Как правильно сделать разводку отопления.

Июнь 3 • Полезные советы, Ремонтные и строительные работы • Просмотров 6200 • Комментариев к записи Как правильно сделать разводку отопления нет

При строительстве собственного дома правильная организация системы отопления — один из основных процессов. От того, насколько грамотно она будет оформлена, во многом зависит не только комфортное проживание, но и объем расходов на ее обслуживание. Поэтому, внимательно отнеситесь к выбору подходящего принципа устройства обогрева и всех деталей для комплектации оборудования, чтобы обеспечить его бесперебойное функционирование.

Содержание

• Последовательность оформления системы обогрева частного дома
• Как правильно выбрать источник энергии?
• Основные элементы водяной системы отопления
• Какую выбрать схему отопления?
  • Особенности оформления и эксплуатации одноконтурной системы
  • В чем отличия устройства двухтрубной разводки отопления?
  • Преимущества двухконтурной системы
• Как правильно спроектировать двухконтурную систему обогрева?
• На что обратить внимание при проектировании?
• Заключение

Последовательность оформления системы обогрева частного дома

Принцип создания проекта обогрева ничем не отличается от обустройства иных инженерных систем. Последовательность действий:

1. Выбор подходящего типа энергии.
2. Создание схемы разводки отопления.
3. Выбор подходящих деталей.
4. Монтаж системы согласно плану.                                                                                                                  
   

   Важно! Обязательно следуйте предложенной очередности этапов, тщательно продумывая заранее все нюансы. Только при таком подходе созданная отопительная система будет соответствовать заданным требованиям.                                                                                                                        
   

Как правильно выбрать источник энергии?

В этом отношении чаще всего используются несколько вариантов. При выборе наиболее практичного и доступного ориентируйтесь на такие критерии:

• финансовые возможности;
• рациональное использование энергии, учитывая конкретные особенности конструкции всего дома;
• уровень профессиональных навыков монтажа;
• эстетичный вид готовой системы.                                                                                                              

Популярные решения разводки системы отопления:

1. Воздух. Такой принцип до недавнего времени был единственно доступным способом поддержания нормального температурного режима в помещении. Основным устройством для обогрева дома служила печь или камин. С развитием технологий такой способ стал неактуальным, так как прогревание происходит достаточно медленно. Кроме того при этом образуется чад, который влияет на качество воздуха. В наше время камины, как и печи уже давно используют исключительно в декоративных целях, для придания интерьеру оригинального колорита.                            
2. Электричество. Этот вариант выгодно отличает простота эксплуатации, чему способствует максимальная автоматизация. Но, несмотря на это, отметим и один достаточно существенный нюанс, который является главной причиной отказа от электричества в качестве основного источника для обогрева дома, — дороговизна самой энергии.  Учитывая довольно высокие показатели потребления для полноценного функционирования системы, рациональным решением станет установка электрического отопления лишь в тех помещениях, где отсутствует необходимость стабильной комфортной температуры, например, гараж или чердак. В качестве единственного способа обогрева жилого частного дома, особенно большой площади, выбор этого варианта далеко не самый практичный.                                                                                
3. Вода. Разводка отопления в частном доме этим способом отличается высокой надежностью и удобством эксплуатации. Кроме того, нельзя не отметить и доступную стоимость, как материалов для оформления системы, так и самого источника тепла. Принцип организации заключается в циркуляции жидкости — технической воды, внутри проложенного трубопровода, нагрев и подача которой происходит через котел, а теплообмен осуществляется с помощью батарей. Главный недостаток оформления такой разводки отопления заключается в сложности процесса проектирования. Поэтому, именно на этой стадии, при выборе водяной системы, будьте особенно внимательны и аккуратны, точно осуществляя все замеры и учитывая соответствие комплекса требований с техническими возможностями здания.                                                                                                                                                             
   

   Важно! Учитывая все вышеперечисленные особенности вариантов отопительных систем для частного дома, не удивительно, что именно последний способ — наиболее востребован. Ниже приведены некоторые технологии и правила, с которыми непременно ознакомьтесь, чтобы подобрать подходящий для вашего дома метод разводки труб отопления.                                                                           

Основные элементы водяной системы отопления

Вся цепь обогрева состоит из нескольких обязательных элементов, монтаж которых осуществляется в четко определенной последовательности:

1. Котел.
2. Трубы.
3. Предохранительные клапаны.
4. Циркуляционный насос
5. Манометр.
6. Расширительный бачок
7. Радиаторы.                                                                                                                                                                                                  
   

   Важно! Каждая деталь несет свою функциональную нагрузку, поэтому, при выборе комплектации особое внимание обратите на качество изделий, чтобы не допустить возникновения сбоев в работе готовой системы из-за недобросовестности производителя.

Какую выбрать схему отопления?

Существует два основных принципа строения схемы отопительной системы:

Особенности оформления и эксплуатации одноконтурной системы

Принцип действия такого устройства обогрева заключается в последовательном соединении всех элементов системы в одну замкнутую цепь. При этом горячая вода, подача которой происходит после нагрева из котла в трубопровод и радиаторы, проходит по всей линии в одном направлении.

                                                                                                                                                                                                                                                                       

Учитывая такую особенность строения системы, естественный недостаток ее проявляется в постепенном снижении уровня нагрева при подаче в каждую последующую батарею. Поэтому, если использовать ее в большом помещении, комнаты в конце цепи будут значительно медленнее и не так хорошо прогреваться. Еще один недостаток заключается в сложности выполнения ремонтных работ при необходимости. В этом случае невозможно осуществить восстановление отдельной секции, непременно потребуется полное отключение всей системы.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

Важно! Учитывая такие особенности устройства, целесообразно использовать одноконтурную разводку лишь для зданий небольшой площади — до 100 м2. В этом случае она обеспечит качественный обогрев при надежном функционировании.

В чем отличия устройства двухтрубной разводки отопления?

Принцип оформления такой системы отличается следующим образом:

1. Подача воды осуществляется в магистральную линию труб, проложенную в подвальном помещении либо под напольным покрытием.
2. От магистральной линии делается ответвление стояков двух типов.
3. От одного стояка нагретая вода подается к каждой батарее.
4. Во второй поступает только переработанная охлажденная жидкость. По этому стояку воды возвращается назад в котел.
   

   Важно! При создании духконтурной разводки, каждый радиатор непременно оснащается на входе трубами из одной группы, а на выходе — из другой.                                                                                                          

Преимущества двухконтурной системы

Такой принцип обогрева выгодно отличает несколько достаточно важных моментов:

1. Стабильный обогрев больших площадей.
2. Равномерное распределение тепла.
3. Возможность самостоятельной регулировки температурного режима включением и отключением отдельных элементов цепи отопительного устройства.
4. Отсутствие теплопотери по мере циркуляции жидкости в трубопроводе, что значительно снижает расходы на энергетический источник.                                                                                    

Важно! Несмотря на этот перечень неоспоримых достоинств, учтите и главный недостаток оформления двухтрубной разводки — повышенная сложность планирования схемы и монтажа всей системы. Для выполнения этих работ непременно потребуются профессиональные навыки проектирования, обработки и соединения различных строительных материалов и оборудования. Иначе — результатом станет не только недостаточно правильное функционирование системы, но и возникновение аварийных ситуаций с угрозой для здоровья и жизни всех жильцов дома.                                                                                                                                                      

Как правильно спроектировать двухконтурную систему обогрева?

В случае, если вы решили отдать предпочтение именно этому типу, обязательно заранее определитесь с типом разводки линии.

В этом отношении выделяют два способа:

1. Отопление с нижней разводкой. В этом случае и подающая и отводящая труба располагается ниже уровня батарей.  То есть, нагретая техническая вода и поступает в радиатор, и выводится из него снизу. При выборе такого принципа обязательно обратите предельное внимание на создание препятствия для образования воздушных пробок. Достаточно эффективный способ — установка кранов Маевского при соединении трубопровода с радиаторами.                                            
   

2. Обогрев с верхней разводкой. При обустройстве такой системы линию подачи нагретой воды проложите поверх уровня установки радиаторов. Наиболее популярные решения в этом случае — монтаж в потолок или проводка цепи на чердаке. Учитывая такую особенность, заранее примите во внимание, что потребуются дополнительные расходы на материалы для оформления стояков в каждой комнате, по которым из магистрального трубопровода, от котла вода будет вертикально подаваться в радиаторы. Для вывода отработанной жидкости, линию проложите под радиаторами. Воздушные пробки при создании обогрева с верхней разводкой удаляются при помощи специальных расширительных бачков.

На что обратить внимание при проектировании?

При создании схемы разводки отопления внимательно отнеситесь к следующим моментам:

1. По возможности сведите к минимуму количество стыков и поворотов в цепи системы.
   

   Важно! Такой подход не только облегчит выполнение всех монтажных работ, но и повлияет на качество эксплуатации,  так как изгибы повышают давление внутри системы.

2. Диаметр труб подбирайте в соответствии протяженности системы и напора в ней.                   
3. При выборе материала труб отдайте предпочтение медным или полиэтиленовым изделиям, которые обеспечат длительную качественную эксплуатацию.
4. Отвод труб от стояка заканчивайте запорными вентилями, чтобы снизить риск возникновения аварийных ситуаций и облегчить выполнение ремонтных работ при необходимости.
5. Если хотите оформить скрытую систему труб, продумайте устройство таким образом, чтобы сохранить к ним свободный доступ.
   

   Важно! Просмотрите видео, в котором детально показан пример схемы разводки линии системы обогрева и основные моменты монтажных работ по установке оборудования.

Заключение

С особой осторожностью и внимательность выполняйте все работы по обустройству системы обогрева. Если не уверены в своих знаниях и навыках, обязательно заручитесь помощью профессионалов на том этапе, который кажется вам особенно сложным или непонятным. Только такой подход позволит не беспокоиться о риске возникновения проблем уже по окончанию всех строительных и отделочных работ, и обеспечит не только комфортное проживание в собственном доме, но и безопасность.

Похожие Записи

« Искусственный грот в ландшафтном дизайне Петуния: посадка, уход, условия выращивания »

Что нужно сделать для отопления частного дома?

Если вы начали обдумывать как сделать отопление в вашем новом доме, то эта статья окажется для вас полезной!

Отправной точкой для нас будет расчет тепловых потерь тех помещений, которые мы собираемся отапливать.

Такой расчет можно заказать у профессионального проектировщика (имеет смысл для больших коттеджей и производственных помещений), либо сделать его при помощи калькулятора тепловых потерь.

После расчета тепловых потерь, нужно переходить к выбору котла.

Выбор котла для дома

Пример ТЭН, для котла

Дальше необходимо решить какой вам необходим котёл. Этот трудный выбор делается исходя из того на каком топливе вам дешевле и удобней отапливать ваш дом.

Для некоторых регионов таким топливом будет каменный уголь, для других электричество или природный газ. Однако, мы живем в России и может так случиться, что у вас отключат газ или свет.

Поэтому, чтобы не остаться зимой без тепла, нужно продублировать вашу систему  — в идеале для частного дома я рекомендую установку в одну систему электрического, твердотопливного и если есть газ, то и газового котла.

Вы можете возразить, что это будет дорого стоить, но если вы установите только один котёл, например газовый, а зимой у вас перемерзнет дымоход и из-за этого будет разморожен теплообменник котла, то вам придется на время ремонта куда-то эвакуироваться.

Чтобы избежать таких катаклизмов и нужно установить не один, а хотя бы два котла. При выходе из строя одного отопительного аппарата вы включите другой и сможете заняться ремонтом вышедшего из строя.

Часто применяется следующая «комбинация» котлов — настенный или напольный газовый котёл плюс котёл длительного горения на каменном угле со встроенным блоком ТЭН.

Выбор типа и конфигурации системы отопления

Необходимо заранее обдумать конфигурацию системы отопления.

Под словом «конфигурация» я имею в виду строение системы, то есть вам нужно определиться со схемой разводки труб, расположением приборов отопления, местом установки котла и котельного оборудования.

И необходимо решить какой тип системы отопления вы будете использовать — радиаторы или радиаторы плюс теплый пол.

Последний вариант системы отопления является частный случаем комбинированной системы отопления.

Системы отопления отличаются способом циркуляции теплоносителя.

Имеются три вида систем отопления по циркуляции теплоносителя:

Теперь перейдем к выбору труб для отопления.

Выбор труб для отопления

Медные трубы для отопления

Выбор труб является не менее важным этапом, чем выбор котла и конфигурации! Необходимо правильно выбрать материал и диаметр трубопроводов  для вашей системы. Для начала решим какая вам нужна система отопления.

Если вам нужна система с естественной циркуляцией теплоносителя (гравитационная система), диаметр трубы следует брать 2 или 2,5 дюйма, а материалом труб лучше брать черный металл — черный металл будет гораздо дешевле, чем медь или полипропилен.

Преимуществом такой системы является её независимость от электричества, так как теплоноситель может циркулировать в системе под действием силы тяжести.

Сейчас наиболее популярны системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Они требуют меньшего диаметра труб, что позволяет сэкономить деньги. Кроме того, сейчас модно прятать трубы в стены, а при малом диаметре делать это гораздо проще.

Но стоит помнить, что замуровывать в стену лучше цельные участки  без прессовых и цанговых соединений.  На трубу необходимо надеть специальную гофру, в которой труба будет защищена от агрессивной воздействия стяжки и будет иметь место для теплового расширения.

Для отопления можно брать трубы следующих видов:

• Медные — если вы можете себе позволить отопление из меди, то это очень хороший вариант. Они сочетают все преимущества металлических труб и простой монтаж при помощи пайки (твердой или мягкой). Медь прекрасно работает при высоких температурах  (до 250°С) и при высоком давлении (60 бар и более в зависимости от диаметра).
• Металлопластиковые — для отопления лучше всего подходит металлопластик 26 и 32 мм в диаметре. Для монтажа  необходимо использовать прессовые фитинги. Они обжимаются на трубе специальным инструментом — прессом, который для таких работ можно взять напрокат, если собираетесь делать работу сами или найти монтажника с таким инструментом. Рабочее давление для металлопластиковых труб равно 10 бар — для частного дома этого хватит с запасом, а для многоквартирного дома это маловато.
• Полипропиленовые  — очень популярный материал для монтажа , но стоит помнить, что не все виды полипропиленовых труб подходят для монтажа отопления. Для систем отопления можно использовать только армированные трубы, они могут быть армированы стекловолокном, металлической  фольгой в среднем слое или в наружном слое.  Скажу свое мнение, лучшим вариантом для отопления будет полипропиленовая труба армированная фольгой снаружи. С ней придется повозиться (нужно зачищать фольгу на стыках), но после этого проблем с ней не возникает. Однако, монтажники не любят такую трубу по причине своей лени, им проще поставить вам по-быстрому трубу с внутренней армировкой или стекловолокном. В принципе на отоплении будет стоять и такая , но есть риск, что труба армированная металлом внутри может расслоиться на стыке и возникнет течь, а труба со стекловолокном предназначена больше для горячей воды, чем для отопления.
• Трубы из нержавеющей стали (гофрированные) — они могут быть отожжёнными и неотожжёнными. Работать с отожжённой трубой проще (она держит форму). Соединяется такая труба при помощи цанговых латунных фитингов с силиконовыми уплотнительными кольцами. Целые участки можно прятать внутрь стен, но соединения прятать нельзя, к ним должен быть доступ. Для отопления подойдет труба с условным проходом от 20 мм.  Трубы меньшего диаметра можно использовать для теплых полов.
• Трубы из «черного» металла — их основное достоинство это низкая цена. Их можно использовать если у вас есть хороший сварщик для их монтажа. Они хорошо подходят для гравитационных отопительных систем.

Для отопления не стоит брать трубы маленького диаметра — металлопастиковая труба диаметром 16 мм и полипропиленовая труба диаметром  20 мм. не подходят для этих целей из-за большого гидравлического сопротивления. Система сделанная из таких труб просто не будет работать! С помощью таких труб можно делать только небольшие участки, такие как ответвления от стояка до радиатора или перемычка на радиаторе

Необходимо прочитать паспорт на ваш котёл, в нем указан диаметр подсоединения (чаще всего 1. 25 или 1,5 дюйма так же для больших мощностей используется диаметр подсоединения 2 дюйма). Нельзя резко сужать этот диаметр, то есть нельзя подключать котёл сразу к 16-му металлопластику.

Отопительный аппарат наверняка выйдет из строя. Обычно используют 2 или 3 разных диаметра труб в системах отопления, например для полипропиленовых труб часто стояки делают трубой 40 мм, подводы к радиаторам делают или трубой 32 мм. или трубой 25 мм, а байпасы на радиаторах делают трубой 20 мм. в диаметре.

Если у вас установлен твердотопливный отопительный аппарат, то первые 3-4 метра от него необходимо отвести металлическими трубами, а после этого уже можно использовать полипропиленовые или металлопластиковые трубы. Причина этому — высокие температуры, к которым пластиковые трубы не приспособлены.

Выбор диаметров труб отопления лучше обсудить со специалистом по теплотехнике, если вы знаете такого. И конечно, лучше чтобы этот специалист сделал вам полноценный проект системы отопления. Без проекта вам придется довериться опыту монтажника, а монтажники как и все люди могут ошибаться.

Полипропиленовые трубы с наружной армировкой

Выбор приборов отопления для вашего дома

Приборы отопления могут быть разными:

• Радиаторы всех видов.
• Конвекторы настенные или встраиваемые в пол
• Регистры из труб
• Системы теплого пола.

