Капиллярные маты для отопления что это

Капиллярные маты для системы холодных потолков и теплых полов фирмы Clina устанавливаются непосредственно в потолки, стены и полы помещения. Для отопления или кондиционирования помещения используется слегка теплая или холодная вода, циркулирующая в гибких трубках капиллярных матов холодных потолков диаметром 3,4 мм и 4,3 мм, изготовленных из высококачественного полипропилена, конструктивно объединенных в маты. Поверхности помещения со встроенными в них матами Clina обеспечивают однородное и равномерно распределенное отопление теплыми полами или кондиционирование холодными потолками помещения посредством естественной конвекции (40%) и теплового излучения (60%) или поглощения. Благодаря большим поверхностям обмена большое количество энергии может быть передано или поглощено без шума и интенсивных воздушных потоков в помещении, несмотря на незначительную разницу температур между активными поверхностями и температурой воздуха в помещении.

Капиллярные маты в холодных потолках.

Для кондиционирования, капиллярные маты Clina должны быть установлены предпочтительно на потолке. Рабочая температура поверхности потолка примерно равна 19°C при температуре подаваемой для охлаждения воды около 16°C. В зависимости от типа матов и способа их установки охлаждающая мощность может достигать 94 Вт/м2. Для устранения риска выпадения конденсата на охлаждающих поверхностях каждая зона кондиционирования снабжена одним или несколькими датчиками точки росы. Как только датчик точки росы определяет начало конденсации, клапан временно прекращает циркуляцию в зоне возможной конденсации. Такие условия возникают очень редко, поскольку обычно система холодных потолков дополняется поддерживающей системой кондиционирования приточного воздуха и системой увлажнения, поддерживающей 50% влажность, комфортную для человека и безопасную с точки зрения выпадения конденсата. Поскольку в данной конфигурации основную нагрузку в кондиционировании помещения несут холодные потолки, частота смены воздуха в помещении может быть снижена до гигиенических норм (2-3 смены воздуха в сутки), и мощность приточной системы кондиционирования может быть значительно уменьшена.

Капиллярные маты в водяных теплых полах.

Встроенные в поверхность потолка капиллярные маты холодных потолков Clina возможно использовать и для обогрева помещения. В этом случае в капиллярные маты холодных потоков подается вода, нагретая до 28°C-35°C, что обеспечивает температуру потолка в диапазоне 27°C-30°C и, как показали эксперименты, позволяет комфортно прогревать помещение за счет лучистого отопления, хотя очевидно преимущество расположения капиллярных матов для отопления помещений в полу или в стенах. Используя площади стен и пола, система капиллярных матов холодных потолков Clina демонстрирует значительное превосходство в эффективности и комфортности в сравнении с обычными системами кондиционирования и отопления. Это так же подтверждается фактом, что система теплых полов Clina использует значительно более низкую температуру подаваемой для нагрева воды, чем аналогичные системы других производителей. Это делает капиллярные маты идеальной системой теплообмена (коллектор теплового насоса) в технологиях энергосбережения для тепловых насосов, позволяя соответственно увеличить общую мощность отопления и охлаждения, а так же энергоэффективность системы. Более того, система холодных потолков и теплых полов фирмы Clina может быть вмонтирована в слой штукатурки от 8 мм.

Лучистые климатические системы

Особенности проектирования

С. А. Волошин , директор представительства ClinaHeiz — und Kuhlelemente GmbH в России, voloshin@clina-rus.ru

Требования, предъявляемые к системам климатизации, за последние годы значительно изменились. Это касается как обеспечения качества микроклимата помещений, так и удобства эксплуатации и энергоэффективности систем. Традиционные системы обладают целым рядом недостатков, а лучистые климатические системы (ЛКС) еще не получили достаточно широкого распространения. По мнению автора статьи, это происходит из-за определенных недостатков существующих видов реализации ЛКС. Однако система на водонесущих полипропиленовых капиллярных матах способна изменить ситуацию – она характеризуется и наибольшим многообразием способов установки, и отсутствием большинства присущих этим системам недостатков.

Сравнение различных систем климатизации

Для начала рассмотрим традиционные системы климатизации, сгруппировав их не по техническим признакам, а по набору недостатков для потребителя. Сплит-системам и системам «чиллер – кассетный фэнкойл» присущи высокая неравномерность охлаждения, интенсивное движение воздуха, шум от вентилятора, ограниченность ресурса вентилятора, необходимость замены фильтров, необходимость больших лючков для обслуживания или блоков на стенах (что ухудшает дизайн помещения), потребление значительной энергии на выпадение конденсата, чрезмерное осушение воздуха, возможность засорения дренажного трубопровода с последующей протечкой, требуется подшивной потолок.

