Зачем нужен теплый водяной пол и его конструкция с характеристиками
Полное описание диаграммы проектирования ASHRAE для отопления и охлаждения с помощью панелей пола и потолка можно найти в Справочнике по системам и оборудованию ASHRAE за 2012 год. раздел/стр. 6.8, Панельный обогрев и охлаждение.
Нажмите, чтобы увеличить эскизы графиков. Примечание: в опубликованную версию добавлено затенение потока, чтобы привлечь внимание к влиянию нагрузки на температуру жидкости и, следовательно, на эффективность котлов, тепловых насосов и чиллеров.
Для получения более подробной информации о проектировании излучающих систем посетите наше руководство по проектированию излучающих устройств.
Изображения качества воздуха в помещении
Часть II: Как использовать расчетный график ASHRAE для разумного отопления и охлаждения с помощью напольных и потолочных панелей
Авторское право – 2012, Роберт Бин, RET, PL(англ.). Все права защищены. Отредактировано и первоначально опубликовано в HPAC Canada в марте 2012 г. в статье из двух частей под названием «Вместе навсегда».
Для получения дополнительной поддержки посетите нашу страницу услуг для посетителей.
См. Часть I: Использование инструмента IA-QUEST VOC Emission and Simulation Национального исследовательского совета Канады.
Для предварительного обсуждения см. Тепловые и оптические свойства напольных покрытий и других внутренних отделочных материалов.
Часть II моей презентации, объясняющая, почему проектировщики HVAC не могут работать в отрыве от дизайнеров интерьера (см. Часть I), будет использовать рисунок 1, график проектирования ASHRAE для разумного отопления и охлаждения с панелями пола и потолка. 1
Мы предлагаем вам открыть миниатюры в новом окне, чтобы вы могли просматривать их вместе с текстом.
Рисунок 1. Схема проектирования ASHRAE для явного отопления и охлаждения с использованием панелей пола и потолка 1, перепечатанная с разрешения из раздела/стр. 6.8 «Панельное отопление и охлаждение», Справочник по системам и оборудованию ASHRAE, 2012 г. Отделка пола и потолка – неотъемлемая часть лучистого дизайна.
Некоторые из вас могут посмотреть на это и подумать, что психрометрическая диаграмма рядом с этим графиком выглядит детской игрой; но, как и в случае с психрометрической диаграммой, обе они просты в использовании, если вы знаете, как перемещаться по различным компонентам.
Итак, позвольте мне начать с географии графа. По сути, есть шесть сегментов, три из которых конструктор должен установить расчетным путем; это поток (q, рис. 2), средние температуры некондиционированной поверхности (AUST, рис. 3) и характеристические сопротивления панелей (ru, рис. 5); первые два (q и AUST) управляют разницей температур между полом и помещением (|tp–ta|, рис. 4) излучать или поглощать поток при расчетных условиях; последний (ru) вместе с потоком (q) и выбор расстояния между трубами (M, рис. 6) регулирует среднюю расчетную температуру жидкости в трубах (tw, рисунок 7).
Ваш выбор дельты t жидкости (Δt) в расчете расхода устанавливает температуру обратки (tвозвращение= tw – (Δt/2)) и, следовательно, эффективность котла, теплового насоса, солнечной системы или чиллера; и устанавливает верхнюю границу кривой сброса для программирования вашего контроллера жидкости (tпоставка = tw + (∆t/2)). Очевидно, что все вышеперечисленные факторы не являются тривиальными, так как все они влияют на капитальные и эксплуатационные расходы системы, качество внутренней среды, эффективность температуры поверхности и целостность материалов панелей, поэтому (опять же) рассматривать как научный эксперимент. Давайте рассмотрим каждый из шагов использования графа проектирования.
