20.03.07
Длинноволновое отопление Слышал, что сейчас популярны экономичные, длинноволновые системы отопления, но что это за система представляю смутно.
Расскажите, пожалуйста, подробней.
В.Г.Крымский, Киев Это не первое письмо, пришедшее в редакцию с просьбой рассказать о длинноволновой системе отопления. За информацией мы обратились в российскую Компанию, производителю этой системы отопления. Принцип действия большинства отопительных приборов конвективный, т. е., теплый воздух, нагретый отопительным прибором, поднимается вверх и замещает холодный. До тех пор пока не прогреется весь объем воздуха, в помещении не будет тепло. На это требуется много времени. Так как холодная конструкция здания постоянно отводит тепло и для прогрева стен помещения, требуются значительные затраты энергии. Как результат такого обогрева –холодный пол и перегретый воздух под потолком. Длинноволновая система отопления работает иначе. Прежде всего, что представляет собой длинноволновая система отопления. Она состоит из электрических длинноволновых обогревателей «ЭкоЛайн» потолочного крепления и терморегулирующих устройств. Тепловые лучи, испускаемые обогревателем, нагревают непосредственно пол, стены, предметы, т.к. обогревающая поверхность по сравнению с традиционной системой отопления увеличивается в несколько раз, то воздух нагревается быстрее, поэтому помещение быстрее выходит на заданный потребителем тепловой режим. Нагрев происходит равномерно, и под потолком не скапливается бесполезно нагретый воздух, а температура пола всегда будет на 1-2С выше температуры воздуха, тем самым создавая приятный эффект «теплого пола». Для поддержания заданной температуры терморегуляторы чаще отключают длинноволновые обогреватели, а следовательно, не расходуется зря электроэнергия. Об одном интересном свойстве этой системы, которое связано с ощущением комфортности, хочется рассказать особо. Температура тела человека выше температуры окружающего воздуха и предметов (за исключением отопительных приборов и т.п.). Поэтому, человек находящийся в помещении постоянно теряет какое-то количество тепла в процессе теплообмена. При температуре 18-20С человек теряет около 116Вт, причем считается, что такие условия для человеческого организма наиболее благоприятны. В помещении теплообмен происходит в основном со стенами и окнами, граничащими с холодным наружным воздухом. Чем холоднее их поверхность, тем лучше она поглощает тепло, излучаемое человеком. Такой интенсивный отток тепла может привести к переохлаждению организма. В нашем случае, при отоплении «ЭкоЛайн-БиЛюкс» температура теплоотводящих поверхностей всегда будет выше температуры воздуха. К тому же человек будет ощущать более высокую температуру за счет прямого поглощения тепловой энергии от обогревателя, это позволяет снизить прогрев помещения на 2-3С без ущерба для ощущения комфортности и дополнительно экономить электроэнергию. Таким образом, только за счет физики работы, «ЭкоЛайн» на 50%-60 экономичнее конвективных систем отопления.
Длинноволновые обогреватели абсолютно безопасны для здоровья, не уменьшают содержание кислорода в воздухе, исключают возможность движения пыли, пожаробезопасны и просты в эксплуатации. Благодаря современному дизайну эти обогреватели вписываются в любой интерьер. Они легко крепятся на кронштейнах к потолку, не занимая полезной площади. Компания выпускает модельный ряд обогревателей мощностью от 0,6КВт до 4КВТ для бытовых и промышленных помещений.
Для установки любой отопительной системы целесообразно рассчитать теплопотери отапливаемого помещения (Qтепл), исходя
из этого определить устанавливаемую мощность (Qуст) выбранного Вами типа оборудования. А при необходимости сравнить с другими видами теплового оборудования. Здесь я приведу пример предварительного расчета, который Вы можете сделать сами, но для того чтобы получить точный теплотехнический расчет необходимо обратиться к специалистам. Материал Теплопотери (Вт/м2)
Угловое помещение Среднее помещение
1,5 кирпича 170-200 110-115
2 кирпича (брус 120-140 70-80
120х120)
2,5 кирпича (брус 100 50-60
150х150) К примеру, необходимо отопить угловую комнату площадью 20м2 в доме, стены которого выложены в 2-а кирпича:
Qтепл=20м2*120Вт/м2=2400Вт
Чтобы скомпенсировать теплопотери в 2,4 КВт требуется мощность: Qуст =Qтепл*
где - коэффициент, зависящий от типа оборудования
При длинноволновом отоплении: =0,81 При конвективном отоплении: =1,3
Qуст =0,81*2,4КВт=1,944КВт Qуст =1,3*2,4КВт=3,12КВт
Получив следующие цифры можно подобрать необходимое по мощности оборудование и сделать выводы о его экономичности в процессе эксплуатации.
