Skip to content

Как сделать теплый пол в бане своими руками от печки: Теплый пол в бане от печки: пошаговая инструкция по монтажу

Теплый пол в бане от дровяной печи пошагово с фото и видео




Устройство пола

timas

Организация теплых полов в бане нужна для создания комфортного микроклимата в предбаннике. В качестве источника тепла можно использовать дровяную печь. Но для этого нужно подобрать схему и комплектующие.

Статья написана благодаря интернет-магазину «Rosalie Flowers» https://cvetyvalmaty.kz/. Здесь вы можете купить цветы с доставкой в Алматы по приятным ценам и с качественным и профессиональным обслуживанием. Подарите любимым людям радость и хорошее настроение.

Теплый пол в бане от буферной емкости

Удобный, но трудоемкий вариант теплых полов в бане – использование буферной емкости. Этот метод применяется при наличии нескольких контуров отопления. Условия – есть место для установки буферной емкости. Ее вместимость – 500-1000 л. Преимущество системы – возможность использования теплой воды для душа.

Условия:

  • площадь теплых полов – от 40 м²;
  • мощность дровяной печи – от 15 кВт;
  • возможность регулирования температуры теплоносителя – смесительный узел;
  • система быстрого добавления воды в трубы.

Площадь помещения с буферной емкостью – от 15 м². Это нужно для комфортного обслуживания и ремонта элементов отопления.

Схема

Для быстрого нагрева воды в дровяную печь монтируют теплообменник. Это может быть самодельная конструкция решетчатого или емкостного типа. Она должна располагаться в топке, в зоне наибольшей температуры. Входной и выходной патрубки должны быть металлическими, установлена запорная арматура, термометр и манометр.

Расположение элементов теплого пола, начиная от трубы подачи.

  1. Подключение к буферной емкости.
  2. В емкости располагается теплообменник для косвенного нагрева воды.
  3. От бака идет труба подачи в смесительный узел.
  4. Смесительный узел состоит из трехходового клапана и циркуляционного насоса.
  5. От коллектора идет разводка контуров отопления – от 1 до 6 шт.
  6. Возврат остывшего теплоносителя в накопительный бак.

Для автоматизации работы к трехходовому клапану можно подключить термометр. При достижении максимальной температуры произойдет его включение, горячая вода станет смешиваться с остывшей из обратной трубы.

Для слива теплоносителя перед коллектором монтируют кран. Для добавления воды в систему ставится запорная арматура на трубу подачи. Обязателен монтаж систем безопасности – расширительного бака, спускного клапана и воздухоотводчика.

Особенности проектирования

Подобную схему теплого пола в бане можно сделать самостоятельно. Главная задача – организация подогрева воды. Для этого используется бак косвенного нагрева. Теплообменник должен иметь максимальную площадь контакта с водой – спиралевидный или в виде плоского бака. Корпус емкости составной — между внешней и внутренней частью утеплитель.

Советы для самостоятельной установки теплого пола в бане:

  • трубы из сшитого полиэтилена;
  • коллектор можно сделать самому или использовать заводскую модель;
  • мощность циркуляционного насоса зависит от объема теплоносителя;
  • для лучшей теплоизоляции трубы укладываются на специальную подложку;
  • перед формированием цементной стяжки устанавливают стальную сетку;
  • если пол деревянный из досок, между трубопроводами и декоративным покрытием должно быть вентиляционное пространство.

Температура воды в контурах отопления не должна превышать +70°С. Иначе будет перегрев труб и поверхности пола. Поэтому важна настройка смесительного узла для регулировки температуры воды. Желательно автоматизировать этот процесс.

Одноконтурный теплый пол в бане

Если площадь отапливаемого помещения в бане небольшая, до 15 м², можно установить одноконтурный теплый пол. Труба подачи находится в топке, теплообменник отсутствует. Преимущества этого метода – минимальный расход материалов, комплектующих, меньшие трудовые затраты. Ее можно реализовать в уже готовой бане, так как потребуется минимум переделок. Исключение – установка труб теплого пола. Как утеплить пол читайте здесь.

Когда рекомендуется применение одноконтурной схемы:

  • небольшая площадь пола;
  • мощность дровяного котла – до 10 кВт;
  • необходимость экономии места.

Схема разводки труб и монтажа компонентов зависит от конструкции бани – расположения котла, предбанника. Она составляется индивидуально, но с учетом технических требований и норм.

Схема

Сложная задача для подобной схемы – установка трубы подачи в топку котла. В металлических или чугунных моделях нужно просверлить отверстие с диаметром, равным сечению трубы. В кирпичной печи разбирается часть топки для монтажа патрубка. Важно обеспечить герметичность соединения, между трубой и стенкой печи не должно быть щелей.

