Starojoša mājas apkure – labi aizmirsts vecs

Šajā rakstā: Izstarojošā apkure – 10 000 gadu vēsture; pirmās izstarojošās apkures sistēmas; Krievu plīts – infrasarkano staru ģenerators; cilvēka ķermeņa starojuma siltums; modernu mājsaimniecības izstarojošo apkures sistēmu veidi; beigās – apstākļi, kādos starojuma sildīšana būs izdevīgāka nekā konvektīva.

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

Apmēram pirms 200 gadiem mūsu māju apkures sistēmas sāka deģenerēties, gadu tūkstošiem iecienītās krāsnis un kamīnus sauca par arhaismiem, tos aizstāja ar ūdens sildīšanas sistēmu, kas dod konvektīvu siltumu. Gadsimta laikā izstarojošajam karstumam tika uzlikts krusts, tas tika norakstīts uz lūžņiem, tomēr pēdējā pusgadsimta laikā veiktie zinātnieku pētījumi parāda gluži pretējo – izstarojošais karstums tā raksturīgajās un vairākās īpašībās pārspēj konvektīvo siltumu. Mēs ierosinām izprast šo jautājumu un uzzināt, kāpēc starojuma sildīšana ir labāka nekā konvektīva.

Apkures vēsture – no starojošas uz konvektīvu un … atkal uz starojošu?

Tūkstošiem gadu pirmais un vienīgais apkures avots cilvēka mājoklī bija uguns, un pati apkures metode bija konvektīvā staru kūle. Ugunsgrēka laikā sadedzinot primitīvā plīts krāsnī un pēc tam, kad uguns bija kūpoša, no akmens portāla izdalījās infrasarkanie stari, un konvekcijas rezultātā telpā sasildījās gaiss. Acīmredzams šīs apkures metodes trūkums ir tas, ka, degot ugunim, mājoklis tika piepildīts ar dūmgāzēm, radot nepanesamu atmosfēru. Tāpēc māju jumtu augšpusē tika izveidots skursteņa caurums, caur kuru izplūda karsti dūmi un karstais gaiss, galvenā uzmanība tika pievērsta izstarojošai apkurei, jo tā intensitāte nebija atkarīga no gaisa sildīšanas pakāpes..

Pirms diviem tūkstošiem gadu tika izveidotas jaunas apkures sistēmas, kuru pamatā bija kanāli zem akmens grīdu virsmas, pa kuriem pārvietojās dūmgāzes no izkusušām krāsnīm, sildot grīdas ar savu siltumu (hipokausta (Dr. Roma), gloria (Spānija), ondol (Koreja), dikan (Ķīna) utt.). Tikmēr Eiropas iedzīvotāji izmantoja daļēji modificētu ugunsgrēka versiju – kamīnu, kas pārklāts ar bruģakmeņiem un uzkarsēts melnā krāsā. Tikai līdz 15. gadsimtam eiropieši uzlaboja akmens pavardu, pievedot tam izplūdes cauruli, kas izgatavota no koka.

Apkures sistēmas hipocaustApkures sistēmas hipocaust

17. gadsimtā Krievijas un Eiropas pils un pils kompleksos bija populāra “krievu apkures sistēma” – gaisa ieplūdes vārpsta aizskrēja tuvu krāsns sienai un gar to, kur gaiss tika sildīts un konvekcijas dēļ caur sazarotiem ķieģeļu kanāliem pacēlās uz telpām, kuras vajadzēja sildīt. Izdalījis siltumu, gaiss no telpām izplūda caur izplūdes kanāliem ārpus ēkas. Šīs konstrukcijas apkures sistēma pilnībā izslēdza iespēju dūmgāzēm iekļūt dzīvojamās telpās, kas tajā laikā bija pārsteidzoša zinātība. Šī apkures sistēma, ko sauca par “uguns-gaisa sistēmu”, baudīja pieaugošu popularitāti līdz 19. gadsimta vidum, taču līdz tās beigām tā vairs nebija pieprasīta, ko veicināja pastāvīgais zemfrekvences duncis gaisa kanālos, pārmērīgs gaisa sausums, putekļu degšana ar putekļu kvēpu nosēdumiem uz sienām un interjera priekšmetiem..