VRF/VRV-системы с их многообразием внутренних блоков (например, с фреоновым испарителем) и системы «чиллер – канальный фэнкойл» свободны от проблем с вентиляторами и лючками, но по сути являются просто улучшенными вариантами сплит-систем и систем «чиллер – кассетный фэнкойл».

Системы централизованного кондиционирования – это более комфортное решение, тем не менее равномерность охлаждения у них ниже, чем у ЛКС, они часто требуют значительного увеличения воздухообмена, что значительно увеличивает воздуховоды и приводит к удорожанию системы вентиляции.

Климатические балки являются наиболее оптимальным решением систем с воздушным механизмом передачи энергии, тем не менее для снятия теплоизбытков могут потребоваться достаточно высокие скорости воздушных потоков из щелевых диффузоров, и это ограничение уже принципиально связано с тем, что воздух далеко не идеальный агент для переноса энергии.

ЛКС свободны от вышеперечисленных недостатков, также они обеспечивают комфортность за счет лучистого поглощения те-плоизбытков и идеальную равномерность охлаждения по всей площади помещения, причем с горячих поверхностей, будь то человек или солнечное пятно, лучистая составляющая будет удельно значительно выше, чем с окружающих более прохладных поверхностей.

ЛКС на основе водонесущих полипропиленовых капиллярных матов

Существует несколько видов ЛКС: трубы в монолите перекрытий, металлические потолочные кассеты с медными трубами, пластиковые трубы с термораспределяющими алюминиевыми пластинами или панелями с пазами, пластиковые трубы в слое штукатурки.

Решения на основе водонесущих полипропиленовых капиллярных матов (ЛКСКМ) объединяют в себе преимущества и способы монтажа всех перечисленных систем, оставаясь свободными от большинства присущих им недостатков.

Так, трубы в монолите перекрытий требуют реализации на этапе капитального строительства, а капиллярные маты могут быть закреплены на поверхности бетона и оштукатурены слоем от 8 мм даже при реконструкции существующего здания. При этом холодный рабочий слой находится максимально близко к охлаждаемому помещению и имеет меньшую инерцию, что позволяет более точно регулировать температуру при резком изменении поступления теплоизбытков.

Металлические кассеты на медных трубках имеют большой вес, а вес заполненных водой капиллярных матов составляет 870 г/м 2 .

Алюминиевые пластины или панели с пазами не позволяют гибко обойти присутствующие на потолке элементы инженерии, такие как свет, звук, различные датчики, а насыщенность потолка различными элементами бывает очень высока. Капиллярные маты позволяют легко обойти препятствия до 600 мм в диаметре внутри мата шириной 1 м.

Пластиковые трубы в слое штукатурки расположены с шагом 100–150 мм, что не позволяет обеспечить требуемую равно-мерность температуры поверхности, из-за чего невозможно достичь максимально возможной мощности для заданной ΔТ – разницы между средней температурой воды в контуре ЛКС и температурой в помещении.

Технология ЛКСКМ не зависит от размера объекта и может применяться одинаково успешно как в квартире (а при наличии центрального чиллера – и в отдельной комнате), так и в зданиях на десятки тысяч квадратных метров.

Еще одним немаловажным преимуществом потолочных ЛКСКМ является возможность использования их для отопления практически без дополнительных затрат. Для системы капиллярных матов экспериментально установлено, что мощность по холоду состоит на 60 % из лучистой составляющей и на 40 % из конвекционной составляющей. При потолочном отоплении конвекция мала, остается только лучистая составляющая. Поэтому при равной (с обратным знаком) ΔТ между средней темпе-ратурой теплоносителя и температурой в помещении мощность потолочной системы по теплу = 0,6 • мощность по холоду.

Охлаждение: средняя температура теплоносителя +17 °C (+16…+18 °C), температура внутреннего воздуха в помещении – +26 °C. Мощность по холоду составляет 80 Вт/м 2 .

Следует отметить, что при средней температуре потолков +18…+19 °C и температуре внутреннего воздуха на уровне головы человека +25…+26 °C результирующая температура, ощущаемая человеком, составляет +23 °C.

