Как проводить отопление в частном доме видео: схемы систем, монтаж, видео и фото инструкции

Содержание

Отопление в частном доме своими руками: фото системы отопления, видео

Домой Отопление Схемы, расчет и монтаж Как провести отопление в частном доме своими руками?

Содержание

1 Выбор системы теплоснабжения
2 Основные принципы работы отопительной системы
3 Составные элементы системы теплоснабжения
4 Расчет системы отопления
5 Монтаж системы отопления в частном доме своими руками

Отопление в частном доме

Если после постройки собственного дома вы задались вопросом о том, возможно ли создать отопление в частном доме своими руками, то вы на правильном пути, ведь стоимость подключения к центральному теплоснабжению сейчас очень высока, а иногда такое решение просто технически невыполнимо, поскольку сеть тепловых коммуникаций может просто не доходить до вашего участка.

Создание системы отопления частного дома своими руками — один из главных шагов, направленных на экономию собственных средств. Правильный выбор источника тепла, теплоносителя и батарей может значительно снизить затраты на отопление дома и на порядок увеличить уровень комфорта вашего жилья, будь то скромная дача или большой загородный дом.

Выбор системы теплоснабжения

Какие конвекторы лучше

Главной частью любой системы отопления частного дома является котел. Вне зависимости от типа обогрева частного дома, выбор котла часто ставит в тупик покупателей, поскольку конъюнктура рынка и технические возможности тепловых агрегатов изменяются настолько быстро, что неискушенному пользователю бывает трудно разобраться во всем ассортименте представленных на рынке моделей.

На сегодняшний день существует несколько доступных систем отопления, которые отличаются типом топлива и, в частности, принципом действия котла. Ниже рассмотрим чаще всего встречаемые типы отопления:

Газовая система отопления — наиболее распространенный тип отопления на сегодня. Повсеместное распространение и большой спрос на газовые системы отопления привели к разрастанию ассортимента комплектующих на рынке, в результате чего можно собрать систему, которая будет соответствовать вашим запросам и бюджету.
Электрическая система отопления — очень стабильный, но относительно дорогостоящий тип отопления. Рекомендуется к использованию в местности, где отсутствует сеть газоснабжения.
Жидкотопливная система отопления — достаточно редко используется в силу высокой стоимости жидкого топлива, такого как бензин или солярка.
Твердотопливная система отопления — используется преимущественно как экстренное дополнение к газовому или электрическому отоплению. Также создание таких систем целесообразно в районах отсутствия газовой или электрической сети.

Из данного перечня становится ясно, что предпочтение большинство пользователей отдают газовым и в меньшей мере электрическим котлам.

Основные принципы работы отопительной системы

Независимо от типа котла, все системы отопления работают по сходному принципу: теплоноситель (преимущественно вода), нагреваясь в котле, начинает свой циркуляционный путь по трубам и радиаторам, установленным в доме, а потом возвращается обратно в котел для повторного подогрева.

Существует два способа подачи теплоносителя из котла в трубы:

Естественный — нагретая вода, за счет конвекции, поднимается по трубам, вытесняя при этом холодную воду, которая возвращается обратно в котел. Такая система не требует дополнительных технических и материальных затрат на транспортировку теплоносителя, но нуждается в детальной проектировке, что зачастую не под силу при создании отопления своими руками.
Принудительный — при данном способе подачи теплоносителя система отопления усложняется установкой в нее насоса. При этом возрастает эффективность системы в целом и скорость движения теплоносителя в частности. На сегодня большинство фирм, которые производят котлы, выпускают свою продукцию с уже встроенным гидронасосом, что значительно упрощает дальнейший монтаж системы.

Составные элементы системы теплоснабжения

Трубы и радиаторы для отопления

Главными составляющими системы отопления частного дома, кроме котла, являются радиаторы и соединяющие их трубы (см. фото 1). Большинство производителей сейчас отдают предпочтение легким и надежным трубам, изготовленным из ПВХ или пластика, которые, в отличие от металлических труб, обладают большей пропускной способностью, меньше засоряются и значительно упрощают монтаж системы в целом.