Порядок расположения компонентов.

  1. Патрубок подачи теплоносителя.
  2. Термометр, манометр (необязательно).
  3. Воздухоотводчик и клапан для сброса воды.
  4. Циркуляционный насос.
  5. Разводка труб в полу.
  6. Подключение к расширительному баку.
  7. Возврат остывшей воды для подогрева.

Трубы для подключения к котлу металлические, диаметр – 12-20 мм. Он влияет на площадь нагрева, и как следствие – скорость повышения температуры теплоносителя. Если позволяет схема, можно сделать смесительный узел. Это позволит автоматически регулировать степень нагрева теплоносителя. Но для этого подающая и обратная магистрали должны располагаться рядом.

Преимущества и недостатки

Сложность такого теплого пола для бани – невозможность контролировать температуру воды в трубах. Из-за небольшой площади магистрали в топке нагрев происходит медленно, регулировать его можно только циркуляционным насосом. Запрещено использовать открытую систему отопления, так как есть вероятность появления воздушных пробок. Это приведет к перегреву и повреждению трубопровода.

Преимущества одноконтурного отопления пола:

  • Небольшой расход труб и комплектующих.
  • Не нужны специальные инструменты и дополнительные блоки – смешивания, автоматического добавления воды в систему.
  • Простое обслуживание и ремонт.

Для быстрого повышения температуры воздуха в парилке часть трубопровода можно расположить под полками. Он не должен соприкасаться с деревянными элементами.

Теплые водяные полы от дровяной печи в доме

Эту схему отопления можно реализовать для частного дома. Условие – мощность печи должна обеспечить нагрев всего теплоносителя длительное время. Для этого нужен хороший бак косвенного нагрева минимум на 1000 л. Трубы из сшитого полиэтилена с кислородным барьером. Их монтаж делается на специальную подложку.

Особенности организации системы теплых полов от печи в частном доме:

  • обязательна коллекторная разводка;
  • стабилизатор давления, если установлено два и более коллекторов;
  • максимальная длина одного контура для трубы 16 мм – до 70 м.

Важно обеспечить равномерный нагрев воды во всех контурах. Для этого нужны коллекторы с терморегуляторами для каждого отрезка трубопроводов.



пол в бане от банной печкиТеплый пол в бане

Социальные комментарии Cackle

Все для бани и сауны: печи, мебель, аксессуары для бань и саун, а также косметика, веники и многое другое

Adblock
detector

Как правильно сделать теплый пол в бане своими руками (от печки, под плитку)

Содержание статьи:

  • Основные разновидности полов с подогревом
  • Последовательность монтажа кабельного электрического пола
  • Монтируем панельный электрический пол в бане
  • Плёночный электрический пол в бане
  • Последовательность монтажа водяного тёплого пола в бане

Устройство тёплого пола в бане, помимо того, что имеет свои особенности, относится к категории дорогостоящих работ. Но имеет весомые преимущества: возможность поддержания благоприятной температуры в помещении, а также положительное влияние на деревянные и отделочные элементы. Установить тёплый пол в бане можно и своими руками, достаточно знать технологию монтажа и иметь под рукой весь необходимый комплект инструментов.

Основные разновидности полов с подогревом

Сделать тёплый пол в бане можно несколькими способами, но сначала необходимо узнать основные разновидности подобной конструкции:

  • Трубопровод с жидким теплоносителем, работающий от котла или от банной печи.

Трубопровод жидкостного подогрева пола

  • Электрический тёплый пол.

Монтаж кабеля для подогрева пола

Водяной пол с подогревом состоит из: замкнутого трубопровода, насоса, котла и непосредственно самого теплоносителя. Жидкость, циркулирующая по системе, имеет весомую роль в процессе подогрева помещения, с увеличением её стоимости, также растут технические характеристики. Например, самым доступным вариантом является вода, далее идут антифриз, этиленгликоль и более современные теплоносители.

Водяная система подогрева обладает большей стоимостью, требует соответствующего технического обслуживания, но на выходе пользователь получает качественный подогрев пола, который окупится всего за несколько лет при частом использовании. Решать только хозяину бани, но система жидкостного подогрева зарекомендовала себя как надёжная и долговечная.

Электрический пол делится на монтаж кабельного подогрева и установку специальных матов с инфракрасным излучением. По стоимости, как первый, так и второй вариант, намного ниже чем установка водяного подогрева. Но имеется существенный минус – постоянно растущие цены за электроэнергию.

