Использование инфракрасной системы обогрева в энергосберегающем доме

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего образования

«МУРМАНСКИЙ АРКТИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(филиал г. Апатиты)

Отчет преддипломной практики

Использование инфракрасной системы обогрева в энергосберегающем доме



Ведение

В настоящее время в энергетике используется два подхода для восполнении возрастающей потребляемой мощности промышленности: интенсивный экстенсивный.

Интенсивный путь подразумевает увеличение выработки энергии путем строительства новых тепловых, атомных электростанций (что в конечном счете ведет к увеличению добычи нефти, угля, газа).

Экстенсивный путь сводится к более энергоэффективному использованию существующих энергетических мощностей (уменьшение затрат на единицу энергии). В конце прошедшего 20 столетия в Соединенных Штатов было принято решение про то, что собственно энергосбережение энергетическими компаниями достигнутое у покупателей, выдает энергетическим фирмами 30% средств, которые получены покупателем, вследствие экономии энергии. При этом данные средств зачисляются в счет выгоды энергетической фирмы. Ранее было решено, ограничивающее прибыль энергетических фирм, получаемую от поставки энергии сверх намерия. Обозначенных 2 фактора в совокупности, также то, что вложения в мероприятия по экономии у покупателей для энергетической в 3 раза наиболее прибыльно нежели строительство новейших мощностей, привели фирмы к тому, собственно энерго фирмы стали вкладывать средства в события по сбережению энергии у покупателей. Впервые эту идеологию Пассивный дом (Passivehouse в англ.) предложил Доктор Вольфганг Файст

Цель работы: Разработка системы отопления помещения с применением инфракрасных обогревателей в энергосберегающем доме.

Поставленные задачи для решения цели:

1.Изучить возможности энергоэфективного дома

2.Использование инфракрасных обогревателей в энергоэфективном доме.



1. Что такое Пассивный дом

Пассивный дом (passivehause англ.) - данный строительный стандарт, который считается энергоэффективным, создает удобное проживание, одновременно считается экономичным и оказывает минимальное негативное влияние на находящуюся вокруг среду. В настоящее время в России система строительства вызывает подозрение, в то время в Европе, Скандинавии и Канаде ведется разработка новых стандартов проектирования и строительства энергосберегающих, одновременно теплых и уютных домов.

Основные положения концепции Пассивного дома:

- идеальная теплоизоляция

-конструирование без мостиков холода

-воздухонепроницаемость

- вентиляция с рекуперацией тепла

-теплые окна и наружные двери

-эффективная бытовая техника и оборудование

-использование возобновляемых источников

Принцип работы системы рекуперации тепла в «Пассивном доме» - это автоматизированная система контролируемой вентиляции, при которой удаляемый из дома теплый воздух проходя через теплообменник, отдает свое тепло вводимому в дом холодному наружному воздуху. В результате рекуперации не тратиться тепло на подогрев свежего уличного воздуха, а его количество нормируется. Применение рекуперации приводит к очень ощутимой экономии тепла в дома.



Глава 2. Возможности реализации концепции Пассивный дом

1. Использование энергии Солнца

2. Инфракрасная система отопления потолка

3. Термоизоляция. Применяется большее количество теплоизоляционного материала для существенного сокращения потерь тепла через стены, крышу, перекрытия и фундамент. Особое внимание уделяется уничтожению «мостов холода».

4. Энергоэффективные окна: использование окон с исключительно высокими показателями теплоизоляции (не более 0.7 - 0.85 Вт/(м *К) для окна, в том числе и рамы)

5. Герметичность: Герметичность сокращает количество тепла (холода - летом), которое может просочиться сквозь конструкцию, тем самым повышая эффективность механической вентиляционной системе.

6. Вентиляция: Непременным атрибутом пассивного дома является контролируемый воздухообмен, обеспечиваемый приточно-вытяжными устройствами с рекуператорами.

7. Обогрев помещений: Благодаря высокой аккумуляционной способности и низкому энергопотреблению Пассивного дома выбор типа источника энергии играет незначительную роль, нежели в традиционном здании

8. Освещение и электрооборудование: Для снижения общего энергопотребления здания применяются экономичное освещение и высокоэффективные электроприборы.



