OTOPNÁ TĚLESA Rozdělení otopných těles 1. Lokální tělesa 2. Konvekční tělesa Článková otopná tělesa

Transkript

1 OTOPNÁ TĚLESA Rzdělení tpných těles Stejně jak celé sustavy vytápění, tak i tpná tělesa dělíme na lkální tělesa a tělesa ústředníh vytápění. Lkální tělesa přeměňují energii v tepl a tt předávají d vytápěné místnsti, ve které jsu umístěny. Otpná tělesa ústředníh vytápění předávají tepl z tpnéh média, přičemž tepl vzniká v centrálním zdrji mim vytápěné místnsti. V tét kategrii rzlišujeme pdle způsbu předávání tepla tpná tělesa knvekční a sálavá. 1. Lkální tělesa Pdle paliva rzdělujeme tat tělesa na elektrická přímtpná a akumulační, dále tělesa na spalvání plynných, kapalných a pevných paliv. 2. Knvekční tělesa Pdle knstrukčníh prvedení se rzlišují tpná tělesa článkvá, deskvá, trubkvá a trubkvá se zákrytem (knvektry). Předávání tepla prbíhá převážně knvekcí (pruděním hřívanéh vzduchu klem tpné plchy tělesa) a částečně sáláním (hlavně čelních rvných plch). Článkvá tpná tělesa Jedntlivé články jsu tvřeny jednak výlisky z celvéh plechu, jednak dlitky ze šedé litiny, neb z hliníkvých slitin. Všechny typy článkvých tpných těles se vyrábí v mezeném pčtu typů a velikstí ale lze je sestavvat z libvlnéh pčtu jedntlivých článků, které jsu vzájemně spjeny pmcí vsuvek s vnějším pravlevým závitem. Knstrukce článkvých těles z celvých plechů je řešena tak, že jsu vzájemně svařeny dva výlisky, které tvří kanálky. U litinvých a hliníkvých těles jsu spjeny dva dlitky. Jsu rzlišeny dva tvary: členěné charakterizvané slupky p výšce splu nespjené spjité cž jsu desky s hladkým pvrchem a různě tvarvanými kanálky. Pčty kanálků či slupků se liší u jedntlivých typů pdle hlubky článku. U litinvých a hliníkvých těles se setkáme s rzšířenu přestupní plchu, kteru tvří např. šikmá žebra umístěna v mezerách mezi slupky neb pdélná žebra na předním slupku. Ocelvá článkvá tělesa se pužívají puze v teplvdních sustavách. Jsu levnější, mají kratší živtnst a větší pžadavky na kvalitu vdy.

2 Litinvá tpná tělesa mají dluhu živtnst a mhu se pužívat v teplvdních i nízktlakých parních sustavách. Tělesa ze slitin hliníku využívají dbru tepelnu vdivst materiálu a mžnsti snadněji rzšiřvat přestupní plchu tělesa. Vzhledem k velkému výknu i vdnímu bsahu jedntlivých článků nejsu tyt typy tpných těles vhdné pr mderní sustavy vytápění. Připjení těles na rzvdné ptrubí se prvádí z pravé neb levé bční stravy. Klasický způsb připjení na stěnu je pmcí knzl a držáků. Deskvá (panelvá) tpná tělesa Na trhu je mnh typů a tvarů. Přední plcha bývá téměř rvná s mírným zvlněním neb zcela rvná. Jejich přednstí je relativně malá hlubka. Tělesa jsu vyráběna jak jednřadá, dvuřadá neb třířadá. Pr zvýšení tepelnéh výknu je u některých typů přivařena rzšířená přestupní plcha. Jedntlivé desky jsu tvřeny z lisvanéh celvéh plechu s hrizntálními a vertikálními prlisy, které tvří tpné kanálky. Jsu vyráběna v širké rzměrvé škále. Tělesa mají relativně malý vdní bjem a tím umžňují pružnu reakci tpné sustavy na ptřebu tepla v místnsti a účinnu termregulaci. Také prt se jejich pužívání v pslední dbě velmi rzšířil. Připjení těles na rzvdné ptrubí se prvádí z pravé neb levé bční stravy, z pravé, levé neb střední spdní stravy. Pr připjení tělesa na stěnu je s každým tělesem ddávána speciální upevňvací sada. Aby byl zajištěn správné sdílení tepla knvekcí, je nutné sazvat tat tělesa min. 50 mm d stěny.