Как выбирать радиаторы отопления и как правильно их устанавливать мы уже говорили. Читайте мои прошлые публикации.

Конвекторы выбираются по номинальному тепловому потоку, который необходим для обогрева помещения. Если у вас французские окна, то вам придется устанавливать встраиваемые в пол конвекторы.

Регистры из труб делают народные умельцы, говорить об их параметрах трудно так как они делаются «на глазок».

Системы теплого пола в России применяются как дополнение к радиаторам или конвекторам, так как теплый пол может дать 50-75 Вт тепла с квадратного метра пола, а в нашем климате этого будет мало.

Мои рекомендации остаются прежними — для частных домов и коттеджей лучший вариант алюминиевый радиатор, для квартиры биметаллический.

Если у вас высота потолков меньше 3 метров, то одной секции радиатора будет достаточно чтобы отопить 2 квадратных метра площади. То есть на 20 квадратов нужно 10 секций.

Выбор запорной арматуры для отопления

Шаровый кран марки vienna от фирмы Itap

Для отопления лучше всего применять латунные шаровые краны разных диаметров.

На приборы отопления устанавливают терморегулирующие вентили, которые помогают управлять температурой в помещении.

Также в сложных больших системах применяют балансировочные клапана — они помогают выравнивать гидравлическое сопротивление разных контуров отопления.

Если этого не делать, то в одних помещениях будет очень жарко, а в других холодно, потому что теплоноситель как электричество всегда идет по пути наименьшего сопротивления.

Не стоит покупать дешевую запорную арматуру (вентиля и краны). Они могут быть изготовлены из материалов низкого качества и не прослужат долго.

Например, если корпус шарового крана будет сделан из силумина, а не из латуни, то весьма вероятно, что вы его сломаете когда будете закручивать гаечным ключом.

Лучший выбор, по моему мнению, это итальянская запорная арматура. Производители и цены могут быть разными.

Советую запомнить несколько названий:

• Itap
• Caleffi
• Bonomi
• Bugatti

Кроме того, если вы делаете отопление из полипропиленовых труб, то можно использовать паечные шаровые краны и вентиля.

Они существенно дешевле латунных. Здесь так же лучше отдавать предпочтение иностранным производителям из Турции, Чехии и Германии.

Выбор циркуляционного насоса для отопления

Циркуляционный насос для отопления

Этот пункт актуален если у вас система с принудительной циркуляцией теплоносителя.

По теме выбора циркуляционного насоса написана отдельная статья, с которой советую вам ознакомиться

Специального внимания требуют теплые полы! В них из-за маленького сечения труб и большой протяженности контуров  возможна только принудительная циркуляция!

Для этого на коллектор теплого пола устанавливают специальный узел — группу автономной циркуляции.

В её состав входит циркуляционный насос с напором 6 или 8 метров.

О теплых полах будет написан отдельный пост, в котором мы обговорим их особенности.

Источники бесперебойного питания для отопления

Блок-схема, описывающая работу источника.

Источники бесперебойного питания необходимы для того, чтобы при отключении света циркуляция теплоносителя и  система управления котла (если она энергозависимая) не прекратили работать.

Если у вас установлен настенный газовый котёл, то такой источник необходим.

Мощность источника выбирается как суммарная потребляемая мощность циркуляционных насосов в системе плюс мощность потребляемая котлом (чаще всего мощность источника не превышает 1 кВт).

Питаются такие источники от аккумуляторов, количество которых определяется потребляемой мощностью и необходимым временем автономной работы.

Отдельная статья по теме источников бесперебойного питания представлена здесь.

Резюме

Завершу статью так: отопление в частном доме одна из самых дорогостоящих систем в доме, но экономить на ней себе дороже.

Тут все важно, каждый вентиль должен быть надежен. Иначе зимой (в период интенсивной эксплуатации) что-нибудь выйдет из строя и дешевая мелочь вызовет катастрофу местного масштаба.

Лучше сэкономьте на кафеле или ламинате, чем на трубах отопления или котле. На этом пока всё, жду ваших вопросов в комментариях.

Как сделать экономное отопление – экономичные способы отопления дома

Стоимость отопления различными источниками тепла

Чтобы корректно сравнивать какое отопление самое экономичное, рассчитывают стоимость приведенной единицы – 100 кВт. После этого можно оценить различные способы отопления и их экономичность.

Анализ результатов расчетов тепловых потерь и расхода топлива выполнены исходя из среднего значения утепленности здания. Курс валюты в расчетах – 33 грн/евро.

Самое экономичное отопление дома обеспечивают тепловые насосы – в 4 раза дешевле газа, угля и отопления электрическим котлом, в 2,5 раза дешевле дров. Обращаем внимание, что мы посчитали только текущие эксплуатационные расходы на энергоносители – чем дешевле отопить дом в Украине в 2018 году. А вот сравнительный анализ по другим критериям и размер капитальных вложений рассмотрим ниже.

Утепление

Прежде чем считать как экономно отопить дом, оцените общие теплопотери здания.

Потери тепла через ограждающие конструкции составляют:

– стены – 30-40%

– кровля – 20-40%

– окна – 20-25%

– подвал – 10%.

Утепление дома современными материалами сокращает общие теплопотери:

– пенопласт 100 мм – на 25%

– минеральная вата 100 мм – на 40%.

Поэтому, первое, что следует сделать для оптимизации расходов на отопление дома – утеплить стены, кровлю и пол, а также установить энергосберегающие окна.

При утеплении минеральной ватой придерживайтесь рекомендуемой толщины утеплителя. На стоимости работ это не скажется, а вы сразу сделаете так, чтобы потом не переделывать дополнительно.

Варианты отопительных систем с различными источниками тепла

Газ

Традиционное отопление газом наиболее привычно в Украине.  

Большинство домов построенных до 2000 года газифицированы. Несмотря на растущую стоимость газа, отапливать дома до 100 кв.м этим способом имеет смысл. Газовый котел требует минимального обслуживания, что делает этот способ обогрева комфортным. Стоимость газового отопления на примерно одном уровне с углем и дешевле электрического отопления со стандартным тарифом в 2 раза. Малообеспеченные, и не только, семьи получают субсидии от правительства за счет других налогоплательщиков. Поэтому, отказываться от газового отопления люди в Украине не спешат.

А вот, строящиеся дома необходимо подключать к газовым магистралям. Стоимость проекта с подключением газа зависит от протяженности газовой трассы. 

Цена подключения газа колеблется от 3000 до 10000 долларов. 

Примерные расходы на газификацию частного дома:

1. Проект – от 300 до 1400 долл.

2. Подключение к основной магистрали – от 600 до 4000 долларов.

3. Подвод газовода к дому от 1000 до 3000 долларов.

4) Прокладка труб газопровода: 

– подземного – 30-40 долл. /м;

– воздушного – 10-20 долл./м.

Кроме этого, все этапы согласовываются в газовой службе.

Электричество

Электрокотлы

Электрические котлы – самый дешевый вид отопительного оборудования. Цены электрических котлов от 15 до 35 евро за 1 кВт мощности. По уровню комфорта – очень удобно. Однако обогрев дома электроэнергией самый дорогой вариант. Почти в два раза дороже газа. Для обогрева домов площадью более 40 кв.м потребуется согласование в РЭС дополнительной разрешенной мощности для объекта. Существуют льготные тарифы на электрическое отопление, которые также нужно согласовать при подключении.

Как подключить льготный тариф “Электрообогрев” для частного дома в Днепре.

При использовании двухзонного счетчика можно греть отопительную систему по сниженному тарифу с коэффициентом 0,5.

Эксплуаация электрических котлов при наличии льготных тарифов снижает расходы на отопление дома на 40-50%.

Электрические котлы стоит рассмотреть в нескольких случаях:

1) Как основной способ отопления на удаленных объектах или в центральных густо застроенных районах города, где применение котлов с дымоходом запрещено по экологическим соображениям;

2) Как резервный вариант параллельно с другим источником тепловой энергии;

3) При непостоянном отоплении на даче, куда будете приезжать зимой только на выходные.

Альтернативные способы экономного отопления: тепловые насосы

В этом обзоре к электрическому отоплению мы отнесли и тепловые насосы, т.к. для их функционирования требуется электроэнергия. Однако, по сравнению с традиционными электрическими котлами, расход электричества у теплонасосов меньше в 3-4 раза. Это обусловлено технологией передачи тепловой энергии из низкопотенциальных сред в отопительную систему. 

Основное преимущество отопления тепловыми насосами заключается не только в дешевизне расходов на обогрев. Оборудование теплонасосной системы полностью автоматизировано и не требует никакого обслуживания. 

Главный недостаток применения тепловых насосов – высокая цена оборудования и его установки. Стоимость теплонасоса типа “воздух – вода” от 400 до 700 евро за 1 кВт тепловой мощности. Причем монтаж геотермального теплового насоса увеличивает цену системы вдвое. Это связано с необходимостью установки грунтового коллектора в виде вертикальных скважин или горизонтального контура для съема тепла из грунта.  

Покупку теплового насоса рассматривают как инвестицию в стоимость объекта недвижимости. Вложения окупятся через 8-10 лет, а более высокая стоимость недвижимости сохранится навсегда. Дом с автономным и практически бесплатным отоплением стоит значительно дороже на рынке.

Ночной тариф – возможность экономичного отопления

Ночной тариф на электроэнергию в Украине действует с 23:00 до 7:00. Это связано с пониженным потреблением электричества в промышленности, что приводит к его излишкам. Для подключения льготного тарифа необходимо установить двухзонный счетчик. Цена электричества в ночное время тогда будет на 50% дешевле базовой ставки.

Ночной тариф поможет сэкономить при использовании для отопления электрического котла, теплого пола или теплового насоса – система отопления максимально нагревается в ночное время, а днём расход электроэнергии минимален.

Как подключиться к ночному тарифу в Днепре.

Твердое топливо

Отопить дом твердым топливом помогает твердотопливный котел. Отапливать дровами дешевле, чем газом в 2-2,5 раза. А вот уголь для угольных котлов отопления в последний год подорожал. Расходы на уголь сравнялась с газовым вариантом. Антрацит, хоть и обладает более качественными характеристиками сжигания, за счет дефицита и как следствие возросшей цены перестал быть экономически привлекательным источником тепла.

Цена твердотопливных котлов варьируется от 20 до 60 евро за 1 кВт тепловой мощности. Стоимость дымохода с установкой – около 300 евро.

Чтобы отопить дом твердым топливом необходимо непрерывное обслуживание человеком: нужно запасать заранее топливо, загружать топку по 2-8 раз в сутки, чистить котел и дымоход. Для занятого человека, привыкшего к комфортному газовому отоплению, стать кочегаром не просто. Пеллетные котлы с автоматической подачей топлива или котлы длительного горения частично решают проблему обслуживания. Стоимость пеллетных агрегатов с бункерами примерно вдвое выше, чем классический котел на дровах или угле. 

Кроме трудозатратного обслуживания у твердотопливных котлов есть еще один недостаток – выбросы в окружающую среду продуктов сгорания. Где-то больше, где-то меньше, но дым будет. Поэтому такой вариант исключается в городах, вблизи с высотными домами.

Стоимость оборудования для твердотопливной системы относительно невысока. Однако и эффективность работы, с учетом обслуживания, не самая лучшая. 

Цены на твердое топливо нестабильны. Хотя окупаемость твердотопливного котла с дымоходом составляет от 2,5-3 лет, экономичным этот вариант назвать можно лишь условно. 

Применение теплоаккумулирующих баков

Организация экономичного отопления практически для любого дома, с любыми источниками тепла (кроме газа) предусматривает установку теплоаккумулирующего бака в отопительную систему.

Буферная ёмкость позволяет:

1) объединять несколько разных генераторов тепла в одну систему.

2) аккумулировать избыточную тепловую энергию в период работы твердотопливного котла на максимальной мощности.

3) накапливать тепло в льготный период (по ночному тарифу) работы электрокотла или теплового насоса.

4) экономить расход топлива до 30% – отдавая накопленное тепло в систему отопления при остановленном котле или тепловом насосе.

Кроме этого, буферный бак продляет в 2-3 раза срок эксплуатации твердотопливного котла, что экономит капитальные вложения. Подробнее зачем нужна буферная емкость для системы отопления.

Как оценить экономичность отопления

Наш 20-летний опыт показывает, что такое понятие как “самое дешевое отопление для дома” не существует. Экономичность любого варианта отопления индивидуальная в каждом конкретном случае. Лучшие показатели общей эффективности имеют системы отопления с несколькими источниками энергии, которые применяются в зависимости от текущих погодных условий, тарифов и доступности видов топлива.

При определении экономичности конкретного варианта отопления оценивайте общую стоимость системы и её эксплуатации на протяжении 10-15 лет. Посчитайте капитальные вложения в покупку и установку оборудования, срок его службы. Стоимость эксплуатации будет состоять из стоимости расходуемого топлива и технического обслуживания.

При окончательном выборе варианта оцените свои возможности по обслуживанию системы отопления – как, где и по чём будете закупать топливо, кто будет эксплуатировать отопительную систему.

Своим заказчикам мы помогаем произвести расчеты вариантов различных систем отопления для конкретного объекта. Это позволяет сделать обоснованный, осознанный выбор оптимального и экономичного варианта отопительной системы, которая прослужит долгие годы максимально эффективно для семейного бюджета.

Какое отопление дешевле?

Газовый обогрев – экономное отопление частного дома. Имеет ряд преимуществ:

• Ресурс топлива доступен и не относится к дорогим видам.
• Отопление газом – это удобно и безопасно в эксплуатации.
• Обогрев – надежный и эффективный.
• Работу системы отопления обеспечивают достаточно простые устройства.
• Применение варианта газового обогрева – самое выгодное отопление частного дома.

Электрическое отопление

Рассмотрим положительные стороны электроотопления:

• Первоначальные небольшие вложения в оборудование значительно повышают шанс на экономное отопление электричеством.
• Небольшие габариты, удобный монтаж и подключение.
• Экономное электроотопление характеризуется безопасностью работы, простотой в эксплуатации.
• Экономный электрокотел для отопления работает бесшумно, обеспечивает отдых и комфорт – основу домашнего уюта.

Дрова и уголь

Обогрев при помощи дров и угля – дешевое отопление дома. Популярность обусловлена рядом преимуществ:

• Доступность и универсальность загружаемого вида топлива.
• Невысокая цена.
• Экономное отопление на твердом топливе – простота в процессе использования.
• Энергонезависимость – нет привязанности к наличию электрической сети.
• Экологическая чистота источника тепла.

Чем дешевле отапливать дом?

Возникает вопрос – экономное отопление дома, какое оно? Рассмотрим доступные варианты обогрева частного малоэтажного жилого строения.

Традиционно используют:

• газ;
• электроэнергию;
• теплонасосы;
• твердое топливо – уголь, дрова, пеллеты.

Каждый вид топлива характеризуется удельной теплотой сгорания и ценой. Если, взяв за основной показатель приведенную единицу – 100 кВт мощности, сделать простой расчет стоимости возможной оценки различных вариантов отопления, то проанализировав результаты можно прийти к выводу, что наиболее дешевый способ обогрева – тепловые насосы. Эти прогрессивные установки позволяют получать тепло дешевле газа, твердого топлива и электричества. Это оборудование – супер экономное отопление, использует альтернативные источников энергии. Тепловой насос — это прибор, собирающий рассеянное тепло из воздуха, грунта или подземных вод, и преобразует в тепловую энергию, применяемую для обогрева частного дома. Характеризуется высоким коэффициентом преобразования. При потреблении 1 кВт энергии из окружающей среды способен производить до 7 кВт тепла.

Преимущество обогрева тепловыми насосами – дешевизна расходов на обогрев.

Какое отопление лучше сделать в частном доме?

Экономное отопление в частном доме – это выбор на основании совокупности затрат, необходимо учитывать:

• Вид применяемого топлива, его цена.
• Стоимость нагревательного оборудования.
• Монтаж и обслуживание отопительных систем.

Газовый обогрев:

• Преимущество газового варианта отопления загородного дома – относительно низкая стоимость газа как энергоносителя, если дом газифицирован – отапливать целесообразно.
• Если в дом не проведен газ, отсутствует газовый котел и разводка труб, то использовать газовое отопление финансово нецелесообразно.

Электрические котлы:

• Наиболее дешевый вариант отопительного оборудования для монтажа.
• Необходима дополнительная установка многофазовых распределителей.
• Самый дорогой вариант по использованию, из-за высокого тарифа на свет отопление дома электричеством дорого и невыгодно.

Тепловые насосы:

• Наиболее дешевый способ отопления, обладает высоким КПД.
• Главные недостатки такой системы – высокая цена оборудования и его монтажа. Установка теплового насоса – это инвестиция в стоимость объекта недвижимости.

Универсального способа самого дешевого и экономного отопления дома не существует. В каждом конкретном варианте необходимо суммировать и делать анализ всех затрат.

Дополнительные способы получения экономии

Термостатические головки для радиаторов

Для регулирования температуры на электробатареи для экономного отопления устанавливают термостатические головки для радиаторов. В автоматическом режиме, путем изменения объема теплоносителя, поступающего в радиатор отопления.

При этом происходит эффективная экономия энергозатрат.

Теплые полы

Основные виды системы теплого пола:

• Электрические. Хорошо зарекомендовали себе для небольшого загородного дома – экономичное электрическое отопление.
• Водяные. Применяют для обогрева большого частного дома. В системе теплых водяных полов используется теплоноситель с низкой температурой (не более 55°C) значительно снижает расходы на энергоносители.