Глава 3. Инфракрасный подогрев

Инфракрасный подогрев дает ощущение тепла и удобства тем же приемом, скажем Солнце. Термо лучи нагревают вещи в комнате, а те к тому же отдают вторичное тепло в находящую вокруг среду. Инфракрасные обогреватели по типу излучения идентичны c солнечными лучами. Исключительно при их работе случается излучение инфракрасного диапазона, и всецело отсутствуют ультрафиолетовое излучение. Проходя через воздух, нагрев которого доводится лишь в некоторой степени (от поверхности устройства), тепловая энергия передается вещам, на которые ориентирован обогреватель. Ступень нагрева какой-нибудь плоскости находится в зависимости от угла падения тепловых лучей, от формы, материала и расцветки плоскости.

Инфракрасный подогрев - это единый метод дозволяющий обеспечить районное отопление здания. При всем при этом случается существенная экономия электричества, сравнивая с централизованным отоплением. Районное отопление разрешает зонально отапливать отдельные площади, в помещении доставляя тепло исключительно туда, где пребывает объект подогрева. В это же время остальное место не обогревается чем и достигается экономия. При этом приеме подогрева тепло от инфракрасного нагревателя, распространяется сходственно лучу света прожектора. Инфракрасные обогреватели -- отопительные приборы, которые воплотят в жизнь косвенный подогрев здания при помощи теплового ИК-излучения. Особенно отлично это ощущается когда человек входит в данную зону локального отопления с наружной стороны. Создаётся чувство прохода через тепловой барьер. В данной зоне люди и животные ощущают себя наиболее удобно, нежели за её пределами. В то же время, находясь в зоне действия инфракрасного излучателя мощность излучения, которого не учтена по тепловой нагрузки, можно получить тепловой удар. Особенно это актуально для человека находящегося на рабочем месте в одной позе большое количество времени.

Вариантов использования инфракрасных обогревателей очень много. Ими можно отапливать: складские и производственные помещения; дома и квартиры; террариумы, теплицы; автотранспортные мастерские, слесарные и т.п.; церкви; стадионы, гимнастические залы и другие, открытые и закрытые спортивные объекты; оптовые склады и магазины; торговые и выставочные павильоны; кинотеатры, театры; крытые либо открытые объекты и площади; перроны, вокзалы, остановки, таможенные терминалы; площадки, пассажи, террасы, зимние сады и т.д.

В данной дипломной работе рассмотрен инфракрасный обогреватель мощностью 0,5 кВт. В настоящее время тема очень актуальна и распространена, так как проста в обслуживании и безопасна.

3.1 Инфракрасное излучение. Свойства

Инфракрасные (ИК) лучи - это электромагнитное излучение, подчиняющееся законам оптики и, следовательно, имеющее ту же природу, что и видимый свет. Они занимают спектральную область между красным видимым светом (длина волны 0,74 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (1-2 мм). Инфракрасную область спектра условно разделяют на коротковолновую (от 0,74 до 2,5 мкм), средневолновую (2,5-50 мкм) и длинноволновую (50-2000 мкм) (см. рис.1.).ИК-лучи излучают все нагретые твёрдые и жидкие тела, при этом длина излучаемой волны зависит от температуры тела - чем она выше, тем короче волны, но выше интенсивность излучения.



Рис.1 Электромагнитный спектр

Оптические свойства веществ (прозрачность, коэффициент отражения, коэффициент преломления) в инфракрасной области спектра, как правило, значительно отличаются от оптических свойств в привычной для нас видимой области. Например, слой воды толщиной в несколько сантиметров непрозрачен для инфракрасного излучения с длиной волны более 1мкм, (в связи с чем вода часто используется как теплозащитный фильтр), а пластинки кремния, непрозрачные в видимой области, прозрачны в инфракрасной. У большинства металлов отражательная способность для инфракрасного излучения значительно больше, чем для видимого света, и возрастает с увеличением длины волны инфракрасного излучения. Например, коэффициент отражения Al , Au, Ag при длине волны около 10мкм достигает 98%. Вот такие материалы, прозрачные для ИК-лучей, или обладающие высокой способностью к их отражению и используются при создании инфракрасных приборов. Первые - в качестве светофильтров (в основном кварц), вторые - в качестве рефлекторов, позволяющих направить ИК-излучение в определенном направлении (в основном, алюминий).

