AGIDA s.r.o., Polní 55 , 788 13 Rapotín Doporučené projekční a instalační pokyny pro systém vytápění řízenými infračervenými halogenovými zářiči.
Vypracoval : Zdeněk Kretek
Thermoindustrie s.r.o.
Řízené infračervené halogenové zářiče. --------------------------------------------------ÚVOD. I. Řízené infračervené halogenové zářiče ( dále jen zářiče ) umožňují efektivně vytápět nebo temperovat objekty různého určení. Vzhledem k vlastnostem zářičů, lze zvolit vytápění bodové, zónové nebo i celoplošné. Dále je možno (dle zadání ) zvolit temperaci technologie nebo pracovišť včetně předehřevu, druhu práce a využití objektu. Systém vytápění zářiče je obzvlášť vhodný do výrobních nebo nepravidelně využívaných prostorů , včetně velkoobjemových prostor. Vlastnosti zářiče umožňují cíleně směrovat teplo do určeného prostoru. Plný výkon dává za 1 s a jeho tepelná setrvačnost je asi 1,5 s po vypnutí. Umožňuje velmi rychle reagovat na potřeby tepla z provozních důvodů a jeho nová konstrukce v provedení ,,Thermo economy projector 20 IN infracontrol detektor ,, dokáže pomocí vestavěné monitorovací jednotky zcela vyloučit lidský faktor. Toto řešení umožňuje na pracovištích a v daných prostorech dosahovat optimální tepelnou pohodu a přitom se vyznačuje extrémně nízkými provozními náklady na vytápění. Novou konstrukcí zářičů s vestavěnou detektorickou regulací bylo rovněž dosaženo relativně velmi nízká pořizovací cena, vzhledem k tomu, že další pořizovací náklady na instalaci jsou při splnění norem ČSN velmi nízké. Toto je v základní verzi vhodné pro malé podnikatele, živnostníky apod. + ostatní . Tento systém vytápění může být jako doplňkový, (např. vedlejší prostory, nepravidelně využívané, s vysokými tepelnými ztrátami apod.),ale jako hlavní zdroj vytápění pro průmyslové prostory, kde navrhujeme zónové ( vytápění osob) nebo bodové ( temperace technologie) vytápění a možného předehřevu.Tento systém je výhodný základní skutečnosti, že v objektech,kde je aplikováno vytápění zářiči dosahuje rozdíl teplot mezi podlahou a stropem max. 2 – 3 stupně celsia. Tato skutečnost je minimálně ovlivněna požadavky na zateplení střešního pláště. Tepelné izolační vlastnosti pláště objektu sice ovlivňují dimenzování vytápěcího systému zářičů, ale v mnohem menší míře , než v jiných dosud běžně používaných vytápěcích systémů, výška stropů cca od 3 m minimálně ovlivňuje dimenzování tohoto systému. Dalším kladným argumentem pro posouzení systému vytápění zářiči je nejen jeho vysoká efektivnost a ekonomika v provozu, ale skutečnost, že veškerá el. energie se mění na teplo a na světlo, bez jakýchkoliv zplodin, což odpovídá i vysokým nárokům na ekologii ve vztahu k danému prostoru a životnímu prostředí – viz. zákon č 406/Sb. 2000 POP I S --------------II. Hlavní součástí zářiče je Infrared HeLeN dále jen IR zdroj ve tvaru trubice s naneseným UV filtrem. Největší sálavá energie je emitována na vlnové délce 1,2 mikronu , odpovídající části spektra slunečního záření.Zářič má vždy jeden IR zdroj, s příkonem 2000 W, umístěnou v ohnisku paraboly zrcadlového reflektoru a vytváří úzký svazek paprsků vysoké intenzity záření. Základní technické informace týkající se vyzařovací charakteristiky a plochy v závislosti na výšce a elevaci – viz. vyzařovací diagram , jsou součástí těchto technických podkladů. Elevace – vyzařovací diagram se liší dle zadání a následně dle druhu použité regulace s přihlédnutím, zda se jedná o bodové, zónové neboli cílené vytápění a nebo je zadání na celoplošný ohřev.Obecně lze říci , že teplota povrchů hmot v otápěném prostoru je podstatně vyšší , než teplota okolního vzduchu.