3 Trubkvá tpná tělesa Tat tělesa jsu tvřena trubkvým registrem neb trubkvým hadem, a t buď vdrvným neb svislým. Ke zvětšení přestupní teplsměnné plchy bývají s trubku spjena žebra různéh tvaru. K tmut typu patří registry z celvých trubek hladkých a žebrvých. Velký pčet výrbců těles nabízí speciální knstrukce různých tvarů a prvedení jak tzv. kupelnvé žebříky. Některé druhy se ddávají s přídavnu sadu pr elektrické vytápění. Tepelný mdul trubkvých tpných těles hladkých je malý. Jsu vhdné d místnstí sciálníh zařízení, chdeb, vstupních hal apd. Knvektry Je t prakticky uzavřená plechvá skříň. Ve spdní části je umístěn výměník tepla z celvých trubek patřených žebry neb lamelami s malu tlušťku stěny. Výměníky se liší pčtem trubek a pužitým materiálem (cel, hliník měď). Vrchní část je kryta mřížku. Tepelný výkn je závislý na veliksti výměníku a výšce skříně. Knvektry jsu vyráběny jak klasická tpná tělesa pr umístění na stěnu neb jak pdlahvé. Prudění hřívanéh vzduchu přes výměník může být přirzený neb nucený pmcí ventilátru. Při tmt typu lze výkn regulvat i změnu výknu ventilátru. Pužívají se pd plně zasklenými stěnami, které přiléhají až k pdlaze. Výměník knvektr pdlahvý stěnvý lavicvý

4 Dekrativní tělesa Většinu se jedná frmu trubkvých registrů různých prfilů a tvarů. Mhu se instalvat v interiérvě nárčných prstrách, kupelnách, wellness centrech apd.

5 Tepelný výkn knvekčních tpných těles Pr výpčet tepelnéh výknu tpných těles platí vztah Q T = k. S. (t m t i ) kde [W] k je sučinitel prstupu tepla stěnu tělesa S plcha pvrchu tělesa t m střední teplta tpnéh média t i výpčtvá vnitřní teplta místnsti Hdnty k a S jsu dány výrbcem pdle typu tělesa. Výkn danéh typu tpnéh tělesa neb výkn 1 článku udává tabulkvě výrbce tělesa. Tyt výknvé tabulky jsu stanveny pr určité parametry a t pr vnitřní tepltu bvykle 20 C a tepltní spád vdy 75/65 (starší tabulky 90/70). Napjení na rzvd se předpkládá klasický, tj. přívd tpné vdy v hrní části a výstup vratné vdy v dlní části tělesa, u těles deskvých typ Ventil kmpakt a kupelnvých trubkvých těles i zdla. Těles je zkušené bez krytu a parapetu, v nejvhdnějším ulžení nad pdlahu pd chlazvanu plchu. Skutečný výkn tělesa se přepčítává na knkrétní prvzní pdmínky. Přepčet výknu tělesa je nutný v těcht případech: navržený tepltní spád vdy je dlišný d tepltníh spádu, pr který je návrhvá tabulka sestavena teplta vzduchu v interiéru je dlišná d teplty vzduchu, pr níže je výknvá tabulka sestavena těles bude patřen zákrytem, který sníží jeh výkn těles bude sazen jinak, než předepisuje výrbce (například v malé výšce pd parapetem) těles bude na rzvd napjen netradičním způsbem (přívd tpné vdy v dlní části tělesa, vratné ptrubí v dlní neb hrní části tělesa), cž pět snižuje jeh skutečný výkn u článkvých tpných těles s velkým pčtem článků (nad 12 článků) se s rstucím pčtem článků snižuje skutečný výkn tělesa prti výknu teretickému (vycházejícímu z výknů jedntlivých článků násbenému jejich pčtem) Q t = Q N. f Δt. f m(δt ). f x. f. f n. f p kde Q t skutečný tepelný výkn tpnéh tělesa, tj. ten, který ptřebuji předat d vytápěnéh prstru [W] Q N jmenvitý tepelný výkn tpnéh tělesa ve W z tabulek výrbce. Většinu je t výkn měřený ve zkušebně při tepltních parametrech 75/65/20 C) f Δt pravný sučinitel na tepltní rzdíl [-] f m (f δt ) pravný sučinitel na dlišný hmtnstní průtk teplnsné látky, případně dlišné chlazení [-] f x pravný sučinitel na připjení tělesa [-] f pravný sučinitel na úpravu klí [-] f n pravný sučinitel na pčet článků [-] f p pravný sučinitel na umístění tělesa v prstru [-] Opravný sučinitel na tepltní rzdíl f Δt Přepčet tepelnéh výknu na jiné tepltní pdmínky tzn. na tepltní pdmínky lišící se d jmenvitých (tabulkvých) hdnt. Přepčet závisí na sučiniteli c

