Предназначение радиаторов отопления — передавать тепло со своей поверхности, нагретой изнутри горячим теплоносителем. Будет просто не по-хозяйски транжирить оплаченные килокалории на обогрев холодной стены, размещенной позади батареи, или установить декоративный экран-кожух, не пропускающий теплый воздух от радиатора.
Теплоизоляция батарей отопления предусматривает:
- экранирование стены для сохранения тепла, передаваемого путем излучения с поверхности радиатора,
- надежную защиту от возможных ожогов и ушибов об горячую поверхность радиатора, но не препятствующую движению тепловых конвективных потоков для обогрева жилища.
Тепловой экран на стене позади радиатора отопления
Горячая батарея часть тепла со своей поверхности передает тепловым излучением, которое направлено во все стороны. Естественно, что немалая его доля «перепадает» внутренней холодной стене, что является прямыми тепловыми потерями. Если батарея размещена в нише, то более тонкая стена способствует нарастанию тепловых потерь, особенно в морозную погоду. Радиатор будет обогревать улицу, но никак не жилище. Утечка тепла доходит до 20%.
Во избежание такой ситуации целесообразно разместить между радиатором отопления и стеной теплоизоляционный материал с отражающей поверхностью, который обеспечит:
- теплоизоляцию стены для предотвращения теплопередачи за счет разницы температур на улице и в жилище;
- отражение излучаемого радиатором тепла вовнутрь помещения.
В настоящее время производится множество модификаций фольгированных теплоизоляционных экранов. Все они представляют комбинацию материала с хорошими теплоизоляционными свойствами, например, пенопласта или вспененного полиэтилена, и фольги, как средства экранирования лучистой энергии. Фольга способна отразить до 90% тепла в излучаемом диапазоне, дальнейшую утечку тепла не допускает теплоизоляция.
Пенопласт с фольгой выпускается небольшими по длине рулонами, толщина слоя 3 мм. Наиболее распространенным отражающим теплоизолятором является выпускаемый длинными рулонами вспененный полиэтилен толщиной слоя 4 мм. Его теплоизолирующие свойства позволяют заменять слой минеральной ваты толщиной до 100 мм.
Расстояние между ребром секции радиатора и плоскостью внутренней стены должно быть не менее 4 мм. При меньшем расстоянии затруднена циркуляция воздуха около батареи, от чего нарушается конвективный теплообмен, соответственно, уменьшается эффективность отопления. Материал теплоизолирующим слоем прикрепляется к стене. В некоторых случаях расположение батареи не допускает установки теплоизолятора, тогда достаточно на внутренней стене попытаться прикрепить хотя бы алюминиевую фольгу. Ее блестящая поверхность прекрасно справится с задачей отражения падающего теплового излучения. Для кирпичной стены стандартной толщины 51 см лист фольги снизит потери тепла до 35%.
Экраны на батарею отопления
Как это не странно звучит для большинства нынешних потребителей центрального отопления, но первоначально чугунные радиаторы закрывались декоративными кожухами с целью защиты (в основном, детей и престарелых) от ушибов и ожогов об нагретую до высокой температуры поверхность отопительных секций радиатора. Тепла хватало всем, центральное отопление справлялось с обогревом немногочисленных квартир, оснащенных отопительными приборами. При этом неправильно выполненные глухие защитные короба — экраны не пропускали львиную долю тепла от горячего радиатора. Но многолетняя практика научила, как при помощи экранов даже интенсифицировать конвективные воздушные потоки для обогрева жилища.
Чтобы экран не препятствовал распространению через его поверхность лучистой энергии от радиатора, рекомендуется закрывать не более 50% площади лицевого рисунка экрана или кожуха. Это достигается перфорацией либо узорчатым декоративным рисунком. Лучший теплообмен для помещения обеспечат металлические экраны, конструкция которых настолько проста, что не требует профессиональных навыков для монтажа. Их либо навешивают на батарею, либо крепят к стене простейшими способами.
Специалистами разработаны рекомендации по наиболее благоприятному размещению радиаторов отопления и экранов для них. Согласно выработанным правилам, оптимальная высота от нижней кромки секции радиатора до пола составляет 10 см. Поэтому и экран не следует устанавливать вплотную к полу, а также приподнять над полом на эту же высоту 10 см, чтобы не препятствовать движению кверху нагретого воздуха.