Радиаторы отопительной системы могут быть изготовлены из алюминия или чугуна. Легкие и недорогие радиаторы из алюминия отлично подойдут для частного дома. Их отличительная черта — высокая теплоотдача, небольшая масса и легкость монтажа. К недостаткам следует отнести чувствительность к перепадам температуры и возрастанию давления в системе теплоснабжения, но при их установке в частном доме этими недостатками можно пренебречь.

Расчет системы отопления

Литые под давлением батареи для бытового использования

После выбора системы отопления и основных ее составляющих пора приступить к несложным расчетам, которые дадут возможность конкретно определить все параметры теплоснабжения.

В первую очередь следует определить мощность котла. С этой целью применяют формулу:

W = k*S/10,

где W — мощность котла, k — поправочный коэффициент, который зависит от места постройки дома, S — суммарная площадь дома.

К полученному результату рекомендуется добавить еще 20% запаса дополнительной мощности для непредвиденных ситуаций, например в случае резкого падения температуры зимой.

Второй этап — подсчет количества радиаторов для каждой комнаты. Существуют сложные технические расчеты для определения параметров радиаторов, в зависимости от площади помещений и возможных потерь тепла, но их можно упростить до следующего вида: для каждого помещения, площадью больше 10 м², одна стена которой контактирует с улицей, затраты на обогрев принимаются в 1.2 кВт. Если окон 2 или больше, присутствует широкий дверной проем, а также другие факторы, понижающие температуру, то мощность на обогрев следует увеличить до 1.3 кВт. Итого, мощность для обогрева рассчитывается путем умножения площадей на 1.2-1.3 и последующего деления на 10. Результат затем умножают на 5, получая количество секций радиатора в каждом помещении. При необходимости, к результату добавляют несколько запасных секций, особенно если вы планируете использовать чугунные радиаторы, которые обладают более низким показателем теплоотдачи.

Существуют общие примерные характеристики мощности котла, в зависимости от площади дома:

при площади дома от 60 до 200 м² мощность котла принимается до 25 кВт;
200-300 м² — 25-35 кВт;
300-600 м² — 35-60 кВт;
600-1200 м² — 60-100 кВт.

Данные, приведенные выше, не являются точными, а представлены только для общего понимания мощности системы отопления. Более точную информацию можно получить только посредством расчетов.

После всех расчетов следует выполнить схему дома в удобном масштабе и нанести на нее все компоненты отопительной системы: котел, радиаторы и трубы. С помощью данной схемы с достаточной точностью рассчитывается общая длина труб системы.

Монтаж системы отопления в частном доме своими руками

Котельная на оборудовании BUDERUS

Котел, трубы и радиаторы — основные, но далеко не единственные элементы системы теплоснабжения. Как и в каждом сложном механизме, для правильного функционирования всей системы важны такие небольшие составляющие, как кронштейны, прокладки, ниппели, тройники, запорная арматура и т.д. Важным аспектом монтажа является обязательная обвязка всех стыков составляющих элементов с помощью льняных нитей либо специального изоляционного материала. Кроме того, существует ряд правил, которых необходимо придерживаться. Без этого невозможно воплотить в жизнь эффективную тепловую систему:

Радиаторы должны быть расположены исключительно около оконных проемов.
Оптимальные параметры расположения радиатора: высота от пола до нижней части секций радиатора — 100 мм. Пространство между подоконником и верхней частью радиатора должно быть не меньше 60 мм.
Все секции радиаторов должны находиться на одном уровне, независимо от помещения.
Секции радиаторов должны занимать только вертикальное положение.
В системе обязательно наличие как минимум одного слива, который предназначен для периодической смены теплоносителя.

По завершении монтажа система заполняется теплоносителем и производится ее пробный запуск. При этом особо важно следить за всеми стыками элементов между собой. При выявлении какого-либо нарушения герметичности системы следует немедленно произвести остановку оборудования, удалить теплоноситель и устранить неисправность.

К главным факторам при выборе системы отопления следует относить стоимость энергоносителя (не только в данный момент, но и с перспективой хотя бы на 10-15 лет) и автономность системы на случай непредвиденных ситуаций.

Не нужно стараться сэкономить на котле или радиаторах, так как от их качества в значительной мере зависит безопасность и комфорт проживающих в доме.

Предыдущая статьяКак выбирать люстры для натяжного потолка?