В качестве ремонта, электрические и водяные полы достаточно проблемные. При любой даже незначительной поломке контура, требуется демонтаж деревянной поверхности и замена пришедшего в негодность участка контура. При жидкостном подогреве в системе присутствует котёл и насос, которые также являются проблемными механизмами.

Последовательность монтажа кабельного электрического пола

*

При укладке данной разновидности пола используют специальный кабель с большим удельным сопротивлением. Соответственно, происходит не простая передача электроэнергии к потребителю, а преобразование её в тепло.

Последовательность установки тёплого кабельного пола в бане своими руками:

  1. Если укладка нового пола происходит в старом помещении, то первым шагом будет демонтаж старого напольного покрытия. Отслужившую поверхность снимают вплоть до бетонного перекрытия, после чего следует приступить к его восстановлению: заделать бетоном все трещины и сколы, выровнять поверхность слоем раствора, или, если правильно – сделать стяжку.
  2. После высыхания стяжки необходимо подготовить место, в котором впоследствии будет закреплен температурный датчик, например, в мойке. Перед укладкой нагревательного элемента, следует произвести монтаж экранирующей сетки, которую можно закрепить несколькими скобами для большей надёжности.
  3. Далее производится установка монтажной ленты, которую крепят к бетонной поверхности с помощью дюбелей. Перед этим должна быть выбрана схема расположения кабеля. Непосредственно на монтажную ленту накладывается и закрепляется кабель нагрева. Закрепляют его не менее чем через каждые 3 см, со строгим соблюдением следующих правил:
  • Следить за тем, чтобы кабель не пересекался, а его витки не соприкасались. Соприкосновение кабеля может привести к короткому замыканию. После укладки кабеля, следует проверить его сопротивление на муфте. Если наблюдается отклонение параметра на 10-15%, то проблему следует решать немедленно, так как система исправно работать не будет.

Пример кабеля для тёплого электрического пола

  • Оставить свободное пространство, не менее 5 см, от стены до нагревательного элемента. Это очень важно, так как данный параметр относится к пожарной безопасности. При соприкосновении кабеля с деревянными поверхностями, может появиться открытое пламя, что приведёт к пожару.
  • Подключаем систему к источнику питания. Перед этим действием, необходимо определиться с местом размещения датчика температуры. Его следует поместить в гофрированную трубу и установить рядом с местом подключения – это поможет сэкономить на проводах.

Основным элементом в схеме подключения тёплого пола является регулятор температуры. Он должен быть размещён на расстоянии 70-80 см от пола. Меньше 30 см от уровня пола его размещать нельзя. Терморегулятор – это место соединения, поэтому к нему должны подходить такие провода: нагревательный кабель пола, питающий кабель сети и датчик температуры. Провода от шины заземления можно просто соединить между собой с помощью клемм.

Правильная укладка кабеля для тёплого пола

  • Последним шагом является заливка стяжки и монтаж полового покрытия. Это может быть половая доска, линолеум, ковролин или другой материал. Но следует помнить, что между заливкой бетонного пола и монтажом покрытия должно пройти не менее одного месяца. Чтобы тепло распространялось равномерно по помещению, следует полностью залить кабель нагрева, без пузырей и других полостей.

После того, как кабель будет полностью залит, следует проверить его сопротивления, так как в процессе бетонирования он может быть повреждён. Огромный минус электрического тёплого пола – это необходимость его полного демонтажа в случае какой-либо поломки.

Монтируем панельный электрический пол в бане

Чем отличается панельный электрический пол от кабельного? Практически ничем, только заранее приготовленной и закреплённой конструкцией. Производитель нагревательных панелей берёт армированную сетку и закрепляет на ней кабель. Готовая продукция стоит немного дороже, но не требует самостоятельного монтажа.

Готовая к эксплуатации электрическая панель

*

Такая разновидность монтажа может показаться затратной на первый взгляд, но следует разобраться, так ли это. Преимущества установки панельного тёплого пола в русской бане следующие:

  • Экономия времени, так как не требуется собирать такие панели с нуля, достаточно их только приобрести в строительном магазине. Единственное, что должен будет сделать укладчик – разложить их на подготовленной основе и зафиксировать.
  • Минимальная толщина изделия, что позволяет не заливать панели бетоном, а использовать специальный строительный клей. Повторная экономия на строительных материалах.
  • Такой тёплый пол в бане идеально подходит под плитку. Но если покрытие будет другим, то потребуется заливать панели бетоном, толщина которого не должна превысить 30 мм.

Достаточно только развернуть

Положительных сторон панельного электрического пола достаточно, чтобы использовать его в своём доме или квартире. Но следует помнить, что такую конструкцию нельзя прокладывать в местах, где в последствии будет размещена мебель или элементы сантехники.

