Sálavé vytápění - teorie

Jak funguje sálavé vytápění hal - principy a vlastnosti

Teplotu vnitřních povrchů můžeme zvýšit přímým ohřevem ze zdroje zabudovaného pod povrchem nebo osáláním povrchu infračervenými paprsky - sálavý princip (přenos tepla zářením).

Tento způsob je v průmyslu realizován převážně pomocí plynových infračervených zářičů.

Velkou výhodou plynových sálavých systémů je jejich hospodárný provoz. Skutečnost, že výsledná pocitová teplota v hale je dána součtem teploty vzduchu a radiačního účinku sálavého tělesa, je možno teplotu vzduchu snížit o 3-5°C, což v praxi znamená úsporu energie cca 30%.

Další výhodou je šíření tepla od prohřátých povrchů. Teplejší podlaha a ostatní zahřáté konstrukce působí spolu s minimálním prouděním vzduchu velmi příznivě na kvalitu pracovního prostředí.

Princip

V celém tomto oddílu budu popisovat rozdíl mezi sálavým a teplovzdušným vytápěním hal. Samotná podstata procesu topení v hale je stejná a proto ji nebudu znovu vysvětlovat. Pokud jste tak neučinili, věnujte prosím nejprve pozornost předchozím dvěma oddílům, jenž se týkaly přirozeného větrání a teplovzdušného vytápění hal. Stejně jako teplovzdušné jednotky, také zářiče neumějí vyměňovat v hale vzduch. Pokud chcete a nebo musíte v hale zajistit nucené větrání, je výhodné použít centrální vzduchotechniku. Zářiče se tedy hodí do hal, které vyvětráme přirozeným způsobem. Existují sice hybridní systémy, kdy je hala vytápěna sálavě a je v ní také vzduchotechnika, ale cena zemního plynu je zatím pro tato řešení příliš nízká.

Sálavé vytápění hal

Vlastní infrazářič je dlouhý kouřovod vedený halou tam a zase zpátky. Na jednom konci je hořák dodávající do trubice teplo. Na druhé straně zářiče je odtahový ventilátor vyfukující ochlazené spaliny komínkem mimo halu. U některých zařízení spaliny v systému částečně cirkulují. Ohřátý povrch zářiče vyzařuje do prostoru energii ve formě elektromagnetického vlnění. Kromě toho také ohřívá okolní vzduch. Tomu se většinou snažíme zabránit a zářič ze stran a shora izolujeme. Izolace by měla rovněž záření směřovat dolů, tedy k podlaze. Někdy jsou zářiče opatřeny reflektorem. Ten odráží spíš snahu výrobce ušetřit peníze. Sálání prostupuje vzduchem haly, aniž by ho moc ohřívalo a dopadá na předměty. O ty se zastavuje, předává jim svou energii a tím zvyšuje jejich teplotu. Od nich se ohřívá vzduch v hale a v jejich blízkosti je nejteplejší.

Sálavé vytápění lze přirovnat k ohřívání naší planety. Pokud na zem dopadá sluneční záření je v atmosféře ten nejteplejší vzduch těsně nad zemí a s výškou se jeho teplota snižuje. Pokud slunce nesvítí, je těsně nad zemí vzduch nejstudenější, jelikož se od ní naopak ochlazuje. Jsou-li v hale zářiče v provozu, ohřívají podlahu a ostatní předměty. Vypnuté zářiče nic neohřívají, v tomto případě najdeme nejstudenější vzduch u podlahy, stejně jako v případě teplovzdušného vytápění.

Aby srovnání bylo přesnější. Pokud popisuji pokles teploty vzduchu s výškou v atmosféře, nemám na mysli pokles o 10°C na každý kilometr výšky daný klesajícím tlakem vzduchu, ale pokles těsně nad zemí daný ohříváním povrchu planety. Během slunného dne mohu naměřit těsně nad zemí teplotu vzduchu o 10°C vyšší, než ve výšce jednoho metru.

Dále možná není úplně jasné, proč by měly být zářiče vypnuté. Zapnuté zářiče představují maximální výkon a pokud nemá systém kvalitní plynulou regulaci, délkou doby chodu a nebo vypnutí ovlivňujeme teplotu vzduchu v hale, podobně jako délka dne a noci charakterizuje zimu nebo léto.

Také poopravím jedno velmi časté tvrzení obchodních zástupců. Sálavé vytápění skutečně ohřívá podlahu a od té se teprve ohřívá vzduch v hale, ale není pravda, že by v hale nebyl teplejší vzduch než je ohřátá podlaha. Nejteplejší vzduch v hale je samozřejmě v okolí zářiče a pod střechou. Sálavé vytápění stejně jako teplovzdušný systém, dodává do horní části haly hodně teplého vzduchu. Jeho množství není závislé na použitém principu, ale na kvalitě daného zařízení, tedy na kvalitě izolace zářiče.

Zářič část získané energie vysálá směrem k podlaze, měl by daleko menší část vysílat směrem ke stropu (pokud jeho izolaci netvoří jenom kus plechu) a částí energie ohřeje okolní vzduch. Vzájemný poměr mezi sáláním k podlaze a celkovou spotřebovanou energie definuje sálavou účinnost. Můžeme ji částečně posoudit podle teplotní křivky zvrstvení vzduchu v hale, ale ta nám spíš charakterizuje vlastní účinnost vytápění konkrétní haly a není měřítkem sálavé účinnosti konkrétního zářiče. Sálavou účinnost nejlépe zjistíme v laboratoři. Je daleko menší než hořáková účinnost plynových zařízení a většinou se nezveřejňuje. V případě zmatení pojmů by mohla její velikost odrazovat zákazníky od nákupu.

Pro Vaši představu, radiátory normálního ústředního topení mají sálavou účinnost zhruba 30%. Nejhorší a nejméně kvalitní zářiče jsou někde na 45 až 55%. Ty nejlepší a nejpropracovanější systémy mají sálavou účinnost lepší než 85%. Dále budu obecně popisovat zvrstvení vzduchu v hale, popis jednotlivých zářičů z hlediska účinnosti najdete na stránce pojednávající o vlastnostech systémů pro vytápění a větrání.