Следующая статьяВыбираем дизайн потолков на кухне

Задать вопрос эксперту

Особенности ремонта квартир

Ремонт квартиры – это, как правило, большое дело. Мусор, пыль, не дадут ни на миг забыть, что это действительно начало. Чтобы ремонтные работы не…

ЭТО ВАМ ПРИГОДИТСЯ!

Красивые потолки из гипсокартона в спальне своими руками

При проведении квартирного ремонта довольно большое количество владельцев жилья склоняются к тому, чтобы установить потолки из гипсокартона в спальне. Подобному решению есть вполне понятное…

Какие бывают скважины на воду

Деревенский или загородный дом не всегда можно подключить к центральному водоснабжению. Поэтому их владельцы заказывают Буріння свердловин на воду. Вода из скважины не нуждается…

Выбор обоев для интерьера в стиле современная классика

Обои считаются самым распространенным видом отделочных материалов. Рулонные полотна легко закрепляются на поверхности, не вызывают сложностей ухода, безопасны для людей. Плотные модели выступают эффективной…

Аренда подъемников

Иногда случаются ситуации, когда нужно провести ремонтные работы на большой высоте. Самостоятельно добраться туда возможности нет, поэтому необходимо использование специального оборудования. Такими являются подъемники….

Отопление дома электричеством дешево — миф или реальность? +Видео

В отличие от жителей квартир, перед владельцами частных домов возникает много задач по организации эффективной эксплуатации систем водоснабжения, электроснабжения и отопления. Современные производители предлагают все более простые и выгодные технологии и способы обеспечения частного дома или дачи теплом. Одним из таких ноу-хау стало электрическое отопление. В этой статье мы расскажем как организовать отопление дома электричеством дешево.

Считается, что наиболее выгодным типом обогрева, с точки зрения цены, является газовый котёл и металлические радиаторы. К сожалению, не всем домовладельцам доступен такой способ. Территория нашей стране газифицирована не полностью, особенно далеки от сетевого газа экологически чистые районы.

Содержание:

1 Общие сведения
- 1.1 Плюсы и минусы
- 1.2 Какое электрическое отопление лучше?
2 Семь способов организовать недорогое отопление частного дома электричеством
- 2.1 Электрический конвектор
- 2.2 Трубчатый электронагреватель
- 2.3 Электрический тёплый пол
- 2.4 Котел электрический с ТЭНом
- 2.5 Индукционный электрический котёл
- 2.6 Электродные котлы отопления
- 2.7 Инфракрасный обогреватель

Общие сведения

Плюсы и минусы

Как раз для тех домов, вблизи которых отсутствуют газовые магистрали, электрическое отопление станет грамотным и выгодным решением. Такое альтернативное отопление дома имеет очевидные плюсы:

+ для получения тепла не нужно ничего сжигать
+ не нужно регулярно пополнять запасы топлива
+ не нужно носить ничего тяжёлого и закладывать это в топку
+ топливо само течёт по проводам

Электрическая система отопления частного дома имеет и минусы:

— значительный расход электроэнергии
— постоянный рост тарифов ЖКХ
— риск отключения электричества без предупреждения
— необходимость приобретения автономного генератора на случай аварийного отключения системы

На этапе проектирования дома, стоит совместно со специалистами разработать такую эффективную систему, которая сделает отопление загородного дома электричеством экономным, эффективным и безопасным. Низкая цена порой становится главным фактором при выборе типа обогрева жилища. Благодаря новым технологиям, не взирая на рост тарифов на энергоснабжение, электрические отопительные приборы становятся всё более эффективными.

Какое электрическое отопление лучше?

Понятие электрического отопления включает в себя большой класс технических средств и способов.

На сегодняшний день система обогрева жилища может быть двух типов:

С прямой теплоотдачей
С промежуточным теплоносителем

Первый вариант предусматривает использование для отопления таких приборов как: электроконвектор, спиральный, инфракрасный или кварцевый обогреватель, теплоэлектровентилятор. Подобная бытовая техника при всём своём удобстве и простоте в эксплуатации, имеет существенный недостаток — очень большой расход электричества.

Сюда не относится система тёплого пола, о которой стоит рассказать отдельно. Она действительно поможет создать комфортную температуру в доме или на даче без лишних затрат.

Второй вариант — это система, в «сердце» которой устанавливается электрический отопительный котёл. Он нагревает теплоноситель до необходимой температуры и распространяет тепло по трубам. Реальные отзывы об использовании подобных систем отопления поможет найти любой строительный форум.

