Tmavé žiariče sa dajú v podstate použiť takmer všade, kde je výška stropu nad 4 metre. Nachádzajú sa však najmä v skladoch a výrobných budovách v priemysle, logistike a tiež v športových zariadeniach. Trubkové sálavé vykurovacie telesá sa montujú na strop a zabezpečujú príjemnú klímu v miestnosti, pretože na distribúciu tepla nepohybujú vzduchom, ale vytvárajú teplo pomocou infračervených lúčov. Okrem úplného vykurovania môžu rúrkové vykurovacie telesá vykurovať aj jednotlivé zóny a presvedčiť s veľmi krátkym časom nahriatia. Pozrime sa na túto technológiu bližšie…
Ako fungujú tmavé žiariče?
Tmavé žiariče sú infračervené žiariče, ktorých spôsob fungovania možno prirovnať k princípu slnka. Infračervené žiarenie alebo tepelné žiarenie slnka sa na povrchu, na ktorý dopadá, mení na teplo. Aj na našej pokožke. Infračervené žiarenie nepotrebuje na prenos svojej energie “nosné médium”. Podobne ako slnko, ktorého infračervené lúče musia prekonať približne 150 miliónov kilometrov, aby dosiahli Zem, infračervené lúče tmavého žiariča dosiahnu takmer bez strát zo zariadenia pod stropom budov obývaný priestor zamestnancov, strojov a skladovaného tovaru.
Tmavé žiariče vyrábajú teplo spaľovaním zmesi kyslíka a plynu v uzavretých horákoch so sálavými trubicami [nákres]. Spaľovanie nie je viditeľné, prebieha v trubici, preto názov rúrkový žiarič. Vzniknutý plameň a horúce plyny ohrievajú povrch sálavých trubíc, ktoré potom vyžarujú teplo najmä vo forme žiarenia. Ako palivo sa používa zemný alebo skvapalnený plyn alebo bioplyn a v súčasnosti prebiehajú prvé pokusy o prevádzku tmavých žiaričov s čistým vodíkom.
Ako sa vyrábajú tmavé žiariče?
Tlačný ventilátor
Tmavé žiariče sú jednoducho konštruované zariadenia. Majú horák (preto patria do decentralizovaných vykurovacích systémov), ventilátor, vyžarovacie trubice a nad nimi umiestnené reflektory. Priama (lineárna) rúrka alebo rúrka v tvare písmena U slúži ako vyžarovacia plocha. Horák, ktorý je namontovaný na jednom konci sálavej trubice, vytvára plameň, ktorý sa rozširuje do trubice. Modernejšie zariadenia fungujú ako tzv. tlačné systémy. To znamená, že ventilátor je umiestnený priamo v oblasti horáka a “tlačí” plameň do sálavej trubice. Tým sa vytvára laminárny plameň, ktorý ohrieva celú dĺžku sálavej trubice (obrázok 4). Na konci trubice sa nachádza ďalší ventilátor, ktorý slúži na odsávanie. Ventilátory tu vytvárajú podtlak, ktorý “nasáva” plameň a plyny cez sálavú trubicu. Nevýhody: Ventilátory a ich guľôčkové ložiská sú počas zahrievania jednotiek vystavené horúcim spalinám a agresívnemu kondenzátu.
Tmavý žiarič s tlačným ventilátorom v tvare U
Radiačná trubica sa v závislosti od konštrukcie zahreje na približne 550 až 700 °C. Je pokrytá reflektorom, ktorý usmerňuje teplo žiarenia do požadovanej oblasti. Na zvýšenie infračerveného výkonu môže byť doska reflektora vybavená tepelnou izoláciou. Spaliny sa odvádzajú jednotlivými dymovodmi na jednotku alebo spoločnými dymovodmi, v ktorých niekoľko jednotiek odvádza spaliny vo zväzkoch. Ak je vzduch v miestnosti znečistený (napríklad výparmi), komín spalín slúži aj ako kanál čerstvého vzduchu pre horák (systémy LAS).
Zmes plynu a vzduchu
Súčasná generácia tmavých žiaričov využíva pneumaticky riadenú kombináciu plynu a vzduchu, ktorá dokáže plynule regulovať výkon jednotky v rozsahu od 40 % do 100 %. To umožňuje vykurovanie v prevádzke s čiastočným zaťažením s trvalo vysokou účinnosťou. Okrem dodatočných úspor energie to má pozitívny vplyv aj na dodržiavanie zákonom požadovanej smernice ErP (odkaz na článok na blogu ErP). Orientačne možno povedať, že tmavé žiariče s plynovovzdušnými kompozitnými horákmi sú v priemere o 30 % úspornejšie ako komerčne dostupné tmavé žiariče.
Prečo sú infračervené sálavé žiariče alebo rúrkové žiariče vhodné?
