التدفئة الأرضية بإشعاع الماء الساخن: هل هي مناسبة لمنزلك؟

كان مفهوم التدفئة الأرضية المشعة موجودًا منذ آلاف السنين - ومن السهل معرفة سبب بقاء الفكرة لفترة طويلة. شيد الرومان القدماء طبقة من البلاط ترتفع قليلاً عن الأرضية السفلية ، مما خلق مجالًا جويًا يمكن من خلاله تدوير الهواء الساخن. تستخدم بعض أنظمة التدفئة الأرضية المشعة الحديثة الهواء ، على الرغم من أنها تحسن التصميم الروماني من خلال تدويره عبر الأنابيب أو القنوات - لكن الأنظمة الأكثر كفاءة تستخدم الماء. من خلال الكفاءة ، نتحدث عن توفير الطاقة بنسبة 30 في المائة مقارنة بأنظمة التدفئة الأخرى ، بما في ذلك الهواء القسري والسخانات الكهربائية حسب Energy.gov.

تعتبر حرارة الأرضية المشعة Hydronic أكثر راحة من حرارة الهواء القسري لأنها أكثر اتساقًا ولا تمر عبر مبادل حراري لمعالج الهواء الذي يسلبه الرطوبة. عندما يتم تثبيت عناصر تسخين مشعة في الأرضية ، تميل الأرضية إلى أن تكون أكثر دفئًا من السقف ، وفي معظم المنازل ، تكون الأرضية هي المكان الذي يقضي فيه الناس الجزء الأكبر من وقتهم. يمكن تحقيق التحسن في الراحة مع استهلاك طاقة أقل مما هو مطلوب لمعظم الآخرين أنظمة التدفئة لأن كل ما عليك فعله هو تسخين المياه وتدويرها عبر شبكة من الأنابيب. لا توجد محركات منفاخ أو ضاغط للقلق ، لا

المشكلة الرئيسية لأصحاب المنازل الذين يفكرون في استبدال نظام التدفئة الحالي لديهم بالحرارة المشعة هي التكلفة - لأن تشغيل شبكة من أنابيب المياه تحت الأرض ليس عملية صغيرة. أفضل وقت للقيام بذلك هو أثناء البناء الجديد ، عندما يمكن تركيب الأنابيب في الأرضية قبل تغطية الأرضية. وقت آخر مناسب للقيام بذلك هو أثناء عملية إعادة تشكيل رئيسية تتضمن تركيب أرضيات جديدة. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فهناك حلول DIY لا تتضمن إزعاج الأرضيات ، لكنها ليست فعالة.

نصيحة

مكونات نظام التدفئة الأرضية المشعة

يحتاج نظام التدفئة الأرضية المشعة إلى مصدر حرارة ، وفي معظم الحالات ، يكون هذا كهربائيًا أو غلاية تعمل بالغاز، والتي تعمل مثل سخانات المياه عند الطلب. في نظام الحلقة المغلقة ، وهو الأكثر شيوعًا ، يتم تسخين الماء في المبادل الحراري داخل الغلاية ويتم تدويره عبر شبكة الأنابيب المصنوعة من أنابيب PEX، وهو أفضل مادة لهذا التطبيق بسبب مرونته ومتانته. صغير مضخة الدورة الدموية تحافظ على حركة المياه ، وتستهلك أحدث المضخات المطورة من 9 إلى 13 واط فقط ، وهو ما يعادل المصباح الكهربائي الموفر للطاقة.

ينطلق الماء الساخن من الغلاية إلى المشعب الذي يقسم الماء نظام تدفئة أرضية مشع في مناطق. قد يكون لكل منطقة منظم حرارة خاص بها ، والذي يسمح لأصحاب المنازل بتدفئة بعض أجزاء المنزل بشكل انتقائي دون غيرها ، وهذا يوفر المزيد من الطاقة. بعد الدوران عبر شبكة الأنابيب ، يعود الماء إلى المرجل لإعادة تسخينه.

