели и излучается в сторону обогреваемых поверхностей. Остальные 10% энергии тратятся на нагрев воздуха, контактирующего с отражающей пластиной.

ИК-обогреватели подразделяются на два подкласса:

• длинноволновые;

• инфракрасные.

У инфракрасных обогревателей нагревательный элемент разогревается до 700—800° С. В связи с этим их называют высокотемпературными. В длинноволновых обогревателях элемент накаляется до 200—250° С, их второе название – «низкотемпературные».

Нагревательный элемент длинноволновых обогревателей встроен в металлический короб. Излучающая поверхность имеет специальный защитный металлический слой, максимально поглощающий тепло. Этот слой устроен таким образом, чтобы обогреватель также максимально отдавал тепло. Обычно, чтобы увеличить площадь излучающей поверхности, ее изготавливают рельефной.

У высокотемпературных обогревателей нагревательный элемент в открытом виде вмонтирован в отражающую пластину. В некоторых моделях излучающая поверхность покрыта специальной керамикой, дающей возможность уменьшить температуру нагрева алюминиевой пластины и повысить коэффициент излучения тепловой энергии.

Поскольку низкотемпературные излучающие панели пожаробезопасны, следует отдавать предпочтение именно им при выборе обогревателей для загородного дома. Высокотемпературные инфракрасные панели в закрытых жилых помещениях применять опасно!

Последней новинкой в семействе низкотемпературных обогревателей являются теплоизлучающие зеркала, у которых отражающий слой одновременно служит нагревательным элементом. Температура поверхности теплоизлучающего зеркала составляет не больше 75° С. Такого рода зеркала не запотевают в помещениях с повышенной влажностью, имеют повышенный уровень пожаробезопасности и экологичности. В табл. 44 даны технические характеристики длинноволновых потолочных обогревателей ЭЛК («ЭкоЛайн»).

Таблица 44

Технические характеристики длинноволновых потолочных обогревателей ЭЛК («ЭкоЛайн»)

В табл. 45 даны сравнительные характеристики длинноволновых обогревателей.

Таблица 45

Сравнительная характеристика длинноволновых обогревателей

Комбинированные, или конвективно-радиационные, обогреватели представляют собой маслонаполненные электрорадиаторы. Они отдают тепло за счет конвекции масла и теплового излучения от нагретой поверхности корпуса.

В нижней части комбинированного аппарата имеется радиатор, нагревающий масло. Конвекция масла происходит так. Масло разогревается и поднимается вверх, а холодное стекает по уже остывшим стенкам радиатора вниз.

Регулируются маслонаполненные радиаторы с помощью электромеханических терморегуляторов. Разброс температур составляет 7° С, а это дает большие потери энергии. Несмотря на все негативные моменты, маслонаполненные радиаторы довольно популярны в нашей стране. Это обусловлено их дешевизной и большим сроком службы.

Теплые полы

«Теплые» полы представляют собой систему напольного кабельного обогрева. Эта система появилась в России в начале 90-х гг. ХХ в. и сразу же привлекла внимание потребителей. Конечно, как все новое, она стоила довольно много. Но теми, кто решил у себя дома установить напольную кабельную систему, руководил не только спрос на модную новинку. «Теплые» полы – это совершенно иная система обогрева жилища, создающая комфортную для человека среду. При конвективном способе отопления воздух прогревается неравномерно, т. е. более теплый скапливается под потолком, а пол остается холодным. При напольной системе обогрева все обстоит как раз наоборот. Самая высокая температура воздуха бывает у пола, что больше отвечает потребностям человека.

Рис. 62. Схема монтажа нагревательного кабеля: 1 – соединительная муфта; 2 – нагревательный кабель; 3 – датчик температуры пола; 4 – терморегулятор

Сразу после появления «теплых» полов не все могли позволить себе установить данную систему дома, хотя многие хотели бы это сделать. В то время люди готовы были заплатить деньги за любую модель системы, но сейчас, когда на рынке много разновидностей всевозможных отопительных систем, покупатели стали более разборчивыми и требовательными. Теперь эта система стала не такой дорогой и более доступной.

Система кабельного напольного обогрева – это поделенный на секции электрический нагревательный кабель, проложенный под полом, в бетонной стяжке (рис. 62). Там же смонтирован датчик, который поддерживает заданную температуру нагрева. Если комната угловая и имеет холодные несущие конструкции, то в ней иногда нагревательный кабель прокладывают прямо по стенам, под облицовочным слоем.