Плёночный электрический пол в бане

Следует уточнить, что принцип действия плёночного пола разительно отличается от панельного или кабельного. Здесь используют инфракрасные пластины, которые можно приобрести в виде цельного рулона. Пластины закреплены на полимерной основе, через которую по всей длине расположены проводники электрического тока. После подключения плёночного пола к общей сети и подачи на него электроэнергии, пластины преобразуют её в инфракрасные волны, нагревающие поверхность различных предметов.

Удобная, и простая в монтаже, инфракрасная плёнка

Плёночный тёплый пол имеет большую стоимость, чем кабельный или панельный, но и весомое преимущество – инфракрасный преобразователь потребляет небольшое количество электроэнергии. В результате, за весь отопительный период можно хорошо сэкономить.

Правила монтажа плёночного пола достаточно просты: отрезать с общего рулона отдельные куски, размещать их на подготовленной поверхности, а затем накрывать с помощью облицовки. Других особенностей такой пол не имеет, мебель и другие предметы интерьера можно размещать в любом месте.

Последовательность монтажа водяного тёплого пола в бане

*

Как было сказано раннее, водяной по имеет ряд преимуществ, но требует основательного монтажа и установки таких дополнительных элементов, как водяной насос и котёл для нагрева жидкости. Но можно сделать тёплый пол в бане, работающий от печки, при этом котёл устанавливать не надо.

Последовательность укладки водяного пола в бане:

  1. Удаление старого покрытия. Это может быть деревянный пол или бетонная стяжка. Старое покрытие удаляется вплоть до плиты, после чего необходимо убрать весь мусор и проверить уровень пола. Если он недостаточно ровный, то следует залить новую бетонную стяжку, которая только улучшит теплоизоляционные качества в помещении.
  2. Укладка теплоизоляционного материала. Чаще всего используют плиты из пенопласта или пенополистирола. Эти материалы наиболее долговечны и надёжны, а также имеют доступную цену. По периметру комнаты должна быть размещена демпферная лента, которую крепят с помощью простых саморезов. На современной ленте, с одной стороны предусмотрен специальный клейкий слой, поэтому монтаж существенно упрощается.

После укладки пенопластовых плит, следует пройтись по полу. Если поверхность немного «гуляет», то необходимо снять слой утеплителя и убрать из-под него ранее незамеченный мусор. После того как утеплитель будет уложен и выровнен, его накрывают теплоизоляционной плёнкой.

Укладка теплоизоляции

  1. Укладка трубопровода. В качестве основания под трубопровод используют специальную плёнку, с заранее приготовленной разметкой. Разметка представлена бобышками – небольшими выступами, между которыми удобно укладывать трубы водяной системы. Достаточно положить пластиковую трубу между бобышками и немного её придавить, пока она не зафиксируется в полости между пазами.

Правильная схема размещения трубопровода

Если вместо специальной плёнки был использован простой армированный каркас, то к нему трубы крепят с помощью стандартных пластиковых хомутов или электротехнических кабельных стяжек.

Укладка трубопровода на специальную поверхность

  1. Монтаж коллекторного шкафа. Коллекторный шкаф необходим для того, чтобы собрать все коммуникации в одном месте. К данной точке подходят все трубопроводы, расположенные на полу. Также к данному шкафу подводят трубу подачи жидкости и трубу, по которой остывший теплоноситель заново попадает в котёл.

Предварительный монтаж трубопровода под коллекторный шкаф

  1. Залить стяжку и уложить напольное покрытие. Для большей крепости конструкции лучше всего использовать 2 армирующие сетки: под трубопроводом (в самом начале укладки пола) и над ним. Далее вся поверхность готового пола заливается бетоном. В стяжке не должно быть полостей и пустых пространств.

Наиболее популярны для такой системы металлопластиковые трубы с внутренним диаметром 16 мм. Они обладают длительным эксплуатационным сроком и с данной продукцией очень удобно работать.

После того, как стяжка будет готова, систему необходимо проверить, для чего включить котёл, нагреть воду и запустить насос, который подаст в систему теплоноситель. Если трубопровод не герметичен, то на бетонной стяжке сразу же появится пятно. К сожалению, в таком случае необходимо производить демонтаж пола и устанавливать его заново.

Очень удобно использовать в данной системе не котёл, а жар от банной печи. Единственным недостатком такой системы является невозможность предварительного прогрева помещения, ведь для нагрева жидкости необходимо растопить печь. Но при этом существует определённая экономия, так как необходимость в приобретении котла отпадает.

Почему мои полы не нагреваются?

Панельное лучистое отопление превратилось из фаворита гидротехнической промышленности 1990-х годов в признанную технологию, которая может обеспечить превосходный комфорт в различных областях применения.