В Европе уже c 70-х применяют такое отопление, однако российский прибор превосходит западный аналог, так как
разработан под российские и украинские стандарты электросетей. В обогревателе низкотемпературный ТЭН из нержавеющей стали, который более надежен в работе, чем спираль у иностранного аналога, поэтому срок службы у «ЭкоЛайн» не менее 25 лет. И самое главное стоимость российских обогревателей в полтора - два раза ниже, чем у импортных.
Для своих клиентов Компания - производитель обогревателей «ЭкоЛайн», предусмотрела целый спектр услуг - это и монтажные работы, и сервисное обслуживание, и трёхгодичные гарантийные обязательства на обогреватели. Из отечественных производителей очень немногие решаются на такие сроки гарантии. Это повышает доверие к нашей продукции. Но наибольшую гордость у сотрудников компании вызывает бесплатно предоставляемые клиентам теплотехнический расчет и техническое решение наиболее экономичного и эффективного размещения оборудования «ЭкоЛайн» в помещении, с учётом конструктивных особенностей, географического положения и режима работы каждого конкретного здания. Преимущества энергосберегающей электрической системы отопления «ЭкоЛайн» по достоинству оценили сотни фирм и предприятий, уже воспользовавшиеся услугами Компании. Среди них Главный военный клинический госпиталь им. Академика Н.Н.Бурденко, павильоны экспоцентра на Красной Пресне и детские сады в Москве, универсальный спортивно-зрелищный комплекс в Волгограде, крытый теннисный корт в Жуковском, бассейн в Пензе и даже Церковь Владимирской Иконы Богоматери, молокозавод в Донецке, кафе в Симфереполе, заводы (з-д Шевченко, з-д Малышева, з-д "ЭХО") в Харькове. Об инфракрасном обогреве Чтобы у Вас правильно сложилась реальная картина теплопереноса, уважаемые посетители нашего сайта, кратко изложим свойства сред, переносящих тепло в системе: нагреватель — обогреваемый объект.
Тепло перемещается только от высокотемпературного материала к низкотемпературному. Обратное возможно только в искусственно создаваемых средах/системах (например, тепловым трансформатором).
Три способа перемещения тепла
Первый. Способ перемещения тепла посредством теплопроводности (теплопередача). Этот способ возможен не только в высокоподвижных средах (газе, жидкости), но и в твердых телах. При совмещении двух сред, тепло перемещается по телу и через него к другому телу без перемещения частей этого тела относительно друг друга, т.е. без перемещения вещества. Горячее тело из-за отдачи тепла — остывает, холодное, получая тепло, — нагревается. Такой способ носит название теплопроводности.
Тела могут быть нагреты не только в процессе теплообмена, но и в результате совершения над ними механической работы (трение, деформация). Оба указанных способа приводят к увеличению внутренней энергии тела. Об изменении внутренней энергии можно судить по изменению температуры тела.
Вещества по-разному проводят тепло. Лучшие проводники тепла — металлы (особенно серебро, медь, хуже сталь, свинец). Значительно хуже проводят тепло теплоизоляторы — воздух, древесина, базальтовое волокно. Свойство воздуха используется в рамах окон зданий — воздух между двойными стеклами окон является прекрасным теплоизолятором.
Недостатком такого способа теплопереноса является необходимость физического контакта двух тел. Применение в качестве самостоятельного способа обогрева крайне ограничено.
Второй. Способ переноса тепла посредством конвекции (переносом) — процесс перемещения теплых и холодных потоков вещества. Тепло, соответственно, перемещается вместе с веществом. Это приводит к циркуляции (круговращению) масс воды или воздуха (газов и жидкостей).
В частности, на процессе конвекции основана система обогрева помещений с помощью радиаторов. Огромную роль конвекция играет в климате Земли. Именно конвекция является источником возникновения ветров на планете. Источником сильного разогрева Земли является Солнце, переносящее свою энергию на поверхность планеты.
Конвекция, по прежнему, играет огромную роль в процессах теплопереноса от нагретых источников тепла через воздух к нагреваемому объекту (радиаторы, конвекторы, электроприборы). Являясь самым распространенным способом обогрева, тем не менее, имеет ряд крупных недостатков. Воздух легко переносит пыль, имеет неравномерный прогрев слоев от пола до потолка, повышая температуру в верхней части помещения. Воздух — крайне неэффективный теплоноситель. При отсутствии специальных мер, наблюдается эффект «запаха жжености», уменьшается содержание кислорода в воздухе помещения.
