В настоящее время один из наиболее типичных вариантов параллельной системы SAHP реализуется путем интеграции всех основных компонентов в резервуар для хранения воды со стратификацией. Солнечные коллекторы через рабочую жидкость (воду или смесь антифриза), циркулирующую в замкнутом контуре, подают полезное тепло Q _u в накопительный бак.Теплообменник контура солнечного коллектора обычно расположен в нижней части накопительного бака. Тепловой насос использует источник тепла, отличный от солнечной энергии, и подает тепло Q _hpcon , извлеченное из этого источника, также в накопительный бак. В некоторых системах также можно подавать тепло непосредственно в систему отопления в здании (не через накопители) [13]. Обычно теплообменник, соединяющий конденсатор теплового насоса и накопитель, расположен в верхней части накопительного бака, над теплообменником солнечного коллектора.Иногда конденсатор теплового насоса можно поместить прямо в накопительный бак. Если водонагреватель также предназначен для ГВС, то вход холодной воды расположен внизу. В верхней части водонагревателя установлен выпуск горячей воды для ГВС, для отвода тепла Q _hDHW для ГВС. В баке есть еще один теплообменник, ниже выхода ГВС, который соединяет хранилище с отопительным контуром для отопления помещений, обычно низкотемпературного, например, контуром теплого пола. Тепло Q _тепло , необходимое для обогрева здания, отбирается через этот теплообменник.Очень часто дополнительный нагреватель, обычно электрический, так как пиковый источник также встроен в накопительный бак наверху. При необходимости, когда температура накопительного бака, даже в верхней части, слишком низкая для удовлетворения требований к обогреву, включается электрический нагреватель, и он подает дополнительное тепло Q _доп. в накопительный бак.

Большинство современных параллельных систем SAHP содержат резервуар для хранения, который является основным основным компонентом системы, объединяющей все остальные компоненты.В такой конфигурации системы, даже если солнечная тепловая система и тепловой насос не имеют прямого контакта, через общий накопительный бак они взаимодействуют друг с другом. Это взаимодействие дает положительные эффекты, потому что солнечная тепловая часть и тепловой насос дополняют друг друга. Это делает работу всей системы отопления очень надежной. Параллельная система SAHP может обеспечивать все тепловые нагрузки, и нет необходимости устанавливать и использовать какое-либо другое нагревательное устройство, дополнительную горелку или бойлер.Это очень удобно для пользователя. Однако из-за того, что тепловой насос и солнечные коллекторы передают тепло одному и тому же накопителю, иногда работа одной части системы, обычно теплового насоса, ограничивает работу другой, то есть солнечных коллекторов. Например, зимой в высокоширотных странах очень редко температура рабочей жидкости солнечных коллекторов бывает выше температуры теплоносителя, отбирающего тепло из конденсатора теплового насоса.Как следствие, тепловой насос работает большую часть времени и ограничивает использование солнечной энергии. Кроме того, иногда установщики (через систему автоматического управления) устанавливают слишком высокий предел для циркуляции температуры рабочей жидкости солнечных коллекторов. Если это значение слишком велико (например, выше 40 ° C), рабочая жидкость не циркулирует и не передает тепло в накопительный бак зимой и в пасмурные дни, что значительно ограничивает работу солнечной тепловой части системы.

Эффективны ли солнечные тепловые коллекторы?

Мощность и эффективность панели частично определяются степенью поглощения, а частично — коэффициентом излучения; Имеется в виду не только то, сколько тепла он может собрать, но и сколько тепла он будет выделять (или терять) до того, как будет доставлен к месту назначения.

Ранние модели имели высокий коэффициент поглощения в диапазоне 90-95% (эффективность поглощения солнечного излучения), но они также имели коэффициент излучения в диапазоне 55-95% (излучение энергии в виде теплового излучения), поэтому большая часть собранное тепло было потеряно перед тем, как покинуть панель. В этих моделях также использовалась стандартная черная краска для печей, тогда как панели теперь имеют покрытия, специально разработанные для поглощения и сохранения тепла.

Несмотря на то, что современное поколение тепловых коллекторов, представленных на рынке, сейчас очень эффективно, их фотоэлектрическая «конкуренция» в солнечной отрасли опережает достижения в области тепловых солнечных батарей и влияет на окупаемость инвестиций.Это не означает, что качество и эффективность солнечных тепловых панелей каким-то образом ухудшаются, просто существует точка зрения, согласно которой ваши солнечные доллары лучше инвестировать в приобретение фотоэлектрических солнечных панелей и использование энергии, которую они вырабатывают, для нагрева воды. традиционный водонагреватель.

Это связано с постоянным развитием технологий и снижением затрат в фотоэлектрической промышленности, в то время как технология и стоимость солнечного тепла оставались практически неизменными в течение того же периода.Они по-прежнему хороши, проблема в том, что конкуренция становится все лучше (ярким примером этого является то, что Tesla теперь предлагает солнечные панели в аренду, что делает солнечные фотоэлектрические системы гораздо более доступными для домовладельцев).

Предпосылка, лежащая в основе этой философии, заключается в том, что во времена, когда горячая вода не нужна, панель не остается неподвижной и бесполезной. Если бы ваша солнечная установка была фотоэлектрической, а не тепловой, солнечное излучение всегда поглощалось бы для того или иного использования; для питания других устройств, храниться в батареях или возвращаться в сеть для получения кредита.Трудно отрицать логику этого; однако бывают ситуации, когда солнечное тепловое излучение полезно, поэтому мы опишем варианты.

Солнечные тепловые коллекторы с вакуумными трубками:

Это наиболее распространенный тип солнечного теплового коллектора, который вы, вероятно, увидите на крыше дома. Сама коллекторная панель чаще всего состоит из стеклянных трубок, содержащих медные трубки в их сердцевинах, с затемненной пластиной, покрывающей трубу для поглощения тепла.Стеклянные трубки герметично закрыты с помощью только открытой медной арматуры, и каждая трубка устанавливается в коллектор отдельно.

Это упрощает замену трубки, если вакуумное уплотнение сломано; это также может дать преимущество при установке. Вместо того, чтобы транспортировать одиночный тяжелый блок на крышу, поскольку это модульная система, его можно транспортировать по частям.