Большинство из вас, читающих это, вероятно, спроектировали и/или установили несколько систем излучающих панелей. Во многих случаях эти системы предусматривали покрытие всей площади пола некоторыми деталями конструкции излучающих панелей: плита на уровне земли, тонкая плита, труба и плита и так далее. Это стало стандартной практикой в ​​отрасли и хорошо работает при установке лучистого теплого пола в домах со средней тепловой нагрузкой.

Однако по мере снижения расчетной тепловой нагрузки на единицу площади пола снижается и средняя температура поверхности пола. В очень хорошо изолированном доме средняя температура поверхности обогреваемого пола может быть всего на несколько градусов выше температуры воздуха в помещении. Причина в том, что пол не должен нагреваться, чтобы удовлетворить тепловую нагрузку, определяемую настройкой комнатного термостата.

Например: Рассмотрим помещение с расчетной тепловой нагрузкой 3000 БТЕ/час и соответствующей температурой воздуха 70F. Комната имеет размеры 20 футов на 15 футов. Если бы вся площадь пола была покрыта излучающей панелью, требование восходящего теплового потока при расчетной нагрузке было бы:

См. формулу 1

Среднюю температуру поверхности пола можно рассчитать по следующей формуле:

См. формулу 2

 Где:

T поверхность = средняя температура поверхности пола (ºF)

3

3  тепловой поток (БТЕ/ч/фут

2 )

T воздух = температура воздуха в помещении (ºF)

Таким образом, для приведенного примера:

См. Формулу 3

Эта температура на несколько градусов ниже чем нормальная температура кожи рук и ног. Инфракрасный термограф термически комфортной руки в На рис. 1 показана температура на кончиках пальцев от низких до средних 80-х.

Поверхность пола с температурой 75F может казаться слегка прохладной на ощупь этой рукой, даже если этот пол выделяет достаточно тепла, чтобы поддерживать в комнате температуру 70F.

Принуждение пола работать при более высоких температурах приведет к быстрому перегреву помещения и, вероятно, приведет к потере энергии из-за того, что жильцы откроют окна или иным образом заменят перегретый внутренний воздух более холодным наружным воздухом.

Кроме того, имейте в виду, что средняя температура поверхности пола 75F будет существовать только в расчетный день, когда наружные температуры находятся на самом низком уровне или близки к нему. Эта средняя температура поверхности пола будет еще ниже в условиях частичной нагрузки.

ВЗГЛЯД НА СВОЮ СТОРОНУ

Даже если пол с подогревом в здании с низким потреблением энергии может быть не таким теплым, как пол с подогревом в здании с более высоким энергопотреблением, он все же будет теплее, чем полы без подогрева в помещениях, отапливаемых системы принудительной вентиляции или плинтус из ребристых труб.

Кроме того, с точки зрения термического КПД источника тепла более низкая температура поверхности – это хорошо. Источники тепла, такие как конденсационный котел, водяные тепловые насосы и солнечные тепловые подсистемы, будут работать с высокой эффективностью в сочетании с низкой температурой воды. Чем ниже температура воды, тем выше КПД источника тепла.

Пол с температурой поверхности чуть выше температуры воздуха в помещении также менее подвержен перегреву из-за непредсказуемого внутреннего нагрева, например, вызванного солнечным светом или скоплением людей.

Потенциальная «ложка дегтя» заключается в том, что ожидания владельца относительно теплых на ощупь полов могут не сбыться. Как может подтвердить большинство из вас, невыполнение ожиданий клиентов является проблемой, даже когда система отопления работает с максимальной эффективностью.

Если клиент был проинформирован о том, что полы не будут теплыми, несмотря на то, что заданная температура в помещении все равно будет поддерживаться, и если он понял и согласился с этим рабочим условием, не должно быть никаких несбывшихся ожиданий. Однако, если клиент не может забыть обо всех этих уютных босоногих рекламах лучистого обогрева пола и все еще ожидает теплых полов независимо от нагрузки, результатом, вероятно, будет серьезное разочарование.

Возражение «а я платил за теплые полы…» обязательно будет услышано, и перспективы хороших отношений с клиентами катятся на юг. Тот факт, что установленный вами модифицированный котел работает с тепловым КПД 97%, а не 92%, вероятно, не сгладит ситуацию.

Я рекомендую серьезно поговорить с клиентами, которые рассматривают возможность использования подогрева пола в здании с низким энергопотреблением. Убедитесь, что вы объяснили, почему полы часто не кажутся теплыми на ощупь, и убедитесь, что вы внимательно выслушали любые опасения, которые они могут иметь по этому поводу. Если первичные инстинкты клиента к теплым поверхностям очень очевидны, подумайте о том, чтобы предложить ему некоторые из следующих альтернатив.

