Sálavé vytápění - teorie

Vertikální průběh teploty vzduchu v pracovní zóně

Z definice pocitové teploty lze vyvodit závěr, že maximálních úspor energie dosáhneme tím, že snížíme teplotu vzduchu v hale na minimum a pracovníka „řádně“ prohřejeme sáláním. Toto však není ta pravá cesta k úspoře a důsledkem takovýchto realizací je následná demontáž zářičů. Smutné na tom je, že lze skutečně ušetřit hodně energie a opravdu je možné vytvořit příjemné pracovní prostředí. Lidé nesmějí mít strach o vlasy, zatímco od nohou jde nepříjemný chlad. Má to být přesně naopak.

Základním pravidlem pro vytvoření podmínek pro lidi v hale je zásada, že nejvyšší pocitová teplota by měla být u nohou.

Do karet nám hraje typický teplotní průběh v pracovní zóně u sálavého vytápění, jenž je znázorněný na obrázku.

Rozdíl teplot mezi vzduchem nad podlahou a vzduchem ve výšce 2 metru nad podlahou je v tomto případě 2°K. Tento rozdíl je závislý na intenzitě vytápění. Pokud zářiče při regulaci Z/V zrovna netopí, příznivý efekt mizí.

Průběh teploty vzduchu není stejný v celé pracovní zóně, každá hala se chová jinak v závislosti na velikosti a vlastnostech oken, podlahy, stěn a světlíků. Na obrázku je zachycena situace, kdy do haly dodáváme cca. 20 W na m3.

Velmi zhruba platí, že na každých 10 W na jeden m3 vytápěného prostoru je tento rozdíl o jeden stupeň vyšší. Pro naše účely velmi zhruba platí: při intenzitě vytápění 15, 20 či 25 W/m3 m3 prostoru rozdíl teplot vzduchu 1,5, 2 či 2,5°C.

Celý problém je v tom, že na podlaze je nižší sálavá složka než ve dvou metrech nad podlahou. Pak se může stát, že i když je u nohou vyšší teplota vzduchu, je zde nižší pocitová teplota, protože rozdíl sálavých složek je větší než rozdíl teplot vzduchu a to je špatné řešení. Rozdíl sálavých složek můžeme odečíst z předchozí tabulky. Zářič s výkonem větším jak 3 kW z metru délky ve výšce menší jak 6 metrů nad podlahou je z tohoto hlediska téměř vždy špatně umístěn. Optimální řešení demonstruje následující příklad.

V hale 18 x 60, s výškou 8 metrů je kompaktní zářič dlouhý 52 metrů s tepelným výkonem 130 kW. Intenzita vytápění je poměrem výkon / objem prostoru. V našem případě je to 130 kW na 8 500 m3 a to je 15 Wattů na m3. Teplota u podlahy je 21,5°C, ve výšce dvou metrů 20°C. Zářič je zavěšen v sedmi metrech a jeho výkon z jednoho metru je 2,5 kW (130 kW / 52 metrů).

Podlaha: sálavá složka 3,6°K, pocitová teplota 21,5°C + 3,6°K = 25,1°C.

Ve dvou metrech: sálavá složka 5,0°K, pocitová teplota 20,0°C + 5,0°K = 25,0°C.

Pocitová teplota u podlahy je vyšší jak pocitová teplota v úrovni hlavy – řešení je dobré.

Porovnáváme-li sálavé vytápění a pobyt na slunci, musíme si uvědomit fakt, že intenzita slunečního záření na zemi a ve výšce dvou metrů je naprosto stejná, na rozdíl od zářičů. Snižující se intenzita sálání samozřejmě vytváří různou sálavou složku v oblasti hlavy a nebo u nohou. Člověk je ale zvyklý na to, že jeho nohy jsou v teple. Pokud svítí slunce, je v bezprostřední blízkosti země teplota vzduchu vyšší řádově o desítky °C a intenzita záření je stejná jako na hlavě. To mělo za následek, že si během evoluce člověk umístil teplotní čidla na chodidlech a ne ha hlavě.

Ve vytápěné hale můžeme mít intenzitu záření v rovině hlavy daleko vyšší než na podlaze. Pak je „teplo“ na hlavu a „zima“ na nohy. Termoregulace u člověka je zmatená, zvyšuje vnitřní výkon i když se už hlava potí. Pokud bude mít člověk nohy v teple, snese bez problémů daleko nižší teplotu vzduchu a sálavý systém ho nebude příliš „obtěžovat“. To by mělo být výsledkem našeho snažení.