In dit artikel: de oorsprong van plintverwarming; installatie van een plintverwarmingssysteem; water- en elektrische plintradiatoren; het werkingsprincipe van plintverwarming; waarom alleen koper en aluminium worden gebruikt bij de constructie van plintradiatoren; plint verwarming voor- en nadelen.
Met het begin van koud weer en tot halverwege de lente zijn we genoodzaakt om ons lichaam extra te verwarmen, ondanks de regelmatig werkende verwarmingsapparaten. Hoe komt het immers dat de radiatoren van het verwarmingssysteem en de elektrische kachels maximaal opwarmen, maar de voeten zijn nog steeds koud? Het draait allemaal om luchtconvectie – de warmste lucht, die warmte ontvangt van radiatoren en kachels, stijgt naar het plafond en de koude is altijd dichtbij de vloer. Om het probleem van het verwarmen en bevriezen van voeten op te lossen door de krachten van het ‘warme plint’-systeem, en in feite worden de kamers niet verwarmd door de radiatoren, maar door de stralingswarmte die afkomstig is van de muren die erdoor worden verwarmd.
De geschiedenis van plintverwarming
Ongetwijfeld kan de grondlegger van deze verwarmingsmethode worden beschouwd als een Russische verwarmingsingenieur, professor Vyacheslav Avgustovich Yakhimovich. Aan het begin van de vorige eeuw ontwikkelde en patenteerde hij een stoombeton verwarmingssysteem – pijpen waardoor hete stoom circuleerde en in sommige gevallen water door de muren en daarlangs werd geleid, bedekt met gips, beton of houten panelen erop. Stoombetonverwarming van Yakhimovich had een aantal voordelen ten opzichte van de waterverwarming van natuurlijke circulatie die op dat moment aan populariteit won – warmte werd overgedragen van het koelmiddel naar de gips- of betonnen laag van de afwerking, en deze materialen hielden het goed vast en gaven het lange tijd aan het pand in de vorm van stralingswarmte, waardoor het mogelijk was om met veelvuldig om te gaan storingen van verwarmingssystemen. De nadelen van stoombetonverwarming, namelijk de noodzaak van een grondige revisie van de muren in geval van lekkage van verwarmingsbuizen, de complexe installatie van het leidingsysteem, waarbij vele dagen werk met stucwerk nodig waren, en het hoge warmteverlies van de gebouwen zelf verhinderden de verspreiding in Rusland. Ondertussen genoot in Europa paneel- of stralingsverwarming, gebaseerd op de ontwikkelingen van Jachimovich, een hoge populariteit in de 20e eeuw..
In de USSR waren er echter nog steeds vergelijkbare verwarmingssystemen – verwarmingsstalen of gietijzeren buizen werden langs de wanden langs de lijn van de plint gelegd, de bovenkant was bedekt met beton, waaruit de plint werd gevormd. Dergelijke plintverwarming werd in het midden van de vorige eeuw gebruikt in kinder- en medische instellingen van de Sovjet-Unie..
In Europa zijn verwarmingssystemen voor plinten verder ontwikkeld – holle panelen zijn ontwikkeld in de vorm van een klassieke plint, die verwarmingsbuizen bedekt die over de gehele lengte zijn voorzien van verticale ribbels. De ribben maakten het mogelijk om de warmteoverdracht van plintradiatoren met meer dan 60% te verhogen in vergelijking met vlakke en ronde verwarmingspanelen zonder ribben.
Hoe het plintverwarmingssysteem werkt
Plintverwarming is onderverdeeld in warm water en elektrische verwarming. De belangrijkste componenten van een watergekoeld systeem zijn een radiatorblok voor een warme plint, een verdeelstuk en zuurstofdichte plastic buizen die in een gegolfde buis van XLPE zijn geplaatst.
Het radiatorblok bestaat uit een warmtewisselaar en een aluminium bak. De warmtewisselaar is gemaakt van twee koperen buizen met een buitendiameter van 13 mm en een wanddikte van 2 mm, met daarop bevestigde verticale aluminium of messing lamellen. De aluminium box bestaat uit drie strips, geprofileerd door hete extrusie – trapas, boven- en voorkant. Doos breedte – 28 mm, hoogte – 140 mm. De installatie van de warmtewisselaar in de doos wordt uitgevoerd met behulp van houders met een speciaal ontwerp.