КОГДА МЕНЬШЕ ДАЖЕТ БОЛЬШЕ

Существует несколько альтернатив системам обогрева пола с полным покрытием, которые обеспечивают разумный баланс между эффективностью источника тепла и желанием владельца иметь теплые поверхности.

Один из них заключается в том, чтобы уменьшить площадь поверхности излучающей панели, не покрывая трубами всю площадь пола. Если бы размер излучающей панели в предыдущем примере был уменьшен вдвое, необходимый восходящий тепловой поток увеличился бы с 10 до
20 БТЕ/ч/фут 2 . Это приведет к увеличению средней температуры поверхности пола в условиях расчетной нагрузки с 75 до 80F. Эта более теплая температура поверхности пола, скорее всего, удовлетворит тех, кто ищет полы, на которых можно ходить босиком. Уменьшение площади панели до одной трети площади пола в помещении повысит среднюю температуру поверхности пола в условиях расчетной нагрузки примерно до 85°F, что является рекомендуемым максимумом для полов с длительным контактом ног.

Подход к проектированию, заключающийся в том, чтобы не покрывать всю площадь пола трубами, был обычным явлением в те дни, когда медные трубы использовались для систем лучистого обогрева пола (см. врезку). Каждая излучающая панель была рассчитана на нагрузку помещения с учетом определенного восходящего теплового потока и заданной температуры подаваемой воды.

Комната с половинной тепловой нагрузкой по сравнению с другой комнатой получит вдвое меньше квадратных футов площади панелей. Предполагая, что напольные покрытия имеют сравнимое значение R, такой подход позволяет системе работать с одной температурой подаваемой воды и устраняет необходимость в нескольких смесительных устройствах.

Другим вариантом, хорошо сочетающимся со зданиями с низким энергопотреблением, является потолочное лучистое отопление. Большинство обогреваемых потолков отдают более 95% своей тепловой мощности в виде теплового излучения. Они «светят» тепловым излучением в комнату так же, как светильник излучает видимый свет вниз.

Излучающие потолки с малой массой, такие как конструкция, показанная на рис. 3 , могут быстро нагреваться после холодного запуска. Они идеально подходят для помещений, где желательно быстрое восстановление после неблагоприятных условий. Низкая масса также означает, что они могут быстро приостанавливать выделение тепла, когда это необходимо, что помогает ограничить перегрев, когда происходит значительный внутренний приток тепла.

Для потолочной панели, сконструированной, как показано на рис. 3 , средняя температура воды 110°F может обеспечить нисходящую тепловую мощность около 28 БТЕ/ч/ч
т 2 . Рассмотрим эту панель, установленную в здании с низким энергопотреблением с проектной тепловой нагрузкой всего 10 БТЕ/ч/фут 2 . Панель должна покрывать только около 36 процентов площади потолка, чтобы обеспечить требуемую тепловую мощность. Это значительно снижает затраты на материалы и монтажные работы. Это также позволяет низкотемпературным источникам тепла достигать высокой тепловой эффективности.

Другим вариантом является система, использующая панельные радиаторы, а не излучающие панели, изготовленные на месте. Панельные радиаторы доступны в различных размерах и формах и, соответственно, в широком диапазоне тепловых мощностей. Наиболее распространенный подход к проектированию заключается в том, чтобы размер одинарного панельного радиатора соответствовал расчетной нагрузке типичного помещения, такого как спальня, ванная комната или кухня. Для больших помещений может потребоваться более одного панельного радиатора, подключенного параллельно.

Мое предложение заключается в том, чтобы размеры каждого панельного радиатора в системе соответствовали проектным требованиям к обогреву выделенного пространства при работе при температуре подаваемой воды не выше 120F. Это обеспечивает высокую эффективность работы низкотемпературных источников тепла. Это также увеличивает процент лучистой и конвективной теплоотдачи и устраняет любые опасения по поводу безопасности пассажиров, касающихся чрезмерно горячих поверхностей.

Панельный радиатор с температурой поверхности в диапазоне от 100 до 115F неизбежно заставит людей прижиматься к нему в холодную погоду. Это будет место, где будут храниться влажные варежки, перчатки и шапки для быстрой сушки. Возможно, самое главное, это решение для тех случаев, когда вы просто хотите положить свои замерзшие руки, ноги или ягодицы на теплую поверхность.

Рисунок 4. представляет собой инфракрасное изображение панельного радиатора, работающего при относительно низкой температуре воды. Обратите внимание на градиент температуры сверху вниз и на то, насколько он относительно равномерен по всей поверхности радиатора. Это свидетельствует о хорошо спроектированном изделии.

