nový a extrémně úsporný stavebnicový systém i 20 IN infracontrol detektor

Transkript

1

2 AGIDA, s.r.o. nabízí nový a extrémně úsporný stavebnicový systém řří ízzeenými i inffrraččeerrveenými i i halogeenovými i zzářři ičči i Theerrmo eecconomy prrojjeeccttorr 20 IN infracontrol detektor Umožžňujjee Podssttatta ssyssttéému s vysokou energetickou efektivitou vytápět nebo temperovat různé průmyslové, výrobní a sportovní haly, zimní zahrady, ustájený dobytek, opravny, historické památky, velkoprostorové objekty jako jsou kulturní nebo církevní budovy, skladové objekty všeho druhu, obchody, plavecké stadiony, filmové ateliéry, muzea, supermarkety, kuchyně, výstavní síně, tržnice a prostory, které je třeba chránit před mrazem. Zabezpečuje tepelnou pohodu v nepravidelně využívaném a venkovním prostředí jako jsou kryté terasy restauraci a předváděcích a přehlídkových ploch. Vhodným použitím těchto zářičů lze provádět i práce za velmi mrazivého počasí. je v cíleném zónovém nebo bodové vytápění bez možnosti ovlivňovat jeho činnost tzv. lidským faktorem. Jeho variabilita je zajišťována plnou nezávislosti a autonomii jednotlivých zářičů. Každý zářič si řídí svůj provoz sám pomoci vestavěné monitorovací a spínací jednotky. Tím v podstatě řídí provozní náklady. Infračervený halogenový zářič ohřívá pouze hmotu a nikoliv vzduch. V budovách mezi stropem a podlahou i při velkých výškách dosahuje rozdíl teplot 2 3 o C. I tento fakt významně ovlivňuje minimalizaci tepelných ztrát. Vhodnou stavebnicovou sestavou lze zajistit uspořádání tak, aby bylo vytápění efektivní a úsporné. Vlaasst tnnoosst tii I. II. III. krátkovlnného infračerveného záření Směrování tepla vzhledem k vlnové povaze záření je s ním možné zacházet podobně jako s viditelným světlem Pronikání vzduchem při vlnové délce záření okolo 1µm Je přeneseno vzduchem prakticky 100 % energie vyzářené ze zdroje vodní páry nejsou překážkou Působení infračervených paprsku na lidské tělo tepelné tj. krátkovlnné infračervené záření je velmi podobné slunečnímu teplu. Až 30 % dopadajícího množství je přenášeno kůži a přímo absorbováno tělem.

3 Zadání: Zajistit dynamicky ohřev prosklené výrobní haly o rozměrech: Výška 8 m, šířka 10 m, délka 18 m, bez zateplení. Normovaná teplota 18 o C, provoz středně těžký, pohyb osob obsluha až pěti strojů, dvousměnný provoz, noční temperování a zajištěno předehřátí pracoviště i strojů ( hydraulika ). Předpokládaná spotřeba tepla 225 W/ m 2 Spotřeba tepla pro zadanou halu 40,5 KW Topná sezóna 198 dnů 4752 hodin 192,5 MWh Koeficient regulace k r 0,7 134,7 MWh Koeficient snížení temperováním k t 0, MWh Spotřeba tepla 363,7 GJ V tabulce jsou zohledněny NOVÉ CENY PLYNU A ELEKTŘINY platné od Spotřeba tepla: 363,7 GJ = 101 MWh Spotřeba paliva: 9622 Zemní plyn (m 3 ) kotel nízkoteplotní ( 89% ) Spotřeba tepla pro zadanou halu 40,5 MW Topná sezóna 198 dnů 4752 hodin 192,5 MWh Koeficient regulace k r 0,5 96,25 MWh Koeficient temperování a předeh. k tp 0,55 53 MWh Spotřeba tepla 190,6 GJ Spotřeba tepla 190,6 GJ 53 MWh Spotřeba paliva kwh Infrazářiče IN 20

4 Přepočtená tabulka nákladů na vytápění podle zadané spotřeby Druh paliva výhřevnost, tarif cena paliv v Kč Spalovací zařízení průměrná účinnost Ostatní náklady Kč/rok Cena tepla kč/kwh Spotřeba paliva/rok Celková cena/rok 1,49/kg Klasický kotel na uhlí 0, kg ,- Černé uhlí 2,19/kg Klasický kotel na uhlí 0, kg ,- ( 23,1 MJ/kg ) Kookkss 4,09/kg Klasický kotel na koks 0, kg ,- 0,93/kg Kotel na zplyňování 0, kg 58858,- dřeva 3,5/kg Kotel na zplynování 0, kg ,- dřeva 3,25/kg Kotel na pelety 0, kg ,- 12,6/kg Kotel na štěpku 1, kg ,- 0,63526 / kwh Kotel běžný ( 89% ) 0, kW h 22868m ,- 21/ kg Kotel běžný ( 86% ) 1, kg ,- 13,8 / kg Kotel na ELTO (89%) 1, kg ,- 0,8/kWh + 300,-/měs. S akumulační nádrží ( 93% ) 0, kwh ,- 1,1/kWh +498,-/měs. Přímotopné panely ( 98 % ) 1, kwh ,- 1,0/kwh + 172,-/měs. Průměrný top. fakt. 3 0, kwh 66231,- 350 GJ účinnost 98 % 1, GJ ,- 1,1 účinnost 98 % 1, kWh 58300,-

5 Náklady: Hnněěddéé uuhhl líí , ,- Kookkss ,- Dřřeevvoo 58858,- Dřevěné brikety ,- ŠŠt těěppkkaa ,- ZZeemnní í ppl lyynn ,- PPrrooppaann ,- LLeehhkkýý tooppnnýý t ool leej j EE , , , , ,- Řízzeenýý inffrraazzáářř i 2200IIN 58300,- Daal lšší í nnáákkl laaddyy vv Kčč... Náákkl laaddyy nnaa ppr roovvoozz aa úúddr ržžbbuu Náákkl laaddyy nnaa maanni ippuul laacci i,,, ddooppr raavvuu aa ppř říppr raavvuu tooppnnééhhoo t mééddi iaa Náákkl laaddyy nnaa mzzddyy oobbssl luužžnnééhhoo ppeer rssoonnáál luu Náákkl laaddyy nnaa ssnni ižžoovvaanní í eemi issí í aa ssppáádduu Náákkl laaddyy nnaa ssaannkkccee zzáákkoonnnnýýcchh ooppaat třeenní í kk oocchhr raanněě žži ivvoot tnní íhhoo ppr roosst třeeddí í Náákkl laaddyy nnaa ppr roohhl líddkkyy,,, reevvi r izzee aa kkoonnt trool lyy Daal lšší í

6 PEVNÁ PALIIVA T o C ELTO olej koks černé uhlí hnědé uhlí dřevo t min. PLYNNÁ PALIIVA,, CZT A TEPELNÁ ČERPADLA T= o C CZT tep.čer p propan ze.plyn t = min. ŘÍÍZENÉ IINFRAZÁŘIIČE 2200 IIN T = o C 20 IN t

7 Demonssttrattiivníí halla pro porovnáníí jjednottlliivých ttopných médií Rozměry haly: 10 m x 18 m = 180 m 2 Na 1m W 180 x 225 = W tj. 20 ks 20 IN 20 = 40 kw K rozvaděči RSO kabel CYKY 5C X 1,5 20IN 20IN 20IN 20IN kabel CYKY 5C X 1,5 20I N 20I N 20I N 20IN kabel CYKY 5C X 1,5 20IN 20IN 20IN 20IN kabel CYKY 5C X 2,5 20IN 20IN 20IN 20IN kabel CYKY 5C X 2,5 20IN 20 IN 20 IN 20 IN