Герметично закрытый воздух обеспечивает отличную изоляцию и делает коллектор практически невосприимчивым к температурам наружного воздуха зимой.Даже в летнюю жару можно было дотронуться до трубок голой рукой, хотя трубка внутри сразу ругала бы.

Плоские солнечные коллекторы:

, конечно, может быть разной, но типичный коллектор с плоской пластиной — это немного больше, чем неглубокий ящик с медными трубками, которые проходят через него, покрытые металлической пластиной-поглотителем и прозрачной крышкой. Холодная жидкость прокачивается через медную трубку под пластиной коллектора и при этом нагревается.Как в плоских пластинчатых, так и в вакуумных трубчатых коллекторах используется смесь гликоля, поэтому для них обоих необходимы специальные резервуары для хранения с теплообменниками.

Плоские солнечные коллекторы и вакуумные трубчатые солнечные коллекторы

У каждого солнечного коллектора есть достоинства и недостатки. Воздух внутри герметичных стеклянных трубок вакуумных трубчатых коллекторов обеспечивает гораздо лучшую изоляцию, чем плоские коллекторы, но часть вашего потенциального солнечного урожая теряется, когда он проходит через промежутки между трубками.

Плоский пластинчатый коллектор будет терять больше тепла, чем вакуумная трубчатая панель, но он способен собирать больше энергии, поскольку вся поверхность представляет собой черный коллектор. Таким образом, при отсутствии других факторов плоская пластина будет вырабатывать больше энергии, чем конструкция с откачиваемой трубкой, летом, потому что она имеет большую площадь поверхности коллектора, а температура окружающего воздуха представляет меньшую проблему.

И наоборот, зимой температура воздуха вызывает гораздо большие потери энергии при использовании плоского пластинчатого коллектора, чем при использовании вакуумной трубной панели, поэтому конструкция с вакуумной трубкой будет более эффективной.

Выбор дизайна, который принесет вам наибольшую пользу, зависит от того, как вы его используете. Если вы хотите сократить расходы на отопление дома круглый год, то, вероятно, вам пригодится коллектор с плоской пластиной. Если вы собираетесь использовать его вместе с бойлером для обогрева помещений зимой, тогда вам будет больше пользы от конструкции с откачанными трубами, поскольку они работают зимой лучше, чем коллекторы с плоскими пластинами.

Теплопередача:

Для гликолевых систем вам понадобится теплообменник для нагрева воды для бытовых нужд, отопления помещений или и того, и другого.Нагретая жидкость от солнечных панелей нагревает воду, проходя через змеевик в резервуаре для хранения. Дополнительная газовая или электрическая катушка в резервуаре будет нагревать воду, если солнечная панель не может поддерживать желаемую температуру или удовлетворять потребности.

Обслуживание и долговечность:

Опять же, еще одним отличием от солнечного тепла в холодном климате является гликоль. Хотя это необходимо зимой, летом пластинчатый коллектор может достигать температуры 200 ° C (395 ° F), а трубчатые коллекторы могут достигать температуры 295 ° C (563 ° F).

Гликоль разрушается и становится кислым при таких температурах, что может оставлять отложения и разъедать компоненты системы. Поэтому важно, чтобы панели имели какой-либо охлаждающий компонент, встроенный в их конструкцию, будь то ручной или автоматический.

Каким бы разумным ни было использование солнечного света для непосредственного нагрева воды, потребность в гликоле в качестве теплоносителя и проблемы, связанные с ним, являются большой частью того, почему вы не видите больше таких систем в Канаде. .

Подробнее о солнечных водонагревателях читайте о новом концептуальном доме EcoHome с излучающим полом, нагретым солнечным воздухом, который в летние месяцы поставляет воду, нагретую солнечными батареями. Это и все, что вам нужно знать о строительстве домов с высокими эксплуатационными характеристиками, можно найти на страницах Руководства по экологическому строительству EcoHome

Теплый пол — альтернатива воздушному отоплению — тоже солнечная энергия Интервью со Стивеном Хеккеротом

Гидравлический или лучистый пол с подогревом — это метод обогрева дома, магазина или другого здания с сосредоточением тепла в полу.Он работает путем встраивания специальных труб в бетонный фундамент или в тонкую бетонную смесь поверх деревянного пола. По этой трубке течет нагретая вода (или смесь антифриза, пригодная для пищевых продуктов), нагревая тепловую массу бетона.

Обычные системы с принудительной подачей воздуха, дровяные печи или другие методы отопления производят неравномерное тепло, с самыми высокими температурами воздуха около потолков. Гидравлическое отопление нагревает пол под ногами, мягко нагревая комнату или целую конструкцию.Это приводит к аналогичным уровням нагрева с превосходным комфортом без потери энергии и денег в ежемесячных счетах за топливо. Теплая вода, циркулирующая по трубам в лучистом полу, может поступать из солнечных коллекторов, водонагревателей, водонагревателей, дровяных печей или тепловых насосов.

Я попросил Стивена Хеккерота описать технологию, вопросы проектирования, а также методы строительства и монтажа, связанные с водяным отоплением в целом, и в частности с обогревом лучистых полов с помощью солнечных коллекторов.

MH: Я впервые услышал о пропускании горячей воды через трубы в полу несколько десятилетий назад. Думаю, я слышал о тех, которые не сработали. Протекшая или корродированная медная трубка. Вода, которая замерзла и потрескала бетон. Какая ситуация сегодня? Какие трубки вы использовали?

Стивен: Технологии, материалы и методы прошли долгий путь за последние десятилетия.Я использую трубки PEX от Wirsbo. Он специально разработан, чтобы выдерживать суровые условия погружения в бетон и воздействия воды при высоких или низких температурах. Доступны различные диаметры — 3/8 дюйма, ½ дюйма, 5/8 дюйма, ¾ дюйма и 1 дюйм. Трубки диаметром 5/8 дюйма популярны, потому что они обеспечивают хороший баланс между стоимостью и перепадом давления. Трубки диаметром ¾ и 1 дюйм относительно дороги. 3/8 дюйма и 1/2 дюйма обладают слишком большим сопротивлением, что означает больший расход энергии для перекачивания жидкости по трубе.Трубка диаметром 5/8 дюйма — это минимальный размер, необходимый для термосифона. НКТ поставляется в рулонах длиной 300 и 1000 футов.