Теплые полы в доме – это современный, экономически выгодный и энергосберегающий вариант обогрева помещений.

Как правильно сделать систему отопления частного дома?

Чтобы правильно сделать отопление частного дома, надо знать некоторые правила, которые относятся к проведению монтажных работ и подбору оборудования, а также трубной разводки и вида системы отопления. К рассмотрению представлена схема водяного отопления, поскольку она самая популярная. 

Принцип работы

Вода нагревается в котле отопительном и подается по трубам в радиаторы. Через радиаторы теплоноситель отдает тепло и возвращается по обратному трубопроводу назад к котлу. То есть в основе водяного отопления лежит технологичный процесс цикличного типа.

Какие бывают схемы отопления?

Имеются две схемы отопления дома:

• Однотрубная;

• Двухтрубная. 

Однотрубная отопительная система

Самая простая и не требует значительных денежных затрат. Система являет собой кольцо, которое состоит из последовательно установленных радиаторов. Теплоноситель проходит поочередно все радиаторы, а затем возвращается к отопительному агрегату. На первый взгляд может показаться, что такая схема идеальная благодаря своей простоте и экономичности, однако существуют некоторые нюансы. Например, нагретый до некоторой температуры теплоноситель, проходя через первый радиатор, отдает определенное количество теплоты и остывает на несколько градусов, таким образом, дойдя до последнего в цепочке радиатора, теплоноситель значительно остынет и не сможет надлежащим образом нагреть помещение. 

Существует два выхода из такой ситуации:

1. Увеличить площадь теплоотдачи последнего радиатора посредством добавления дополнительных секций.

2. Нагреть теплоноситель до большей температуры, на что потребуется больше топлива.

Оба варианта требуют дополнительных денежных вливаний. Существует и иной выход из сложившейся ситуации – циркуляционный насос. Агрегат внедряют в схему с целью увеличить давление внутри системы. Это помогает равномерно распределить теплоноситель по всем батареям. Кроме того, нагретая вода движется по трубам с определённой скоростью, что влияет на возникновения инертности системы, таковым образом производится быстрый нагрев. 

Хоть третий вариант и эффективнее вышеперечисленных, но схема также имеет свои минусы. Например, в силу того, что нанос потребляет электроэнергию, хозяин понесет дополнительные затраты. Также бывают случаи, когда по каким-нибудь причинам электрическую энергию отключают, что приводит к остановке насоса, после чего давление в отопительной системе падает. А об этом уже написано выше. 

Двухтрубная система

Схема работает более эффективно, нежели однотрубная, поскольку к определенному радиатору подводится отдельная труба, а возвратная труба общая. В данном случае необходимо определиться по какому принципу будет подаваться теплоноситель – лучевому или коллекторному.

Лучевая схема 

В таком варианте труба подачи теплоносителя поднимается на чердак, где от нее ответвляются отдельные трубопроводы к каждому радиатору. Таким образом образуется контур, подобный солнцу с лучами, идущими на радиаторы. Отсюда система и получила свое название.

Коллекторная система 

Более современная схема. На чердаке монтируется прибор – коллектор, состоящий из конструкции труд. Через данное сооружение происходит распределение теплоносителя по радиаторам. На чердаке также оборудуется арматура, которая отключает отдельно взятый контур при необходимости. 

Коллекторная схема имеет преимущества перед остальными, однако обладает существенным недостатком – большим количеством труб и дополнительных элементов, которые применяются при сооружении системы. Поэтому придется выложить немалую сумму на приобретение нужных материалов, но если тепло в доме – важный фактор, то без коллекторной схемы не обойтись.

Можно ли сделать отопление в доме самостоятельно?

Все зависит от навыков работы с различным инструментом и опыта проведения монтажа, а также наличия необходимого оборудования. Если имеется дефицит во всем, то последствия будут колоссальными. Например, закипит котел, хотя батареи будут не нагреты. При неправильном угле наклона трубной разведки в помещениях будет прохладно, даже когда котел горячий. Это касается и «обратки». Если неправильно выбрать место для насоса, то он проработает не долго и начнет протекать. При неправильной установке расширительного бака может возникнуть нехватка теплоносителя. Посему рекомендуется обратиться за квалифицированной помощью.

Выбор отопительного котла

Рынок переполнен отопительными агрегатами разнообразных марок и типов. Выбор необходимо производить исходя из доступного топлива. Некоторые производители предлагают гибридные котлы, работающие на двух и более типах топлива. Специалисты советуют брать тот котел, который легко обслуживать и обеспечить горючим. 

Трубы

Поскольку рассматривалось водяное отопление, то для его монтажа лучше подойдут трубы металлопластиковые, которые выдерживают большие температуры. Однако, если был выбран котел на твердом топливе, то лучше применить металлические трубы. В таком случае температура может повышаться до 100 градусов, что имеет негативное влияние на пластик.

 

 

Social Like

Проектирование отопления: пошаговая инструкция | ГрейПей

Как спроектировать отопление самому? Этим вопросом задается почти каждый владелец частного дома. Самостоятельное проектирование отопления позволит сэкономить средства, не нанимать профессиональных проектировщиков. Для квартиры в многоэтажном доме с централизованным отоплением эта тема не актуальна, а вот строительство автономного отопления в частном доме – весьма важная задача. Материал статьи на тему проектирование отопления – пошаговая инструкция даст основы самостоятельной разработки собственной системы отопления.

Создание отопления без проекта или хотя бы общей схемы практически невозможно. Только отразив свои замыслы и расчеты на бумаге, можно составить перечень материалов, основного оборудования, разработать конфигурацию комплекса отопления. Процесс проектирования состоит из нескольких этапов.

Содержание

Выбор вида отопления

На первом этапе определяется вид отопления. Выделяют следующие главные виды отопления:

• Водяное отопление;
• Воздушное отопление;
• Электрическое отопление;
• Печное отопление.

Выбор вида отопления зависит от доступности различных типов топлива, планируемой схемы, поставленных задач для комплекса отопления. Печное отопление предназначено для обогрева небольших площадей, имеет нестабильный характер работы, требует ручного обслуживания. Воздушное отопление обладает многими достоинствами, но требует точного аэродинамического расчета сети распределения воздуха. Провести такой расчет без профессиональной помощи очень трудно.

Самыми популярными, распространенными видами обогрева помещений являются водяное и электрическое отопление. В обоих случаях теплоносителем является вода (при установке электрического котла), при установке отдельных приборов электрического нагрева воздух нагревается непосредственно рабочими элементами этих устройств (ТЭНами, спиралями, излучателями и так далее).

Так как водяное отопление занимает ведущее место среди всех видов обогрева помещений и проектирование его считается самым сложным, статья опишет дальнейший порядок действий по разработке этого вида отопления.

Выбор источника теплоты

Основной элемент каждой системы отопления – источник тепла (теплогенератор). Отопительный котел выполняет главную функцию – производит тепло, преобразуя энергию топлива в тепловую энергию. Выбор котла зависит от наличия доступа к топливу. По типу топлива котлы подразделяются на следующие виды:

1. Котлы, работающие на природном газе;
2. Твердотопливные котлы;
3. Жидкотопливные котлы;
4. Электрические котлы.

Газовые котлы требуют наличия поблизости действующего магистрального трубопровода природного газа. Установка их требует получения разрешения, выполнения газового проекта, соблюдения требований к рабочему помещению котла.

Котлы, работающие на твердых видах топлива (дровах, угле, торфе и прочих) не требуют согласований на установку. Обслуживание оборудования производится в ручном режиме, необходимо иметь запас топлива.

Электрические котлы считаются самыми удобными в эксплуатации, но стоимость электрической энергии создает постоянные значительные расходы на оплату топлива.

Теплогенераторы, потребляющие жидкое топливо (сжиженный газ, дизтопливо и так далее), требуют строительства специального хранилища с повышенными мерами безопасности.

Определив вид топлива и соответственно, котла, производят расчет требуемой мощности котлоагрегата.

Мощность котла

Выбор мощности котла производится по параметрам отапливаемой площади. Мощность котла зависит от объема помещений и теплопроводности ограждающих конструкций – стен, окон, пола, потолка, дверей и так далее. Точный расчет производится по специальным методикам, но можно провести и укрупненный расчет.

В основе укрупненного расчета лежит показатель количества тепла, требуемый для отопления 1 квадратного метра площади. Этот показатель для помещений со средними показателями тепловой изоляции составляет 100 Ватт. Он актуален для помещений с высотой потолка не более 2,7 метра. При больших значениях высоты показатель увеличивается на 25 – 30%.

Для отопления дома общей площадью (например) в 150 квадратных метров (с высотой потолка менее 2,7 метра) потребуется тепловая мощность в 15 кВт. Кроме этого, в производительность котла закладываются следующие дополнительные величины:

• Резерв мощности – минимум 15 – 20%;
• Производство горячей воды – минимум 30%.

При наличии собственного котла имеет смысл возложить на него производство горячей воды. Закладываемая величина является расчетной и зависит от уровня водопотребления. Уровень потребления воды зависит от количества проживающих в доме человек и частоты использования горячей воды. Общие расчеты говорят о том, что эта величина составляет обычно не менее 30% от тепловой мощности котла.

Резерв мощности необходим для обеспечения нормального режима работы котла. При недостатке мощности оборудование работает в предельном режиме – это значительно сокращает срок службы котла.

По приведенным показателям вычисляется общая мощность котла. Для дома площадью 150 квадратных метров и собственным производством горячей воды (для нужд семьи из 3 человек) мощность составит 23,4 кВт. Округляя в большую сторону, выбирается котел мощностью 24 кВт.

После определения конкретного вида и модели котла производят выбор приборов отопления.

Выбор отопительных приборов

Подбор отопительных приборов производится по желанию владельца. Автономная система отопления не предъявляет каких-то особых требований к приборам отопления. Условия работы независимой системы являются щадящими по сравнению с централизованными сетями.

По способу обогрева выделяют три основных вида приборов:

• Конвекторы;
• Радиаторы;
• Регистры или пояс труб (стальных).

Регистры или прокладка труб среднего сечения по периметру помещений сейчас практически не применяются, главными типами приборов являются конвекторы и радиаторы.

Конвекторы состоят из теплообменника (медного или стального), скрытого в металлическом корпусе. В корпусе имеются отверстия и решетка для конвективного движения воздуха. Конвекторы обладают меньшей скоростью нагрева, но имеют более эстетический вид и продолжительный срок службы.

Радиаторы по материалу изготовления подразделяются на следующие:

• Алюминиевые;
• Биметаллический сплав;
• Стальные;
• Чугунные.

Каждый тип имеет ряд особенностей, преимуществ и недостатков. Радиаторы состоят из отдельных секций, имеют высокую скорость нагрева и различный внешний облик.

После выбора типа отопительных приборов определяют места установки и единичную мощность каждого прибора. Отопительные приборы рекомендуется устанавливать в местах наибольших тепловых потерь – под окнами, около витражей. Кроме этого, радиаторы (конвекторы) часто устанавливают рядом с дверями, у холодных наружных стен (со слабой тепловой изоляцией).

Единичная мощность каждого прибора подбирается по площади отдельного помещения. При высоте потолка менее 2,7 метра мощность отопительного прибора выбирается из расчета 100 Вт на 1 метр отапливаемой площади, при более высоких потолках – увеличивается на 25 – 30%. Мощность конвекторов имеет типовой размерный ряд – их подобрать несложно.

Радиаторы состоят из секций, поэтому нужно верно определить число секций в каждом радиаторе. Количество секций рассчитывается исходя из единичной мощности секции. Для чугунного радиатора МС-160 она составляет 160 Вт, для МС-140 – 140 Вт и так далее. Единичная мощность зависит от типа материала батареи и температурного режима работы оборудования.

Производительность каждого прибора выбирается с запасом не менее 5%, иначе невозможно будет увеличить температуру батареи в предельно холодный период года. Лучше иметь незначительный запас, чем ставить впоследствии более мощный конвектор или доставлять дополнительные секции в радиатор.

Вместо отдельных радиаторов или конвекторов часто выбирают систему напольного отопления (водяной теплый пол). Об его устройстве и расчете будет написана отдельная статья.

Последним этапом, после определения мест установки отопительных приборов, производится составление схемы разводки трубопроводов.

Разводка трубопроводов отопления

Сначала определяется общий тип системы отопления. Существует три основных вида схем водяного отопления:

1. Однотрубная;
2. Двухтрубная;
3. Коллекторная.

В однотрубной схеме радиаторы подключены последовательно, в двухтрубной системе – параллельно, в коллекторной конфигурации – подключаются к коллектору, независимо друг от друга. Часто эти схемы комбинируются между собой. Кроме них большой популярностью пользуется водяной теплый пол.

После выбора схемы подбирают тип подключения отопительных приборов. Конвекторы в силу своих конструктивных характеристик подключаются по общему принципу. Радиаторы имеют три основных типа подключения. Если составить рейтинг по эффективности работы, то типы подключений занимают следующие позиции:

1. Диагональное;
2. Боковое;
3. Нижнее.

Схему разводки отопления нужно начертить на копии архитектурного плана (или плана БТИ) дома. Это даст понимание общей картины, упростит подсчет материалов. Чертеж с указанием диаметров трубопроводов, отопительных приборов, запорной арматуры и других элементов послужит своеобразным проектом отопления частного дома. По нему намного проще производить монтаж системы, чем делать это по памяти.

Стандартное проходное сечение подключения радиатора составляет полдюйма (Ду 15 мм – диаметр условный). Перемычки на радиаторах однотрубной схемы также монтируются из трубы внутренним Ду 15 мм. Выход из настенного котла имеет проходное сечение 20 мм, поэтому ветки системы сооружаются обычно с таким же диаметром. К конечным на ветке отопления радиаторам диаметр трубопровода снижают до 15 мм.

Выход из напольного котла имеет диаметр 1,25 дюйма. Исходя из этого размера сооружается система с постепенным снижением диаметров к конечным отопительным приборам. Или трубопроводы с диаметром выхода котла перераспределяют по направлениям (с уменьшением диаметра) возле котла – на отопление, на бойлер приготовления горячей воды, на контур теплых полов и так далее.

На этом этапе (выполнение общей схемы) процесс проектирования завершается. Производится подсчет материалов, приборов отопления, запорной арматуры, трубопроводов, фитингов и прочих элементов. Следующий этап – монтаж отопления своими руками или с привлечением специалистов.

Рекомендуем прочитать:

(Просмотров 1 754 , 1 сегодня)

Как сделать водяное отопление – Система отопления

» Водяное отопление

Всем россиянам известно, что топливо для отопления всегда дорожает. Абсолютно в каждой части Российской Федерации необходимо зимой обогревать жилище. Любой здравый человек может узнать: как усовершенствовать обогрвевающий комплекс дачи. Тяжело представить себе быт жителя в РФ без отопительного комплекса жилища. На интернет сайте Sistema-Otopleniya.ru размещенно много обогревательных комплексов коттеджа, применяющих совершенно разные принципы производства тепла. Перечисленные комплексы получения тепла возможно реализовывать самостоятельно или комбинационно.

Перед тем как делать водяное отопление, нужно разобраться в принципе его работы. Система водяного отопления состоит со следующих элементов:

– котёл, выбранного типа. Его устанавливают в подвале или в специальном помещении;

– обогревательные элементы – радиаторы различного типа или трубные регистры;

– подающий и обратный трубопроводы, их диаметр обычно составляет 19-25 миллиметров;

– расширительный бачок, имеющий объём до 40 литров. Бак предназначен для сбора воды во время её расширения при нагревании.

Самой распространённой системой является двухтрубная разводка – сделать такое водяное отопление довольно просто. Горячая вода подаётся по верхней трубе, обратка возвращается нижней трубой. Кроме этого используют вертикальную разводку при наличии большого количества этажей и однотрубную систему, когда вода в ней циркулирует при помощи насоса.

Устанавливать обогревательный котёл должен специалист, который будет учитывать все требования пожарной безопасности. Всё внутреннее пространство котельной должно быть выполнено из несгораемых материалов. От котла до стены должно быть не менее полметра, при обшивке стены асбестом расстояние можно уменьшить до 25 сантиметров. Пол возле котла тоже следует сделать из огнеупорных материалов, для этого его покрывают сталью или асбестом. В котельной нужно предусмотреть вентиляцию, которая будет производить трёхкратный воздухообмен за час времени.

Согласно нормам, на 4 кв. метра помещения необходим квадратный метр площади радиатора, площадь обогрева одной секции составляет 0,25 м 2. то есть одной секции хватает на м 2 площади помещения.

Нагрев воды в котле зависит от наружных температур. Так при температуре воздуха -5 градусов, для создания комфортных условий в помещении необходимо нагреть воду в котле до +60 градусов; при температуре -20, вода нагревается до +80 градусов; при -30 градусов – до +90 градусов.

Правильное функционирование системы водяного отопления зависит от правильности его запуска. Для начала систему промывают, для этого нужно разъединить в двух местах обе трубы. В эти места вставляют два шланга – в одном под напором будет подаваться чистая вода, а из другого выйдут все остатки накипи и различных веществ, которые будут мешать нормальному обогреву радиаторов.

После того, как сделали водяное отопление, систему нужно промывать, пока вода не станет чистой. Затем систему соединяют и заливают водой. Перед началом отопительного сезона производят пробную топку. Воду в системе разогревают до 95 градусов и при такой температуре проверяют нагревание всех участков, удаляют пробки, смотрят, чтобы система не дала течь.