Третий. Инфракрасный диапазон природного электромагнитного излучения открытый в 1800 году путем разложения солнечного света на призме из стекла, в настоящее время стал, пожалуй, самым распространенным способом переноса тепла в помещениях после конвективного. Популярность этого вида теплопереноса вызвана его экономичностью, мобильностью и минимизацией затрат на его устройство.
Что же это такое инфракрасные лучи?
Инфракрасное излучение (лучи) — область электромагнитного излучения, находящаяся в диапазоне между длинноволновым участком красного видимого цвета (0,74 мкм) и коротковолновым участком микроволн (1000 мкм).
Диапазоны электромагнитного излучения
Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам (см. таблицу). Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны. Поскольку скорость распространения излучения постоянна, то частота его колебаний жёстко связана с длиной волны в вакууме. Наименование диапазона Дина волны, λ Частота, f
Радиоволны (30 кГц &ndash 3 ТГц) Сверхдлинные > 10 км < 30 кГц
Длинные 10 км – 1 км 30 кГц – 300 кГц
Средние 1 км –100 м 3,7
Короткие 100 м – 10 м 300 кГц – 3 ГГц
Ультракороткие (УКВ)* < 10 м 30 МГц – 300 МГц
Микроволны Дециметровые 1 м – 10 см 300 МГц – 3 ГГц
Сантиметровые 10 см – 1 см 3 ГГц – 30 ГГц
Миллиметровые 1 см – 1 мм 30 ГГц – 300 ГГц
Децимиллиметровые 1 мм – 0,1 мм 300 ГГц – 3 ТГц
Оптическое излучение Инфракрасное (тепловое) 1 мм – 760 нм 300 ГГц – 400 ТГц
Видимое (видимый свет) 760 нм – 380 нм 400 ТГц – 800 ТГц
Ультрафиолетовое 380 нм – 3 нм 800 ТГц – 100 ПГц
Жесткие лучии** Рентгеновское 10 нм – 1 пм 30 ПГц – 300 ЭГц
Гамма ≤10 пм ≥ 300 ЭГц * Ультракороткие радиоволны принято разделять на метровые, дециметровые, миллиметровые и субмиллиметровые или микрометровые. Волны с длиной λ < 1 м (f > 300 МГц) принято также называть микроволнами или волнами сверхвысоких частот (СВЧ). ** Границы областей рентгеновского и гамма-излучения могут быть определены лишь весьма условно. Для общей ориентировки можно принять, что энергия рентгеновских квантов лежит в пределах 20 эВ – 0,1 МэВ, а энергия гамма-квантов — больше 0,1 МэВ. 1 кГц (кило)= 1*103 Гц,
1 МГц (мега)= 1*106 Гц,
1 ГГц (гига) = 1*109 Гц,
1 ТГц (тера) = 1*1012 Гц,
1 ПГц (пета) = 1*1015 Гц,
1 ЭГц (экса) = 1*1018 Гц,
1МэВ (мега) (электрон) (Вольт) .
