Панельное отопление: достоинства и недостатки. Панельное отопление

Отличием панельных систем отопления от систем конвективных является то, что в них большая часть тепла передается посредством излучения. При этом комфортные температурные условия внутри жилых помещений создаются благодаря регулированию средних температур внутренних поверхностей внутри помещения, а не температур воздушных масс. В идеале система панельного отопления подразумевает регулирование средних температур всех окружающих поверхностей, но на практике регулируются температуры лишь небольшой части поверхностей. Так, изменение температур поверхности только одной стороны помещения (кубического) на 60С дает такой же эффект, что и изменение температур всех шести сторон на 10С.

Тепло может подводиться к поверхностям нагрева самыми разными методами. Однако вне зависимости от вида используемого теплоносителя (воздух, электричество либо вода) в панельных системах для обогрева в основном служат плоские поверхности самой конструкции помещения (стены, пол, потолок). В полу панели не должны нагреваться выше 30-400С, иначе они станут слишком горячими, и человеку сложно будет на них стоять. Максимально допустимые температуры поверхности потолка зависят от высоты помещения. Для стандартных высот помещений максимально допустимой можно считать величину в 500С.

Преимущества панельного отопления

Основным достоинством панельного отопления является уменьшение оптимальных температур воздуха внутри помещений, что снижает ощущения сонливости и вялости, которые зачастую сопровождают слишком комфортные температурные условия. Величины возможного понижения температуры воздушных масс в основном зависят от скорости их циркуляции в помещении. Так, если интенсивность вентиляции больше, оптимальные комфортные температуры воздуха могут быть снижены на 5 град. ниже тех значений, которые обычны для конвективного отопления. Однако для большей части жилых помещений и небольших зданий, в которых присутствует естественная вентиляция, интенсивность вентиляции невелика. В связи с этим температуру воздуха здесь можно снизить лишь на 2 или 1 градус.

Возможность снижения температуры воздуха дает еще такое дополнительное преимущество, как значительное уменьшение тепловых затрат, требуемых на нагрев приходящего снаружи воздуха до комнатных температур. Специалисты подсчитали, что панельное отопление, используемое в хорошо вентилируемом помещении, дает от 10% до 20% экономии в сравнении с конвективными отопительными системами. Следует учесть, что когда в помещении воздухообмен осуществляется через фильтры, то экономии не получается, поскольку в такой системе слишком маленькая интенсивность вентиляции.

Кроме того, панельное отопление экономит полезное пространство – все его тепловыделяющие элементы располагаются внутри ограждающих конструкций прогреваемого помещения. Не лишним будет упомянуть и о более равномерном обогреве и отсутствии эффекта холодных стен (чего нет в конвективном отоплении).

Недостатки панельного отопления

Панельное отопление медленно реагирует на изменение нагрузок. Этому виду отопления присуща плохая ремонтопригодность, ограниченность площадей при полной нагрузке. В некоторых регионах из-за недостатка практики и опыта высокая стоимость изготовления, монтажа и отладки данных систем.

В ходе проектирования панельного отопления самым важным фактором является определение места размещения отопительных панелей.

Панели в полах с точки зрения тепла менее эффективны, нежели потолочные, т.к. ограничение максимальных температур тридцатью градусами уменьшает тепловыделение отопительных панелей примерно вдвое от его величины для потолочных панелей таких же размеров. Потолочные панели еще и тем выгоднее, что в них большая часть тепла передается излучением, т.е. подобная система более приближена к более эффективной системе отопления – лучистой, нежели к системе отопления конвективной.

Панельное отопление - эта система отопления обеспечивает подачу тепла в помещение посредством нагреваемых плоских поверхностей - отопительных панелей, которые могут располагаться в стенах, на потолке или в полу (рис. 1).

Рис. 1. Схемы панельного отопления:
1 - подающий трубопровод; 2 - горизонтальные трубчатые нагреватели, скрытые в стене;
3 - вертикальные трубчатые нагреватели.