المرجل ليس شرطًا أساسيًا لنظام الحرارة المشع المائي ؛ يمكن أن يكون مصدر الحرارة تقليديًا أيضًا سخان مياه على شكل خزان، أو يمكن تسخين الماء بواسطة أ سخان مياه وتخزينها في الخزان. في النظام المفتوح ، يكون الخزان مزودًا بمدخل ومخرج للشبكة المائية بالإضافة إلى المدخل ومنفذ لأنابيب المياه الساخنة في المنزل ، ويستخدم الماء الساخن لتسخين المياه والغرفة الحرارة. في نظام مغلق ، يتم تثبيت حلقة التبادل الحراري لنظام الحرارة المشعة داخل الماء السخان ، والسوائل المتداولة في نظام التدفئة لا تتلامس أبدًا مع حرارة المنزل ماء. في هذه الحالة ، يكون السائل عادةً عبارة عن خليط من الماء ومضاد للتجمد ، والذي له خصائص حرارية أفضل من الماء وحده.

الرطب مقابل. طرق التثبيت الجاف

ربما تكون أفضل طريقة لتركيب الأنابيب لأنظمة الحرارة المشعة هي تضمينها في الخرسانة الطازجة ، والتي تُعرف بالتركيب الرطب. على مستوى الأرض ، يمكن تركيب الأنابيب في أ لوح الأساس ، وفي الطوابق العليا ، يمكن تركيبها في طبقة من الخرسانة أو الجبس مدعومة بأرضية من الخشب الرقائقي. تُستخدم طريقة التثبيت هذه لتحقيق أقصى استفادة عندما تكون الأرضية قيد الإنشاء ، ولكن يمكن استخدامها أيضًا في الأرضيات الموجودة ، وهي تقدم المزايا التالية:

• تعمل الخرسانة (والجبس) كأحواض حرارة وتستمر في إشعاع الحرارة بعد إيقاف تشغيل النظام وتوقف تدفق المياه.
  
• الأنابيب محمية بالمواد الصلبة المحيطة بها ، مما يقلل من احتمال حدوث تسرب إلى الصفر تقريبًا.
  
• لا يشغل نظام التسخين مساحة أكبر من مساحة الخرسانة أو الجبس الذي يتم تضمينه فيه.

عند تركيب حرارة أرضية مشعة على أرضية موجودة ، عادة ما يكون التركيب الجاف أكثر عملية ، ويمكن تحقيقه بأكثر من طريقة. أحد أكثرها شيوعًا هو إزالة غطاء الأرضية والأرضية السفلية ، وإرفاقها عزل مشع إلى الجانب السفلي من الروافد الأرضية وثعبان الأنبوب من خلال سلسلة من الثقوب المحفورة في الروافد. هناك طريقة أخرى تتمثل في تثبيت شرائط فراء ، أو عوارض ، على الأرضية السفلية الحالية ، وتشغيل الأنبوب بينهما وتركيب طبقة ثانية من الخشب الرقائقي فوق العوارض.

تستخدم طريقة التثبيت الجاف التي يستخدمها العديد من المثبتين ألواحًا بعرض 6 إلى 8 بوصات. يمكنك إرفاقها بالطابق السفلي مع وجود مساحة كافية بينها للسماح بتناسب الأنبوب ، ويمكن تثبيت غطاء الأرضية أعلى الألواح مباشرةً. نظرًا لأن هذه الطريقة تتجنب الحاجة إلى طبقة إضافية من الخشب الرقائقي ، فإنها لا ترفع مستوى الأرضية بنفس القدر - فقط بسماكة الألواح ، والتي تكون أكثر سمكًا قليلاً من قطر أنابيب. يقوم معظم القائمين بالتركيب بتركيب الألمنيوم ألواح نقل الحرارة تحت الألواح. لديهم أخدود بحجم الأنبوب يلائم الفجوة بين الألواح ، ويتم تثبيتها في الأرضية السفلية قبل تثبيت الألواح.

مشع حرارة الأرضية فاخرة

هناك سبب في أن الرومان ، الذين استمتعوا بالمعيشة الفاخرة ، قاموا بإنشاء أنظمة تدفئة أرضية مشعة مدفوعة بالهواء لمنازلهم. ترتفع الحرارة بشكل طبيعي ، لذلك عندما تنبع من مستوى الأرض ، فإنها تملأ الغرفة في النهاية ، ولكن حتى ذلك الحين لا ، الأرضية هي الجزء الأكثر راحة في الغرفة ، وهذا هو المكان الذي توجد فيه قدميك المكسوة بالنعال تقع. (من الذي لا يحب الوقوف على سطح دافئ بشكل مريح عندما تشعر أطراف أصابعه بآثار صباح بارد؟) في الغرفة ، ترتفع الحرارة عبر جسمك ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته بشكل مريح بوصة إلى بوصة ، وهو تأثير لن تشعر به مع تسخين الهواء أ مضخة الحرارة أو الفرن.

المشعات وسخانات اللوح هي أنظمة مائية تعمل على نفس مبدأ الأرضية المشعة التسخين ، لكن الحرارة التي تنبعث منها تكون موضعية ، وإذا كنت تريد الدفء بسرعة ، فعليك أن تقف بالقرب من أحدها منهم. بالإضافة إلى ذلك ، فهي عبارة عن تركيبات منفصلة تشغل مساحة في الغرفة ، ولا تقوم بتسخين الغرفة بشكل متساوٍ ، مما يعني أن بعض جيوب الغرفة لا بد أن تظل أبرد من غيرها. من الممكن تركيب أنابيب الماء الساخن في ألواح مشعة في الجدران لتوفير مساحة الغرفة ، ولكن حتى لن يتم تسخينها بشكل موحد مثل حرارة الأرضية وهي حل محلي أكثر من حل غرفة كاملة.

خيارات الأرضيات الحرارية المشعة

يمكنك استخدام الحرارة المشعة مع أي غطاء أرضي تقريبًا ، لكن بعضها أفضل من البعض الآخر. أفضلها بلاط السيراميك ، ألواح الفينيل, الأرضيات الخشبية و يتعرض و أرضيات خرسانية مطلية لأنها لا تمنع انتقال الحرارة الطبيعي ، ولا يلزم تسميرها. تستطيع ايضا استخذام سجاد بشرط ألا تكون ثقيلة جدًا ، ولكن الأرضيات الصلبة المكسوة بالمسامير تكون بالخارج ما لم تقم بتثبيت الأنابيب أسفل روافد الأرضية ، حيث لا تكون فعالة في استخدام الطاقة. إذا كنت ميتًا على الخشب الصلب وقمت بتثبيت نظام التدفئة في الطابق السفلي ، فقد تفكر في أي منهما الأرضيات الهندسية العائمة منتج أو منتج يمكنك لصقه.

هل الإشعاع الحراري مناسب لك؟

نظرًا لأن حرارة الأرضية المشعة هي رفاهية ، فهي تأتي بسعر مناسب. يمكن أن يكلف تركيب نظام تدفئة مشع جديد في الأرضية ما بين 14000 دولار و 48000 دولار ، وهو أكثر قليلاً من الفرن (من 4500 دولار إلى 9000 دولار) أو مضخة حرارية (2500 دولار إلى 10000 دولار) ، وعلى عكس نظام التدفئة والتهوية والتكييف الهوائي ، لا يمكنك استخدام نظام حراري مشع تبريد. إذا كنت تعيد تصميم منزل يحتوي بالفعل على مبرد مائي أو نظام حرارة اللوحومع ذلك ، فإن تكلفة تحويلها إلى حرارة مشعة في الأرضية ستنخفض بشكل كبير وقد تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة. في كلتا الحالتين ، بمجرد تشغيل النظام ، سيكلف تشغيله أقل من نظام الهواء القسري ، ولكن سيستغرق الأمر سنوات عديدة لاسترداد تكاليف التثبيت الأولية إذا قمت بذلك.

تبلغ تكلفة التركيبات الجافة في المتوسط ​​حوالي 10 دولارات للقدم المربع ، على عكس التركيبات الرطبة ، والتي تكلف حوالي 14 دولارًا للقدم المربع ، لذا فهي تكلف أقل قم بتعديل غرفة حالية مع حرارة مشعة مع أنابيب مثبتة في الطابق السفلي أو تحت الروافد بدلاً من تركيب نظام جديد بالكامل في أسمنت. إذا كنت تستخدم ميزانية محدودة ، فقد يكون من المنطقي الاقتراب من التثبيت الحراري المشع على أساس كل غرفة على حدة باستخدام التدفئة الأرضية لجعل الغرف التي تستخدمها في أغلب الأحيان أكثر راحة.

أنظمة Hydronic موفرة للطاقة

بمجرد تجاوز التكاليف الأولية للتثبيت ، ستقدر توفير الطاقة لأرضية حرارية مشعة. يستخدم كل من أنظمة الحرارة المشعة والهواء القسري غازًا أو جهازًا كهربائيًا ، مثل غلاية أو فرن أو مضخة حرارية ، ولكن هناك حدًا أدنى فقدان الطاقة باستخدام نظام تسخين مشع مقارنةً بنظام دفع الهواء ، والذي يفقد ما بين 20 إلى 30 بالمائة من الحرارة المتولدة من خلال مجاري الهواء. أيضًا ، لا يجب أن يصل الماء في النظام المائي إلى درجات حرارة عالية جدًا لإبقائك دافئًا ؛ عادة ما تكون 75 إلى 80 درجة فهرنهايت كافية. أضف حقيقة أن الكثير من الحرارة الناتجة عن نظام تدفئة الأرضية تمتصها الأرضيات ، والتي تستمر في إشعاع الحرارة بعد تم إيقاف تشغيل النظام ، ولديك وفورات محتملة في الطاقة تبلغ حوالي 30 في المائة عندما تختار حرارة الأرضية المائية على الهواء القسري النظام.

بدائل للحرارة الأرضية المائية

إن التدفئة الأرضية المشعة بالكهرباء ليست اقتصادية مثل التدفئة المائية من حيث التكاليف الشهرية ، لكنها أقل تكلفة بكثير للتركيب. قد يكون هذا هو الحل الذي تبحث عنه إذا كنت تريد رفاهية التدفئة الأرضية ، لكن لا يمكنك تثبيت نظام هيدروليكي. يمكن تثبيت عناصر التسخين للأنظمة الكهربائية في الأرضية السفلية أو تحت الروافد ، ولأنك تقوم ببساطة بتوصيلها بالنظام الكهربائي للمنزل ، فلن تحتاج إلى غلاية أو مشعب. يمكنك حتى استخدام ملفات حصائر التدفئة لجعل غرف منزلك شديدة البرودة أكثر راحة ، وهي ممارسة شائعة في اليابان ، حيث لا تكون التدفئة المركزية شائعة كما هو الحال في أمريكا الشمالية.

في أي وقت تستخدم فيه الكهرباء كمصدر للحرارة ، يمكنك توقع فواتير طاقة أعلى ، لذا فإن الحرارة المشعة الكهربائية ليست حلاً عمليًا شاملاً للمنزل. ومع ذلك ، من الجيد أن تتذكر أن أي غرفة يتم فيها تركيب تدفئة أرضية ستكون أكثر راحة لأن الحرارة المشعة هي ببساطة أكثر كفاءة في تدفئة الغرفة بالتساوي بدون جيوب الهواء البارد الناتجة عن الهواء القسري الأنظمة. سواء كنت تقوم بتثبيت عناصر تدفئة كهربائية في الأرضية أو تقوم بتركيب نظام تدفئة أرضية مائي ، ستكون أكثر راحة عند استخدامه. الأيام الباردة ، وهذا بحد ذاته قد يكون كافيًا لتعويض الناتج النقدي الإضافي بغض النظر عما إذا كنت تقوم بتثبيته في غرفة واحدة أو أكثر أو في الكل منزل.