расчет системы отопления -обогревателями LUXOR

20.05.2019

Расчёт системы отопления керамическими обогревателями ТМ Luxor

Порядок расчета. Пояснения

Для правильной работы любая система, основанная на лучистом излучении, предполагает наличие в ней конвекционного компонента, так же, как и в любой конвекционной системе присутствует лучистый компонент. Но, чтобы точно определить мощность необходимой вам отопительной системы, надо знать основной способ теплопередачи – конвекционный или лучистый.
При конвекционном отоплении на обогрев 10 квадратных метров (м2) помещения при высоте потолков в 2,5 метра нужен 1 кВт тепловой мощности, а при лучистом отоплении, как утверждают специалисты, на обогрев 10 м2 требуется тепловая мощность 500 Вт (0,5 кВт). Однако в нормативных документах (СНиПах и ДБНах) вы не найдете однозначных чётких показателей касательно необходимой тепловой мощности лучистых обогревателей на 1 м2, потому что мощность отопительной системы конкретного помещения подбирается с учётом его теплопотерь и соответственно их восполнения.



(Рис. 1)


Тепловой дебет и кредит любого помещения или тепловой баланс выглядит приблизительно так: помещение получает тепло от системы отопления, работающих приборов, от самого человека, от приготовления пищи, от солнечной радиации, а теряет тепло нагревая воздух, который уходит через пол, крышу, ограждающие конструкции – стены, окна, двери – через щели или трубу. При этом, как правило, в отдельно стоящих зданиях, например, в частных домах, потери тепла несколько выше, чем в квартирах многоквартирных домов, так как в многоэтажках всегда есть соседи слева, справа, сверху и снизу, что значительно уменьшает теплопотери.
Так почему же на систему лучевого отопления даже частных домов закладывается 0,5 кВт электроэнергии на 10 м2, а не 1 кВт?
Первая причина кроется, в так называемой, «лучистой добавке». Лучистое отопление – это электромагнитное излучение, волны, которые передаются от нагревателя непосредственно к предметам и человеку. Тепловые волны излучают любые предметы, нагретые до определенной температуры. Человек – это тоже электромагнитная вибрационная система, излучающая волну. И как любая тепловая система он может терять тепло: через выделения (потоотделение), дыхание и теплоизлучение. За счет теплоизлучения, как известно, теряется 70% собственного тепла. Поэтому логично предположить, что это тепло надо восполнять, и лучше всего восполнять подобными же излучением. Поэтому в системе отопления, комфортной для человека, нужен не горячий воздух вокруг него, а нужны нагретые предметы, отражающие ему мягкое тепло в виде излучения. Ведь если человека будут окружать холодные стены и предметы, то он будет отдавать им свое тепло, а не наоборот.


(Рис. 2)


Для иллюстрации этого явления приведем довольно интересные данные одного эксперимента: люди, находящиеся в помещении с температурой воздуха в нём +50 0С, но со специально охлажденными стенам, мёрзли, тогда как при температуре воздуха +10 0С и нагретых стенах – им было жарко, а при температуре воздуха в помещении + 27 0С, но при температуре стен в +10 0С люди чувствовали себя намного хуже, чем при равной температуре воздуха и стен в + 18 0С.

Вот и получается, что благодаря «лучистой составляющей», то есть энергии, которую человек преобразует в тепловую, эффективная температура теплоощущения намного выше, чем та, которая будет в помещении при конвекционном отоплении. И при лучистом отоплении можно поддерживать в помещении общую температуру несколько ниже, чем при конвекционном, но всё равно чувствовать больший комфорт.
Так что плюсов у лучистых нагревателей много:
- экономия электричества при обогреве помещения,
- меньшая расчетная мощность отопления,
- лучшее ощущение комфорта, так как температуру в помещении достаточно держать на уровне 19-21 0С, тогда как при конвекционном эти показатели должны быть равны 24-26 0С.

Вторая причина – коэффициент воздухообмена (показывающий, какой процент воздуха в час уходит на улицу и замещается свежим). Он активно исследовался французскими и немецкими учеными, которые пришли к выводу, что при инфракрасной системе отопления, когда нет принудительного движения воздуха, он составляет 0,2?0,6, а при конвекционной может доходить вплоть до 4,6 (такой коэффициент возможен в помещениях, где слишком часто открывается дверь и наблюдается интенсивный воздухообмен). Соответственно, чем ниже коэффициент воздухообмена, тем меньше расходуется энергии на обогрев помещения.

Третья причина ¬– это градиент температуры по высоте помещения или, так называемый, естественный перепад температур. При лучистой системе отопления он составляет это 0,2–0,3 0С на 1 метр высоты, при конвекционной от 0,7 до 1 0С на 1 метр высоты.
При высоте помещения 2,5 метра при лучистой системе отопления мы получим температуру в +18 0С на полу и +19 0С под потолком, тогда как при конвекционной системе это будет +18 0С и 23-25 0С под потолком. То есть при конвекционной системе отопления часть энергии уходит на обогрев воздуха, скапливающегося в бесполезном подпотолочном пространстве, а, следовательно, и необходима большая электрическая мощность для поддержания комфорта в отапливаемом помещении.



