Promienniki elektryczne – przyszłościowe ogrzewanie hal na podczerwień dla przemysłu
W miarę jak świat poszukuje nowych sposobów na ograniczenie emisji CO₂, energia elektryczna staje się coraz bardziej popularna. Elektryfikacja rozwiązań grzewczych jest krokiem w kierunku zerowej emisji netto.
Wiele firm miało w przeszłości pozytywne doświadczenia z gazowym ogrzewaniem promiennikowym w budynkach przemysłowych. Opłacalny zakup, efektywna eksploatacja, a przede wszystkim niskie zużycie sprawiły, że gazowe promienniki podczerwieni stały się popularną formą ogrzewania. Chociaż gaz ziemny pozostanie ważnym źródłem energii jeszcze przez wiele lat, rosnąca presja na dekarbonizację doprowadzi w dłuższej perspektywie do spadku popytu na to źródło energii.
Ale czy elektryczne promienniki podczerwieni mogą spełnić te same oczekiwania co promienniki gazowe?
Przyjrzyjmy się ich zaletom i potencjalnym ograniczeniom.
Należy przeanalizować następujące aspekty:
- Jak działają promienniki elektryczne
- Koszty nabycia
- Koszty zużycia energii
- Ekologia / Bilans CO₂
- Zgodność z prawem / Spełnienie przepisów dotyczących ochrony środowiska
- Koszty instalacji i konserwacji
- Ograniczenia
- Kwestie zdrowotne
Jak działają promienniki elektryczne
Zasadniczo elektryczne promienniki podczerwieni działają podobnie jak ich gazowe odpowiedniki. Charakteryzują się one szybkim i wydajnym generowaniem ciepła, dzięki czemu są szczególnie przydatne do ogrzewania dużych budynków. W przeciwieństwie do konwencjonalnych metod ogrzewania, które ogrzewają całą objętość powietrza, promienie podczerwone przenikają przez powietrze praktycznie bez strat i uwalniają swoją energię cieplną w kontakcie z obiektami lub osobami. Ułatwia to szybki i skuteczny transfer ciepła w budynkach, umożliwiając precyzyjną dystrybucję tam, gdzie jest to potrzebne, czy to na całych powierzchniach, czy w określonych strefach dużych obszarów roboczych. Co więcej, wszechstronność promienników elektrycznych umożliwia komfortowe ogrzewanie odizolowanych obszarów lub pojedynczych stanowisk pracy bez konieczności ogrzewania całej objętości powietrza w budynku. Ta cecha sprawia, że są one szczególnie korzystne w przypadku słabo izolowanych konstrukcji.
Koszty zakupu promienników elektrycznych
Kluczową zaletą promienników elektrycznych jest ich przystępna cena. Dotychczas większość takich urządzeń była stosowana w sektorze konsumenckim, na przykład promienniki elektryczne używane dla obszarów zewnętrznych w gastronomii, na prywatnych tarasach lub jako urządzenia wewnętrzne do kościołów lub łazienek. Aby osiągnąć wymaganą moc dla dużych budynków, urządzenia były łączone kaskadowo, tj. wiele małych urządzeń o mocy 2 kW lub 3 kW było instalowanych obok siebie. Cena tych urządzeń zaczyna się od około 1 200zł netto. Jednak takie rozwiązanie wiąże się ze złożonością montażu i wyższymi kosztami okablowania ze względu na liczne małe jednostki.
Promienniki elektryczne dopiero niedawno stały się dostępne w wersji przemysłowej. Firma Schwank wprowadziła na rynek pierwszą serię urządzeń dostosowanych specjalnie na potrzeby budynków przemysłowych, o imponującej mocy grzewczej jednej jednostki – 18 kW. Zakup takiego urządzenia zaczyna się od około 6 500zł netto, a biorąc pod uwagę cenę za kW mocy grzewczej jest to opłacalne rozwiązanie. Ponieważ sterowanie może być scentralizowane, a okablowanie ograniczone do kilku urządzeń, jest to zdecydowanie atrakcyjna opcja dla potrzeb ogrzewania przemysłowego.
