Одна из самых современных систем отопления считается система плинтусного отопления, о которой мы начали рассказывать в предыдущей публикации. «Теплый плинтус» прокладывается внизу по периметру комнаты, либо вдоль «холодных» стен, граничащих с улицей.
Национальная энциклопедия строительства gorodinfo.org.ua завершает рассказ о принципах работы плинтусного отопления.
Принцип работы плинтусного отопления
Плинтусные радиаторы отопления не способны согревать атмосферу помещения конвекцией воздуха, т. к. расположены вплотную к плоскостям стен и исходящий от них воздушный конвективный поток оказывается под воздействием эффекта Коанда.
На странное поведение струи горячего воздуха от зажжённой свечи — её стремление к любой близкорасположенной поверхности — внимание обратил ещё английский учёный-физик Томас Юнг, упомянув об этом в докладе, с которым он выступил в Лондонском Королевском обществе в 1800 году.
Подробное изучение эффекта «прилипания» воздушного потока к близлежащим поверхностям провёл случайно обнаруживший его в начале XX века румынский учёный Генри Коанда, один из первых исследователей аэродинамики. Во время экспериментов с реактивной турбиной, созданной по его проекту, Коанда обнаружил тот же физический эффект, что и Юнг 100 лет назад — поток жидкости от работающей турбины устремился к стене, расположенной сбоку от неё, и как будто прилип к её поверхности. Проведя дополнительные эксперименты, учёный выяснил, что воздушный поток ведёт себя точно так же. В 1934 году Генри Коанда назвал обнаруженный им эффект в свою честь, объяснив его так — у поверхностей образуется зона пониженного давления, вызванная их непроницаемостью и свободным доступом воздуха лишь с одной стороны. При этом, на большую площадь распространяется настилающий воздушный поток, развивающийся только лишь вдоль ограждающей поверхности.
Радиаторы системы тёплого плинтуса устанавливаются вдоль внешних (выходящих одной стороной наружу здания) стен. В образованном алюминиевыми планками коробе имеются две горизонтальные щели по всей его длине — одна расположена у пола, во фронтальной панели, вторая находится в верхней части, ближе к стене.
Холодный воздух проникает внутрь короба, нагревается и поднимается вверх, как и при работе любого отопительного оборудования, принцип обогрева которого основан на конвекции воздуха, однако в данном случае воздушный поток подчиняется эффекту Коанда и стелется только по поверхности стены. В результате, тепло от воздуха передаётся не воздушной атмосфере помещения, а конструкционному материалу стены, которая, подобно ИК-обогревателям, по мере нагрева излучает равномерное тепло в виде инфракрасных лучей.
Поскольку, обогрев помещения происходит не за счёт конвекции, то отсутствует потребность в высоком нагреве теплоносителя — в конструкции радиаторов требуется лишь использовать материалы, обладающие высоким коэффициентом теплопроводности. Именно, этим объясняется использование меди и алюминия, коэффициент теплопроводности которых равен, соответственно, 390 и 236 Вт/м·К.
К примеру, у железа этот коэффициент составляет лишь 92 Вт/м·К, а у металлопластика 0,43 Вт/м·К, т. е. медь и алюминий — наиболее подходящие материалы для плинтусных радиаторов.
Максимальная температура алюминиевого короба тёплого плинтуса во время работы этой отопительной системы составит не более 40 °С, а поверхность стены, подле которой установлен радиатор, прогреется не выше 37 °С — обжечься о них при всём желании не удастся.
