1
INFRATERM
Petr Janásek - INFRATERM Vás srdečně vítá na
Školení pracovníků oboru plynových l ý h zařízení ří í s tématem
Technické požadavky na instalaci zářičů Kladno 17. 10. – 19. 10. 2000 Třinec 31. 10. – 2. 11. 2000 teplo pro Vás
© Janásek
INFRATERM
Přírodní infrazářič
I při nízkých teplotách ep o c vzduchu je lidem, díky slunečnímu záření, příjemně – pociťují p j : teplo pro Vás
tepelnou pohodu pohodu. © Janásek
3
INFRATERM
Tepelná pohoda Základní faktory
teplo pro Vás
© Janásek
4
INFRATERM
te= 0,5t 0 5tv+ 0,5t 0 5tp Teplota vzduchu
te= tv+ ts
tv
tv …teplota vzduchu
ts …teplota sálání
te= tv+ K.Is
Výsledná teplota te
K= 0,072 … Bedfordův faktor
Povrchová teplota okolních ploch
tp
teplo pro Vás
© Janásek
5
Graf výsledné teploty
INFRATERM
Základní axiom
200
In ntenzita sálání [W W/m2 ]
14 W/m2 = 1oC(K) 150
100
50
0
4
6
8
teplo pro Vás
10
12 14 16 Teplota vzduchu [°C] Příklad :
18
20
22
100 : 14 = 7,14 + 11 = 18,14 [°C] © Janásek
6
INFRATERM
Působení zářičů obecně
Každý tepelný plynový spotřebič produkuje : požádované teplo
+ nežádoucí
spaliny
Tyto složky působí na :
osoby + předměty nacházející se v dosahu jejich působení Souvislosti nutno zohlednit při :
návrhu, á h iinstalaci t l i ,provozu zařízení s plynovými zářiči teplo pro Vás
© Janásek
7
INFRATERM
Rozdělení zářičů
Podle sálavé teploty
tmavé
světlé
světlé
kov keramika
k kov kov
Podle typu sálavého tělesa teplo pro Vás
© Janásek
Světlý plynový infrazářič
INFRATERM
K t k a funkce Konstrukce f k Směšovací komora Spalovací směs Keramická deska (100°C)
Keramická d k deska
Spalovací směs (plyn + vzduch)
Kryt
Spalování „bez bez plamene plamene“ Povrch keramiky ohřátý na 900°C
Infračervené záření, teprve po dopadu na tělesa se mění na :
teplo pro Vás
© Janásek
INFRATERM
9
Světlý plynový infrazářič Typický příklad
9 9 9 9 9 9
teplo pro Vás
Injektorový hořák Povrchová teplota 900°C Katalytické y spalování p Kombinované sálání Předehřívaní spal. směsi Stavebnicový system
© Janásek
INFRATERM
Tmavý infrazářič K Konstrukce k a funkce f k
• Plyn je spalován v atmosférickém hořáku za teploty cca 1600oC p y ohřívají j zevnitř • Plamen a spaliny kovovou trubici – sálavé těleso. • Povrch kovové trubice o teplotě 200 – 350 oC vyzařuje energii, energii která se po dopadu mění na teplo • Odtahový ventilátor odvádí spaliny d venkovního do k íh prostoru t teplo pro Vás
© Janásek
Tmavý plynový infrazářič
INFRATERM
Příklad Vlastnosti • Atmosférický hořák o vysoké teplotě spalování • Sálavá trubice nejčastěji do „U“ • Odtahový ventilátor spalin • Spalinové potrubí • Větší rozměry i váha • Různá provedení
teplo pro Vás
© Janásek
12
INFRATERM
Požadavky na zářiče Hospodárnost Ekologie Bezpečný provoz Hygienická nezávadnost
teplo pro Vás
© Janásek
13
INFRATERM
Hospodárnost provozu 1a Využití principu sálavého vytápění
t e = tv + ts
Teplota vzduchu v sálavě ál ě vytápěném tá ě é prostoru je nižší o 3 až 5oC
Snížení teploty o 1oC představuje úsporu 7 % ! teplo pro Vás