Монтажные концы нагревательного кабеля, а также датчики температуры присоединены к терморегулятору, который устанавливается на стене, на небольшом расстоянии от пола. Датчик посылает сигнал, а терморегулятор включает или отключает электропитание. Это означает, что напольная система обогрева работает не постоянно, а в прерывистом режиме. Электроэнергии экономится примерно 60—70%.

Когда пол нагревается до требуемой температуры, терморегулятор отключает электропитание, нагревательный кабель охлаждается. Продолжительность каждого цикла «нагревание-охлаждение» зависит от того, какая мощность у отопительной системы, а также какого рода теплоизоляция применена. Можно сказать, что «теплые» полы – это обычная нагревательная панель, только больших размеров.

Система «теплые» полы включает в себя:

• электрический кабель;

• температурный датчик;

• гофрированную трубку диаметром менее 16 мм для укладки датчика;

• терморегулятор;

• фольгированный утеплитель;

• монтажную ленту.

При монтаже напольной системы обогрева можно использовать как простейший терморегулятор, так и программируемый, с искусственным интеллектом (это будет стоить несколько дороже). Такого рода терморегуляторы не только контролируют температуру пола, но и отслеживают температуру воздуха за пределами помещения. Производятся терморегуляторы с двумя датчиками, предназначенными для автономного контроля за температурой пола и воздуха. В загородных домах, где имеется много комнат, программируемые терморегуляторы, как правило, соединяют в локальную сеть и управляют ими с помощью компьютера.

Обычно для каждого помещения монтируется своя автономная система напольного обогрева с отдельным терморегулятором. Не следует использовать общий кабель для всех комнат, потому что каждое помещение имеет свои теплопотери. Один и тот же кабель не может реагировать на разный уровень потери тепла.

Все системы «теплых» полов имеют одну и ту же схему монтажа. Она показана на рис. 63.

Выполняется такая схема в следующей последовательности.

Рис. 63. Схема монтажа напольного кабельного обогрева: 1 – выключатель; 2 – дверь; 3 – регулятор; 4 – распаечная коробка; 5 – соединительные муфты; 6 – монтажная лента; 7 – датчик; 8 – нагревательная секция

1. На уровне 1,2—1,4 м от пола на стене наносится метка для установки терморегулятора. Если помещение имеет повышенную влажность, то терморегулятор устанавливают за его пределами (например, в соседней комнате).

2. От пола к месту установки терморегулятора проделывают канал, предназначенный для укладки токоведущих проводов нагревательного кабеля и температурного датчика.

3. Выполняют теплоизоляцию бетонного пола. Для этих целей берется пробка, жесткий пенопласт, полиуретан или фольгированный полипропилен.

4. В случае если теплоизоляционный материал имеет слой фольги, поверх него обязательно укладывают монтажную ленту. В остальных случаях выполняется только тонкая бетонная стяжка толщиной 1 см (рис. 64). На нее укладывается монтажная лента. Это делается для того, чтобы нагревательный кабель не соприкасался с теплоизолятором. В противном случае кабель может перегреться и выйти из строя. Монтажная лента закрепляется с помощью дюбелей.

5. После этого равномерно укладывается нагревательный кабель и закрепляется специальными приспособлениями в виде небольших хомутов, расположенных на монтажной ленте. Величина шага укладки нагревательного кабеля рассчитывается по формуле: h = S/L, где h – шаг укладки (мм); S – площадь укладки нагревательной секции (м²); L – длина нагревательного кабеля (м).

6. Температурный датчик помещается в гофрированную трубу и укладывается в 50 см от стены между витками кабеля таким образом, чтобы он оказался в открытой петле. Чтобы внутрь трубы не попал раствор, его заглушают. Гофрированная труба должна иметь такую длину, чтобы доставать до места установки терморегулятора. Впоследствии это облегчит ремонт вышедшего из строя датчика температуры.

Рис. 64. Нагревательный кабель в бетонной стяжке по теплоизоляции: 1 – перекрытие; 2 – теплоизоляция; 3 – датчик температуры; 4 – нагревательный кабель; 5 – бетонная стяжка; 6 – напольное покрытие; 7 – несущая стена

7. Токоведущие провода нагревательного кабеля и температурного датчика прокладывают в заранее выполненном канале и закрывают слоем цементного раствора.

8. Следующая операция – заливка нагревательного кабеля бетонной стяжкой толщиной не менее 3—5 см. Это нужно для того, чтобы тепло равномерно распределялось по поверхности пола. Чтобы обогреть комнату, имеющую высокий потолок, нужна система высокой удельной мощности. В этом случае толщина стяжки должна составлять 8—10 см. Соединительные муфты нагревательных секций также заливаются бетоном.