Zużycie energii / Koszty energii
Energia elektryczna jest uważana za przyjazną dla środowiska, niestety często wiąże się z wyższą ceną. Jeśli budynek jest wyposażony w fotowoltaikę, energię fotowoltaiczną można wykorzystać do ogrzewania. Daje to wyraźną redukcję kosztów energii. Dlatego planując system ogrzewania za pomocą promienników elektrycznych, ważne jest, aby z góry ustalić jakie specyficzne wymagania powinno on spełniać. Czy potrzebne jest tylko ogrzewanie określonych obszarów budynku lub stanowisk pracy? Czy też konieczne jest ogrzewanie całego budynku? Czy urządzenia mają możliwość modulowania i dostosowywania mocy grzewczej do różnych wymagań cieplnych, lub czy korzystna byłaby ich integracja z dodatkowym systemem jako rozwiązanie hybrydowe?
Rozważania te najlepiej omówić ze specjalistami, takimi jak konsultanci ds. energii, inżynierowie ogrzewania lub sami producenci. Mogą oni dostarczyć cennych wskazówek i uwzględnić specjalne potrzeby budynku. Angażując ekspertów na wczesnym etapie procesu planowania, można podejmować świadome decyzje, które optymalizują efektywność energetyczną i opłacalność, jednocześnie spełniając cele związane z ogrzewaniem.
Ekologia / Bilans CO₂ promienników podczerwieni
Energia elektryczna musi być generowana. Odbywa się to za pomocą elektrowni gazowych, węglowych lub atomowych, parków słonecznych, turbin wiatrowych i elektrowni pływowych. Z tego wszystkiego powstaje nasz miks energetyczny. Wytworzenie jednej kilowatogodziny energii elektrycznej spowodowało średnio emisję 434 gramów CO₂ w 2022 roku. W przypadku czystych źródeł „zielonej” energii elektrycznej zakłada się średnio 32 gramy. Oznacza to, że im „czystsza” staje się nasza mieszanka energii elektrycznej, tym bardziej przyjazne dla środowiska są promienniki elektryczne. Jeśli do ogrzewania elektrycznego wykorzystywana jest czysta „zielona” energia elektryczna, dany system grzewczy jest „zielony”, a jeśli możliwe jest wykorzystanie własnej energii fotowoltaicznej, ogrzewanie jest nawet neutralne pod względem emisji CO₂.
Zgodność z prawem / Zgodność z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska
Komisja Europejska zaproponowała kilka inicjatyw w ramach Europejskiego Zielonego Ładu, których ogólnym celem jest osiągnięcie neutralności klimatycznej w Europie do 2050 r. i podniesienie celu redukcji emisji gazów cieplarnianych w UE o co najmniej 50% do 2030 r. Wybierając odpowiedni system ogrzewania można spełnić wymagania ochrony środowiska i zmniejszyć emisje CO₂.
Koszty instalacji i konserwacji elektrycznych promienników podczerwieni
Elektryczne promienniki ciepła wyróżniają się jako doskonała opcja ogrzewania w budynkach przemysłowych poprzez niskie koszty instalacji i konserwacji. Ich lekka konstrukcja ułatwia instalację, niezależnie od tego, czy są podwieszone pod sufitem budynku za pomocą łańcuchów, zintegrowanych wsporników montażowych lub stalowych lin, czy też przymocowane do ścian bocznych za pomocą specjalistycznych uchwytów. Podczas gdy do podłączenia urządzeń do zasilania wymagany jest wykwalifikowany pracownik, złożoność pojawia się przy wdrażaniu inteligentnych systemów sterowania, takich jak systemy magistrali lub integracja z systemami zarządzania budynkiem, co wymaga specjalistycznej wiedzy profesjonalnej firmy (co jest powszechną praktyką w dużych projektach budowlanych).