Спектр электромагнитных излучений Самым известным источником инфракрасного излучения является Солнце, излучаемая энергия от которого на 50% состоит из инфракрасного излучения. Поверхность Солнца имеет температуру около 6000 градусов и с расстояния в 150 млн.км. светит ярко-жёлтым светом. На поверхности Земли плотность потока энергии солнечного излучения для высот до 15 км включительно достигает 1125 Вт/м2 [0,027 кал\(см2*с)], в том числе плотность потока ультрафиолетовой части спектра (длина волн 280– 400 нм) — 68 Вт\м2 (ГОСТ 15150-69). Ввиду того, что мы родились в соседстве с такой звездой, этот участок спектра электромагнитного излучения принимается нашим организмом, как само собой разумеющееся. Невидимое человеческому глазу, оно обладает очень сильной тепловой энергией. Кроме солнца все нагретые тела в твердом и жидком состоянии излучают непрерывный инфракрасный спектр. Инфракрасное излучение является постоянно действующим на организм человека фактором окружающей среды. Тело человека постоянно поглощает и излучает инфракрасные лучи (радиационный теплообмен). Инфракрасное излучение нашло широкое применение в медицинской практике. Действие на организм человека обусловлено тепловым эффектом. Повышение температуры в результате поглощения инфракрасных лучей тканями вызывает реакции местного (гиперемия, увеличение проникаемости сосудов) и общего характера (интенсификация обмена, терморегуляция и т.д.). Длинноволновые инфракрасные лучи:
Самым известным источником инфракрасного излучения является Солнце, излучаемая энергия от которого на 50% состоит из инфракрасного излучения. Поверхность Солнца имеет температуру около 6000 градусов и с расстояния в 150 млн.км. светит ярко-жёлтым светом. На поверхности Земли плотность потока энергии солнечного излучения для высот до 15 км включительно достигает 1125 Вт/м2 [0,027 кал\(см2*с)], в том числе плотность потока ультрафиолетовой части спектра (длина волн 280– 400 нм) — 68 Вт\м2 (ГОСТ 15150-69). Ввиду того, что мы родились в соседстве с такой звездой, этот участок спектра электромагнитного излучения принимается нашим организмом, как само собой разумеющееся. Невидимое человеческому глазу, оно обладает очень сильной тепловой энергией. Кроме солнца все нагретые тела в твердом и жидком состоянии излучают непрерывный инфракрасный спектр. Инфракрасное излучение является постоянно действующим на организм человека фактором окружающей среды. Тело человека постоянно поглощает и излучает инфракрасные лучи (радиационный теплообмен). Инфракрасное излучение нашло широкое применение в медицинской практике. Действие на организм человека обусловлено тепловым эффектом. Повышение температуры в результате поглощения инфракрасных лучей тканями вызывает реакции местного (гиперемия, увеличение проникаемости сосудов) и общего характера (интенсификация обмена, терморегуляция и т.д.).
Длинноволновые инфракрасные лучи: - Способствуют кровообращению в организме
-Согревают и поддерживают температуру нашего тела
-Разрушают соединения с вредными металлами, помогают выводить их из организма
-Имеют дезодорирующее, очищающее, противоядное воздействие
-Прекращают распространение вредных микробов и грибков в организме
-Активизируют рост растений
-Очищают загрязненный воздух
-Улучшают обмен веществ в организме человека Уже за эти свойства инфракрасного излучения можно обратить пристальное внимание на инфракрасный спектр. Важно использовать свойства излучения в умеренном объеме, в пределах санитарных норм, но об этом — позже. Спектр инфракрасного излучения условно разделен на 3 диапазона: ближний (коротковолновый) — 0,76 ÷ 1,40 мкм; средний — 1,40 ÷ 3 мкм и дальний (длинноволновый) — 3,0–1000 мкм (микрон). Инфракрасный нагрев основан на свойстве материалов поглощать определённую часть спектра этого излучения. Наиболее безопасным и полезным при этом является инфракрасное излучение с длиной волн от 4 до 14 микрон. Самым полезным оказывается излучение в 9 микрон, которое ближе всего соответствует резонасной частоте молекул воды. Лучистое тепло мы воспринимаем на расстоянии, например, от печи, костра, камина, солнца или инфракрасного обогревателя. Наше тело полупрозрачно для тепловых лучей, и они мгновенно проникают в нас на глубину 10–70 мм через открытые участки тела, распределяются там, постепенно прогревая тело (мягкие ощущения). Пар и вода хорошо поглощают лучистое тепло, поэтому при повышении влажности лучистый прогрев исчезает. Человек сам излучает аналогичное тепло и воспринимает его от другого человека. Более того, мы получаем под инфракрасными лучами чувство комфорта при более низкой температуре, чем при традиционно воздушном окружении в 18°С. Эта температура комфорта может опускаться до 15–16°С в помещениях с перемещением воздуха до 0,5м/с. Правда комфортность может меняться в зависимости от физической нагрузки человека, ветра, свойств одежды человека по поглощению инфракрасных лучей, насколько прогревается пол, на котором находится. Пожалуй, лучшими свойствами приборов, основанных на инфракрасном излучении, являются: направленность тепловых лучей к областям нахождения людей, и свойства конструкций, осуществляющих аккумулирования тепла из-за поглощения инфракрасного излучения конструкциями здания, предметами интерьера. Мы, словно, находимся в теплой воздушной подушке, сформированной такими обогревателями вблизи поверхности пола. Тепло «укладывается» в зоне нахождения людей, а не в потолочной части обогреваемого помещения. Инфракрасный нагрев широко применяют для нагрева до сравнительно небольших температур низкими тепловыми потоками (обогрев помещений, сушка лакокрасочных материалов, овощей, фруктов), более мощными потоками (нагрев термопластических материалов перед формованием; вулканизация каучука и др.).
|