MH: Следует пояснить, что термосифон — это естественный поток воды. Это результат нагрева воды и ее конвективного подъема в рамках схемы циркуляции в замкнутой системе. Например, вода, нагретая в солнечном коллекторе, естественно, будет хотеть подниматься, эффективно как подталкивая, так и вытягивая более холодную воду по схеме циркуляции. Это нетехнологичный способ передачи тепла от коллектора на хранение и использование.

Стивен, не могли бы вы описать схему расположения трубок?

Stephen: Трубки из PEX укладываются по шаблонам, называемым зонами, в области подушек для заливки бетоном. Зона может быть одной комнатой. Для большего помещения могут понадобиться две зоны. Эти зоны заканчиваются коллекторной трубой, которая соединена с источником нагретой жидкости. Длина зоны определяет диаметр трубки. Небольшая зона трубки 3/8 дюйма потребует того же усилия насоса, что и трубка 5/8 дюйма большей длины.Поскольку в любой трубке присутствует сопротивление, 280 футов — это наибольшее расстояние, рекомендованное производителем для трубки диаметром 5/8 дюйма.

Трубка имеет преувеличенную S-образную форму с множеством вариаций. Он может быть как шесть дюймов по центру (на расстоянии друг от друга), так и на расстоянии до 1,5 футов друг от друга. 12-дюймовый узор по центру является обычным явлением. Зоны следует размещать везде, где есть пешеходный поток. Расположите трубку перед унитазом, рядом с ванной и перед раковиной в ванной комнате. Используйте ту же стратегию для плиты, кухонной мойки и вокруг обеденного стола.Если вы работаете по подробному плану, избегайте таких мест, как под шкафами или в туалете. Увеличьте расстояние между трубками до 1 ½ фута в менее проходимых областях. Средний размер зоны составляет около 250-400 кв. Футов

Компания Wirsbo создала руководство (CDAM, 185 страниц, 5 долларов США от Wirsbo), в котором излагаются дополнительные шаблоны для решения конкретных проблем или предпочтений. Руководство чрезвычайно полезно для понимания оборудования, проблем, схем, вариантов и методов отопления практически от любого источника энергии в любом климате.В Западной Европе 50% всего нового строительства используют системы лучистого теплого пола.

MH: Есть ли разница в стратегии с системой, которая будет зависеть от солнечной энергии, по сравнению с системой, которая зависит от пропана или дровяного тепла?

Стивен: В целом да. Используя солнечное отопление, вы рассчитываете, что бетон будет действовать как тепловая масса. Медленно нагреть, медленно остыть. При пропановом нагреве масса не нужна. Более тонкая плита, может быть, всего 2 дюйма толщиной на существующем полу, нагревается быстрее, чем большая плита, но долго не удерживает тепло.

MH: Это садовый бетон, о котором вы говорите?

Стивен: Да и нет. Регулярные бетонные работы для толстых плит (более 4 дюймов) и солнечного отопления. Для тонких плит используйте гипербетон и флоу-бетон. Они похожи на бетон, но не такие твердые. Их использование не дает готового пола. Вы должны отделать пол плиткой, линолеумом или каким-либо другим покрытием.

MH: Лучистое отопление пола кажется идеальным вариантом для солнечного отопления.По вашему опыту, это правда?

Stephen: Если вы вкладываете средства в бетонный фундамент и плиту, имеет смысл использовать их по-другому, например, в виде тепловой массы. Тонкий слой изоляции под бетонной плитой будет служить препятствием для того, чтобы земля действовала как теплоотвод. В то же время земля помогает регулировать температуру плиты, потому что любой экстремум будет смягчен относительно постоянной температурой земли.

Для солнечного отопления вам понадобится плита толщиной 4-6 дюймов. Чтобы изменить температуру такой большой тепловой массы и ее заземления, потребуется много времени. Летом будет прохладно, а вертикально установленные солнечные коллекторы сохранят тепло зимой.

MH: Не могли бы вы назвать приблизительную стоимость трубок Wirsbo?

Стивен: Розничная торговля, 1000-футовый рулон ½-дюймовой трубки стоит около 70 центов за фут. Примерно 80 центов за фут для трубки диаметром 5/8 дюйма.Трубка поставляется с кислородным барьером или без него. Я предпочитаю небарьерный, потому что он дешевле, и я стараюсь не использовать фитинги, которые могут окисляться. Система, предназначенная для использования воды, нагретой солнечными батареями, которая циркулирует с помощью термосифона, восприимчива к засорению пузырьками воздуха. Их трудно избежать там, где трубки лежат настолько плоско или могут иметь выступы. Пузырьки в воде скапливаются в мельчайших возвышенностях, в конце концов перекрывая поток. Небольшой линейный центробежный насос мощностью 1/20 л.с. можно использовать для продувки.Вода будет циркулировать по трубке достаточно быстро, чтобы вытеснить пузырьки воздуха. Продувочный насос включается только тогда, когда система застаивается и коллекторы перегреваются. Когда циркуляция восстанавливается, насос отключается.

Как узнать, что пузырь блокирует поток термосифона? Установите датчики температуры в различных точках системы и подключите их к контроллеру дифференциала. Используйте датчик, который вставляется в тройник от водопровода и принимает зонд от цифрового измерителя. Когда разница температур между двумя точками, т.е.е., в верхней части коллектора и в какой-то точке бетона достигает заданного значения, он будет запускать продувочный насос до тех пор, пока поток термосифона не восстановится.

MH: В одной системе водяного отопления я видел шаровые краны на каждой трубе, которая вела от коллектора к зоне. Предположительно, это давало хозяину возможность контролировать отдельные зоны, какая комната отапливалась, а какая нет.Насколько хорошо они работают в системе с солнечным обогревом?

Стивен: Я не использую зоны в системах с солнечным обогревом. Петли может быть много, но весь пол рассматривается как одна зона. Система всегда включена. Благодаря вертикально установленным коллекторам пол нагревается солнцем в течение трех сезонов и охлаждается до температуры земли летом. Тепловая масса — это огромный тепловой маховик. Зимой вы сбрасываете в него тепло, а летом выносите.

MH: Перекачивает ли эта система горячую воду для душа, мытья посуды и стирки?

