Выбор обогревателя
Климатическое оборудование -
Обогрев
Выбор и использование обогревателей
Потребность в обогреве появляется в силу необходимости компенсировать потери тепла в окружающую среду для поддержания заданной температуры в помещении. В течение года температура воздуха на улице значительно изменяется. При этом большую часть года человек чувствует себя комфортно совсем не при той температуре, что есть на улице. Летом нам жарко, зимой - слишком холодно. Для поддержания в помещении заданной температуры, когда внешняя температура слишком низка, используется тепловое оборудование. При этом часть выработанного им тепла теряется в окружающую среду. Мощность теплового оборудования должна быть достаточной, чтобы компенсировать потери тепла даже при самых худших условиях, то есть при минимальной наружной температуре.
Потери тепла из помещения происходят двумя путями: через элементы помещения (крыша, стена и т.д.) и через систему вентиляции и неконтролируемые утечки воздуха.
Потери путем теплопроводности
Величина потерь путем теплопроводности зависит от размеров поверхностей строения и от параметров теплоизоляции. Потери пропорциональны разности температур между воздухом в помещении и наружным воздухом.
Потери через вентиляцию
Вентиляция в помещении может быть либо принудительной, либо естественной. Система принудительной вентиляции состоит из агрегата, обеспечивающего приточную и вытяжную вентиляцию, что способствует утилизации тепла. Естественная вентиляция возникает из-за того, что теплый воздух легче холодного, он поднимается вверх и проникает наружу через открытые проемы и щели. Потери зависят от объема и температуры, до которой нагревается воздух.
Поскольку потери тепла вызывают потребность в дополнительном обогреве и увеличение расходов, очень важно постараться уменьшить эти потери всеми возможными способами
Оценка потребления энергии на обогрев
Чтобы оценить годовой расход энергии на обогрев, продолжительность обогревательного сезона и энергосбережение, можно использовать сезонную диаграмму.
По горизонтальным осям отложена температура наружного воздуха. Для каждой местности можно построить статистическую кривую, показывающую, сколько часов в году будет наблюдаться та или иная температура. Энергопотребление (то есть количество энергии за год, потраченное на поддержание заданной температуры) рассчитывается как сумма произведений текущей мощности на продолжительность работы обогревательной системы при данной мощности. Если провести на диаграмме линию, соответствующую, например, +20°С, то по пересечению данной линии и кривой сезонного изменения температур можно определить количество часов в году, когда требуется подвод тепла для нагрева до +20°С. Площадь между графиками наружной и желаемой температур пропорциональна полному годовому энергопотреблению.
Выбор оптимального обогревательного оборудования зависит от многих факторов, в том числе: объема помещения (~1 кВт на 30 куб.м), назначения помещения (жилая комната, спортивный зал, цех и т.д.), высоты потолка, основной причины потерь тепла (открытая дверь, плохая теплоизоляция и т.п.).
1. Обогрев небольших помещений
При обогреве небольшого помещения (например, жилой комнаты) важно следующее:
- быстрый и равномерный прогрев воздуха;
- поддержание заданной комфортной температуры;
- невысокая стоимость обогревателя.
Оптимальный выбор для помещений до 30 кв.м. - это масляный обогреватель или тепловентилятор.
Выбор, принцип работы и конструкция масляного нагревателя
Выбор, принцип работы и конструкция тепловентилятора
2. Обогрев помещений среднего и большого объема
Обычно помещения большого объема, требующие обогрева - это производственные здания, гаражи, строительные площадки. Поэтому основные требования к обогревательному прибору таковы:
- надежность в работе;
- крепкий корпус, защищающий прибор от повреждений и вибрации;
- достаточная мощность и небольшие расходы на единицу мощности прибора.
Чаще всего для обогрева больших помещений используют тепловые пушки - мощные тепловентиляторы с тэновым нагревательным элементом. Для регионов с низкой стоимостью топлива (природного газа, дизельного топлива и т.п.), а также, если требуется большая мощность обогрева, оптимальны обогреватели, работающие на жидком топливе.
Выбор, принцип работы и конструкция тепловой пушки
3. Обогрев помещений с высокими потолками, локальный обогрев, а также обогрев открытых площадок
Для помещений с очень высокими потолками, плохой теплоизоляцией и открытых площадок прогрев всего объема воздуха до комфортной температуры экономически очень невыгоден, а часто и невозможен. В этом случае целесообразно использовать инфракрасные обогреватели. Отличие от традиционных нагревателей состоит в том, что в первую очередь нагревается не воздух, а объект, находящийся в зоне действия прибора (полы, стены, мебель, человек). Инфракрасные лучи способны проходить большие расстояния с минимальными потерями энергии. Именно поэтому данные приборы особенно эффективны для полного или выборочного обогрева помещений с высокими потолками (стадионы, производственные помещения) локального обогрева (рабочие места в больших помещениях) обогрева открытых площадок (стадионы, открытые кафе) Использование инфракрасных обогревателей позволяет достичь огромного энергосбережения по сравнению с другими способами обогрева больших помещений.
