Кабельные системы обогрева используют следующие виды нагревательных кабелей: одножильные нагревательные кабели, двужильные нагревательные кабели и нагревательные маты. Долговечность системы обогрева определяется надежностью нагревательного кабеля. Любой нагревательный кабель состоит из нагревательной части и концов, которые служат для непосредственного подключения к электросети (термостата). Нагревательные маты изготавливаются из кабельных секций, которые закреплены за конкретным шагом на специальной сетке. Эта система значительно облегчает монтаж, а также дает возможность установки теплого пола прямо под плитку.

Системы отопления помещений в аспекте теплового комфорта и технологических требований

Человек при низкой физической активности выделяет 100-125 Вт тепловой энергии. Согласно закону сохранения энергии устанавливается определенное состояние равновесия между образованием и отдачей или аккумулированием тепла в организме человека при средней температуре тела 36,5-36,7 ° С. На процесс регулирования этой температуры влияет много факторов, задачей которых является достосовування количества тепла, отданного наружу, до температуры тела.

Таким образом, тепло отдается наружу разными способами: путем конвекции и проводимости (с поверхности кожи к окружающему), путем излучения с поверхности тела, испарением воды (потом) с поверхности кожи, дыханием, выделениями, во время еды и т.п.

Два последних фактора независимы от окружения и обеспечивают небольшой процент общего количества отданного тепла. Их можно не учитывать в балансе тепла, считая, что потери тепла человеческого тела соответствуют первые четыре процессы.

+++Тепловой дискомфорт у людей+++
Доказано, что ощущение тепловых впечатлений под влиянием изменений температуры воздуха вызываемые неодинаковой интенсивностью потока тепла, которое отдается отдельными участками тела человека. Решающее значение для ощущения комфортных (или дискомфортных) условий имеют голова, руки и стопы.

Человеческий организм имеет способность приспосабливаться (акклиматизироваться) к меняющимся условиям среды. Но все же существуют определенные параметры, которые определяют границы теплового комфорта, при которых человек не чувствует ни тепла, ни холода.

Общая характеристика этих параметров не является однозначным для индивидуальных случаев, потому что независимо от физических параметров среды на ощущение человеком теплового дискомфорта могут влиять такие факторы как одежда, пол, возраст, состояние здоровья "я, привычки или психическое состояние. Также учитывается суб "объективное восприятие тепловых впечатлений человеком при современных методах исследования степени теплового комфорта.

Например, по методике проф. Фангера (измерение интегрированные физических параметров с введением величины термоизоляцийности одежды измерителем типа СОМРУ - ТЕSТ), результат исследований интерпретирован в процентной шкале количества недовольных, а также обеспечения идеальных тепловых условий не исключает, что для 5% людей такие условия будут либо "теплые" , или "за холодный".

Кроме одежды и состояния физической активности на тепловые ощущения человека влияют четыре фактора, которые характеризуют теплоту среды:
1. Температура воздуха
2. Скорость потока воздуха вокруг человека. Эти параметры имеют решающее влияние на интенсивность отбора тепла от человека конвекцией (движение тепла вверх).
3. Температура излучения (общая), под этим термином следует понимать среднюю температуру поверхностей перегородок нагревательных приборов и предметов в помещении, которые находятся в поле так называемого "теплового обзора" поверхности человеческого тела. Этот параметр пов "связан с количеством тепла, выделяемого излучением.
4. Влажность воздуха.

+++Температура ощущения воздуха+++
В отоплении как показатель теплового комфорта используется так называемая температура ощущения.

Эта температура (tо) представляет пропорции утраченного человеком тепла путем конвекции и излучения и принимается в упрощенном виде как средняя арифметическая величина температуры воздуха (tj) и температуры излучения (tr).
tо = 0,5 (tj + tr), ° С
Величина этой температуры в нашей климатической зоне принимается в пределах 19 - 20 ° С. Так, при определенных условиях наступает эквивалентность температур воздуха и излучения.

Эта эквивалентность практически учитывается при:
расчета потребности тепла для отапливаемых помещений (использование приложения, увеличивает тепловую мощность нагревательного прибора в соответствии с количеством так называемых "охлаждающих препятствий") определения величины необходимой температуры в помещении при установке системы централизованного отопления.
Например, расчетная температура воздуха в комнате во время ввода в эксплуатацию централизованного отопления должно составлять:

- При применении конвекционных нагревательных приборов: для одной охлаждающей препятствия tj = 20 ° С, для четырех охлаждающих препятствий tj = 23 ° С,
Основное деление отопительного оборудования основывается на способах передачи тепла нагревательными приборами в отапливаемых помещений.