8 Vytápění rozlehlých a vysokých prostor přináší často řadu problémů a může být i neúměrně finančně náročné. Zejména pokud je nainstalován otopný systém, který není optimální z hlediska udržení požadovaných teplot v pracovní zóně, neodpovídá vlastnostem objektu a způsobu jeho využívání. Potom dochází ke zbytečnému vytápění hluchých míst, k vysokým tepelným ztrátám, špatnému rozdělení teplot ve vytápěném prostoru. Jednou ze základních podmínek pro efektivní vytápění rozlehlých a vysokých prostor je volba správného systému s ohledem na konstrukci a způsob využívání prostor.vytápěcí sálavé soustavy s použitím infrazářičů můžeme považovat za energeticky úsporné.vytápění spočívá v jednoduchém systému tzv. sálání. Zdroj vyzařuje infračervené paprsky, (elektromagnetické vlnění). Tyto paprsky se šíří přímočaře prostorem a teplo vzniká teprve při dopadu na těleso.na člověka působí sálavé vytápění v halách převážně nepřímo, neboť se nejdříve. Vzduch, kterým prochází infrazáření nepohlcuje žádné záření, pouze nepatrná část záření ohřívá vodní páry, částice prachu. Nedochází k výrazným ztrátám vlivem ohřevu okolního vzduchu. Elektromagnetické záření Elektromagnetická záření různých typů jsou si podobná, ale liší se vlnovou délkou. Tepelné záření je definováno jako část spektra s vlnovými délkami od 10 7 do 10 4 m. Elektromagnetické záření v této oblasti se nazývá sálání. Rozdělleníí iinffrazářiičů z hllediisska použiittého médiia Médium Teplo (pára, horká voda) Teplo (spaliny, horký vzduch) Plyn Rozdělení infrazářičů Základní typy tmavé světlé kombinované stropní sálavé panely sálavé vytápění recirkulovanými spalinami sálavé teplomety kompaktní infrazářiče infrazářiče s pórovitou deskou katalytické infrazářiče Olej olejové sálavé teplomety Elektrická energie tmavé světlé primární sálavá plocha keramická pórovitá deska, sekundární sálavá plocha postranní křidélka elektrické sálavé panely infrazářiče s kovovým pouzdrem infrazářiče s reflektorovou žárovkou infrazářiče s Si trubicí infrazářiče s trubicovitou Si lampou Řízené infračervené halogenové zářiče 20 IN Thermo economy projector infracontrol detector Elektrické infrazářiče Elektrické infrazářiče patří z hlediska předávání tepla sáláním k nejefektivnějším způsobům vytápění. Jejich princip je velmi jednoduchý. Elektrický proud prochází tělesem s vysokým odporem. Vzniklé záření se odráží do požadovaného prostoru pomocí reflexních ploch. Používají se v objektech občanské vybavenosti, v administrativních budovách, ve školství, v průmyslu a zemědělství, v bytové zástavbě.

9 Typy eel leekttrri icckýcch inffrrazzářři i iččů,, vlassttnosstti i a parrameettrry Charakteristika Typ 1 Typ 2 Typ 3 Typ 4 Materiál Grafitový nebo Ni Cr drát Relativní tepelná intenzita [kwm -1 ] Odporová [ C] Ni Cr slitina W drát Ni Cr slitina Nízká, 1 Střední, 2,4 Vysoká, 1,25 3,75 teplota Teplota obalu [ C] Sálavá účinnost 1) [ - ] 0,7 0,8 0,58 0,86 0,81 Čas zahřátí [s] Několik sekund 60 Svítivost, světlo viditelné Odolnost vůči tepelným rázům Odolnost vibracím Odolnost nárazům Odolnost vůči větru 2) Žádná Velmi nízká, tmavočervená Vysoká, 8 lum.w -1 Výborná Výborná Výborná tepelně odolné sklo Střední až vysoká, 2,9 Nízká, oranžová Výborná vůči Střední Výborná Střední Střední vůči Výborná Výborná Střední Malá Malá Malá Výborná Střední Montážní pozice Libovolná Libovolná Libovolná Horizontální 3) Obalový materiál Ocelová slitina Ocelová slitina Běžné nebo teplovzdorné sklo Přizpůsobivost Široký rozsah Wm -2 délek a napětí Předpokládaná životnost [h] Široký rozsah Wm -2 délek a napětí Limitované do 125 až 250 a 375 W na 120 V Nad Nad Průsvitný Si Široký rozsah Wm -2 délek a napětí, 1 délka pro každou kapacitu T yy pp 55 1) jen součástky, 2) mohou být chráněné, 3) pro jiné než horizontální použití nutno opatřit podpěrami

10 Tmavé elektrické infrazářiče Elektrické sálavé panely - Typ 1. Pracují na principu ohřevu činné plochy sálavého panelu na teplotu 100 až 200 C. Jsou tvořeny z cca 25 mm hrubého pozinkovaného ocelového panelu s grafitovým nebo niklo - chromovým vytápěcím prvkem. Normální teploty vyzařujícího povrchu jsou C. Mohou být uloženy a připevněny různými způsoby. Světlé elektrické infrazářiče U světlých infrazářičů je zdrojem sálání buď keramické tělísko nebo kovová trubička s keramickou náplní. Tělísko nebo trubička se odporově zahřívá na teplotu 400 až 800 C. Do vytápěného prostoru jsou tepelné paprsky vysílané zdrojem usměrňovány rotačním nebo korýtkovým reflektorem, který je vyroben z lesklého kovu. Infrazářič s kovovým pouzdrem Infrazářič s kovovým pouzdrem - Typ 2 je složený z Ni Cr drátu uloženého v žáruvzdorné a elektricky izolační hmotě, která je obalena kovovou trubicí. Tyto prvky mají výbornou odolnost proti tepelným šokům, vibracím a nárazům a mohou být instalovány v libovolné poloze. Při plném napětí dosáhne pouzdro povrchovou teplotu C. Infrazářiče obsahují reflektor, který usměrňuje záření. Infrazářič s reflektorovou žárovkou Infrazářič s reflektorovou žárovkou - Typ 3 je vybaven wolframovým vláknem. Některými svými vlastnostmi se přibližuje bodovému zdroji záření. Vlákno je uzavřené v tepelně odolném, průhledném, mléčném nebo červeném skleněném obalu, který je zevnitř částečně postříbřený, a tím tvoří účinný reflektor. Infrazářič s křemíkovou trubicí Infrazářič s křemíkovou trubicí -Typ 4 má stočený Ni Cr drát, který je upevněn uvnitř nevakuované Si trubice, která je uzavřena porcelánovými nebo kovovými bloky. Tyto infrazářiče jsou málo odolné proti nárazům a vibracím, ale velmi dobře odolávají prudkým teplotním změnám. Musí být instalovány v horizontální poloze a většinou se montují s osvětlujícím tělesem obsahujícím reflektor. Rozsah operačních teplot je C pro cívku a přibližně 650 C pro trubici. Infrazářič s trubicovou Si lampou Infrazářič s trubicovou Si lampou - Typ 5 se skládá z trubice taveného Si o průměru 9,5 mm, která je naplněna inertním plynem. Uvnitř trubice je stočené wolframové vlákno, oddělené od stěn trubice tantalovými přepážkami. Konce vlákna jsou uložená v utěsňovacím materiálu na koncích obalu. Montují se horizontálně, aby se minimalizovalo prohýbání cívky a jako ochrana před přehřátím utěsňovacího konce. Vlákno pracuje při teplotách okolo 2230 C, povrchová teplota obalu je cca 590 C.