Проходя через земную атмосферу, инфракрасное излучение ослабляется в результате рассеяния и поглощения. Через воздух ИК-лучи проходят почти беспрепятственно. То есть, молекулы азота и кислород сами по себе ИК-излучения не поглощают, а лишь несколько ослабляют его в результате рассеяния. А вот пары воды, углекислый газ, озон и другие примеси, имеющиеся в воздухе, избирательно поглощают инфракрасное излучение: пары воды - почти во всей инфракрасной области спектра, углекислый газ - в средней части инфракрасной области. Наличие в воздухе взвешенных частиц - дыма, пыли, мелких капель воды также приводит к ослаблению инфракрасного излучения в результате рассеяния его на этих частицах.

Исходя из вышесказанного, тепловое излучение от инфракрасного обогревателя (или ИКО) не поглощается воздухом, поэтому вся энергия от прибора почти без потерь достигает обогреваемых поверхностей и людей в зоне его действия. И греет он именно их, а не воздух помещения, как это происходит в конвекторах. То есть, тепло от обогревателя передается в первую очередь твердотельным предметам (пол, стены, мебель и т.п.), а уже от них воздуху. Естественно, что чем ближе к инфракрасному обогревателю, тем плотнее поток тепла и выше температура предметов. Причем выделение тепла от инфракрасного обогревателя происходит только в зоне его прямого действия, т.е. обогрев носит локальный характер.

3.2 Виды инфракрасного отопления

3.2.1 Потолочные системы инфракрасного обогрева

При инфракрасном отоплении потолочного типа нагревательные приборы подвешиваются к потолку - за счет этого тепловой поток направлен вниз и немного в стороны. Таким образом, основная поверхность, которая нагревается ИК лучами - это напольное покрытие. Поэтому температура на уровне ног человека при данном способе обогрева оказывается на пару градусов выше, чем на уровне его головы. При конвективном принципе нагрева воздуха, пол - это всегда самая холодная поверхность, а основная масса теплого воздуха "обитает" под потолком.

Конструктивно потолочный инфракрасный обогреватель включает в себя нагревательный элемент (тэн) и отражающую пластину из алюминия, которая излучает электромагнитные волны определенной длины. Тэны изготавливают из вольфрама, кварца или керамики - от применяемого материала зависит мощность и эффективность всего обогревателя в целом.[1]

Достаточно часто потолочные обогреватели используются, как вспомогательный источник тепла в частном доме. Поддерживая фоновую температуру в помещении при помощи другого вида отопления и используя потолочные ИК обогреватели, можно создавать "островки" тепла, например, в зоне отдыха, рабочего места или обеденной группы. Заметьте, что при этом не забирается полезная площадь помещения.

Обладая встроенным термодатчиком, ИК обогреватель отключится при достижении заданной температуры и включится на обогрев, если температура в помещении упадет ниже установленной отметки. Таким образом, экономится немалое количество электроэнергии. Отопление инфракрасными обогревателями потолочного типа хорошо еще и тем, что нагревательные приборы можно демонтировать и перевезти, скажем, на новое место жительства.

В потолочном пространстве частного дома может быть с успехом установлено инфракрасное пленочное отопление, которое позволит сохранить неизменной высоту помещений и площадь жилого пространства. Особенно это важно на мансардных этажах с наклонным потолком и небольшими по площади плоскостями стен. Совсем недавно на рынке отделочных материалов появился новый вид потолочных ИК панелей, монтируемых в профиль типа Армстронг - простое и экономичное решение для общих зон в частном доме.

Необходимо избегать направленного потока инфракрасного излучения. Нельзя, чтобы нагревательный прибор был направлен в район головы человека. Не рекомендуется крепить инфракрасные обогреватели на натяжной потолок из пленки ПВХ или на пластиковую вагонку, а также располагать их ниже 1,5 метров от поверхности пола.

В достаточно высоком помещении водяные системы отопления, как уже было сказано выше, малоэффективны, ведь весь теплый воздух поднимается вверх.

При высоте потолка 2,5 - 3,6 м достаточно эффективны и экономичны будут низкотемпературные инфракрасные подвесные обогреватели с температурой излучателя в пределах 100 - 120 °С.

Чтобы достичь равномерности обогрева помещения, избежать появления теплых и холодных зон требуется осуществлять отопление несколькими обогревателями, суммарная мощность которых должна соответствовать тепловым потерям здания. Если высота потолков 4 м и более, то вполне допустимо и безопасно применение обогревателей с температурой излучающей поверхности до 200 °С и выше. Такие обогреватели называют высокотемпературными.