+++Отопление излучением и конвенциональное отопление+++

Отопление делится на отопление излучением и конвенциональное. Этот раздел возникает из пропорции потока тепла, которое отдается через нагревательные приборы в помещение.
Комментируя этот график, необходимо обратить внимание на линию, обозначенную "человек", которая определяет изменение пропорций тепла отдает человек в помещении, в зависимости от использованных нагревательных приборов. Поэтому при излучающих нагревательных приборах в результате повышения средней температуры в помещении, уменьшается доля тепла, которое теряет человек, путем излучения и наоборот.

Вопрос, какой вид обогрева помещений является полезнее - излучением или конвекцией, - постоянно способствует новым технологическим решения "связкам. Например, это касается установления производительности (к.п.д.) энергетического излучения тепла определенного типа нагревательного прибора или радиуса теплового воздействия нагревательного прибора.

Эти два вида поставки тепла дают разные результаты, которые практически могут вызывать приятные ощущения или тепловой дискомфорт.

Например, ощущение человеком потери тепла вследствие излучения в направлении холодных плоскостей (с поверхности печи) не может компенсироваться за счет более интенсивного поглощения других частей тела.

В таком случае меняем позицию нашего тела относительно источника тепла. Кроме того, интенсивное движение воздуха (даже достаточно нагретого по отношению к температуре в помещении) при тепловом ощущении можно отбирать как неприятный охлаждающий поток.

+++Температура поверхности нагревательных приборов+++
Если в отапливаемом помещении есть условия для хорошего самочувствия, то температура воздуха значительно не отклоняется от среднего (возможно равномерной) температуры воздуха окружающих поверхностей, а температура нагревательных поверхностей не слишком превышает температуру тела человека.

Поэтому чаще предпочитают плоскостное, низкотемпературному отоплению.
Повышение температуры нагревательного прибора, т.е. концентрация источника тепла в помещении, приводит к интенсификации и зонирование излучения тепла, увеличивая или интенсивность теплового излучения, или скорость движения воздуха в помещении. Очевидно, что при установлении температуры нагревательных приборов нельзя преувеличивать, ибо даже температура поверхности нагревательных приборов порядка 80-90 ° С, кроме ухудшения условий хорошего самочувствия, не является безопасной для здоровья.

Ограничения температуры поверхности нагревательных приборов вызвано тем, что при температурах выше 60 ° С начинаются процессы сухой дестиляции органических жидкостей и прижигание их на поверхности нагревательного прибора. Продукты этих процессов раздражают слизистые оболочки верхних дыхательных путей, вызывая ощущение сухости, особенно неприятные при заниженной относительной влажности воздуха в помещении во время морозов.

Необходимо обратить внимание на кривую идеального распределения температуры, которая подтверждает расхожее выражение: "Ноги в тепле, голова в холоде".

+++Системы отопления жилых помещений+++
На отдельных рисунках нанесены аналогичные кривые распределения температуры, характерные для определенных систем отопления. Кривая распределения температур при обогреве полом является наиболее приближенной к идеальной, а наиболее удаленная - кривая воздушного обогрева.

Понятие "плоскостное отопление" определяет систему отопления, при которой тепло в помещение передается через окружающие поверхности перегородок, т.е. через потолок, пол или стены. В этой "связи отопления делится на потолочное, напольное и настенное. Рисунок С иллюстрирует возможность размещения греющих элементов в перегородках помещения. В таких системах отопления большая часть тепла передается путем излучения, отсюда и название - отопление (обогрев) излучением.

Тепловые лучи с греющих поверхностей попадают на другие поверхности, которые также нагреваются и передают накопленное тепло частично излучением, а частично конвекцией.
Поскольку в помещении температура нагревательной поверхности повышена (температура излучения), можно соответственно снизить температуру воздуха. Это является основным преимуществом таких видов отопления как ввиду теплового комфорта, так и учитывая некоторое сезонное уменьшение потребления энергии.

Отопление излучением имеет следующие преимущества:
отсутствие выступающих частей нагревательных приборов, а отсюда - освобождение поверхности, предназначенной под нагревательные приборы, повышенный внутренний эстетический уровень и т.п.; улучшения гигиенических условий - уменьшения конвективного движения воздуха в помещении и распыления пыли, чистота нагревательных поверхностей, повышение уровня теплового комфорта, отсутствие прижигание пыли, возможность уменьшения сезонного потребления энергии свойствами саморегулирования, которые заключаются в самостоятельном изменении тепловой мощности нагревателей в результал изменения внутренней температуры помещения.

+++Система отопления излучением+++
К недостаткам отопления излучением можно отнести:
большая тепловая инертность по требованиям соответствующего эксплуатационного регулирования, отсутствие возможности будущих изменений величины нагревателя, большая инвестиционная стоимость по сравнению с другими системами отопления.

Применение в доме отопление излучением требует повышенного (высшей, по сравнению с нормативной) термоизоляции строительных конструкций. Примеры строительства в развитых странах с подобным климатом, растущие цены на энергоносители, прогресс в области учета потребления энергии убеждают в целесообразности уменьшения тепловых потерь дома, давая возможность получения выгод от энергосберегающих технологий в эксплуатационных затратах и относительно быструю амортизацию капиталовложений.

Основным требованием при обогреве полом есть ограничения средней температуры пола в зоне постоянного пребывания людей до величины tpmax = 28 ° С. Переходить границу этой температуры не рекомендуется, поскольку ухудшаются условия теплового комфорта (контакт ноги с полом). Слишком высокая температура пола может привести даже болезни ног. В ванных комнатах, полнофункциональный поясах допускаются несколько выше температуры (29-30 ° С).
Такие требования требуют ограничения тепловых потерь максимально до 60-80 Вт/м2, что не всегда возможно осуществить.

Тогда применяют комбинированные системы отопления - радиаторная-напольные. Могут использоваться электрические нагревательные приборы, которые будут работать как в пиковых ситуациях и как дополнительный источник тепла.
Для системы обогрева потолком нужно придерживаться необходимой для высоты данного помещения температуры поверхности потолка. Например, для помещений высотой 3 м эта температура не должна превышать 35 ° С. Такое требование возникает по ограничению максимальной плотности излучающего теплового потока на голову человека, находящегося в помещении (qmax = 12 Вт/м2).

+++Отопление нагревательными приборами+++
Такие нагревательные приборы чаще всего используются в отоплении.
С технологической точки зрения является важным, чтобы максимальная температура поверхности нагревательных приборов, которая контактирует с воздухом отапливаемых помещений, не превышала 70 ° С. Эти нагревательные приборы не должны также вызывать чрезмерной интенсивности теплового излучения на людей, которые находятся рядом.

Потребительские свойства применяемой системы решают, прежде всего, пропорции излучаемого тепла в помещение путем конвекции и излучения, различные конструкции нагревательных приборов можно классифицировать следующим образом:

Пластинчатые нагревательные приборы (плоские единичные) характеризуются в этой группе наибольшей степенью теплового излучения, доля которого составляет 30-35% общей тепловой мощности. Эти нагревательные приборы (неприкрытые) имеют наибольший тепловой радиус в группе.

Нагревательные приборы из ребер чугунных, стальных (или подобных по форме) в результате частичного теплового излучения с греющей поверхности дают меньшую долю тепла, которое передается путем излучения - 10-15%.

Нагревательные приборы с внутренними воздушными каналами с конструктивной точки зрения является переходной формой между примерами нагревательных приборов и конвекторами, доля излучаемого тепла составляет 4-8%.

Конвекторы (конструкции, в которых греющие элементы находятся в корпусе), как с гравитационным движением воздуха, обтекающего греющий элемент, так и с принудительным вентиляторным, можно отнести к обогрева чисто воздушного, в котором доля излучения тепла близка к нулю.

+++Отопление нагревательными конвекционными приборами+++
На рисунках представлены образцы конвекционных движений и температурный распределение в помещении при различных местах нагревательного прибора. Как видно из рисунков, при отоплении нагревательными конвекционными приборами имеет большое значение для температурного распределения местоположение прибора и наличие возможного его оснащения. Следующим важным критерием оценки отопления эффективность использования энергии, которая доходит до объекта.

Мерилом энергетической эффективности системы отопления Его общая тепловая производительность, определенная отношением количества энергии, которая была бы рассеяна из помещений в окружение во время отопительного сезона (при содержании в помещениях необходимой температуры в пределах теплового комфорта) к количеству тепла, которое в этот период приобретается системой отопления.

Практически общая производительность отопительной системы определяется на основании производительности составляющих, т.е.: производительность образования энергии, передачи энергии, излучения, регулирования.

Однако общим критерием оценки является то, чтобы использована система отопления соответствовала требованиям определенного инвестиционного намерения. Поэтому проектант должен иметь возможность выбора систем в соответствии с конструкцией и назначением здания, архитектурных требований, требований теплового комфорта или технологии, инвестиционной и эксплуатационной стоимости, условиям питания тепла, энергосбережения и экологических проблем, пожеланий и финансовых возможностей инвестора.