Рассмотрим пример отопления потолочной системой. При средней температуре теплоносителя +32 °C (+34…+30 °C) и температуре внутреннего воздуха в помещении +23 °C мощность по теплу потолочной системы 50 Вт/м 2 . Для мощности по теплу 90 Вт/м2 требуется ΔТ = 14 °C. Максимальная температура, применяемая в решениях на основе капиллярных матов, составляет +40 °C и используется, например, для хаммамов. Первая причина – это заявленный производителем срок службы матов, который составляет 50 лет, а вторая – несоответствие идеологии использования матов на больших поверхностях и при невысоких температурах теплоносителя. Капиллярные маты могут укладываться в слой клея плитки без увеличения нагрузок при реконструкции существующих зданий, использоваться в системах снеготаяния без увеличения нагрузок на эксплуатируемую кровлю.

Капиллярный мат представляет собой параллельно подсоединенные к подающей и обратной полипропиленовой трубе диа-метром 20 мм капиллярные полипропиленовые трубки диаметром 3,4 или 4,3 мм с шагом 10, 20 или 30 мм с шириной от 150 мм до 1 м и длиной от 1 до 6 м.

Такая конструкция мата позволяет обеспечить его небольшое сопротивление (до 1,5 м вод. ст.) для требуемого расхода воды. Капиллярность трубок позволяет совершенно не заботиться о завоздушивании при проектировании раскладки матов. Допустимо расположить мат на стене с капиллярами вверх от подающей и обратной трубы на полу.

Полипропиленовые капиллярные трубки легко гнутся и могут применяться на любых выпуклых и вогнутых поверхностях.

Особенности проектирования

В целом проектирование ЛКСКМ ничем не отличается от проектирования водяных теплых полов, но есть некоторые нюансы.

На основании проекта дизайна потолков, освещения, слаботочных систем на потолке осуществляется раскладка матов с обвязкой их в гидравлические зоны в каждом помещении.

От способа установки матов зависит мощность охлаждения:

1. за металлические панели – 95 Вт/м 2 ;
2. за 1 слой гипсокартона – 66 Вт/м 2 ;
3. на гипсокартон с последующим оштукатуриванием слоем 8–12 мм – 78 Вт/м 2 .

Если установка матов на потолке не обеспечивает достаточной мощности охлаждения, то дополнительно можно монтировать маты на стены, использовать конвекционные шкафы на основе капиллярных матов или традиционные системы как доводчики. Пиковая требуемая мощность часто связана с периодом времени, когда инсоляция максимальна, это несколько часов. Логика совместной работы такова: пока ЛКСКМ обеспечивает требуемую мощность, доводчики не используются.

Производитель снабжает проектировщиков программой по расчету гидравлического сопротивления матов.

Конвекционные шкафы на основе капиллярных матов могут выполнять одновременно функции как охлаждения, так и умного осушения, например поддерживать в винном шкафу температуру +12 °C и осушать воздух до 65 % за счет конденсации при превышении заданного порога влажности. Собранный конденсат сливается в дренаж. В комбинации с ЛКСКМ они могут контролировать заданный порог влажности воздуха для заданного диапазона температур.

На рис. 9 представлена принципиальная схема охлаждения на капиллярных матах.

Расходом в первичном контуре от чиллера теплоносителя +6…+12 °C через теплообменник мы поддерживаем подачу воды в систему капиллярных матов с температурой +16 °C. Регулирование в помещениях осуществляется открытием вентилей соот-ветствующих гидравлических зон, если есть задание охлаждать, и их закрытием, если заданная температура достигнута.

Заключение

Возможность использовать воду с температурой +16 °C для охлаждения и +34 °C для отопления в ЛКСКМ позволяет мак-симально эффективно использовать тепловые насосы и другие низкотемпературные источники теплоты. Дополнительный экономический эффект дает отсутствие расхода энергии на конденсацию. Экономия энергии от применения ЛКСКМ может составлять от 20 до 30 %.

Таким образом, ЛКСКМ возможно максимально гибко применять для проектирования наиболее комфортных и энергосберегающих решений. Система удобна в монтаже и эксплуатации и представляет собой достойную альтернативу как традиционным системам климатизации, так и другим способам реализации ЛКС.

Холодные потолки Clina

Холодный потолок – это современная система кондиционирования, создающая высокий уровень комфорта в помещении.

Холодные потолки охлаждают помещение без потоков холодного воздуха, бесшумно и равномерно по всей площади. В помещениях при этом отсутствуют внутренние блоки, воздуховоды и большие вентиляционные решетки.

Преимущества холодных потолков:

— Комфортное охлаждение за счет естественного теплообмена человека (60% лучистое излучение 40% конвекция)

— Отсутствие сквозняков и потоков холодного воздуха

— Абсолютная бесшумность системы кондиционирования

— Свобода в проектировании любых дизайнерских решений – холодные потолки можно монтировать на наклонные или вогнутые поверхности, на балки или колонны.

— Экономия высоты потолка — холодный потолок занимает 20-30 мм от чистого потолка

— Возможность двойного применения — холодный потолок может работать, как на охлаждение, так и на обогрев

— Простота ремонта и обслуживания

— Срок эксплуатации капиллярных матов 50 лет

ПРИНЦИП РАБОТЫ ХОЛОДНЫХ ПОТОЛКОВ

Для простоты понимания принцип работы холодных потолков можно сравнить с теплым полом, только если теплый пол обогревает помещение, холодный потолок охлаждает его.

Капиллярный мат холодного потолка

В поверхность потолка или стены встраиваются капиллярные полипропиленовые трубки (диаметром от 3,5 или 4,3 мм), конструктивно объединенные в маты. Поверх капиллярных матов наносится слой штукатурки толщиной 10-15 мм.

По капиллярным трубкам циркулирует охлажденная вода температурой 16-18˚С. Таким образом, происходит кондиционирование помещения. Небольшое расстояние между трубками и их параллельное подключение способствует равномерному распределению температуры по поверхности охлаждения.

Охлаждение помещения холодным потолкам, происходит за счет естественной конвекции (40%) и лучистого охлаждения (60%). Естественные конвективные потоки поднимают теплый воздух вверх, при соприкосновении с потолком воздух охлаждается, повышает свой удельный вес и без сквозняков, равномерно по всей поверхности опускается вниз.

Лучистое охлаждение работает за счет свойства отдавать тепло нагретыми поверхностями, в том числе человеческой кожей, в сторону более холодных поверхностей.

Источником холода является охлажденная дистиллированная вода с рабочими температурами +16 — 18°С. Подготовку воды производит холодильная машина типа «Chiller». Циркуляцию воды обеспечивает циркуляционный насос. В общих чертах система кондиционирования холодный потолок состоит из следующих элементов: капиллярные маты «CLINA», полипропиленовые трубопроводы, циркуляционный насос, холодильная машина «Chiller», запорно-регулирующая арматура, система автоматизации и управления.

ВАРИАНТЫ ПРИМЕНЕНИЯ КАПИЛЛЯРНЫХ МАТОВ «CLINA» В ХОЛОДНЫХ ПОТОЛКАХ

Монтаж капиллярных матов на бетонное основание или гипсокартон.

Монтаж холодных потолков в коттедже

Небольшой диаметр трубок (4,3 мм) и минимальный вес заполненной водой системы (870 г/м2) позволяет монтировать капиллярные маты прямо на бетонное основание или на гипсокартон. Далее маты покрываются слоем штукатурки толщиной 10-15 мм. Плотный контакт матов со слоем штукатурки обеспечивает оптимальную теплопередачу на поверхность потолка. В данном варианте охлаждающая мощность системы холодный потолок составляет около 85 Вт/м2.

Благодаря своей гибкости капиллярные маты повторяют форму поверхности, что позволяет применять их на потолках сложной формы (наклонных или сводчатых) и обходить различные препятствия, на подобии балок перекрытия. Пространство под размещение светильников оставляется раздвиганием нескольких трубок примерно до 150 мм в ширину и 1000 мм в длину.

Монтаж холодных потолков данного типа желательно планировать на этапе разработки дизайн-проекта помещения, до начала общестроительных работ.

Холодные потолки в металлических кассетах

Капиллярные маты в металлических кассетах

Любой металлический кассетный потолок, независимо от типа, может быть превращен в холодный, путем интеграции капиллярных матов в кассеты.

Капиллярные маты крепятся в верхнюю часть металлических кассет со стороны перекрытия. В данном конструктивном решении охлаждающая мощность холодных потолков наиболее высокая, около 95 Вт/м2.

Кассетные холодные потолки является разборными, в результате остается доступ за потолочное пространство. При необходимости увеличения охлаждающей мощности возможно добавления дополнительных секций. Монтаж холодных потолков на основе металлических кассет можно проводить в период косметического ремонта или реконструкции помещения.

Охлаждающие блоки

В качестве бесшумного конвекционного кондиционирования на основе капиллярных матов «CLINA» применяются охлаждающие блоки, шкафного, колонного или трубного типа. Блоки могут использоваться самостоятельно или в комбинации с холодными потолками для увеличения общей мощности системы или осушения воздуха. В охлаждающих блоках нет ограничения по рабочей температуре воды и относительной влажности воздуха внутри помещения, так как выпадающий конденсат собирается в поддон и удаляется в канализацию. Благодаря постоянной температуре охлаждающей воды блоки обеспечивают идеальный микроклимат в винных погребах.

Системы отопления

Капиллярные маты холодного потолка можно использовать для дополнительного отопления помещений в холодный период года. В этом случае вместо холодной воды в контуре капиллярных матов циркулирует теплая вода температурой 28-35 °С, что позволяет дополнительно обогревать помещения за счет лучистого отопления.

В качестве основного отопления предлагается применение капиллярных матов в теплых полах и стенах. За счет высокой теплопередачи, большой поверхности теплообмена, гибкости и минимальной установочной толщине, система напольного и стенового отопления на основе капиллярных матов обеспечивает высокий уровень комфорта и энергосбережения. Невысокая рабочая температура, позволяет применять напольное и стеновое отопление капиллярными матами при отоплении помещений на основе тепловых насосов.

Холодный потолок экономит электроэнергию

Холодные потолки помогают экономить не только строительные площади, но и электроэнергию, затрачиваемую на охлаждение.

— Традиционные климатические системы (кондиционеры и фанкойлы) охлаждают воздух до 10-12˚С. В холодных потолках, холодильная машина охлаждает воду до +16 °С. Для приготовления холодоносителя более высокой температуры холодильная машина затрачивает на 25 % меньше электрической энергии.

— При работе кондиционеров и фанкойлов не весь вырабатываемый холод поступает в помещение. Часть холодопроизводительности (около 30%) тратится на конденсацию влаги из воздуха. Иначе, затраты энергии на конденсацию влаги называются еще скрытой теплотой. Высокая температура и относительная влажность около 50% позволяет охлаждать помещение холодными потолками, без конденсации влаги и затрат энергии на ассимиляцию скрытой теплоты.

— В холодных потолках, отсутствуют затраты электрической энергии на привод вентиляторов внутренних блоков.

Холодные потолки и выпадение конденсата

Один из традиционных и понятных вопросов применительно к холодным потолкам: — «Не будет ли выпадать конденсат на поверхности холодного потолка?»

При правильном проектировании и монтаже выпадение конденсата на холодных потолках полностью исключается. Для этого выполняют следующие мероприятия:

1. Температура холодного потолка в режиме охлаждение составляет 17˚ С. Это высокая температура, которая находится достаточно далеко от точки росы и возможности выпадения конденсата для большинства помещений с нормальным влажностным режимом – такие как, квартиры, офисы и т.п.
2. Для качественного микроклимата и надежной работы холодных потолков, рекомендуется наличие в помещении (здании) приточно-вытяжной вентиляции. Помимо воздухообмена система вентиляции будет поддерживать в помещении относительную влажность воздуха на уровне ≤ 60 %. Данный процент относительной влажности является оптимально комфортным для человека и гарантированно безопасным с точки зрения возможного образования капель конденсата на холодной поверхности потолка.
3. В помещении с холодным потолком устанавливается надежный датчик точки росы, который, при опасности выпадения конденсата временно приостановит подачу охлажденной воды на поверхность потолка.

Проектирование холодных потолков

Проектирование холодных потолков начинается с расчета теплопоступлений. Зная количество поступающего в помещение тепла и производительность холодных потолков (85 Вт/м2) можно определить необходимую площадь для размещения капиллярных матов.

При высоких теплопоступлениях, возможна ситуация когда площади потолка для охлаждения помещения до оптимальной температуры будет недостаточно. В этом случае, используют дополнительный источник охлаждения. Например, можно использовать для монтажа капиллярных матов поверхность стен.

Проектировать холодные потолки желательно перед началом общестроительных работ, одновременно с разработкой дизайн-проекта помещений.

Стоимость холодных потолков

Стоимость холодных потолков на основе капиллярных матов «под ключ» составляет от 200 — 250 евро за м2 площади охлаждаемых помещений. В эту стоимость входит: проектирование, поставка оборудования, монтажные и пуско-наладочные работы.

Холодный потолок на основе труб из сшитого полиэтилена обойдется примерно в два раза дешевле. Но в этом случае холодный потолок будет занимать больше места и будет иметь меньшую производительность (около 55 Вт/м2).

Стоимость оборудования может быть несколько снижена, если в помещения есть подготовленная холодная вода, например от общедомового чиллера.

Срок службы капиллярных матов (50 лет) и простота ремонта (в случае повреждения капиллярная трубка достаточно просто запаивается) характеризуют холодные потолки на основе капиллярных матов, как решение на долгие годы, которое, в течение всего срока эксплуатации, будет приносить Вам комфорт и экономию.