Het verdeelstuk bestaat uit twee stalen buizen parallel aan elkaar, uitgerust met uitlaten, inlaten, luchtroosters, afsluit- en aftap-thermokleppen – de bovenste buis is ontworpen om te worden aangesloten op de toevoerbron van de warmtedrager en de verdere bedrading via plastic leidingen naar de verwarmingsradiatoren, via de onderste wordt de gekoelde warmtedrager teruggevoerd naar de verwarmingsketel of, in het geval van centrale verwarming, naar de retourleiding.
Bij het bouwen van een plintverwarming wordt een kunststof buis, met behulp waarvan het koelmiddel wordt toegevoerd aan en verwijderd uit verwarmingsradiatoren, in een gegolfde buis geplaatst. Aangezien een deel van het verwarmingscircuit in de vloer moet worden gelegd en door de muren moet worden geleid, kunt u met de buitenste gegolfde buis de binnenste vervangen zonder de vloer te openen – door deze eenvoudig uit het gegolfde kanaal te verwijderen en er een nieuwe PEX-buis in te steken. Door de volledige afwezigheid van lucht in het plintverwarmingssysteem en de immuniteit van plastic leidingen voor zouten in het water kan het echter lange tijd probleemloos functioneren.
De hoogste temperatuur van water of antivries die in het plintverwarmingssysteem als warmtedrager wordt gebruikt, mag niet hoger zijn dan 85 ° C, de werkdruk mag niet hoger zijn dan 3 atmosfeer, anders verliezen de buizen van vernet plastic hun sterkte. Omdat de watertemperatuur in het cv-systeem meer dan 85 ° C kan bedragen en de werkdruk hoger kan zijn dan 9 atmosfeer (bij het testen van het verwarmingssysteem met een waterslag), zijn aanvullende maatregelen vereist. In plaats van kunststof leidingen kunt u metalen-kunststof of koperen leidingen gebruiken, die met elkaar zijn verbonden door solderen, optioneel een warmtewisselaar gebruiken, ingebouwd als ontvanger van thermische energie van het cv-netwerk, die deze via koperplaten naar de koelvloeistof overbrengt naar het plintverwarmingssysteem. De laatste maatregel is bijzonder effectief, omdat u hiermee de hoge prestatiekenmerken van plintverwarming kunt behouden en deze volledig kunt beschermen tegen de temperatuur en hydraulische effecten van centrale verwarming.
Bij het installeren van een plintverwarmingssysteem kan het nodig zijn om het uit te rusten met extra apparatuur, zoals: thermomechanische of thermo-elektrische thermostaten voor elke groep verwarmingsradiatoren, een servo-aandrijving op het verdeelstuk, een circulatiepomp, een manometer en een thermometer bij de inlaat van het koelmiddel naar het verdeelstuk.
Elektrische plintverwarming is gebaseerd op radiatorblokken met ingebouwde luchtverwarmingselementen, dat wil zeggen dat de installatie veel eenvoudiger is dan systemen met een vloeibare warmtedrager. Het uiterlijk van elektrische plintradiatoren is volledig identiek aan vloeibare radiatoren, het verschil zit in de afwezigheid van leidingen die het koelmiddel toevoeren, het verwarmingselement is ingebouwd in de onderste koperen buis van de radiator, de bovenste heeft een voedingskabel in hittebestendige siliconenisolatie. Het vermogen van de verwarmingselementen is 200 W voor elke lopende meter, de stroombron hiervoor is een gewoon huishoudelijk elektriciteitsnetwerk. Ondanks de hoge mate van vochtbescherming zijn elektrische plintradiatoren niet bedoeld voor installatie in ruimtes met een hoge luchtvochtigheid.
Het werkingsprincipe van plintverwarming
Plintverwarmingsradiatoren zijn niet in staat om de atmosfeer van de kamer te verwarmen door luchtconvectie, omdat ze zich dicht bij de vlakken van de muren bevinden en de luchtconvectiestroom die daaruit komt, wordt beïnvloed door het Coanda-effect.
Het vreemde gedrag van een straal hete lucht van een aangestoken kaars – de aspiratie ervan naar een nabijgelegen oppervlak – werd opgemerkt door de Engelse natuurkundige Thomas Jung, die dit vermeldde in een rapport dat hij in 1800 aan de Royal Society of London gaf..
