Тепло под ногами: как эффективно обогреть любую площадь
Трудно представить себе современное жильё без отопления. Его разновидностей существует великое множество, и каждая обладает своими достоинствами и недостатками. Одним из самых современных, экономичных и изящных способов обогрева сегодня считаются тёплые полы: решение, ломающее стереотипы и открывающее новые возможности в обустройстве дома.
Преимущества тёплого пола
Чтобы оценить их в полной мере, потребуется немного теории. Дело в том, что при всём многообразии отопительных приборов есть два способа передачи тепла от них помещению: конвекция и лучистый перенос. Их комбинация в той или иной пропорции определяет суммарную теплоотдачу любого обогревателя.
Конвекция – перенос тепла воздушным потоком. В результате контакта с поверхностью обогревателя температура воздуха растёт, а его плотность снижается. Проще говоря, чем воздух теплее, тем он легче, поэтому тёплый поднимается вверх, к потолку, а холодный опускается вниз, к полу. Возле источника тепла, на месте поднимающегося вверх нагретого воздуха, образуется зона разрежения, в которую снизу «подсасывается» холодный. Таким образом, происходит постоянное перемешивание воздушных слоёв, что и обеспечивает прогрев помещения.
Лучистый перенос тепла – непосредственный нагрев стен, потолка и предметов в комнате инфракрасным излучением, которое испускает поверхность отопительного прибора.
Любая система отопления, каким бы ни было её устройство, отдаёт тепло двумя описанными способами. Разница заключается в соотношении долей конвекции и лучистого переноса, в эффективности передачи тепла и в уровне комфорта, который обеспечивает тот или иной способ обогрева.
В теории всё выглядит просто, но на практике организация отопления сопряжена с целым рядом проблем, которые проще всего рассмотреть на примере радиатора – наиболее распространённого отопительного прибора. Его главный недостаток заключается в том, что фактически радиатор представляет собой точечный источник тепла, то есть такой, размеры которого малы по сравнению с размерами помещения. Это значительно снижает эффективность обогрева.
Начнём с конвекции. В нашей теоретической модели тёплый воздух поднимается вверх, холодный опускается вниз, а происходит это за счёт действия естественного фактора – силы тяжести. Однако для обогрева помещения недостаточно обеспечить движение воздуха над радиатором и вокруг него: нужно «затянуть» в зону конвекции холодный воздух из самых дальних углов и обеспечить достаточную интенсивность циркуляции для нагрева всего объёма. Поэтому при небольшом размере мощность радиаторов достаточно высока, а температура пропускаемого через них теплоносителя нередко достигает 60-70 ºC. И всё равно комната никогда не прогревает равномерно.
С лучистым переносом аналогичная история: отопительный прибор малой мощности сможет нагреть стену рядом с собой, но не прогреет дальние. Они, в свою очередь, будут забирать тепло у воздуха, охлаждая его.
В итоге, какой бы ни была пропорция между двумя способами передачи тепла, точечный источник в любом случае будет иметь невысокую эффективность. Поэтому радиаторы всегда горячие, а радиаторные системы требуют высоких энергозатрат.
Другая проблема – серьёзный дискомфорт для обитателей дома. Помимо того, что помещение прогревается неравномерно, верхняя его половина всегда будет теплее нижней, тогда как с точки зрения физиологии человека всё должно быть наоборот. И даже если в комнате установилась комфортная температура воздуха, ощущение холодного пола заставляет дополнительно повышать её. Это ведёт не только к росту расходов на отопление, но и к общему ухудшению состояния здоровья: повышенная температура воздуха вызывает сонливость, может спровоцировать головные боли и даже обострение сердечно-сосудистых заболеваний.
Ещё одно неприятное последствие – снижение уровня относительной влажности воздуха. Чем выше температура, тем более сухим он становится, что также вызывает недомогание, мешает нормальной работе органов дыхания и на практике становится одной из главных причин повышения заболеваемости в самый холодный зимний период.
Тёплый пол – почти идеальное решение, снимающее сразу все перечисленные вопросы. Главное его отличие от точечных источников – равномерный прогрев одновременно всего объёма помещения. Основным способом передачи тепла в этом случае становится лучистый перенос: инфракрасное излучение испускает как сам подогретый пол, так и другие поверхности – стены, потолок, предметы мебели, которые его отражают. А поскольку источник тепла имеет одинаковую температуру по всей площади, то и помещение прогревается равномерно.