Выбор, принцип работы и конструкция инфракрасного обогревателя
4. Защита от потерь тепла и сквозняков
Во многих случаях проблема заключается не в отсутствии нагревателя, а в постоянной потере тепла через часто открывающиеся двери и оконные проемы. Для предотвращения потерь тепла целесообразно использовать тепловые завесы. Тепловая завеса представляет собой мощный направленный тепловентилятор, обычно устанавливаемый над дверными проемами. При этом образуется так называемый тепловой щит, который не позволяет холодному воздуху проникать в помещение. Кроме того, тепловая завеса - это дополнительная защита от сквозняков и пыли. Значительно уменьшая потери тепла, тепловые завесы способствуют энергосбережению и значительно сокращают расходы на обогрев помещения.
Выбор, принцип работы и конструкция тепловой завесы
5. Уменьшение потерь тепла при обогреве
Хорошая теплоизоляция здания обычно приводит к уменьшению потерь тепла и энергосбережению, но вместе с тем существуют и другие пути снижения затрат на обогрев.
Выравнивание разности температур
Теплый воздух легче, чем холодный, поэтому он собирается под потолком. При этом возрастает вертикальная разность температур между полом и потолком. Температурный градиент представляет собой изменение температуры на единицу высоты и зависит от типа обогревательной системы. В комнатах с высокими потолками разница температур между зоной обитания и потолком часто значительна (около 10-15 градусов). При выравнивании разницы температур тепловые потери можно уменьшить до 30% и обогрев становится экономически более выгодным.
Инфракрасные обогреватели передают энергию в окружающую среду преимущественно излучением. Тепловая энергия с поверхности прибора, не поглощаясь воздухом, передается поверхностям и предметам в зоне действия прибора, нагревая их. В свою очередь, пол, стены, мебель и т.д. отдают тепло воздуху в помещении. Из-за малой разности температур нагрев воздуха будет незначителен. Поэтому при данном способе обогрева градиент температуры будет минимален (0.3 град/м).
При обогреве теплым воздухом или с помощью конвекторов возникают большие градиенты температуры. Установка потолочных вентиляторов является очень простым и недорогим способом выравнивания температуры. Теплый воздух прижимается из области потолка вниз, в зону пребывания людей.
Снижение температуры в помещении
Поскольку тепловые потери пропорциональны разности температур, одним из способов энергосбережения является снижение температуры внутри помещения. Однако при этом должен обеспечиваться комфортный тепловой режим. Уменьшению температуры на 1 градус соответствует 5% экономии энергии.
При использовании инфракрасных обогревателей в разных частях помещения (зонах) можно поддерживать различные температуры. Помещение в целом не обязательно должно иметь высокую температуру, если, например, рабочие места находятся на значительном расстоянии друг от друга. Точечный обогрев может рассматриваться так же, как и точечное освещение. Когда человек находится в зоне действия инфракрасного прибора, его тело будет непосредственно поглощать энергию излучения. За счет этого он будет ощущать более высокую температуру, чем реальная температура воздуха в помещении. "Ощущаемая" температура складывается из температуры воздуха и так называемой "лучевой добавки". Таким образом использование инфракрасных обогревателей позволяет снизить среднюю температуру воздуха в помещении при сохранении комфорта.
Можно снижать температуру воздуха в рабочем помещении в ночное время и по выходным.
Уменьшение утечек тепла
Большие потери тепла происходят через открытые двери. Сокращение времени открытия дверей приводит к уменьшению потерь тепла.
Другой способ уменьшения потерь - установка воздушных завес, которые предотвращают утечку тепла через открытые двери. Кроме того, завесы избавят Вас от сквозняков и пыли с улицы.
Утилизация тепла
Для уменьшения потерь через вентиляцию часть тепловой энергии, содержащейся в вытягиваемом воздухе, можно утилизировать. Простым способом будет непосредственное смешение части теплого вытягиваемого воздуха с приточным воздухом. Другой способ - использование теплообменного аппарата, который возвращает часть тепла в помещение. Утилизация тепла реализована в приточных установках систем центрального кондиционирования.
Равномерные температуры
При использовании стандартного термостата "ВКЛ/ВЫКЛ" температура колеблется вокруг заданной величины. Если требуемая температура не должна падать ниже 20, то средняя температура будет примерно 22°С. При использовании регулируемого симистором регулятора выходной мощности можно установить комнатную температуру на уровне 20°, при этом реальная температура не будет отклоняться от установленной. Уменьшению температуры на 1 градус соответствует 5% экономии энергии.