Рис. 65. Укладка в одной комнате (20 м²) двух нагревательных секций: 1 – нагревательная секция мощностью 800 Вт на площадь 8 м²; 2 – нагревательная секция мощностью 1200 Вт на площадь 12 м²; 3 – разграничительная зона секций

9. После того как стяжка высохнет, можно укладывать напольное покрытие (линолеум, плитку и пр.).

10. По завершении всех отделочных работ монтируется терморегулятор.

11. Примерно через месяц, когда бетонная стяжка окончательно отвердеет и просохнет, систему напольного кабельного обогрева можно запускать в эксплуатацию. Преждевременно включать ее очень опасно!

12. Поворотом ручки терморегулятора задается нужный уровень температуры пола.

Прежде чем укладывать нагревательный кабель, помещение следует освободить от тяжелых предметов мебели и стационарного оборудования (кухонной плиты, холодильника, стиральной и посудомоечной машин и т. д.). Комнату делят на участки, соответствующие по размерам одной нагревательной секции. Количество, длина и шаг укладки секций определяются с учетом удельной мощности обогрева и технических характеристик нагревательных кабелей (рис. 65).

Новинкой последнего времени в области напольного кабельного обогрева являются «теплые» маты. Они представляют собой тонкий кабель, уложенный в пластиковую арматурную сетку. Такого рода отопительную систему укладывают по бетонному основанию пола, а сверху облицовывают керамической плиткой. При этом общая толщина «теплых» полов составляет не более 2 см.

По сравнению с другими отопительными системами напольный кабельный обогрев обладает рядом преимуществ.

1. Поскольку источник тепла равномерно распределен по всему периметру пола, воздух в комнате прогревается равномерно. Пол по сути становится нагревательной панелью большого размера.

2. При такого рода системе обогрева не возникает конвекционных потоков, а значит, пыль не разносится по комнате. Помимо этого, нагретый воздух равномерно поднимается снизу вверх по всему периметру помещения. Самая высокая температура оказывается не под потолком, а у пола. С увеличением высоты температура воздуха падает, т. е. у пола она составляет 22—24° С, на уровне человеческого роста – 19—20° С и под потолком – 18° С (рис. 66).

Рис. 66. Распределение температуры при кабельном отоплении: 1 – кабель «теплого» пола

3. Учитывая все вышесказанное, температура воздуха при обогреве кабелями может быть ниже примерно на 2° С, чем в помещениях, отапливаемых другими способами.

4. КПД «теплых» полов аналогичен КПД излучающих обогревателей и намного превышает теплоотдачу конвективных приборов отопления.

5. Система «теплые» полы дает возможность накапливать тепло в толще пола, которое используется для обогрева при выключенном питании на протяжении 8—12 ч.

6. Система кабельного обогрева не окисляется, имеет высокую надежность и большой срок службы (50—75 лет), потому что нагревательные кабели хорошо защищены от механических воздействий и других неблагоприятных факторов.

7. Эта система обладает простотой и легкостью монтажа и эксплуатации, а также обслуживания. Укладку нагревательных кабелей может выполнить практически любой человек, владеющий навыками работы с электричеством. При покупке кабельных секций выдается инструкция по монтажу и сборке «теплых» полов.

8. Положительной стороной является и то, что при кабельном обогреве не нужен ежегодный профилактический ремонт.

9. В случае выхода из строя нагревательного кабеля или температурного датчика не нужно вскрывать весь пол, потому что в настоящее время существует очень чувствительная аппаратура, позволяющая определить место поломки.

К недостаткам системы кабельного обогрева стоит отнести стационарность, т. е. невозможность переноса на другое место. Систему «теплые» полы устанавливают или во время строительства, или во время капитального ремонта. Кроме этого, один раз расставив мебель и стационарное оборудование в комнате, где имеются «теплые» полы, невозможно будет все переставить, потому что эту систему нельзя нагружать тяжелыми предметами.

Еще одним недостатком этой системы является цена, которая и в наше время не дает возможности применять ее повсеместно. Так, даже среднюю стоимость точно назвать нельзя, потому что она зависит от множества факторов. Среди них можно назвать:

– состав комплекта;

– тип нагревательного кабеля (одножильный или двужильный, экранированный и без экрана);

– мощность кабеля на 1 пог. м длины;

– тип терморегулятора (встроенный или накладной, простейший или программируемый).

Кроме этого, стоимость кабельной системы обогрева зависит от площади укладки и условий работы. Основной статьей расходов станет монтаж системы. Дополнительные финансовые затраты могут возникнуть, если придется вскрывать существующие полы.