Stephen: Солнечные панели для системы теплого пола расположены под углом, чтобы перехватывать лучи зимнего солнца, которое в полдень находится на высоте 20-35 градусов над южным горизонтом.Использование горячей воды для бытового потребления должно быть под углом, чтобы оптимизировать приток тепла круглый год, поэтому коллектор должен быть направлен к средней точке, примерно на 45-60 градусов над горизонтом в континентальной части США. Конечно, эти коллекторы циркулируют эту воду через резервуар для хранения для дальнейшего использования. В доме Макмиллана дополнительные коллекторы были добавлены в западном конце здания и наклонены, чтобы использовать летнее солнце для горячего водоснабжения.

MH: Какая еще сантехника необходима для системы теплого пола?

Stephen: Я уже упоминал о проточном насосе, который используется в основном для очистки системы от пузырьков воздуха. Он должен быть центробежным, иначе вода не будет течь через него во время термосифона. Требуется выпускной клапан для воздуха, расширительный бак и продувочные клапаны. Это стандартное оборудование.

MH: Опишите ли вы требования к изоляции под бетонной плитой, которая будет действовать как тепловая масса?

Stephen: Изоляция работает только как тепловой разрыв.У него не должно быть очень высокого значения R, потому что мы хотим, чтобы плита действовала как теплоотвод летом. Я использовал пузырчатую пленку с фольгой, которая сделана специально для использования под плитами. Он также выполняет функции теплового разрыва и лучистого барьера. И это недорого. Жесткая пена, такая как технопенопласт с фольгой или картон, также подойдет. Здесь температура земли под плитой остается постоянной — 58 градусов по Фаренгейту. Дальше на север температура земли ниже и требуется больше изоляции. Дальше на юг изоляция практически не требуется.В Карловых пещерах поддерживается постоянная температура 70 градусов по Фаренгейту, в то время как температура поверхности снаружи колеблется от нуля до 115 градусов по Фаренгейту.

MH: Можете описать подготовку площадки под заливку фундамента под теплый пол?

Stephen: Общая глубина «пола» составляет около 8 дюймов. Процесс?

1. Засыпьте выемку двумя дюймами сухого песка. Земля будет влажной, поэтому ее необходимо высушить, а затем равномерно засыпать песком.
2. Уложите один дюйм поролона или пузырьковой пленки толщиной ¼ дюйма. Не экономьте; это дешево.
3. Насыпьте сухой песок на изоляцию, чтобы удерживать изоляцию на месте и чтобы пузырьки не поднимались через залитый бетон и не испортили отделку.
4. Добавьте проволочную сетку. Я использую провод 6-6-10-10. Это провод №10 в обоих направлениях, 6 дюймов по центру. Загибая углы назад, можно добиться идеального выравнивания проволоки.
5. Разложите выкройку излучающей трубки и привяжите ее к сетке.Пропустите трубки от каждой зоны вверх в коллектор. Коллектор представляет собой трубный коллектор диаметром от до 1 дюйма, изготовленный из латуни, с тройниками для установки труб.
6. Залить бетон. Это должно быть 4-6 дюймов в глубину.

MH: Не могли бы вы описать систему теплого пола в доме Макмиллана?

Стивен: Всего в доме Макмилланов восемь петель. Дом открытой планировки, поэтому есть четыре петли в большой комнате (кухня, столовая, гостиная), две в семейной / гостевой комнате и по одной в двух верхних ванных комнатах.Конструкция требовала прямого солнечного усиления на южной стороне, солнечного термосифона с резервным пропановым баком на восточном конце и прямого термосифона с продувочным насосом на западном конце. Пропан — резервный источник тепла.

На восточном конце используется 80-галлонный бак пропановой воды с прямым выпуском воздуха и простым таймером. Таймер не нагреет воду для пола до полудня, давая возможность солнечной энергии нагреть систему.Если этого не произошло, таймер включает вентилятор на резервуаре с пропановой водой, который в используемом мной устройстве позволяет включиться нагревателю. Небольшой насос перекачивает воду через теплообменник в резервуаре, а затем по трубопроводу излучающего пола.

Мне нравится минимизировать элементы управления в системах, потому что они недолговечны, и система работает нестабильно или дает сбой. Я буду использовать датчики дифференциальной температуры. Когда пол холоднее, чем вода в баке, включается насос. Этот насосный двигатель потребляет 80 Вт.

MH: Мы еще не говорили о солнечных тепловых панелях.

Stephen: Солнечные водонагревательные коллекторы в этой установке монтируются вертикально к южной наружной стене. Это максимизирует приток тепла зимой и препятствует значительному нагреву летом. Есть много торговых марок, как новых, так и бывших в употреблении.

Панели в доме Макмиллан были использованы компанией Triple A Solar в Нью-Мексико. У них есть коллекторы диаметром 1 дюйм и подступенки ½ дюйма в алюминиевом корпусе размером 10 на 4 фута, покрытом йодированной бронзой, толщиной 5 дюймов.Трубки и ребра стояка изготовлены из черной хромированной меди для улавливания и отвода тепла, преобразуемого солнечным светом. Единственное требование к сантехнике — использовать только одинаковые металлы во всех частях, чтобы избежать преждевременной коррозии. Остекление коллектора изготовлено из закаленного стекла с шероховатой поверхностью для минимизации отражений.

MH: Насколько я понимаю, существует довольно много используемых солнечных водонагревательных модулей. Когда несколько десятилетий назад законодательство о налоговых льготах и ​​списании подстегнуло бум в отрасли солнечного водонагревания, в него было вовлечено множество различных компаний.Ранее вы упомянули о разработке системы с небольшим количеством элементов управления. Много лет назад серьезным недостатком отрасли была система управления. Он был слишком сложным, слишком разнообразным, слишком склонным к сбоям. С другой стороны, многие коллекционные образцы того периода были солидными. Вылетела какая-то другая часть системы, а не коллектор. Эти системы все еще удаляются из зданий или заменяются более новыми конструкциями.

Stephen: Б / у водогрейные коллекторы широко доступны.Подержанные коллекторы от Triple A Solar стоили 150 долларов каждый. Новые, эти коллекционеры будут стоить более 500 долларов каждый. Панели, которые были удалены из системы, могут оказаться хорошей инвестицией. Простая проверка давления обнаружит любые утечки.