Шаг 1. Нагрев или охлаждение флюса (q), Btuh•ft 2 (Вт/м 2 ) (рис. 2)
Поток при отоплении – это энергия, выделяемая полом за счет излучения и конвекции на единицу площади. При охлаждении это энергия, поглощаемая конвекцией и излучением. В конце дня по этим значениям судят о производительности кондиционированного здания. Высокие числа представляют собой плохие здания, а низкие числа представляют собой хорошие здания. Я разделил поток на четыре области, как показано в таблице 1.
Чем короче ход, тем выше поток, тем выше температура при нагреве и ниже температура при охлаждении. Высокие температуры при обогреве и низкие температуры при охлаждении снижают эффективность установки.
Если вам приходится эксплуатировать излучающую систему со встроенными трубами при температурах, типичных для плинтусов, фанкойлов, панельных радиаторов и отдельно стоящих радиаторов, вы упустили весь смысл использования пола, стен и потолков для кондиционирования людей и помещений. Низкие температуры при обогреве и высокие температуры при охлаждении являются конечной целью устойчивого развития — точка.
Шаг 2. Средняя температура некондиционированной поверхности. (AUST), F(C) (рис. 3)
Любая поверхность, которая холоднее нагревательной панели, будет потреблять энергию от этой нагревательной панели. Точно так же охлаждающая панель будет извлекать энергию из любой более теплой поверхности. Все объединенные некондиционированные поверхности (без труб) представляют лучистую охлаждающую или тепловую нагрузку на кондиционируемую панель. Эти некондиционированные поверхности вместе с кондиционированной поверхностью представляют собой среднюю лучистую температуру (MRT), рассчитанную как средневзвешенное значение площади. Среднее значение MRT с температурой по сухому термометру (tdb), представляет собой рабочую температуру (top = (МРТ + tdb)/2), как описано в стандарте ASHRAE 55 «Температурные условия окружающей среды для пребывания человека». Расчет AUST и MRT выходит за рамки этой статьи, но для потрясающих зданий (0–10 БТЕ·фут·фут 2 (0–31 Вт/м 2 )) AUST в некоторых случаях может быть принят равным космическому или близким к нему. температуры.
Шаг 3. Положительная разница между эффективной температурой поверхности панели и температурой воздуха в помещении по сухому термометру |tp–ta|, F (С) (рис. 4)
Чем больше поток, тем больше необходимая разница температур между панелью и температурой помещения. Температура поверхности регулируется стандартом ASHRAE Standard 55 «Температурные условия окружающей среды для людей», основанным на исследованиях здоровья и комфорта. При обогреве 85 ° F (29 ° C) и охлаждении 66 ° F (19 ° C) являются допустимыми границами для пассажиров, одетых в обычную обувь. Если вы босиком или в чулках, обратитесь к Основному справочнику ASHRAE 2009 года, раздел 9.15, Теплые или холодные полы.
Шаг 4. Характеристическое сопротивление панели (ru), ft 2 •h•F/Btu (м 2 •K/Вт) (рис. 5)
Это интимный элемент дизайна интерьера из-за отделки, которая влияет на эффективность системы отопления и охлаждения; и где мясо и картофель сияющего дизайна имеют место. Это также то, что считается само собой разумеющимся, особенно среди любителей DIY. Излучающие панели представляют собой теплообменники, изготовленные на месте, и, в конечном счете, рабочие температуры жидкости зависят от того, что известно как эффективность ребер панели; которая является функцией сопротивления: слоев пола; проводимости труб и материалов оболочки; площадь поверхности трубы; характеристики потока жидкости; и логарифм средней разницы температур в конструкции теплообменника. Вы, возможно, видели часть конечно-элементного анализа (FEA), который мы с Джоном Зигенталером представили для радиантных систем. FEA — отличный способ моделирования теплообменника для оценки его эффективности и результативности. Процедура расчета снова выходит за рамки этой статьи, но процедуры описаны в Справочнике по системам и оборудованию ASHRAE HVAC 2008 г., раздел 6.2.
