Физические процессы происходящие в отопительной панели

Распределение тепловой энергии происходит за счет движения нагретого теплоносителя по трубам (контурам системы водяной тплый пол), встроенным внутрь греющей панели. Одна из основных задач при расчете и проектировании системы водяной теплый пол - достичь равномерного распределения температуры по поверхности греющей панели, зависящего от расстояния Ci между трубами контуров отопительной панели. Результат решения этой задачи - выбор оптимального шага укладки труб контуров системы водяной теплый пол. 

Передача тепловой энергии (теплообмен) в рассматриваемой нами отопительной системе происходит тремя способами: теплопроводность (кондукция), конвекция и излучение. 

Теплопроводность (кондукция). Передача тепла в твердых телах от теплого к холодному. В нашем случае происходит непосредственно в самой отопительной панели от труб контуров системы водяной теплый пол к бетону, от бетона к чистовому покрытию. Эффективность процесса зависит от температуры теплоносителя, расхода теплоносителя через греющий контур, а также  суммарного термического сопротивления материалов, участвующих в процессе теплопередачи. 

Конвекция. Теплопередача в жидких и газообразных средах за счет движения сред от теплого к холодному. В нашем случае - теплопередача тепла от греющей панели воздуху в нагреваемом помещении. Главная характеристика процесса -  [Вт/м2*°С] - коэффициент теплопередачи при теплообмене конвекцией. 

Излучение. Наблюдается между двумя и более телами, разделенными, хотя бы частично, прозрачной средой, и зависит от температур и свойств поверхностей тел, а также от оптических свойств среды. В нашем случае от греющей панели к окружающим предметам (мебель, стены и т.п.). Главная характеристика процесса -  [Вт/м2*°С] - коэффициент теплопередачи при теплообмене излучением. 

В общем теплообмене в помещении участвуют все его поверхности, воздушные струи (потоки) и воздух помещения. Этот процесс можно описать только системой большого числа уравнений, что затрудняет «повседневное» решение задачи. Сначала система была приведена А.М.Листовым и М.И.Киссиным к решению системы из двух уравнений общего теплообмена в помещении. Решение системы из двух уравнений, так же как и полной системы, неудобно в инженерной практике, поэтому пошли по пути дальнейшего упрощения расчетной схемы. Теоретическая проработка этого вопроса Шориным С.Н. и решение уравнений на электрической аналоговой модели позволили сделать следующий вывод:

Полное количество тепла , отдаваемое панелью, равно сумме ее лучистой  и конвективной  составляющих:

где: 
Тн.о. температура нагретых ограждающих конструкций. 

В соответствии со вторым условием комфортности, на основании гигиенических исследований А.Е. Малышевой, Ф. Кренко, Ф. Миссенара, Е.А. Насонова и Д.И. Исмаиловой, коэффициенты определены по графикам, полученным И.Шаркаускасом методом светового моделирования:

Таким образом, примерно, половина тепла передается за счет теплообмена конвекцией и половина за счет излучения. А если быть точными, то 45% и 55% соответственно.