Санкт-Петербург
(812) 642-26-87, 438-15-97
e-mail: sales@spb-rost.ru
Москва
(495) 796-65-08
e-mail: moscow@spb-rost.ru
 Бесплатный по России 8-800-555-10-90
Понедельник - пятница с 1000 до 1800
Заказ on-line: круглосуточно

 

 

Акции

 

10% скидка на нагреватели при заказе системы отопления Зебра ЭВО-300 под ключ!

 

При покупке теплого пола Зебра ЭВО-300 WF терморегулятор MST-1 в подарок! (от 5кв.м.)

 

 

Новости

 

Желающие посмотреть систему потолочного отопления в действии, получить консультацию и расчет стоимости энергосберегающего и комфортного отопления ЗЕБРА, можете обратиться к нашему партнеру - Строительной Компании «Стройте Здесь».

 

Партнер Группы Компаний «ГК Рост» – застройщик загородных домов и коттеджей «ЛенДомСтрой», произвел установку потолочной инфракрасной системы отопления ЗЕБРА в ДНП «Рыжики».

 


Следите за нами вКонтакте
и получайте эксклюзивные предложения

ПлЭн или конвекторы?

Как работает солнце - греет сверху и нагревает землю. Если остались сомнения, то вспомните, что когда летите на самолете, то Вам неоднократно говорят, что температура за бортом -50С и ниже. Далее уже от земли нагревается воздух - не самый лучший проводник тепла с фиксированным коэффициентом теплопередачи. Именно поэтому чем выше от земли, тем атмосфера становится холоднее.

 

По закону Стефана-Больцмана тепловые лучи (ИК-лучи или лучистое тепло) попадая на поверхность твердого тела, частично отражается, частично поглощается. Сколько поглотится, будет зависеть от коэффициента черноты тела. Поглотив тепло, тело само начинает излучать, и его поверхность нагревается (теплопотери). Излучение от тела попадет на другие тела, и они в свою очередь нагреваются и так же начинают излучать и так до бесконечности. Нагретая поверхность теряет часть тепла в месте соприкосновения с воздухом, т.е. в месте контакта воздух нагревается, разряжается и пытается подняться вверх. Почему пытается? Потому что прогревается вся площадь одновременно и вся одновременно конвективно пытается расстаться с частью тепла. И получается что под толщей более холодного воздуха (более плотного) оказывается тонкий (на начальном этапе) слой теплого (разряжено и более легкого) который стремится вверх. Далее вспоминаем, как ведут себя две жидкости с разной плотностью и разного цвета в сосуде, когда более плотная налита сверху? Происходит диффузия, и множество минигейзеров стремятся вверх. Только в отличие от жидкостей, плотность которых остается неизменной, воздух при перемешивании теряет температуру и поэтому не может подняться вверх. Т.о. определенный объем постепенно снизу вверх наполняется теплым воздухом снизу вверх.

 

Предположим, что стартовая температура в помещении ниже установленной на терморегуляторе, например, температура воздуха +16С, а на терморегуляторе стоит +20С, следовательно, контакт терморегулятора закрылся, и на ПлЭн подается электропитание, и пленка нагревается. Кстати, закрывается не 80% потолочной поверхности, а в зависимости от климатической зоны от 65% до 100%. Для Южного Урала этот коэффициент около 65%. Мощность 1 м.кв. ПлЭн около 200Вт, следовательно, удельная мощность на отапливаемую площадь составляет 200Вт*65%=130Вт. Т.е. когда система запущена, на каждый квадрат пола начинает «светить» поток энергии в 130Вт. Воздух в этом процессе практически участия не принимает, тепло передается напрямую от ПлЭна к полу. У дерева достаточно высокий коэффициент черноты около 0,7-0,9, т.е. большая часть энергии будет поглощена полом, а часть, которая отразится, будет поглощена другими частями помещения. Результатом поглощения будет повышение температуры поверхности пола, причем всей его поверхности. Воздух, который находится в контакте с полом, начинает нагреваться и стремиться вверх, но при этом, на него давит более плотный холодный воздух сверху. Начинается процесс диффузии. Т.о. все пространство помещения наполняется теплым воздухом, причем снизу вверх. Как только его температура на высоте 1,0-1,5 метров от пола достигает заданных +20С, терморегулятор разрывает сеть. Вспомним, что воздух отбирает тепло у пола достаточно медленно, поэтому пол, перекрытие и земельный ком (если таковой имеет место) под помещением аккумулирует достаточно большое количество энергии и теперь не получая подпитки от потолка он конвективно теряет это тепло. В какой то момент он уже не может обеспечить достаточный прогрев воздуха, в результате температура в районе терморегулятора начинает падать. Когда она достигнет +19С, терморегулятор опять замкнет цепь. Только на этот раз система будет работать значительно меньше по двум причинам:

  • перепад температуры всего один градус;
  • ограждающие конструкции уже прогреты и им не нужно много энергии.