Если рассматривать в сравнении твердотопливный, жидкотопливный или пеллетный котёл против электрического, то последний значительно выигрывает. Главный «козырь» последнего — высокий коэффициент полезного действия. За счёт установки автоматических терморегуляторов на батареях, экономический эффект становится ещё выше. Кроме этого, грамотно организованное электрическое отопление частного дома отличается долговечностью, простотой в ежедневной эксплуатации и бесшумностью. Весьма привлекателен тот факт, что организация электроотопления не требует получения каких-либо разрешительных документов на установку.

ЭТО ВАЖНО: Сделать использование электричества для отопления дешевле можно установив двухтарифный прибор учёта. Так стоимость за 1 кВтч в ночное время будет значительно ниже.

Семь способов организовать недорогое отопление частного дома электричеством

Электрический конвектор

Принцип работы конвекторов заключается в циркуляции воздуха сквозь нагревательные элементы. По законам физики более тёплый воздух поднимается вверх и перемешивается с более холодным. Так прогрев помещения происходит равномерно.

Преимущества подобных приборов в скорости нагревания и КПД 80%, компактном размере при высокой мощности. Кроме того разнообразие режимов работы и встроенный термостат, позволяют эффективно использовать электроэнергию только при снижении температуры окружающей среды.

Отдельно стоит выделить мобильность, которой обладает конвекторный обогреватель. Передвигая его в самые холодные зоны помещения, можно быстро и равномерно обогреть всё пространство.

Жирный плюс в копилку конвекторам — разрешение на использование во влажных помещениях. Защита от воды позволяет установить подобный электроприбор даже в ванной или туалете.

Как и у любой бытовой техники, кроме весомых преимуществ, конвекторное отопление имеет и недостатки: включение в сеть всех приборов сразу влечет за собой превышение разрешённой мощности.

ЭТО ВАЖНО: При установке реле, регулирующего поочерёдный запуск нагревателей, вероятность превышения разрешённой мощности исключается. Такое решение сохранит в частном доме комфортную температуру и сократит расходы.

Трубчатый электронагреватель

Принцип работы системы заключается в передаче тепла от нагревателя к жидкому теплоносителю в трубах. Традиционно теплоносителем выступает вода, масло или антифриз. Простыми словами — это прибор, работающий по аналогии с электрическим чайником или кипятильником. Нагревательный элемент, погружённый в жидкость. При использовании для того, чтобы организовать экономное электрическое отопление частного дома, такие устройства показывают высокий КПД и минимальные потери тепла.

Часто трубчатые электронагреватели называют масляными радиаторами или калориферами. Во времена дефицита подобные приборы даже делали своими руками. Фото и видео самодельных радиаторов можно найти на строительных форумах.

Основными преимуществами обогревателей трубчатого типа является их надёжность. Они не взрывоопасны и не боятся внешних воздействий, таких как вибрация и удары. К тому же их дизайн настолько разнообразен, что позволяет гармонично вписать прибор в любой интерьер.

Трубчатые электрические батареи имеют один существенный недостаток — высокую цену. Дело в дороговизне металла, из которого изготавливаются нагревательные ТЭНы.

ЭТО ВАЖНО: «Начинка» радиатора имеет значение. Трубки из углеродистой стали подходят для работы только на средних и иногда высоких температурах. Для поддержания постоянных высоких или критических температур выбирайте трубки, выполненные из нержавейки.

Электрический тёплый пол

Современный способ отопить большие площади, без использования радиаторов. Наиболее простой в установке тёплый пол выпускается в виде готовых нагревательных матов, которые необходимо распределить по поверхности, подключить и скрыть под слоем стяжки. У тёплого пола есть большой плюс — благодаря тому, что тепло в помещении распределяется равномерно, уменьшается количество частиц пыли в пространстве дома.

Котел электрический с ТЭНом

Набирающая обороты популярность таких котлов кроется в их высокой надёжности, безопасности и относительно небольшой цене, особенно в сравнении с индукционными или электродными котлами. Однако такую систему обогрева нельзя назвать: «Лучшее электрическое отопление» и дешевым его тоже не назовешь. В котлах такого типа используется термоэлектрические нагреватели — не самые экономичные в плане электропотребления приборы.