Шаг 5. Расстояние (M), дюймы (см) (рис. 6)
Как отмечалось выше, расстояние играет важную роль в эффективности и экономичности панели. Это также оказывает большое влияние на эффективность поверхности, то есть на качество температуры поверхности панели. По сей день меня поражает, что люди пытаются сэкономить деньги на работе, сокращая количество труб, когда это существенно влияет на эксплуатационные расходы и качество системы – и это несмотря на то, что трубы PEX являются наименее дорогостоящим компонентом излучающей системы. Когда дело доходит до конструкции теплообменника, труба хороша, и чем больше, тем лучше. Так как обслуживание трубы после ее установки не входит в чей-либо «список желаний», установите трубу самого высокого качества, которую только сможете найти. Большое количество труб хорошего качества соответствует низким температурам при обогреве и высоким температурам при охлаждении, что в сумме обеспечивает высочайшую эффективность и хороший комфорт.
Шаг 6. Средняя температура жидкости (tw), F (C) (рисунок 7)
Средняя температура жидкости — это компонент «следите за мальками». Помните, что это среднее значение, то есть это не подача или обратка, а промежуточная температура. Вот почему они называют это средним — поди посчитай. Чем ниже средняя температура при обогреве и выше при охлаждении, тем лучше. Как это произошло? Это происходит в зданиях с хорошими и высокими характеристиками, с токопроводящими полами и большим количеством труб. Это не сложнее, чем это. Вот два примера:
Пример, Часть 1. Теплый пол (рис.
1. Со стороны потока на графике q = (25 Btuh•ft 2 )(79 Вт/м 2 ), проведите прямую горизонтальную линию.
2. Вычтите требуемую температуру воздуха в помещении (ta=70 � F) от, в данном случае гипотетически рассчитанного AUST, равного 68 � F для результата (-2 � F) (1 � C), и проведите линию прямо вниз до того места, где она пересекает горизонтальную линию потока, установленную в Шаг 1.
3. Проходя параллельно наклонным линиям отопления, проведите линию вниз от пересечения к границе и измерьте дифференциал (приблизительно 13 ° F) (7 ° C). При температуре помещения 70 °F (21 °C) температура пола становится равной 70 °F+13 °F = 83 °F (28 °C), что соответствует стандарту ASHRAE Standard 55. Для тех, кто знаком с коэффициентами теплопередачи, вы получите аналогичные результаты температуры пола с:
[(25 БТЕ·фут·фут 2 )/(2 БТЕ·фут• � F)]+70 � F = 82.5 � F (28 � C).
4. Теперь выберите расстояние между трубами (M) и опять же здесь не место дешевке – чем больше самого высокого качества, тем лучше! В данном случае мы выбрали 9″oc (23см)
5. От пересечения (в этом примере) гипотетического расчетного характеристического сопротивления панели (ru) 0.2 фута 2 •ч•F/Btu (0.03 м 2 •K/Вт), что представляет собой токопроводящее напольное покрытие с низким содержанием летучих органических соединений, мы проводим линию до линии интервала 9 дюймов (23 см).
6. На указанном выше пересечении следуйте по наклонным линиям к границе и прочтите значение 25 °F (14 °C).
7. Добавьте это значение 25 ° F (14 ° C) к температуре помещения 70 ° F (21 ° C) для средней температуры жидкости (tw) 95°F(35°С).
8. Для сравнения сделайте то же самое с характеристическим сопротивлением панели
2.5 фута 2 •ч•F/Btu (0.5 м 2 •K/Вт), что представляет собой менее проводящий пол и, вероятно, имеет более высокие выбросы ЛОС.