MH: Давайте поговорим о морозном климате, солнечных водонагревательных модулях и системах лучистого теплого пола. Опасность любой солнечной водонагревательной системы заключается в том, что вода может замерзнуть в коллекторе и разорвать трубу. По крайней мере, бардак. Конечно неудобно.Скорее всего, дорого. Это проблема солнечных коллекторов в системах нагрева воды для бытовых нужд. А как насчет солнечных коллекторов для систем лучистого теплого пола?

Stephen: Есть два способа решить эту проблему в холодном или теплом климате, который иногда замерзает. Первый использует обычную водопроводную воду и полагается на спускной термоклапан или клапан Dole.Этот клапан спроектирован так, что начинает капать, когда вода в клапане падает до заданной температуры, 38 ° F или 43 ° F. Движущаяся вода замерзает при гораздо более низкой температуре, чем вода в неподвижном состоянии. Капельный клапан действует как утечка в системе, выпуская воду, вводя новую воду, нагретую из плиты или резервуара. По мере того, как становится холоднее, из клапана Dole капает еще больше. Я обнаружил, что клапан Доула надежен на северном побережье Калифорнии, где низкие температуры бывают редко. Его нужно проверять и чистить ежегодно, но он идеально подходит для мягкого климата.

Другой способ избежать замерзания коллектора — добавить в воду полипропиленгликоль. Это пищевой антифриз, используемый в хлебопекарной промышленности в качестве наполнителя теста. Это около 10 долларов за галлон, но вам не нужно много. 10% раствор защитит коллекторы до 20-25 градусов по Фаренгейту. Используйте более высокий процент для соответственно более низких температур.

MH: Стивен, спасибо, что нашли время поделиться своим опытом с читателями BHM. Какие-нибудь заключительные мысли?

Стивен: Ориентация на 80% соответствует солнечному дизайну.Хорошая ориентация означает выбор строительной площадки с беспрепятственным доступом к солнечным батареям, максимальным использованием крыши и стен, выходящих на юг, и использованием большой изоляции на северных стенах и крыше. На южной крыше установлены солнечно-электрические модули и коллекторы для горячего водоснабжения.

Большая часть площади окон (7-10% площади здания) должна быть расположена на южных стенах для дневного освещения и прямого солнечного излучения зимой. План здания должен быть разработан таким образом, чтобы здесь можно было разместить вертикально установленные солнечные коллекторы для теплого пола.Добавьте выступы, чтобы предотвратить усиление солнечной энергии летом. У северных и западных стен должна быть минимальная площадь окон, менее 2% площади пола для северных окон, чтобы избежать потери тепла, и западных окон, чтобы избежать дневного перегрева. У восточной стены должны быть окна 4-6% площади пола для раннего утреннего разогрева.

Идеальная площадка для строительства с уклоном на юг, увеличивая солнечное излучение и способствуя возникновению контуров конвекции и термосифона. Северная сторона здания должна быть вырыта в склоне, чтобы предотвратить теплопотери и увеличить заземление.По моему опыту, владельцы хорошо спроектированного дома на солнечных батареях будут платить мало или совсем ничего за электричество или тепло в течение всего срока службы здания.

(Стивен Хеккерот, Homestead Enterprises, P.O. Box 410, Albion, CA 95410. Телефон / факс: 707-937-0338. Веб-сайт: www.renewables.com

Wirsbo USA, 5925 148th St., Apple Valley, MN 55124. Телефон: 306-721-2449; Факс: 306-721-3088. Сайт: www.wirsbo.com)

Под полом с подогревом — Extreme How To

Это простой факт — тепло идет вверх.Учитывая это, кажется, что наиболее эффективной системой обогрева будет пол. Новые продукты, доступные сегодня, позволяют полу обеспечивать очень эффективное тепло. И не думайте, что лучистые полы с подогревом — это что-то новое. Вероятно, это один из старейших известных методов центрального отопления. Римляне разводили огонь под жилым помещением, и тепло от огня проходило через проходы или каналы под полом. Европейские короли и королевы использовали аналогичную систему в «темные века» для обогрева своих замков. Горячая вода была одной из первых «современных» систем отопления.Еще в 1942 году американская компания начала испытания и эксперименты с лучистым теплом для жилых помещений. После Второй мировой войны эту технику использовали в ряде крупных жилых домов. Металлические трубы первых блоков, установленные в наспех возведенных в то время бетонных плитах, быстро пришли в негодность. А медные, стальные и кованые трубы с годами испортились, когда их поместили в бетонную плиту.

Сегодняшняя технология производства пластмасс позволила получить продукты, которые устраняют проблемы ранее существовавших систем лучистого отопления.Процесс сшивания пластика позволяет получить трубы, которые очень прочны при высоких температурах и высоких давлениях, а гибкость пластика позволяет ему двигаться естественным образом и оседать, как в доме, без утечек или других повреждений.

В отличие от плинтуса с горячей водой или принудительной вентиляции, система лучистого теплого пола нагревает предметы, а не только воздух в комнате. Поскольку каждое здание, независимо от того, насколько хорошо изолировано, постоянно теряет тепло наружу, обычные системы отопления работают, чтобы восполнить эту потерю.Наши тела теряют тепло из-за более холодных объектов вокруг нас. Нам холодно из-за этой потери тепла. Поскольку тепло всегда течет в сторону холода, если вы стоите рядом с объектом, который холоднее вашего тела, этот объект будет отбирать тепло тела.

Система лучистого теплого пола не нагревает воздух напрямую, как плинтус или система принудительной вентиляции. Скорее, лучистая система нагревает пол, стул, диван, столы и т. Д., И это замедляет скорость, с которой ваше тело отдает тепло этим объектам.Результат — общее равномерное ощущение тепла и комфорта.

Интересно, что температура воздуха в комнате может быть значительно ниже, если ваше тело находится в комнате, полной теплых предметов. Фактически, многие люди, использующие лучистое тепло, понижают свои термостаты до 65 градусов и по-прежнему чувствуют себя более комфортно, чем с плинтусом или системой принудительной вентиляции, установленной на 70-72 градуса. Важно отметить, что в плинтусе или системе принудительной вентиляции самый теплый воздух находится у потолка, а самый холодный — у пола.Это, конечно, неэффективно. Система сияния, которая обеспечивает теплые ноги и более прохладную голову, более здоровая и комфортная.