Это важно! В случае размещения радиатора под окном рекомендуется проделать в подоконнике отверстия для интенсификации воздушного потока.
Эффективность использования экранов в зависимости от расположения батареи и экрана представлена на рисунке.
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Цели урока:
- Познакомить учащихся с видами теплопередачи.
- Формировать умение объяснять теплопроводность тел с точки зрения строения вещества; уметь анализировать видеоинформацию; объяснять наблюдаемые явления.
Тип урока: комбинированный урок.
Демонстрации:
1. Перемещение тепла по металлическому стержню.
2. Видео демонстрация эксперимента по сравнению
теплопроводности серебра, меди и железа.
3. Вращение бумажной вертушки над включенной
лампой или плиткой.
4. Видео демонстрация возникновения
конвекционных потоков при нагревании воды с
марганцовкой.
5. Видео демонстрация по излучению тел с темной и
светлой поверхностью.
ХОД УРОКА
I. Организационный момент
II. Сообщение темы и целей урока
На предыдущем уроке вы узнали, что внутреннюю
энергию можно изменить путем совершения работы
или теплопередачей. Сегодня на уроке мы
рассмотрим, как происходит изменение
внутренней энергии теплопередачей.
Попробуйте объяснить значение слова
«теплопередача» (слово «теплопередача»
подразумевает передачу тепловой энергии).
Существует три способа передачи теплоты, но
называть их я не буду, вы сами их назовете, когда
решите ребусы.
Ответы: теплопроводность, конвекция, излучение.
Познакомимся с каждым видом теплопередачи
отдельно, и пусть девизом нашего урока станут
слова М.Фарадея: «Наблюдать, изучать, работать».
III. Изучение нового материала
1. Теплопроводность
Ответьте на вопросы: (слайд 3)
1. Что произойдет, если в горячий чай опустим
холодную ложку? (Через некоторое время она
нагреется).
2. Почему холодная ложка нагрелась? (Чай отдал
часть своего тепла ложке, а часть окружающему
воздуху).
Вывод:
Из примера ясно, что тепло может
передаваться от тела, более нагретого к телу
менее нагретому (от горячей воды к холодной
ложке). Но энергия передавалась и по самой ложке
– от ее нагретого конца к холодному.
3. В результате чего происходит перенос тепла от
нагретого конца ложки к холодному? (В
результате движения и взаимодействия частиц)
Нагревание ложки в горячем чае - пример теплопроводности.
Теплопроводность – перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым, в результате теплового движения и взаимодействия частиц.
Проведем опыт:
Закрепим конец медной проволоки в лапке штатива. Воском к проволоке прикреплены гвоздики. Будем нагревать свободный конец проволоки свечей или на пламени спиртовки.
Вопросы: (слайд 4)
1. Что наблюдаем? (Гвоздики начинают
постепенно один за другим отпадать, сначала те,
которые ближе к пламени).
2. Как происходит передача тепла? (От горячего
конца проволоки к холодному).
3. Как долго будет происходить передача тепла по
проволоке? (Пока проволока вся не нагреется, т.
е пока температура во всей проволоке не
выровняется)
4. Что можно сказать про скорость движения
молекул на участке, расположенном ближе к
пламени? (Скорость движения молекул
увеличивается)
5. Почему нагревается следующий участок
проволоки? (В результате взаимодействия
молекул скорость движения молекул на следующем
участке также увеличивается и температура
данной части возрастает)
6. Влияет ли расстояние между молекулами на
скорость передачи тепла? (Чем меньше
расстояние между молекулами, тем с большей
скоростью идет перенос тепла)
7. Вспомните расположение молекул в твердых
телах, жидкостях и газах. В каких телах процесс
переноса энергии будет происходить быстрее? (Быстрее
в металлах, затем в жидкостях и газах).
Посмотрите демонстрацию эксперимента и подготовьтесь ответить на мои вопросы.
Вопросы: (слайд 5)
1. По какой пластине теплота распространяется
быстрее, а по какой медленнее?
2. Сделайте вывод о теплопроводности данных
металлов. (Лучшая теплопроводность у
серебра и меди, несколько хуже у железа)
Обратите внимание, что при передаче тепла в данном случае переноса тела не происходит.