Vlastnosti a účel sálavého vytápění ---------------------------------------------------------
III. Účelem vytápění je tepelná pohoda uživatelů daného prostoru v závislosti na skutečnosti , zda se jedná o prostor výrobní , kulturní anebo např. administrativně využitý apod. Dále je důležitý oděv osob, druh práce, časové využití daného prostoru , nároky na komfort (tepelné pohodlí ) a teplotě vzduchu , hmot , eventuelně důležité části v případě části technologie citlivé na min. teplotě (např. hydraulické části stroje apod.) Tepelná pohoda prostředí je závislá na teplotě vzduchu a teplotě povrchů hmot okolních prostorů. Optimální požadovaná teplota vytápěné zóny bez průvanu (do 0,5 m/s ) bere v úvahu jak teplotu, tak i teplotu vzduchu - a to následovně : Optimální teplota zóny ti = ( tp + tv ) -------------- ( stupně Celsia) 2 tp = teplota povrchů hmot tv = teplota vzduchu Hodnoty optimální teploty prostředí, celkový příkon a počty zářičů jsou závislé na zadání , informacích a využívání vytápěného prostoru a následně zvolené komplexní regulace . Tyto údaje mají velký význam nejen na optimální teplotu prostředí, ale i na pořizovací a provozní náklady tohoto systému vytápění. Efektivita zářičů spočívá nejen při zvyšování teploty povrchů hmot a vzduchu, ale i ve snížení požadavků na hodnotu tepelné pohody přímým ozářením o intenzitě ve W/m2 – ti o 1-2 stupně celsia , (dle zadání, dle seznamu optimálních teplot prostředí). Stručný seznam optimálních teplot prostředí dle použitých prostorů
ti ( stupně celsia) 18 19 20 16 18
daný prostor Shromažďovací prostory
20 16 13 16 22
-
20 18 20 17 18 18 15
-
16 13
-
-
Pohostinství, restaurace ,jídelny Kostely, smuteční s Výstaviště Výrobní prostory lehká práce, bez pohybu středně těžká práce těžká práce Sportoviště , tělocvičny Šatny Školní prostory učebny ostatní školní prostory, auly laboratoře , čítárny, knihovny Nemocniční čekárny , hotelové recepce Obchodní prostory – prodejny sklady Skladovací prostory pracovní plochy skladovací plochy
Čím víc narůstá pohyb vzduchu ( průvan - prostory v blízkosti vchodů do hal, a podobně) – tím víc tepla je odváděno z povrchu hmot a osob a optimální teplota prostředí je víc závislá na teplotě vzduchu, druhu zvolení regulace a instalovaném výkonu zářičů v daném prostoru. Optimální teplota prostředí - ti. , klesá při rychlosti pohybu vzduchu - průvanu nad 0,5 m/s , klesá min. o cca 35 stupňů celsia a je nutno zvýšit intenzit záření tak , aby se teplota povrchů hmot zvýšila o 6 – 8 stupňů celsia a tím byla obnovena původní tepelná pohoda.
Zvýšení intenzity záření v takovém prostoru se rovná cca 120 – 170 W/m2. Z ekonomických důvodů je doporučováno omezit pohyb vzduchu zejména v zimních měsících a zvolit regulaci, jež využije vlastnosti zářičů a zajistí rychlou a časově přesně omezenou reakci na změny teplot v daném prostoru.
Aplikace zářičů ve vztahu k bezpečnostním předpisům a platnými ČSN. IV. Viz. Návod na obsluhu a montáž – Thermo economy projector 20 IN infracontrol detektor. /Jež je součástí každého zářiče /
Základní návod pro tvorbu návrhů vytápění prostoru zářiči ------------------------------------------------------------------------------V. Pro maximální využití – vlastností , které poskytuje vytápění zářiči, je důležité dle zadání a požadavků uživatele shrnout a řídit se následujícími faktory ověřené v praxi : a/ -
tepelně izolační vlastnosti pláště budovy – tento systém jej umožňuje v plné výši nerespektovat půdorys a výšky stropů otápěných prostorů úroveň ventilace , rychlost vzduchu – ( průvany ) požadavky na optimální teplotu prostředí ( ti ) četnost využití prostoru výběr bodového , zónového a nebo celoplošného vytápění a jeho eventuální kombinace požadavky na min. temperaci prostoru , technologie a možnost předehřevu výběr vhodné regulace s možností jejich kombinací výškové a dispoziční umístění topidel dané např.zadáním v závislosti na technologickém procesu v prostoru posouzení umístění zářičů z hlediska platných norem ČSN a bezpečnostním předpisům
b/ Doporučené výškové umístění zářičů : 2 kw - 2,5 - 3 m 4 kw - 3 - 3,5 m 6 kw - 3,5 - 4,5 m 12 kw - 4 - 6 m c/ Po stanovení instalovaného výkonu a jejich výškovém a dispozičním rozmístění dle bodu b/ je vzhledem k citlivosti osob na příjem tepla směrovat zářiče , pod úhlem cca 60 stupňů umístění na stropech je výhodné , ale je možné jej využít pouze v případech , jako doplněk zářiče , umístěných většinou ze stran pouze v případech , kdy rozpětí otápěného prostoru např. v hale , je větší než 12 – 14 m , v uličkách, ve skladech a na pracovištích , kde není možnost umístění ze stran , ale i při stropní montáži musí být zářič nakloněn v úhlu cca 60 stupňů . d/ Vzdálenost mezi zářiči je doporučena dle výkonu 3,5 - 7 m . e/ V případě umístění ve sportovních objektech , např. tělocvična nebo ve výšce nižší než 2,5 m je nutno počítat s mechanickou zábranou proti mechanickému poškození. f/ Nová řada zářiče má vestavěný detektor pohybu a spínací jednotku, jež je součástí detektoru a celý zářič je vybaven kloubem , což je důležité při správném směrování – zacílení tepla do daného prostoru. Zářiče se instalují nad 2kw na společnou konzolu a skládají do tzv. baterií.Výkony zářičů se dají regulovat přepínáním na 50 % výkonu nebo ,, cyklováním ,, provozu .