Конструкция и принцип действия излучателей такова, что их установка возможна на любой высоте. Если помещение очень большое, например склад или ангар, то инфракрасные обогреватели можно установить, лишь над рабочими площадками, в местах нахождения людей, что позволяет экономить электроэнергию.

Низкотемпературный обогреватель (рис. 2) представляет собой металлический короб с размещенным внутри него распределенным нагревателем. Излучающая поверхность обрабатывается специальными материалами, обеспечивающими максимальную интенсивность теплового излучения, эмиссию тепловой лучистой энергии. Коэффициент тепловой эмиссии у наиболее совершенных обогревателей достигает 90%. Увеличению тепловой отдачи в немалой степени способствует то, что излучающая поверхность делается рельефной, бугристой. Это позволяет увеличить ее площадь не менее чем в 2,5 - 3 раза.

Высокотемпературные обогреватели (рис. 3) также представляют собой коробчатый корпус, внутри которого расположены один или несколько нагревательных элементов. Тепло этих элементов передается профилю из алюминия, излучающая поверхность которого покрыта специальной керамикой, что позволяет снизить температуру излучающей поверхности за счет повышения коэффициента эмиссии лучевого потока.

Пространство между корпусом и нагревательными элементами заполнено термостойким высококачественным теплоизолятором, чем достигается полная пожарная безопасность всего устройства в целом. Такая теплоизоляция характерна как для высокотемпературных, так и для низкотемпературных обогревателей.

инфракрасный отопление обогреватель излучение

3.2.2 Настенные системы инфракрасного обогрева

Установка настенных инфракрасных панелей отопления может стать неплохой альтернативой традиционному обогреву при помощи радиаторов. Обладая небольшой толщиной и широким разнообразием типоразмеров, ИК панели отопления могут быть легко смонтированы в частном доме собственноручно.

Инфракрасные панельные обогреватели выпускаются в виде:

- настенных ИК панелей, устанавливаемых вместо привычного радиатора в нишу под окном;

- дизайнерских стеновых ИК панелей различных габаритов и в обширной колористической гамме;

- планок теплых ИК плинтусов, которые крепятся по периметру помещения вместо обычного плинтуса.

Универсальный вариант настенного отопления - пленочная система обогрева, смонтированная в толще стены. Подобный вид источника тепла рационально устанавливать внутри помещения с одной или несколькими наружными стенами - это обеспечит достаточный прогрев плоскостей, склонных к промерзанию и образованию плесени. Важный момент, на который необходимо обратить внимание при монтаже пленочной ИК системы - обязательное применение экранирующей пленки, препятствующей потере тепла.

В последнее время в качестве дополнительных местных обогревателей все более популярными становятся различные элементы интерьера: обогреватели-картины, плинтусы, теплые настенные панели. Подобные нагревательные элементы состоят из карбоновых нитей подключенных параллельно между собой. Таких нитей в нагревателях не одна и даже не две сотни, благодаря чему каждая нить работает без всяких перегрузок, мощность выделяемая ею весьма мала. Поэтому исключено возникновение перегрузок и перегрев, надежность таких обогревателей очень высока, срок службы достигает 10 лет и более

3.2.3 Напольные системы инфракрасного обогрева

В качестве напольных систем ИК отопления применяется пленочные маты, в которые запаяны плоские нагревательные элементы, соединенные последовательно. Минимальная толщина данной системы обогрева позволяет смонтировать теплый пол под любое финишное покрытие - будь то плитка, ламинат, ковролин или линолеум. При этом не будет потерян ни один сантиметр высоты помещения. Самая эффективная по теплоотдаче комбинация ИК обогрева - с керамической плиткой, чуть хуже - с ламинатом. Наибольшее экранирование инфракрасного излучения замечено за линолеумом и ковролином.

Кроме перечисленных плюсов, укладка инфракрасной пленки выполняется быстро, не сопровождается грязными работами, как, например, при обустройстве водяного теплого пола. Монтаж декоративного напольного покрытия может быть произведен тут же, без многочисленных этапов, сопровождающих установку прочих видов теплых полов.

При обустройстве напольного ИК обогрева не рекомендуется укладывать пленку под мебель - это снизит теплоотдачу и может спровоцировать усыхание деревянных и древесно-стружечных мебельных конструкций.