6 kde t w1 vstupní teplta tpné vdy [ C] t w2 výstupní teplta tpné vdy [ C] θ int,i Vnitřní výpčtvá teplta místnsti [ C] a) pr c 0,7 platí ( ) m Δt N tepltní expnent tělesa [-] z tabulek výrbce neb, pkut není znám, tak pdlahvá tpná plcha n = 1,10 deskvá tpná tělesa n = 1,26 až 1,36 trubkvá kupelnvá tpná tělesa n = 1,20 až 1,30 článkvá tpná tělesa n = 1,22 až 1,30 knvektry bez ventilátru n = 1,30 až 1,50 knvektry s ventilátrem n = 1,05 až 1,20 tepltní rzdíl z měření jmenvitéh výknu, např. pr hdnty 75/65/20 C je Δt N = 50 K b) pr < 0,7 platí ( ) Opravný sučinitel na dlišný hmtnstní průtk f m, případně na dlišné chlazení f δt by měl určit vždy výrbce. Tyt pravné sučinitele se víceméně týkají především knvektrů a hlavně pak pdlahvých knvektrů. Opravný sučinitel na připjení tpnéh tělesa f x Platí hlavně pr tpná tělesa článkvá a pr deskvá tělesa typu KLASIK, která jsu připjena ze strany. Za jmenvité připjení tpnéh tělesa se pvažuje připjení jednstranné shra - dlů. Při tmt připjení je f x = 1. Hdnty pravnéh sučinitele pr L/H < 3 pdle ČSN f x = 1,00 f x = 0,90 f x = 1,00 f x = 0,78 f x = 0,85 Opravný sučinitel na úpravu klí f Při pužití zákrytu tělesa (krasné mřížky apd.) Otpná tělesa knvekční předávají tepl hlavně knvekcí (pruděním) i sáláním. Zakrytím (např. krasnu mřížku) stavíme prud vzduchu překážku a sálání zčásti neb zcela zakryjeme. Ovlivňujeme tím i tepelný výkn tělesa a t následvně. B B+40 B B+40 B B B min. 70 min. 40 B B/2 B B kvvá deska f = 0,96 f = 0,92 f = 0,87 f = 0,90 f = 0,85 f = 1,10