Системы лучистого теплого пола могут быть водяными с циркуляцией воды по трубам, встроенным в пол, или электрическими, использующими электрические тепловые кабели под напольным покрытием. Последнее доступно только для определенных напольных покрытий, а гидронное — нет.

Большинство систем водяных полов разделены на отдельные зоны нагрева. (Изображение любезно предоставлено Uponor Wirsbo)

Гидравлические системы

Hydronic, такие как системы компании Radiant Floor, используют теплую воду, чтобы превратить ваш пол в большой радиатор, который рассылает волны лучистой энергии во всех направлениях, согревая все в комнате.

Способы нагрева воды столь же разнообразны, как и ваша фантазия. Солнечные панели, котлы на жидком топливе и газе, водонагреватели, котлы на дровах, геотермальные и электрические — все это жизнеспособные методы нагрева воды для системы водяного водяного пола.Затем вода подается по трубке с помощью циркуляционного насоса. Дополнительные материалы, такие как коллекторы, смесительные клапаны, расширительные баки и термостатические регуляторы, встроены в систему для точной настройки тепла для оптимального комфорта.

Перед установкой в ​​вашем доме какой-либо излучающей системы подрядчик или поставщик системы должны выполнить расчет тепловых потерь. Это делается путем определения количества тепла, которое ваш дом потеряет в самый холодный день года в вашем районе.Эти тепловые потери выражаются в британских тепловых единицах или британских тепловых единицах. Затем поставщик или подрядчик проектирует систему таким образом, чтобы тепловая мощность от излучаемого пола превышала тепловые потери из дома. Это достигается за счет комбинации расстояния между трубками и температуры воды.

Высокотехнологичный сшитый полиэтилен сегодня используется в качестве шлангов для горячей воды. Кроме того, коллекторы и циркуляторы используются для точной настройки системы и направления воды в различные зоны.

По словам сотрудников компании Radiant Floor, «лучистые полы с подогревом — один из наиболее быстрорастущих сегментов рынка жилья, который растет со скоростью от 25 до 30 процентов в год. В новых домах, спроектированных по индивидуальному заказу, это наиболее часто используемая система отопления. Даже домовладельцы, занимающиеся ремонтом, по возможности используют лучистые. Конечно, единственная вещь, которую Radiant не может сделать (по крайней мере, с нынешними технологиями), — это обеспечить кондиционирование воздуха. Если вы живете в районе, где требуется кондиционирование воздуха, тогда вместе с излучающей системой устанавливается система кондиционирования без печного компонента.”

Три гидронных метода

В лучистом напольном отоплении используются три основных гидравлических метода. В открытой системе используется один источник тепла — водонагреватель для бытового потребления — для обеспечения теплого пола и горячего водоснабжения. Эти две системы в основном связаны друг с другом. Та же вода, которая попадает, например, в горячий душ или в посудомоечную машину, сначала прошла через пол. Это очень эффективная система, потому что всю работу выполняет один источник тепла.Если водонагреватель имеет соответствующий размер и соответствует вашим потребностям в отоплении и быту, необходимость в «отдельной» системе отопления отпадает.

Существует два различных типа лучистого отопления для пола. Первый — это гидроника, использующая горячую воду, подаваемую по трубам в полу или под полом. (Изображение любезно предоставлено Uponor Wirsbo)

В закрытой системе для теплого пола используется специальный источник тепла. Жидкость в замкнутой системе повторно циркулирует вокруг и вокруг в полностью замкнутом контуре.Нет подключения к бытовому водопроводу. Основное преимущество этой системы заключается в том, что в закрытом состоянии в качестве теплоносителя можно использовать незамерзающий продукт вместо воды. Закрытые системы часто используются во вторых домах или основных жилых домах в районах, подверженных длительным отключениям электроэнергии. Если проблема заключается в защите от замерзания, тогда хорошая идея — закрыть систему с антифризом. Обратной стороной этого типа системы является необходимость использования двух источников тепла.

Доступны три типа гидравлических систем.Первая — это открытая система, в которой используется водонагреватель, используемый для горячего водоснабжения.

Все водонагреватели расходуют тепловую энергию, даже если горелка выключена, а агрегат простаивает между циклами нагрева. Устройство, предназначенное для обогрева пола, расходует тепло только в зимние месяцы, однако потери в режиме ожидания в течение шести месяцев в году могут увеличиваться. При рассмотрении этих систем основным источником тепла является водонагреватель, хотя в некоторых случаях возможен вариант использования солнечной энергии.В любом случае, температура воды, протекающей по трубке, должна составлять от 120 до 135 градусов по Фаренгейту. Важно, чтобы подогреватель горячей воды соответствовал работе. Если ваши потребности в горячей воде и обогреве помещения составляют менее 300 000 БТЕ, водонагреватель для бытового потребления справится с этой задачей. Некоторые из них специально разработаны для отопления жилых помещений и помещений. До недавнего времени КПД многих водонагревателей составлял всего 60 процентов. Это означает, что 40 процентов вашего топлива попадает в дымоход.Лучше всего приобрести лучший водонагреватель с максимальной эффективностью, который вы можете себе позволить, и размер его будет соответствовать вашим потребностям в отоплении.

Другая система — это зональное отопление с использованием существующего котла с использованием плинтуса или чугунных радиаторов. (диаграммы любезно предоставлены компанией Radiant Floor)

Третий тип системы включает соединение теплых полов или «зон» с существующим плинтусом с горячей водой или чугунной радиаторной системой. Во многих случаях установки этого типа источником тепла для воды является бойлер, а не нагреватель горячей воды.Бойлеры нагревают более эффективно, потому что они нагревают небольшое количество воды до очень высоких температур и нагреваются довольно быстро.

Гидравлическая система, установленная в бетонной плите, вероятно, является наиболее эффективным методом обогрева пола. (Изображение любезно предоставлено Uponor Wirsbo)

Если отапливаемая область не очень мала, она, скорее всего, будет разбита на несколько «зон». Зона — это любая область, управляемая одним термостатом и снабжаемая одним циркуляционным насосом.Зона может состоять из множества «контуров» или петель труб или может быть одним контуром. Длина контура не должна превышать 400 футов труб, но зона может содержать любое количество контуров. Как правило, важно свести зонирование к минимуму, и нет ничего плохого в том, чтобы рассматривать весь этаж или этаж как одну зону. Если у вас двухэтажный дом, у вас будет минимум две зоны.