Een gedetailleerde studie van het effect van het “kleven” van een luchtstroom aan nabijgelegen oppervlakken werd uitgevoerd door de Roemeense wetenschapper Henry Coanda, die het per ongeluk ontdekte aan het begin van de 20e eeuw, een van de eerste onderzoekers van de aerodynamica. Tijdens experimenten met een straalturbine, gemaakt volgens zijn project, ontdekte Coanda hetzelfde fysieke effect als Jung 100 jaar geleden – de vloeistofstroom van een werkende turbine snelde naar de muur aan de zijkant ervan en leek aan het oppervlak te kleven. Na het uitvoeren van aanvullende experimenten, ontdekte de wetenschapper dat de luchtstroom zich op dezelfde manier gedraagt. In 1934 noemde Henry Coanda het effect dat hij ter ere van hem ontdekte, en legde het als volgt uit: een zone van verminderde druk vormt zich nabij oppervlakken, veroorzaakt door hun ondoordringbaarheid en vrije toegang van lucht vanaf slechts één kant. Tegelijkertijd verspreidt de bedekkende luchtstroom zich over een groot gebied en ontwikkelt zich alleen langs het omhullende oppervlak.
Radiatoren van het warme plintsysteem worden langs de buitenmuren (één zijde naar buiten gericht) geïnstalleerd. De doos gevormd door aluminium strips heeft twee horizontale sleuven over de hele lengte – één bevindt zich op de vloer, in het voorpaneel, de tweede bevindt zich in het bovenste gedeelte, dichter bij de muur. Koude lucht dringt de doos binnen, warmt op en stijgt, zoals in het geval van alle verwarmingsapparatuur, waarvan het verwarmingsprincipe is gebaseerd op luchtconvectie, maar in dit geval gehoorzaamt de luchtstroom aan het Coanda-effect en verspreidt zich alleen langs het muuroppervlak. Als gevolg hiervan wordt de warmte van de lucht niet overgebracht naar de luchtatmosfeer van de kamer, maar naar het constructiemateriaal van de muur, dat, net als IR-stralers, gelijkmatige warmte afgeeft in de vorm van infraroodstralen tijdens het opwarmen.
Omdat de kamer niet wordt verwarmd door convectie, is er geen behoefte aan hoge verwarming van het koelmiddel – bij het ontwerp van radiatoren is het alleen nodig om materialen te gebruiken met een hoge warmtegeleidingscoëfficiënt. Dit verklaart het gebruik van koper en aluminium, waarvan de thermische geleidbaarheid respectievelijk 390 en 236 W / mK is. Voor ijzer is deze coëfficiënt bijvoorbeeld slechts 92 W / m K en voor metaalversterkte kunststof 0,43 W / m K, dat wil zeggen dat koper en aluminium de meest geschikte materialen zijn voor plintradiatoren..
De maximale temperatuur van de aluminium doos van de warme plint tijdens de werking van dit verwarmingssysteem zal niet meer zijn dan 40 ° C, en het oppervlak van de muur, waarnaast de radiator is geïnstalleerd, zal niet worden opgewarmd tot boven de 37 ° C – het zal niet mogelijk zijn om u met alle verlangen erop te branden.
Plintverwarmingskenmerken – voor- en nadelen
Positieve eigenschappen van een verwarmingssysteem op basis van plintradiatoren:
- gebrek aan convectie luchtbeweging, vergezeld van stofweging;
- infraroodwarmte die positief wordt waargenomen door het menselijk lichaam;
- gelijkmatige verdeling van warmte door de kamer, alleen ondoorzichtige objecten in de kamer worden blootgesteld aan infraroodverwarming;
- Warme lucht hoopt zich niet op nabij het plafond, wat meestal het geval is bij convectieverwarming. Dezelfde temperatuur wordt in het hele luchtvolume van de kamer ingesteld;
- de oppervlakken die de kamer omsluiten, hebben een temperatuur die acceptabel is voor een persoon, dat wil zeggen dat ze geen warmte van menselijke lichamen stelen;
- het probleem van vochtafzetting op de oppervlakken van muren en plafond is volledig opgelost – ze zullen altijd droog zijn, wat betekent dat schimmel noch achterblijvende afwerkingsmaterialen ze meer bedreigen;
- de installatie van het plintverwarmingssysteem wordt snel uitgevoerd, ongeacht de ouderdom van het gebouw. Plintradiatoren, hoewel ze iets groter zijn dan een houten plint, vallen niet zo duidelijk op als gietijzeren of bimetalen radiatoren, meestal geïnstalleerd onder een raamopening;
- de afwezigheid van de noodzaak van een hoge temperatuur van de koelvloeistof kan het brandstofverbruik dat wordt besteed aan het verwarmen ervan aanzienlijk verminderen – de besparing zal ongeveer 30-40% bedragen in vergelijking met de behoeften van klassieke verwarmingssystemen. Bovendien wordt brandstof bespaard door de luchttemperatuur in het pand te verlagen – als de muren worden verwarmd tot +22 ° C, is de comfortabele luchttemperatuur +16 ° C, vergeleken met +20 ° C van lucht en muren met een temperatuur van +18 ° C die warmte onttrekken van het huishouden;
- hoge onderhoudbaarheid van systeemelementen, waardoor het mogelijk is om de afwerkingslagen niet te demonteren in geval van reparatie;
- uitrusten met thermostaten stelt u in staat om de optimale temperatuur in elke kamer die is uitgerust met plintradiatoren, afzonderlijk aan te passen.