NO WORRIES

Я оставлю вас с последней мыслью о полах с подогревом с более низкой температурой поверхности. Я увидел, как люди, которых я сопровождал на протяжении многих лет, реагировали, когда им впервые сказали, что они находятся в помещении с подогреваемым полом. Многие присядут на корточки, положат руку на пол, а затем встанут с растерянным выражением лица. Затем они говорят что-то вроде «пол не теплый».

Затем я задаю вопрос: «Тебе удобно?» На что большинство отвечает «Да», а может быть, даже «Да, мне очень удобно». Последний совет, который я предлагаю, звучит так: «Если вам удобно, не беспокойтесь о том, как выглядит пол». Попробуйте это в следующий раз, когда вы познакомите кого-то с теплым полом. <>

Джон Зигенталер, дипломированный инженер, выпускник Политехнического института Ренсселера и лицензированный профессиональный инженер. Он имеет более чем 34-летний опыт проектирования современных систем водяного отопления. Он также является почетным адъюнкт-профессором инженерных технологий в муниципальном колледже Mohawk Valley в Ютике, штат Нью-Йорк. Примечание редактора: См. выступление Джона на саммите Modern Hydronics-Summit 2015 в Торонто 10 сентября 2015 г.

Реклама

Введение в теплопередачу | Поговорим о науке

Что такое тепло?

Подумайте обо всех способах, которыми вы можете что-то нагреть. Вы можете вскипятить воду на плите, быстро потереть руки или встать перед огнем. Но что такое тепла ?

Теплота относится к  тепловой энергии . Тепловая энергия возникает в результате движения крошечных частиц внутри всей материи. Все твердые тела, жидкости и газы состоят из мелких частиц, таких как атомов  и молекул. Эти частицы имеют кинетическую энергию и постоянно движутся. Когда эти частицы движутся быстрее, количество тепловой энергии увеличивается.

Тепло  это тепловая энергия , которая перемещается из одного места в другое. Тепло переходит от более теплых объектов к более холодным объектам. Поскольку тепло является формой энергии, оно измеряется в джоулей или иногда в калориях .

Предупреждение о неправильном представлении

Объекты не содержат тепла. Они могут содержать тепловую энергию.


Заблуждения о температуре (2012 г.) от Veritasium (3:58 мин.).

Так в чем разница между теплом и температурой? Температура  говорит нам, насколько что-то горячее или холодное. Температура — это измерение средней кинетической энергии объекта. По сути, это мера среднего движения частиц объекта. Температура измеряется в градусах по Цельсию , градусах по Фаренгейту или по шкале по Кельвину . Температура и тепло связаны. Тепло – это поток тепловой энергии между объектами с разной температурой.

Разница между теплом и температурой (Let’s Talk Science с использованием изображения Дмитрия Волкова через iStockphoto).

 

Знаете ли вы?

Калория – это количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 грамма воды на 1 градус Цельсия. Энергия пищи, которую вы едите, измеряется в калориях.

Как передается тепло?

Вы когда-нибудь держали в руках чашку горячего шоколада, находясь на улице на морозе? Когда вы держите горячую чашку, ваши руки становятся теплее. То, что вы испытываете, является передачей тепла от одного объекта к другому. Тепловая энергия от горячего шоколада передается вашим рукам.

Когда два объекта имеют разную температуру, происходит передача тепла. Более холодный объект становится теплее до тех пор, пока оба объекта не достигнут одинаковой температуры. Тепловая энергия всегда перетекает от более нагретого объекта к более холодному.

Тепло всегда переходит от более теплого объекта к более холодному (давайте поговорим о науке, используя изображение VectorMine через iStockphoto).

 

Тепло может передаваться тремя способами:

  1. Теплопроводность
  2. Конвекция
  3. Радиация

Кипячение воды в чайнике на плите — хороший пример процессов теплопередачи: теплопроводности, конвекции и излучения (Let’s Talk Science на основе изображения из инколы через iStockphoto).

 


Проводимость, конвекция, излучение (2015) Эврики (6:23 мин.).

Проводимость

Проводимость  происходит, когда материалы или объекты находятся в непосредственном контакте друг с другом. Молекулы более теплого объекта вибрируют быстрее, чем молекулы более холодного объекта. Более быстрые колеблющиеся молекулы сталкиваются с более медленными молекулами. Это заставляет более холодные молекулы вибрировать быстрее, и объект нагревается. Например, вы когда-нибудь сидели на крутом диване? Вы заметили, что сиденье стало намного теплее, когда вы встали? Тепло от вашей кожи передавалось к дивану посредством вибрации молекул.