(Рис. 3)


При выборе способа отопления помещения методика расчёта теплопотерь выполняется в соответствии с регламентными документами, где указан весь процесс теплотехнических расчётов (даются формулы и коэффициенты).

Но в повседневной практике мы используем более простой метод расчёта необходимой тепловой мощности для систем лучистого отопления, которая определяется по формуле:
Q = k x S, где

S – общая отапливаемая площадь с учётом коридоров, санузлов, кладовок в метрах квадратных (при высоте потолка 2,5 метра).
k — удельная тепловая мощность, Вт/м2

Таким образом, в среднем для квартир в зависимости от того, это угловая квартира или квартира располагаемая внутри здания, на обогрев квадратного метра закладывается мощность от 30 до 75 Вт.

К примеру: для дома площадью 60 м2 нужна мощность 3 кВт, это мощность необходимая для того, чтобы, когда за окном -20 0С в помещении было +22 0С, так как система работает всего 5-8 часов в сутки.

Металокерамические панели, которые производит компания «Философия тепла» под ТМ Luxor, для комфортного отопления помещения, совмещают в себе два типа отопления – они дают прямолинейный поток лучистого тепла от керамики и дополнительную конвекцию за счёт подсоса и нагрева воздуха между керамической панелью и металлическим кожухом, в котором находится керамическая составляющая обогревателя. Таким образом прогрев помещения происходит намного быстрее и экономнее, чем при обычной системе отопления.

Принцип работы и управление системой отопления ТМ Luxor

Лучистое тепло бывает разным по своим характеристикам. Оно подразделяется на коротко-, средне-, длинноволновое. Согласно закону Вина длина волны зависит от температуры излучающей поверхности: чем выше температура излучения, тем длина волны короче, а сама волна жёстче и вреднее.

(Рис. 4)


Так инфракрасные обогреватели потолочного типа с температурой выше 250 0С можно применять только в тех помещениях, где человек находится непродолжительное время – ангары, склады, коридоры и т.д., так как они дают жёсткое излучение, так как длина их волны меньше 2 мкм, а это очень вредно. Такая волна не проникает внутрь организма, задерживается кожей и вызывает разные патологии — экземы, дерматиты, бронхиты, астмы. Средневолновое тепло намного более благоприятно, но всё же самым физиологичным является тепло длинноволновое. Сам человек излучает спектр от 3 до 50 мкм, максимум, 9,6 мкм, что соответствует температуре излучающей поверхности от +35 до +40 0С. Панели излучают длину тепловой волны несколько ниже 9 мкм, но это абсолютно безопасно для человека.

Наша отопительная система устроена так: в помещение в зависимости от площади подбирается один или несколько обогревателей (методика расчёта описана ранее), обогреватель или обогреватели подключаются к электричеству через терморегулятор, который руководит отопительными панелями. Терморегуляторы ТМ Luxor предлагаются самые разные – от простых механических до программируемых и работающих удаленно через wi-fi (это позволит управлять температурой в помещении даже из другого города). На терморегуляторах в каждой из комнат выставляется необходимая температура в диапазоне от +8 до +23 0С (или выше).

Например, в доме три комнаты и кухня. В каждой комнате мы установим 4 обогревателя и 4 терморегулятора. Панели отопления включатся и будут работать до тех пор, пока не прогреют воздух до заданной температуры. (Если холодное помещение долго не обогревалось, то обогреватели могут работать до 2-х суток, пока не будет достигнут равномерный прогрев по всему объёму). Когда температура достигает заданного параметра, термостат отключает панели. Однако, температура на их поверхности не опускается моментально, так как они выполнены из керамики и имеют эффект теплонакопителя. Остывание керамических панелей происходит до 1 часа. Но при понижении температуры на 1-1,5 0С термостат снова включает обогреватели, которые работают 10-15 минут, восполняют тепловые потери и опять отключаются на 40-60 минут, в зависимости от тепловых потерь в помещении. Таким образом, панели работают в сутки от 5 до 8 часов, а не все 24 часа. Но надо помнить, что эти параметры соблюдаются в том случае, если правильно сделан расчёт необходимой мощности отопления и оптимально подобрано количество панелей с учётом теплопотерь конкретного здания и желаемого температурного режима внутри помещения.

(Рис. 5 (обогреватель ТМ Luxor))


Керамические обогреватели ТМ Luxor адаптированы практически под все объекты. Они изначально спроектированы так, что потребляют на 30-60% энергии меньше, чем конвекторы, котлы или масляные обогреватели. И за счёт установки терморегуляторов в каждой комнате отапливаемого помещения происходит перераспределение нагрузки на существующие электрические сети. При этом терморегуляторы по мере необходимости будут включать и выключать отопительное оборудование, поскольку каждая комната прогревается и остывает не одинаково. Такой принцип работы снижает нагрузку на электрическую сеть, которая уменьшается с коэффициентом 0,6 (коэффициент одномоментного включения). Это очень важно для сектора, где есть ограничения на входящую мощность в дом.