Плохой теплопроводностью обладают шерсть, волосы, перья птиц, бумага, пробка и другие пористые тела. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ содержится воздух. Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум (освобожденное от воздуха пространство).
Запишем основные особенности теплопроводности: (слайд 7)
- в твердых телах, жидкостях и газах;
- само вещество не переносится;
- приводит к выравниванию температуры тела;
- разные тела – разная теплопроводность
Примеры теплопроводности : (слайд 8)
1. Снег - пористое, рыхлое вещество, в нем
содержится воздух. Поэтому снег обладает плохой
теплопроводностью и хорошо защищает землю,
озимые посевы, плодовые деревья от вымерзания.
2. Кухонные прихватки сшиты из материала, который
обладает плохой теплопроводностью. Ручки
чайников, кастрюль делают из материалов
обладающих плохой теплопроводностью. Все это
защищает руки от ожогов, при прикосновении к
горячим предметам.
3. Вещества с хорошей теплопроводностью
(металлы) используют для быстрого нагревания тел
или деталей.
2. Конвекция
Отгадайте загадки:
1) Загляните под окошко –
Там растянута гармошка,
Но гармошке не играет –
Нам квартиру согревает... (батарея)2) Наша толстая Федора
наедается не скоро.
А зато когда сыта,
От Федоры – теплота... (печь)
Батареи, печи, радиаторы отопления используются человеком для обогрева жилых помещений, а точнее нагревания воздуха в них. Происходит это благодаря конвекции – следующему виду теплопередачи.
Конвекция
– это перенос энергии
струями жидкости или газа. (Слайд 9)
Попробуем объяснить, как происходит
конвекция в жилых помещениях.
Воздух, соприкасаясь с батареей, от нее
нагревается, при этом он расширяется, его
плотность становится меньше плотности холодного
воздуха. Теплый воздух, как более легкий,
поднимается вверх под действием силы Архимеда, а
тяжелый холодный воздух опускается вниз.
Затем снова: более холодный воздух доходит до
батареи, нагревается, расширяется, становится
легче и под действием Архимедовой силы
поднимается вверх и т.д.
Благодаря такому движению воздух в комнате
прогревается.
Бумажная вертушка, помещенная над включенной
лампой, начинает вращаться. (Слайд 10)
Попробуйте объяснить, как это происходит?
(Холодный воздух при нагревании у лампы
становится теплым и поднимается вверх, при этом
вертушка вращается).
Точно также происходит нагревание жидкости. Посмотрите эксперимент по наблюдению конвекционных потоков при нагревании воды (с помощью марганцовки). (Слайд 11)
Обратите внимание, что в отличие от теплопроводности, при конвекции происходит перенос вещества и в твердых телах конвекция не происходит.
Различают два вида конвекции: естественную
и вынужденную.
Нагревание жидкости в кастрюле или воздуха в
комнате – это примеры естественной конвекции.
Для ее возникновения вещества нужно нагревать
снизу или охлаждать сверху. Почему именно так?
Если нагревать будем сверху, то куда будут
перемещаться нагретые слои воды, а куда холодные?
(Ответ: никуда, так как нагретые слои и так уже
наверху, а холодные слои так и останутся внизу)
Вынужденная конвекция наблюдается, если
жидкость перемешивать ложкой, насосом или
вентилятором.
Особенности конвекции: (слайд 12)
- возникает в жидкостях и газах, невозможна в твердых телах и вакууме;
- само вещество переносится;
- нагревать вещества нужно снизу.
Примеры конвекции: (слайд 13)
1) холодные и теплые морские и океанические
течения,
2) в атмосфере, вертикальные перемещения воздуха
приводят к образованию облаков;
3) охлаждение или нагревание жидкостей и газов в
различных технических устройствах, например в
холодильниках и др., обеспечивается
водяное охлаждение двигателей
внутреннего сгорания.
3. Излучение
(Слайд 14)
Всем известно, что
Солнце основной
источник тепла на Земле. Земля находится от него
на расстоянии 150 млн. км. Как передается тепло от
Солнца на Землю?
Между Землей и Солнцем за пределами нашей
атмосферы все пространство – вакуум. А нам
известно, что в вакууме теплопроводность и
конвекция происходить не могут.
Каким способом происходит передача тепла? Здесь
осуществляется еще один вид теплопередачи –
излучение.
Излучение – это теплообмен, при котором энергия переносится электромагнитными лучами.