11 Řízené infračervené halogenové zářiče THERMO ECONOMY PROJECTOR 20 IN INFRACONTROL DETECTOR Sálavé vytápění halogenovými infrazářiči s krátkovlnným IR zářením 1,2 µm, kde tepelný paprsek má účinnost % a dosah 3 8 m / 1 sec. Vestavěná detektorická regulace zajišťuje komfortní a přitom úsporné vytápění pracovní nebo pohybové zóny, bodu nebo člověka s možnosti temperování a předehřívání těchto zón. Zařízení je mobilní i statické s velkou mírou flexibility. Jednoduchá montáž je možná na běžnou síťovou soustavu. Výpočtová metoda Spotřeba tepla vytápěného a větraného objektu se počítá podle ČSN s přihlédnutím k nižší teplotě vzduchu (t i ). Základem je tedy rozdíl mezi teplotou vnitřního a vnějšího vzduchu. Pro výslednou teplotu prostředí platí vztah: t g = (t i + t s ) / 2 ( C) t g výsledná teplota t i vnitřní teplota vzduchu t s teplota sálavá (účinná teplota okolních ploch

12 Podmíínky pro ússpěššnou iinssttallacii iinffrazářiičů vhodná volba otopné soustavy, která odpovídá potřebám osob pracujících v hale, probíhajícím výrobním procesům, citlivosti skladovaného zboží, atd, při instalaci světlých zářičů je třeba respektovat přípustné výšky zavěšení a minimální vzdálenosti od hořlavých předmětů. U nás platí norma ČSN Výpočet vytápění infračervenými zářiči, která určuje nejmenší přípustné výšky zavěšení a největší přípustné rozteče zářičů, atd. (pouze u plynových ).

13 Výhody využití infrazářičů teeppl t lloot taa vvzzdduucchhuu jjee j ppoodd vvnní ímaannoouu teeppl t lloot toouu,, ppr root too jjssoouu j nni iižžšší í teeppeel t llnnéé zzt tráát tyy bbuuddoovvyy,, nneezzppůůssoobbuuj jjee ppr růůvvaann,, ssnni iižžuuj jjee ssee vví ířeenní í ppr raacchhuu vv zzóónněě ppoobbyyt tuu,, kkr ráát tkkáá ddoobbaa nnáábběěhhuu ssyysst téémuu,, ppr roosst toor ryy ssee ryycchhl r llee vvyyt tooppí í nnaa ppoožžaaddoovvaannoouu teeppl t lloot tuu,, ddoobbr ráá moožžnnoosst t reegguul r llaaccee,, vvyyt tvváář říí teeppeel t llnnoouu ppoohhoodduu ppř ři ii reel r llaat ti iivvnněě nní ízzkkýýcchh ssppoot třeebbáácchh eenneer rggi iiee,, vvýýhhooddnnéé jjee j ppoouužži iit tíí vv oobbj jjeekkt teecchh ss hhoor ršší ími ii teeppeel t llnněě teecchhnni t iicckkýými vvl llaasst tnnoosst tmi ii,, iinnf i fraaččeer rvveennéé zzáář řeenní í jjee j ppoocci iiťťoovváánnoo jjaakkoo j ppř říj jjeemnnéé teeppl t lloo,, nneeddoocchháázzí í kk žžááddnnýým těěl t lleessnnýým zzměěnnáám,, jjee j ppoot třeebbaa ppoouuzzee jjeeddeenn j ppř řívvoodd eenneer rggi iiee aa jjeeddeenn j ooddvvoodd ssppaal lli iinn,, ssyysst téém ppr raaccuuj jjee tééměěř t ř nneehhl lluuččnněě,, mi iinni iimáál llnní í nnáákkl llaaddyy nnaa úúddr ržžbbuu aa moonnt táážž.. Sálavé vytápění se vrací k principu, jenž je pro člověka a přírodu nejpřirozenější. Elektromagnetické vlny vyzařované sálavým panelem, stejně jako sluneční záření, prostupují vzduchem a aniž by ho ohřály, dopadají na pevné předměty, jimž předávají svoji energii a ohřívají je. Stejně jako na naší planetě se ohřívá vzduch výhradně od země, tak je i ve vytápěných prostorech vzduch ohříván od podlahy, strojů, předmětů a i živých organismů. 1.1 Porovnání teplovzdušného a sálavého principu Při teplovzdušném vytápění vysoké haly je teplý vzduch vháněný do vysokého prostoru. Stoupá jako kouř z ohně vzhůru, aniž by teplo předal předmětům, živým organismům anebo podlaze. Do pracovní zóny se teplý vzduch dostává až po naplnění celé haly. Čím je objekt vyšší, tím je teplovzdušný způsob vytápění méně efektivní. Některé extrémně vysoké objekty takto nelze vytopit. Studený vzduch, jenž do haly proniká netěsnostmi a jenž vzniká kontaktním ochlazováním od střešní konstrukce, světlíků a oken je těžší a tak se rozlévá po podlaze. Pokud hala není neustále promíchávána, vzniká zde efekt, jenž můžeme pozorovat ve sklepních místnostech nebo v mrazících boxech, kdy teplota vzduchu klesá s klesající výškou a nejstudenější je podlaha.

14 Sálavý princip přemění energii paliva na směrované záření, jenž prochází vzduchem beze ztrát a po dopadu na jakoukoli hmotu se přeměňuje v teplo a ohřívá ji. Vzduch se ohřívá teprve od zahřáté podlahy, předmětů a živých organismů, v jejich bezprostřední blízkosti je nejteplejší. Ohřátá podlaha a pocit jako na sluníčku (pracujeme ovšem s daleko menší intenzitou záření) vytváří velmi příjemné pracovní prostředí. To platí v případě, že jsou zářiče vhodně navrženy (viz 2. kapitola - Výška zavěšení zářičů a prostředí). Sálavé vytápění je ve své podstatě velice úsporné a pokud je systém dobře vyprojektován, je ve vytápěné hale velmi příjemné pracovní prostředí. Často se však setkávám s opačným názorem lidí pracujících pod zářičem. Hlavním důvodem je často nevhodné umístění zářiče s velkým výkonem z malé plochy. Porovnáváme-li sálavé vytápění a pobyt na slunci, musíme si uvědomit fakt, že intenzita slunečního záření na zemi a ve výšce dvou metrů je naprosto stejná, na rozdíl od zářičů. U lineárních systémů vzroste intenzita záření na polovině vzdálenosti od zářiče dvakrát, u bodových zdrojů dokonce čtyřikrát. Pokud se nám intenzita záření takto zvětšuje s výškou, nastává problém v tom, že i když je u nohou vyšší teplota vzduchu, je zde nižší pocitová teplota než v úrovni hlavy. Je to způsobeno velikým rozdílem energií dopadajících na jednotku plochy v těchto dvou rovinách. Člověk je zvyklý na to, že jeho nohy jsou v teple. Pokud svítí slunce, je v bezprostřední blízkosti země teplota vzduchu vyšší řádově o desítky C a intenzita záření je stejná jako na hlavě. Velmi nepříjemné pracovní prostředí, kdy je teplo na hlavu a na nohy zima dokážeme vytvořit i zářičem, jenž má minimální výkon - když ho nevhodně umístíme. Pokusím se zde tento problém vysvětlit a popsat zde své vlastní zkušenosti. Pro projektanty zde uvádím některé jednoduché algoritmy pro každodenní praxi. Ty mi umožňují provádět výpočty z hlavy, přímo v hale, jež se má vytápět (omlouvám se odborníkům za zjednodušování a absenci rozsahu mých tvrzení). 2.1 Intenzita záření - jak ji určit Intenzita záření je bezesporu nejdůležitější ukazatel při hodnocení sálavého systému z hlediska pohody na pracovišti. Je to vlastně sálavá energie dopadající na jednotku plochy a tak ji velmi jednoduše vypočteme. Určíme, jakou plochu zářič pokryje sáláním a tímto číslem podělíme jeho jmenovitý (sálavý) výkon. To nám dá reálnou představu o průměrné intenzitě záření v určité hladině (vzdálenosti) od zářiče respektive od bodového zdroje.

