Комбинированные системы водяного радиаторного отопления с низкотемпературными излучающими панелями для исключения конденсации влаги в жилых помещениях Топорен Сергей Сергеевич, к. т. н., ст. преподаватель кафедры теплогазоснабжения и вентиляции Национальной академии природоохранного и курортного строительства (г. Симферополь),

Нельзя победить закон сохранения энергии, но поторговаться можно Закон Мерфи для энергетиков

В последнее десятилетие все большее распространение в мире получают новые энергоэффективные технологии жизнеобеспечения зданий, базирующиеся на применении периодических систем отопления, в тоже время системы вентиляции эксплуатируются также периодически, причем если в общественных и промышленных зданиях этот режим регулируется включением самих систем, то в жилых этот процесс зависит в подавляющем большинстве от разницы давления между наружной и внутренней средой. При этом расчет естественных систем вентиляции выполняется на температуру +5 С, что в холодный период года многократно увеличивает теплопотери помещения, а современные нормы по микроклимату помещений предусматривают снижение воздухообмена. Таким образом, в помещении в холодный период года происходит неучтенное увеличение теплопотерь, а снижение воздухообмена вызывает выпадение конденсата на поверхностях с наибольшей теплопроводностью, что также увеличивает теплопотери помещения, а с учетом увлажнения ограждающих конструкций – вызывает их разрушение, появление плесени и другие негативные факторы. Основным препятствием, сдерживающим внедрение комбинированных систем отопления, целью работы которых является не только восполнение теплопотерь, но и поддержание параметров эксплуатации наружных ограждений в проектном режиме, является фактическое отсутствие математического, программного и нормативного обеспечения проектирования и строительства этих систем в почвенно-климатических условиях Украины, Беларуси и России. Так же, в отличие от традиционных аналогов, для таких систем, характерны повышенные единовременные капитальные вложения при сравнительно низких эксплуатационных издержках. Вместе с тем их применение позволяет не только обеспечить экономию энергоресурсов, но и получить значительный экологический эффект от сокращения теплопотерь через образующиеся теплопроводные мосты в ограждающих конструкциях.

Цель работы - совершенствование систем отопления и вентиляции в условиях их периодической работы на основе использования комбинированной системы панельно-лучистого и конвективного отопления для поддержания параметров внутренней среды жилых помещений, что обеспечивает снижение энергозатрат путем снижения теплопотерь и улучшения условий эксплуатации ограждающих конструкций.

Расчетные сечения светопрозрачного проема.

Анализ полученных данных показал, что при определении термического сопротивления ограждающих конструкций необходимо учитывать, что полученная величина должна быть больше или равна нормативному значению, при этом наименьшая температура наблюдается не на стекле (а именно там нормируется минимальная температура +4 С), а в узлах примыкания металлопластиковой коробки к стене. То есть, выпадение конденсата наиболее вероятно именно в этих зонах, тем более, что температура внутренней поверхности их не нормируется, а полученный в результате расчетов общий коэффициент термосопротивления светового проема соответствует нормативному. В связи с тем, что в помещениях жилых зданий существует высокое значение влаговыделений (например кухня, санитарные узлы), которые при стандартном расчете термического сопротивления ограждающих конструкций допускают возможность выпадения конденсата на внутренней их поверхности, что отрицательно сказывается на срок службы этих конструкций, и способствует развитию грибков и других микроорганизмов. Для исключения таких процессов необходимо определить температуру внутренней поверхности ограждающих конструкций, ниже которой неизбежно выпадение конденсата.

выполнено моделирование распределения температуры, плотности и давления в отапливаемом помещении при использовании различных систем отопления, а именно: как влияет инфильтрация наружного воздуха, вытяжная вентиляция, температура стен, нагревательных приборов на работу систем отопления и распределение указанных параметров в помещении, при расположении нагревательного прибора под окном, в случае напольной системы отопления и при применении комбинированной системы.В процессе моделирования решалась задача разработки и выбора схемных решений применения низкотемпературных греющих панелей и их эффективность в условиях совместной работы с вентиляционными системами. В данной работе выполнено моделирование совместной работы систем отопления и вентиляции помещения с помощью программного пакета Solid Works, специальное приложение FloWorks. В качестве граничных условий задавались: -температура поверхности пола ; -расход вентиляционного воздуха, отнесенный к площади пола помещения- 3 м3/м2 --площадь пола помещения – 30 м2 -температура наружного воздуха и вентиляционного воздуха.

Распределение температур в помещении при температуре инфильтрирующегося воздуха

Распределение температур в помещении при tн=-6 С и размещении под световым проемом стального радиатора.

Распределение температур в помещении при размещении под световым проемом стального радиатора и потолочной панели лучистого отопления

Распределение температур в помещении при, размещении под световым проемом стального радиатора и панели лучистого отопления над подоконником.

Процесс нагрева помещения, полученный при различном расположении нагревательных приборов теоретически. Процесс нагрева помещения, полученный при различном расположении нагревательных приборов экспериментально

ВЫВОДЫ Исследование процессов передачи и распределения тепловой энергии в помещении в различных нагревательных приборах с количественным регулированием при уменьшении кратности воздухообмена показали, что происходит конденсация влаги из внутреннего воздуха на внутренней поверхности оконных проемов не только на остеклении, но и самой оконной конструкции, что приводит к снижению термического сопротивления и появлению теплопроводных мостов, вызывая таким образом, увеличение теплопотерь в помещении до 30%. Теоретическое и экспериментальное исследование систем водяного низкотемпературного отопления показало, что, при вентилировании помещения наружным воздухом путем естественного проветривания не обеспечивает необходимую по нормам температуру внутреннего воздуха, а также наблюдается существенная неравномерность распределения температур по высоте помещения и образование потока холодного воздуха у пола. При вентилировании помещения подогретым воздухом, подаваемым в верхнюю зону и отводимым сверху с противоположной стороны, достигается температура внутреннего воздуха, распределение температур более равномерно, практически отсутствует зона пониженных температур, при этом теплоэнергетические показатели здания значительно снижаются.

Предложена комбинированная система водяного отопления с установкой низкотемпературных излучающих панелей над оконным проемом и стандартных нагревательных приборов, отличающаяся тем, что исключение выпадение конденсата на поверхности оконных проемов достигается путем нагрева их выше температуры точки росы для данного помещения излучающей панелью, а вторая часть системы восполняет теплопотери. Экспериментально подтверждена работа предложенной системы комбинированного низкотемпературного отопления, при этом получена экономия тепловой энергии (по сравнению с радиаторной системой) до 20% в течении отопительного периода.

Спасибо за внимание!!!!!