18. gadsimta beigās franču inženieris Žans Simons Bonemans izgudroja un uzbūvēja pirmo ūdens sildīšanas sistēmu, kurā dzesēšanas šķidruma cirkulācija tika veikta dabiskā veidā. Pusgadsimtu vēlāk Krievijā parādījās apkures sistēma ar dabisku dzesēšanas šķidruma cirkulāciju, kuru izstrādāja profesors Petrs Grigorjevičs Soboļevskis. Konvekcijas ūdens, tvaika un ugunsdzēšanas gaisa apkures veidi gadu no gada ir ieguvuši popularitāti, galvenokārt pateicoties tehnikas progresam, centralizētu dzesēšanas šķidruma sildīšanas avotu parādīšanai un attīstībai un to piegādei patērētāja objektiem. Par labu konvekcijas ūdens sildīšanai, tipisku daudzstāvu ēku liela mēroga būvniecībai ar minimālu fasāžu izolāciju, logu un durvju atvērumu zemas kvalitātes pārklāšanos – izstarojošā apkure ir efektīva tikai labi izolētā ēkā.

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

Tomēr pēc 150 gadiem zinātnieki atklāja, ka izstarojošā apkure cilvēkiem ir daudz tuvāk nekā gaisa konvekcijas sildīšana. Un ne tikai cilvēkam, bet arī sadzīves priekšmetiem, kā arī materiāliem, ko izmanto telpu iekšējā apdare.

Apkure mājās – realitāte

Vai kādreiz esat bijis ziemā neapsildāmā vai slikti apsildāmā telpā – skolas klasē, institūta lekciju zālē vai iestādes montāžas zālē? Reaģējot uz auditorijas neapmierinātību, pasniedzējs (pasniedzējs) nomierinās – neko, mēs elposim un pusstundas laikā būs silti. Un patiešām, pēc kāda laika tas kļūst siltāks, bet tā iemesls nemaz nav saistīts ar terminu “elpojams” – klātesošie telpas atmosfēru sasildīja ar termisko starojumu, ko radīja viņu pašu ķermenis. Infrasarkanie stari, kas rodas no auditorijā esošo cilvēku ķermeņiem, sasilda objektus, kas atrodas netālu no tiem, un, savukārt, tie paši rada starojumu, pārnesot to uz kaimiņu objektiem, un to virsmu siltumu – gaisā..

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

Ikviens objekts ar temperatūru virs absolūtās nulles Kelvina (vai –273,15 ° C) izstaro infrasarkanos starus. Jo augstāka ir objekta temperatūra, jo intensīvāks ir starojums – piemēram, cilvēka ķermenis normālā temperatūrā (no 36,6 līdz 37 ° C) ģenerē vidēja viļņa garuma infrasarkanos starus ar viļņa garumu no 5 līdz 25 mikroniem. Cilvēka enerģijas patēriņš infrasarkanajam starojumam tiek samazināts, ja paaugstinās vides temperatūra, bet ne gaiss, bet norobežojošās konstrukcijas (sienas, griesti un grīda) un mēbeļu gabali. Fakts ir tāds, ka gaisa vide ir caurspīdīga un caurlaidīga infrasarkanajiem stariem, attiecīgi, aukstās sienas un grīdas infrasarkano karstumu no cilvēku ķermeņiem iegūs pat istabas temperatūrā 25 grādi – tā ir starojoša siltuma apmaiņa, ko izskaidro Planck un Stefan-Boltzmann likumi.

Pilsētas iedzīvotāju paaudzes ir pieradušas pie dzīves apstākļiem ķieģeļu un paneļu mājās, ar dažādu veidu elektrisko konvektoru palīdzību cenšoties kompensēt ķermeņa infrasarkanās enerģijas patēriņu, kas iet uz norobežojošo konstrukciju sildīšanu. Pilsētnieku atmiņā bija neskaidra pārliecība par to, cik svarīgi mājā ir koka sienas, kuras spēj “elpot”, kompensējot gaisa mitrumu – patiešām šāda spēja ir nekrāsotiem kokmateriāliem un baļķu sienām, bet galveno lomu koka mājās spēlēja nevis viņi, bet gan krievs. krāsns.