Отличается от теплопроводности и конвекции тем, что теплота в этом случае может передаваться через вакуум.
Посмотрите видеофрагмент об излучении (слайд 15).
Излучают энергию все тела: тело человека, печь,
электрическая лампа.
Чем выше температура тела, тем сильнее его
тепловое излучение.
Тела не только излучают энергию, но и поглощают
ее.
(слайд 16) Причем темные поверхности лучше
поглощают и излучают энергию, чем тела, имеющие
светлую поверхность.
Особенности излучения (слайд 17):
- происходит в любом веществе;
- чем выше температура тела, тем интенсивнее излучение;
- происходит в вакууме;
- темные тела лучше поглощают излучение, чем светлые и лучше излучают.
Примеры использования излучения тел (слайд 18):
поверхности ракет, дирижаблей, воздушных
шаров, спутников, самолётов, окрашивают
серебристой краской, чтобы они не нагревались
Солнцем. Если наоборот надо использовать
солнечную энергию, то части приборов окрашивают
в темный цвет.
Люди зимой носят темные одежды (черного, синего,
коричного цвета) в них теплее, а летом светлые
(бежевые, белые цвета). Грязный снег в солнечную
погоду тает быстрее, чем чистый, потому что тела с
темной поверхностью лучше поглощают солнечное
излучение и быстрее нагреваются.
IV. Закрепление полученных знаний на примерах задач
Игра «Попробуй, объясни» , (слайды 19-25).
Перед вами игровое поле с шестью заданиями, вы можете выбрать любое. После выполнения всех заданий вам откроется мудрое высказывание и тот, кто его очень часто произносит с экранов телевизоров.
1. В каком доме теплее зимой, если толщина стен одинакова? Теплее в деревянном доме, так как дерево содержит 70% воздуха, а кирпич 20%. Воздух - плохой проводник тепла. В последнее время в строительстве применяют «пористые» кирпичи для уменьшения теплопроводности.
2. Каким способом происходит передача энергии от источника тепла к мальчику? Мальчику, сидящему у печки, энергия в основном передается теплопроводностью.
3. Каким способом происходит передача
энергии от источника тепла к мальчику?
Мальчику, лежащему на песке, энергия от
солнца передается излучением,
а от песка теплопроводностью.
4. В каком из этих вагонов перевозят скоропортящиеся продукты? Почему? Скоропортящиеся продукты перевозят в вагонах, окрашенных в белый цвет, так как такой вагон в меньшей степени нагревается солнечными лучами.
5. Почему водоплавающие птицы и другие
животные не замерзают зимой?
Мех, шерсть, пух обладают плохой
теплопроводностью (наличие между волокнами
воздуха), что позволяет телу животного сохранять
вырабатываемую организмом энергию и
защищаться от охлаждения.
6. Почему оконные рамы делают двойными?
Между рамами содержится воздух, который
обладает плохой теплопроводностью и защищает
от потерь тепла.
«Мир интересней, чем нам кажется», Александр Пушной, программа «Галилео».
V. Итог урока
– С какими видами теплопередачи мы
познакомились?
– Определите, какой из видов теплопередачи
играет основную роль в следующих ситуациях:
а) нагревание воды в чайнике (конвекция);
б) человек греется у костра (излучение);
в) нагревание поверхности стола от включенной
настольной лампы (излучение);
г) нагревание металлического цилиндра,
опущенного в кипяток (теплопроводность).
Разгадайте кроссворд (слайд 26):
1. Величина, от которой зависит интенсивность
излучения.
2. Вид теплопередачи, который может
осуществляться в вакууме.
3. Процесс изменения внутренней энергии без
совершения работы над телом или самим телом.
4. Основной источник энергии на Земле.
5. Смесь газов. Обладает плохой
теплопроводностью.
6. Процесс превращения одного вида энергии в
другой.
7. Металл, имеющий самую хорошую
теплопроводностью.
8. Разреженный газ.
9. Величина, обладающая свойством сохранения.
10. Вид теплопередачи, который сопровождается
переносом вещества.
Разгадав кроссворд, вы получили еще одно слово, которое является синонимом к слову «теплопередача» – это слово… («теплообмен»). «Теплопередача» и «теплообмен» – одинаковые по смыслу слова. Используйте их, заменяя одно другим.