g/ Jištění , kabely , spínače, programátory , termostaty apod. je třeba dimenzovat a navrhovat podle platných norem ČSN. h/ Zářiče se nesmí umísťovat do rizikových prostředí , viz. návod na obsluhu a montáž.
Návrh instalovaného výkonu. ---------------------------------------VI. a/ Bodové vytápění. ---------------------Obecně se používá 1 ks zářiče, příkon 2 kw , ve zvláštních případech se použijí 2 ks zářičů (např. část technologie). b/ Zónové vytápění . ---------------------Vzhledem k tomu, že zóny mohou být v různých tvarech a různých rozměrech , platí obecné pravidlo , pokud to situace umožňuje - instalujeme zářiče po obvodu zóny s instalovaným výkonem cca 150 – 200 W/m2 . Pokud situace neumožní instalovat zářiče po obvodu zóny , která navíc může být ovlivněna průvany nad 0,5 m/s ,instalovaný výkon bude cca 200 – 400 W/m2 . Zóny nad 20 – 40 m2 lze rozdělit na několik ,,preferovaných ,, pracovišť a přesně ,,cíleně,, zaměřit hlavní paprsek zářiče do těchto míst. Zde hovoříme o tzv. ,, cílené vytápění ,, ! c/ Celoplošné vytápění . --------------------------Provede se výpočet instalovaného výkonu dle následujících průměrných hodnot : 1. Obecně dobře izolované budovy - 100 – 140 W/m2 2. Průměrně izolované budovy - 140 - 170 W/m2 3. Velmi slabě izolované budovy - 170 - 400 W/m2
Jednoduchý výpočet vytápění zářiči. ----------------------------------------------VII. D
B Plocha A = B x D ( m2 )
1.
Instalovaný výkon = A x C
2. Počet zářičů
D = ---------------- x 2 H x 0,7
3. Výkon zářiče
Instalovaný výkon = ----------------------------počet zářičů
(do šířky 14 m )
/ H = montážní výška / / C = pokrytí - W / m2 - viz. tabulka /
C Hodnoty pokrytí (obecně)
170 W / m2
Kostel
230 W / m2
-
celoplošně
Dílna
celoplošně
zóna
Sportovní hala
celoplošně
zóna
Kulturní hala
celoplošně
-
Při použití mechanické ochrany s velkými oky je třeba zvýšit výkon o 10 %
Tabulka hodnot vyzařovacích diagramů ----------------------------------------------------(h) vertikální výška k topidlu 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 ( m)
(l)
(W1)
(W2)
podlahová vzdálenost od topidla
šířka pod topidlem
šířka proti topidlu
4.3 5.3 6.00 7.00 7.80 8.50 9.50 10.50 (m)
3.3 3.8 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.3 (m)
6.00 7.25 8.50 9.50 10.75 11.50 13.00 14.00 (m)
(A) pokrytá průměrný dosah podlahová sálavé intenzity plocha 2 4 6 kw 20 30 40 50 70 80 100 120 (m2)
100 70 50 120 40 90 120 30 70 90 20 50 70 20 40 60 15 30 40 ( W/m2)
Tabulka doporučených výkonů zónového vytápění. ---------------------------------------------------------------------------Druh budovy ( pohyb vzduchu pod 0,5 m/s) vytápěná plocha
velmi dobře izolovaná Topný výkon
namáhavá činnost
lehká činnost
do 15 %
250
průměrně izolovaná
velmi slabě izolovaná
(W/m2) 300
330
40 % 170 220 270 70 % 100 150 200 100 % 80 120 170 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------do 15 % 320 370 400 30 % 200 260 330 70 % 120 170 240 100 % 100 150 220