Zadania konserwacyjne są zazwyczaj proste i obejmują takie czynności, jak czyszczenie elementów grzewczych, sprawdzanie połączeń śrubowych oraz wizualne sprawdzanie połączeń elektrycznych. Te rutynowe czynności konserwacyjne, wykonywane co roku, są szybkie i niedrogie w przeliczeniu na urządzenie, co dodatkowo zwiększa opłacalność promienników elektrycznych w zastosowaniach przemysłowych.
Ograniczenia elektrycznych promienników podczerwieni
Tylko niewielu producentów promienników elektrycznych dostosowało swoje produkty do wymagań przemysłowych. W niektórych urządzeniach wymiana uszkodzonych elementów grzejnych okazuje się niezwykle trudna, często powodując konieczność wymiany całego emitera. Takie podejście, choć powszechne, wiąże się ze znacznymi kosztami dla operatorów budynków i jest marnotrawstwem materiałów. Co więcej, rozmieszczenie wielu promienników elektrycznych o małej mocy w wysokich budynkach stanowi przeszkodę logistyczną i potencjalny konflikt z istniejącymi instalacjami jak oświetlenie, systemy tryskaczowe lub układ półek. Wraz ze wzrostem liczby urządzeń rosną również koszty instalacji, co podkreśla sens wyboru większych, bardziej wytrzymałych jednostek, których parametry są zgodne ze specyfikacjami przemysłowymi, takich jak, np. eSchwank.
Zagrożenia dla zdrowia związane z promiennikami kwarcowymi
Zasadniczo ciepło podczerwone jest przyjemne. Nie ma potrzeby przemieszczania powietrza, co pozwala uniknąć przeciągów i zawirowań kurzu. Ponadto ciepło promieniowania sprawia, że czujesz się cieplej niż powietrze w otoczeniu. Wpływa to korzystnie na witalność podczas ciężkiej i lekkiej pracy.
Tak zwane promienniki kwarcowe pracują z bardzo wysokimi temperaturami powierzchni. Zakres podczerwieni przechodzi w zakres krótkofalowy IR-A, a elementy kwarcowe świecą jasnoczerwonym światłem. Podejrzewa się, że urządzenia te mogą uszkadzać oczy przy długotrwałej ekspozycji. Dlatego zaleca się stosowanie tych urządzeń w przejściach lub w miejscach, w których pracownicy przebywają tylko przez krótki czas. Dlatego przy wyborze promienników należy pamięta że, im dłuższa fala promieniowania podczerwonego, tym lepiej dla oczu.
Podsumowanie
Elektryczne promienniki podczerwieni mają wszystkie niezbędne cechy niezbędne dla dobrego przemysłowego systemu grzewczego. Ogrzewają komfortowo, są niedrogie w zakupie i utrzymaniu, mogą przyczynić się do osiągnięcia celu zerowej emisji netto i mogą być eksploatowane ekologicznie. Wyższe koszty energii, można w sposób zrównoważony obniżyć dzięki własnemu systemowi fotowoltaicznemu.
Zalety:
- możliwość ogrzewania z 100% odnawialnych źródeł energii
- niskie koszty inwestycji
- opłacalne ogrzewanie przy wykorzystaniu własnej energii fotowoltaicznej
- brak zawirowań pyłu
- brak przeciągów
- szybki czas reakcji
- dobry transfer ciepła
- prosta instalacja
- możliwość ogrzewania strefowego
- wysoka wydajność, energia elektryczna jest prawie całkowicie przekształcana w ciepło
- prosta i ekonomiczna konserwacja
Wady:
- ograniczona przewidywalność kosztów energii
- urządzenia o krótkofalowym promieniowaniu IR-A są szkodliwe dla zdrowia (oczy)
- tylko niewiele urządzeń na rynku nadaje się do użytku przemysłowego
Chcielibyście Państwo uzyskać indywidualną poradę w sprawie odpowiedniego systemu ogrzewania lub wentylacji hali?