Чтобы правильно рассчитать возможность установки наших обогревателей, надо общую мощность обогревателей умножить на 0,6. Например, у вас в доме установлена входящая мощность 10 кВт. Вам нужно обогреть дом в 100 м2.

Выбираем мощность обогревателей на дом:
100 м2 х 0,05 кВт (50 Вт на 1 м2) = 5 кВт

Теперь 5 кВт х 0,6 = 3 кВт – это реальная нагрузка на вашу сеть, которая задействована в отоплении помещения при использовании электрических обогревателей ТМ Luxor.

При этом, при электрическом котле вам надо задействовать на дом в 100 м2 аж 10 кВт электроэнергии. Разница по нагрузке получается следующая:

10 – 3 = 7 кВт – это та мощность, которая остается свободной для использования в быту.

Вот и получается, что ни электрокотлы, ни конвекторы, ни масляные обогреватели не могут конкурировать с нашими отопительным оборудованием ни по комфорту, ни по потребляемой мощности, ни по эстетике, ни по гарантии (5 лет), ни по сроку службы (25 лет), ни по оплате за электроэнергию.

Примечание: если сделать сравнение с газовым или другими котлами, то по затратам на эксплуатацию на территории России мы ненамного сэкономим. Но по затратам на оборудование и установку экономия составит от 200 до 600%. И срок службы котлов и водоводяных систем не сравнится со сроком службы наших керамических панелей. Плюс котлы необходимо обслуживать, а воздух в трубах нельзя оставлять в морозы без прогрева. Наши же керамические обогреватели не могут быть разморожены ни при каком морозе.




(Рис 5) (Рис. 6 - керамический обогреватель ТМ Luxor)


Подсчет расходов и затрат при эксплуатации керамических обогревателей как дополнительной системы отопления

Керамические обогреватели ТМ Luxor могут использоваться не только как основное, но и как дополнительное отопление помещений, то есть там, где уже есть отопление, но его не хватает для комфортного тепла. Но и в том и другом случае всегда лучше знать, сколько мы будем расходовать в месяц денег на электроэнергию.
Возьмём за пример дом площадью 100 м2 и проведём расчёты:
- общая мощность обогревателей будет составлять – 100 х 0,05 = 5 кВт;
- время работы в сутки с учётом установки терморегуляторов в каждой комнате составит от 6 до 8 часов;
- количество дней в месяце в среднем – 30;
- тариф за электроэнергию в вашем регионе (в среднем возьмём 4 рубля за 1 кВт)
Итого сумма расходов за 1 месяц составит: 5 х 6 х 30 х 4 = 3 600 рублей.

Эта приблизительная сумма оплаты за электроэнергию за 1 месяц при использовании электрических энергосберегающих керамических обогревателей ТМ Luxor. Он может менять в зависимости от теплопотерь здания, помещения и температуры наружного воздуха. Но при их использовании вы всё равно существенно экономите на оплате коммунальных услуг и можете сами регулировать, какая температура будет в вашем доме. С нашими обогревателями вы сами становитесь хозяином тепла в помещении.

Какова польза длинной волны инфракрасного излучения для человека?

Сниженная оплата за коммунальные услуги и возможность выставления комфортного именно для вас температурного режима, это не единственные преимущества керамических обогревателей ТМ Luxor. Напомним, что основным принципом их работы является нагревание предметов при помощи длинноволнового инфракрасного излучения, а современные исследования в области биотехнологий показали, что именно длиннополое инфракрасное излучение имеет исключительное значение в развитии всех форм жизни на Земле. По этой причине его называют «биогенетическим лучами» или «лучами жизни».
Самый известный естественный источник ИК-лучей на нашей планете – это Солнце, а самый известный на Руси искусственный источник длинноволновых инфракрасных лучей – это русская печь. С первых дней жизни ребенка тепло тела матери согревает его – это тоже инфракрасное тепло, так как наше тело тоже само излучает длинные инфракрасные волны. При этом оно само нуждается в постоянной подпитке длинноволновым теплом. Если возникает дефицит этого тепла, на долго нарушена подпитка им тела человека, то организм оказывается ослабленным против атак различных заболеваний, общее самочувствие ухудшается, развивается быстрое старение.



(Рис. 7)


Так как постоянное тепло поглощение инфракрасного тепла способствует приливу сил и здоровью нашего тела, то человек интуитивно ищет его источники. А если нет возможности или времени «побыть на солнышке», то на помощь человеку приходят излучатели длинноволнового инфракрасного тепла. Компания ООО «Философия тепла» как раз и производит керамические обогреватели, которые работают в диапазоне ИК-излучения, которое соответствует излучению самого человеческого тела.
Выбирая электрические энергосберегающие панели ТМ Luxor, вы отдаете свой голос за перспективные, экономные и комфортные системы отопления.

ООО РК "Гармония и здоровье" - Анатольевич