Минимальное зонирование, но зонирование целых участков пола — лучший выбор, потому что лучистое отопление очень равномерное.Например, если у вас есть блок из редко используемых спален, у них должна быть своя зона. Также многие люди предпочитают, чтобы в главной спальне было прохладнее, чем в остальной части дома. Это легко сделать с помощью зонального обогрева пола. С другой стороны, если у вас есть солнечная комната или большая комната с большим количеством стекла и она зонирована с другими комнатами, независимо от того, находится ли термостат в этой комнате или в другой комнате, он не будет обеспечивать комфортное отопление для разных комнат.

Гидравлическая установка

Водяное лучистое отопление можно использовать в нескольких различных строительных приложениях.Установка излучающих труб внутри бетонной плиты либо «на уровне», либо на несколько футов ниже уровня земли как часть полного фундамента, вероятно, является самым простым, наиболее эффективным и высокопроизводительным применением науки. Тепловые преимущества непревзойденные. Фактически, любая бетонная заливка здания должна содержать излучающие трубы, даже если у вас нет ближайших планов по обогреву помещения. Трубки и коллектор относительно недороги, а механические компоненты могут быть добавлены даже спустя годы.

Альтернативой установке плиты на грунте является «подвесная плита», и по тепловым характеристикам она может соперничать с плитой на грунте.Подвесная плита включает песок, цемент или гипсокрит для хранения и рассеивания тепловой энергии. Обратной стороной является дополнительный вес пола, возможная потеря высоты и (особенно при модернизации) трудности с переходом в другие комнаты и регулировкой дверных порогов.

Третий метод — установка излучающих трубок. Это работает в двух основных ситуациях. Первый — это существующая плита, на которую вы планируете добавить балку перекрытия, например, превратив гараж, который на 8 дюймов или около того ниже уровня остальной части дома, в офис или комнату.Вы захотите поднять пол, чтобы он соответствовал остальной части дома. Вторая ситуация — это проект повторного моделирования, который потребует удаления существующего чернового пола или помещения, где высота над головой слишком высока, и поднять пол не проблема. В обоих случаях балки открываются, а трубы устанавливаются сверху.

Гидравлические системы также могут быть установлены под балками пола.

Последняя система — установка балок перекрытия. Это в первую очередь используется, когда балки пола обнажены, например, в комнатах над недостроенным подвалом или в подвальных помещениях.В этом случае труба проходит между балками и через них и крепится к основанию пола. Обычно это создает больше проблем, но большинство из них легко преодолеваются.

Вт крепятся скобами к нижней стороне чернового пола в многоэтажных проектах. Onix — это гибкая трубка из сшитого EPDM с армированием из арамида и алюминиевым кислородным барьером. Onix проводит тепло через пол, чтобы обогреть вашу комнату, не меняя высоты готового пола.

Электрические кабельные системы

Электрические нагревательные кабели, проложенные в пол под плиткой, мрамором, шифером или, в некоторых случаях, ламинатом, — это еще один подход к внутрипольному отоплению.Примером может служить продукция Warm Tiles. В наборах Warm Tile впервые появились простые в продаже решения для лучистого обогрева пола. Лучистое тепло Warm Tiles подходит практически для любой комнаты: ванной комнаты, кухни, детской или семейной комнаты — где бы вы ни пожелали комфортно теплые полы. При работе от обычного тока Warm Tiles стоит меньше пенни за квадратный фут в день, если система включает в себя специально разработанный термостат Warm Tiles. Если у вас есть возможность самостоятельно укладывать напольное покрытие, установить систему Warm Tiles несложно.Готовые комплекты кабелей для обогрева Warm Tiles позволяют полностью покрыть светлый пол любой формы и удовлетворить многие потребности. Просто сопоставьте площадь, по которой вы ходите, с таблицей выбора теплой плитки, чтобы рассчитать, какую кабельную систему купить. Или же систему можно приобрести в виде сборных матов для экономии труда. Затем выберите контроллер в соответствии с размером вашей системы и требованиями.

Каждый компонент системы содержит подробные инструкции по правильной и безопасной установке. Как правило, установку электрической системы можно выполнить в пять этапов.На первом этапе проектируется система, рассчитывается площадь обогрева и определяется количество необходимых кабелей и / или комплектов. На втором этапе электроэнергия подводится к электрическому шкафу управления в помещении или комнатах, которые будут обслуживаться. На третьем этапе устанавливаются кабель и датчик термостата, а также прилагаемые аксессуары в соответствии с инструкциями. На четвертом этапе укладка пола завершается обычным способом, укладкой керамической, мраморной или сланцевой плитки или ламината. На пятом этапе установка контроллера завершается с использованием прилагаемых к нему принадлежностей и инструкций.

Только несколько компаний рекомендуют установку под ковровое покрытие. Одна из них — система Environ II, продаваемая Warmly Yours вместе с некоторыми кабелями Flextherm. Хотя любую гидравлическую или электрическую кабельную систему, установленную внутри бетонной плиты, можно использовать под ковром или любым другим полом.

Независимо от используемой системы важно соблюдать местные и государственные правила зонирования для любых установок.

Может быть, у римлян это было с самого начала.Теплые полы могут превратиться в теплые тела. При нынешних высоких затратах на электроэнергию выгодно использовать наиболее эффективную систему отопления, которую вы можете себе позволить. В наши дни вы можете захотеть изучить систему подогрева пола для вашего гаража, магазина, ванной комнаты или даже всего дома. И вы можете сделать это сами, будь то новый дом или переоборудование старого дома, гаража или магазина.

Ряд компаний предлагают внутрипольное лучистое отопление. Дополнительную информацию о напольном отоплении можно получить в Ассоциации излучающих панелей, www.radiantpanelassociation.org, а также Radiant Design Institute, www.radiantdesigninstitute.org.