Глава 4. Применение системы инфракрасного обогрева на производстве

Отопление цеха учитывает все особенности присущие помещениям с большими объёмами воздушных масс и теми нормативными требованиями по промышленной санитарии, предъявляемой к данным объектам. Проблемы, возникающие при организации отопления цеха имеющего большие размеры и высокое подпотолочное пространство, как правило, заставляют основательно задуматься о принятии оптимального решения для выполнения данной задачи. Применение системы инфракрасного отопления в производственных помещениях рабочая зона занимает, в среднем, 10-20% от площади всего помещения. Это именно тот процент, который требует определенного температурного режима в нужном пределе, а про остальные 80-90% помещения можно сказать, что их отопление - это потери в чистом виде. Ни одна система обогрева не может направить теплый воздух на конкретное место и удержать его именно там. При системе воздушного отопления такой процент тепловых потерь совсем невыгоден, но избежать его не удается. Так же, такая система приводит к возникновению сквозняков внутри помещения и возникает необходимость поднять температуру воздуха на, примерно, 2-3 градуса, для сохранения комфортных рабочих условий. ИК-отопление - это один из видов систем отопления, в котором в качестве источника тепла используются инфракрасные излучатели. Такие лучистые обогреватели находятся в определенных зонах, и с помощью лучистой энергии, нагревают пол, поверхности и оборудование рабочей зоны, а те, в свою очередь, отдают свое тепло в окружающую среду с помощью процесса конвекции. Такой вид отопления наиболее комфортен для рабочих, так как тепло распространяется не только в окружающей среде, но и от рабочих поверхностей.

Инфракрасные излучатели абсолютно безопасны как для человека, так и для производства в целом. Аварии, при учете правильной эксплуатации такого типа отопления, исключены даже на взрыво- и пожароопасных производствах. Также, установка ИК-излучателей - единственный способ отопить помещения с высокими потолками. Такой вид отопления может использоваться как единственный, так и в совокупности с другими видами.



Глава 5. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ИНФРАКРАСНЫХ ОБОГРЕВАТЕЛЕЙ

Подбор обогревателей производится на основе подсчёта тепловых потерь. Обогреватели должны возместить потери тепла помещения в окружающую среду.

Расчёт системы отопления должен учитывать затрачиваемую мощность необходимую для обогрева того или иного объекта. При этом можно использовать следующие значения:

· жилые помещения, офисы, дачи и т.д. - 50-100 Вт/м2;

· цеха предприятий, спортивные залы, склады и т.д. - 80-130 Вт/м2.

На открытых площадках для подъёма температуры на 10°С по сравнению с температурой окружающей среды нужно достичь плотности теплового потока 750-1000 Вт/м2 на всю отапливаемую площадь. При этом плотность теплового потока 1000 Вт/м2 устанавливают на открытых площадках с потолком, но без стен. Плотность теплового потока 750 Вт/м2 для площадок, имеющих три стены и потолок.

Приведённые выше параметры усреднены, поэтому при планировании отопления конкретного помещения и определения количества обогревателей, необходимых для его обогрева нужны точные тепловые расчёты.

Для получения качественных результатов нужно представить план объекта, для которого должен быть произведён подсчёт тепловых потерь, а также основные характеристики элементов здания.

Ниже представлены ориентировочные значения необходимой плотности мощности для достижения заданной температуры в помещениях с разной теплоизоляцией

При выборе плотности мощности следует учитывать, что инфракрасный обогрев создает ощущение, что температура окружающего воздуха на 3-4°C выше, чем есть на самом деле.

Инфракрасные обогреватели устанавливаются на стенах либо подвешиваются к потолку таким образом, чтобы поток излучения был направлен на обогреваемый объект. Здесь представлены рекомендуемые расстояния от поверхностей при монтаже обогревателей. Покрытие отапливаемой площади должно быть равномерным, чтобы достигнуть однородной плотности мощности.

Рекомендуемая высота установки обогревателей: от 2,5 м до 3,5 м.

Ниже приведена площадь покрытия одним обогревателем в м2 в зависимости от способа крепления и высоты установки (табл. 2). Пример расчетов и размещения.

Помещение мастерской размерами: 10м длина, 5м ширина, S=50 м2, со слабой термоизоляцией, ожидаемая температура - 16°С Плотность мощности составит 120 Вт/м2, потолочное крепление, высота установки - 2,5м.Полная мощность: 50 м2 х 120 Вт/м2 = 6000 Вт.