Теперь можно перейти к расходу электроэнергии:

 

В Стамбульском техническом университете в марте 2008 года были проведены комплексные испытания ПлЭн.
Испытания проводились в климатической камере размером 4м х 4м х 3м (48м.куб) если интересно, то можно увидеть фото этой камеры здесь.

 

Во все 6 поверхностей (потолок, пол и стены) этой камеры интегрированы металлические трубки с водой.
На потолке климатической камеры были смонтированы 5 элементов ПлЭн общей мощностью 2650 Вт.

 

В двух стенах вода циркулировала через чиллер, т.о. сохранялась заданная температура стены. За счет того, что температура двух из шести поверхностей остается постоянной (заданной) устанавливались фиксированные теплопотери, которые рассчитываются по формуле

Q=k*A*(T1-T2), где: К – коэффициент теплопередачи воздуха, равен 5;


А – площадь всех поверхностей, в нашем случае 28 м.кв. с постоянной заданной температурой (+15С, +12С и +8С) и 52 м.кв. с изменяемой в зависимости от нагревательных элементов температурой.


Заданная температура +20С была установлена по средствам настенного воздушного терморегулятора. Показания температуры в климатической камере регистрировались на компьютере каждые 30 секунд.


Результаты испытаний отражены в таблице, которая так же выложена на сайте.

Аналогично были проведены эксперименты с теплопотерями 3025Вт (+12С) и 3400Вт (+8С). Наибольший интерес вызвал следующий факт – при конвективном отоплении в случае превышения теплопотерь над мощностью отопительной системы помещение должно медленно остывать, но в нашем случае при установленной мощности системы на 750Вт (3400Вт - 2650Вт) температура воздуха не только достигла требуемых +20С, но при этом даже отключалась.

 

Обобщить результаты испытаний можно следующим образом:
При теплопотерях 156,25 Вт/м.кв.:
Температура на охлаждаемых поверхностях - +15С
Теплопотери помещения - 2500Вт
Время работы системы - 0ч. 10м. 30с.
Время отключения - 1ч. 27м. 00с.
Потребление электроэнергии на м.кв. - 16,98 Вт/м.кв.

При теплопотерях 198,06 Вт/м.кв.:
Температура на охлаждаемых поверхностях - +12С
Теплопотери помещения -3025Вт
Время работы системы - 0ч. 16м. 00с.
Время отключения - 0ч. 38м. 30с.
Потребление электроэнергии на м.кв - 48,61 Вт/м.кв.

 

Согласно СНиП теплопотери задания не должны превышать 100Вт/м.кв. Т.о. энергопотребление объектов соответствующих СНиП, при использовании системы отопления на основе ПлЭн, не будет превышать 15Вт/м.кв. в час, что было документально доказано на объекте детский сад с. Тухтубаево, Челябинской области, среднесезонное энергопотребление которого, в отопительном сезоне 2006-2007гг., составило 7,2кВт/м.кв. в месяц (10 Вт/м.кв. в час) и 2007-2008гг. – 8,77 Вт/м.кв. в час в самые холодные месяцы декабрь и январь (так же выложено на сайте РОСта). В объективности данных сомневаться конечно же можно, но помните, что это бюджет, а следовательно, не имеет смысла подворовывать электроэнергию.

А нужно ли затрачивать 100Вт на квадрат отапливаемой площади? Это зависит от того, как топить.
Рассмотрим эту проблему на примере стены помещения – у пола +18С на потолке +30С. Для того чтобы преодолеть теплопотери ограждающих конструкций достаточно дать +18С, но равномерно по всей поверхности стены, пола и потолка, но это не возможно, т.к. теплый воздух стремится вверх. Там образуется избыточное температурное давление, т.е. разница температур за бортом и внутри помещения (+30С и -20С) составит 50 градусов, что влечет более высокие теплопотери. Доказать факт высоких теплопотерь очень просто – если нагреть воздух в помещении до +20С, то уличная стена снаружи останется холодной, если нагреть в том же помещении до +80С, то наружная стена через некоторое время нагреется, несмотря на отрицательную температуру воздуха.