7 Pužívání zákrytů tpných těles plných neb s prlisy a s tvry pr vstup a výstup vzduchu apd. Umístění tělesa pd parapetní desku pr deskvá tpná tělesa má vzdálenst hrníh kraje tělesa d spdníh kraje parapetu nemalý vliv na jeh výkn. Na grafu lze vidět snížení výknu jedntlivých typů deskvých tpných těles v návaznsti na výšku parapetu nad tpným tělesem. U vícedeskvých těles je vhdné prt instalvat alespň s míru větší než 150 mm. pravný činitel f 0,5 0,6 0,7 0,8 0, výška perapetu nad tělesem (mm) typ 33 typ 21 typ 10 typ 22 typ 11 Opravný sučinitel na pčet článků f n U tpných těles článkvých je udáván výkn z měření 10 ti článků. Z téhé hdnty je ptm dvzem výkn 1 článku (tepelný mdul). U těles s méně než deseti články se bude výkn zvyšvat a u těles s více jak deseti články zase snižvat. Průběh pravnéh sučinitele na pčet článků f n u článkvých tpných těles lze zjistit ze vztahu ( ) kde n je navrhvaný pčet článků tělesa Opravný sučinitel na umístění tělesa v prstru f p f = 1,00 p f = 0,95 p f = 0,90 p Nejvhdnější umístění tělesa v místnsti je vždy pd kn neb k chlazvané stěně. Jestliže umístíme těles na nechlazvanu bční stěnu neb na prtilehlu stěnu změní se rzlžení teplt v prstru a také výkn tělesa. Opravný sučinitel na umístění tpnéh tělesa v prstru pr všechny druhy tpných těles vyjma pdlahvých knvektrů (platí pr t i = 5 až 24 C) Umístění knvekčních tpných těles Prudění chladnéh a tepléh vzduchu je dán především umístěním chlazvaných plch tzn. bvdvých stěn, ken a venkvních dveří a na umístění a veliksti tpných těles. Chladný vzduch, který prudí d prstru místnsti spárami v knech klesá k pdlaze a tím vytváří pměrně velku blast lkální tepelné nephdy. Tím že tpné těles umístíme pd kn, hřátý vzduch d tělesa stupá nahru, sráží chladný prud a brací jeh tk vzhůru. Dalším zdrjem chladu je chladné sálání kenní výplně. Pkud umístíme těles pd zdrj tht chladu, bude jeh chladné sálání kmpenzván sáláním tepla z tělesa. Z th vyplývá, že je nezbytné umisťvat tpná tělesa vždy pd kn a délku tělesa vlit přinejmenším stejnu jak je šířka kna. Pkud tut délku nemůžeme ddržet, vlíme délku minimálně 2/3 šířky kna.

8 Špatně umístěné těles Dbře umístěné těles 3. Sálavá tpná tělesa D tét skupiny patří tpné plchy: - zabudvané d stavební knstrukce jak pdlahvé, stěnvé, strpní; - samstatná sálavá tělesa jak sálavé panely, sálavé pdhledy a lkální tělesa infrazářiče. Ve zkratce uvedeme alespň dva typy sálavéh vytápění Pdlahvé vytápění Pr vytápění místnstí v rdinných a bytvých dmech se pužívá převážně vytápění pdlahvé. Otpná plcha je sučástí stavební knstrukce. Pdlahvým vytápěním můžeme dsáhnut téměř ideálníh tepltníh prfilu ve vertikálním směru i rvnměrné teplty v celé plše místnsti. Nevýhdu je velká tepelná setrvačnst, nehdí se pr přerušvaný prvz vytápění. Z hygienických a fyzilgických hledisek musíme ddržvat maximální pvrchvé teplty nášlapné vrstvy pdlahy a t: C bytné místnsti, administrativa C krajvé zóny (pd kny), kupelny, bazény Tepelný výkn 1 m 2 využitelné pdlahvé plchy se phybuje v rzmezí cca 80 až 100W. Jak pdlahvé krytiny jsu nejvhdnější krytiny s vyšší tepelnu vdivstí. K takvým patří keramická dlažba či desky s přírdníh neb uměléh kamene, PVC, dřevěné krytiny s tlušťku d 8mm. Pužít lze i jiné krytiny, jejich dpr kladený při přestupu tepla však nesmí překrčit hdntu 0,15 m 2 K/W. Stěnvé vytápění Ve vztahu k mikrklimatu vytápěné místnsti má stěnvé vytápění bdbné přednsti jak vytápění pdlahvé. Stěny místnsti jsu tepelně aktivvány pmcí stěnvých tpných registrů umístěných pd mítku. V místnsti se stěnvým vytápěním se minimalizuje cirkulace vzduchu. Vyrvnání teplt stěn půsbí příznivě na lidský rganismus. Teplta pvrchu stěny v bytných místnstech nemá přesáhnut 35 C. U prefabrikvaných elementů stěnvéh vytápění se maximální teplta tpné vdy uvádí 45 C. Oprti pdlahvým teplvdním systémům se systémy stěnvé vyznačují rychlu reakcí na regulační zásah a menším bjemem tpné vdy. Jejich pužití však klade zvýšené pžadavky na vhdnu