Источник: http://remont-pro.net/otoplenie/kak-sdelat-vodyanoe-otoplenie

В наше время многим потребителям хочется сделать отопление, но какой тип выбрать и как привести в исполнение задуманное — мало кому известно. Как сделать водяное отопление своими руками, можно узнать здесь.

Схема устройства и монтажа отопления.

Людям всегда хочется иметь красивый собственный дом. Чтобы свою мечту воплотить в реальность, ее нужно сделать самостоятельно, и только в этой ситуации каждая деталь будет такой, какой вы себе ее представили.

Как правильно сделать водяное отопление?

На сегодняшний день водяное отопление своими руками подключить можно при помощи 2 способов: подсоединить к центральному водопроводу или же сделать собственную автономную систему водоснабжения.

Каждый согласится, что действительно комфортным и уютным дом станет только тогда, когда он будет теплым.

Наименее проблематичным методом подключения водяного отопления считают подсоединение к центральному водопроводу.

Процедура подсоединения достаточно простая. Потребителю нужно всего лишь оформить пакет специальных документов, а после того, как получены разрешения, можно подключать систему тепловодоснабжения к централизованной системе.

Чтобы делать автономную систему, необходимо вложить средства и собственный труд. Тем потребителям, которых интересует создание отопительных систем, необходимо помнить, что для осуществления такой процедуры, нужно сделать некоторые предварительные работы по установке.

Схема системы водяного отопления.

Самым простейшим типом отопительной системы выступает естественная термоциркуляция по трубам теплоносителя. Вода в подобной системе движется благодаря насосу или за счет давления внутренних масс теплоносителя.

Необходимо отметить, что стойки радиаторов охлаждаются значительно быстрее, чем основание главного стояка.

Список инструментов:

• рулетка;
• плоскогубцы;
• уровень;
• разводные и гаечные ключи;
• отвертки;
• шлифмашинка;
• сварочный аппарат;
• газовая горелка;
• труборез.

Этапы проектирования систем водоснабжения

Первым делом необходимо просчитать, какое количество воды нужно для обеспечения комфорта и температуры. Затем, оперируя этими данными, нужно определить и подобрать мощность насосного оборудования.

Затем потребителю необходимо определиться с котлом, и приобрести нужные элементы, такие как насосы и трубы .

Требования к системе отопления?

Схема соединения элементов отопления.

1. Для обеспечения непрерывной термической циркуляции носителя, необходимо сначала утеплить главный стояк.
2. В некоторых ситуациях необходимо ускорение процесса терморегуляции. Для этого нужно увеличить расстояние между котлами и приборами по высоте. Минимальное удаление в этой ситуации не может быть больше 3 м.

При установке водяного отопления своими руками необходимо помнить некоторые особенности отопительных систем. Котел рекомендуют устанавливать в подвальном помещении для безопасности и сохранности внешнего вида интерьера.

Наиболее распространенными являются системы водоснабжения, которые работают по обычному принципу естественной циркуляции воды. Такое самостоятельное движение может происходить на максимальном расстоянии 20 м. На такой дистанции выполняется снижение внутреннего давления воды, обычно расходуемое на трение внутри системы. В целях избежания неполадок в системе, необходимо пользоваться отопительными приборами с широкими отверстиями и трубами большого диаметра.

Монтаж отопительной системы

Двухтрубные системы отопления зачастую используют для многоквартирных домов, у которых имеются большие подвалы. Называют систему двухтрубной, потому что для нее характерно присутствие отдельных стояков, которые используются при подаче горячей воды.

Обязательным считают наличие отдельных труб, чтобы охлаждать воду. На сегодняшний день многие отопительные системы работают на основах двухтрубных циркуляций. После того, как определились с местом нахождения котла, можно начинать установку водяного отопления своими руками.

Радиаторы лучше всего расположить под оконными проемами — это позволит обогревать раму стекла, предотвратить запотевание и смещение точки росы.

Необходимо отметить, что особое внимание во время установки нужно обращать на количество изгибов.

Необходимо помнить, если их довольно много, то гарантирована недостаточная циркуляция теплоносителя.

Большинство потребителей ориентируются на свои финансовые возможности и неверно выбирают материал, из которого изготавливается отопительное оборудование. Также потребители не считают нужным рассчитывать общую протяженность системы отопления.

Необходимо помнить, что только многочисленные специальные сечения в магистральных трубах в системе могут обеспечить довольно простое и быстрое перемещение теплоносителя. В первую очередь устанавливают расширительный бак. Его монтируют по магистралям, которые подводятся к радиаторам.

Монтаж производится на самой высокой точке отопительной системы. Немаловажную роль играет конструкция расширительного бака, он бывает с трубопроводом и переливом либо без него. Такие баки могут быть закрытого или открытого типа.

Специалистами рекомендуется расширительный бак открытого типа монтировать на необходимом участке отопительной системы, а зачастую его устанавливают на маленьком расстоянии от котла отопления. Подобную схему редко применяют для бака закрытого типа.

Затем производится установка трубопровода между, до и после радиаторов, потом устанавливаются сами радиаторы. Выполняется установка очень просто, нужно сначала вывести трубу до позиции радиатора, затем установить сам радиатор, потом соединить вводы и выводы. Далее трубу необходимо вывести к позиции следующего радиатора, потом все операции повторяют в описанной последовательности.

Нужно отметить, что во время применения водяных отопительных систем верным решением будет снабжение каждого радиатора краном Маевского, который поможет устранить образовавшиеся воздушные пробки именно в этой области отопления.

Завершающим шагом можно назвать замыкание отопительного контура. Котел оснащают фильтром, а в случае потребности — насосом для принудительной циркуляции (фильтр необходимо устанавливать до насоса).

Виды труб для отопления

Есть разные виды труб: стальные, медные и металлопластиковые. Стальными трубами пользуются довольно редко, поскольку такие трубы не практичны в установке, а главным их недостатком выступает минимальный срок службы.

Металлопластиковые трубы на сегодняшний пользуются довольно широкой популярностью. Устанавливая водяное отопление, монтаж труб можно совершить всего лишь при помощи гаечного ключа. Но и у этого вида имеются некоторые недостатки. В отопительной системе металлопластиковым трубам приходится работать в переменном режиме, поэтому необходимо помнить, что далеко не все трубы такого вида выдержат нагрузки.

Медные трубы являются очень практичным и удобным материалом. Именно они очень долговечны, надежны, гигиеничны и имеют солидный вид. Единственным их существенным недостатком является высокая стоимость.

Полипропиленовые трубы в буквальном смысле являются идеальными. Установка таких труб осуществляется при помощи специального паяльника, труба превращается в одно целое. У них имеется минимум резьбовых соединений, и они могут обеспечить прекрасную герметичность системы.

Источник: http://1poteply.ru/sistemy/montaszh/kak-sdelat-vodyanoe-otoplenie.html

После окончания строительства «коробки» здания, перед любым хозяином становится такая задача, как монтаж системы отопления в доме. Предпочтительнее сделать её водяной, однако, существуют и иные варианты решения данного вопроса. Если вы все-таки остановились на водяной системе отопления, то стоит обязательно помнить, что чистота радиаторов – это важный аспект в уходе за отопительной системой. А все потому, что пыль, которая оседает на стенках батареи, препятствует оптимальной теплоотдаче системы. Оптимальнее всего – удалять грязь при помощи обыкновенного пульверизатора, имеющегося в комплекте каждого современного пылесоса.

Из чего состоит система?

Прежде чем говорить о том, как сделать отопление в доме, рассмотрим, из чего состоит система водяного отопления. В нее входят такие элементы, как:

• водогрейный котел, устанавливающийся в специальном помещении – подвале или котельной;
• нагревательные приборы – стальные или чугунные радиаторы, либо трубные регистры;
• трубопроводы, которые имеют диаметры 19-25 мм, служащие для подачи отопления нагревательным приборам;
• расширительный бак, вместимость которого 30-40 литров, устанавливающийся в специально подготовленной утепленной части погреба или чердака, необходим для приема тепла из системы, потому что при нагревании воды её объём увеличивается.

Чтобы знать, как сделать отопление своими руками, нужно учесть, что самой популярной системой отопления является двухтрубная, с прокладкой разводящей линии сверху, под потолком. Вторая же, обратная линия, располагается внизу, под отопительными приборами.

Выбор оптимальной системы отопления

Чтобы правильно подобрать систему отопления, необходимо верно классифицировать все системы отопления для индивидуальных домов. Среди них выделяют:

• тип А – предназначены для одноэтажных зданий с достаточно крутой крышей, имеющих подвал;
• тип Б – используются для отопления одноэтажных домов с плоской крышей;
• тип В – предназначены для двухэтажных домов с крутой или плоской крышей.

Если ваш дом относится к типу “А”, то для него более целесообразно будет использование только лишь вертикальной системы водяного отопления. Возможна горизонтальная разводка, но только не по чердаку, а под потолком. Если котел устанавливается в подвале, то глубина трубы должна быть не менее 10 м. Если в вашем доме вовсе нет подвала, то котел необходимо расположить на первом этаже.

В случае, когда ваш дом относится к типу “Б”, желательно применять систему центрального отопления на водяной основе. Котел обязательно располагается в подвале, а в качестве топлива используется газ, потому что высота труб в подобных домах не превышает шести метров. Если в доме нет подвала, то приборы для нагревания воды разрешается располагать у наружных стен здания.

В доме “В”-типа, более целесообразна установка двухтрубной системы отопления с нижней или верхней разводкой и вертикальными стояками. Настоятельно не рекомендуется использовать горизонтальную систему отопления, так как при ней практически невозможно до конца обогреть весь дом. Котлы могут работать совершенно на любом топливе, так как высота трубы в таких домах не менее 10 м. Итак, перед рассмотрением того, как сделать отопление, желательно помнить, что пол, стены и потолки в помещении, в котором будет установлен обогревательный котел водяного отопления, обязательно должны быть невозгораемыми. Между стеной и котлом не должно быть менее 50 сантиметров, а пол нужно обить кровельной сталью.

Монтируем систему

После того, как все подготовительные работы будут выполнены, можно приступать к установке системы отопления в доме. Рассмотрим, как правильно сделать отопление. Начинаться система должна от нагревательного элемента. Им может быть котел, печь или АОГВ. Из него вверх выводят трубу, диаметр которой составляет 60 мм, соединяющуюся с расширительным баком. В нижнюю треть бака присоединяют трубу верхней линии, которая потом отводится вниз и соединяется с трубами, заранее проведенными в каждом помещении дома. Это и есть нижняя линия отопительной системы помещения. К расширительному баку присоединяют переливную трубу. Она необходимо для того, чтобы лишняя вода из системы уходила в канализацию. Следующим этапом будет сооружение второй линии отопительной системы, по которой вода будет обратно возвращаться в котел. Её также проводят в каждое помещение дома параллельно горячим трубам. Теперь система отопления является замкнутой.

Чтобы знать, как сделать систему отопления правильно, прежде всего, необходимо рассчитать, какое количество радиаторов необходимо для вашего дома. Делается это следующим образом. Если ваш дом имеет площадь всего 40 квадратных метров, то вам нужно 10 квадратных метров радиаторов (правильнее рассчитывать 1 кв.м радиатора на 4 кв.м площади), 30 метров труб, диаметр которых от 19 до 50 мм. Стоит помнить, что температура, на которую нужно нагреть воду в котле, напрямую зависит от температуры воздуха на улице. Если за окном не более -5 градусов, то в котле вода должна иметь не менее +60 °С; если -30 °С, то  +90 °С и так далее.

Очень часто бывают сбои  в системе водяного отопления из-за того, что она была некачественно запущена. Пуск необходимо производить следующим образом. Сначала надо тщательно промыть систему. Её разъединяют в двух местах и к подающей трубе присоединяют пластмассовый шланг с чистой водой. Через обратную трубу грязная вода будет уходить в канализацию.  Промывать систему необходимо до тех пор, пока не начнет идти из обратной трубы чистая вода. После этого разъединенные места снова скрепляют, и система заполняется водой. Теперь система готова к сезонной работе.

Также не стоит забывать о том, что перед началом отопительного сезона следует проводить пробную топку. Воду в системе нагревают до 95 градусов и держат в течение нескольких часов. За это время проверяют герметичность системы и качество нагрева жидкости. В системе, во время работы, могут возникать те или иные проблемы, поэтому, чтобы избежать их, необходимо время от времени проводить подобные профилактические мероприятия. Если в системе были обнаружены неплотности, резьбу нужно развинтить и заменить поврежденные льняные пряди новыми. Если в креплении труб была повреждена резьба, то нужно её обязательно заменить на новую. Однако стоит помнить, что собирать систему из разных кусков совершенно не допустимо, так как в таком случае, она вам прослужит очень мало. Теперь, после того как было рассмотрено, как сделать водяное отопление, вы сможете самостоятельно провести отопительную систему в  доме или же проверить уже имеющуюся на наличие различных дефектов.

Источник: http://elhow.ru/bytovye-sovety/stroitelstvo/kak-sdelat-otoplenie

Гараж, как правило, выполняет только техническую функцию, но, несмотря на это, присутствие в нем отопления никогда не бывает лишним. Необходимость в отоплении объясняется несколькими причинами. Прежде всего, в отапливаемых гаражах в зимний период не будет скапливаться влага, которая в дальнейшем может привести к появлению наледи на стенах и потолке. Кроме того, двигатель автомобиля намного лучше запускается, если окружающий его воздух хорошо прогрет. К тому же в теплом гараже гораздо уютнее и приятнее чинить автомобиль, чем в холодном.

Конечно, оснастить гараж отопительной системой является достаточно сложной задачей, ведь уже на этапе проектировки возникает масса вопросов, решить которые бывает очень непросто. Например, какое топливо лучше использовать? Какой теплоноситель является наиболее практичным? И, наконец, как сделать отопление в гараже одновременно эффективным и экономичным? Чтобы ответить на эти вопросы, следует тщательно изучить все возможные варианты, только после этого приступать к проектированию обогрева.

На данный момент различают общее и автономное отопительные системы. Общее отопление в основном используется тогда, когда гараж непосредственно примыкает к жилому строению и обогрев можно сделать совместным. Преимуществом этого способа является то, что не нужно покупать дополнительный котел. Недостатком же можно назвать значительное увеличение нагрузки на общую систему обогрева, ведь насосам приходится перекачивать большой объем теплоносителя. Кроме того, в этом случае потребуется гораздо больше топлива, чем при автономном отоплении. Автономное отопление чаще всего используется в тех случаях, когда гараж находится в значительном отдалении от жилых построек. При разработке таких систем необходимо учитывать не только объем помещения, но и количество автомобилей, которые в нем хранятся.

Водяное отопление

Система водяного отопления гаража своими руками может быть однотрубной и двухтрубной. В первом случае теплоноситель (вода) последовательно проходит все радиаторы, затем возвращается к нагревателю. Во втором же случае вода распределяется подводящей трубой между всеми батареями, после чего собирается в отводящую трубу.

Однотрубная система значительно проще, она требует меньших затрат, имеет постоянную скорость и напор теплоносителя. Недостатком этого способа является разная степень нагрева радиаторов: она снижается от первого к последнему и от яруса к ярусу. Но гаражи редко бывают многоэтажными, так что это не так существенно. Теплогенератор вполне можно установить ярусом ниже, чем батареи, например, в подвале, тогда никакого специального оборудования для циркуляции воды Вам не потребуется. Как известно, вода расширяется при нагреве, а при температуре выше 40 градусов воздух теряет растворимость в воде и выделяется из нее, эта разность давлений и гонит воду по трубам. Но если все тепловое оборудование стоит на одном этаже, то в этом случае потребуется отопительный насос.

Двухтрубную систему отопления лучше всего устанавливать в очень большом гараже. Основное ее преимущество заключается в одинаковом нагреве всех радиаторов, но при малом их количестве оно теряется. К водяному отоплению относится и водяной теплой пол — это своеобразный змеевик из трубы, который уложен по площади свободных участков пола гаража. Конструкция теплого пола очень проста, однако устроить его можно лишь во время строительства или капитального ремонта, когда рабочая часть теплообменника заливается бетоном.

Недостатком устройства водяного отопления гаража является его непостоянная работа. При длительном отсутствии хозяина система может замерзнуть, и вода, находящаяся в трубах, их разорвет. В этом случае рекомендуется использовать антифриз. Для систем отопления можно приобрести специальные антифризы на основе пропиленгликоля или глицерина, лояльные к

трубам и радиаторам. Помните, что при использовании антифриза соединения нельзя герметизировать паклей, можно использовать сантехническую ленту и герметик. Трубы лучше всего применять пластиковые, ведь они недороги, достаточно надежны и не подвержены коррозии.

Источник: http://estroyka.com/story/kak-sdelat-otoplenie-v-garazhe

Смотрите также:

• Какое водяное отопление лучше
• Калориферы для водяного отопления

30 сентября 2022 года

8.