Сообщение: Разница между напольным покрытием с низкой проводимостью ЛОС и напольным покрытием с меньшей проводимостью с более высоким содержанием ЛОС в данном случае представляет собой разницу между средними температурами 95°F(35°C) и 150°F(66°C) или 55°F( 31 � С) распространение. А теперь подумайте об этом… с низким уровнем электропроводности ЛОС и разницей t 20 ° F (11 ° C) температура обратной линии становится равной 85 ° F (29 ° C); что ставит вас в высокие 90-е КПД котла и выше COP 4 для теплового насоса, тогда как пол с более высоким сопротивлением выводит вас из лиги тепловых насосов и снижает эффективность вашего котла до среднего уровня, независимо от его возможностей высокой эффективности. Все это основано на 9-дюймовом (23 см) ос, что означает, что может быть хуже, если вы решите пойти подешевле и использовать более широкие интервалы. С положительной стороны, если вы сделаете свою работу и убедите строителя и клиента улучшить ограждение здания, чтобы снизить нагрузку с 25 БТЕ/ч·фут 2 (79 Вт/м 2 ) до 10 БТЕ/ч·фут 2 (32 Вт/м 2 ), вы можете снизить температуру обратного потока до 75 ° F (24 ° C), и это не станет лучше с точки зрения энергоэффективности.
Чтобы поставить некоторую величину около 75 ° F (24 ° C), это было бы номинально на 20 ° F (11 ° C) ниже, чем температура вашей крови, следовательно, нагрев горячей воды НЕТ! В этих температурах нет абсолютно ничего горячего — прохладного да, но не горячего. понятно?
Пример 2. Лучистое охлаждение пола (рис. 9)
В этом примере мы показываем более эффективное здание с низким потоком (примерно 12 БТЕ/фут 2 ) (38 Вт/м 2 ) и опять же, пол с низкой проводимостью летучих органических соединений с тем же интервалом 9 дюймов (23 см). Используя тот же процесс, но работая в направлении верхней части графика для напольного охлаждения, средняя температура охлаждающей воды становится равной tw = ta-12 � F = 77 � F-12 � F = 65 � F с температурой обратной линии 62.5 � F (17 � C) (на основе приблизительного перепада 5 � F (2.8 � C)). Также обратите внимание, что при температуре помещения 77 °F требуемая температура пола для охлаждения составляет только номинальную 77 °F (25 °C) -10 °F (6 °C) = 67 °F (19 °C) или приблизительно на 4.5°F(3°C) выше температуры возвратной жидкости.
При приблизительной температуре поверхности 67 ° F (19 ° C) вы будете соответствовать стандарту ASHRAE 55 для комфортной температуры пола. Регулирование пространства до 50 процентов относительной влажности и 77 ° F по сухому термометру (т. е. подача обедненной смеси (hop= 0.01476-hзагрузка) в пространство из системы вентиляции) решает микробные проблемы (вирусные бактерии, плесень), обеспечивает как стабильность гигроскопичных материалов (дерево), так и дыхательный и тепловой комфорт жильцов. Это также делает спорным вопрос о конденсации на излучающей охлаждающей панели.
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ СЛОВО
Сообщение в Части I относительно использования инструмента IA-Quest для контроля источника внутренней отделки является неотъемлемой частью IAQ и CSA F326 Residential Mechanical Ventilation Systems, ASHRAE 62.1 — Вентиляция для приемлемого качества воздуха в помещении и АШРАЭ 62.2 – Вентиляция и приемлемое качество воздуха в помещениях малоэтажных жилых домов . Это также входит в компетенцию дизайнера интерьера. Как видно из графика проектирования ASHRAE, напольное покрытие также играет большую роль в эффективности и комфорте системы, а также в качестве качества воздуха в помещении. HVAC и дизайн интерьера склеены независимо от того, как вы это разделяете.
Но есть и положительная сторона: клиентам нравятся их дизайнеры интерьеров. На самом деле, они нравятся им больше, чем их подрядчики по HVAC (я знаю, что это больно); а типичный клиент дизайнера интерьеров — образованная женщина с доходом выше среднего.
Работа с профессионалами в области дизайна интерьеров и ее клиентами не составляет труда для прогрессивного дизайнера систем вентиляции и кондиционирования.