15 Kompaktní a tmavé trubkové zářiče mají velmi podobnou rozptylovou charakteristiku - viz předchozí obrázek. V příčné rovině zářič sálá zhruba do úhlu 40 až 50 od normály. V podélné rovině je tento úhel asi 15. Ve většině případů můžeme rozptyl v podélné rovině zanedbat a plochu pokrytou zářením vypočítáme jako: 2 * vzdálenost zářiče * délka zářiče. Při použití bodových zdrojů záření má osálaná plocha tvar kruhu, kde r = vzdálenost od zdroje. Takto vypočtená intenzita je průměrná v uvažované ploše, odchylka (větší intenzita ve středu plochy, nižší intenzita na kraji plochy) by ale neměla být větší než 6 15 % u lineárních zářičů ( kompaktní a tmavé ) a zhruba 6 30 % u bodových zdrojů záření. Jako příklad zde uvedu srovnání intenzity sálání lineárního zářiče a tří bodových zdrojů : Vytápíme halu dlouhou 36 metrů, širokou 12 metrů, výška 6,5 metru (vhodná pro sálavé vytápění). Potřebný instalovaný výkon vypočteme na 72 kw (na 1 m 3 je to 25 W výkonu). V prvním případě použijeme zářič délky 30 metrů s nastaveným výkonem : 72 kw. V druhém případě uvažujeme tři zdroje ( světlé zářiče) o výkonu 72 / 3 = 24 kw. Zářiče jsou zavěšeny ve výšce 6 metrů nad podlahou. Velikost ozářené plochy : Lineární zářič Bodové zdroje Na podlaze : (2 x 6,0) * 30 metrů = 360 m 2 (6,0 * 6,0) * 3,14 = 113 m 2 Ve výšce 3,0 m : (2 x 3,0) * 30 metrů = 180 m 2 (3,0 * 3,0) * 3,14 = 28 m 2 Ve výšce 4,5 m : (2 x 1,5) * 30 metrů = 90 m 2 (1,5 * 1,5) * 3,14 = 7 m 2 Intenzita na podlaze: 72 kw / 360 m 2 = 200 W / m 2 24 kw / 113 m 2 = 215 W / m 2 3,0 m od zdroje: 72 kw / 180 m 2 = 400 W / m 2 24 kw / 28 m 2 = 860 W / m 2 1,5 m od zdroje: 72 kw / 90 m 2 = 800 W / m 2 24 kw / 7 m 2 = W / m 2 - U lineárních zářičů vzroste intenzita záření na polovině vzdálenosti 2 krát - U bodového zdroje vzroste intenzita záření na polovině vzdálenosti 4 krát Dovoluji si upozornit na to, že maximální přípustná teplota na konstrukci jeřábu je 45 C (dle jeřábové normy). Sluneční záření má průměrnou intenzitu okolo 800 W / m 2 a v létě skrze světlík jeřáb lehce ohřeje na 70 C. V zimě to samozřejmě není tolik, ale 30 až 40 C lze na konstrukci spolehlivě naměřit. Pokud se chceme výpočtem ještě více přiblížit realitě, musíme brát v úvahu typ zářiče a takto vypočtenou hodnotu vynásobit jistým koeficientem ( účinností distribuce záření?). Při volbě tohoto čísla bereme v úvahu sálavou účinnost zářičů, to je poměr energie sálání do požadovaného směru a jmenovitého výkonu zářiče.

16 U světlých zářičů - tento koeficient značně závislý na kvalitě výrobku samotného. Výrobce většinou udává 100% účinnost zářičů, ale pro naše potřeby musíme uvažovat s tím, že minimálně 30 až 50 % výkonu jde do teplého vzduchu. Část záření jde do stran a vzhůru (zvláště v případě, že je zářič nakloněn). Pro naše potřeby volíme koeficient 0,4 až 0,5. U tmavých zářičů jsou komínové ztráty zhruba 20 až 30 % a záření je směrováno reflektorem. Zde hodně záleží na stavu a čistotě této odrazné plochy. V případě nového zářiče je tento koeficient zhruba 0,6 až 0,7. Pokud je zářič v normálním provozu a pokud je reflektor pravidelně čištěn a vyměňován, můžeme se pohybovat v rozmezí 0,5 až 0,6. Kompaktní systémy mají komínové ztráty 2 až 4 %. Jejich sálavá účinnost je díky izolovanému krytu velmi vysoká. Tyto zářiče ale někdy mají plochou charakteristiku rozptylu (účinný úhel vyzařování je větší jak 45 od normály, ve směru normály je intenzita technicky snižována) a tak je ozářená plocha větší. Dle výrobku volíme koeficient 0,8-0, Intenzita záření - přepočet výkonu na 1 metr délky zářičů Konkrétní těleso je velmi dobře charakterizováno sálavým výkonem z jednoho metru. Jak se mění délka zářiče konkrétního typu, tak se mění jeho celkový výkon. Využijeme toho, výpočet se zjednoduší, když u daného typu zářiče vypočteme výkon z jednoho metru a ten dělíme šířkou osálaného pásu, případně šířkou plochy v pracovní rovině. Výkon zářiče z jednoho metru přímo určuje minimální výšku jeho zavěšení Pokud výkon zářiče lineárně roste s jeho rostoucí délkou, můžeme u daného typu zářičů provádět výpočet intenzity záření bez ohledu na konkrétní délku.s rostoucí výškou zavěšení se snižuje poměr intenzity záření na podlaze a v pracovní zóně - naštěstí. 2.3 Intenzita záření - hygienická norma a zkušenosti s různými druhy zářičů Hygienická norma celkem moudře omezila intenzitu záření ve vytápěných halách na hodnotu 200 W na jeden metr plochy. Je sice pravda, že sluneční záření má intenzitu mnohem vyšší (zhruba 800 W na m 2 ) a je dosti dobře snesitelné, ale podmínky v interiéru a ve volném prostoru jsou úplně jiné. To si dobře uvědomíme, když jsme několik minut zavřeni ve stojícím automobilu. Pro určení maximální zátěže lidí je však kromě vlastní intenzity velmi důležitý způsob směrování záření. Popíši zde tři druhy sálavých systémů a pokusím se vysvětlit, jak je to možné, že i při zhruba stejné intenzitě záření v pracovní zóně, mají naprosto rozdílný komfort pracovního prostředí. Jako příklad uvedu návrh sálavého vytápění haly o rozměrech 12 x 12 metrů se střední výškou 6 metrů. Odhadnu ztráty pomocí oblíbeného vzorečku pro výpočet instalovaného výkonu a to tak, že objem haly ( 860 m 3 ) vynásobím 25 W na 1 m 3. Výsledek zaokrouhlím podle katalogu výrobků a zvolím tělesa o výkonu 24 kw. Zatím nedělám (velkou) chybu. Konstrukce haly mi tedy umožní zavěšení bodových zdrojů do 6,5 metru nad podlahou. V každém případě mi výrobce garantuje minimální výšku zavěšení. Pokud by v hale nežili lidé (třetinu života), bylo by všechno v pořádku. Jedná se však o výrobní halu a je zde několik stálých pracovišť, a tak u všech alternativ provedu kontrolní výpočet intenzity sálání Bodové zářiče o celkovém výkonu výkon 24 kw, výška zavěšení 6,5 metru Zvolím referenční hladinu ve výšce ramen - 5 m od zářičů. Účinnost distribuce záření do pracovní zóny ze zkušenosti zvolím 50% (a to leckterému světlému zářiči fandím). Plocha referenční hladiny je : 5 x 5 x 3,14 = 80 m 2 Intenzita v pracovní zóně je : W / 80 m * 50 % = 150 W / m 2