Opgemerkt moet worden dat het plintverwarmingssysteem ook kan worden gebruikt om het pand te koelen, als het is gevuld met een koude vloeibare drager – het Coanda-effect zal in dit geval alleen met minder efficiëntie werken. Bij gebruik van het systeem voor koeling is het belangrijk om de temperatuur van de vloeistof in het systeem onder deze omstandigheden op een niveau hoger te houden dan het dauwpunt (afhankelijk van de luchtvochtigheid en de temperatuur), anders vormt zich condens op de oppervlakken van het circuit, dat ergens moet worden verwijderd.
De nadelen van het systeem zijn onder meer:
- hoge kosten – ongeveer 3000 roebel. per meter van het verwarmingssysteem met zijn installatie. Deze prijs is echter te wijten aan dure materialen die uiterst noodzakelijk zijn bij plintverwarming;
- de installatie van het systeem wordt alleen uitgevoerd door professionals die over de juiste certificaten beschikken van fabrikanten van plintverwarmingssystemen. Een amateuristische benadering van de installatie zal het niet mogelijk maken om de vereiste thermofysische kenmerken te bereiken, en zal de levensduur aanzienlijk verkorten;
- de maximale lengte van een verwarmingscircuit mag niet langer zijn dan 15 strekkende meter – een van de redenen waarom het systeem moet worden uitgerust met een verdeelstuk. Met een grotere lengte van het circuit neemt het verwarmingsrendement aanzienlijk af;
- installatie van verschillende decoratieve overlays op de radiatorbox is niet toegestaan, omdat ze de warmteoverdracht verminderen;
- strakkere aansluiting van plintradiatoren op het muuroppervlak, waardoor het Coanda-effect volledig kan worden benut, leidt uiteindelijk tot kromtrekken van de filmwanddecoratie;
- het is vereist om de kamer zo vrij mogelijk te verwarmen door plintradiatoren, zonder de oppervlakken van de plinten en wanden met meubelen te blokkeren, aangezien dit convectie en infraroodstraling voorkomt, de luchtstroom verstoort en IR-warmte absorbeert die door de muren wordt afgegeven.
Tot slot
In de vorige eeuw was plintverwarming, zoals stralingsverwarming in het algemeen, niet erg populair vanwege het hoge warmteverlies van bouwmaterialen – het was gemakkelijker om de lucht te verwarmen door convectie, waardoor het warmteverlies snel kon worden gecompenseerd, ondanks de voor de hand liggende nadelen van dergelijke verwarming. Om deze reden werden overigens verwarmingsradiatoren onder de raamopeningen geïnstalleerd – door de scheuren in de kozijnen en de beglazing drong de kou bijzonder snel binnen.
Tegenwoordig zijn er bouw- en afwerkingsmaterialen voor gevels die het warmteverlies door de omhullende constructies aanzienlijk kunnen verminderen, en moderne raamkozijnen die zijn uitgerust met thermisch vasthoudende glaseenheden laten helemaal geen lucht door. Dit alles maakt het mogelijk om over te stappen van klassieke convectieverwarmingssystemen naar efficiëntere stralingsverwarming, terwijl de kwaliteit van het leven in onze huizen en appartementen aanzienlijk wordt verhoogd. In de komende jaren zullen leidingen en verwarmingsradiatoren, die gebruikelijk zijn voor systemen met geforceerde en natuurlijke (gravitatie) circulatie van het koelmiddel, uit onze huizen verdwijnen – ze zullen worden vervangen door geavanceerdere verwarmingsapparatuur.
Wat zijn enkele van de onmiskenbare voordelen en onweerlegbare feiten met betrekking tot lariks ramen?