Príjemná klíma v miestnosti, ktorú vytvárajú tmavé žiariče, je predovšetkým dôsledkom toho, že tieto systémy nemusia pri vykurovaní premiestňovať vzduch. To znamená, že nevzniká nepríjemný prievan ani vírenie prachu, čo je obzvlášť príjemné pre alergikov, a mimochodom, vírusy a choroboplodné zárodky sa zbytočne neroznášajú. Keďže tmavé žiariče primárne ohrievajú povrchy a osoby a až sekundárne vzduch, teplota vzduchu vo vykurovanej hale môže byť v priemere približne o tri Kelviny nižšia. Táto nižšia teplota vzduchu je však vďaka infračervenému teplu vnímaná ako príjemná.
Prečo sú tmavé žiariče také účinné?
V porovnaní s bežnými systémami vykurovania hál môžu tmavé žiariče ušetriť až 50 % nákladov na energiu. Výška úspory závisí od viacerých faktorov. Dôležitú úlohu zohráva konštrukcia budovy a konkrétne použitie. Platí pritom nasledovné:
Úspora energie s tmavými žiaričmi zvyšuje…
- … čím je budova vyššia
- … čím horšie je budova izolovaná
- … čím vyššia je intenzita výmeny vzduchu v budove (napr. prostredníctvom neustále otvorených brán počas nakladacích alebo vykladacích procesov, odsávania pri strojoch atď.)
- … ak sa majú vykurovať len niektoré zóny alebo časti budovy
- … ak má vykurovanie pružne reagovať na meniace sa časy zmien
- … čím sú priemerné vonkajšie teploty nižšie.
Ale hlavne tmavé žiariče šetria peniaze vďaka svojmu konštrukčnému princípu a prenosu tepla infračerveným žiarením. Pretože platí pravidlo: čo sa nemusí ohrievať, za to sa nemusí platiť. To sa týka tak možnosti ponechať nevykurované priestory budov, ako aj zníženia teploty vzduchu. V priemere sa pri znížení teploty vzduchu o 1 °C ušetrí 7 % energie. Okrem toho rúrkové ohrievače využívajú primárny energetický plyn, ktorý priamo v zariadení premieňajú na tepelnú energiu. Odpadajú zložité kotlové systémy a prenosové straty vodovodných potrubí centrálnych systémov. (Odkaz na článok o decentralizovaných/centralizovaných systémoch).
Okrem toho inteligentný riadiaci systém a možnosť plynulej regulácie výkonu jednotky umožňujú ďalšie 14 % úspory v porovnaní s jednostupňovo riadenými rúrkovými ohrievačmi. Modulačné rúrkové ohrievače, ideálne s kombináciou plyn/vzduch, dokážu ideálne prispôsobiť výkon horáka aktuálnej potrebe tepla. Na tento účel sa okrem množstva paliva reguluje aj množstvo spaľovacieho vzduchu. Týmto spôsobom možno zaručiť energeticky najlepšie spaľovanie a najvyšší vyžarovací faktor (aj pri prevádzke s čiastočným zaťažením).
Najviac vykurovacích dní je počas tzv. prechodných období. Výkon vykurovacieho systému je však navrhnutý na časy špičky, t. j. mimoriadne chladné dni. Trubkové vykurovacie telesá, ktoré nemôžu modulovať, prakticky vždy bežia na plný plyn.
Ďalšie úspory možno dosiahnuť použitím izolovaných a úplne uzavretých reflektorov s vysokou odrazivosťou. Izolácia reflektorov zabraňuje tepelným stratám smerom nahor. Radiačné trubice sa tak zahrievajú a následne vyžarujú viac tepla smerom nadol prostredníctvom infračerveného žiarenia.
Účinnosť tmavých žiaričov sa vďaka ich konštrukcii zvyšuje, keď….
- … jednotka môže modulovať plynule,
- … sa používa horák na zmes plynu a vzduchu,
- … sa používajú izolované reflektory,
- … sú reflektory uzavreté po celom obvode (aj na strane hlavy a tváre),
- … sa používa dobre odrážajúci reflexný materiál.
Aké sú výhody rúrkových sálavých žiaričov pre zákazníka?
Ako však každý vie, medzi teóriou, technickými výhodami a praxou existujú jemné rozdiely. Vykurovací systém musí vyhovovať budove a jej podmienkam.
Tmavé žiariče sú vhodné najmä na priemyselné vykurovanie hál (odkaz na článok na blogu Čo je najlepší ohrievač hál], ak…
- … je potrebné vyhnúť sa víreniu prachu,
- … sa niektoré oblasti/zóny majú vykurovať individuálne,
- … sa budova využíva len sporadicky,
- … je konštrukcia budovy zle izolovaná,
- … investičné náklady majú byť nízke,
- … sú brány často otvorené alebo dochádza k vysokej výmene vzduchu,
- … je budova vysoká,
- … je potrebné zabrániť kondenzácii na citlivom skladovanom tovare (napr. na oceli).
Tmavé žiariče sú len podmienečne vhodné na vykurovanie priemyselných budov, ak…
- … sa majú vykurovať miestnosti chránené proti výbuchu,
- … je budova vysoká menej ako 4 metre,
- … nie je možné používať zemný ani kvapalný plyn,
- … nie je možné dodržať minimálne vzdialenosti od skladovaného tovaru k rúrkovým sálavým žiaričom,
- … zaťaženie strechy alebo steny nie je možné dodržať vzhľadom na hmotnosť jednotky.