ЭТО ВАЖНО: Перед установкой котла с ТЭНом выясните в электросетевой компании предельно возможную нагрузку на проводку в вашем доме.

Индукционный электрический котёл

Внутри прибора скрыт двухобмоточный трансформатор. Вихревые токи, возникающие в нём, двигаются за короткозамкнутый виток, который является корпусом индукционного котла. В этот момент вторичная обмотка получает некоторое количество энергии и преобразует её в тепло, прогревающее жидкий теплоноситель.

Котлы с индукцией отличаются 100% КПД, устойчивостью к перепадам напряжения, быстротой обогрева пространства и долговечностью. Они просто не содержат частей, которые могут сломаться!

Электродные котлы отопления

Принцип работы отопительных приборов такого типа следующий: роль нагревательных элементов в нём выполняют электроды. Они погружены в жидкий теплоноситель. В процессе прохождения по электродам электрического тока происходит выброс тепла. Таким образом, внутри котла не образовывается накипь, что значительно упрощает его использование в быту.

Помимо отсутствия накипи, электродный котёл служит гораздо дольше, чем трубчатый нагреватель и имеет компактный размер, который подойдёт для эксплуатации в жилище небольшой площади.

Бесперебойная работа прибора возможна только в том случае, когда в электрокотел залита правильная жидкость. Если это вода — то после многоступенчатой фильтрации, если антифриз — то только одноимённой с котлом марки.

Инфракрасный обогреватель

Принцип его работы основан на том, чтобы нагревался не ТЭН, не теплоноситель, а окружающие предметы. От нагретых предметов прогревается и воздух в помещении. Простыми словами — инфракрасный обогреватель работает как микроволновая печь.

Такие обогреватели по праву считаются одними из самых бюджетных. Особой популярностью пользуются нагреватели, выполненные в виде панелей. Панель может быть установлена на стену или на потолок как в частном доме, так и в нежилом помещении.

За счёт увеличенной площади обогрева, частный или дачный дом нагревается в разы быстрее, чем при использовании других обогревателей.

ЭТО ВАЖНО: Инфракрасные панели можно комбинировать с электродным котлом. К примеру, использовать инфракрасный подогрев в период, когда отопительный сезон еще не начался или уже окончен, а на улице внезапно похолодало.

Сегодня существует большой выбор вариантов добиться необходимого комфорта внутри жилого дома, используя электрическое отопление.

Производители предлагают широкий ряд разнообразных приборов для организации отопления дома электричеством. Получить теплый дом и сэкономить реально, стоит лишь создать единую надёжную систему, в которой будут рационально учтены элементы для обогрева и возможные теплопотери.

Разогрейте Сент-Луис – подарите тепло

Пожертвуйте на нашу канистру круглый год!

Мы чествуем главных метеорологов телевидения за спасение жизней и защиту наших семей.

Нажмите на название носителя, чтобы просмотреть видео/аудио приема.

Heat-Up St. Louis, Inc. — это некоммерческая благотворительная организация 501(c)(3), которая занимается оказанием помощи пожилым людям и инвалидам, а также семьям с низким доходом в связи с просроченными счетами за отопление в Миссури и Иллинойсе в Сент-Луис, который начал свою деятельность в декабре 2000 года. 100% всех государственных и частных пожертвований идут на помощь нуждающимся. Наш разнообразный совет директоров, состоящий исключительно из добровольцев, берет на себя все административные расходы, связанные с выполнением каждой зимней и летней программы. Наша миссия состоит в том, чтобы предоставить консультации по вопросам коммунальных услуг, направления, гранты на отопление (зимой) и охлаждение (летом) для восстановления основного источника отопления дома зимой и помощь с кондиционерами, а также оплату высоких счетов за электроэнергию летом для людей из групп риска. домохозяйства.

К нуждающимся относятся работающие бедняки и те американцы, которые могут быть временно уволены или часто оказываются в ловушке экономического кризиса. Наши благотворительные организации обеспечивают сеть поддержки в регионе, в котором часто не хватает федеральных средств, средств штата или коммунальных служб, чтобы помочь нуждающимся подключиться к их коммунальным услугам.