© Janásek
14
Hospodárnost provozu 1b
INFRATERM
t e = tv + ts
Využití principu sálavého vytápění Raumtemperatur tR [°C]o Prostorová teplota tR [ C]
20 18 16
Lufttemperatur tL Teplota vzduchu tL
Warmluft
Zářiče Z
12
ary
14
Sálavá teplota tS tS Strahlungstemperatur
F uk
t e = tR
Raumtemperatur R t t l tR tR P Prostorová á teplota
Infrarot
10 8 6
Heizzeit Strahlungsheizung čas- otopu – sálavě Heizzeit - Warmluftheizung čas otopu - teplovzdušně
4 2
pracovní doba Arbeitszeit Zeit Čas
Vzduch.Infrarot Sálav. Warmluft EINZap EIN Zap
topení Heizung AUS Vyp
Porovnání teplotních poměrů při provozu teplovzdušného a sálavého systému teplo pro Vás
© Janásek
Hygienický provoz zářičů 1c Teplota vzduchu v hale Vertikální průběh teplot 16 14
Vý ýška haly [m]
INFRATERM
16 14
Sálavý systém
12
12
10
10
8
8 Teplovzdušný systém
6
6
4
4
2
2
0
0 15
Teplovzdušné vytápění
teplo pro Vás
20
25 Teplota vzduchu v hale [°C]
30
Sálavé vytápění
© Janásek
16
INFRATERM
Hospodárnost provozu 2a Sálavá účinnost ηS
ts
přímo závisí na Is
Spalovací komora ηS = 45 %
bez reflektoru
ηS = 50 %
Reflektor, sálavá mřížka
Is je přímo úměrná ηS ηS = 55 %
ηS jje dána konstrukcí zářiče Čím má zářič lepší konstrukci konstrukci, tím má větší sálavou účinnost, tím vyšší sálavou teplotu vyvine a tím tí je j jeho j h provoz
hospodárnější teplo pro Vás
Hluboký reflektor Sálavá mřížka
ηS = 65 %
Izolovaný reflektor Kombinované sálání Izolovaný kryt
ηS ≥ 70 %
Předřívaná směs Kombinované sálání
© Janásek
17
INFRATERM
Hospodárnost provozu 2b Využití principu sálavého vytápění
Vyšší účinnost = větší úspory energie teplo pro Vás
© Janásek
INFRATERM
Hospodárnost provozu 2b
Nepovolená N l á oblast bl t Intenzita vyšší než 200W/m
Redukce spotřeby plynu za rok při použití izolovaných zářičů namísto obyčejných
Sálavá te eplota [oC C]
Snížení spotřeby y energie [%]/a
Úspory užitím zářičů s lepší účinností
Instalační výška [m]
teplo pro Vás
© Janásek
INFRATERM
Ekologie provozu zářičů 1 Exhalace
Instalovaný výkon sálavého vytápění je o 25 až 30 % menší oproti jiným systémům
Klasická kotelna
Teplovzdušné T l d š é topení Infrazářičové vytápění
Zařízení o menším výkonu má menší spotřebu plynu a méně spalin Spotřeba energie a použití ekologicky co nejméně zatěžujícího media je d dnes nejsměrodatnějším j ě d t ější k kriteriem it i převážného ř áž éh počtu čt investorů i t ů teplo pro Vás
© Janásek
20
INFRATERM
Ekologie provozu zářičů 2a
Světlé infrazářiče
Emise
díky „bezplamennému“ spalování plynu za nízkých teplot mají pouze desetinové koncentrace škodlivin ve spalinách oproti normálnímu spalování CO typicky 5 ppm,
NOx typicky 5 ppm
SO2 neměřitelné
Tuhé látky neměřitelné
teplo pro Vás
© Janásek
21
INFRATERM
Ekologie provozu zářičů 2b Emise
Tmavé infrazářiče v důsledku spalování p p plynu y za p podstatně vyšších y teplot p než u světlých, ý , mají j desetkrát vyšší koncentrace škodlivin ve spalinách
CO typicky 50 ppm, NOx typicky 100 ppm SO2 neměřitelné Tuhé látky neměřitelné
teplo pro Vás
© Janásek
22
INFRATERM
Bezpečný provoz zářičů 1a Vzdálenost hořlavých předmětů od zářiče
Hořlavé osálané předměty musí být vzdáleny od zářičů tak, aby jejich teplota nepřesáhla
85o C
Nejmenší vzdálenost ale vždy musí činit 2 m ! teplo pro Vás
© Janásek
23
INFRATERM
Bezpečný provoz zářičů 1b
Minimální vzdálenost hořlavých předmětů od zářiče závisí na charakteristickém čísle zářiče
ϕ
(Stanovuje výrobce a zkušebna)
Charakteristické číslo určí i sálavou účinnost
ηS= (ϕ -1) 1) / ϕ
teplo pro Vás
Minimá ální vzd dálenostt [m]
Vzdálenost hořlavých osálaných předmětů od zářiče
© Janásek
24
INFRATERM
Bezpečný provoz zářičů 2 Vzdálenost hořlavých předmětů od zářiče
Každý výrobce musí stanovit minimální vzdálenosti hořlavých předmětů mimo přímý dosah osálání vedle a nad zářičem
1. s ohledem na teplotu produkovaných spalin 2. s ohledem na povrchové teploty nefunkčních částí zářiče
teplo pro Vás
© Janásek
25
INFRATERM
Bezpečný provoz zářičů 3 Kontrola elektromagnetického rušení
Ovládací automatika zářičů a ostatní t t í el. l výzbroj ý b j musíí být odolná proti elektromagnetickým poruchám há šířících šíří í h se po síti íti nebo vzduchem a naopak nesmíí být ý sama zdrojem rušení jiných el. zařízení !
Při ročních kontrolách a revizích : kontrola vyzařováného elmag. spektra širokopásmovým přijímačem - scanerem teplo pro Vás
© Janásek
26
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 1a Odvod spalin
Světlé zářiče Spaliny s téměř neměřitelný m množstvím škodlivin se odvádějí nepřímo ří s dostatečným větráním haly v množství :
30m3 vzduchu na 1 kW instalovaného výkonu teplo pro Vás
© Janásek
27
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 1b Odvod spalin
Tmavé zářiče Spaliny s podstatně vyššími koncentracemi škodlivin je zpravidla nutné odvádět potrubím ven
teplo pro Vás
© Janásek
28
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 2 Spalovací vzduch
Plynový spotřebič o výkonu 1 kW spálí 0,1m3plynu a spotřebuje 1m3vzduchu
Světlé zářiče – vždy berou spalovací l í vzduch d h přímo ří z haly h l
Tmavé zářiče – mohou brát spalovací vzduch buď přímo z haly nebo lze přivést potrubím zvenku
Předpis – přívod alespoň 2,35 2 35 m3 vzduchu na 1 kW instalovanéhovýkonu teplo pro Vás
© Janásek
29
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 3a Intenzita sálání a výška instalace
´
IS
Qzář
Qzář = --------------(h – 1,5) 1 5)2 . π
Qzář = ηS . QCelk
h => Nejnižší povolená instalační výška zářiče pro intenzitu osálání álá í na vztažné ž é ploše l š max 200W/m2
teplo pro Vás
Is 1,5 , m
© Janásek
30
Hygienický provoz zářičů 3b
INFRATERM
Intenzita osálání osob v uzavřených prostorách Maximálně 200 W / m2 ! Výsledná teplota u hlavy nesmí překročit 25oC ! • Teplota vzduchu v hale • Výkon zářiče • Druh zářiče • Regulace prostorové teploty
teplo pro Vás
Vzdálenost od osob
Instalační výška zářičů
min. 2 m !
min. 4 m ! © Janásek
31
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 3c Intenzita sálání a výška instalace
250 Světlý ý zářič 10 kW
I Intenzita [W/m2]
200
Instalační výška 3 m
150
100 Instal výška 6 m Instal. 50
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Stranová vzdálenost od zářiče [[m]]
teplo pro Vás
8
9
10
© Janásek
32
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 3d Polární diagram osálání
90
Intenzitasálán ní [W/m2]
300
120
60
250 200 150
150
30
100 50 0 180
0
Světlý infrazářič 10 kW teplo pro Vás
© Janásek
33
Hygienický provoz zářičů 4a
INFRATERM
Vý l d á teplota Výsledná l Tmavý zářič 22 kW
Intenzita 1,5 m nad podlahou
[W/m2 ]
8
Teplota vzduchu 16 16°C C
15.0
6
25.0
Délk ka [m]
4 2 0 35.0
-2
15.0
-4 -6 15 0 15.0 -8
Strana hořáku
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
Šířka [m] teplo pro Vás
© Janásek
34
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 4b Výsledná teplota te [oC] Empf.-Temp [°C] Supertmavý infrazářič kW WärmebänderSystem166 166 kW
15
10
18.5 18.4 18.3 18 2 18.2 18.1 18.0 17.9 17.9 17.8 17.7 17.6 17.5 17.4 17.3 17.2
----------------
18.6 18.5 18.4 18 18.3 3 18.2 18.1 18.0 17.9 17.9 17.8 17.7 17.6 17.5 17.4 17.3
5
5
10
teplo pro Vás
15
20
25
© Janásek
35
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 5a Matematický model osálání pracovních stanovišť v hale
Intenzita sálání [ W/m2]
teplo pro Vás
© Janásek
36
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 5b Matematický model výsledné teploty v sálavě vytápěném prostoru Strahler jepo QwbQ =8.4=kW 14 14zářičů 8,4 kW 7 Strahler je Qwb=15 kW
Außentem Výpočtová Výpoč ová teplota epperatur o a-12 – °C 12 C C
Gesamtwärmebelastung221kW 7 Gesamtwärmebelastung zářičů po Q = 221 15kW kW
20 40
Te [°C]
15 30 20
14 Strahler je Qwb=6 kW 14 zářičů p po Q = G Gesamtwärmebelastung t ä b l t 84kW 84 kW
10
6 kW
0 Industriehalle
-10 -20
Výr. hala
5
15
Büroraum
Kancl. 10
15 Länge [m]
Délka [m]
teplo pro Vás
20
WellblechSklad Halle (Anbau)
5
10 Breite [m]
Šířka [m]
25
© Janásek
37
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 7a Vliv teploty okolí
Pro venkovní prostory neplatí (v důsledku nízkých teplot vzduchu) omezení intenzity sálání na 200 W/m2
-proto lze použít vyšší hodnoty osálání
Pro ilustraci : Intenzita ozáření sluncem v našich ši h zemích í hd dosahuje h j ažž
1000 W/m2
teplo pro Vás
© Janásek
38
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 7b Teplota okolí
Pro venkovní prostory neplatí omezení intenzity sálání, přesto je nutný přesný návrh
3D výpočetní model osálání divácké tribuny
Skutečnost potvrzená měřením teplo pro Vás
© Janásek
39
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 3b Regulace prostorové teploty : Ruční
Automatická
Automatickáá regulace prostorovéé teploty zajistíí : • Hospodárný provoz teplo pro Vás
• Teplotní pohodu © Janásek
40
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 3c Snímání prostorové teploty : Raumtemperatur tR [°C]o Prostorová teplota tR [ C]
20
Raumtemperatur p teplota Prostorová p t R tR
18 16 F uk ary
Lufttemperatur tL Teplota vzduchu tL
Warmluft
12
Zářiče
14
Sálavá teplota tS tS Strahlungstemperatur
Infrarot
10 8 6
Heizzeit Strahlungsheizung čas- otopu – sálavě Heizzeit - Warmluftheizung čas otopu - teplovzdušně
4
Snímač musí reagovat na prostorovou teplotu, p , protože jen ta je primární veličinou !
2
pracovníí doba d b Arbeitszeit
Zeit Čas Vzduch.Infrarot Sálav. Warmluft Zap EINZap EIN
teplo pro Vás
topení Heizung AUS Vyp
Snímač jen teploty vzduchu nemůže vyhovět pro regulaci sálavého ál éh systému é ! © Janásek
41
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 3f Měření intenzity sálání a prostorové teploty
Ruční měřič (pro orientační měření) • intenzity sálání [ W/m2] • teploty vzduchu [ o C] • výsledné teploty [ o C]
teplo pro Vás
© Janásek
42
INFRATERM
Hygienický provoz zářičů 3g Měření mikroklimatu vytápěného prostoru
V prostoru vytápěném zářiči s nepřímým odvodem spalin je vhodnéé překontrolovat ř : Teplotu vzduchu [oC]
Relativní vlhkost vzduchu [% r.v.]
teplo pro Vás
© Janásek
43
INFRATERM
Děkuji Vám za p pozornost
a těším se na shledanou teplo pro Vás
© Janásek