Обычно панельные системы изготавливаются из бетона, в который заделывается нагревательный элемент в виде трубопровода, по которому циркулирует вода, тосол, антифриз или пар. Подвод тепла к поверхностям нагрева может быть разным. При электрическом обогреве панелей задействованы проводники с высоким удельным сопротивлением или наклеиваемые на панель токопроводящие материалы (обои, резина и т. п.).

К устройству панельной системы отопления предъявляются определенные требования. Например, панели в полах не должны нагреваться выше 40°С, оптимальная температура для них 30°С. В противном случае полы будут настолько горячими, что на них невозможно будет стоять. Максимально допустимая температура поверхности для потолка 50°С, хотя это будет зависеть от высоты помещения.

Оптимальным считается размещение отопительных панелей в наружных стенах, особенно в подоконном пространстве. Это позволяет нейтрализовать действие потоков ниспадающего холодного воздуха и повысить температуру внутренних поверхностей ограждающих конструкций. Чтобы снизить потери тепла, при устройстве отопительных панелей следует использовать теплоизоляционную прокладку (пеностекло, пенобетон и т. п.).

Панельные системы большую часть тепла передают посредством излучения, при этом комфортные температурные условия создаются за счет регулирования средней температуры внутренних поверхностей в помещении, а не температуры воздуха.

Желательно, чтобы при панельном отоплении можно было регулировать среднюю температуру всех окружающих поверхностей. Но обычно на практике удается регулировать температуру только небольшой части всей поверхности. Например, изменение температуры поверхности одной стороны кубического помещения на 6°С дает такой же результат, какой достигается при изменении на 1°С температуры всех шести поверхностей комнаты (стен, пола и потолка).

У данного типа отопления есть ряд преимуществ. Так, при панельном отоплении можно снизить температуру воздуха внутри помещения до наиболее приемлемого показателя, тогда как в других случаях, например при центральном отоплении, это сделать невозможно - в результате в теплую погоду температура воздуха в жилом помещении поднимается выше положенной нормы, что вызывает у людей вялость и сонливость.

При панельном отоплении температуру в случае необходимости можно понизить до желаемой. Степень снижения температуры воздуха в этом случае зависит от скорости циркуляции воздуха в помещении - при интенсивной вентиляции оптимальная температура воздуха может быть на 5°С ниже обычного значения, при малой же интенсивности вентиляции (в помещениях с естественной вентиляцией) возможно снижение температуры воздуха на 1-2°С. Возможность регулирования температуры воздуха не только благоприятна для самочувствия жильцов дома, но и позволяет существенно экономить тепловые затраты - панельное отопление в сравнении с отопительными системами конвективного типа при хорошей естественной вентиляции в помещении дает 10-20% экономии. В случае если проветривание помещения происходит через фильтры, интенсивность вентиляции очень мала и экономить не удастся.

Еще одно достоинство панельного отопления - возможность спрятать тепловыделяющие элементы внутри конструкций, ограждающих помещения. Благодаря этому экономится полезное пространство, облегчается поддержание чистоты и обеспечивается более равномерный обогрев, поскольку нет холодных стен, как при конвективном отоплении.

Недостатки панельного отопления - плохая ремонтопригодность, медленная реакция на изменение нагрузки, а также ограниченность площади при полной тепловой нагрузке. Кроме того, стоимость изготовления, установки и отладки этих систем достаточно высока, особенно если прибегать к помощи специалистов.

В Европе отопительные панели предпочитают устраивать на потолке, в США - в полах. В странах СНГ также более распространено устройство теплого пола, которое со строительной точки зрения хорошо устанавливать в домах без подвальных этажей и с бетонными полами. Но если подходить с точки зрения тепла, более эффективно устройство потолочных панелей. В отношении теплых полов имеется ограничение максимальной температуры (30°С), что снижает тепловыделение отопительной панели до половины от его величины, тогда как потолочные панели можно разогревать до 50°С. Кроме того, потолочные панели большую часть тепла передают излучением, как при лучистом отоплении, которое считается самым эффективным среди прочих видов отопительных систем.

Теплые полы распространены преимущественно в местностях с мягким климатом, где потери тепла из помещения невелики. Чаще всего применяются дешевые отопительные системы с газовым воздухоподогревателем, который устанавливается в подвальном помещении. Система работает по следующей схеме: прохладный комнатный воздух опускается к воздухоподогревателю, проходит мимо его внешних нагреваемых поверхностей, а затем возвращается в комнату через встроенные в пол решетки. Такие отопительные системы полностью автономны, стоят не очень дорого и легко монтируются. Однако они плохо регулируются и может возникнуть опасность чрезмерного нагрева поверхности полов. С таким отоплением также трудно обеспечить равномерный обогрев всего жилого пространства.

В регионах, где зимой температура опускается ниже -30°С, для обогрева частного дома рекомендуется устраивать комбинированную отопительную систему - например, водяные теплые полы в сочетании с радиаторами и т. п.

Система панельного отопления

В отличие от конвективных систем отопления, которые обсуждались в предыдущих разделах, в панельных системах большая часть тепла передается излучением. При этом комфортные температурные условия в жилых помещениях создаются за счет регулирования средней температуры внутренних поверхностей в помещении, а не температуры воздуха . В идеале при панельном отоплении должна регулироваться средняя температура всех окружающих поверхностей, однако на практике регулируется температура только небольшой части полной поверхности; так, изменение на 6°С температуры поверхности одной стороны кубического помещения дает тот же эффект, что и изменение на 1°С всех шести сторон. Методы подвода тепла к поверхностям нагрева могут быть самыми разными, однако независимо от того, какой теплоноситель используется - воздух , вода или электричество , - в большинстве панельных систем для обогрева служат плоские поверхности конструкции помещения, т.е. потолок, пол или стены. Панели в полах не должны быть нагреты выше 40°С, а лучше 30°С, поскольку в противном случае они будут слишком горячими, чтобы на них стоять. Максимальная допустимая температура поверхности потолка зависит от высоты помещения, однако величину 50°С можно считать максимально допустимой для обычных высот помещений.

Достоинства

Основным преимуществом панельного отопления является снижение оптимальной температуры воздуха внутри помещения наряду со снижением ощущений вялости и сонливости, которые часто связывают с комфортными температурными условиями. Величина возможного снижения температуры воздуха зависит в основном от скорости циркуляции воздуха в помещении; при больших интенсивностях вентиляции оптимальная комфортная температура воздуха может быть на 5°С ниже значений, обычных для конвективных систем отопления, однако для помещений, в которых интенсивность вентиляции мала, что характерно для жилых помещений или небольших зданий с естественной вентиляцией, возможное снижение температуры воздуха составляет лишь 1-2°С.

Дополнительное преимущество пониженной температуры воздуха состоит в снижении тепловых затрат на нагрев до комнатной температуры приходящего снаружи воздуха, поэтому использование панельного отопления в хорошо вентилируемых помещениях, дает, как правило, от 10 до 20% экономии по сравнению с отопительными системами конвективного типа. Однако, если воздухообмен в помещении происходит через фильтры, экономии не получается, так как интенсивность вентиляции в такой системе слишком мала.

Дополнительными преимуществами панельного отопления являются его скрытность (тепловыделяющие элементы находятся внутри ограждающих конструкций помещения), экономия полезного пространства, чистота, более равномерный обогрев и более комфортные условия из-за отсутствия эффекта холодных стен, как в случае конвективного отопления.

Недостатки

К недостаткам отопительных панелей относятся медленная реакция на изменение нагрузки, плохая ремонтопригодность и ограниченность площади при полной тепловой нагрузке. В некоторых местностях из-за недостатка опыта также высока стоимость изготовления, установки и отладки этих систем.

При проектировании системы панельного отопления основным и, вероятно, наиболее важным фактором является выбор места расположения отопительных панелей. В Европе предпочитают потолочные панели, а в США шире применяется размещение отопительных панелей в полах. Со строительной точки зрения, отопительные панели в полах можно очень просто установить в домах без подвальных этажей с бетонными полами, с чем, очевидно, связано их широкое распространение в США. С тепловой точки зрения, панели в полах менее эффективны, чем потолочные, поскольку ограничение на максимальную температуру (30°С) снижает тепловыделение отопительной панели приблизительно до половины от его величины для такой же потолочной панели при температуре 50°С. Другое преимущество потолочных панелей состоит в том, что большая часть тепла в них передается излучением, следовательно, такая система ближе к более эффективной лучистой, чем к конвективной системе отопления.

БАТАРЕИ

Батареи (радиаторы, коллекторы) являются самым часто используемым способом распространения тепла. Их установка стоит достаточно недорого, и они чутко реагируют на изменения в потребности в тепле, например, когда солнце сильно печет. Но список недостатков достаточно длинный.

1. им требуется воды высокой температуры. То есть, чтобы котел работал с максимальным КПД. Солнечные коллекторы, задействованные в системе отопления, могут поддерживать котел только на низких температурах. То есть совмещение батарей и солнечных коллекторов неэффективно.

2. батареи должны располагаться в комнате достаточно свободно, что, конечно же, влияет на внешний вид помещения. Но закрывать их чем-либо не рекомендуется, так как это снижает их эффективность.

3. батареи представляют собой конкретные точки подачи тепла. То есть,в помещении при нахождении у батареи значительно теплее, чем в других частях помещения.

4. производимое батареями излучение варьируется в зависимости от вида конструкции, но по большей части невелико.

ОТОПИТЕЛЬНЫЕ ПЛИНТУСЫ

Отопительные плинтусы представляют собой медные трубы, которые идут по стенам на высоте плинтуса. Таким образом, у стены создается теплый тамбур, который нагревает стены. Стены же, в свою очередь, отдают тепло помещению в виде излучения. Именно теплоту излучения используют в качестве аргумента продавцы. Но сколько на самом деле составляет доля излучения становится понятно, когда излучающую стену сначала нагревают посредством конвекции. Ученые рассчитали, что это примерно 10-50%

Преимущество: они не загромождают пространство так, как батареи.

Недостаток: необходимы достаточно высокие температуры.

ПАНЕЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

При панельном отоплении (пол, стены или потолок) нагревающая поверхность значительно больше. Относительно невысокой может быть температура поверхности, а, следовательно, и температура работы котла. Помимо этого панельное отопление имеет еще один эффект: благодаря высоким средним температурам покрова поверхности температура воздуха ниже на один - два градуса, а соответственно потеря тепла при проветривании ниже. Если наружная поверхность (стены, пол, междуэтажное перекрытие) используется для панельного отопления, необходимо подумать о ее хорошей изоляции. Иначе потеря тепла превысит указанную выше выгоду. Очень часто, когда говорят про панельное отопление, используется слоган: «излучаемое тепло - как солнце греет кожу». При это следует учитывать следующее: В домах с хорошей изоляцией необходимая температура поверхности нагрева такая невысокая, что поверхность нагрева такой и не кажется. Хотя теплота излучения присутствует, ее не так легко почувствовать. И пол, оснащенный панельным отоплением, на ощупь может казаться холодным.

ТЕПЛЫЙ ПОЛ

Самым важным критерием при установке теплого пола является тот факт, что температура поверхности может составлять максимально 29 градусов. Более высокая температура не физиологична и ее следует избегать в жилых помещениях. В домах с плохой изоляцией мощности теплого пола может не хватить для поддержания комфортной температуры. В этом случае дополнительно придется установить обычные батареи, которые будут поддерживать тепло в особо холодные дни. Теплый пол нагревается достаточно медленно, так как сначала должен нагреться нижний слой, бесшовный пол. Исключение составляют те случаи, где бесшовный пол либо отсутствует, либо очень тонок.

Обычно на бесшовный пол выкладываются многослойные трубы (полиэтилен - алюминий - полиэтилен). Но можно крепить отопительные трубы при помощи специальных металлических пластин непосредственно к половицам.

НАСТИЛ

В принципе, можно использовать все, что угодно: доски массива и пробку. Но следует заметить, что чем выше теплопроводность настила пола, тем больше тепла отдает пол и тем меньше потери тепла. Поэтому лучше всего теплый пол взаимодействует с керамическим покрытием. При использовании других покрытий необходимо помнить, чтосопротивление пропуску тепла не должно превышать 0.18 m кв. Kельвин/Ватт. Для дерева это означает: чем тоньше, тем лучше. При использовании половиц из настоящего дерева следует помнить, что под влиянием тепла дерево высыхает, и могут образоваться щели. Подходит ли покрытие для использования теплого пола, лучше уточнить у производителя.

СТЕННОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Сидящий или стоящий человек получает отраженное тепло как от стенного отопления, таки от теплого пола, но поверхность воздействия стены больше. Поэтому стенное отопление очень эффективно. Другим плюсом является низкая инерция стенного отопления по сравнению с бесшовным полом, сопровождающим теплый пол. К сожалению, установка стенного отопления требует больших затрат и трудоемка. Да и гвозди в такую стену забивать нельзя.

Чтобы определить положение отопительных труб существуют специальная термопленка,которая меняет цвет, когда находится вблизи трубы. Но иногда можно обойтись и без термопленки. Можно намочить стену из пульверизатора.

Вода высохнет сначала там, где проходят трубы отопления. В обоих случаях лучше сначала выключить отопление и подождать пока стена остынет. Тогда положение труб будет определено более четко. К таким стенам можно ставить мебель, но эффективность отопления от этого снижается.

УСТАНОВКА

Трубы крепят к стенным панелям специальными клеммами.Зачастую используются соединения разнослойных труб. Лучше всего нагревают стену медные трубы. Но ихтепло поглощается цементом, поэтому использовать их можно только с обычной штукатуркой.Специальный метод армирования труб отопления и соединения их со штукатуркой предотвращает появление трещин, причиной которых может быть воздействие высокой температуры.

ОТОПЛЕНИЕ КРЫШИ

Этот метод представляет собой альтернативу прежде всего для крутых крыш. Вдоль фронтонных стен зачастую расставляют шкафы, поэтому они не подходят для отопления. Но поверхность крыши должна быть хорошо изолирована, чтобы избежать больших потерь тепла при этом методе отопления. Да и гвозди с болтами не представляют собой проблему на скатах крыши.

ПОТОЛОЧНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Потолочное отопление предлагает наивысшую степень излучения, так как не нарушает естественное расслоение воздуха (сверху теплый, снизу холодный). Однако такое разграничение может быть физиологически неприятным: холодные ноги и горячая голова. Поэтому потолочное отопление используется крайне редко.

СМЕШАННЫЕ СИСТЕМЫ

Можно без проблем установить смешанную систему из радиаторов и панельного отопления. Так как для батарей и панельного отопления используются разные температуры, то отопительный котел сначала надо выставить на максимальную температуру для прогрева радиаторов.

Термостатический трех- или четырехлинейный распределитель подает низкие температуры в панельное отопление благодаря подмешиванию обратной воды на втором нагревательном контуре. Но для второго контура необходим циркуляционный насос, который обойдется примерно в 1000 рублей в год дополнительных расходов. Такие плюсы панельного отопления как низкие температуры работы отопительного котла и использование солнечных батарей использовать для смешанных систем нельзя.

Среди множества вариантов построения систем отопления, работающих от электрической сети, все большим спросом пользуется панельное отопление. Даже для неспециалистов интуитивно понятно, что отопительные приборы в этих системах должны представлять собой некие панели, которые обеспечивают комфортный температурный режим.
Если быть совсем уж точным, то с помощью электропанелей создается не комфортный температурный режим, а именно ощущение температурного комфорта для людей, находящихся в данном помещении.
В чем же принципиальная разница в терминах «комфортная температура» и «температурный комфорт»?

Если разговор идет о комфортной общеобъемной температуре, то имеется ввиду, что воздух в помещении нагрет до некоторой температуры, при которой у человека возникает ощущение комфорта. По такому принципу функционируют, например, конвекторные или радиаторные системы отопления. Причем, нет особой разницы, работают эти приборы от электросети или же нагреваются за счет протекания процесса теплообмена между теплоносителем и греющим прибором.
Если же речь идет о температурном комфорте, то имеются ввиду ощущения человека, находящегося в помещении.

Как это не удивительно, но человек может ощущать себя вполне комфортно даже при невысоких общеобъемных значениях температуры. Например, при всего 18ºС. Обеспечивается это за счет того, что на человеческое тело действует инфракрасное электромагнитное излучение.

Принцип работы электрических панелей

Принцип действия электрических панельных нагревательных элементов состоит в создании потока инфракрасных лучей с определенной длиной волны.

СПРАВКА. К инфракрасному диапазону относят волны из диапазона от 0,77 до 340 мкм.

Инфракрасные лучи беспрепятственно проходят через газовые среды, которые содержат азот и кислород. А именно они являются основными ингредиентами нашей атмосферы. Греют инфракрасные лучи лишь твердые тела. Именно поэтому при относительно невысокой температуре воздуха у людей создается стойкое ощущение температурного комфорта.

КСТАТИ. Строительные конструкции, мебель и прочие предметы, нагреваясь, сами превращаются в источники вторичного теплового излучения. И благодаря ним происходит повышение среднеобъемной температуры.

Чаще всего электрические отопительные панели классифицируются по месту их размещения. Различают:

потолочные;
настенные.

Потолочные электопанели могут обогревать всю площадь помещения, а могут акцентировано создавать комфортный режим людям, находящимся на определенном участке.
Настенные панели, как правило, располагают не выше уровня человеческого роста, для того чтобы эффективно расходовать электроэнергию.
Также панельные излучатели различают по длине излучения:

коротковолновые;
средневолновые;
длинноволновые.

Принципиальная разница этих трех групп, с точки зрения практики применения, состоит в том, что от длины волны зависит главный параметр — температура нагрева.

ВАЖНО. Если необходимость в высокотемпературном режиме отсутствует, то монтируют длинноволновые излучатели (от 100 до 340 мкм). Такие панели способны давать температуру до 140ºС. Средневолновые приборы (от 15 до 100 мкм) дают нагрев до 400ºС. Самые мощные коротковолновые приборы (0,76-15 мкм). Они могут разогревать лицевую часть панели до 900º.

Преимущества панельного отопления

Низкая инерционность систем. Включение такой системы можно ощутить уже через 10-15 мин после включения.
Отсутствие пылевых потоков. Так как при работе панельных систем не создаются конвективные воздушные потоки, то и пыль из нижней части помещения в верхнюю не перемещается.
Отсутствие необходимости текущего обслуживания. Отопительные панели не требуют постоянного технического обслуживания, контроля работы.
Привлекательный внешний вид. Иногда непосвященному человеку даже трудно заметить присутствие в помещении отопительного оборудования.
Компактность. В отличие от конвекторных приборов отопления, панельные практически не занимают места в помещении.
Область использования.

Панельные отопительные приборы могут быть смонтированы на самых различных объектах. Это могут быть как комнаты в жилых домах и квартира, так и производственные, складские помещения. Особенно популярны они на объектах значительной площади и объема.