Středně a nízkoteplotní plynové zářiče (Tmavé zářiče)

Fakulta strojní Ústav techniky prostředí Středně a nízkoteplotní plynové zářiče (Tmavé zářiče) Ing. Ondřej Hojer, Ph.D. Konstrukce 1. Skříň hořáku s automatikou (spalinového ventilátoru) 2. Hořáková trubka (ventilátorová trubka) 3. Rozrážecí plech 4. Reflexní zákryt 5. Izolace 6. Závěsy 1

Úhel jádrového sálání, sálavá účinnost Geometrie sálání Zapuštění trubek úhel jádrového sálání Velikost trubek roste s výkonem Natočení zářiče vysoké ztráty Sálavá účinnost Q sál ηs = H V& H [J/m 3 ] V [m 3 /s] Q sál [W] Výhřevnost plynu Spotřeba plynu Sálavý výkon h=72% h=63% h=50% 2

Rozmísťování Doporučené vzdálenosti tmavých zářičů v podélném směru Stanovení vzdálenosti tmavých zářičů v příčném směru 3

Odkouření Schéma odkouření tmavých zářičů do střechy Odkouření Schéma odkouření tmavých zářičů do stěny 4

www.schwank.de www.gewea.de www.adrian.sk www.ambirad.co.uk www.fraccaro.it www.reverberay.com 5

www.kotrbaty.cz www.kotrbaty.cz 6

Metodika návrhu 1. Zvolím typ zářiče 2. Vyberu konkrétní typ a odhadnu výkon, abych získal: a) Rozměry zářiče b) Úhel jádrového sálání c) Výkon 3. Na základě 2a) a 2b) rozmístím zářiče 4. Rozdělím zářiče podle charakteru prostoru, který vytápí 5. Pro typické zóny vypočtu tepelnou ztrátu 6. Pro přesný výpočet přepočtu tepelnou ztrátu na požadovaný instalovaný výkon 7. Zvolím konkrétní výkonový typ zářiče a prověřím pokrytí vytápěné plochy 8. Případně změním návrh a opakuji kroky 2 až 6 Metodika návrhu Světlé zářiče Povrchová teplota: 750 až 900 C Náběh: 3 až 5 min Optimální výška zavěšení: h > 5 až 6 m Odtah spalin: nepřímo Tmavé zářiče Povrchová teplota 500 až 180 C Náběh: 10 až 15 min Optimální výška zavěšení: h < 6 až 7 m Odtah spalin: kouřovod 7

Metodika návrhu 1. Zvolím druh zářiče 2. Vyberu konkrétní typ a odhadnu výkon, abych získal: a) Rozměry zářiče b) Úhel jádrového sálání c) Výkon 3. Na základě 2a) a 2b) rozmístím zářiče 4. Rozdělím zářiče podle charakteru prostoru, který vytápí 5. Pro typické zóny vypočtu tepelnou ztrátu 6. Pro přesný výpočet přepočtu tepelnou ztrátu na požadovaný instalovaný výkon 7. Zvolím konkrétní výkonový typ zářiče a prověřím pokrytí vytápěné plochy 8. Případně změním návrh a opakuji kroky 2 až 6 90 70 90 70 110 60 110 60 α [ ] úhel jádrového sálání 8

115 130 125 115 130 125 125 115 130 110 125 125 120 110 125 110 125 110 125 120 120 120 120 α [ ] úhel jádrového sálání Metodika návrhu 1. Zvolím druh zářiče 2. Vyberu konkrétní typ a odhadnu výkon, abych získal: a) Rozměry zářiče b) Úhel jádrového sálání c) Výkon 3. Na základě 2a) a 2b) rozmístím zářiče 4. Rozdělím zářiče podle charakteru prostoru, který vytápí 5. Pro typické zóny vypočtu tepelnou ztrátu 6. Pro přesný výpočet přepočtu tepelnou ztrátu na požadovaný instalovaný výkon 7. Zvolím konkrétní výkonový typ zářiče a prověřím pokrytí vytápěné plochy 8. Případně změním návrh a opakuji kroky 2 až 6 9

Tmavé Světlé Metodika návrhu 1. Zvolím druh zářiče 2. Vyberu konkrétní typ a odhadnu výkon, abych získal: a) Rozměry zářiče b) Úhel jádrového sálání c) Výkon 3. Na základě 2a) a 2b) rozmístím zářiče 4. Rozdělím zářiče podle charakteru prostoru, který vytápí 5. Pro typické zóny vypočtu tepelnou ztrátu 6. Pro přesný výpočet přepočtu tepelnou ztrátu na požadovaný instalovaný výkon 7. Zvolím konkrétní výkonový typ zářiče a prověřím pokrytí vytápěné plochy 8. Případně změním návrh a opakuji kroky 2 až 6 10

