Энергосбережение теплого пола.
Следующий немаловажный момент в теплом полу – это энергосбережение. Давайте рассмотрим некоторые моменты, которые влияют на энергосбережение теплого пола.
Равномерное распределение температур.
Первый – это равномерное распределение температур внутри помещений. Теплопотери через ограждающие конструкции напрямую зависят от разницы температуры внутри помещения и температуры снаружи. Распределение же температуры внутри помещений неравномерно, это видно на рисунке. Фотография сделана инфракрасной камерой. Слева в комнате установлен радиатор, справа смонтирована система напольного отопления. Теплопотери же определяются температурой воздуха у ограждающих конструкций. То есть у окон.
Для радиаторной системы отопления для того, чтобы получить в помещении двадцать-двадцать два градуса, необходимо перегреть зону у окна до двадцати шести-сорока градусов. Температура максимальная за отопительным прибором и у потолка, где собирается теплый воздух.
При напольном же отоплении перегрева не происходит. В зависимости от высоты потолка, экономия энергии при использовании напольного отопления по сравнению с радиаторной системой отопления, составляет от 10 до 20%. При потолках выше четырех метров экономия может быть и больше.
Соотношение между теплоотдачей, излучением и конвекцией.
Конвекция нагретого воздуха в комнате.
Второй момент – это соотношение между теплоотдачей, излучением и конвекцией. При радиаторном отоплении значительная часть тепла передается в помещение за счет конвекции. При такой передаче тепла в помещениях, прежде всего, нагревается воздух, и создаются условия, при которых температура воздуха оказывается несколько выше средней радиационной температуры всех поверхностей помещения.
При использовании нагревательных приборов с преобладающей теплоотдачей излучением, то есть, напольные греющие панели. Тогда в помещениях создаются условия, при которых средняя радиационная температура всех поверхностей помещения, включая и греющую, выше температуры воздуха.
Ощущения человека на разные температуры воздуха.
Реакция человеческого организма на соотношение температур воздуха. То есть, давайте рассмотрим. Здесь температуру воздуха обозначим как tв и средней радиационной температурой помещения (то есть, tр) Как на рисунке, из которого следует, что ощущение комфорта у испытуемых появляется при более низкой температуре комнатного воздуха tв, если tр >tв, то есть, при напольном отоплении.
Таким образом, при использовании напольного отопления, температура в помещении может быть на один-два градуса ниже, чем при радиаторном отоплении при том же ощущении комфорта для находящихся в помещении людей. Это дополнительно снижает теплопотери через ограждающие конструкции и экономит энергию.
Саморегуляция.
Третий момент – он называется саморегуляция. Что это из себя представляет? Температура поверхности пола не превышает двадцать шесть-двадцать восемь градусов при температуре в помещении восемнадцать-двадцать градусов. Теплоотдача от отопительного прибора, будь то панель в полу или радиатор, зависит от разницы температур на поверхности отопительного прибора, и температуры воздуха в помещении.
Если в помещении начинает поступать тепло от дополнительных источников, то есть это солнечная радиация, массовое скопление людей, электрооборудование, то поступление тепла от панели в полу уменьшается пропорционально повышению температуры в помещении. И при достижении температуры поверхности пола прекращается совсем. Для радиаторной системы отопления, где разница между температурой воздуха и температурой поверхности отопительного прибора намного больше, изменения теплопоступления при повышении температуры в помещении практически не происходит.
Для достижения того же эффекта необходимо оборудовать радиаторы термостатическими головками, однако это не всегда возможно применительно к вертикальным радиаторным системам отопления. За счет эффекта саморегуляции происходит использование тепла от дополнительных источников и таким образом снижения энергопотребления от основного источника тепла.
Уменьшение теплопотерь при транспортировке тепла.
Четвертый момент – это уменьшение теплопотерь при транспортировке тепла. Системы напольного отопления используют низкотемпературный теплоноситель. Температура в теплоносителе (в прямом трубопроводе) составляет от тридцати до пятидесяти градусов, а в обратном – от двадцать пять-тридцать пять градусов.
Поэтому теплопотеря в магистральных трубопроводах и стояках при использовании системы напольного отопления ниже, чем в классических радиаторных системах, где параметры теплоносителя составляют девяносто-семьдесят градусов. Общая экономия энергии при применении системы напольного отопления составляют от 15 до 25% по сравнению с традиционными радиаторными системами отопления. При высоте потолков четыре метра и выше экономия может быть и больше.
Комфорт.
Следующий момент, который также влияет на энергосбережение – это комфорт. Близкое к идеальному распределение температур внутри помещения.
Распределение температуры воздуха при различных системах отопления.
Давайте посмотрим на рисунке. На рисунке показано распределение температуры воздуха при различных системах отопления.
Люди чувствуют себя наиболее комфортно при прохладном воздухе на уровне головы и теплом, у ног. Это распределение представлено на рисунке как идеальное. Как видно, распределение температуры по высоте при напольном отоплении наиболее близко к идеальному.
Температура поверхности пола и температура воздуха в помещении везде одинакова. Поэтому исключается возможность возникновения сквозняков. Системы напольного отопления дополнительно служат прекрасной звукоизоляцией, так как используются пластины полистирола. Следующее, что относится к комфорту, это отсутствие переноса пыли конвекционными потоками.
Обычно в помещении радиатор устанавливается у окна либо у наружной стены. Холодный воздух проходит через отопительный прибор, нагревается, поднимается к потолку. Остывая опускается вниз и снова проходит через отопительный прибор. Таким образом, внутри комнаты все время происходит циркуляция воздуха и, соответственно, с воздухом циркулирует пыль.
При напольном отоплении, во-первых, нет круговой циркуляции воздуха. Конвективные потоки поднимаются вертикально вверх. И во-вторых, доля конвективной составляющей в общем тепловом потоке значительно ниже. Соотношение между конвективной и лучевой составляющей для системы напольного отопления составляет 50 на 50 процентов.
Для традиционной системы отопления с радиаторами или конвекторами доля конвекционной составляющей достигает 80-100%. Применение в помещении плоских греющих поверхностей, отдающих значительное количество тепла, излучения, где бы они ни располагались, всегда будет создавать более благоприятный микроклимат, чем при обогреве помещений чисто конвективными способами.