Рекомендуемые статьи

Thermo Dynamics Ltd. — Солнечное лучистое отопление

Солнечные лучистые полы с подогревом

Непревзойденный комфорт и надежность

Ренессанс теплых полов

У нас есть приходить к выводу, что отопление дома означает смирение с высоким уровнем электроэнергии купюры, с шумом вентилятора или скрипом плинтуса обогреватели, рециркуляция пыли и пыльцы, колебания температуры между включение и выключение настроек и необходимость переставлять мебель вокруг плинтуса обогреватели, регистр и радиаторы.Мы просто согласны с тем, что температура будет значительно отличаться от комнаты в комнату, что наш счет за отопление может конкурировать размер нашего платежа по ипотеке, что наши пазухи и кожа будут голодать для влаги каждую зиму и что нашим ногам будет вечно холодно.

Мы просто научились жить с этими неудобствами — до сих пор — Radiant Подогрев пола !!

Что такое теплый пол

Теплый пол — это древняя, но элегантная концепция.Много лет назад греки и римляне поняли, что жар поднимается, и теория работать для них. Они топили полы в своих банях дровами. Сейчас же, 2000 лет спустя принцип все еще действует: лучший способ утепления комната должна нагревать пол, а не пытаться отвести тепло вбок от камина, радиатора, плинтуса обогревателя или воздушного регистра.

Сияющий теплый пол — это просто. Он работает, используя пол в качестве гигантского радиатора.Пластиковые трубы выкладываются на деревянную подложку. этаж, а затем в легкий бетон или в в случае монолитного строительства из бетонных плит трубы закладываются в бетоне. Горячая вода, подаваемая из бойлера, циркулирует через сеть трубок мягко утепляет пол. Затем теплый пол излучает ко всем объектам в комнате.

Непревзойденный комфорт

Комфорт — вот что важно для домовладельцев с сияющим полом. системы отопления продолжают замечать дальше.Большинство систем отопления только поднимают температура воздуха (конвективная температура) возле радиатора и полагаться на воздух циркуляция для обогрева помещения и находящихся в нем предметов. Теплый пол с подогревом имеет дело с температурой объектов в комнате (средняя лучистая температура) и излучает тепло прямо им.

Эти два вида температуры имеют удивительную взаимосвязь: На каждый градус вы повышаете среднюю лучистую температуру, температуру воздуха. возможно опустится на два-три градуса, и комната останется такой же комфортной.

Чтобы оценить эффективность лучистого теплого пола, подумайте как солнце согревает в прохладный безветренный день. Обычное отопление системы зависят от циркулирующего теплого воздуха, лучистого теплого пола (например, солнца) излучает тепло напрямую. Теплые полы излучают намного больше тепла за счет излучения чем конвекцией. Результат — даже тепло при небольшой температуре или ее отсутствии. разница между полом и потолком. Нет сквозняков, которые для охлаждения помещений и обострения аллергии… просто приятно теплый пол тихо излучает тепло.

Поскольку лучистые полы обогревают дома снизу, температура воздуха всегда выше на уровне пола и неуклонно снижается к потолок. И, как всем известно, все мы чувствуем себя комфортнее и бдительнее. с охлажденными головами и теплыми ногами, чем с горячими головами и холодными ногами. Все же пол также излучает тепло, поэтому нет горячих и холодных зон, просто постоянно комфортный микроклимат в помещении и по всему дому.

Система, не ограничивающая интерьер конструкции.

В системах водяного отопления термостат является единственным видимый признак вашей системы отопления. Распределительный трубопровод скрыт далеко ниже этаж, пока строится ваш дом. Плинтусов нет. стена, нет регистров теплого воздуха и возврата холодного воздуха. Есть в системе нет ничего, что мешало бы размещению мебели.

ИЗЛУЧЕНИЕ НАПОЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Сохраняйте хладнокровие — Согрейте ноги

Новая надежность.

Появление высокоэффективного отопительного оборудования с хорошей изоляцией дома и электронное управление сделали лучистый пол с подогревом жизнеспособным альтернатива к другим жидкостным и приточно-воздушным системам. Европейцы уже сделали это открытие — почти треть их новых домов отапливаются солнечным светом.

Компания Thermo Dynamics разработает индивидуальный дизайн и установит ваш лучистый пол с подогревом. система для обеспечения непревзойденной производительности и надежности.

Экономия !!

Излучающий пол с подогревом также дешевле в эксплуатации, так как он создает комфортную среду с меньшим нагревом. Светлый пол отопление экономит на расходы на отопление двумя способами:

1. Обычные системы позволяют собирать тепло там, где это наиболее вероятно, что вырвется через потолок и вдоль внешних стен. С сияющий этажи, температура во всем помещении остается почти постоянной.Этот один только фактор снижает теплопотери до 25% по сравнению с аналогичными дома, использующие обычные методы нагрева.

2. Системы лучистого теплого пола согревают не только людей воздух, поэтому пассажиры чувствуют себя комфортно при низких настройках термостата.

Источник тепла

Одним из главных достоинств лучистого теплого пола является независимость от источника энергии.Подойдет любой источник: котлы топят по топливу нефть, пропан, электричество или газ и / или солнечная энергия. Если экономика энергетики изменять в дальнейшем источник горячей воды тоже можно легко поменять.

Используйте бесплатную солнечную энергию!

Поскольку излучающий теплый пол работает при таком низком уровне воды температуры, особенно хорошо работает с активными солнечными коллекторами. Обычно солнечные коллекторы могут обеспечить до 50-60% необходимой энергии к обогреть дом.

Финишный пол

Поскольку лучистые полы с подогревом работают при таких низких температурах, можно использовать практически любое напольное покрытие: дерево, ковролин, плитку, мрамор, гранит или винил. С ковром время отклика и эффективность пол будет немного уменьшен, но сияющий пол доставит в тепло, необходимое для поддержания высокого уровня комфорта.
Для получения дополнительной информации или бесплатной оценки светлого пола отопление, звоните, пишите или приходите к нам в офис.Мы приветствуем вашу запросы.

дом | о нас | солнечный коллекционеры | солнечные системы | солнечный насосы | солнечное лучистое отопление пола | солнечное тепло в бассейне | солнечные плавники | высокая температура обменники | проект и фотогалерея | технические характеристики | загрузки | список продуктов | контакт нас

© 2004, Thermo Dynamics Ltd.