VI. Домашнее задание
§ 4, 5, 6, Упр. 1 (3), Упр. 2(1), Упр. 3(1) – письменно.
VII. Рефлексия
В конце урока предлагаем учащимся обсудить урок: что понравилось, что хотелось бы изменить, оценить свое участие в уроке.
Прозвенит сейчас звонок,
Подошел к концу урок.
До свидания, друзья,
Отдыхать пришла пора.
После того, как мы уже построили или сделали ремонт в квартире или доме, задаемся вопросом сохранения тепла в нашем жилище. Как бы мы не изолировали и утепляли помещение, оно все равно будет терять драгоценное тепло. Самым распространенным отоплением является радиаторное отопление. Но не все обращают внимание на правильный монтаж самих радиаторов, а смотрят больше всего на красоту в доме, пренебрегая функциональностью отопления .
Отопление помещения радиаторной системой
Существует несколько видов радиаторов по материалу изготовления - чугунные и металлические, по способу крепления - настенные и внутристенные, по способу подключения - с боковым подключением и с нижним подключением.
Принцип работы батареи в отоплении комнаты очень прост и понятен: радиатор отдает тепло от теплоносителя (обычно это вода) через воздух в комнату. Не сложно понять и то, что чем больше площадь радиаторной батареи, тем больше тепла отдается в помещение. Для увеличения площади радиатора отопления и придумали змеевидную форму радиатора, таким образом теплоноситель проходит более длинное расстояние и происходит больший обмен теплом с комнатой.
Если же для помещения не требуется большого отопления, тогда батареи можно сделать в виде одной пластины или трубы.
Эффективность отопления через радиатор зависит не только от площади самого радиатора, но и от естественной циркуляции воздуха вокруг самого радиатора. Как известно теплый воздух всегда поднимается вверх, а холодный вниз. Нагретый воздух от радиатора поднимается к потолку комнаты и затем охлажденный опускается по стенам к полу и снова подходит к батареи и цикл повторяется снова.
Из вышесказанного становится понятно, что качество отопления будет зависить от доступности радиатора, т.е. от его открытости. Сейчас многие люди любят прятать радиаторы в ниши и закрывать их фальшпанелями. Таким образом уменьшается конверсия воздуха в помещении. Поэтому, когда задумаетесь над устройством радиаторов и расстановкой мебели, задумайтесь и над эффективностью отопления.
Самым лучшим расположением радиатора считается его монтаж на самой холодной стене или под окном, если оно есть. Таким образом весь холодный воздух, поподающий в комнату сразу нагревается.
Самая оптимальная температура радиатора - это 60 градусов и не более, так как при более высокой температуре происходит сгорание частиц пыли и чрезмерное нагревание воздуха, а когда воздух слишком сухой в комнате, то и находится в ней не очень комфортно. Маленький совет: вовремя убирайте пыль с радиаторов, это избавит вас от неприятного запаха в комнате и улучшит конверсию воздуха в помещении.
Но если вы все таки хотите устанавливать декоративные панели на радиатор, тогда для лучшего эффекта отопления необходимо, чтобы в панеле были большие отверстия и она не доходила до пола для конверсии воздуха.
Для комфортной темперуры в помещении необходимо подобрать радиатор или расчитать его размер. Для этого имеются нормы, по которым специалисты производят расчет радиаторов.
Также комнату можно и отапливать с помощью открытых обогревателей - печи и камины, но не всегда уместно расположение таких приборов в комнате. А при выборе электрообогревателей избегайте открытых спиралей, так как они очень сушат воздух и душать таким воздухом очень неприятно и не полезно.
Используйте правильный монтаж и правильную эксплуатацию радиаторов для отопления помещения.
", где вкратце коснулись темы организации отопления в доме. Сегодня, в статье "Отопление дома — для жильцов! " расширим и углубим тему.
Отопление дома — для жильцов! Что имеется в виду? А то, что когда вы планируете устроить у себя новую систему отопления (или заменить старую), то лучше всего ориентироваться на то, что нужно именно вам. Для того, чтобы не оказаться гордым владельцем неэффективной системы отопления, нужно учитывать, что при подборе для себя необходимо учесть ряд её характеристик:
- Отопление дома должно быть более надёжным в смысле эксплуатации и, как следствие этого, более долговечным - в смысле срока службы. Долговечность весьма актуальна, поскольку система отопления являет собой сложную разветвлённую сеть труб, интегрированных в тело здания, является его составной и неотъемлемой частью. Применительно к системе отопления надёжность заключается в её безаварийности в смысле уменьшения вероятности поломок и протечек, и высокой ремонтопригодности . Ремонт системы отопления весьма болезненная процедура, а полная замена труб по степени бедствия равнозначна пожару.