Рекомендации
Рис. 1 Расчетная диаграмма для отопления и охлаждения с панелями пола и потолка перепечатана с разрешения из раздела/стр. 6.8 «Панельное отопление и охлаждение», Справочник по системам и оборудованию ASHRAE, 2012 г.
Полы с подогревом в ванной: плюсы и минусы
Нет никаких сомнений в том, что полы с подогревом в ванной комнате — это скорее роскошь, чем необходимость. Но это роскошь, которую вы можете решить, когда ступите на холодную плитку зимним утром. Полы с подогревом в ванной комнате не только делают вашу ванную комнату более удобной и привлекательной, но и способствуют более эффективному отоплению. Трудно устоять перед тем, чтобы добавить в свой дом немного спа-роскоши. Здесь мы рассмотрим плюсы и минусы добавления полов с подогревом к вашей следующей реконструкции ванной комнаты. В холодные и снежные дни пол с подогревом в ванной комнате — это простой способ согреть ноги во время утренней рутины.
Как работают полы с подогревом в ванной?
Создание полов с подогревом в ванной предполагает установку источника лучистого тепла под полом. Тепло может быть обеспечено либо электрический нагревательный элемент или водяной обогрев.
Электрическое отопление использует электрические кабели для выработки тепла. Они встраиваются в тонкие маты, которые укладываются под разные типы полов. Неважно, из плитки ли у вас полы, из искусственного дерева или даже из камня.
A пол плитка с подогревом может помочь увеличить тепло в вашей комнате до 5 градусов. Она работает так же, как и обычная система теплого пола, но вместо горячей воды для обогрева труб и радиаторов используется электричество.
Как домовладелец, вам обязательно понравится электрический подогрев пола по следующим причинам:
- Это легко установить. Многие домовладельцы предпочитают это, если они в настоящее время работают над проект реконструкции дома.
- Поскольку на тонких ковриках есть регулятор температуры, вы можете установить идеальную температуру.
- Говоря об установлении идеальной температуры, нагрев пола в ванной этим методом занимает всего от тридцати до шестидесяти минут. Это быстрее, чем другие блоки HVAC. Кроме того, вы можете легко включать и выключать катушки.
Несмотря на эти преимущества, вы должны быть точны с размером. В вашей ванной наверняка есть приспособления и предметы мебели, которые занимают место на полу. Таким образом, вы должны установить их стратегически. Полноразмерные коврики с подогревом работают только на открытых площадках.
Водяной теплый пол , также известные как лучистые системы горячего водоснабжения, используют нагретую воду по трубам. Эти трубки крепятся к толстым фанерным панелям или раствору. Как правило, нагретая вода поступает из настоящего водонагревателя. Этот вариант идеально подходит для плитки, камня и бетонного пола.
Самым замечательным преимуществом выбора этого варианта является его масштаб. Если вы хотите обогревать помещения, кроме ванной комнаты, это лучше всего подходит для отопление всего дома.
Кроме того, чем шире область применения этой системы отопления, тем более рентабельной становится ее установка. Вы можете отапливать несколько комнат одновременно, экономя при этом затраты на электроэнергию!
Несмотря на это, некоторые из его недостатков:
- Первоначальные инвестиции выше по сравнению с электрическим подогревом пола. Это потому, что вам понадобится водонагреватель или бойлер, насос и несколько газовых линий.
- Поскольку для этого варианта вы используете нагретую воду, для прогрева пола требуется больше времени.
Плюсы полов с подогревом в ванной
Равномерный нагрев
Самое лучшее в полах с подогревом в ванной – это равномерный нагрев. Они обогревают как пол, так и всю ванную комнату, обеспечивая комфортную температуру окружающей среды.
Установки HVAC рассеивают теплый воздух, но он может быть неравномерным. Если вы стоите рядом с блоком HVAC, вы можете заметить, что он теплее, чем другие части комнаты. В ванных комнатах с подогревом полов не бывает холодных мест.
Энерго эффективность
Знаете ли вы, что полы с подогревом в ванной на 25% более энергоэффективны, чем полы с подогревом? традиционные блоки HVAC?
