1.4.5. Системы электрического отопления

В прежние времена отапливать помещения электричеством считалось дорогим, экологически вредным и пожароопасным – спиральные обогреватели пересушивали воздух, сжигали кислород, а при неаккуратном обращении могли сжечь и все помещение. И затраты на такое отопление было очень высоким.

В настоящее время появились новые обогревательные приборы электрического отопления, которые можно применять в офисах и дома:

• излучатели инфракрасные.

• кабельное отопление.

• обогреватели бытовые (тепловентиляторы, масляные радиаторы).

Появление новых электрических приборов отопления, таких как инфракрасные обогреватели и кабельные системы обогрева полов, полностью изменило представление об электрическом отоплении. Они являются экологически чистыми, не сжигают кислород, не изменяют влажность, пожаробезопасно, имеет соответствующий класс защиты от поражения током, работают бесшумно. Электромагнитные поля от этих приборов значительно меньше полей от многих бытовых электроприборов. Электрическое отопление позволяет пользователям существенно экономить средства, рационально используя электроэнергию. Особенно значительная экономия (до 80%) достигается при использовании инфракрасных обогревателей на объектах с потолками выше 4,5 м. Используя современные приборы электрического отопления, можно задать нужный график изменения температур, отключить одну или несколько комнат, даже целый этаж. При монтаже не возникает проблем с ремонтом теплотрасс, нет необходимости в летней профилактике и заготовке топлива. Электрическое отопление позволит сохранить исторические места, ведь для его установки не требуется прокладки теплотрасс и связанных с этим земляных работ.

Инфракрасные (ИК) обогреватели. Главное преимущество инфракрасных обогревателей основано на принципе прямой передачи тепла всем физическим предметам, находящимся в зоне действия аппарата. При передаче тепла с помощью электромагнитных волн отсутствует промежуточный теплоноситель – воздух, следовательно, затраты энергии для достижения необходимого баланса тепла минимальны.

Наиболее известным инфракрасным обогревателем является солнце. Известно, что инфракрасные солнечные лучи проходят долгий путь в космосе с минимальными потерями энергии. Когда на их пути встречается какая-нибудь поверхность, то энергия, поглощаясь, превращается в тепло. Нагретые же таким образом предметы, в свою очередь, отдают тепло окружающему воздуху.

Длинные волны – это инфракрасное излучение, которое нашими органами чувств воспринимается как обычное тепло. Диапазон инфракрасного излучения достаточно велик и ученые его разбили на три поддиапазона – ближний, примыкающий к видимому свету, средний и дальний (или длинноволновый). Чем горячее предмет, тем более короткие волны он излучает, вплоть до видимого света (например, раскаленный стальной прут).

В инфракрасных приборах используются волны длиной примерно от 1 до 20 мкм. Те из них, которые называют длинноволновыми, имеют невысокую температуру излучающей поверхности и потому выделяют волны наиболее длинные из используемого диапазона. Их же называют «темными» – при рабочей температуре поверхности до 300°С обогреватели не светятся. У "средневолновых" приборов температура поверхности выше (до 600°С), и их обычно называют серыми, а коротковолновые, с максимальной температурой (выше 800°С), – белыми или светлыми.

Тепловое излучение от ИК-обогревателя (в дальнейшем – ИКО) не поглощается воздухом. Поэтому вся энергия от прибора почти без потерь достигает предметов и людей в зоне его действия. И греет именно их, а не воздух, как происходит при использовании конвекторов. Иными словами, тепло от ИКО передается, в первую очередь, твердотельным предметам (пол, стены, мебель и т. п.), а уже от них – воздуху. Естественно, чем ближе к ИКО, тем плотнее поток тепла и выше температура предметов. Причем выделение тепла от ИКО происходит только в зоне его прямого действия, то есть обогрев носит локальный характер. Рассмотрим некоторые примеры обогревателей.

Теплоизлучающие модули для подвесных потолков (рис. 29) – идеальный вариант для недостаточно отапливаемого офиса. Достаточно заменить несколько панелей подвесного потолка на такие же, но греющие.

а б

Рис. 29. Инфракрасные обогреватели: а – потолочные кассеты;

б – многопанельные ИКО с ТЕНовым нагревателем

Модули для промышленных предприятий позволят локально обогреть рабочее место, конвейер, строительную площадку, складское помещение, значительно снизив затраты на отопление. Есть модули для подогрева скамеек на стадионе или в кинозале; специальные модули для сельского хозяйства и пр.

Кабельное отопление. Системы кабельного отопления выполняются с применением экранированного кабеля и исключают вредное воздействие электромагнитных полей. Электронные термостаты, управляющие работой системы, позволяют с высокой точностью устанавливать желаемую температуру. Кабельные системы могут применяться для основного или дополнительного отопления помещений.

О сновные преимущества систем кабельного отопления: низкие капитальные затраты на установку системы по сравнению с водяным и газовым отоплением; низкие эксплуатационные затраты; высокий КПД (система относится к энергосберегающим технологиям); возможность установки температуры в каждом помещении независимо от других и отключения обогрева, если помещение не используется; экологическая чистота; независимость от центрального отопления; система не занимает полезной площади в помещении и не портит интерьер; равномерное распределение тепла по всей поверхности пола; безопасность (заземление, защита от тока утечки и короткого замыкания); возможность установки во влажных помещениях; использование любого отделочного материала для пола. На рисунке 30 показано распределение температуры в помещении. Теплый пол создает наиболее благоприятный температурный режим: на уровне пола температура выше, чем у потолка – больше обогревается пол, а не потолок, как в случае применения водяного отопления.

а б

Рис. 30. Распределение температуры в помещении: а – при традиционном водяном отоплении; б – при помощи теплого пола

Электрический теплый пол (рис. 31) – это электрическая кабельная система, в которой в качестве нагрева­тельного элемента используется кабель – уклады­вается он непосредственно в пол.

Температурный режим пола фиксируется датчиком и регулирует­ся терморегулятором.

С уществуют многоканальные системы управления, позволяющие автоматически корректировать температуру в помещении в зависимости от температуры на улице.

Системы кабельного отопления применяются не только для отопления помещений. Они находят применение в автоматических системы антиобледенения, предотвра-щающих обледенение крыш и водостоков, замерзание подъездных путей, прилегающих территорий, тротуаров, лестничных маршей, водопроводных коммуникаций.

Современные здания обору-дуются системами предотвращения обледенения водосборных желобов и водосточных труб, образования сосулек на краю кровли.