Tmavé Světlé Metodika návrhu 1. Zvolím druh zářiče 2. Vyberu konkrétní typ a odhadnu výkon, abych získal: a) Rozměry zářiče b) Úhel jádrového sálání c) Výkon 3. Na základě 2a) a 2b) rozmístím zářiče 4. Rozdělím zářiče podle charakteru prostoru, který vytápí 5. Pro typické zóny vypočtu tepelnou ztrátu 6. Pro přesný výpočet přepočtu tepelnou ztrátu na požadovaný instalovaný výkon 7. Zvolím konkrétní výkonový typ zářiče a prověřím pokrytí vytápěné plochy 8. Případně změním návrh a opakuji kroky 2 až 6 11

Q inst C1 = 0,014 ε k ( tg tev ) A Qcelk ( tg tev ) A + f Qcelk Metodika návrhu Podle DIN 3372 je zde ve vzorci t r, Behaglichkeitstemperatur teplota, kterou by se měla zadávat jako výsledná (operativní) (teplota pohody prostředí) Druh zářiče Koeficient C 1 Tmavý neizolovaný 0,0122 Tmavý izolovaný 0,0120 Světlý s otevřenou komorou Světlý s delta komorou neizolovaný Světlý s delta komorou izolovaný s mřížkou 0,0125 0,0119 0,0098 e k [-] A [m 2 ] Q celk [kw] Q inst [kw] součinitel využití spalin e k = 0,95 nepřímý odvod spalin z vytápěného prostoru e k = 0,86 přímý odvod spalin mimo vytápěný prostor (kouřovody) teplota spalin u tmavých zářičů 180 C e k = 0,70 přímý odvod, vyšší teplota spalin vytápěná podlahová plocha celková potřeba tepla instalovaný výkon Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7 Sálavé Odvozeno a průmyslové z DIN 3372 vytápění - 1 Sálavé a průmyslové Q inst C1 = 0,014 ε k ( tg tev ) A Qcelk ( tg tev ) A + f Qcelk Metodika návrhu f = η φ A K s S F [-] střední sálavý účinek F = 0,40 při vodorovném osazení F = 0,70 při šikmém osazení Zářič T-N T-I S-O S-DN S-DI sálavá účinnost h S [-] osazení v prostoru, konstr. a provoz f [-] osazení v prostoru f [-] vodorovné 0,630 0,720 0,580 0,670 0,820 šikmé 0,580 0,670 0,550 0,620 0,780 vodorovné 0,190 0,217 0,174 0,193 0,195 šikmé 0,307 0,355 0,277 0,313 0,325 vodorovné 0,214 0,245 0,197 0,228 0,279 šikmé 0,345 0,398 0,327 0,369 0,464 konstanta K [-] - 0,890 0,890 0,880 0,850 0,700 absorpce A S [-] - 0,850 Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7 Sálavé Odvozeno a průmyslové z DIN 3372 vytápění - 1 Sálavé a průmyslové 12

Metodika návrhu 1. Zvolím druh zářiče 2. Vyberu konkrétní typ a odhadnu výkon, abych získal: a) Rozměry zářiče b) Úhel jádrového sálání c) Výkon 3. Na základě 2a) a 2b) rozmístím zářiče 4. Rozdělím zářiče podle charakteru prostoru, který vytápí 5. Pro typické zóny vypočtu tepelnou ztrátu 6. Pro přesný výpočet přepočtu tepelnou ztrátu na požadovaný instalovaný výkon 7. Zvolím konkrétní výkonový typ zářiče a prověřím pokrytí vytápěné plochy 8. Případně změním návrh a opakuji kroky 2 až 6 Metodika návrhu Výpočet potřeby plynu a tepla na vytápění Roční potřeba plynu Roční potřeba plynu je vedle potřeby tepla závislá také na druhu regulace, klimatických poměrech, druhu budovy, jako i na charakteru používání, který určuje, kolik provozních hodin zařízení pracuje. Podle následujícího vztahu lze přibližnou potřebu plynu stanovit: V r bv Q = t potř,i max H D u [m 3 /ot.obd.] b v [h/den] denní počet provozních hodin na plný výkon potřebný ke krytí požadavku na dodávku tepla dle venkovní výpočtové teploty dané klimatické oblasti 5 h při jednosměnném provozu 9 h při dvousměnném 12 h při třísměnném provozu Q potř,i [W] instalovaný tepelný výkon minimální hodnota přepočtená z tepelné ztráty D [den K] počet denostupňů po dobu vytápění t max [K] maximální rozdíl mezi vnitřní výpočtovou (operativní) teplotou t g a venkovní výpočtovou teplotou t ev H u [MJ/m 3 ] provozní výhřevnost plynu (pokud není udáno přesněji 33,48 MJ/m 3 ) 13