Второй момент – это потери, которые существуют при конвективном отоплении.
  1. Передача тепла от поверхности конвектора или батареи воздуху сопровождается потерями, т.к. КПД этих устройств меньше единицы, если было иначе, то вода в обратке возвращалась бы холодной.
  2. Каждый кубический метр воздуха весит около 1,5кг плюс вес пыли, который он в себе содержит. Чтобы переместить эти воздушные массы необходимо, выполнить работу, причем значительную – скорость конвективного потока 1-2см/сек, т.о. куб воздуха будет достигать потолка в переделах 2,5-5 минут, следовательно, за час будет затрачено на перемещение воздуха от 500 до 1000Дж. Работа в данном случае это потери.
  3. Воздушное трение (турбулентность) – при движении воздух встречает серьезное сопротивление, как со стороны себя же, но более холодного, так и со стороны поверхности стен и т.д. Этот процесс так же влечет потери.
  4. Следует помнить, что предметы при конвективном отоплении всегда холоднее воздуха, т.е. для того чтобы температура стены составила у пола +18С, воздух должен быть +22..+23С, следовательно, опять дополнительный расход энергии.

Третий момент – точка росы. Где-то в стене встречаются два фронта – холодный и теплый. Около точки, а точнее плоскости температура 0С (точнее +5-+8С при нормальной относительной влажности воздуха) находится точка росы, где водяной пар начинается конденсироваться и переходить в жидкое состояние. Т.о. внутри стены образуется вода - вещество имеющее почти самую высокую теплопроводность, т.е. теплопроводность стены, увеличивается, а теплопотери растут. Чтобы победить эту проблему нужно вынести точку росы максимально близко к внешней поверхности стены, тогда стена останется сухой и ее теплопроводность низкой.

Теперь можно вернуться к ПлЭн. Нет необходимости нагревать воздух в помещении, ПлЭн нагревает ограждающие конструкции, которые в зависимости от коэффициента черноты поглощают от 70-90% теплового потока, оставшиеся 10-30% отражаются, но, попав на следующую поверхность, опять те же 70-90% отраженного потока будут поглощены. Т.о. тепловой поток используется процентов на 95. Поглощенная энергия влечет нагрев поверхностей ограждающих конструкций (в большей мере горизонтальных), в местах контакта с ними начинает нагреваться воздух. Причем нагрев всех поверхностей происходит одновременно с приблизительно одинаковой температурой. Т.к. теплый воздух оказывается под толщей более плотного холодного, он не может просто подняться вверх, происходит диффузия холодного и теплого воздуха и температура выравнивается. Т.о. помещение постепенно наполняется теплым воздухом практически равной температуры по высоте помещения, следовательно, нет перегрева верхней части помещения и нет дополнительных теплопотерь. Кроме того, излучение проникает глубоко в ограждающие конструкции, прогревает их, в результате чего последние теряют влагу, и соответственно хуже проводят тепло. Т.о. мы загоняем точку росы ближе к внешней поверхности стены. В отличие от конвекции при передаче тепла воздух участие не принимает, и соответственно нет потерь на перемещение воздушных масс.

Все вышесказанное подтверждается опытами, проведенными в Турции, где помещение с точки зрения конвективных теплопотерь теряло 156Вт с каждого квадрата, но при этом было достаточно 17Вт на квадрат.

Обобщим:
  1. ПлЭн не перегревает верхнюю часть помещения, температура воздуха по всей стене почти одинакова. Не нужно тратить энергию на прогрев верхней части помещения до 30С, при этом экономия даже в лоб составит около 40%, если принять во внимание, что энергозатраты с ростом температуры растут не линейно, т.е. для того чтобы достичь температуры 15С нужно затратить n Вт, до для того чтобы нагреть воздух до 30С не 2n Вт, а значительно больше, т.к. возрастут теплопотери ограждающих конструкций.
  2. При отоплении ПлЭн практически отсутствует паразитная работа на перемещение воздуха.
  3. Нет потерь при передаче энергии от поверхности конвектора воздуху, и от воздуха ограждающим конструкциям.
  4. В случае с ПлЭн воздух (не самый лучший проводник тепла) не принимает участия в теплообмене, а является побочным последствием ИК теплообмена.
  5. ПлЭн прогревает ограждающие конструкции, что дополнительно снижает теплопотери здания.

Опираясь на вышесказанное, на праведные лабораторные испытания и практику, приходим к выводу, что одно и то же помещение, отапливаемое конвективно, имеет теплопотери 100Вт, при отоплении ПлЭн только 15Вт.

 

 


 

 

Оставить заявку