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

Krievu krāsns masīvajai celtniecībai mājā tika piešķirta ievērojama vieta, tā lieliski noturēja siltumu un sildīja visu māju ar infrasarkano starojumu. Neviena ūdens vai gaisa sildīšanas sistēma nevar salīdzināt savas apkures iespējas ar krievu plīti! Starp citu, tieši radiālās sildīšanas metodes dēļ cepeškrāsnī ceptās preces izrādās daudz ēstgribu un garšīgākas nekā modernākajā krāsnī, kuras gatavošanas princips ir balstīts uz karstu gaisu (uguns-gaisa sistēma)..

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

Izstarojošās enerģijas īpašības no sildīšanas viedokļa izpētīja Jēlas universitātes laboratorija, kuru finansēja Džona Bartleta Pērča fonds – eksperimenta rezultāti, kuros piedalījās brīvprātīgie, bija ļoti atklājīgi. Pirmajā posmā subjekti tika novietoti nelielā telpā ar mākslīgi atdzesētām sienām, gaisa temperatūra tajā tika uzturēta ar ventilatoru sildītāju palīdzību 50 ° C līmenī – brīvprātīgie, tērpušies gaišās drēbēs, pēc uzturēšanās šajā telpā sūdzējās par ārkārtēju aukstumu. Otrajā posmā gaisa temperatūra tika apzināti pazemināta līdz 10 ° C, un sienas tika sildītas ar iekšpusē iebūvētu cauruļu palīdzību, caur kurām cirkulēja karsts ūdens – subjekti, tērpušies tikpat viegli, pārmērīgi svīst, kad viņi bija šajā telpā, viņi bija karsti..

Tomēr katrs no mums jebkurā laikā var pārbaudīt un personīgi izjust aukstuma un apsildāmo sienu “ziedošanu” “vampīrismam” – jums vienkārši jānāk klajā un jāstāv sienas priekšā. Ziemā jūs jutīsit aukstumu, kas nāk no tā, jo sienu veidojošais materiāls absorbēs no jums izstarotos infrasarkanos starus, vasarā jutīsiet siltumu, tas ir, jūsu ķermenis dienas laikā jau absorbēs infrasarkano starojumu, ko siena saņem no Saules..

Izstarojošo apkures sistēmu apraksts

Masīva plīts bija un joprojām ir ideāls izstarojošās apkures avots, tomēr dzīvoklī vai birojā, kā arī daudzās privātmājās šādu plīti ierīkot nav reāli. Apsveriet mūsdienu izstarojošās apkures sistēmas, kas ļauj iztikt bez šādas plīts – “siltas grīdas”, sienas un griestu izstarojošie paneļi.

Zemgrīdas apkures sistēmas atšķiras pēc konstrukcijas un apkures principa:

  • pie konvektīvām sistēmām pieder jebkuras sistēmas ar ūdens siltumnesēju, kā arī kabelis, kabelis ar siltumizolācijas plātņu ieklāšanu un plēve (sildīšanas paklāji – plāns kabelis, kas ievietots acs pamatnē);

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

  • starojuma siltumu rada oglekļa plēve (sildelements – grafīta sloksnes, kas noslēgtas poliestera plēvē) un pamatnes grīdas (to sildelementi ir izgatavoti arī no grafīta).

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

Uz sienām uzstādītie paneļi ir moduļu bloki, kas izgatavoti no vara caurulēm, karstais ūdens tajās darbojas kā siltumnesējs. Izstarojošā siltuma siltuma pārnese no sienas paneļiem ar cirkulējošu karstu ūdeni 40 ° C temperatūrā ir aptuveni 80%, atlikušos 20% veido konvekcija – tas ir saistīts ar pieļaujami augsto dzesēšanas šķidruma temperatūru, kas pārsniedz maksimālo līmeni, kas noteikts Eiropas standartos – 30 ° C “siltā grīdai”..

Vara moduļu bloki tiek uzstādīti uz sienas virsmas, izmantojot horizontālos vai vertikālos stieņu balstus, pirms tam uz sienas virsmas tiek uzstādīts izolācijas slānis ar alumīnija foliju. Pēc uzstādīšanas sienas paneļi tiek aizzīmogoti ar 350 mm ģipša slāni, pārklāti ar ģipša plātni vai citu cietu segumu. Papildus ārējai uzstādīšanai betona sienās var uzstādīt moduļu blokus izstarojošai apkurei – tie ir piestiprināti pie armatūras rāmja ar sekojošu ielešanu ar betonu.