- Система отопления должна обладать стабильными гидравлическими характеристиками и тепловой устойчивостью (возможностью управления и предсказуемостью потоков теплоносителя в трубах). То есть, чтобы тёплая вода не стала вдруг "застаиваться" где не надо, и не доходить туда, куда нужно.
- Она должна быть более теплоёмкой и, как следствие этого, более теплоинерционной. То есть нужно располагать возможно большим запасом горячего теплоносителя (энергии) для того, чтобы в случае аварии или сбоя в системе отопления дом как можно дольше оставался тёплым. Это актуально в первую очередь для дома из кирпича .
- Система должна иметь низкое гидросопротивление . Чем оно ниже, тем система лучше. Для этого путь теплоносителя должен быть по возможности свободен от препятствий, таких как изгибы, сужения, углы, изменения направления потока. На пути должно быть поменьше разного рода приборов, создающих препятствия - вентилей, регуляторов и так далее. В идеальном случае гидросопротивление может быть настолько низким, что теплоноситель (вода) циркулирует в системе отопления сам под действием законов физики, согласно которым более тёплые массы поднимаются наверх, а холодные опускаются вниз, замещая их. Именно так действуют системы отопления с естественной циркуляцией.
- Лучше всего системе быть электронезависимой - с целью обеспечения жизнестойкости дома. Это актуально, когда люди не проявляют беспечности и, кроме газового или солярного котла, устанавливают котёл на твёрдом топливе и имеют запас дров на зиму. Кстати, русское слово беспечный, как раз и говорит о людях беззаботных настолько, что они даже не имеют печи.
- Система должна по возможности продуцировать тепло более высокого качества .
Что такое "тепло более высокого качества"? Как вообще у тепла может быть качество? Ну, дело вот в чём. Тепло — это не что иное, как скорость движений молекул . Чем быстрее двигаются молекулы, тем более нагрето тело. Чем холоднее тело, тем медленнее двигаются молекулы. Соответственно, абсолютный ноль — это когда ни одна молекула не двигается.
Соответственно, существует несколько способов передачи тепла, то есть, ускорения движения молекул.
- Первый способ — это теплопроводность . Характерна в первую очередь для твёрдых тел. В источнике тепла молекулы двигаются быстро, они соприкасаются с менее быстро двигающимся слоем и начинают его "колбасить" — то есть, разогревать. Соответственно, нагретый следующий слой непосредственно контактирует с третьим слоем, ускоряет движения молекул уже в нём — и так далее.
- Второй способ — это конвекция . Характерна для жидкостей и газов. Принцип: источник тепла нагревает (то есть, ускоряет движение молекул) порцию жидкости (газа), она меняет свои свойства, становится легче и "всплывает" вверх. На её место приходит не-нагретый холодный воздух (или вода), где молекулы двигаются медленнее, и так далее, получается круговорот тёплых и холодных масс.
- Третий способ передачи тепла — это тепловое излучение . В данном случае нагретое тело излучает электромагнитные волны в инфракрасном диапазоне. Эти электромагнитные волны "летят" до окружающих предметов, и дистанционно, без непосредственного контакта с источником тепла, заставляют молекулы этих предметов двигаться быстрее. Соответственно, предметы, окружающие источник, нагреваются. Примеры: костёр, печка.
Предполагается, что обычное, наиболее часто встречающееся в случае с системой отопления тепло — конвекционное — имеет низкое качество. То есть, батарея (или тепловой вентилятор) греет воздух, а воздух уже греет человека. Чем плох нагрев воздуха? Дело в том, что когда нагрет воздух, а окружающие предметы — стены, потолок, пол, мебель и т.д. холодные, то в таком помещении некомфортно находиться . Возникает ощущение "нежилого помещения", временного жилья и отсутствует .
Естественно, со временем температура воздуха поднимается настолько, что стены, потолок, пол и мебель нагреваются, то они начинают излучать тепло самостоятельно. И если вдруг охладится воздух, то в комнате некоторое время будет нормальная температура за счёт того, что остывают стены и делятся своим теплом. В данном случае тепло передаётся в первую очередь не конвекционно, через нагретый воздух, а путём теплового излучения.
Почему лучевая передача тепла — более хороший вариант, чем конвекция?
Потому что тёплый человек, находящийся в помещении с прогретым воздухом, но холодными стенами, играет роль энергетического донора - он постоянно обогревает их своим инфракрасным (лучистым) теплом, так же как костер обогревает сидящих вокруг него людей. Ведь человек имеет температуру тела 36 градусов Цельсия, а каменные стены, например, обычного панельного дома нагреваются в лучшем случае до температуры 20 градусов, при температуре воздуха в помещении 24 градусов Цельсия.
Соответственно, интересной становится закономерность: чтобы компенсировать постоянные потери инфракрасного (лучевого) тепла человек вынужден больше питаться, есть более калорийную (жирную) пищу, пить более крепкие спиртные напитки, иметь больший жировой слой.
Таким образом, если обобщить, то можно сказать, что
- более высокое качество у тепла тогда, когда оно передаётся лучистым путём, путём излучения инфракрасных волн,
- тогда как передача тепла с помощью диффузии тёплого воздуха, конвекционно — менее качественный тип.
Естественно, на вкус и цвет товарища нет — однако личные наблюдения в данной области позволят вам вынести своё собственное суждение на высокое или низкое качество тепла. Мы же идём дальше.
Сравним с точки зрения конвекции и инфракрасного излучения современные пластинчатые радиаторы и древние чугунные радиаторы. Какие из них какой способ передачи тепла преимущественно используют?
Современные пластинчатые радиаторы — это по своей сути конвекторы. Они отдают более 70% своего тепла уже конвективным путём, имеют минимальный объём теплоносителя, легки и элегантны. Мы поставим вам тонкие трубы, небольшие, компактные, но тёплые (раскалённые докрасна) элегантные конвекторы. Чтобы всё это заработало, мы установим мощный насос (насосы) и прокачаем эти несколько канистр теплоносителя - рано, или поздно, или никогда… Сэкономив на материалах - радиаторах и сечении труб однажды, хозяин такого «богатства» обрекает себя на постоянные мучения.
С другой стороны, чугунные радиаторы передают тепло преимущественно в виде излучения. Чугунный радиатор надёжен, долговечен и неприхотлив, имеет низкое гидросопротивление и поэтому прекрасно ведет себя в любых системах отопления, в том числе с естественной циркуляцией теплоносителя. К тому же чугунный радиатор теплоинерционен — имеет большой объём теплоносителя, а толстые стенки делают его больше излучающим прибором, чем конвекционным.
То есть, передача тепла при отоплении дома в виде теплового излучения реальна.
Учтём ещё несколько нюансов. Так, по законам физики правильно красить радиаторы не в белый, а в чёрный цвет . Чем чернее прибор - тем больше он излучает (и поглощает) тепла. Художники не зря разделяют краски на тёплые и холодные, такое свойство цвета люди чувствуют интуитивно. В жарких странах носят белые одежды, предпочитают белые автомобили и белят дома - чтобы поменьше нагревались. Лучевая теплоотдача белого радиатора при перекрашивании его в чёрный матовый цвет увеличивается примерно на 20%. Вот пример чёрной батареи в интерьере:
Ещё одна интересная деталь. Радиаторы (и конвекционные, и чугунные) делают ребристыми, чтобы увеличить площадь отдачи тепла. То есть, если брать в теории, то чем больше рёбер, тем лучше, тем больше теплового излучения передаётся от радиатора. На практике этого не происходит потому, что рёбра "смотрят" друг на друга и облучают тепловым излучением не жильцов, а друг друга. Повысить лучевое излучение от радиаторов можно, если устанавливать не 10 секций подряд, а то же количество — но на некотором расстоянии друг от друга. А ещё лучше — отделить их друг от друга и от стенки фольгой. Фольга отражает тепловое излучение и в большей степени передаёт его не радиатору, а обитателям дома.
