Применение в квартирном отоплении лучистых и панельных систем
При лучистом отоллении тепло в помещение передается преимущественно излучением через отопительные панели в потолке, при панельном —от нагревательных плоских поверхностей отопительных панелей, располагаемых в стенах, перегородках и в полу (отопление греющим полом). Для жилых помещений средние температуры греющих поверхностей, °С, ограничиваются [13] следующими значениями:
В качестве теплоносителя, нагревающего теплоотдающие поверхности, в жилых домах целесообразно применять горячую воду и воздух, температуру которых можно менять в зависимости от температуры наружного воздуха и других факторов, определяющих тепловой баланс отапливаемых помещений (бытовые тепловыделения, солнечная радиация и т. п.).
При расположении отопительных панелей в потолке применяют системы с естественной циркуляцией. В других случаях, а также при отсутствии подвала, где можно было бы разместить генератор тепла, как правило, применяют системы с механическим побуждением.
В отечественной практике лучистое и панельное отопление для малоэтажных зданий не нашло широкого применения. Однако вследствие высоких санитарно-гигиенических и эстетических качеств и некоторых других преимуществ, например удачных конструктивных решений, когда элементы системы отопления совмещаются с конструкциями отапливаемого здания, лучистые и панельные системы для квартирного отопления могут представить определенный интерес.
На рис. 1.23 представлена схема лучистого квартирного отопления с теплоносителем водой и естественной циркуляцией. Основным элементом в этой системе отопления являются железобетонные плиты перекрытия, в которые При изготовлении заложен регистр из стальных труб диаметром 20 мм (предварительно опрессованный повышенным давлением). Змеевик, который обычно используют в системах лучистого отопления, в данном случае (при естественной циркуляции) применить нельзя из-за его большого гидравлического сопротивления.
При применении горизонтальных отопительных панелей с регистрами очень важно надежно удалять из них воздух. С этой целью регистр в панель перекрытия укладывают с уклоном не менее 0,003, в рассматриваемом случае (длина регистра около 4 м при толщине панели перекрытия 150 мм) этот уклон составляет 0,004. Стальные трубы отопления, закладываемые в железобетонную плиту, в определенной степени могут выполнять функции распределительной и рабочей арматуры.
Для уменьшения потерь тепла через отопительные панели утепление чердачного перекрытия должно быть повышенным. При расположении отопительных панелей в чердачном перекрытие расширительный сосуд размещают на чердаке с теплоизоляцией внешней поверхности или в утепленной будке. Присоединяют его к трубопроводу в данном случае так же, как в системах центрального отопления.
Схема лучистой системы отопления теплоносителем водой с естественной циркуляцией, представленная на рис. 1.23, достаточно проста как в сооружении, так и в эксплуатации, поэтому есть все основания для применения ее в отечественном малоэтажном жилищном строительстве.
Железобетонные плиты перекрытий имеют достаточную теплоаккумулирующую способность, что позволяет осуществлять топку этой системы с определенными перерывами. Поэтому эта система, как и система водяного квартирного отопления с увеличенной емкостью, может применяться при наличии топлива, требующего непрерывного наблюдения при сжигании.
На рис. 1.24 представлена разработанная ЦНИИЭП инженерного оборудования схема квартирного отопления с обогреваемым полом в двухэтажном квартирном доме (квартиры в двух уровнях). Обогрев пола Производится с помощью уложенного на плиты перекрытия и закрытого слоем монолитного бетона змеевика из полиэтиленовых труб низкой плотности диаметром 20 мм. Горизонтально уложенный змеевик обогревается горячей водой, циркулирующей с помощью механического побуждения; воздух из него выносится потоком воды, скорость которой должна быть в этом случае не менее 0,2— 0,3 м/с. Гидравлическое сопротивление системы около 15 кПа.
Горячая вода поступает параллельно в два змеевика, проложенные в междуэтажном перекрытии; выйдя из них, она проходит через нагревательные приборы и попадает в змеевики, расположенные в полу первого этажа.
В первом этаже квартиры тепло в отапливаемые помещения поступает с поверхности пола и потолка (от обогреваемого междуэтажного перекрытия), во втором— с поверхностей пола и дополнительно поставленных радиаторов. Последние были предусмотрены проектом, так как теплоотдача с поверхности пола вследствие ограниченности его температуры по санитарным соображениям оказалась недостаточной для возмещения теплопотерь помещений. Радиаторы установлены также в лестничной клетке и у входа.
Рассматриваемая система была рассчитана на максимальную температуру воды 80° С, практически же она выше 70° С не поднималась. При таких температурах и отсутствии облучения солнечным светом гарантируется сохранность труб из полиэтилена низкой плотности более 20 лет.
Положительные результаты испытаний и пятилетией эксплуатации рассмотренной системы дают основания как для дальнейшего применения пластмассовых труб в отопительной технике, так и для применения систем с обогреваемым полом.
На рис. 1.25 представлена схема лучистого квартирного отопления с теплоносителем воздухом и естественной циркуляцией. Горячий воздух от воздухонагревателя поступает в расположенные на чердаке разводящие каналы и по ним в каналы, находящиеся в конструкции перекрытия.
В качестве этих каналов могут, например, использоваться междубалочные пространства или пустоты в плитах перекрытия. Проходя по каналам в перекрытии, горячий воздух отдает свое тепло и нагревает поверхность потолка, которая передает тепло в отапливаемое помещение. Охлажденный воздух через вертикальные каналы, проложенные вдоль наружных стен и имеющие небольшую (80—100 мм) толщину, поступает в сборные подпольные каналы, проложенные вдоль стен, и далее в сборный подпольный канал, по которому он возвращается к воздухонагревателю. В тех случаях, когда перекрытие, по которому проходит горячий воздух, имеет большую теплоемкость (например, при выполнении его из железобетона), топка данной системы может проводиться с перерывами. Для уменьшения потерь тепла через наружные стены, по которым проложены каналы, стены могут дополнительно теплоизолироваться.
Особое внимание должно быть обращено на теплоизоляцию данной системы от чердачного пространства и герметизацию каналов в перекрытии. Испытание рассмотренной системы, проводившееся в США, показало ее работоспособность и надежность [27].
К недостаткам рассмотренных лучистых систем квартирного отопления с теплоносителем водой и воздухом при естественной циркуляции следует отнести сложность, а иногда и невозможность приведения в точное соответствие теплопотерь каждого помещения количеству подаваемого в это помещение системой отопления тепла, а также невозможность покомнатного регулирования отопления. Однако указанные недостатки при посемейном заселении квартиры не являются решающими (это проверено многолетней практикой эксплуатации печного отопления, для которого они также характерны).
Для предохранения систем лучистого и панельного отопления с теплоносителем водой от размораживания вместо воды может применяться незамерзающая жидкость (см. п. 1.3).