9 chlazvanu stavební knstrukci-stěnu. Stěnvé vytápění se mntuje zásadně na vnitřní stranu vnější (bvdvé) stěny, na vnitřní stranu stěny přilehlé k terénu a jen výjimečně na stěny vnitřní. Sálavé panely a pdhledy Tělesa jsu zavěšena pd strpní knstrukcí. Tpným médiem je teplá neb hrká vda a pára. Panely se skládají z mdulů šířce 150 mm a délce d 2 d 6 m. Mduly jsu tvřeny celvu trubku DN 20 - DN 25, která je zalisvaná d hliníkvéh plechu tl. 1 mm. D trubek je přiveden tpné médium. Mduly se spjují d tělesa max. šířce 1200 mm a za sebu d délky pdle ptřeby. Strpní vytápění pmcí sálavých panelů pr průmyslvé, bchdní, splečenské a sprtvní bjekty, vhdné pr celplšný hřev hal nižších a středních výšek i pr průmyslvé haly s prašným (včetně výbušných neb hřlavých prachů) prstředím. Základní přednstí těcht sálavých panelů je velmi rychlá a snadná mntáž, spjvání jedntlivých panelů. 150 tep. izlace trubka DN 25 Al plech 1 mm n x Pdbným systémem je tvřen sálavý pdhled. Tělesa jsu tvřena kazetami, které mají vhdnější design pr pužit í např. v htelvých neb kngresvých halách. Infrazářiče Mhu být plynvé neb elektrické. V nabídce jsu dva typy plynvých zářičů tmavé a světlé. Tmavý plynvý zářič je infračervený zářič, kde spalváním směsi plynu se vzduchem vzniká tepl. Spaliny prudí sálavu trubku, kteru hřejí. Z pvrchu sálavé trubky je ptm předáván tepl převážně ve frmě záření. Jakmile dpadne infračervené záření na pevnu plchu, je absrbván a přitm dchází k hřátí sálanéh pvrchu (pdlaha, stěny, zařízení). Z něh je tepl předáván d klí sáláním a pruděním. Trubice se vyrábějí buď ve tvaru U neb I. Teplta pvrchu při vstupu spalin se phybuje kl 500 C, na výstupu pak C. Střední teplta je tudíž cca 350 C. Zářič je zpravidla zavěšen pd strpem

10 vytápěnéh prstru, příp. na stěně. V pdstatě se skládá z hřáku, ventilátru, sálavé trubky a drazvé plchy (reflektru). Tmavé zářiče mají ve srvnání s knvekčním vytápěním tu výhdu, že vnitřní teplta vzduchu je nižší a přitm teplta vnímaná člvěkem v pracvní zóně je, díky sálavé slžce, velmi příjemná. Světlé plynvé zářiče mají činnu tpnu plchu tvřenu keramickými destičkami. Teplta pvrchu se phybuje kl 900 C. Činná sálavá plcha je tvřena keramicku destičku, na jejím pvrchu prbíhá přímé spalvání plynnéh paliva. Destička má speciální pvrchvu úpravu, díky které je dsažen vyský emisní sučinitel jejíh pvrchu. Předmísením paliva se spalvacím vzduchem prbíhá v injektru plyn si přisává ptřebné mnžství vzduchu bez pužití nucenéh přívdu vzduchu. Dknalé prmísení paliva se vzduchem prbíhá ve směšvací kmře, která zárveň rzvádí hřlavu směs ke keramickým deskám. V deskách jsu vylisvány válcvé tvry, kterými prchází plynvá směs na vnější pvrch desky, na němž prbíhá spalvání. Tepelné sálání z pvrchu desky je usměrněn reflektrem ve tvaru pláště kmléh jehlanu. Spaliny dcházejí d klníh prstru a hřívají svým citelným teplem prstr pd strpem bjektu. Je nutné účinné větrání s dvdem spalin d vnějšíh prstru.