Также интересный способ повысить лучистое КПД от радиаторов — утеплить их "сзади", и обложить кирпичом спереди. Радиаторы будут греть кирпич, не будут отдавать тепло наружу из-за утепления, а уже нагретый кирпич будет отдавать лучистое тепло людям в комнате. На самом деле такое решение довольно давно известно, и применялось в первую очередь в детских садах — это одновременно защищало детей от горячих батарей.
Важно учитывать, что отопление дома за счёт теплового излучения действительно актуально только тогда, когда дом действительно ХОРОШО утеплён, иначе теплопотери будут намного большими, чем если для отопления используется конвекционный способ. Также важно, что источниками лучистого тепла должны быть в первую очередь пол и потолок, тогда как стены (для уменьшения теплопотерь) должны нагреваться минимально, только чтобы не вызывать дискомфорт (примерно до 22-24 градусов Цельсия).
Вывод: отопление дома должно создаваться для жильцов, и лучше использовать для отопления в первую очередь тепловое излучение.
По материалам http://жива-хата.рф/info/page/239
Отопление дома — для жильцов!
Для обогрева помещения важно то, с какой скоростью в помещение подается тепло. Так как в традиционных системах водяного отопления за передачу тепла отвечают радиаторы, то от того, насколько эффективно они справляются с поставленной задачей и зависит климат в помещениях. Эффективность передачи тепла характеризуется таким параметром, как теплоотдача или тепловая мощность. В случае с радиатором она показывает, какое количество тепла в час данное устройство может передать воздуху при определенных условиях. Под условиями понимают заданную температуру теплоносителя, скорость его движения и определенный тип подключения. На заводах теплоотдача отопительных приборов определяется в процессе испытания на стендах, потом она усредняется и заносится в паспорт изделия.
Насколько отопительный прибор будет эффективно отдавать тепло, зависит от многих факторов. Это и материал, из которого он сделан, и его форма, и то, как движется внутри теплоноситель и какова поверхность теплоотдачи. Немного подробнее обо всех этих факторах расскажем ниже.
Как зависит теплоотдача от материала
Радиаторы отопления делают из металлов неслучайно. Они имеют лучшее сочетание характеристик, главная из которых - коэффициент теплопередачи. В таблице приведены данные для некоторых металлов.
Как видим, для изготовления радиаторов используют далеко не самые лучшие по теплопроводности металлы, но радиатор из серебра, это слишком… Редко используют и медь, и все по той же причине: это очень дорого. Некоторые умельцы делают самодельные радиаторы из медных труб. В этом случае денег требуется меньше, но эксплуатация таких отопительных приборов проблематична: медь довольно капризный материал и работает не со всякой средой, она очень пластична и легко повреждается, химически активна и вступает в реакции окисления. Так что тут еще большое внимание придется уделить водоподготовке и защите от механических воздействий.
А вот следующий металл - алюминий, используется уже довольно широко. Хоть теплоотдача алюминия практически в два раза ниже, чем меди, но, по сравнению с другими металлами, она достаточно высока. Алюминий легкий, быстро нагревается и эффективно передает тепло. Но и он далеко не идеален: химически активен, потому использоваться с незамерзающими жидкостями не может. К тому же он конфликтует с другими металлами в системе: начинается коррозия, что приводит к быстрому разрушению металлов. И хотя теплоотдача алюминия самая высокая - 170-210 ват/секцию, устанавливаться они могут не в любой системе.
Данные по тепловой мощности всех радиаторов приведены усредненные. Причем для высокотемпературного режима работы (90 o C на подаче, 70 o C на обратке, для поддержания помещении 20 o C). Также имеются в виду радиаторы с осевым расстоянием 50 см. Теплоотдача при других размерах и условиях будет другой.
Для обитателей квартир многоэтажных домов есть еще один вариант, но от вас тут почти ничего не зависит: теплоотдача у вас может снизиться из-за переделки системы отопления у соседей сверху. В домах старой постройки разводка отопления практически повсеместно однотрубная с верхней подачей. И если в вашей квартире стояк вверху стал еле теплым, кто-то над вами этому поспособствовал. В этом случае вам имеет смысл обратиться в управляющую компанию - они проверят состояние стояка и выяснят причину понижения теплоотдачи.
Итоги
Теплоотдача радиаторов зависит от материала, из которого он изготовлен, формы секции или панели, от наличия и количества дополнительных ребер, улучшающих конвекцию. Большое значение имеют способ подключения и установки.
