Билет №37. Современные системы панельного отопления. Преимущества и недостатки. Расчет

Лучистым, как уже известно, называют способ отоп­ления, при котором радиационная температура помещения превышает температуру воздуха. Для получения лучистого отопления применяют греющие панели — отопительные приборы со сплошной гладкой нагревательной поверхно­стью. Греющие панели совместно с теплопроводами обра­зуют систему панельно-лучистого отопления. При исполь­зовании такой системы в помещениях создается темпера­турная обстановка, характерная для лучистого способа отопления. Итак, условиями, определяющими получение лучистого отопления в помещении, служат применение панелей и выполнение неравенства. При панельно-лучистом отоплении помещение обогре­вается главным образом за счет лучистого теплообмена между отопительными панелями и поверхностью ограж­дений. Излучение от нагретых панелей, попадая на поверх­ность ограждений и предметов, частично поглощается, частично отражается. При этом возникает так называемое вторичное излучение, поглощаемое предметами и ограждениями помещения. Интенсивность облучения отопительной панелью по­верхности различных ограждений помещения, полученными при замерах освещенности облучаемой поверхности свето­вой моделью панели. Ограждение, в плоскости которого установлена отопительная панель, получает путем вторич­ного излучения всего 9—12% общего лучистого потока. При расположении отопительной панели у наружной стены под окном или под потолком соответственно усиливается облучение пола (26%) или потолка (42%) помещения. Благодаря лучистому теплообмену повышается темпе­ратура внутренней поверхности ограждений по сравнению с температурой при конвективном отоплении и в большин­стве случаев она превышает температуру воздуха поме­щения.

Лучистое отопление может быть устроено при низкой (до 70°С), средней (от 70 до 250) и высокой (до 900 °С) температуре излучающей поверхности. Система отопления делается при этом местной и центральной. К местной системе относят отопление помещений панелями и отражательными экранами, если энергоноси­телями для них являются электрический ток и горючий газ, а также твердое топливо (при сжигании его в каминах). В настоящее время нормами предусмотрено применение излучателей при температуре их поверхности не выше 250 °С. В центральной системе панельно-лучистого отопления применяются низко- и среднетемпературные панели и от­ражательные экраны с централизованным теплоснабже­нием при помощи нагретых воды и воздуха, пара высокого и низкого давления.

Отопительные приборы размещают в потолке или полу, у потолка или стен помещения. Систему панельно-лучи­стого отопления соответственно называют потолочной, напольной или стеновой. Местоположение панелей и от­ражательных экранов выбирают на основании технологи­ческих, гигиенических и технико-экономических сообра­жений. Теплопередача только излучением возможна лишь в безвоздушном пространстве. В помещении лучистый теп­лообмен всегда сопровождается конвективным. Теплоиз­лучения распределяются по поверхности ограждений не­равномерно: по закону Ламберта они пропорциональны косинусу угла направления излучения к нормали излу­чающей поверхности. При этом вследствие различия тем­пературы поверхностей возникает движение воздуха в помещении, которое усиливается благодаря развитию нис­ходящих потоков воздуха у охлаждающихся поверхностей. В результате отопительная панель часть теплоты передает конвекцией воздуху, перемещающемуся у ее поверхности. Размещение отопительной панели в потолке затрудняет конвективный теплоперенос, и в теплопередаче панели теплообмен излучением составляет 70—75%. Греющая панель в полу активизирует теплоперенос конвекцией, и на долю теплообмена излучением приходится всего 30— 40%. Вертикальная панель в стене в зависимости от высоты передает излучением 30—60% всей теплоты, причем доля теплообмена излучением возрастает с увеличением высоты панели. Лишь потолочное панельное отопление, во всех случаях передающее в помещение излучением более 50% теплоты, могло бы быть названо лучистым. При напольном отоп­лении, а также почти всегда при стеновом в общей тепло­передаче панелей преобладает конвективный теплоперенос. Однако способ отопления — лучистое оно или конвектив­ное — характеризуется не доминирующим способом теплоотдачи, а температурной обстановкой в помещении.

Действительно, при низкотемпературных (26—38 °С), а следовательно, развитых по площади потолочных и на­польных панелях увеличивается температура поверхности ограждений помещения, и способ обогревания всегда отно­сится к лучистому. При стеновых же панелях в зависимости от их размеров и температуры поверхности способ отоп­ления помещения может быть отнесен и к лучистому, и к конвективному (если радиационная температура окажется ниже температуры воздуха). Однако по общности конст­руктивной схемы и способа отопления помещений потолоч­ному, напольному и стеновому панельному отоплению дается общее наименование — панельно-лучистое. В системах панельно-лучистого отопления применяют металлические панели с отражательными экранами и бе­тонные панели. Металлические панели предназначены для отопления широких производственных помещений, перекрытых фер­мами, не нуждающихся в усиленной вентиляции (механи­ческие, инструментальные, модельные цехи, ангары, склады и т. п. помещения). Излучающие панели, подвешиваемые в верхней зоне таких помещений, состоят из металличе­ского отражательного экрана с козырьками, к нижней поверхности которого прикреплены греющие трубы, а верхняя поверхность покрыта слоем тепловой изоля­ции. Конструкция подвесных панелей должна быть такой, чтобы теплоотдача излучением вниз составляла не менее 60% общей теплоотдачи. Только тогда достигается равномер­ность температуры воздуха по высоте помещений и эконо­мится тепловая энергия по сравнению с конвективным отоплением обычного вида, особенно воздушным. Бетонные панели с замоноличенными стальными грею­щими трубами применяются в стеновых системах панельно-лучистого отопления в основном в полносборных зданиях массового строительства. В год с панельным отоплением сооружалось жилых зданий площадью около 2 млн.м². Бетонные панели сейчас используются для отопления общественных и производственных зданий преимущест­венно с ограждающими конструкциями из стеновых панелей и плит, особенно когда к помещениям этих зданий предъ­являются повышенные санитарно-гигиенические требова­ния. Недостатками: систем панельно-лучистою отопления являются трудность ремонта замоноличенных греющих элементов, сложность регулирования теплоотдачи отопи­тельных панелей, увеличение бесполезных теплопотерь при размещении панелей в наружных ограждениях, повышение капитальных вложений (по сравнению с конвективным отоплением) при низкой температуре теплоносителя. Панельно-лучистое отопление применяют в жилых зда­ниях, общих комнатах на первом этаже детских дошколь­ных учреждений, в операционных, родовых, наркозных и тому подобных помещениях лечебно-профилактических учреждений, в помещениях и вестибюлях (теплые полы) общественных зданий. Отопительные панели используют также для обогре­вания основных помещений вокзалов, аэропортов, ангаров, высоких сборочных цехов.