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

Sienu paneļu priekšrocība ir zemāka siltuma inerce, salīdzinot ar “siltajām grīdām”, kas ir īpaši ērti ēkām ar periodisku apkuri. Jāatzīmē, ka efektīvai apkurei sienas paneļiem ir nepieciešama brīva vieta ap to sienu perimetru, kurā tie ir uzstādīti – ar lielu skaitu skapja mēbeļu ir neracionāli tos izmantot.

Pirmie izstarojošo griestu paneļu modeļi tika izveidoti ilgi pirms “siltajām grīdām” un sienas paneļiem, ražotāju interese par tiem tika skaidrota vienkārši – griesti un līdz ar to griestu paneļi atradās vistālāk no mājsaimniecībām, kas ļāva paneļus sildīt līdz augstām temperatūrām bez jebkādas kaitējums cilvēkiem. Mūsdienu griestu paneļu maksimālā temperatūra ir atkarīga no griestu augstuma – optimālā atšķirība starp gaisa temperatūru telpā un siju paneļa virsmas temperatūru ir 10 ° C. Mūsdienu griestu paneļi nav iebūvēti griestos – tie ir uzstādīti uz griestu virsmas, kas vienkāršo to uzstādīšanu un uzturēšanu.

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

Beigās

Konvekcijas apkures popularitāte mūsdienās ir saistīta tikai ar to, ka lielākajai daļai māju ir minimālas siltumu saglabājošās īpašības – agrāk tas neinteresēja projektētājus un celtniekus, jo viņu uzdevumi bija vērsti uz projektu izmaksu samazināšanu. Tādējādi mājas, kas kvēlo naktī infrasarkanajos detektoros, rada milzīgas apkures izmaksas un biežu kosmētisko remontu. Un tieši lielo siltuma zudumu dēļ caur logu atverēm sildīšanas radiatori tika uzstādīti tieši zem tiem – lai no ielas nonāktu auksts gaiss, kas nāk caur logu rāmju spraugām un caur to stiklojumu.

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

Konvekcijas apkure ļauj ātri un salīdzinoši lēti sildīt neizolētās telpas, taču tas neļauj izvairīties no gaisa izžūšanas, auksta gaisa līmeņa grīdas līmenī (siltākais gaisa slānis sakrājas pie griestiem), pastāvīga sienu pelējuma augšanas aukstajā sezonā (sakarā ar mitruma nogulsnēšanos uz to aukstajām virsmām) un bieža kosmētiskā remonta nepieciešamība – iepriekš minētie fakti ir nenoliedzami.

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

Ja mājas norobežojošās konstrukcijas ir izgatavotas no koka, ķieģeļiem vai dzelzsbetona, ārējā (ielas) pusē tiek veikta siltināšana (sendvičpaneļi, siltumizolācijas materiāli, kam seko apmetums utt.), Un loga un durvju atverēs tiek uzstādītas modernas durvis un logi ar pietiekamu daudzumu zemas siltumvadītspējas normas, tad sildīšanas problēmas risināšana ar izstarojošas apkures sistēmas palīdzību sevi attaisnos. No otras puses, izolējot norobežojošās konstrukcijas no istabas iekšpuses, ko īpaši bieži veic padomju laika celtniecības daudzstāvu ēkās, nav jēgas veidot apkures sistēmu uz infrasarkanās apkures, jo materiāls, no kura tiek izgatavotas sienas, nesasils un neizdalīs siltumu starojuma veidā, jo sienu virsmas ir termiski izolētas ar izolācijas materiāliem.

Starojoša mājas apkure - labi aizmirsts vecs

Ņemot vērā jaunās prasības ēku siltuma aizsardzībai, kas noteiktas SNiP 23-02-2003, izstarojošās apkures sistēmas var labi pārņemt vadību konvektīvās apkures jomā. Jebkura vecuma mājsaimniecībām būs daudz patīkamāk un noderīgāk uztvert noteikta viļņa garuma infrasarkanos starus, nekā atrasties gaisa “akvārijā” ar pastāvīgi aukstām sienām, piepildītām ar konvekcijas rezultātā uzsildītu gaisu un suspendētiem putekļiem.

Novērtējiet šo rakstu
( Vēl nav neviena vērtējuma )
Pievienojiet komentārus

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: