37 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Охлаждение с помощью потолочной системы

Охлаждение с помощью потолочной системы


В отличие от обычных систем кондиционирования, потолочные панели бесшумны и не создают сквозняков. Там, где речь идет о высоких охлаждающих нагрузках, например, в коммерческих зданиях, рекомендуется установить потолочные системы охлаждения со специально обработанными панелями. О потолочной системе охлаждения узнайте больше тут .

Применение на практике

Потолочная система охлаждения работает с холодной водой. Охлаждающая способность панельных систем охлаждения достигает значений от 30 до 65 Вт / м² и остается ниже.

Это связано с тем, что температура охлаждающей воды не должна опускаться ниже определенного уровня, который зависит от температуры в помещении и содержания влаги. В противном случае водяной пар, содержащийся в воздухе, будет конденсироваться на холодных поверхностях. Чтобы избежать этого эффекта, используются либо мониторы точки росы, либо температура воды ограничена не критическим уровнем.

В отличие от других систем охлаждения, потолочные климатические панели обычно выдерживают температуру ниже точки росы и конденсацию в течение коротких периодов времени.

В большинстве случаев для охлаждения среды используются водяные чиллеры или тепловые насосы. Интеграция водяного охладителя в систему отопления довольно трудоемка, и вам нужна специальная система автоматического управления. На практике это решение используется только в крупных коммерческих зданиях, таких как гостиницы или офисные здания. В жилом секторе панельные системы охлаждения всегда используются в сочетании с тепловыми насосами.

Скважинные теплообменники и подземные тепловые насосы пригодны для «пассивного» охлаждения. Охлажденная вода охлаждается в почве или грунтовых водах, и не требуется никакой дополнительной энергии, кроме мощности для рециркуляционного насоса. Другие тепловые насосы охлаждаются в «активном» режиме. Контур хладагента перевернут, и тепловой насос работает как холодильник.

В большинстве случаев использование теплового насоса значительно облегчает контроль температуры в помещении.

Если требуется охлаждение, приводы на нагревательном коллекторе открываются, и процесс охлаждения проходит неконтролируемым образом. Вы можете понизить температуру в помещении примерно до 7 ° C. При более низких температурах потребуется осушение воздуха в помещении.

Потолочные установки имеют наивысшую эффективность охлаждения, потому что конвекционная часть увеличивает излучение: теплый воздух в помещении поднимается к потолку и охлаждается там. Если панель охлаждения следует использовать для отопления, это не проблема. Благодаря относительно низкой производительности потолочные системы охлаждения имеют большие размеры. Поэтому для работы в режиме нагрева вам нужны только относительно низкие температуры воды.

Особенности единой системы обогрева и охлаждения поверхностей

В последние годы в нашей стране, за счёт своих высоких эксплуатационных характеристик, широкое распространение получила система отопления «тёплый пол». Ещё одно преимущество этой системы, а также систем «тёплые стены» и «тёплый потолок» — возможность их использования как для отопления помещений в холодное время года, так и для охлаждения летом.

В данной части учебного курса «Системы отопления: выбор, монтаж» мы, с помощью специалиста компании REHAU, расскажем:

  • В чём заключается принцип работы системы обогрева и охлаждения поверхностей.
  • Преимущества системы по сравнению с обычными системами отопления и кондиционирования воздуха.
  • На какие нюансы необходимо обратить внимание при монтаже и эксплуатации системы обогрева и охлаждения поверхностей.

Принцип работы единой системы обогрева и охлаждения поверхностей

Прежде, чем мы расскажем об особенностях единой системы обогрева и охлаждения поверхностей, напомним, как работает водяной «тёплый пол». Итак, основу этой системы составляют регистры из греющих труб, по которым циркулирует теплоноситель, например, вода. Трубы уложены в хорошо теплоизолированной снизу бетонной стяжке, что, за счёт её высокой теплопроводности, обеспечивает равномерное распределение температур по поверхности пола.

Отметим, что по СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», температура воздуха в жилых помещениях должна составлять 20 °С. Но понятие «комфортная температура» весьма субъективно. Человек может воспринимать температуру в помещении за счёт теплообмена с воздухом (конвективное тепло), а также за счёт лучистой энергии (лучистый теплообмен).

Важный нюанс: лучистое тепло воспринимается человеком как более комфортное, а главное — тепловой комфорт ощущается при более низкой температуре воздуха. Это позволяет понизить температуру воздуха в помещении на 1–2 °C. И, уменьшая температуру воздуха, можно снизить годовые затраты энергии от 6 до 12%.

Система «тёплый пол» обеспечивает повышенный тепловой комфорт за счет низкотемпературного лучистого теплообмена между человеком и окружающими поверхностями, а также за счёт оптимального распределения температур по высоте помещения. Благодаря низкой величине конвективных потоков, в отличие от радиаторной системы отопления, обеспечивается минимальная подвижность воздуха в помещении. Также в воздухе нет циркуляции мелкодисперсной пыли, что особенно важно для людей, подверженных аллергии.

Теперь, вооружившись этими знаниями, рассмотрим принцип работы единой системы обогрева и охлаждения поверхностей.

Читать еще:  Дизайн участка и внутренний интерьер дома

Конструктивно такие системы представляют собой контур из труб, заложенных в ограждающие конструкции или закреплённых на них панелей, системы управления (автоматики), источника тепла и холода. Системы могут быть:

Система работает следующим образом — есть источник тепла и источник холода, которые готовят воду. Вода запускается в одни и те же регистры (трубы), совмещённые со строительными конструкциями. Для холодного периода (зимой) вода запускается подогретая, для жаркого (лета) – охлаждённая.

Таким образом, используя один и тот же контур, можно как обогревать, так и охлаждать помещение, преимущественно за счёт лучистой составляющей. А, т.к. человек чувствует себя наиболее комфортно, если, минимум, 50% его теплоотдачи осуществляется за счет излучения, то в доме создаётся наиболее благоприятный микроклимат.

Преимущества системы обогрева и охлаждения поверхностей

Т.к. обогрев и охлаждение в единой системе происходит благодаря большой площади поверхностей, повышается эффективность её работы. Это связано с тем, что температура на поверхности пола, стены или потолка всего на несколько градусов отличается от температуры воздуха в помещении. Это обеспечивает оптимальные и комфортные условия для человека, потому что происходит интенсивный обмен лучистой энергией между человеком и нагревающими/охлаждающими поверхностями.

Система является энергосберегающей как в режиме охлаждения, так и в режиме обогрева. Например, зимой нам не требуется сильно нагревать воздух помещения, а в холодный – сильно переохлаждать его. За счет этого зимой уменьшаются теплопотери, а летом – теплопоступления в помещение.

Единые системы обогрева и охлаждения работают бесшумно. При их работе также отсутствуют: сквозняки, вызванные высокой скоростью движения воздуха в обычных системах кондиционирования, т.к. в фанкойлах, чиллерах, сплит-системах присутствует аэродинамический шум от движения воздуха. Также нет источников холодного или перегретого воздуха.

Подбор компонентов такой системы делается только на основании расчета специалиста, имеющего профильное образование.

Особенности монтажа и эксплуатации единой системы обогрева и охлаждения поверхностей

В целом, монтаж систем «тёплые стены» и «тёплый потолок» аналогичен монтажу системы «теплый пол». В «тело» ограждающих конструкций закладываются трубы, которые образуют греющий/охлаждающий контур. Т.к. трубы закладываются в стяжку или в слой штукатурки, для устройства системы следует использовать качественные материалы, обладающие долгим сроком службы. Это гарантирует надёжность работы системы.

Чтобы уменьшить расход штукатурки, в стенах используются трубы малого диаметра — 10 мм. Итого: 1 см штукатурки, чтобы закрыть ею трубы заподлицо + 1 см отделочного слоя поверх них = слой в 2 см. Кроме этого, есть готовые гипсоволоконные панели для стен и потолков, толщиной 15 мм, в которых уже заложены трубы. Такие панели монтируются на каркас, как листы гипсокартона.

Важный нюанс: регистры из труб, которые заложены в пол, на 30% эффективнее работают на обогрев и на 30% хуже на охлаждение. И, наоборот, потолок на 30% лучше работает на охлаждение и на 30% хуже на обогрев.

Это связано с тем, что у пола в режиме охлаждения и у потолка в режиме обогрева пропадает конвективная составляющая, которая как раз и составляет 30% в общем тепловом балансе. Холодный воздух опускается с потолка, а на его место приходит нагретый. А когда мы включаем систему на обогрев, то теплый воздух под потолком образует «тепловую подушку», которая никуда не уходит. 30%, которые идут на конвекцию, теряются, но остается 70% лучистого тепла, которое и работает.

Важный нюанс: чтобы сократить теплопотери и не отапливать через ограждающие конструкции улицу, наружные ограждающие конструкции следует хорошо утеплить. В хорошо утеплённом здании поверхностей потолка, стен, пола, в которые будет встроена единая система обогрева и охлаждения наверняка хватит для компенсации всех теплопотерь и теплопоступлений.

Следует отметить, что система единого обогрева и охлаждения поверхностей проектируется так, чтобы исключить возможность выпадения конденсата при её эксплуатации в режиме охлаждения. Но, на всякий случай, в систему автоматического регулирования включается контроллер точки росы. Он монтируется на металлических элементах — деталях системы, на которых в первую очередь начинает образовываться конденсат. В случае его появления, срабатывает контрольная система и прекращается циркуляция воды.

Аварийная система делается обязательно. Датчик прижимается к поверхности коллектора и, когда на нем образуется влага, изменяется электропроводность, и он даёт сигнал по проводам на перекрытие вентиля.

Во влажном климате в систему добавляются осушители воздуха. Они также автоматически включаются по датчику влаги. Добавим, что системы обогрева и охлаждения дополняются системой автоматического регулирования, которая управляет всеми процессами и автоматически переключает режимы.

Такая система с высокой точностью автоматически поддерживает заданные текущие параметры микроклимата в помещении, а также автоматически осуществляет переход с режима обогрева на режим охлаждения по окончании отопительного сезона.

Потолочные системы охлаждения и обогрева

In recent years many systems for building services are being made multi-functional. The double and sometimes triple purpose contributes to savings and ease of use. There are, for example, air-conditioning systems which

Читать еще:  В будущем году Росавтодор построит около пятисот километров дорог

Тепло, как известно, — это «побочный продукт» системы кондиционирования. Новые системы потолочного отопления и охлаждения способны поочередно выполнять две указанные в заголовке статьи функции. В зависимости от потребности, через трубопровод, который представляет собой основу потолочных систем, пропускают холодную или горячую воду.

Как пояснил руководитель направления «Системы внутреннего климата» компании Uponor Тимур Жарков, потолочные системы отопления и охлаждения имеют разное устройство, но при этом можно выделить два существенных конструкционных отличия. Один из принципов — такой. На потолке монтируют цельную трубопроводную систему. Она функционирует практически так же, как «теплый пол» (но в данном случае, это «холодный или теплый потолок»). Трубопроводную систему фиксируют цементно-песчаной стяжкой. Всю конструкцию закрывают финишными панелями, либо используют другое облицовочное покрытие. Другой подход подразумевает применение панелей, содержащих «в теле» змеевики, которые стыкуются друг с другом при помощи соединительных элементов. Например, есть такая конструкция панелей.

Верхняя часть потолочной системы представляет собой покрытие из минерального волокна, которое укладываются стороны перекрытия. Далее монтируют панели отопления и охлаждения, сделанные в виде змеевиков из пластиковых труб, укомплектованные вставными соединителями и переходниками, фитингами и прочими аксессуарами. Трубы закрывают теплопередающими графитовыми плитами, толщина которых 15 мм. Следом идут оцинкованные стальные пластины толщиной 1,5 мм, на которые нанесено белое стекловолокнистое звукопоглощающее покрытие. Оно имеет достаточно привлекательный вид, чтобы служить наружной облицовкой.

Кроме активных панелей, «начиненных» трубами, в системе предусмотрены неактивные потолочные панели, которые не несут обогревательной или охлаждающей функции. Ими закрывают проемы, которые на потолке оставляют для укладки коммуникаций.

Как сказано выше, при производстве панелей на видимую сторону (на оцинкованные стальные пластины) наносят белое матовое звукопоглощающее стекловолокнистое покрытие. Аналогичной обработке подвергается наружная поверхность неактивных панелей. Также в белый цвет окрашивают места стыковки и видимые поверхности направляющих элементов каркаса. Таким образом, все панели данной потолочной системы представляют собой ровную плоскость белого цвета, с едва заметными конструктивными местами стыковки.

Для монтажа потолочной системы используют поддерживающие опоры, направляющие и профили. «Зашитый» в оболочку трубопровод, состоящий из большого количества «панельных» змеевиков, подключают (с возможностью переключения) к двум магистральным трубопроводам — системы отопления и системы охлаждения. Соответственно, для работы системы требуются источники, генерирующие тепло и холод (подробнее о них ниже).

Верхняя часть потолочной системы представляет собой покрытие из минерального волокна, которое укладываются стороны перекрытия

Потолочные панели обогревают или охлаждают помещение посредством излучения. Для отопления помещения из магистрального трубопровода в панели направляют теплоноситель, а когда требуется охладить помещение, то, соответственно, в трубопровод поступает хладагент. Это может быть как «продукт» деятельности чиллера или иного хладообразующего оборудования, так и обычная вода, если поблизости есть родник. Дело в том, что самая низкая температура в режиме охлаждения помещения может быть равна +14 °C. Возможна и более высокая температура — например, +18 °C. «Хладагент» такой температуры можно получить, используя, в том числе, обычную родниковую воду.

Необходимое количество потолочных панелей определяют инженерным расчетом, исходя из параметров панелей, температуры хладагента и теплоносителя, объема помещения и других исходных данных. Целесообразно учитывать при производстве расчетов, что некоторое количество холода и тепла будет выходить из помещения при работе вентиляции.

Эти потолочные панели имеют четыре стандартных размера. Максимальный вес панели, наполненной водой, составляет 6,5 кг на квадратный метр. В зависимости от размера панелей, их можно соединять последовательно, например, по четыре панели или по восемь панелей. После чего сгруппированные панели подключают к магистральным трубопроводам охлаждения и отопления.

Системы потолочного отопления и охлаждения используют как при строительстве новых зданий, так и при реконструкции старых. Более того, если при производстве ремонта нужно сменить отопительную систему, то потолочные панели довольно просто встраиваются в подвесные потолки. Система пожаробезопасна, не требует специального ухода и обслуживания.

Также к числу новинок можно отнести потолочные панели, сделанные из огнестойкого гипсокартона, в которых «замурована» система труб размером сечения 9,9 мм на 1,1 мм, а также слои тепло- и звукоизоляционных материалов. Система рассчитана на умеренно охлажденную воду с температурой 16-19 °С в режиме охлаждения помещения, и на воду, подогретую до 30-40 °С («климат-потолок» работает в режиме отопления).

Если говорить о многофункциональности потолочных систем, стоит добавить, что панели также обладают звукоизоляционными свойствами, а также служат финишной облицовкой. То есть, дополнительная внутренняя облицовка для потолка не требуется. Однако если есть желание обустроить какой-нибудь особенный навесной потолок, систему потолочного отопления и охлаждения можно совместить с оригинальными дизайнерскими решениями.

Для отопления помещения через потолочную систему можно применять традиционный котел, однако, это не самый экономичный способ использования низкотемпературной системы. В западных странах, где комбинированные системы отопления и охлаждения (через потолки, стены, полы) нашли более широкое применение, отдают предпочтение альтернативным источникам энергии. Например, используют тепловые насосы, которые хоть и требуют обустройства геотермальных полей (бурения скважин, либо укладки коллекторов в траншеи), что влечет существенные первоначальные затраты, однако впоследствии вложения окупаются, благодаря низкой себестоимости энергии. Кроме того, в сочетании с низкотемпературными потолочными системами целесообразно использовать энергию солнечных батарей и ветряных установок. Если говорить о более доступном (для наших российских условий) энергоэкономичном оборудовании, то для отопления загородного дома подойдет, например, конденсационный котел.

Читать еще:  Строительство домов из клееного бруса: «Студии Клееного Бруса»

Холодные потолки: принцип действия, способы использования капиллярных матов и энергоэффективность

Системы холодных потолков являются новинкой в сфере кондиционирования и создания оптимального микроклимата в целом. Одним из примеров систем подобного типа служат холодные потолки Clina, работающие бесшумно и занимающие минимум места в отличие от привычных кондиционеров и сплит-систем.

Каков принцип действия холодных потолков, а также о других особенностях этого инновационного средства расскажет наша статья.

Маты охлаждающей потолочной системы

Принцип действия холодных потолков

Охлаждающие потолочные системы являются ничем иным, как практичной и эстетической альтернативой традиционным кондиционерам. Их эффективность обусловлена тем, что посредством лучистого теплообмена охлаждается не воздух в помещении, а непосредственно предметы в нем имеющиеся, в том числе люди.

Рассмотрим подробнее принцип действия охлаждающих потолков:

  • В потолочную поверхность встраивают специальные маты, которые изготовлены из капиллярных трубок 4,3 мм диаметром. Шаг установки трубок в мате составляет 10-30 мм.

Конструкция капиллярного мата холодного потолка

  • Прохладная вода, являющаяся основным агентом теплообмена, циркулирует по капиллярным трубкам и поддерживает требуемую разность температур, обеспечивая кондиционирование помещения.
  • Незначительное расстояние между капиллярными трубками, а также их параллельное расположение способствует тому, что температура равномерно распределяется по всей охлаждающей поверхности.
  • Процесс охлаждения такими потолочными матами происходит на 60% за счет охлаждения лучистого типа и на 40% посредством естественной конвекции.
  • Как известно, теплый воздух за счет своего низкого веса (в сравнении с холодным) поднимается вверх. Под потолком он соприкасается с охлаждающими матами, его удельный вес растет, и охлажденный воздух опускается вниз равномерно по поверхности помещения.

Совет! Охлаждение холодными потолками рекомендуется использовать в помещениях с повышенными требованиями к отсутствию сквозняков.

  • Касательно лучистого охлаждения, то оно основано на свойстве нагретых предметов (в том числе человеческой кожи) отдавать тепло более холодным.
  • Рабочая температура воды в матах холодных потолков равняется +16..+18 градусам и регулируется при помощи холодильной машины. Циркуляция воды обеспечивается специально предназначенным для этого насосом.

Схема устройства холодных потолков Clina

Таким образом, холодный потолок состоит из следующих основных компонентов:

  • капиллярных матов;
  • циркуляционного насоса;
  • сети трубопроводов;
  • холодильной машины;
  • запорно-регулирующей арматуры;
  • системы управления и автоматизации.

Способы использования капиллярных матов в системах холодных потолков

Установка матов на гипсокартон или бетонное перекрытие

Монтаж системы холодных потолков на бетонное основание

Незначительный диаметр трубок, а также минимальная масса системы, заполненной водой, обеспечивает возможность монтажа капиллярных матов непосредственно на поверхность гипсокартонного подвесного потолка или бетонное основание. Так, трубы капиллярных матов и подводящие трубы могут быть спрятаны в запотолочном пространстве гипсокартонного потолка, тогда как сами маты могут быть выведены через прорези в гипсокартонных листах на поверхность потолка.

Крепление матов холодного потолка осуществляется при помощи нержавеющих скоб непосредственно к поверхности гипсокартона. После этого маты покрывают штукатурным слоем 8-15 мм толщиной. В подобном исполнении мощность охлаждающей системы составит примерно 85Вт/м2.

Гибкость капиллярных матов позволяет монтировать их на потолки практически любой сложности – сводчатые, наклонные, многоуровневые.

Кассетный охлаждающий потолок

Монтаж холодного потолка в кассетной конструкции

Независимо от типа, любой кассетный металлический потолок может быть преобразован в холодный. При этом применяется метод интеграции в кассеты капиллярных матов. Крепление матов в этом случае выполняют со стороны перекрытия. В подобном конструктивном варианте полезная мощность холодного потолка наиболее высока и составляет примерно 95Вт/м2.

Совет! Поскольку холодные кассетные потолки остаются легко разборными, доступ в межпотолочное пространство остается все таким же простым. Поэтому при необходимости добавки или убавления мощности охлаждения, убрать или смонтировать дополнительные маты будет легко и удобно.

Об энергоэффективности холодного потолка

С помощью кондиционирования холодным потолком можно не только экономить полезное пространство помещений, но и затрачиваемую на их охлаждение энергию:

  • В привычных кондиционерах холодильные машины подготавливают хладагент с температурой +7 градусов (жидкость) или +10градусов (воздух). В холодных потолках температура воды не опускается ниже +16 градусов. Благодаря этому холодильная машина тратит на 20-30% меньше электроэнергии при аналогичных объемах обрабатываемого хладагента.

Охлаждающие потолочные системы эффективны для офисов, поскольку не создают сквозняков и повышают работоспособность персонала

  • Кроме того, в традиционных системах охлаждения часть холода (около 35%) затрачивается на конденсацию влаги, имеющейся в воздухе (скрытая теплота). Охлаждающие потолки лишены данного недостатка.
  • Также в затраты энергии холодными потолками не включена электроэнергия, затрачиваемая на привод вентиляторов, которые имеются во внутренних блоках стандартных кондиционеров.

Итак, мы выяснили, что такое охлаждающий потолок, и каков принцип его действия. Внедрение такой новой для нашего рынка идеи пока не нашло широко отклика. Тем не менее, экономичность и эффективность системы наверняка в скором времени изменят представление наших людей о холодных потолках и сделают их намного более востребованными.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector