В реальных условиях, в прогретом помещении, имеет место следующее распределение температур: 

где T внутр  — температура воздуха внутри помещения,   — температура внутренней поверхности стены (ограждающей конструкции),   — температура внешней поверхности стены, T внеш  — температура наружного воздуха. Для того, чтобы снизить количество тепловой энергии, передаваемой от нагретого воздуха внутри помещения во внешнюю среду (на улицу), необходимо повысить температуру внутренней поверхности стены  таким образом, чтобы ее величина стала больше или равна температуре воздуха внутри помещения: T внутр ≤  . В этом случае нарушается неравенство (1) , т.е. тепловая энергия «запирается» внутри помещения.

Максимального эффекта по снижению теплопотерь в помещении можно достичь за счёт использования обогревателей плинтусного типа, которые при своей работе нагревают внутреннюю поверхность стен помещения.

Действие плинтусного обогревателя основано на принципе прогрева стен. Суть использования этого принципа заключается в том, что установленный у стены плинтусный обогреватель равномерно прогревает её. Вследствие чего, температура поверхности стены становится выше температуры воздуха внутри помещения. В результате этого, тепло нагретого объема воздуха в помещении не передается во внешнюю среду (через ограждающую поверхность с большей температурой). Это позволяет обеспечить равномерную температуру даже в местах с большими теплопотерями и сократить расходы на электроэнергию до 40 % (см. рис).

В данном случае имеет место следующее распределение температур:

В результате, тепло, сгенерированное обогревателями, бытовыми приборами и т.д., остается внутри помещения.

Следовательно, теплопотери нагретого объема воздуха внутри помещения существенно снижаются. Кроме того, нагретая стена сама переизлучает тепло в помещение, т.е. по сути становится обогревателем с большой площадью (несколько квадратных метров !) теплоотдачи.

Например: температура внутри помещенияTвнутр= + 20С, наружная температура Tвнеш=— 10С, cтена из дерева: длина 6 метров, высота 2,5 метра (площадь поверхности S=6∙2,5=15 м.кв), толщина δ=0,2 метра, теплопроводность л=0,14 Вт/м∙С. В этом случае теплопотери без темперирования (нагрева) стены составят:

где: R внутр и R внеш  — внутреннее и внешнее сопротивления теплопередачи.

С некоторым допущением выражение (2) можно записать в следующем виде:

Таким образом, теплопотери, при темперировании стены, снижаются на 315 (!) Вт.

Согласно закону Ньютона-Рихмана, количество теплоты, отдаваемое единицей поверхности тела в единицу времени, пропорционально разности температур поверхности тела и окружающей среды. Теплоотдача в данном случае определяется выражением:

где: - коэффициент конвективной теплоотдачи с внутренней поверхности стены, ) — коэффициент лучистой теплоотдачи с внутренней поверхности стены. Конвективная теплоотдача стены составит:

В результате получим 470 Вт (!). Лучистая теплоотдача внутренней поверхности стены составит не менее 112 Вт. Кроме того, тепло, генерируемое плинтусным обогревателем, нагревает не только стену, но и воздух в помещении. Хотя, если в результате темперирования стен, теплопотери будут стремиться к нулю, то достаточно одной зажженной свечки в помещении, чтобы поднять температуру в помещении до заданных значений.

Существенное снижение теплопотерь в помещении и дополнительный эффект от того, что прогретая стена начинает «отдавать» тепло в помещение, делает плинтусные обогреватели крайне эффективным решением.

Автор:  Dina Lyakh [topclimat_editor]