1: Кривые нагрева и фазовые переходы

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

119748

Навыки развития

• Описать процессы, представленные типичными кривыми нагрева и охлаждения, и рассчитать тепловые потоки и изменения энтальпии, сопровождающие эти процессы
• Объясните построение и использование типичной фазовой диаграммы
• Использование фазовых диаграмм для идентификации стабильных фаз при заданных температурах и давлениях, а также для описания фазовых переходов, происходящих в результате изменения этих свойств
• Описать сверхкритическую флюидную фазу вещества

Кривые нагревания и охлаждения

На кафедре термохимии было введено соотношение между количеством теплоты, поглощенной или отнесенной веществом, q, и сопутствующим ему изменением температуры, ΔT:

\[q=mcΔT\]

где m — масса вещества, а c — его удельная теплоемкость. Это отношение применимо к материи, которая нагревается или охлаждается, но не претерпевает изменения в состоянии. Когда нагреваемое или охлаждаемое вещество достигает температуры, соответствующей одному из его фазовых переходов, дальнейший прирост или потеря тепла является результатом уменьшения или усиления межмолекулярного притяжения, а не увеличения или уменьшения молекулярной кинетической энергии. Пока вещество претерпевает изменение состояния, его температура остается постоянной. На рисунке \(\PageIndex{1}\) показана типичная кривая нагрева.

Рисунок \(\PageIndex{1}\) : Типичная кривая нагревания вещества показывает изменения температуры, происходящие по мере того, как вещество поглощает все больше тепла. Плато на кривой (области постоянной температуры) проявляются при фазовых переходах вещества.

Рассмотрим пример нагревания кастрюли с водой до кипения. Горелка плиты будет подавать тепло примерно с постоянной скоростью; первоначально это тепло служит для повышения температуры воды. Когда вода достигает точки кипения, температура остается постоянной, несмотря на постоянный ввод тепла от горелки печи. Эта же температура поддерживается водой до тех пор, пока она кипит. Если увеличить мощность горелки, чтобы обеспечить более высокую скорость нагрева, температура воды не повышается, а вместо этого кипение становится более энергичным (быстрым). Такое поведение наблюдается и для других фазовых переходов: например, температура остается постоянной, пока происходит изменение состояния.

Пример \(\PageIndex{1}\): Общее количество тепла, необходимое для изменения температуры и фазы вещества

Сколько тепла требуется для превращения 135 г льда при -15 °C в водяной пар при 120 °C?

Решение

Описанный переход включает следующие этапы:

1. Нагрев льда от −15 °C до 0 °C
2. Растаявший лед
3. Нагрев воды от 0 °C до 100 °C
4. Кипятить воду
5. Нагрев пара от 100 °С до 120 °С

Теплота, необходимая для изменения температуры данного вещества (без фазового перехода): q = m × c × Δ T (см. предыдущую главу о термохимии). Количество тепла, необходимое для того, чтобы вызвать заданное изменение фазы, определяется как q = n × Δ H .

Используя эти уравнения с соответствующими значениями удельной теплоемкости льда, воды и пара, а также энтальпий плавления и испарения, мы имеем:

\[\begin{align*}
q_\ce{total}&=(m⋅c⋅ΔT)_\ce{лед}+n⋅ΔH_\ce{fus}+(m⋅c⋅ΔT)_ \ce{вода}+n⋅ΔH_\ce{пар}+(м⋅c⋅ΔT)_\ce{пар}\\[7pt]
&=\mathrm{(135\: г⋅2,09\: Дж/ г⋅°C⋅15°C)+\left(135⋅\dfrac{1\: моль}{18,02\:g}⋅6,01\: кДж/моль
\right)}\\[7pt]
&\mathrm {+(135\: г⋅4,18\: Дж/г⋅°C⋅100°C)+\left(135\: г⋅\dfrac{1\: моль}{18,02\:г}⋅40,67\: кДж /моль\справа)}\\[7pt]
&\mathrm{+(135\: г⋅1,84\: Дж/г⋅°C⋅20°C)}\\[7pt]
&=\mathrm{4230 \: Дж+45,0\: кДж+56 500\: Дж+305\: кДж+4970\: Дж}
\end{align*}\]

Преобразование величин в Дж в кДж позволяет суммировать их и получить общее требуемое количество тепла:

\[\mathrm{=4,23\:кДж+45,0\ : кДж+56,5\: кДж+305\: кДж+4,97\: кДж=416\: кДж} \номер\]

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

Какое общее количество тепла выделится при 94,0 г воды при 80,0 °C охлаждается с образованием льда при −30,0 °C?

Ответить

40,5 кДж

В предыдущем разделе было описано изменение равновесного давления паров жидкости в зависимости от температуры. Принимая во внимание определение точки кипения, графики зависимости давления пара от температуры показывают, как точка кипения жидкости зависит от давления. Описано также использование кривых нагрева и охлаждения для определения температуры плавления (или замерзания) вещества. Выполнение таких измерений в широком диапазоне давлений дает данные, которые можно представить графически в виде фазовой диаграммы. Фазовая диаграмма объединяет графики зависимости давления от температуры для равновесий фазовых переходов жидкость-газ, твердое тело-жидкость и твердое тело-газ. На этих диаграммах показаны физические состояния, существующие при определенных условиях давления и температуры, а также приведена зависимость от давления температур фазовых переходов (температуры плавления, сублимации, кипения). Типичная фазовая диаграмма чистого вещества показана на рисунке \(\PageIndex{2}\).

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Физическое состояние вещества и температуры его фазовых переходов представлены графически на фазовой диаграмме.

Чтобы проиллюстрировать полезность этих графиков, рассмотрим фазовую диаграмму воды, показанную на рисунке \(\PageIndex{3}\).

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Оси давления и температуры на этой фазовой диаграмме воды не нарисованы в постоянном масштабе, чтобы проиллюстрировать несколько важных свойств.

Мы можем использовать фазовую диаграмму для определения физического состояния образца воды при заданных условиях давления и температуры. Например, давление 50 кПа и температура -10 °С соответствуют области диаграммы, обозначенной как «лед». В этих условиях вода существует только в твердом состоянии (лед). Давление 50 кПа и температура 50 °С соответствуют области «вода» — здесь вода существует только в виде жидкости. При 25 кПа и 200 °C вода существует только в газообразном состоянии. Обратите внимание, что на H ₂ O фазовая диаграмма, оси давления и температуры не вычерчены в постоянной шкале, чтобы можно было проиллюстрировать несколько важных особенностей, как описано здесь.

Кривая BC на рисунке \(\PageIndex{3}\) представляет собой график зависимости давления паров от температуры, как описано в предыдущем модуле этой главы. Эта кривая «жидкость-пар» разделяет жидкую и газообразную области фазовой диаграммы и дает точку кипения воды при любом давлении. Например, при 1 атм температура кипения составляет 100°С. Обратите внимание, что кривая жидкость-пар заканчивается при температуре 374 °C и давлении 218 атм, что указывает на то, что вода не может существовать в виде жидкости выше этой температуры, независимо от давления. Физические свойства воды в этих условиях занимают промежуточное положение между свойствами ее жидкой и газообразной фаз. Это уникальное состояние вещества называется сверхкритической жидкостью, и эта тема будет описана в следующем разделе этого модуля.

Кривая твердого тела-пара, обозначенная AB на рисунке \(\PageIndex{3}\), показывает температуру и давление, при которых лед и водяной пар находятся в равновесии. Эти пары данных температура-давление соответствуют точкам сублимации или осаждения воды. Если бы мы могли увеличить линию твердого тела-газа на рисунке \(\PageIndex{2}\), мы бы увидели, что лед имеет давление паров около 0,20 кПа при -10 °C. Так, если поместить замороженный образец в вакуум с давлением менее 0,20 кПа, лед возгонится. Это лежит в основе процесса «сублимационной сушки», часто используемого для сохранения продуктов, таких как мороженое, показанное на рисунке \(\PageIndex{4}\).

>

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Сублимированные продукты, такие как это мороженое, обезвоживаются путем сублимации при давлении ниже тройной точки для воды. (кредит: ʺlwaoʺ/Flickr)

Кривая твердого тела и жидкости, обозначенная BD, показывает температуры и давления, при которых лед и жидкая вода находятся в равновесии, представляя точки плавления/замерзания воды. Обратите внимание, что эта кривая имеет небольшой отрицательный наклон (сильно преувеличенный для ясности), что указывает на то, что температура плавления воды немного снижается при увеличении давления. В этом отношении вода является необычным веществом, так как у большинства веществ температура плавления повышается с повышением давления. Такое поведение частично отвечает за движение ледников, как показано на рисунке \(\PageIndex{5}\). Дно ледника испытывает огромное давление из-за своего веса, которое может растопить часть льда, образуя слой жидкой воды, по которому леднику легче скользить.

Рисунок \(\PageIndex{5}\): Огромное давление под ледниками приводит к их частичному таянию, образуя слой воды, обеспечивающий смазку, способствующую движению ледников. На этом спутниковом снимке показан наступающий край ледника Перито-Морено в Аргентине. (кредит: НАСА)

Точка пересечения всех трех кривых обозначена буквой B на рисунке \(\PageIndex{3}\). При давлении и температуре, представленных этой точкой, все три фазы воды сосуществуют в равновесии. Эта пара данных температура-давление называется тройной точкой. При давлении ниже тройной точки вода не может существовать в жидком состоянии независимо от температуры.

Видео \(\PageIndex{1}\): Циклогексан в тройной точке.

Пример \(\PageIndex{2}\): определение состояния воды

Используя диаграмму состояния воды, приведенную на рис. 10.4.2, определите состояние воды при следующих температурах и давлениях:

1. −10 °C и 50 кПа
2. 25 °C и 90 кПа
3. 50 °C и 40 кПа
4. 80 °C и 5 кПа
5. −10 °C и 0,3 кПа
6. 50 °C и 0,3 кПа

Раствор

Используя фазовую диаграмму для воды, мы можем определить, что состояние воды при каждой заданной температуре и давлении следующее: (а) твердое; (б) жидкость; (в) жидкость; (г) газ; (д) твердый; (е) газ.

Упражнение \(\PageIndex{2}\)

Какие фазовые превращения может претерпевать вода при изменении температуры, если поддерживать давление на уровне 0,3 кПа? Если давление держится на уровне 50 кПа?

Ответ:

При 0,3 кПа: с⟶ г при −58 °C. При 50 кПа: s⟶ l при 0 °C, l ⟶ g при 78 °C

В качестве другого примера рассмотрим фазовую диаграмму двуокиси углерода, показанную на рисунке \(\PageIndex{6}\). Кривая твердое-жидкое имеет положительный наклон, что указывает на то, что температура плавления CO ₂ увеличивается с давлением, как и для большинства веществ (вода является заметным исключением, как описано ранее). Обратите внимание, что тройная точка намного выше 1 атм, что указывает на то, что углекислый газ не может существовать в виде жидкости в условиях атмосферного давления. Вместо этого охлаждение газообразного диоксида углерода до 1 атм приводит к его осаждению в твердом состоянии. Точно так же твердый диоксид углерода не плавится при давлении 1 атм, а возгоняется с образованием газообразного CO 9 .0142 2 . Наконец, обратите внимание, что критическая точка для углекислого газа наблюдается при относительно скромных температуре и давлении по сравнению с водой.

Рисунок \(\PageIndex{6}\) : Показана фазовая диаграмма двуокиси углерода. Ось давления построена в логарифмическом масштабе, чтобы соответствовать большому диапазону значений.

Пример \(\PageIndex{3}\): определение состояния углекислого газа

Используя фазовую диаграмму для углекислого газа, показанную на рисунке 10.4.5, определите состояние CO ₂ при следующих температурах и давлениях:

1. −30 °C и 2000 кПа
2. −60 °C и 1000 кПа
3. −60 °C и 100 кПа
4. 20 °C и 1500 кПа
5. 0 °C и 100 кПа
6. 20 °C и 100 кПа

Раствор

Используя приведенную фазовую диаграмму для двуокиси углерода, мы можем определить, что состояние CO ₂ при каждой заданной температуре и давлении следующее: (а) жидкость; (б) твердый; (в) газ; (г) жидкость; д) газ; (е) газ.

Упражнение \(\PageIndex{3}\)

Определите, какие фазовые изменения претерпевает углекислый газ, когда его температура изменяется, при этом его давление остается постоянным на уровне 1500 кПа? При 500 кПа? При каких примерных температурах происходят эти фазовые превращения?

Ответить

при 1500 кПа: с⟶л при -45°С, л⟶г при -10°С; при 500 кПа: с⟶ г при −58 °C

Сверхкритические жидкости

Видео \(\PageIndex{2}\): Наблюдайте за поведением сверхкритических флюидов.

Если мы поместим образец воды в герметичный контейнер при температуре 25 °C, удалив воздух и позволив установиться равновесию испарения-конденсации, мы получим смесь жидкой воды и водяного пара при давлении 0,03 банкомат Отчетливо наблюдается четкая граница между более плотной жидкостью и менее плотным газом. По мере повышения температуры давление водяного пара увеличивается, как описано кривой жидкость-газ на фазовой диаграмме воды (рис. \(\PageIndex{3}\)), и двухфазное равновесие жидкости и остается газообразная фаза. При температуре 374 °С давление пара возросло до 218 атм, и дальнейшее повышение температуры приводит к исчезновению границы между жидкой и паровой фазами. Вся вода в сосуде теперь находится в одной фазе, физические свойства которой занимают промежуточное положение между газообразным и жидким состояниями. Эта фаза вещества называется сверхкритической жидкостью, а температура и давление, выше которых эта фаза существует, являются критической точкой (рис. \(\PageIndex{5}\)). При температуре выше критической газ не может сжижаться, какое бы давление ни применялось. Давление, необходимое для сжижения газа при его критической температуре, называется критическим давлением. Критические температуры и критические давления некоторых обычных веществ приведены в таблице \(\PageIndex{1}\).

3, and 647.1. Under the “Critical Pressure ( a t m )” column are the following: 12.8, 33.5, 49.7, 73.0, 111.5, 77.7, and 217.7.”>

Таблица \(\PageIndex{1}\) : Критические температуры и критические давления некоторых веществ

Вещество	Критическая температура (К)	Критическое давление (атм)
водород	33,2	12,8
азот	126.0	33,5
кислород	154,3	49,7
двуокись углерода	304,2	73,0
аммиак	405,5	111,5
диоксид серы	430,3	77,7
вода	647. 1	217,7

Видео \(\PageIndex{3}\): Переход из жидкости в сверхкритическую жидкость для двуокиси углерода.

Подобно газу, сверхкритическая жидкость будет расширяться и заполнять контейнер, но ее плотность намного выше плотности обычного газа и обычно близка к плотности жидкости. Подобно жидкостям, эти жидкости способны растворять нелетучие растворенные вещества. Однако они практически не проявляют поверхностного натяжения и имеют очень низкую вязкость, поэтому они могут более эффективно проникать в очень маленькие отверстия в твердой смеси и удалять растворимые компоненты. Эти свойства делают сверхкритические жидкости чрезвычайно полезными растворителями для широкого спектра применений. Например, сверхкритический диоксид углерода стал очень популярным растворителем в пищевой промышленности, его используют для декофеинизации кофе, удаления жиров из картофельных чипсов и извлечения вкусовых и ароматических соединений из цитрусовых масел. Он нетоксичен, относительно недорог и не считается загрязнителем. После использования CO ₂ можно легко восстановить, снизив давление и собрав образовавшийся газ.

Рисунок \(\PageIndex{7}\): (а) Герметичный контейнер с жидким диоксидом углерода нагревается немного ниже его критической точки, что приводит к (б) образованию сверхкритической флюидной фазы. Охлаждение сверхкритической жидкости снижает ее температуру и давление ниже критической точки, что приводит к восстановлению отдельных жидких и газообразных фаз (c и d). Цветные поплавки иллюстрируют разницу в плотности между жидким, газообразным и сверхкритическим флюидным состоянием. (кредит: модификация работы «mrmrobin»/YouTube)

Пример \(\PageIndex{4}\): критическая температура углекислого газа

Если встряхнуть углекислотный огнетушитель в прохладный день (18 °C), можно услышать, как жидкий CO ₂ плещется внутри цилиндра. Однако тот же самый цилиндр не содержит жидкости в жаркий летний день (35 °C). Объясните эти наблюдения.

Раствор

В прохладный день температура CO ₂ ниже критической температуры CO ₂ , 304 K или 31 °C (таблица \(\PageIndex{1}\)), поэтому в цилиндре присутствует жидкий CO ₂ . В жаркий день температура CO ₂ выше его критической температуры 31 °C. Выше этой температуры никакое давление не может сжижать CO ₂ , поэтому в огнетушителе нет жидкого CO ₂ .

Упражнение \(\PageIndex{4}\)

Аммиак можно сжижать путем сжатия при комнатной температуре; кислород не может быть сжижен в этих условиях. Почему два газа ведут себя по-разному?

Ответить

Критическая температура аммиака составляет 405,5 К, что выше комнатной температуры. Критическая температура кислорода ниже комнатной температуры; таким образом, кислород не может быть сжижен при комнатной температуре.

Декофеинизация кофе с использованием сверхкритического CO

₂

Кофе является вторым наиболее широко продаваемым товаром в мире после нефти. Во всем мире люди любят аромат и вкус кофе. Многие из нас также зависят от одного компонента кофе — кофеина, который помогает нам двигаться утром или сохранять бодрость днем. Но в конце дня стимулирующий эффект кофе может помешать вам уснуть, поэтому вечером вы можете пить кофе без кофеина.

С начала 1900-х годов для удаления кофеина из кофе применялось множество методов. У всех есть преимущества и недостатки, и все зависит от физических и химических свойств кофеина. Поскольку кофеин представляет собой несколько полярную молекулу, он хорошо растворяется в воде, полярной жидкости. Однако, поскольку многие из более чем 400 других соединений, влияющих на вкус и аромат кофе, также растворяются в H ₂ O, процессы декофеинизации горячей водой также могут удалить некоторые из этих соединений, что отрицательно скажется на запахе и вкусе кофе без кофеина. Дихлорметан (СН ₂ Cl ₂ ) и этилацетат (CH ₃ CO ₂ C ₂ H ₅ ) имеют полярность, аналогичную кофеину, и поэтому являются очень эффективными растворителями для экстракции кофеина, но оба они также удаляют некоторые компоненты вкуса и аромата, и их использование требует длительного времени экстракции и очистки. Поскольку оба этих растворителя являются токсичными, возникают опасения по поводу воздействия остаточного растворителя, остающегося в кофе без кофеина, на здоровье.

Рисунок \(\PageIndex{8}\): (a) Молекулы кофеина имеют как полярные, так и неполярные области, что делает его растворимым в растворителях различной полярности. (b) На схеме показан типичный процесс удаления кофеина с использованием сверхкритического диоксида углерода.

Сверхкритическая флюидная экстракция с использованием диоксида углерода в настоящее время широко используется как более эффективный и экологически безопасный метод удаления кофеина (рис. \(\PageIndex{8}\)). При температуре выше 304,2 К и давлении выше 7376 кПа СО ₂ — сверхкритическая жидкость, обладающая свойствами как газа, так и жидкости. Подобно газу, он проникает глубоко в кофейные зерна; подобно жидкости, он эффективно растворяет определенные вещества. Экстракция пропаренных кофейных зерен сверхкритическим диоксидом углерода удаляет 97-99% кофеина, оставляя вкусовые и ароматические соединения кофе нетронутыми. Поскольку CO ₂ представляет собой газ при стандартных условиях, его удаление из экстрагированных кофейных зерен осуществляется легко, как и извлечение кофеина из экстракта. Кофеин, извлеченный из кофейных зерен с помощью этого процесса, является ценным продуктом, который впоследствии можно использовать в качестве добавки к другим продуктам питания или лекарствам.

Сводка

Видео \(\PageIndex{4}\): Обзор фазовых переходов и фазовых диаграмм.

Температуры, при которых происходят фазовые переходы, определяются относительной силой межмолекулярного притяжения и, следовательно, зависят от химической идентичности вещества. Условия температуры и давления, при которых вещество существует в твердом, жидком и газообразном состояниях, суммированы на фазовой диаграмме для этого вещества. Фазовые диаграммы представляют собой объединенные графики трех кривых равновесия давления и температуры: твердое тело-жидкость, жидкость-газ и твердое тело-газ. Эти кривые представляют отношения между температурами фазового перехода и давлениями. Точка пересечения всех трех кривых представляет тройную точку вещества — температуру и давление, при которых все три фазы находятся в равновесии. При давлениях ниже тройной точки вещество не может существовать в жидком состоянии независимо от его температуры. Конец кривой жидкость-газ представляет критическую точку вещества, давление и температуру, выше которых не может существовать жидкая фаза. 9{−ΔH_\ce{испарение}/RT}\)

• \(\ln P=-\dfrac{ΔH_\ce{vap}}{RT}+\ln A\)
• \(\ln\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)=\dfrac{ΔH_\ce{vap}}{R}\left(\dfrac{1}{T_1}-\dfrac{1} {T_2}\справа)\)

Глоссарий

критическая точка

температура и давление, выше которых газ не может сконденсироваться в жидкость

фазовая диаграмма

график давление-температура, обобщающий условия, при которых могут существовать фазы вещества

сверхкритическая жидкость

вещество при температуре и давлении выше его критической точки; проявляет промежуточные свойства между газообразным и жидким состояниями

тройная точка

температура и давление, при которых паровая, жидкая и твердая фазы вещества находятся в равновесии

Авторы

• Пол Флауэрс (Университет Северной Каролины, Пембрук), Клаус Теопольд (Университет Делавэра) и Ричард Лэнгли (Государственный университет Стивена Ф. Остина) с соавторами. Контент учебника, созданный OpenStax College, находится под лицензией Creative Commons Attribution License 4.0. Скачать бесплатно на http://cnx.org/contents/85abf193-2бд…[email protected]).

• Аделаида Кларк, Орегонский технологический институт
• Ускоренный курс Физика: Ускоренный курс является подразделением компании Complexly, и видео можно бесплатно транслировать в образовательных целях.

Обратная связь

Хотите оставить отзыв об этом тексте? Кликните сюда.

Нашли опечатку и хотите получить дополнительные баллы? Кликните сюда.

 

---

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Лицензия

   СС BY

   Показать страницу TOC

   № на стр.

2. Теги

   На этой странице нет тегов.

Простое введение в науку о тепловой энергии

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 24 марта 2022 г.

Коснитесь радиатора, и он станет горячим. Окуните палец в воду из-под крана, и он станет холодным. Это не просто! Но что, если белый медведь, привыкший к арктическим морозам, прикоснется к тем же вещам? И то, и другое может показаться полярному медведю жарким, потому что он живет в гораздо более холодных условиях, чем мы. «Горячий» и «холодный» — это относительные термины, которые мы можем использовать для сравнения того, как вещи себя чувствуют, когда они обладают большей или меньшей энергией определенного вида, который мы называем теплом. Что это такое, откуда оно берется и как оно перемещается по нашему миру? Давайте узнаем больше!

Фото: Вот это я называю жарой! Температуру горячего выхлопа ракеты вы можете увидеть здесь, во время запуска космического челнока, что-то вроде 3300°C (6000°F). Фото любезно предоставлено НАСА на Викискладе.

Содержание

1. Что такое тепло?
2. Что происходит, когда что-то совсем не нагревается?
3. Какая разница между теплом и температурой?
4. Как мы можем измерить температуру?
5. Как распространяется тепло?
   • Проводка
   • Конвекция
   • Радиация
6. Почему одни вещи нагреваются дольше, чем другие?
7. Скрытая теплота
8. Узнать больше

Что такое тепло?

Тепло — это сокращенное название «тепловая энергия». Когда что-то горячее, оно имеет много тепловая энергия; когда холодно, меньше. Но даже вещи, которые кажутся холодными (например, белые медведи и айсберги), обладают гораздо большей тепловой энергией, чем вы можете предположить.

Объекты могут накапливать тепло, потому что атомы и молекулы внутри них толкаются и натыкаются друг на друга, как люди в толпе. Эта идея называется кинетическая теория материи, потому что она описывает тепло как своего рода кинетическая энергия (энергия, которой обладают вещи, потому что они движутся), хранящаяся в атомах и молекулах, из которых состоят материалы. Он был разработан в 19 веке разными учеными, в том числе австрийским физиком Людвиг Больцман (1844–1906) и британский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879).). Если вам интересно, вот более подробное введение в кинетическую теорию.

Художественное произведение: более горячие предметы имеют больше тепловой энергии, чем более холодные. Это потому, что атомы или молекулы движутся быстрее в горячих вещах (красный, справа), чем в холодных вещах (синий, слева). Эта идея называется кинетическая теория.

Кинетическая теория помогает нам понять, куда уходит энергия, когда мы что-то нагреваем. Если вы поставите кастрюлю с холодной водой на горячую плиту, вы заставите молекулы воды двигаться быстрее. Чем больше тепла вы подаете, тем быстрее движутся молекулы и тем дальше они удаляются друг от друга. В конце концов, они так сильно натыкаются, что отрываются друг от друга. В этот момент жидкость, которую вы нагревали, превращается в газ: ваша вода превращается в пар и начинает испаряться.

Что происходит, когда что-то совсем не нагревается?

Теперь предположим, что мы попробуем противоположный трюк. Давайте возьмем кувшин с водой и поставим его в холодильник, чтобы охладить. Холодильник работает, систематически удаляя тепловую энергию из продуктов. Поместите воду в холодильник, и он сразу же начнет терять тепловую энергию. Чем больше тепла он теряет, тем больше кинетической энергии теряют его молекулы, тем медленнее они движутся и тем ближе подбираются. Рано или поздно они подходят достаточно близко, чтобы слиться в кристаллы; жидкость превращается в твердое вещество; и вы оказываетесь с кувшином льда!

Но что, если у вас есть супер-потрясающий холодильник, который постоянно охлаждает воду, и она становится все холоднее… и холоднее… и холоднее. Домашняя морозильная камера, если она у вас есть, может понизить температуру где-то между -10°C и -20°C (от 14°F до -4°F). Но что, если продолжать охлаждать ниже этого значения, забирая еще больше тепловой энергии? В конце концов вы достигнете температуры, при которой молекулы воды почти полностью перестанут двигаться, потому что у них совсем не останется кинетической энергии. По причинам, которые мы не будем здесь обсуждать, эта волшебная температура составляет −273,15. ° С (-4590,67 ° F), и мы называем его абсолютным нулем.

Фото: Лед может показаться холодным, но он намного горячее абсолютного нуля. Фотография Эриха Регера предоставлена ​​Службой охраны рыбных ресурсов и дикой природы США.

Теоретически абсолютный ноль — это самая низкая температура, которую когда-либо можно достичь. На практике настолько охладить что-либо практически невозможно — ученые очень старались, но так и не достигли такой низкой температуры. Удивительные вещи случаются, когда вы приближаетесь к абсолютному нулю. Некоторые материалы, например, могут потерять практически все свое сопротивление и стать удивительными проводниками электричества, называемыми сверхпроводниками. Есть отличный веб-сайт PBS, на котором можно узнать гораздо больше об абсолютном нуле и о замечательных вещах, которые там происходят.

В чем разница между теплом и температурой?

Теперь, когда вы знаете об абсолютном нуле, легко понять, почему что-то вроде айсберга (который может иметь холодную температуру около 3-4°C или около 40°F) является относительно горячим. По сравнению с абсолютным нулем все в нашем повседневном мире горячо, потому что его молекулы движутся и обладают хоть какой-то тепловой энергией. Все вокруг нас также имеет гораздо более высокую температуру, чем абсолютный ноль.

Вы можете видеть, что существует тесная связь между количеством тепловой энергии чего-либо и его температурой. Значит, тепловая энергия и температура — это одно и то же? Нет! Давайте разберемся:

• Тепло — это энергия, хранящаяся внутри чего-либо.
• Температура — это мера того, насколько горячим или холодным является что-либо.

Температура объекта не говорит нам, сколько у него тепловой энергии. Легко понять, почему нет, если подумать об айсберге и кубике льда. Оба имеют более или менее одинаковую температуру, но поскольку айсберг имеет гораздо большую массу, чем кубик льда, он содержит на миллиарды больше молекул и намного больше тепловой энергии. Айсберг может содержать даже больше тепловой энергии, чем чашка кофе или раскаленный докрасна железный стержень. Это потому, что он больше и содержит гораздо больше молекул, каждая из которых имеет некоторую тепловую энергию. Кофе и железный батончик более горячие (имеют более высокую температуру), но айсберг держит больше тепла, потому что он больше.

Работа: Айсберг намного холоднее чашки кофе, но он содержит больше тепловой энергии, потому что он намного больше.

Как мы можем измерить температуру?

Термометр измеряет, насколько что-то горячо, а не количество тепловой энергии, которое оно содержит. Два объекта с одинаковой температурой одинаково горячие, но один из них может содержать гораздо больше тепловой энергии, чем другой. Мы можем сравнивать температуры разных вещей, используя две распространенные (и довольно произвольные) шкалы, называемые Цельсия (или по Цельсию) и Фаренгейта, названные в честь шведского астронома Андерса Цельсия (1701–1744) и немецкого физика Даниэля Фаренгейта (1686–1736).

Существует также научная температурная шкала Кельвина (или абсолютная шкала), названная в честь британского физика Уильяма Томпсона (впоследствии лорда Кельвина, 1824–1907). Логически, шкала Кельвина имеет гораздо больше смысла для ученых, потому что она идет вверх от абсолютного нуля (который также известен как 0K, без символа степени между нулем и K). В физике вы встретите множество значений температуры Кельвина, но вы не найдете синоптиков, сообщающих вам температуру таким образом. Для справки, достаточно жаркий день (20–30°C) наступает примерно при 29°С.0–300K: вы просто добавляете 273 к значению по Цельсию, чтобы преобразовать его в кельвины.

Как распространяется тепло?

Одна вещь, которую вы, вероятно, заметили в отношении тепла, заключается в том, что оно обычно не остается там, где вы его поместили. Горячее становится холоднее, холодное — горячее, и — по прошествии достаточного времени — большинство вещей в конечном итоге такая же температура. Почему?

Есть основной закон физики, называемый вторым законом термодинамики, и он гласит: по сути, чашки кофе всегда остывают, а мороженое всегда таять: тепло течет от горячих предметов к холодным, а не наоборот наоборот. Вы никогда не увидите, чтобы кофе кипел сам по себе или мороженое. становится холоднее в солнечные дни! Второй закон термодинамики также несет ответственность за болезненные счета за топливо, которые падают через ваши почтовый ящик несколько раз в год. Короче говоря: чем горячее вы делаете свой дома и чем холоднее на улице, тем больше тепла вы собираетесь терять. Чтобы уменьшить эту проблему, вам нужно понять три различные пути распространения тепла: теплопроводность, конвекция и излучение. Иногда вы увидите, что они упоминаются как три вида теплопередачи.

Теплопроводность

Теплопроводность — это то, как тепло течет между двумя твердыми телами, находящимися на разных температуры и соприкосновения друг с другом (или между двумя частями один и тот же твердый объект, если они находятся при разных температурах). Прогулка по каменный пол в твоих босых ногах и кажется холодным, потому что течет тепло быстро из вашего тела в пол по проводимости. Размешайте кастрюлю супа с металлической ложкой, и вам скоро придется найти деревянную: тепло быстро распространяется по ложке проводимость из горячего супа в пальцы.

Анимация: Когда вы держите железный прут в огне, тепло распространяется по металлу за счет проводимость (красная стрелка). Почему? Атомы на горячем конце движутся быстрее, поскольку поглощают тепло огня. Они постепенно передают свою энергию дальше по планке, в конечном итоге прогревая все это дело.

Конвекция

Конвекция — это основной способ передачи тепла через жидкости и газы. Ставим кастрюлю с холодной, жидкой суп на плите и включите огонь. Суп на дне сковорода, ближайшая к огню, быстро прогревается и становится менее плотной (светлее), чем холодный суп выше. Более теплый суп поднимается вверх и более холодный суп сверху падает, чтобы занять его место. Очень скоро у вас есть циркуляция тепла, проходящего через кастрюлю, что-то вроде невидимый тепловой конвейер, с подогревом, подъемом супа и охлаждением, падающий суп. Постепенно вся сковорода нагревается. Конвекция тоже есть один из способов, которым наши дома нагреваются, когда мы включаем отопление. Воздуха прогревается над обогревателями и поднимается в воздух, выталкивая холодный воздух вниз с потолка. Вскоре происходит циркуляция который постепенно прогревает всю комнату.

Анимация: Как конвекция накачивает тепло в кастрюлю. Схема нагревания, подъема супа (красные стрелки) и опускания, охлаждения супа (синие стрелки) работает как конвейер, который переносит тепло от плиты в суп (оранжевые стрелки).

Излучение

Изображение: Инфракрасные тепловые изображения (иногда называемые термографами или термограммами) показывают, что все объекты выделяют некоторую тепловую энергию путем излучения. На этих двух фотографиях вы можете увидеть ракету на стартовой площадке, сфотографированную обычной камерой (вверху) и инфракрасной тепловизионной камерой (внизу). Самые холодные части — фиолетовые, синие и черные; самые горячие области – красные, желтые и белые. Фото Р. Хёрта, НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт, предоставлено НАСА.

Излучение — третий основной путь распространения тепла. Теплопроводность переносит тепло через твердые вещества; конвекция переносит тепло через жидкости и газы; но излучение может переносить тепло через пустое пространство — даже через вакуум. Мы знаем это просто потому, что мы живы: почти все, что мы делаем, на Земле питается от солнечной радиации, направленной на нашу планету из Солнце сквозь воющую пустую тьму космоса. Но есть много теплового излучения на Земле тоже. Сядьте возле потрескивающего костра и вы почувствуете, как жар исходит наружу и обжигает ваши щеки. Вы не соприкасаетесь с огнём, так что тепло к вам не идёт за счет теплопроводности, а если вы на улице, конвекции, вероятно, нет. нести многое к вам либо. Вместо этого все тепло, которое вы чувствуете распространяется излучением — по прямой, со скоростью свет, переносимый типом электромагнетизма, называемым инфракрасная радиация.

Почему некоторые вещи нагреваются дольше, чем другие?

Различные материалы могут накапливать больше или меньше тепла в зависимости от их внутренней атомной или молекулярной структуры. Вода, например, может хранить огромное количество тепла — это одна из причин, по которой мы используем ее в системах центрального отопления, — хотя для ее нагрева также требуется относительно много времени. Металлы очень хорошо пропускают тепло и быстро нагреваются, но плохо сохраняют тепло. Говорят, что вещества, которые хорошо сохраняют тепло (например, вода), обладают высокой удельной теплоемкостью.

Идея удельной теплоемкости помогает нам по-другому понять разницу между теплотой и температурой. Предположим, вы ставите пустую медную кастрюлю на горячую плиту определенной температуры. Медь очень хорошо проводит тепло и имеет относительно низкую удельную теплоемкость, поэтому она очень быстро нагревается и остывает (поэтому кастрюли, как правило, имеют медное дно). Но если вы наполните ту же кастрюлю водой, она нагреется до той же температуры гораздо дольше. Почему? Потому что вам нужно поставить гораздо больше тепловой энергии, чтобы поднять температуру воды на ту же величину. Удельная теплоемкость воды примерно в 11 раз выше, чем у меди, поэтому при одинаковой массе воды и меди требуется в 11 раз больше энергии, чтобы поднять температуру воды на то же число градусов.

Таблица: Бытовые материалы имеют очень разную удельную теплоемкость. Металлы (синего цвета) имеют низкую удельную теплоемкость: они хорошо проводят тепло и плохо его сохраняют, поэтому на ощупь они холодные. Керамические/минеральные материалы (оранжевые) имеют более высокую удельную теплоемкость: они не проводят тепло так хорошо, как металлы, лучше его сохраняют и при прикосновении к ним ощущаются немного теплее. Органические изоляционные материалы (зеленые), такие как дерево и кожа, очень плохо проводят тепло и хорошо его сохраняют, поэтому на ощупь они теплые. Обладая очень высокой удельной теплоемкостью, вода (желтая) находится в своем собственном классе.

Удельная теплоемкость может помочь вам понять, что происходит, когда вы отапливаете свой дом разными способами в зимнее время. Воздух нагревается относительно быстро по двум причинам: во-первых, потому что удельная теплоемкость воздуха составляет около четверти удельной теплоемкости воды; во-вторых, поскольку воздух представляет собой газ, он имеет относительно небольшую массу. Если в вашей комнате холодно и вы включаете вентилятор (конвекционный) обогреватель, вы обнаружите, что все нагревается очень быстро. Это потому, что вы, по сути, просто нагреваете воздух. Выключите тепловентилятор, и комната тоже довольно быстро остынет, потому что воздух сам по себе не имеет большой способности сохранять тепло.

Фото: Деревянная ложка намного теплее металлической, хотя оба имеют одинаковую температуру. Металлическая ложка легче отводит тепло от вашей руки, и именно это заставляет чувствовать себя холоднее.

Так как же сделать комнату действительно теплой? Не забывайте, что в нем не только воздух, который нужно нагреть, но и добротная мебель, ковры, шторы и многое другое. Нагрев этих вещей занимает гораздо больше времени, потому что они твердые и гораздо более массивные, чем воздух. Чем больше у вас в комнате холодных и твердых предметов, тем больше тепловой энергии вы должны выделить, чтобы нагреть их все до определенной температуры. Вам нужно будет нагреть их, используя проводимость и излучение, а также конвекцию, а это требует времени. Но поскольку твердые предметы хорошо сохраняют тепло, им также требуется время, чтобы остыть. Таким образом, если у вас есть достойная изоляция, чтобы остановить утечку тепла от стен, окон и т. Д., Как только ваша комната достигнет определенной температуры, она должна оставаться теплой в течение некоторого времени без необходимости дополнительного нагрева.

Скрытая теплота

Всегда ли больше тепла делает более высокую температуру? Судя по тому, что мы сказали до сих пор, вы можете быть прощены за то, что думаете, что придать чему-то больше тепла всегда вызывает повышение температуры. Обычно это так, но не всегда.

Предположим, у вас есть кусок льда, плавающий в кастрюле с водой, и вы ставите его на горячую плиту. Если вы наклеите термометр в смеси ледяной воды, вы обнаружите, что она составляет около 0°C (32°F) — нормальная температура замерзания воды. Но если вы продолжите нагревать, вы найдете температуру остается прежним, пока почти весь лед не растает, даже если вы поставляете больше все время греть. Как будто смесь льда и воды принимает тепло вы даете его и прячете его где-то. Как ни странно, именно это и происходит!

Художественное произведение: Обычно вещи нагреваются (температура повышается), когда вы выделяете больше тепловой энергии. Этого не происходит в момент, когда что-то плавится (переходит из твердого состояния в жидкое) и испаряется (превращается в жидкое). из жидкости в газ). Вместо этого энергия, которую вы поставляете, используется для изменения состояния материи. Энергия никуда не исчезает: она хранится в виде скрытого тепла.

Когда вещество переходит из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газообразное, для изменения его состояния требуется энергия. Например, чтобы превратить твердый лед в жидкую воду, вам нужно толкнуть молекулы воды. внутри еще дальше друг от друга и разбить каркас (или кристаллическую структуру), который держит их вместе. Таким образом, пока лед тает (другими словами, во время изменения состояния из твердой воды в жидкий лед), вся подводимая вами тепловая энергия используется для разделения молекул, и ничего не остается. для повышения температуры.

Теплота, необходимая для превращения твердого тела в жидкость, называется скрытая теплота плавления. Скрытый означает скрытый и «латентный». теплота плавления» относится к скрытому теплу, участвующему в изменении состояния вещества. из твердого состояния в жидкое или наоборот. Точно так же вам нужно подавать тепло, чтобы изменить жидкости в газ, и это называется скрытой теплотой парообразования.

Скрытая теплота — это вид энергии, и, хотя она может показаться «скрытой», она не растворяется в воздухе. Когда жидкая вода замерзает и снова превращается в лед, снова выделяется скрытая теплота плавления. Это можно увидеть, если систематически охлаждать воду. Начнем с того, что температура воды регулярно падает по мере того, как вы отбираете тепловую энергию. Но в точке, где жидкая вода превращается в твердый лед, вы обнаружите, что вода замерзает, не становясь холоднее. Это потому, что скрытая теплота плавления теряется из жидкости по мере ее затвердевания, и это не дает температуре так быстро падать.

Как сделать самодельную грелку

Как сделать самодельную грелку

Медицинский обзор Дебры Салливан, доктора философии, MSN, RN, CNE, COI — Джо Боуман — Обновлено 3 января 2022 г.

Поделиться PinterestDesign от Вивианы Кеведо; Фотографии слева направо: Javier Zayas Photography/Getty Images, Ansonsaw/Getty Images

Грелка может быть хорошим источником облегчения болей в шее и спине. Применение тепла может помочь уменьшить боль в напряженных или перенапряженных мышцах.

Изготовление собственной грелки из подручных материалов в вашем доме может быть быстрым и простым способом успокоить боль в мышцах и суставах.

Существует несколько способов его изготовления.

Натан Вей, доктор медицинских наук, сертифицированный ревматолог и бывший глава Центра лечения артрита в Мэриленде, предлагает простой способ изготовления собственной грелки. Вам потребуется:

• два полотенца для рук
• пакет с замком
• микроволновая печь

инструкция по использованию компресса из полотенец

1. Смочите оба полотенца водой. Выжимайте лишнюю воду, пока они не станут просто влажными.
2. Положите одно полотенце в пакет с застежкой-молнией, не закрывая пакет. Поместите пакет в микроволновую печь и нагревайте на высокой мощности в течение 2 минут.
3. Достаньте пакет из микроволновой печи. Будьте осторожны — будет жарко! Закройте пакет на молнии и оберните его другим влажным полотенцем.
4. Приложите самодельную грелку к больному месту. Тепло должно продолжаться около 20 минут.

Как и у большинства людей, у вас наверняка есть в доме ящик для осиротевших хлопчатобумажных носков. Что ж, теперь вы можете использовать эти одинокие носки с пользой! Если вас беспокоят боли в шее и плечах, все, что вам нужно, это носок и немного риса.

Эта прокладка лучше всего работает, если вы используете носок большего размера, например, без рукавов.

Инструкции по компрессу для носков

1. Наполните носок рисом. Оставьте достаточно места вверху, чтобы вы могли закрыть отверстие, либо зашив его, либо завязав резинкой или веревкой — все, что, по вашему мнению, будет удерживать рис.
2. Микроволновая печь на высокой мощности не более 3 минут.
3. Достаньте из микроволновки (опять же будьте осторожны, она будет горячей). Нанесите на шею или плечо. Если вам нужно больше времени после того, как грелка остынет, снова поставьте ее в микроволновую печь на 1 минуту и ​​снова нанесите.

Другие методы

• Наполните пакет или носок на молнии ячменем или овсом, которые также будут хорошо удерживать тепло и придадут форму вашему телу.
• Вы можете добавить сушеные травы или цветы, такие как лаванда, для расслабляющего аромата.
• Многоразовый компресс можно сделать, сшив два прямоугольника из старой наволочки или рубашки, или лоскутков ткани.

Изготовление собственной грелки может быть экономичнее и безопаснее, чем использование электрической грелки. Если вы чувствуете себя слишком плохо, чтобы выйти из дома, это также может сэкономить вам поход в магазин.

Запишитесь на прием к врачу, если боль в мышцах и суставах не проходит в течение нескольких дней.

Обзор исследований 2014 года показал, что грелки могут помочь увеличить кровоток и уменьшить боль при мышечных травмах. Грелку часто рекомендуют при болях, связанных с:

• шея
• нижняя часть спины
• головные боли
• артрит и суставы

Врачи иногда рекомендуют использовать грелки для облегчения менструальных болей или инфекций мочевыводящих путей. В этих случаях прикладывайте к животу грелку.

Наиболее важным аспектом тепловой терапии является ее способность увеличивать приток крови к болезненным областям. Тепло открывает кровеносные сосуды, что позволяет крови и кислороду легче поступать к воспаленным участкам.

Тепловая терапия также уменьшает мышечные спазмы, вызывая расслабление мышц, связок и сухожилий.

Преимущества

Более ранний обзор исследований 2003 года с участием людей с остеоартритом колена показал, что горячие компрессы могут помочь:

• улучшить гибкость
• улучшить мышечную силу
• уменьшить боль
• ускорить темп ходьбы уменьшить отек

  Небольшое исследование 2014 года также показало, что горячие компрессы эффективны для облегчения боли в спине.

  Срок годности

  Грелка, приготовленная в микроволновой печи в течение 2 минут, должна удерживать тепло около 20 минут.

  Вы можете сделать перерыв, а затем снова нагреть и нанести повторно, если хотите большего облегчения. Использование горячих компрессов два раза в день может помочь при болезненности.

  Обязательно следуйте инструкциям по использованию электрической грелки во избежание ожогов, поражения электрическим током и возгорания. Проверьте, насколько горячей на ощупь подушечка, прежде чем прикладывать ее к телу.

  Никогда не используйте грелку на

  • младенцы
  • беременные
  • люди с диабетом
  • люди, перенесшие инсульт
  • люди с пониженной способностью ощущать боль и жесткость. Человек может сделать грелку из обычных предметов домашнего обихода.

    Следуйте советам врача о том, как и когда использовать. Некоторым людям следует избегать использования грелки, в том числе младенцам, беременным и людям с диабетом.

    Последняя медицинская проверка 3 января 2022 г.

    11 источников свернуты

    Healthline придерживается строгих правил выбора поставщиков и опирается на рецензируемые исследования, академические исследовательские институты и медицинские ассоциации. Мы избегаем использования третичных ссылок. Вы можете узнать больше о том, как мы обеспечиваем точность и актуальность нашего контента, прочитав нашу редакционную политику.

    • Brousseu L, et al. (2003). Термотерапия (тепловая обработка) для лечения остеоартроза коленного сустава.
      cochrane.org/CD004522/MUSKEL_thermotherapy-heat-treatment-for-treating-osteoarthritis-of-the-kn
    • Bucher L. (2013). Сделайте рисовую грелку, чтобы успокоить боль.
      heifer.org/blog/make-a-rice-heating-pad.html
    • Chou R, et al. (2007). Нефармакологические методы лечения острой и хронической боли в пояснице: обзор данных для руководства по клинической практике Американского общества боли/Американского колледжа врачей.
      acpjournals.org/doi/10.7326/0003-4819-147-7-200710020-00007
    • Дехган М. и др. (2014). Эффективность термотерапии и криотерапии для облегчения боли у пациентов с острой болью в пояснице, клиническое исследование.
      ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC4225921/
    • Friewald J, et al. (2021). Роль поверхностной тепловой терапии в лечении неспецифической, легкой и умеренной боли в пояснице в современной клинической практике: описательный обзор.
      ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC8401625/
    • Тепловая терапия помогает расслабить затекшие суставы. (н.д.).
      артрит.org/health-wellness/healthy-living/managing-pain/pain-relief-solutions/heat-therapy-helps-relax-stiff-joints
    • Malanga GA, et al. (2014). Механизмы и эффективность тепло- и холодотерапии при травмах опорно-двигательного аппарата.
      tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00325481.2015.992719?journalCode=ipgm20
    • Стихийные бедствия и суровые погодные условия. (2021).
      cdc.gov/disasters/index.html
    • Меры предосторожности при беременности: часто задаваемые вопросы. (2017).
      kidshealth.org/en/parents/pregnancy-precautions. html
    • Qassam A, et al. (2017). Неинвазивные методы лечения острой, подострой и хронической боли в пояснице: руководство по клинической практике Американского колледжа врачей.
      acpjournals.org/doi/10.7326/M16-2367
    • Вэй Н. (2015). Личное интервью.
      

    ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ:

    Медицинский обзор Дебры Салливан, доктора философии, MSN, RN, CNE, COI — Джо Боуман — Обновлено 3 января 2022 г.

    Читать далее

    • Лечение боли теплом и холодом

      Медицинский обзор Джудит Марцин, доктора медицины.

      Лечение боли горячим и холодным может быть чрезвычайно эффективным при ряде различных состояний и травм. Сложность заключается в том, чтобы знать, какие…

    • Как остановить судороги мышц ног

      Медицинский обзор Деборы Уэзерспун, доктора философии, MSN

      Судороги ног — это внезапные непроизвольные сокращения мышц, которые обычно влияют икры и подколенные сухожилия. Они могут быть вызваны усталостью или чрезмерным использованием…

      ПОДРОБНЕЕ

    • Естественное облегчение боли при артрите

      Медицинский обзор Бренды Б. Сприггс, доктора медицины, магистра здравоохранения, FACP ключевую роль. Узнайте больше…

      ПОДРОБНЕЕ

    • Что нужно знать при выборе устройства для терапии PEMF для дома

      Медицинский обзор Дебры Роуз Уилсон, доктора философии, MSN, RN, IBCLC, AHN-BC, CHT

      Терапия импульсным электромагнитным полем (PEMF) иногда используется для лечения острой и хронической боли. В этой статье рассматриваются устройства для терапии PEMF в домашних условиях.

      ПОДРОБНЕЕ

    • Лучшие средства для местного обезболивания 2022 года

      Медицинский обзор от Dominique Fontaine, BSN, RN, HNB-BC, HWNC-BC

      Раньше я считал обезболивающие кремы слишком легкими для моей хронической боли . Я был неправ.

      ПОДРОБНЕЕ

    • Почему у меня болит плечо после прививки?

      Медицинский осмотр Кевина Мартинеса, доктора медицины.

      Повреждение плеча в результате вакцинации встречается редко. Но может возникнуть легкая и временная болезненность.

      ПОДРОБНЕЕ

    • Сидячая ванна

      Медицинское заключение Дебры Роуз Уилсон, доктора философии, MSN, RN, IBCLC, AHN-BC, CHT

      Сидячая ванна — это теплая неглубокая ванна, которая очищает промежность . Узнайте, как это работает и при каких условиях помогает.

      ПОДРОБНЕЕ

    • Общие сведения о комплексном региональном болевом синдроме

      Медицинский осмотр Анжелики Балингит, доктора медицины

      Узнайте о комплексном регионарном болевом синдроме (КРБС), включая симптомы, возможные причины, факторы риска, лечение и многое другое.

      ПОДРОБНЕЕ

    Лечение боли теплом и холодом

    Мы включили продукты, которые, по нашему мнению, будут полезны нашим читателям. Если вы покупаете по ссылкам на этой странице, мы можем получить небольшую комиссию. Вот наш процесс.

    Обзор

    Мы лечим все, начиная от артрита и растяжения мышц и заканчивая воспалением с помощью пакетов со льдом или грелки. Лечение боли горячим и холодным может быть чрезвычайно эффективным при ряде различных состояний и травм и легко доступным. Сложность заключается в том, чтобы знать, в каких ситуациях требуется горячее, а в каких холодное. Иногда одно лечение будет даже включать оба.

    Как правило, используйте лед при острых травмах или боли, а также при воспалении и отеке. Используйте тепло при мышечной боли или скованности.

    Как это работает

    Тепловая терапия работает путем улучшения кровообращения и притока крови к определенной области из-за повышения температуры. Даже незначительное повышение температуры пораженной области может уменьшить дискомфорт и повысить гибкость мышц. Тепловая терапия может расслабить и успокоить мышцы и излечить поврежденные ткани.

    Тип

    Существует два различных типа теплотерапии: сухое тепло и влажное тепло. Оба типа теплотерапии должны стремиться к «теплой» как идеальной температуре, а не «горячей».

    • Сухое тепло (или «кондуктивная теплотерапия») включает в себя такие источники, как грелки, сухие грелки и даже сауны. Это тепло легко применить.
    • Влажное тепло (или «конвекционное тепло») включает такие источники, как пропаренные полотенца, влажные грелки или горячие ванны. Влажное тепло может быть немного более эффективным, а также требует меньше времени для достижения тех же результатов.

    Также можно применять профессиональные процедуры теплотерапии. Тепло от ультразвука, например, может быть использовано для облегчения боли при тендините.

    При применении теплотерапии вы можете выбрать локальную, регионарную терапию или лечение всего тела. Местная терапия лучше всего подходит для небольших областей боли, таких как одна жесткая мышца. Вы можете использовать небольшие пакеты с подогревом геля или грелку, если хотите лечить травму только локально. Местное лечение лучше всего подходит для более распространенных болей или скованности, и его можно проводить с помощью пропаренного полотенца, большой грелки или тепловых компрессов. Полный уход за телом будет включать такие варианты, как сауна или горячая ванна.

    Когда не следует использовать

    В некоторых случаях не следует использовать тепловую терапию. Если рассматриваемая область либо ушиблена, либо опухла (или и то, и другое), может быть лучше использовать холодовую терапию. Тепловая терапия также не должна применяться к области с открытой раной.

    Людям с определенными ранее существовавшими заболеваниями не следует использовать теплотерапию из-за повышенного риска ожогов или осложнений из-за применения тепла. Эти состояния включают:

    • диабет
    • дерматит
    • сосудистые заболевания
    • тромбоз глубоких вен
    • рассеянный склероз (РС)

    Если у вас есть заболевание сердца или гипертония, проконсультируйтесь с врачом перед использованием теплотерапии. Если вы беременны, проконсультируйтесь с врачом перед посещением сауны или гидромассажной ванны.

    Терапия теплом часто наиболее эффективна при длительном применении, в отличие от терапии холодом, применение которой необходимо ограничить.

    Незначительную скованность или напряжение часто можно снять всего за 15–20 минут тепловой терапии.

    От умеренной до сильной боли могут помочь более длительные сеансы тепловой терапии, такие как теплая ванна, продолжительностью от 30 минут до двух часов.

    Как это работает

    Терапия холодом также известна как криотерапия. Он работает за счет уменьшения притока крови к определенной области, что может значительно уменьшить воспаление и отек, вызывающие боль, особенно вокруг сустава или сухожилия. Это может временно уменьшить нервную активность, что также может облегчить боль.

    Типы

    Существует несколько различных способов применения холодовой терапии к пораженному участку. Варианты лечения включают:

    • пакеты со льдом или пакеты с замороженным гелем
    • охлаждающие спреи
    • ледяной массаж
    • ледяные ванны

    Другие виды холодовой терапии, которые иногда используются, включают:

  • криокинетика, которая сочетает лечение холодом и активные упражнения и может быть полезна при растяжении связок
  • камеры холодовой терапии для всего тела

  Когда не использовать

  Людям с сенсорными расстройствами, препятствующими восприятию определенных ощущений, не следует использовать холодовую терапию в домашних условиях, поскольку они могут не чувствовать, если наносится ущерб. Это включает диабет, который может привести к повреждению нервов и снижению чувствительности.

  Вы не должны использовать холодовую терапию при ригидности мышц или суставов.

  Терапию холодом нельзя использовать, если у вас плохое кровообращение.

  Для домашнего лечения приложите пакет со льдом, завернутый в полотенце, или ледяную ванну к пораженному участку. Ни в коем случае нельзя наносить замороженный предмет непосредственно на кожу, так как это может привести к повреждению кожи и тканей. Применяйте лечение холодом как можно скорее после травмы.

  Используйте холодовую терапию в течение коротких периодов времени, несколько раз в день. Десять-пятнадцать минут — это нормально, и не более 20 минут холодовой терапии следует использовать за один раз, чтобы предотвратить повреждение нервов, тканей и кожи. Вы можете приподнять пораженный участок для достижения наилучших результатов.

  Риски тепловой терапии

  Тепловая терапия должна использовать «теплые» температуры вместо «горячих». Если вы используете слишком горячее тепло, вы можете обжечь кожу. Если у вас есть инфекция и вы используете тепловую терапию, есть вероятность, что термическая терапия может увеличить риск распространения инфекции. Тепло, воздействующее непосредственно на локальную область, например, с помощью согревающих компрессов, не должно использоваться более 20 минут за один раз.

  Если у вас усилился отек, немедленно прекратите лечение.

  Если тепловая терапия не помогла уменьшить боль или дискомфорт в течение недели или боль усиливается в течение нескольких дней, запишитесь на прием к врачу.

  Риски холодовой терапии

  Если вы не будете осторожны, холодовая терапия, применяемая слишком долго или слишком непосредственно, может привести к повреждению кожи, тканей или нервов.

  Если у вас есть сердечно-сосудистые или сердечные заболевания, проконсультируйтесь с врачом перед применением холодовой терапии.

  Если холодовая терапия не помогла при травме или отеке в течение 48 часов, позвоните своему врачу.

  Знание того, когда использовать холодовую терапию и когда использовать тепловую терапию, значительно повысит эффективность лечения. В некоторых ситуациях потребуются оба. Пациенты с артритом, например, могут использовать тепло для тугоподвижности суставов и холод для отека и острой боли.

  Если какое-либо лечение усиливает боль или дискомфорт, немедленно прекратите его. Если лечение не помогло при регулярном использовании в течение нескольких дней, вы можете записаться на прием к врачу, чтобы обсудить другие варианты лечения.

  Также важно позвонить своему врачу, если в ходе лечения у вас появятся синяки или изменения кожи.

  Кривая отопления – что это такое и как ее настроить?

  Современное домашнее отопление полностью управляемо. Пользователю остается только ввести соответствующие настройки, в соответствии с которыми будут корректироваться отдельные параметры. Одним из важнейших показателей является так называемая кривая нагрева. В этой статье вы узнаете, что такое кривая отопления и как ее правильно настроить.

  Что такое кривая отопления?

  Кривая отопления представляет собой зависимость между температурой подачи системы отопления и температурой наружного воздуха. Кривая отопления определяет, до какой температуры должен нагревать воду котел ЦО при заданной температуре наружного воздуха. Эта зависимость описывается с помощью двух параметров: наклона кривой и ее уровня. Прототипом отопительной кривой послужила так называемая «таблица Стокера», с помощью которой определялась необходимая температура подачи системы отопления в зависимости от температуры наружного воздуха. В случае кривой отопления это выполняется автоматически благодаря погодному управлению, которое регулирует температуру подачи в зависимости от наружной температуры.

  Как выглядит кривая отопления?

  Доступные кривые отопления представляют собой изогнутые линии на графике. По горизонтальной оси отложена внешняя температура, по вертикальной – подача тепла. Задача пользователя — выбрать нужную кривизну и поочередно перемещать ее вверх или вниз. Оптимальная настройка отопительной кривой заключается в поддержании одной и той же температуры внутри здания при разных наружных температурах. Время, затраченное на настройку, окупается за счет повышения теплового комфорта и снижения счетов за отопление. Когда на улице становится холоднее, контроллер автоматически повышает температуру воды в котле ЦО, тем самым предотвращая охлаждение помещений.

  Чем больше наклон кривой отопления, тем теплее вода в системе отопления и тем больше тепла передается в помещения.

  Кривая отопления и тип системы отопления

  Домашние системы отопления различаются, и это необходимо учитывать при настройке кривой отопления. Это связано с различной номинальной температурой подачи и обратки. Системы напольного отопления, благодаря своим специфическим характеристикам, эффективно работают при низких температурах и для них подходят плавные кривые нагрева. Например, в системе напольного отопления температура подачи может быть 28 °C, а температура возврата 23 °C. Снижение температуры обратной воды системы отопления имеет решающее значение для повышения эффективности конденсационного котла. Конденсационный котел не будет конденсировать водяной пар из дымовых газов, если температура воды будет слишком высокой, что значительно снизит его КПД. Поэтому в случае конденсационных котлов и тепловых насосов очень важно обеспечить эффективную работу установки при как можно более низкой температуре воды ЦО. Для современного отопления дома с помощью радиаторов верхняя граница температуры радиатора составляет 60°C.

  Кривая отопления в контроллерах отопления производства TECH CONTROLLERS

  В устройствах TECH Controllers возможно погодозависимое управление в контроллерах котлов ЦО, а также контроллеры для систем, поддерживающих смесительный клапан. Установка нужной температуры зависит от температуры наружного воздуха и осуществляется с помощью клапана. Кривая нагрева строится на основе четырех предварительно установленных значений температуры. Для правильной работы клапана пользователь определяет заданную температуру (после клапана) для 4 промежуточных внешних температур: -20°C, -10°C, 0°C, 10°C. Каждая повышение или понижение температуры сдвигает кривую на заданную величину. Существует зависимость между количеством точек, составляющих кривую, и точностью системы: чем больше точек используется для построения кривой, тем выше ее точность. Четыре точки в случае контроллеров TECH кажутся очень хорошим компромиссом, обеспечивающим достойную точность и простоту задания хода этой кривой.
  Для того, чтобы управление по погоде работало эффективно, внешний датчик не должен подвергаться воздействию солнечных лучей или зависеть от погодных условий. После того, как он будет установлен в соответствующем месте, необходимо активировать функцию управления погодой в меню контроллера.

  Погодное управление для вашего повседневного комфорта

  Погодное управление работой и эффективностью отопительных приборов предлагает совершенно новые возможности. Благодаря такому контролю температура воды ЦО не повышается чрезмерно, и вся система достигает гораздо более высокой эффективности. Предполагается, что в среднем каждое повышение температуры внутри здания на 1 °С увеличивает расход топлива котла ЦО на целых 6 %. По этой причине разумно стремиться установить кривую отопления как можно ниже, чтобы обеспечить тепловой комфорт в здании. Однако стоит помнить, что погодный контроллер может изменять только один общий для всего здания параметр, а именно температуру воды ЦО. С другой стороны, современные комнатные регуляторы реагируют на изменения температуры внутри здания. Сигнал от комнатного регулятора может скорректировать текущую температуру клапана, рассчитанную контроллером, и понизить эту температуру на заданное пользователем значение.

   

  Изменения, вызванные нагревом и охлаждением

  Обзор урока для учителей

  Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, что вы и ваши ученики будете делать на этом уроке.

  Идентификатор Youtube: 2nDye0IgT6M

  Загружаемые материалы:  
  План урока (PDF)  | Лист активности учащихся (PDF)  | История учителя (PDF)  | Подключения к NGSS (PDF)

  Цель

  Учащиеся смогут объяснить, что охлаждающая вода может превратить ее в лед, а нагретый лед может снова превратить ее в жидкую воду. Студенты смогут объяснить, что этот процесс может происходить и с другими веществами. Студенты также смогут объяснить, что нагревание вещества заставляет его молекулы двигаться быстрее, а охлаждение вещества заставляет его молекулы двигаться медленнее. Урок также можно использовать для закладки фундамента для изучения изменений состояния и химических изменений, которые можно развивать в более поздних классах.

  Ключевые понятия
  • Если вода достаточно охлаждена, она может превратиться в лед.
  • Если лед достаточно нагрет, он может превратиться в жидкую воду.
  • Нагревание вещества заставляет молекулы двигаться быстрее.
  • Охлаждение вещества заставляет молекулы двигаться медленнее.
  Выравнивание NGSS
  • NGSS 2-PS1-4:  Приведите аргумент, подтверждающий, что некоторые изменения, вызванные нагревом и охлаждением, можно обратить вспять, а некоторые нет.
  Резюме
  • Учащиеся смотрят видеозапись замерзания и таяния воды.
  • Студенты нагревают масло, пока оно не растает, а затем охлаждают его, пока оно снова не станет твердым.
  • Учащиеся смотрят анимацию, показывающую, что тепло заставляет молекулы масла двигаться быстрее и отделяться друг от друга. Они также видят, что охлаждение масла заставляет молекулы двигаться медленнее и снова собираться вместе.
  • Учащиеся участвуют в обсуждении в классе того, как нагрев и охлаждение могут вызывать изменения в материи.
  Оценочный лист

  Загрузите лист с заданиями для учащихся (PDF) и раздайте каждому учащемуся, если это указано в упражнении. Рабочий лист будет служить компонентом оценки плана урока 5-E.

  Безопасность

  Убедитесь, что учащиеся носят правильно подобранные защитные очки.

  Материалы для каждой группы
  • Маленький пластиковый стаканчик с ¼ чайной ложки масла
  • 2 палочки для эскимо
  • Чашка для горячей воды
  • Чашка для ледяной воды
  ENGAGE
  1. Покажите замедленную видеосъемку замерзания воды и таяния льда, чтобы представить себе, что охлаждение и нагревание могут вызвать изменение вещества.
  Спросите учащихся:
  • Что может случиться с водой, если сделать ее очень холодной?
    Вода может превратиться в лед.

  Объясните учащимся, что при замерзании вода переходит из жидкого состояния в твердое.

  Показать замедленное видео   Замерзание воды .

  Примечание:  Скажите учащимся, что это особый тип видео, в котором то, что занимает много времени, может быть показано в гораздо более короткие сроки. Замерзание воды в стакане, вероятно, заняло не менее шести часов. Видео снято на целых шесть часов, но показано ускоренно, так что процесс заморозки можно показать примерно за 1 минуту. Скажите учащимся, что этот тип видео называется «таймлапс».

  Спросите учащихся
  
  • Как заставить лед снова превратиться в жидкую воду?
    Нагрейте лед, чтобы он растаял.

  Показать замедленную съемку  Таяние льда .

  Объясните, что при нагревании лед превращается из твердого льда в жидкую воду.

  Примечание:  Учащиеся могут не осознавать, что лед нагревается, просто будучи комнатной температуры. Они могут ожидать, что лед поставят на плиту или подержат над пламенем свечи. Объясните учащимся, что лед нагревается, потому что он имеет нормальную комнатную температуру, а комнатная температура выше температуры льда. Обычно лед должен находиться в морозильной камере при низкой температуре или на улице в холодную погоду (32 ° F или 0 ° C или ниже), чтобы оставаться замороженным в виде льда. Если его поместить на поверхность в комнате с нормальной температурой, то он на самом деле нагревается.

  Объясните учащимся, что воду можно охладить, чтобы получить лед, а затем подогреть лед, чтобы снова сделать воду жидкой. Охлаждение и нагрев воды таким образом могут заставить изменения идти вперед и назад.

  Раздайте каждому учащемуся   Рабочий лист (PDF) .
  Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе задания.

  УЗНАТЬ
  
  2. Предложите учащимся выяснить, что происходит при нагревании масла.
   
  Вопрос для исследования:  Как меняется масло при нагревании и охлаждении?
   
  Материалы для каждой группы
  • Маленький пластиковый стаканчик с ¼ чайной ложки масла
  • 2 палочки для эскимо
  • Чашка для горячей воды
  • Чашка для ледяной воды

  Попросите учащихся встать перед классом. Покажите учащимся кусочек сливочного масла комнатной температуры. Используйте палочку от эскимо, чтобы показать, что она мягкая и ее можно легко разрезать.

  Спросите учащихся
  • Как вы думаете, как изменится масло, если его нагреть?
    Если его достаточно нагреть, он растает и станет жидкостью.

  Объясните учащимся, что когда у ученых возникает вопрос, они проводят исследование, пытаясь найти ответ. Скажите учащимся, что они могут быть учеными и провести исследование, чтобы найти ответ на вопрос.

  Процедура
  1. Аккуратно немного вставьте пластиковый стаканчик с маслом в стакан с горячей водой.
  2. Используйте палочку от эскимо, чтобы переместить масло на дно чашки. Если масло застряло на палочке от эскимо, используйте другую палочку, чтобы протолкнуть масло обратно в чашку.
  3. Держите чашку в горячей воде и продолжайте помешивать, пока не увидите изменения в масле. Продолжайте помешивать, пока масло не перестанет меняться.

  Примечание: Скажите учащимся, что пока они нагревают масло и размешивают его, вы будете размешивать такое же количество масла в чашке того же типа, но не нагревать его. Объясните, что вы хотите увидеть, происходит ли что-нибудь с маслом от простого перемешивания, или действительно ли тепло вызывает таяние.

  Спросите учащихся:
  • Что, по вашему мнению, произошло с маслом?
    Он растаял и превратился в жидкость.
  • Как вы узнали, что это жидкость?
    Когда мы наклонили чашку, масло полилось.

  Примечание: Сообщите учащимся, что масло, которое вы перемешивали без нагревания, почти не изменилось. Изменение должно быть вызвано теплом, а не только перемешиванием.

  3. Предложите учащимся выяснить, что происходит при охлаждении жидкого масла.
  Спросите учащихся:
  • Как вы думаете, станет ли жидкое масло снова твердым, если его охладить?
  4. Выньте чашку из горячей воды и поместите ее в чашку с ледяной водой. На этот раз не перемешивайте жидкое масло.
  5. Держите чашку в ледяной воде и аккуратно коснитесь масла палочкой от эскимо. Если масло кажется твердым, соскребите его палочкой от эскимо.
  Спросите учащихся:
  • Что вы заметите после того, как масло подержите пару минут в холодной воде?
    Опять тяжело.

  ПОЯСНИТЬ

  
  
  4. Покажите анимацию, чтобы объяснить, что нагрев заставляет объекты двигаться быстрее и разъединяться, а охлаждение заставляет объекты двигаться медленнее и соединяться друг с другом.

  Показать анимацию  Нагрев и охлаждение .

  Объясните, что масло состоит из молекул жира. Когда масло твердое, молекулы находятся близко друг к другу и не движутся мимо друг друга. Когда масло нагревается, молекулы начинают двигаться и способны скользить друг мимо друга и превращаться в жидкость. Когда жидкое масло охлаждается, молекулы замедляются и снова соединяются, чтобы снова стать твердыми.

  РАСШИРИТЬ
  5. Показать таймлапс-видео таяния мороженого.
  Спросить учащихся:
  • Что изменится, если подогреть мороженое?
    Мороженое превращается в липкую жидкость.

  Показать видео   Тающее мороженое.