Výrobci a dodavatelé: www.abacusag.com www.adrian.sk www.alke.nl www.ambirad.co.uk www.fraccaro.it www.gewea.de www.gogas.de www.hainzl.com www.kaspo.cz www.kotrbaty.cz www.lersen.cz www.pakole.hu www.sbm.fr www.schwank.de www.solaronics.fr www.siabs.net www.spaceray.com www.reverberray.com Nízkoteplotní infrazářiče s recirkulací spalin (kompaktní plynové infrazářiče) 14

Od běžných tmavých infrazářičů se liší: nižší povrchovou teplotou (pouze cca 250 C a tím pádem lepším využitím energie ve spalinách) intenzivní recirkulací spalin, což maximálně zvyšuje rovnoměrnost teplot po délce topného potrubí vysokou sálavou účinností (díky předchozím bodům + originální konstrukci infrazářiče je dosahováno sálavé účinnosti cca 85 %) možnost regulace povrchové teploty topného potrubí (např. snížení max. teploty při požadavcích požární bezpečnosti, hygieny apod.) možností venkovního provedení hořákové komory (řešení vhodné i pro komfortní prostory s vysokými požadavky na čistý a bezhlučný provoz). Použití nízkoteplotních infrazářičů pro haly nové moderní výstavby s nižší tepelnou ztrátou pro rozlehlé haly pro akce s důrazem na účinnost zařízení / úspory provozních nákladů pro možnost menšího počtu odkouření (méně komínů do střechy s rizikem zatékání + možnost odkouření stěnou díky tlakovému hořáku i s delší vzdáleností) pro možnost menšího počtu agregátů výhodné z hlediska servisu 15

KONSTRUKCE KONSTRUKCE 16

KONSTRUKCE O KONSTRUKCE 19

FUNKCE 20

TECHNICKÉ PARAMTERY 23

TECHNICKÉ PARAMTERY TECHNICKÉ PARAMTERY 25

PŘEPOČET INSTALOVANÉHO VÝKONU PŘEPOČET INSTALOVANÉHO VÝKONU 26

PŘEPOČET INSTALOVANÉHO VÝKONU ROZMÍSŤOVÁNÍ 27

ROZMÍSŤOVÁNÍ ROZMÍSŤOVÁNÍ 28

ROZMÍSŤOVÁNÍ bezpečné vzdálenosti PŘÍKLADY ŘEŠENÍ 29

VÍCEHOŘÁKOVÉ ZÁŘIČE 37

www.carlieuclima.com www.fracarro.it www.kaspo.cz www.kuebler.de www.markgroup.nl www.omnitherm.cz www.pender-hallenheizung.de www.schulte.cz www.systema.it Děkuji za pozornost! 39

Použitá literatura Cihelka, J.: Sálavé vytápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL 1961. Praha. 376 str. Kotrbatý, M.: Sálavé vytápění sálavé panely, infrazářiče. Společnost pro techniku prostředí 1993. Praha. 39 str. Kotrbatý, M.; Seidl, J.: Průmyslové otopné soustavy. Společnost pro techniku prostředí 2000. České Budějovice. 64 str. Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS. 2 500. 80-86176-82-7 Brož, K.: Vytápění. Skripta ČVUT. Vydavatelství ČVUT 2002. Praha. 205 str. 205 ASHRAE: ASHRAE Handbook HVAC Applications 2003. 2003 Vít, M., Málek, B. a Z. Matthauserová: Měření mikroklimatických parametrů pracovního prostředí a vnitřního prostředí staveb. Věstník MZ. ČR, Editor. 2004, Ministerstvo Zdravotnictví. p. 16-28 ČNI: ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov část 2: Požadavky. 2005 Kotrbatý, M. a kol.: Vytápění průmyslových a velkoprostorových objektů (I- IVX). Seriál článků www.tzb-info.cz. 2006 až 2007 40