Характеристики плинтусного отопления — плюсы и минусы
Положительные свойства системы отопления, основанной на плинтусных радиаторах:
- отсутствие конвекционного движения воздуха, сопровождающегося взвешиванием пыли;
- положительно воспринимаемое человеческим организмом инфракрасное тепло;
- равномерное распределение тепла по помещению, ИК-нагреву подвергаются исключительно светонепроницаемые объекты в комнате;
- тёплый воздух не скапливается у потолка, что обычно происходит при конвекционном отоплении. По всему воздушному объёму комнаты устанавливается одинаковая температура;
- ограждающие помещение поверхности имеют приемлемую для человека температуру, т. е. они не воруют тепло у человеческих тел;
- полностью решается проблема отложения влаги на поверхностях стен и потолка — они всегда будут сухие, а значит, ни плесень, ни отставание отделочных материалов более им не грозит;
- работы по монтажу системы плинтусного отопления проводятся быстро, вне зависимости от возраста здания. Плинтусные радиаторы, хотя и имеют несколько большие габариты, чем деревянный плинтус, не бросаются в глаза так явно, как чугунные или биметаллические, обычно устанавливаемые под оконный проём;
- отсутствие потребности в высокой температуре теплоносителя позволяет существенно снизить расход топлива, затрачиваемого на его нагрев — экономия составит порядка 30–40% по сравнению с потребностями классических систем отопления. Кроме того, экономия топлива достигается снижением температуры воздуха в помещениях — если прогреть стены до +22 °С, то комфортная температура воздуха составит +16 °С, по сравнению с +20 °С воздуха и стенами с температурой +18 °С, тянущими тепло из домочадцев;
- высокая ремонтопригодность элементов системы, что позволяет обойтись без демонтажа отделочных покрытий в случае необходимости ремонта;
- оснащение терморегуляторами позволяет настроить оптимальную температуру в каждом помещении, оборудованном плинтусными радиаторами, отдельно.
Следует отметить, что систему плинтусного отопления можно использовать и с целью охлаждения помещений, если заполнить её холодным жидким носителем — эффект Коанда будет работать и в этом случае, только с меньшей эффективностью. При использовании системы для охлаждения важно выдерживать температуру жидкости в системе на уровне, превышающем точку росы в данных условиях (зависит от влажности воздуха и его температуры), иначе на поверхностях контура будет образовываться конденсат, который необходимо куда-то отводить.
К минусам такой системы относятся:
- высокая стоимость за метр отопительной системы с её монтажом. Впрочем, это объясняется недешёвыми материалами, крайне необходимыми в плинтусном отоплении;
- монтаж системы производится только профессионалами, обладающими соответствующими сертификатами от производителей систем плинтусного отопления. Любительский подход к монтажу не позволит достичь необходимых теплофизических характеристик, существенно понизит срок эксплуатации;
- максимальная протяжённость одного отопительного контура не должна превысить 15 погонных метров — одна из причин, по которым система в обязательном порядке оснащается распределительным коллектором. При большей протяжённости контура эффективность отопления заметно снижается;
- не допускается монтаж разнообразных декоративных накладок на короб радиатора, поскольку они понижают теплоотдачу;
- более плотное прилегание плинтусных радиаторов к поверхности стены, что позволяет полностью использовать эффект Коанда, со временем приводит к короблению плёночной отделки стен;
- требуется держать отапливаемое плинтусными радиаторами помещение как можно более свободным, не загораживая поверхности плинтусов и стен корпусной мебелью, поскольку это препятствует конвекции и инфракрасному излучению, искажая течение воздушного потока и поглощая ИК-тепло, излучаемое стенами.
В прошлом веке, плинтусное отопление, как и лучевое отопление вообще, было мало популярным по причине высоких теплопотерь конструкционных материалов зданий — проще было греть воздух конвекционным способом, что позволяло быстро компенсировать потери тепла, несмотря на явные недостатки такого отопления. Кстати, именно по этой причине отопительные радиаторы устанавливались под проёмы окон — через щели в рамах и площадь остекления холод проникал особенно быстро.
Сегодня, существуют строительные и отделочные материалы для фасадов, позволяющие значительно снизить теплопотери через ограждающие конструкции, а современные оконные рамы, оснащённые энергосберегающими стеклопакетами.
Всё это позволяет уйти от классических конвекционных отопительных систем к более эффективному лучевому отоплению, значительно повысить при этом качество проживания в наших домах и квартирах. В самые ближайшие годы, трубы и радиаторы отопления, обычные для систем с принудительной и естественной (гравитационной) циркуляцией теплоносителя, будут исчезать из наших домов — их заменит более совершенное тепловое оборудование.