17 Jak už jsem se zmínil, horní hranice přípustné intenzity záření je dle hygienické normy 200 W na m 2. U bodových zdrojů záření je moje osobní zkušenost výrazně jiná. Měl jsem tento zářič v kanceláři. Byl na kolečkách, a tak pro mě nebyl problém si nastavit jakoukoliv intenzity záření (samozřejmě měřenou cejchovaným přístrojem). Zkoušel jsem si na sobě pracovní prostředí, jenž jsem projektoval pro jiné. Výsledkem těchto pokusů je moje subjektivní stupnice snášenlivosti sálání (přicházejícího z jednoho bodu: -25 W / m 2 na prahu citlivosti pokožky - 25 až 75 W / m 2 příjemné pocity, lze trvale snášet - 75 až 125 W / m 2 příjemné pocity, ne však trvale až 150 W / m 2 nepříjemné pocity, trvale snesitelné, lze vydržet až 175 W / m 2 dvacet minut a dost, vhodné pro rozmrazování W / m 2 a více pár minut a začínám se připalovat Tyto hodnoty platí pro práci v sedě (u počítače), bez možnosti se otočit a nebo popojít někam jinam. Pokud bych měl trávit třetinu svého života pod zářičem jenž sálá z jednoho místa, intenzita sálání by nesměla překročit 100 W na m 2 ( při 18 C teploty vzduchu ). Intenzita v pracovní zóně by byla zhruba : 24 kw / (2 x 5 m x 8 m) * 0,6 = 180 W / m 2 V daném případě ani toto řešení není vhodné z hlediska pracovního prostředí. Celá referenční hladina je na hranici snesitelnosti.

18 I když tato hodnota intenzity sálání není (dle mé subjektivní stupnice snášenlivosti bodového zdroje) hodnocena příliš lichotivě, mohu prohlásit, že při takovémto způsobu vytápění bude hala vykazovat velmi příjemné pracovní prostředí Porovnání jednotlivých řešení Zásadní rozdíl porovnávaných systémů je ve velikosti vlastní ozařované plochy : V případě použití bodového zdroje sálání, na hlavu dopadá záření z jednoho směru. Přímo pod zářičem ohřívá jen temeno. Pokud se na zářič díváme ze strany, ohřívá nám jen obličej. Pokud k němu stojíme bokem či zády, je ohříván buď jen zátylek nebo jen jedno ucho. Zvětšení plochy, na kterou dopadá záření, neplatí jenom pro hlavu. Při použití bodového zdroje záření je vztažná plocha skutečná rovina. Při použití velkoplošného zdroje je vztažnou plochou celý povrch. V hale je to vlastně celá plocha podlahy včetně všech strojů, materiálu, nerovností atd. Člověk samozřejmě také vnímá rozdíl v ozáření jednotlivých částí těla. Čím více je směrů, odkud na člověka současně dopadá záření, tím větší může být jeho celková intenzita. Velmi zhruba plati 1. U bodového zdroje záření je maximální dovolená intenzita : 100 W / m 2 2. Pokud na člověka dopadá záření v jedné rovině plynule pootočeno alespoň o 90, lze připustit celkovou intenzitu sálání do : 150 W / m 2 3. U velkoplošného zdroje, kdy záření dopadá ve všech rovinách plynule pootočeno, lze připustit celkovou intenzitu sálání : 200 W / m Sálavá složka - co to je, a jak zjistit její velikost Velmi zjednodušeně řečeno, sálavá složka vyjadřuje rozdíl mezi teplotou okolního vzduchu a teplotou tělesa, na které dopadá záření. Mnozí lidé často hovoří o tom, že na sluníčku naměřili třeba 60 C. Tato teplota je samozřejmě závislá na tom, jak sluníčko pálilo, ale také na tom, z jakého materiálu byl teploměr, případně jeho kryt. Rozdíl teploty na slunci a ve stínu je vlastně sálavá složka. Sálavou složku budeme měřit ve K a pro naše účely ji budeme chápat jako rozdíl mezi pocitovou teplotou a teplotou okolního vzduchu Takovéto použití samozřejmě předpokládá že zanedbáme

19 rychlost proudění vzduchu (což si v halách vytápěných sálavým systémem můžeme dovolit) a též očekáváme jednotný mundúr všech zaměstnanců a stejně nastavenou termoregulaci. Je jasné, že sálavá složka je úměrná intenzitě dopadajícího záření. Mám k dispozici spoustu měření teplot na ocelové desce položené v určité vzdálenosti od zářiče, ale zde se jedná o člověka a ten představuje velmi složitý systém na to, abychom mohli cokoli vědecky měřit (těžko například lze při teplotě vzduchu 20 C naměřit na pokožce člověka vzdáleného pět metrů od zářiče teplotu 23 C, no, to by nebylo ze života). Mě samotnému se osvědčil velmi jednoduchý výpočet sálavé složky, kupodivu je v souladu s měřeními. Sálavou složku u lineárního zářiče vypočítáme tak, že výkon zářiče z jednoho metru (v kw) dělíme vzdáleností od zářiče a celé to vynásobíme 10. Tento výpočet můžeme provádět z hlavy a to je někdy moc důležité. Pro další výklad jsem vypočtené hodnoty zaznamenal do přehledné tabulky. Zelenou barvou jsem označil prostor, kde by se lidé budou cítit příjemně. Modrá barva znamená, že sálavý systém není plně využit, žlutá a červená jsou barvy latentních úpalů a nepříjemných pocitů. Tabulka - Hodnota sálavé složky v závislosti na výkonu z 1 metru zářiče a vzdálenosti od zářiče (uváděná výška nad podlahou dává smysl barevnému značení) : při použití světlých zářičů je možné tuto tabulku upravit dle intenzity záření zářič o výkonu 6 kw na 1 metr délky můžeme vytvořit tak, že dáme vedle sebe dva zářiče o výkonu 3 kw / m (zhruba to platí, když jejich vzájemná vzdálenost není větší jak vzdálenost vyšetřovaného místa od zářiče) pro další úvahy a pro zjednodušení jsem stanovil referenční hladinu ve výšce 2 metry 2.5 Pocitová teplota Jak již bylo naznačeno, pocitová teplota je subjektivní veličina a vyjadřuje, jak je komu teplo a nebo zima vůči teplotě vzduchu. V různém prostředí můžeme mít stejnou pocitovou teplotu. Rozhodující měrou je závislá na teplotě okolního vzduchu. Pokud je člověk v proudu sálavé energie, má pocitovou teplotu vyšší, pokud je v proudu vzduchu (na větru) tak ji má nižší. Záleží také na tom jak je ustrojen, jaká je vlhkost vzduchu, jak se vyspal a podobně. Jedním z důvodů, proč je sálavé vytápění úspornější je fakt, že můžeme mít v hale nižší teplotu vzduchu při stejné pocitové teplotě. To je ale také důvod, proč je někdy sálavé vytápění zatracované.