Отсутствие тепла зимой и охлаждение летом стало серьезной проблемой для всего сообщества, связанной с реальными вопросами здоровья и безопасности. Это не только городская проблема, нуждающиеся семьи в пригородах и сельской местности также страдают от экономических проблем, и поэтому им бросают вызов их местные счета за коммунальные услуги. Зимнее время также является периодом времени, в котором больше пожаров в домах и квартирах, чем в любое другое время года. Часто из-за того, что многие люди будут использовать небезопасные методы обогрева своих домов, в том числе воровство природного газа или электричества, что противоречит закону.

Те квалифицированные получатели наших средств предпочли бы иметь возможность платить. Если это пожилые люди и инвалиды, они становятся заложниками высоких медицинских, рецептурных и продуктовых счетов. Коммунальные службы в настоящее время не предоставляют для них никаких специальных тарифов. Сеть благотворительных организаций Heat-Up St. Louis и Cool Down St. Louis включает в себя около 34 квалифицированных и профессионально управляемых общественных организаций и агентств социального обслуживания в 40 округах Миссури и Иллинойс, включая город Сент-Луис. Они используют наши гранты, чтобы помочь нуждающимся пополнить счета за электроэнергию дома. Наши гранты часто являются единственным спасательным кругом, который поддерживает тепло зимой и электричество летом. Каждый пожертвованный цент идет на помощь нуждающимся.

Пожертвования, не облагаемые налогом, осуществляются прямым переводом через банковскую почту в фонд Heat-Up St. Louis на попечение UMB Bank, P.O. Box 868, Сент-Луис, Миссури 63188, а также через различные общественные мероприятия по сбору средств. Круглый год вы также можете передать пожертвование любому кассиру в отделениях UMB Bank в Миссури и Иллинойсе. Также люди могут вспомнить нуждающихся по своему желанию, обратитесь к своему адвокату, и вы также можете зарядить его на нашем защищенном веб-сайте.

Волонтерский офис предоставит вам квитанцию об отчислениях IRS. Волонтеры – это кровь наших организаций. Heat-Up and Cool Down ищет волонтеров в течение всего года. Кроме того, благотворительным организациям нужны розничные и коммерческие предприятия, которые хотели бы привлечь свою клиентскую базу с помощью различных кампаний пожертвований. Мы не принимаем вентиляторы или обогреватели, они опасны.

Heat-Up St. Louis, Inc. — круглогодичная программа. Летом Cool Down St. Louis фокусируется на предоставлении грантов на охлаждение и общественном образовании, чтобы помочь семьям с маленькими детьми, инвалидам и пожилым людям избежать смерти от жары и болезней. Поскольку это непрерывная программа, большая часть пожертвований почти сразу поступает в нашу сетевую социальную службу и общественные организации в Миссури и Иллинойсе.

Heat-Up Сент-Луис также стремится информировать общественность о проблемах потребителей коммунальных услуг. Кроме того, некоммерческая организация работает со СМИ посредством спонсорства и социальных объявлений. Heat-Up St. Louis в настоящее время работает с St. Louis Post-Dispatch и его программой Community Matters. Кроме того, журналы St. Louis American и Suburban Journals предоставляют постоянную рекламу общественных услуг.

Пожалуйста, ознакомьтесь с другими разделами, чтобы узнать о спонсорстве и поддержке СМИ. Вы можете заранее запросить ознакомление с нашими формами IRS 1023 и 990, придя в наше бесплатное офисное помещение (сначала необходимо позвонить) в обычные часы работы волонтеров. Если вам нужна помощь с электричеством, совет по вопросам коммунальных услуг или направления — из Миссури или Иллинойса позвоните на нашу горячую линию ресурсов в рабочее время волонтеров по телефону 314-241-7668. Мы не можем отвечать на запросы об энергетической помощи через Интернет. Наша горячая линия ресурсов поддерживается системой многоголосовой почты во время перегрузок или когда волонтер недоступен. Спасибо.

Теплопередача через здания | JLC Online

В среднем более половины годовой энергии, потребляемой домохозяйствами, уходит на отопление и кондиционирование воздуха. Около 27% идет на нагрев воды, освещение и охлаждение вместе взятых, а оставшиеся 21% — на все остальное — от стиральных и сушильных машин до зарядных устройств для мобильных телефонов, компьютеров и всех других устройств, которые мы используем дома.

Количество энергии, потребляемой для отопления и охлаждения домов, значительно зависит от географического положения, размера дома, типа конструкции, а также используемого оборудования и топлива. Но большая часть энергии домохозяйств, которая используется для отопления и охлаждения, ясно и ясно говорит о важности понимания того, как тепло проходит через здания. Механизмы теплового потока не только влияют на устанавливаемые нами системы отопления и охлаждения, но и определяют, как мы строим «тепловое разделение» между внутренним и наружным пространством.

Основные понятия

Независимо от климата или дома тепло всегда ведет себя предсказуемым образом, и это полезно для понимания того, как тепло проходит через конструкции. При оценке энергоэффективности любой конструкции следует помнить о следующих основных понятиях:

Тепло всегда перемещается из более теплых областей в более холодные. Зимой мы обогреваем внутреннюю часть дома, поэтому направление теплового потока – изнутри наружу. Летом, когда на улице жарче, направление меняется на противоположное.
Чем больше разница температур, тем быстрее течет тепло. Если внутри 70°F, а снаружи 75°F, через корпус проходит не так много энергии, и разница не очень заметна. Но если внутри 70°F, а снаружи 0°F, тепловой поток большой, и разница сразу заметна. (Примечание: поток тепла оказывает большое влияние на комфорт, то есть на то, как мы относимся к теплу или его отсутствию.)
Воздух содержит пары влаги. Чем теплее воздух, тем больше влаги он может удерживать. Если воздух достаточно охлаждается, чтобы влага из воздуха конденсировалась на поверхности дома, это может оказать огромное влияние на долговечность здания. (Механика потока влаги сама по себе представляет собой целую серию уроков. Следите за новостями.)

Тепло в зависимости от температуры

Тепло – это не то же самое, что температура. Тепло — это кинетическая энергия; температура является мерой того, насколько интенсивна эта кинетическая энергия. Чтобы проиллюстрировать это, представьте себе два сосуда с водой: в одном 10 галлонов, а в другом 1 галлон. Температура воды в обоих контейнерах составляет 50°F. Хотя они имеют одинаковую температуру, больший контейнер удерживает в 10 раз больше тепла, чем меньший. Большой контейнер имеет большую тепловую массу и, следовательно, имеет большую теплоемкость.

Теплопередача

Тепло передается через строительные конструкции главным образом тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.

Теплопроводность — это перемещение тепловой энергии непосредственно через твердые материалы от молекулы к молекуле. Движение материала не играет роли в передаче тепла.

Строительные материалы проводят энергию с разной скоростью. Металлы, такие как медь и сталь, например, обладают высокой проводимостью, а это означает, что тепловая энергия проходит через них с очень эффективной скоростью. С другой стороны, войлок из стекловолокна и жесткий пенопласт имеют низкую проводимость. Материалы с плохой проводимостью служат изоляторами, когда их помещают между более проводящими материалами в сборке, такой как стена или крыша. Поток тепла через сборку материалов заметно замедляется изоляционными материалами. Древесина находится где-то посередине по проводимости. Это плохой изолятор, если он не измельчен и не имеет большого количества воздушных карманов между древесными волокнами. (Секрет большинства изоляционных материалов заключается в воздушных карманах, которые нарушают проводящий поток тепла через материал.)

Скорость кондуктивного теплового потока измеряется как значение U, а сопротивление тепловому потоку измеряется его обратным значением R.

Значение U = скорость теплопередачи

Значение R = сопротивление теплопередаче

Чем ниже значение U данного материала, тем меньше его проводимость. Чем выше значение U материала, тем выше его проводимость.

Конвекция — это поток тепла внутри жидкости, при котором более теплые жидкости поднимаются, а более холодные опускаются. В домах этой жидкостью является воздух; в океане или котле это вода.

В воздухе конвекцию часто называют «эффектом дыма». По мере нагревания воздуха молекулы расходятся дальше друг от друга, и воздух становится более плавучим, поднимаясь вверх. По мере того, как этот воздух поднимается, холодный воздух втягивается снизу, чтобы заменить его (подробнее см. «Основы воздушного барьера», 19 января). В котле или тепловом насосе подогретая вода циркулирует аналогичным образом, и системы трубопроводов могут быть спроектированы так, чтобы использовать этот «термосифон» для циркуляции воды.

