Потребность в отоплении и тепловом оборудовании
Для того чтобы разобраться, какое тепловое оборудование наиболее эффективно в том или другом случае, в первую очередь, следует понять физическую сущность тепловых потерь: с вентиляцией и трансмиссионных – их сумма прямо пропорциональна разности температур внутри и снаружи помещения.
Под потерей с вентиляцией понимают необходимость нагревать холодный воздух в помещении, поступающий, как контролируемо (системы вентиляции и кондиционирования), так и не контролируемо (щели, открытые окна и двери).
К трансмиссионному типу относятся потери, связанные с потерей тепла через элементы конструкций здания: потолок, стены, пол, окна, двери.
При подборе теплового оборудования помимо показателя тепловых потерь учитывают минимальную расчетную температуру, которая определяется нормативными документами отдельно для каждого региона, а также назначение сооружения. По строительным нормам мощность системы отопления здания для поддержания необходимой температуры при минимальной расчетной температуре должна быть не менее суммарной величины тепловых потерь.
Еще одной важной характеристикой теплового оборудования является энергопотребление. Под этой величиной понимают количество энергии в год, затраченное на поддержание заданной температуры. Следовательно, энергопотребление теплового оборудования рассчитывается как сумма произведений текущей мощности на продолжительность работы на этой мощности.
Таким образом, мощность системы обогрева должна быть достаточной для компенсации трансмиссионных и вентиляционных тепловых потерь.
Классификация теплового оборудования
Выделяют три основных типа теплового оборудования: инфракрасные обогреватели, передающие теплоизлучением; конвекторы с естественной или принудительной циркуляцией; тепловентиляторы и тепловые завесы, обогревающие подачей теплого воздуха.
Однако на практике чаще всего встречаются системы обогрева с комбинированным отоплением – такой вариант наиболее эффективен для поддержания заданной температуры и с точки зрения энергосбережения.
Инфракрасные обогреватели – тепловое оборудование, которое работает по следующему принципу: тепловая энергия нагретой поверхности теплового оборудования передается в виде теплового излучения холодным поверхностям, аналогично теплу от солнечных лучей. Таким образом, под воздействием теплового излучения все поверхности в радиусе действия теплового оборудования нагреваются до заданного уровня, а дальше, отдавая тепло воздуху, повышают и его температуру. Такой способ обогрева обеспечивает выравнивание температуры между полом и потолком, что позволяет значительно снизить энергопотребление теплового оборудования, а также человек, находящийся в зоне действия инфракрасного обогревателя, будет чувствовать себя комфортно и при пониженной температуре в помещении.
Тепловентиляторы и тепловые завесы – тепловое оборудование, которое обогревает помещение за счет подачи теплового воздуха. Учитывая трансмиссионные потери, температура подаваемого воздуха должна быть на порядок выше заданной. Так как теплый воздух легче и всегда поднимается наверх, то наблюдается дисбаланс между температурой пола и потолка, следовательно, если в помещении достаточно высокие потолки помимо теплового оборудования необходимы потолочные вентиляторы.
Конвекторы – тепловое оборудование, повышающее температуру в помещении за счет прохождения воздушных масс вдоль нагретых поверхностей конвекторов или радиаторов. В этом случае происходит процесс конвекции – легкий горячий воздух поднимается наверх, замещаясь более холодным. Этот принцип хорошо известен по традиционным комнатным батареям, которые располагаются под окном для того чтобы потоки холодного воздуха из окон нейтрализовались поднимающимся потоком теплого воздуха.