20 6 Vertikální průběh teploty vzduchu v pracovní zóně definice pocitové teploty lze vyvodit závěr, že maximálních úspor energie dosáhneme tím, že snížíme teplotu vzduchu v hale na minimum a pracovníka řádně prohřejeme sáláním. Toto však není ta pravá cesta k úspoře a důsledkem takovýchto realizací je následná demontáž zářičů a návrat k starým dobrým saharám. Smutné na tom je, že lze skutečně ušetřit až 75% energie a opravdu je možné vytvořit příjemnější pracovní prostředí. Ne tedy to peklo, kdy mají lidé strach o vlasy a potí se jim ramena, zatímco od nohou jde nepříjemný chlad. Má to být přesně naopak. Základním pravidlem pro vytvoření příznivých podmínek pro lidi v hale je zásada, že nejvyšší pocitová teplota musí být u nohou. Celý problém je v tom, že na podlaze je nižší sálavá složka než ve dvou metrech nad podlahou. Pak se může stát, že i když je u nohou vyšší teplota vzduchu, je zde nižší pocitová teplota, protože rozdíl sálavých složek je větší než rozdíl teplot vzduchu - a to je špatné řešení. Rozdíl sálavých složek můžeme odečíst z tabulky č. 1. Je zde dobře patrné, že velmi nepříjemné pracovní prostředí dokážeme vytvořit i zářičem, jenž má výkon pouze 1 kw z jednoho metru délky - pokud ho zavěsíme do 3 metrů (bohužel, tato výška je některými výrobci doporučovaná i pro zářiče o daleko větším výkonu z metru). Rozdíl sálavé složky u podlahy a ve výšce 2 metry nad podlahou, nesmí být vyšší jak rozdíl teplot v těchto místech. Rozdíl teplot vzduchu u podlahy a ve dvou metrech je závislý na intenzitě vytápění. Zhruba platí, že na každých 10 W výkonu na 1m 3 prostoru je rozdíl teplot 1 C. Pro naši potřebu platí A. Intenzita vytápění na m 3 prostoru je 15 W / m 3 - rozdíl teplot vzduchu je : 1,5 C B. Intenzita vytápění na m 3 prostoru je 20 W / m 3 - rozdíl teplot vzduchu je : 2,0 C C. Intenzita vytápění na m 3 prostoru je 25 W / m 3 - rozdíl teplot vzduchu je : 2,5 C Je třeba podotknout, že uváděný průběh teploty vzduchu není stejný v celé pracovní zóně, a že se každá hala chová trochu jinak v závislosti na velikosti a kvalitě oken, stěn a světlíků. Pokud se však budeme řídit zde popsanou metodikou, nebude vytápěcí systém příliš obtěžovat pracovníky, což by mělo být výsledkem našeho snažení. 2.7 Vyhodnocení a možnosti zlepšení systému Pokud se vrátíme k tabulce číslo 1, můžeme velmi jednoduše určit zmiňovaný rozdíl sálavé složky a rozhodnout o vhodnosti sálavého vytápění. Bohužel, instalovaný výkon na 1m 3 prostoru bývá velmi často nižší jak uvažovaných 25 W na m 3 a tak zpravidla dojdeme k závěru, že pocitová teplota na hlavě bude vyšší jak na nohou. To platí především pro výšky zavěšení okolo šesti metrů a pro tmavé nebo kompaktním zářiče, jejichž výkon z jednoho metru je okolo 4 kw. Samozřejmě se to týká všech světlých zářičů v těchto výškách. Čtyři kilowaty z jednoho metru nám ve výšce šesti metrů nad podlahou dají rozdíl sálavých složek vyšší jak 3 K a dochází zde k nepříjemnému přehřívání horních partií pracovníků. V případě zářičů jenž pracují pouze v režimech zapnuto / vypnuto lze nepříjemné dopady sálání odstranit následujícím řešením

21 Zatím jsme uvažovali řešení, jenž je znázorněno na obrázku číslo 6. Zářiče jsou v hale rozmístěny tak, že ozáří celou plochu podlahy. Pokud toto řešení není vhodné z hlediska maximální intenzity záření nebo z hlediska vyšší pocitové teploty v horních partiích těla, je dobré si uvědomit, že 100 % výkon soustavy potřebujeme na roztápění haly, tedy na přechod z útlumové teploty na teplotu provozní a tento přechod je realizován před začátkem pracovní doby. Po převážnou dobu nám stačí výkon poloviční. Takovéto řešení se může dobře realizovat, ale pouze za předpokladu, že vytápěný prostor slouží jako sklad a nebo v něm pracuje pár zaměstnanců jenž nejsou omezováni v pohybu. Na obrázku číslo sedm je použit dvojnásobný počet zářičů o polovičním výkonu. Toto uspořádání nám umožňuje regulovat systém tak, že každý druhý zářič je vypnut a pak je vytápěná plocha ozářená v pracovní době pouze poloviční intenzitou sálání a rozdíl mezi sálavou složkou na podlaze a ve výšce 2 metry nad podlahou je též poloviční. Toto řešení výrazně se zlepšuje vnímání intenzivního záření při potřebě 100 % výkonu a tak zde můžeme jít až na horní hranici hygienické normy. Maximální výkon systému je navrhován pro případ, že venkovní teplota vzduchu dosahuje pouze - 12 C respektive -15 C. Tato situace však nastává jen pár dní do roka a z hlediska celé topné sezóny nepředstavuje významnou část. Pro výrobní halu je rozumný požadavek, aby ještě při 50% výkonu soustavy byla rovnoměrně ozářená celá plocha haly. Jestliže by intenzita záření v pracovní rovině od jednoho zářiče byla 100 W / m 2, vždy dva zářiče se svým zářením překrývají a tak je výsledná maximální hodnota na hranici 200 W / m 2 ŘŘí íízzeennéé iinnf i fraazzáář ři iiččee 2200 IINN I TThheer rmoo eeccoonnoomyy ppr rooj jjeecct toor r moohhoouu trt rvvaa llee l ppr raaccoovvaat t nnaa % vvýýkkoonnuu... JJssoouu vvyybbaavveennyy vveesst taavvěěnnoouu ddeet teekkt toor ri iicckk oo uu reegguul r llaaccí íí,,, jjeennžž j nnaa teemppee t roovváánní r íí aa pp řeeddeehhř ř řeevv hhaal ll yy aa teecchhnnool t llooggi iiee ppoouužži iij jjee vvýýkkoonn ddl llee zzaaddáánní íí... VV ppr raaccoovvnní íí ddoobběě ssi ii hhl llí ííddaaj jjí íí říř íízzee nn éé iinnf i faazzáář ři iičč ee IINN I ss vvéé vvl llaasst tnní íí ppr roovvoozznní íí nnáákkl llaaddyy... DDoobbaa nnáábběěhhuu zzáář ři iiččee nnaa % vvýýkkoonn jjee j ppoouuzzee 11 sseekkuunnddaa aa zz hhl lleedd iisskkaa i cceel llkkoovvéé ddoobbyy ppr roovvoozzuu mi iinni iimáá llnní l íí...