Когда мы учитываем конвективные воздушные потоки в зданиях, мы рассматриваем следующие переменные:

Разница температур (ΔT): Как и для всех методов теплопередачи, разница температур от одной области к другой является необходимым условием для передачи тепла.
Время (t): продолжительность времени, в течение которого происходит движение воздуха.
Объем воздуха (V): Объем воздуха в доме можно измерить путем умножения длины, ширины и высоты внутреннего пространства. Объем воздуха в доме остается постоянным, хотя сам воздух изменяется.
Воздухообмен в час (AC/hr): Скорость движения воздуха измеряется как воздухообмен. «Изменение» — это движение в определенное пространство и из него, например, объем воздуха в комнате (количество, используемое для балансировки воздушного потока в системе HVAC) или во всем доме (количество, используемое для измерения объема воздуха в доме). утечка).

Нажмите, чтобы увеличить

Тим Хили Все три метода теплопередачи показаны на этом чердачном участке. Кровельные материалы поглощают лучистую энергию солнца. Когда эти материалы нагреваются, они повторно излучают тепло на чердак, нагревая воздух чердака и открытые каркасы. Изоляция ограничивает поток тепла за счет проводимости через потолок; чем больше изоляция, тем больше сопротивление кондуктивному тепловому потоку.

Конвекция помогает охлаждать чердак, перемещая воздух через потолочные и коньковые вентиляционные отверстия, в то время как внутреннее давление воздуха перемещает воздух через отверстия в потолке.

Излучение — это движение тепла в пространстве (не в воздухе) в виде электромагнитных волн. Энергия Солнца достигает земли посредством излучения. Воздух не влияет на излучение. Солнце и костер излучают лучистое тепло, даже когда дует ветер. Лучистое тепло движется со скоростью света, не нагревая пространство между источником излучения (часто называемым «лучистым телом», будь то солнце, нагретая плита, массив битумной кровли, подстилающего слоя и деревянной обшивки) и поверхностью. другого объекта.

Когда объект или сборка нагреваются лучистой энергией, энергия поглощается материалом. Чтобы нагреваться источником лучистого тепла, поверхность должна находиться в пределах прямой видимости источника тепла. Вот почему затенение работает. Мы можем поставить навес или навес между солнцем и окном, чтобы уменьшить поток лучистого тепла. В этом случае солнце нагревает навес или навес, когда энергия поглощается этими материалами.

Несколько других переменных влияют на скорость лучистого теплообмена. Помимо разницы температур, влияющей на скорость всех способов теплового потока, скорость лучистого теплового потока зависит от:

Расстояние между двумя поверхностями. Солнце находится достаточно далеко, чтобы мы не испарились из-за его огромной энергии, как это могло бы случиться, если бы Земля была ближе к Солнцу. Точно так же, чем дальше мы находимся от костра или нагревательной плиты, тем меньше мы чувствуем их тепло.
Оптические свойства поверхностей определяют, поглощается или отражается лучистая энергия. Например, темные поверхности поглощают лучистую энергию, а светлые или блестящие поверхности отражают лучистую энергию. Например, летом тепло, поглощаемое через крыши и окна, является двумя основными источниками поступления тепла в дома. Чтобы контролировать приток тепла, многие окна имеют очень тонкое металлическое покрытие на одной поверхности для отражения лучистого тепла. А на крышах можно использовать светлую кровлю для отражения тепла или установить лучистый барьер — слой фольги на обшивке, выходящей на чердак.
Угол наклона поверхностей друг к другу связан с оптическими свойствами. Если одна поверхность наклонена под наклоном к другой поверхности, больше энергии будет отражаться или отскакивать от нее, чем если бы две поверхности были ближе друг к другу. Лучистая энергия движется по прямым линиям, и когда одна поверхность обращена прямо к другой, большая часть энергии теплой поверхности будет «видеть» обращенную поверхность.

Тим Хили «Радиатор» с ребристыми трубками передает тепло не только излучением, но и другими механизмами. Он в основном перемещает тепло конвекцией (воздух проходит через ребра диффузора) и теплопроводностью (тепло проходит через стенку трубы в алюминиевые ребра). Тепло исходит от ребер диффузора и обогреваемой передней панели.

Лучистая энергия является основным источником тепла в водяных системах отопления.

РубрикаДом