Проводимость также может происходить внутри одного объекта. Подумайте о металлическом стержне, который только что ковырялся в камине. Конец стержня, который касался горячих углей, становится очень горячим. Энергия от горячего конца будет проходить через стержень к более холодному концу. В конце концов, температура всего стержня станет одинаковой. Вот почему важно надевать перчатки при обращении с горячим металлическим стержнем!

Человек, нагревающий металлический стержень у кузнеца (Let’s Talk Science с использованием изображения IconicBestiary через iStockphoto).

Некоторые материалы лучше других проводят тепло. Вы могли заметить это, гуляя по дому зимой. Вы когда-нибудь замечали, что ногам становится намного холоднее, если ходить по кафельной плитке в ванной, чем по ковру? Это происходит, даже если и плитка, и ковер имеют такую ​​же температуру, как и ваш дом. Однако плитка является гораздо лучшим проводником, чем ковер. При ходьбе по плитке от ног к полу уходит больше тепла, чем по ковру.

Теплопроводность  является мерой того, насколько хорошо материал проводит тепло. Материалы, которые хорошо проводят тепло, известны как проводники . Металлы, такие как серебро, медь и алюминий, являются проводниками. Материалы, плохо проводящие тепло и известные как изоляторы . Пенополистирол, снег и стекловолокно являются примерами изоляторов. Во многих домах есть теплоизоляция. Изоляция не позволяет домам терять слишком много тепловой энергии в окружающий воздух. Многие обычные предметы также обеспечивают изоляцию от воздуха, например холодильники, термосы и спальные мешки.

Поперечное сечение изолированной колбы (Let’s Talk Science с использованием изображения KajaNi через iStockphoto).

Знаете ли вы?

Повара любят использовать деревянные ложки, потому что дерево плохо проводит тепло. Это означает, что ложки не нагреваются слишком быстро и не обжигают руки.

Проводимость обычно происходит в твердых телах. Частицы в жидкостях или газах находятся дальше друг от друга, чем в твердых телах. Это облегчает движение молекул газа и жидкости. Так, жидкости и газы чаще передают тепло посредством конвекции.

Конвекция

Конвекция — это еще один способ передачи тепла. Конвекция  — это движение в газе или жидкости, вызванное разницей температур. Это движение передает тепло газу и жидкости. Молекулы в жидкостях и газах расположены дальше друг от друга и имеют больше места для перемещения, чем в твердых телах. Благодаря этому нагретые молекулы жидкости или газа могут физически двигаться. Это отличается от проводимости, когда молекулы просто вибрируют быстрее.

Нагрев кастрюли с водой на горелке является примером конвекции. Тепло передается молекулам воды на дне кастрюли посредством теплопроводности. Эти молекулы начинают двигаться быстрее. Вода на дне горшка становится менее плотной. Он возвышается над более плотной и прохладной водой. Поднимаясь вверх, вода уносит с собой тепловую энергию. Более холодная вода занимает свое место на дне кастрюли, где она нагревается. Это создает круговой цикл теплопередачи. Эта закономерность известна как конвекция.

Давайте поговорим о науке, используя изображение VectorMine через iStockphoto).

Конвекция играет очень важную роль в ветрах и океанских течениях. Например, воздух над сушей обычно теплее, чем воздух над океаном. Теплый воздух нагревается и поднимается вверх. Затем его заменяет более прохладный воздух над океаном. Мы ощущаем это движение воздуха как ветер.

Излучение — третий вид теплопередачи. В отличие от конвекции и проводимости, для излучения не требуется никакого вещества. Тепловое излучение — это передача энергии через электромагнитные волны . Электромагнитные волны переносят энергию через пространство. Тепловое излучение — это то, как Солнце нагревает Землю. Энергия Солнца распространяется волнами в пространстве, а не через атомы или молекулы. Другие теплые предметы, такие как тостер или ваше тело, также излучают тепловую энергию. Микроволновая печь также использует излучение для разогрева пищи.

Тепловое излучение на Землю исходит от Солнца (Источник: filo через iStockphoto).

Теплопередача в доме

Примером одновременного протекания всех трех процессов теплопередачи является обогрев или охлаждение дома.

  1. Теплопроводность может обогревать или охлаждать дом. Летом тепло передается от теплого воздуха снаружи в дом через стены или крышу. Зимой тепло передается от теплого воздуха внутри дома наружу через стену или крышу.
  2. В каждой комнате происходит конвекция. Более теплый воздух поднимается к потолку, а более холодный опускается к полу. Конвекция также является причиной того, что второй этаж дома кажется более горячим, чем подвал.
  3. Тепловое излучение Солнца нагревает крышу дома.