22 Při posuzování účinnosti toho kterého projektu, je podle mého názoru důležitější posoudit kvalitu distribuce tepla do pracovní zóny, než jen fyzikální podstatu tohoto procesu. Jinak řečeno, existují kvalitní teplovzdušná řešení, jenž svými parametry daleko předčí některé sálavé systémy. Pravdou však je, že zde velkou roli hraje výška a stav haly. Do tři metrů výšky, nemá vůbec cenu uvažovat o sálání. Od pěti metrů výše se zase výrazně projevují jeho přednosti. Celková účinnost systému - jak ji určit To je samozřejmě dáno tím, že teplý vzduch (vzduch je symbol pro pohyb a vrtkavost) se jako nosné médium energie daleko hůře směřuje k podlaze (na rozdíl od elektromagnetického záření).účinnost se projevuje hlavně rozdílem teploty vzduchu v pracovní zóně a pod střechou. Na obrázku je znázorněno výškové rozložení teplot vzduchu u teplovzdušného (respektive horkovzdušného) a sálavého vytápění. Rozdíl mezi teplovzdušným a horkovzdušným systémem je způsoben teplotou vzduchu, na kterou je vzduch v agregátech ohříván a kvalitou jeho distribuce. Rozdílné průběhy teplot u sálavých systémů jsou dány jejich sálavou účinností. Pro přesné stanovení potřebného výkonu v hale, a pro výpočet roční spotřeby paliva je třeba do správných vzorečků dosadit správné hodnoty. Nechci zde uvádět seznamy výrobků a jejich výrobcem deklarovaných vlastností (pokud jim to nebude ke cti) ale spíš se zaměřím na to, podle čeho by i laik rozpoznal kolik energie mu ten který systém dodá do pracovní zóny a kolik páry spotřebuje na pískání. Jsem si plně vědom toho, jak je celková účinnost těžko prokazatelná. Vycházím sice z několika laboratorních kalorimetrických měření ale ty postihují jen jednu z mnoha vlastností toho kterého systému. Pro jejich objektivní měření by muselo stát vedle sebe několik stejných hal a v každé by musela být stejná teplota (vzduchu, pocitová?) při různém systému topení. Rozdílná hodinová spotřeba energie by pak byla měřítkem účinnosti. Zcela obecně je u sálavých systémů celková účinnost daná součinem účinnosti hoření, přeměny energie v sálavou složku, přeměny sálavé složky v teplo (poměr pohlcené energie podlahou a energie sálavé složky), dále pak účinností přeměny tepla podlahy v teplý vzduch atd. Po konečném vynásobení všech těchto účinností nám v pracovní zóně mnoho tepla nezbude. Musíme si však uvědomit, že kromě komínových ztrát se nám teplo do haly dostává (ale jinam než chceme). Teplý vzduch od zářiče (v deseti metrech) nám také ovlivní teplotu v pracovní zóně (skrze zvýšená sálání střešního pláště). Kdyby tomu tak nebylo, nefungovaly by vůbec horkovzdušné systémy.

23 Účinnost sálání - kvalita distribuce tepla K zajištění maximální účinnosti zářičů slouží různá technická opatření. Některá jsou patrná z prospektů na první pohled, některá si zaslouží podrobnější popis v následujících odstavcích. Vycházím z toho, že si zářiče nekupujeme každý rok, aby bylo všem na první pohled jasné o jakou kvalitu jde (na rozdíl od aut, kdy skoro každý ví, co to je přímé vstřikování a co to je turbo ). Nechci nikomu tvrdit, že je něco lepší a něco horší, záleží vždy na tom, k čemu dané zařízení budeme využívat. Pokud použiji automobilový příměr, je například vysoká spotřeba a nízká cena auta výhodná pro uživatele, jenž auto využívá minimálně. Pokud někdo jezdí každý den, může se mu rozdíl v nákupní ceně vytratit během jednoho roku. Pro dobrou sálavou účinnost je rozhodující minimální ohřívání vzduchu od zářiče a jeho odstínění (zabránění tomu, aby zářič sálal nahoru). Tato energie totiž zůstává pod střechou a neúčastní se přímo vytápění pracovní zóny. Pokud zářič po několika sezónách věnuje více energie na ohřívání vzduchu než na sálání, mohou být roční provozní náklady několikanásobné (záleží na konkrétní hale - samozřejmě). Účinnost přeměny sálání v teplo Alespoň krátce na toto téma. Obecně platí, že čím je nižší teplota zářiče, tím se sálavá energie méně odráží od pevných předmětů. U slunečního záření (teplota C) je odraz měřitelný ale pro kompakty jsem neměl dispozici měřící přístroj s takovou citlivostí, abych dokázal měřit rozdíl mezi přirozeným sáláním podlahy a součtem přirozeného sálání a odrazu. Dokonce ani materiálová konstanta neměla měřitelný vliv na tento proces. Tím mám na mysli to, že jsem pod kompaktním zářičem naměřil stejnou teplotu na podlaze i na předmětech jenž mají povrch speciálně upravený pro maximální odrážení slunečních paprsků. Jednalo se o leštěný povrch bílého laku s křídovým plnidlem. Samozřejmě tyto stejné teploty byly naměřeny ve stejný okamžik od zapnutí zářiče a byly rozdílné od teploty okolního vzduchu. Stanovení celkové účinnosti Celkovou účinnost není možné stanovit jako součin všech uváděných účinností. Pokud je například sálání směřováno vzhůru, takovýto přístup by ho zcela vyřadil z vytápěcího procesu. Když si ale uvědomíme, že se záření zčásti odráží, a že střešní plášť také sálá, je i tato energie částečně využita pro vytápění pracovní zóny. Tyto informace jsou určeny spíše k tomu, abychom si uvědomili, že nejen roční spotřeba elektrické energie nebo plynu, ale dokonce i tepelné ztráty jsou u různých systémů různé. Že je úplně normální, když různé projekty mají různý instalovaný výkon (a není třeba projektanta považovat za podvodníka). Pokud při posuzování nabídek vytápěcích systémů kalkulujeme s cenou za jeden kw instalovaného výkonu, musíme si uvědomit, zda jsou systémy srovnatelné a zda náhodou jeden ze systémů skutečně nevystačí s polovičním výkonem pro požadované vytápění haly.

24 Pokud chceme vytápět vysokou halu, musíme si nejprve zjistit parametry uvažovaných vytápěcích systémů a pak teprve alternativně vypočítat tepelné ztráty objektu. Velmi často se dopouštíme omylu, když navrhujeme systém podle tepelných ztrát vypočtených pro jiný způsob vytápění. Potřebný tepelný výkon je totiž do určité míry závislý na použitém principu, ale hlavně na kvalitě a provedení použitých vytápěcích agregátů a na vlastní koncepci návrhu. To platí jak pro sálavé systémy, tak pro horkovzdušné (HVJ) a teplovzdušné (TVJ) jednotky. Musíme si tedy uvědomit, že velikost instalovaného výkonu je závislá na účinnosti zařízení. V předchozích textech je také popsáno, jak se u jednotlivých způsobů vytápění mění vlastní infiltrace. Zkušenosti ukazují, že tento aspekt může u velmi vysoké haly způsobit až několikanásobné navýšení potřebného výkonu, když porovnáváme velmi propracované řešení s řešením jednoduchým. Pokud je nutné z vytápěného prostoru (dle hygienických požadavků, jenž jsou zcela na místě) odsávat spaliny vzniklé vytápěním, musíme u běžných hal s normální infiltrací počítat se značným nárůstem instalovaného tepelného výkonu. U ssyysst téémuu vvyyt tááppěěnní í řří ízzeennýými i hhaal looggeennoovvýými i innf i frraazzáářři ičči i TThheerrmoo eeccoonnoomyy pprrooj jeecct toorr tyypp t 2200 IN I innf i frraaccoonnt trrool l ddeet teecct toorr teennt t too nnáárrůůsst t vvššaakk nneehhrroozzí í,, pprroot toožžee nneevvyyl luuččuuj jee ssppaal linnyy. Nejčastější chyba - rovnocenná náhrada Velmi častou chybou při návrhu sálavého systému je nahrazení stávajícího výkonu méně účinného zařízení stejně velikým výkonem nové technologie. Pokud jsou například nahrazovány horkovzdušné parní jednotky novým topením, není možné potřebný výkon budoucího systému stanovit jako součet štítkových hodnot stávajících agregátů. Někdy dokonce dojde k tomu, že je poptávaný výkon ještě větší než stávající.: Při rekonstrukci vytápěcího systému byly parní rozvody s parními jednotkami nahrazovány novou technologií. Vzhledem k tomu, že v stávajícím stavu nebyly schopny v pracovním prostoru zajistit požadovanou teplotu, byl sečten jejich štítkový výkon a součet takto vypočtených tepelných ztrát byl vynásoben patřičným koeficientem. Tímto zadáním bylo obesláno velké množství dodavatelských firem. Některé z nich si dokonce halu prohlédly a provedly vlastní výpočty. Měl jsem možnost některé tyto nabídky porovnávat a nepřekvapila mě nepřímá úměra mezi celkovým výkonem a cenou za kw. Firmy, dodávající moderní a kvalitní systémy s propracovaným řešením nabízely tepelný výkon téměř poloviční, než byl požadavek investora. Naproti tomu projekty s instalací jednoduchých technologií navrhovaly vyšší výkon než byl poptávaný. Problémy při použití platných norem Pro návrh teplovzdušného vytápění platí ČSN Dle této normy je potřebný tepelný výkon roven tepelným ztrátám objektu. Pro sálavé systémy je v platnosti norma ČSN Tato norma však nerespektuje Směrnice o hygienických požadavcích na pracovní prostředí č. 46 a vazba na bilanci tepelných ztrát pro stěny, strop a okna neodpovídá současné technické vyspělosti sálavých systémů a samotných staveb. Tato norma vznikala v době kdy sálavé systémy byly zastoupeny převážně světlými zářiči Tyto