Вы даже можете сэкономить дополнительные расходы в зависимости от типа выбранной вами системы подогрева пола. Электрические системы подогрева пола нагревают ванную комнату менее чем за час.
Похожий контент: Стоит ли инвестировать в пол с подогревом в ванной?
Незаметный, компактный
С теплыми полами в ванной вам не нужно монтировать большие, здоровенные блоки на стене. Они спрятаны и не мешают эстетике вашего дизайна.
Без шума
Посмотрим правде в глаза, системы принудительной вентиляции могут быть шумными. Когда вы включаете систему принудительной вентиляции, она, вероятно, не бесшумна. Полы с подогревом в ванной не только незаметны, но и бесшумны. И это означает отсутствие отвлечения, когда вы пытаетесь расслабиться.
Адаптация люстры
Эти устройства удобны в использовании. Они поставляются с термостатами, которые имеют регулируемые настройки температуры, поэтому вы можете создать идеальную температуру.
Кроме того, у них есть таймеры. Добро пожаловать в новый день, сохраняя ваши пальцы ног в тепле и уюте по утрам!
Сохранность
Теплые полы в ванной безопасны. Они не обожгут вам ноги. Кроме того, вам не нужно беспокоиться об острых углах или обжигающих поверхностях блоков HVAC.
Наряду с безопасностью вы можете гарантировать, что он также обеспечивает хорошее качество воздуха. Это большой плюс для людей, страдающих астмой и другими аллергиями.
Бесплатная поддержка
Дополнительным преимуществом является то, что вы сэкономите деньги, зная, что ваши полы с подогревом не требуют обслуживания. После их установки нет необходимости беспокоиться о графиках технического обслуживания.
Более высокая стоимость при перепродаже
Полы с подогревом в ванной повышают ценность вашего дома, что также увеличивает его стоимость при перепродаже. Потенциальные покупатели любят неожиданные роскошные детали.
Похожий контент: Насколько ценен ремонт ванной комнаты в доме?
Минусы полов с подогревом в ванной
Процесс установки
Независимо от того, выбираете ли вы вариант электрического или водяного отопления, процесс установки может занять некоторое время. Это связано с тем, что для установки оборудования необходимо демонтировать существующий пол. Разбирать полы всегда неудобно, даже если результат того стоит.
Ремонт
Хотя полы с подогревом не требуют обслуживания, иногда может потребоваться ремонт. А лицензированный профессионал может использовать тепловизионную камеру, чтобы найти проблему. Если есть проблема, может потребоваться забраться под стильный пол в ванной, чтобы решить проблему.
Оба типа полов с подогревом могут быть дорогими, и это зависит от вас, с какой ценой вы можете справиться.
Электрический теплый пол экономичен при монтаже. Но со временем ожидайте, что вам придется иметь дело с эксплуатационными расходами. Водяной теплый пол дороже, но стоимость эксплуатации ниже.
Проблема с высотой пола
Еще одна причина, по которой полы с подогревом лучше всего подходят для реконструкции ванной комнаты, заключается в проблемах с высотой пола. После установки полы с подогревом могут увеличить высоту пола вашей ванной комнаты как минимум на полтора дюйма, в зависимости от выбранной вами системы отопления. Это может быть опасность споткнуться.
Похожий контент: Полный пробег по полам с подогревом в ванной: подходит ли он вам?
Пол с подогревом придает вашей ванной комнате особую роскошь, но важно взвесить все за и против. Реконструкция ванной комнаты дает прекрасную возможность установить пол с подогревом. Если вы находитесь в районе Уолнат-Крик, позвоните нам по телефону (925) 885-3770, чтобы обсудить ваши варианты. Мы также специализируемся на проектировании и установке систем теплого пола для ванных комнат. Мы предлагаем широкий диапазон диапазонов температур, а также различные варианты систем управления в соответствии с вашими потребностями.