Глава 6. Расчет мощности энергосберегающего дома

6.1 Тепловые потери жилого здания в основном зависят

-разницы температур в доме и на улице (чем разница больше, тем потери выше);

-теплозащитных свойств стен, окон, перекрытий, покрытий (так называемых ограждающих конструкций);

-существенные потери идут на подогрев попадающего во внутрь помещения наружного воздуха.

280 кВтчас на кв.м - обычный дом;

90 кВтчас на кв.м - дом энергоэффективный;

45 кВтчас на кв.м - энергопассивный;

15 кВтчас на кв.м - нулевого энергопотребления (пассивный, минимум энергии на отопление, но требуется энергия для ГВС, помещение прогревается солнечной энергией, а также выделяемой при приготовлении пищи, работе бытовых приборов и самим человеком.



6.2 Расчет теплопотерь через стены

Количество стен - 4; материал - кирпич сплошной (коэффициент теплопроводности материала А.=0,67);

Длина а = 16,6 м;

Ширина b = 8,2 м;

Высота h = 2,6 м;

Толщина L = 0,3 м;

Полезная площадь 136,12 м.кв.

Внутренняя температура Твн=18 °С

Температура наружного воздуха Тнар= -20 °С

Rст= 0,3/0,67 = 0,447 м.кв.С/Вт (сопротивление теплопередаче)

Qcт= (38/0,447)*84,28*1,13=8096,05 Вт

6.3 Расчет теплопотерь через окна

Количество окон n = 8 шт;

Длина окна а = 2,1 м;

Ширина окна b = 1,4 м ;

Тип - двойное застекленное окно с деревянной рамой;

Сопротивление теплопередаче для двойного застекленного окна:

Roк= 0,37 м.кв С/Вт

Найдем площадь окон :

Sок = a*b*n = 2,1 * 1,4 * 8 = 23,52 м.кв. (для 8 окон);

И далее можем рассчитать теплопотери через окна:

Qoк= (38/0,37)*23,52*1,13 = 2729,59 Вт

6.4 Расчет теплопотерь через двери

В здании иемется 2 входные двери и 1 запасная дверь.

Материал - деревянные плиты;

Количество = 3 шт (2 входные, 1 запасная)

Сопротивление теплопередаче:

R = L/л = 0,05/0,15 = 0.33 м.кв /Вт;

Далее найдем площадь входной двери:

Sвх = 3,952 м2;

Далее уже можно рассчитать теплопотери :

Qвх = (38/0,33)*3,952*1,13*2 = 1028,48 Вт

Qзап = (38/0,33)*4,34*1,13*1 = 564,72 Вт

Общие теплопотери через двери:

Qдв = Qвх + Qзап = 1593,2 Вт

6.5 Расчет теплопотерь через пол и потолок

Над обогреваемым подвалом Тн = 22° С

Материал - кирпич сплошной (коэффициент теплопроводности материала >1=0,67);

Находим площадь пола:

Sпола = 136,12 м.кв.;

Далее находим сопротивление теплопередаче для кирпича:

Rл = Lл/лл= 0.001/0,38=0,002 м.кв.С/Вт

Т = Тн-Тв = 4 °С



теплопотери через пол

Q = (4/0,449)* 136,12*1,13 = 1370,3 Вт

Считаем теплопотери через потолок равными потерям через пол.

Общие потери Q = 2740.6 Вт

6.6 Расчет теплопотерь через вентиляцию

Поток теплоты теряемый на нагрев приточного воздуха:

Q = q х n х р х с х (Тв - Тн)

где q - нормативный воздухообмен на одного человека 50 куб м /час

р - плотность воздуха 1,2 кг/кв м

с - массовая изобарная теплоемкость воздуха = 1000 Дж/кг*°С

n - количество человек проживающих в доме

Qвозд = 50 м3 х 4чел.х 1,21 кг/м3 х 1000Дж/кг х 38 К = 9,2 мДж = 2,55 кВт час

Общие тепловые потери по зданию : Q = 17713 Вт

6.7 Оценка предполагаемой эффективности

Qpassiv = S х A + Qвозд х k

Где: S - площадь дома;

A - потребление на обогрев не более 15 кВтч/м.кв в год(4.2 Вт час/м.кв)

Qвозд- количество теплоты на вентиляцию;

k - коэффициент рекуперации = (1-0,85)

Qpassiv = 954.3 Вт

Qобщ / Qpassiv = 17713 / 954.3 ? 18.6

Глава 7. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Для проведения эксперимента был выбран потолочный обогреватель со следующими характеристиками

Параметр	Номинальная мощность нагрева, Вт	Напряжение питания, В-Гц	Номинальный ток, А	Размер прибора (ШхВхГ), мм
	500	220-50	1,4	592х592х53

Потолочный обогреватель (рис.6) был установлен в аудитории. Данный выбор обоснован тем, что обогреватель эстетично вписался в интерьер потолка.

ИК обогревателеь

Высота установки обогревателя 3.00м. После включения обогревателя были произведены начальные измерения с помощью тепловизора.(рис. 7)

Тобогр. = 28.3?С

Через 10 минут после включения ИК было сделано повторное измерение. (рис.8) Тобогр. = 108.4?С

Далее очередное измерение через 20 минут показало полный нагрев обогревателя до Тобогр. = 174.7 ?С. ( рис.9)



В ходе проведения работ было установлено, что на разной высоте (1,7 м, 1,9 м, 2,46 м), перпендикулярно ИК обогревателю температура на экспериментальной поверхности изменяется с разницей в 1-2°С. На те места, куда не попадают инфракрасные лучи обогревателя, температура на разных высотах остается практически неизменной. Графически, это изображение напоминает трапецию (рис. 10).

Рис. 10 Графическое изображение тепловых лучей

Также были произведены расчеты теплопотерь, мощности обогревателя для жилого дома для различных погодных условий, при помощи онлайн калькулятора

(табл. 4)



ВЫВОДЫ

Инфракрасный обогреватель это нагревательный прибор обеспечивающий передачу тепла от излучателя, имеющего высокую температуру к телам с более низкой температурой посредством электромагнитного (инфракрасного) излучения. Инфракрасное излучение поглощается поверхностями, встречающимися на его пути превращаясь в тепловую энергию, и от этих поверхностей нагревается воздух. Что позволяет существенно экономить энергию на обогрев пространства по сравнению с конвекционным отоплением.

В данной работе я решила поставленные передо мной задачи, такие как:

- Изучение системы инфракрасного обогрева;

- Расчет мощности инфракрасных обогревателей;

- Проведение экспериментальных измерений.

- Применение инфракрасной системы отопления в энергосберегающий дом.

- В результате работы был проведен технический расчет теплопотерь обычного жилого здания, представлены анализ и сравнение такого здания с аналогичным по размерам пассивным жилым домом нового типа.

-Наряду с приведенными расчетами в работе представлены основные графики, таблицы, закономерности и иллюстрации, несущие в себе необходимую наглядную информацию.

И пришла к выводу, что инфракрасное тепло позволяет человеку комфортно чувствовать себя при довольно низких температурах окружающей его среды. С помощью одежды и отопления мы стараемся выровнять разницу между производством тепла организмом и отдачей её. Отдача тепла происходит в первую очередь путём излучения и конвекции. Чем больше скорость воздуха и разница температуры между телом человека и окружающим воздухом, тем больше отдача.

Из проведенных мною экспериментов с ИК обогревателем в жилом помещении, могу сказать, что такие обогреватели могут использоваться в роли дополнительного

(локального) отопления, так как в момент нахождения людей в зоне обогрева создается комфортное пребывание. Также прогревается и помещение, но после того момента, когда температура окружающих предметов в зоне обогрева ИК обогревателем станет значительно больше комнатной. Время обогрева этих окружающих предметов ?30 мин., с учетом того, что в работе был использован обогреватель мощностью 0,5 кВт, высота на которой подвешен ИК обогреватель ?3 м. Сокращение времени работы обогревателя ведёт к экономии электроэнергии. Поэтому обогреватели инфракрасные на сегодняшний день являются наиболее эффективными электронагревательными приборами способными дать экономию электроэнергии порядка 50% от расчётной мощности.



Список использованных источников

1. Точка доступа: http://eco-domishko.blogspot.ru/2012/12/blog-post.html

2. Точка доступа: http://www.colady.ru/kakoj-obogrevatel-vybrat-dlya-kvartiry-na-xolodnyj-sezon.html

3. Точка доступа: http://www.teploplan.ru/catalog/overhead-plan.html

4. Точка доступа: http://garosng.myjino.ru/blog/6/

· http://www.angaraenergo.ru/kalk_2.html

· http://www.mrklimat.ru/infrakrasnie-obogrevateli

· http://www.pakole.ru/mainmenu/all-articles/290-2012-03-14-07-27-42.html

Размещено на Allbest.ru