25 infrazářiče jsou dnes překonané a pro určení reálného výkonu moderních systémů tato norma nevyhovuje. Zajímavým způsobem řeší problematiku předpis DVGW, jenž je používán v Německu. Tato situace nutí projektanty a dodavatelské firmy k vytváření vlastních výpočtových programů. Pro sálavé systémy by tyto programy mohly, dle mého názoru, využívat některé algoritmy z normy pro teplovzdušné vytápění. Samozřejmě je třeba výpočet opřít o seriózní měření a hlavně je třeba dle zkušenosti dosadit technické parametry toho kterého systému. U sálavého vytápění navíc platí i omezení intenzity záření a tak je celá tato problematika daleko složitější, musíme hledat výkon optimální, jenž je vždy spojen s konkrétním řešením. Proč je důležité stanovení optimálního výkonu Kromě nezanedbatelné skutečnosti, že je většinou více výkonu za více peněz, jsou u sálavého vytápění s nadměrnou rezervou výkonu spojena jistá rizika (na rozdíl od teplovzdušného vytápění, kde je patřičná rezerva na místě). Pokud je výkon nedostatečný, hrozí jen snížení teploty vzduchu ve vytápěném prostoru. To je velmi nepříjemné, ale neprojevuje se to každý rok a pokud ano, trvá tato situace jen zlomek dní topné sezóny. Pokud je výkon sálavého systému navržen optimálně, zářiče pracují v období největších mrazů na 100% výkon. Zda tomu tak je se dá zjistit při vyhodnocování topné sezóny. Dnes používané regulátory jsou schopné monitorovat činnost zářičů a tak máme k dispozici poměr času, kdy zářič topil a kdy byl odstaven (jakou dobu běžel na 1 stupeň, na 2 stupeň atd. - u zářičů s modulovaným výkonem). U neregulovaných zářičů je prodloužení náběhových časů při maximálním výkonu dostatečně kompenzované snížením intenzity záření v pracovním prostoru po celou topnou sezónu. Projektanty tato zpětná vazba upozorňuje na chyby při výpočtu a umožňuje jim zdokonalování jejich výpočetního programu. U zářičů s modulovanou regulací výkonu využíváme jejich 100% výkon na přechod z útlumového režimu na provozní teplotu a ten se většinou odbývá mimo pracovní dobu, většinou ráno, tedy v době minimálních venkovních teplot. V okamžiku příchodu zaměstnanců na pracoviště je hala vyhřátá a k udržení nastavené teploty stačí výkon menší. Výhoda modulace výkonu tedy spočívá v tom, že po dobu celé pracovní doby je zářič v provozu, tedy nebliká (nestartuje a nevypíná se) i když nepracuje naplno. Jedině v tomto případě se může uplatnit jedna z hlavních výhod sálavého vytápění - snížení teploty vzduchu při stejné pocitové teplotě. Z hlediska komfortu pracovního prostředí je tedy ideální, když zářič běží nepřerušovaně. U tmavých zářičů bez modulovaného výkonu však tento stav nastává pouze pár dní do roka. Jak je patrné z obrázku, je při průměrných venkovních teplotách okolo 0 C poměr zapnuto-vypnuto zhruba 1 : 1. To tedy platí v případě, že je soustava navržena na optimální výkon, v případě že je předimenzovaná může být tento poměr ještě nepříznivější. Musíme si znovu uvědomit, že 100% výkon potřebujeme hlavně na roztopení haly z útlumu na provozní teplotu. Pro stanovení optimálního výkonu je u sálavého vytápění třeba velkých zkušeností. Na grafu je znázorněn průběh topné sezóny pro výpočtovou oblast Písek. Teplota nižší jak výpočtová ( - 15 C ) je pouze asi tři dny v roce. Průměrné venkovní teploty vyšší jak 0 C trvají dvě třetiny topné sezóny, ta trvá 235 dní. Při 50% výkonu soustavy zářiče s regulací Z/V běží jen polovinu pracovní doby. Zářiče s modulovanou regulací běží nepřetržitě, na 50% svého jmenovitého výkonu.

26 Jak stanovit optimální výkon ve vytápěné hale I když tento výpočet není tak složitý, doporučuji konzultaci s projektantem, jenž se danou problematikou zabývá. Jedná se zde o to, že je nejprve nutné zvolit filozofii návrhu vytápění a k tomu je třeba zkušeností a velkého množství vstupních informací. Pokud si vyjasníme všechny okolnosti (a to si nedovedu představit jinak než konzultací s uživatelem), můžeme provést alternativní výpočty optimálního instalovaného výkonu. Popis všech možností a aspektů lehce přesahuje rozsah těchto textů a případné zjednodušení může být zavádějící. Před případnou konzultací by si měl zájemce ujasnit pár údajů. Na další stránce uvádím některé důležité parametry, o kterých by se mohlo hovořit. Pokud mi tuto stránku zašlete vyplněnou, samozřejmě Vám rád optimální výkon orientačně určím. Před případnou realizací je ovšem třeba tento údaj upřesnit na základě všech dostupných informací. TTeecchhnni iicckkéé ppaar raameet tryy hhaal llyy aa vvýýppooččt toovváá oobbl llaasst t - mí íísst too : RRoozzměěr ryy vvl llaasst tnní íí hhaal llyy ddéél llkkaa : šší ííř řkkaa : vvýýšškkaa Maat teer ri iiáál llyy kkoonnsst truukkccee sst třeecchhyy : sst těěnn : Zhodnotit kvalitu haly z hlediska infiltrace (vzduchové výměny), popsat, jak je hala stará, jaký je to typ haly, v jakém je stavu, zda jsou v hale technologické zdroje tepla, kdy pracují: Zda je v hale jeřáb a jaký je to typ, připojit řez halou, zda hala navazuje na další objekty: Charakter provozu a typ výroby v haly Na jakou teplotu vzduchu v pracovní zóně chceme halu vytápět : Bude v hale jedna, dvě nebo tři směny, nebo bude provoz nárazový : Kolik bude v hale zaměstnanců a co budou dělat (práce v sedě a nebo těžká výroba), schéma výroby, připojit půdorys : Ekonomické parametry Pro posouzení vhodnosti systému je dobré vědět, zda uvažované zařízení má sloužit dočasně a nebo investor počítá s jeho dlouhodobým využitím. Zda a v jaké vzdálenosti je dostupný rozvod zemního plynu. Pro stanovení návratnosti systému je dobré vědět co nejvíce o stávajícím způsobu vytápění. Hlavní je stávající spotřeba tepla a jeho cena. V těchto případech doporučuji konzultaci na místě.