Zasadniczo promienniki rurowe można stosować niemal wszędzie tam, gdzie wysokość hali wynosi ponad 4 metry. Głównie instalowane są w warsztatach, magazynach i halach produkcyjnych w przemyśle, logistyce, a także w obiektach sportowych. Promienniki rurowe są montowane na suficie i zapewniają przyjemny klimat w pomieszczeniu, ponieważ nie poruszają powietrza w celu rozprowadzenia ciepła, lecz wytwarzają ciepło za pomocą promieniowania IR. Można je stosować do ogrzewania całego pomieszczenia, ale również do ogrzewania strefowego i punktowego. Promienniki rurowe przekonują bardzo krótkim czasem nagrzewania. Przyjrzyjmy się bliżej tej technologii…
Jak działają promienniki rurowe?
Promiennki rurowe to promienniki podczerwieni, których sposób działania można porównać do zasady działania słońca. Promieniowanie podczerwone słońca jest przekształcane w ciepło na powierzchniach, na które pada. Również na naszej skórze. Promienie podczerwone nie potrzebują “nośnika” do transportu swojej energii. Podobnie jak słońce, którego promienie podczerwone muszą pokonać około 150 milionów kilometrów, aby dotrzeć do ziemi, promienie podczerwone promiennika rurowego docierają do strefy przebywania pracowników, maszyn i składowanych towarów niemal bez strat z urządzeń znajdujących się pod sufitem hali.
Promienniki rurowe wytwarzają ciepło poprzez spalanie mieszaniny powietrza i gazu, za pomocą palnika[rysunek]. Spalanie odbywa się w metalowej rurze, stąd nazwa promiennik rurowy. Wytworzony płomień i gorące gazy ogrzewają powierzchnię rury i za pomocą reflektorów kierują ciepło w postaci promieniowania do miejsc zapotrzebowania. Jako paliwo stosuje się gaz ziemny lub płynny (LPG) albo biogaz, a obecnie technologia pozwala na użycie wodoru jako paliwa dla promienników rurowych.
Jak zbudowane są promienniki rurowe?
Wentylator nawiewowy
Konstrukcja promienników rurowych jest dosyć prosta. Posiadają one palnik (dlatego zaliczane są do decentralizowanych systemów ogrzewania), wentylator, rury promieniowania i ułożone nad nimi reflektory. Rura prosta L lub w kształcie litery U pełni rolę powierzchni promieniującej. Palnik, który jest zamontowany na jednym końcu rury promieniującej, wytwarza płomień laminarny, który rozpościera się w głąb rury. Bardziej nowoczesne urządzenia pracują jako tzw. systemy pchające. Oznacza to, że wentylator znajdujący się bezpośrednio w obszarze palnika “wpycha” płomień do rury promiennika. W ten sposób powstaje laminarny płomień, który ogrzewa całą jego długość (rys. 2). Inny rodzaj konstrukcji wykorzystuje wentylator do zasysania na przeciwległym końcu rury. Tutaj wentylatory wytwarzają podciśnienie, które “zasysa” płomień i spaliny do rur promieniujących, jednak taki system ma wadę: Wentylatory i ich łożyska kulkowe są narażone na działanie gorących spalin i agresywnego kondensatu w fazie rozgrzewania się urządzeń.
Rura promieniująca nagrzewa się w zależności od konstrukcji od około 550 do 700 °C. Rura jest przykryta reflektorem, który kieruje promieniowanie cieplne w pożądany obszar. Aby zwiększyć wydajność promieniowania podczerwieni, reflektor może być wyposażony w izolację termiczną. Spaliny odprowadzane są za pomocą indywidualnych lub zbiorczych (kilka urządzeń jest podłączonych do jednego przewodu) przewodów kominowych. Jeśli powietrze w pomieszczeniu jest zanieczyszczone (na przykład przez pary), komin spalinowy służy również jako kanał doprowadzania świeżego powietrza do palnika (systemy LAS).
Przyłącze do mieszaniny gazowo-powietrznej
Obecna generacja promienników rurowych reguluje pneumatycznie skład mieszaniny gazowo-powietrznej, dzięki czemu można płynnie modulować moc urządzenia w zakresach od 40 do 100 % . Umożliwia to ogrzewanie w trybie częściowego obciążenia z niezmiennie wysoką sprawnością. Oprócz dodatkowych oszczędności energii ma to również pozytywny wpływ na spełnienie wymaganej prawem dyrektywy ErP. Orientacyjnie można powiedzieć, że promienniki rurowe z palnikami regulującymi mieszaninę gazowo-powietrzną są średnio o 30 % bardziej ekonomiczne niż dostępne na rynku 1-stopniowe promienniki rurowe.
Dlaczego ogrzewanie promiennikami podczerwieni lub promiennikami rurowymi jest zdrowsze niż innymi systemami ogrzewania?
Komfortowy klimat w pomieszczeniach uzyskiwany przy pomocy promienników rurowych wynika z tego, że systemy te nie muszą przemieszczać mas powietrza w procesie ogrzewania. Dzięki temu nie ma nieprzyjemnych przeciągów i zawirowań kurzu, co jest szczególnie ważne dla alergików, a poza tym wirusy i zarazki nie są roznoszone. Promienniki rurowe ogrzewają przede wszystkim powierzchnie i ludzi, a dopiero w drugiej kolejności powietrze.
Co sprawia, że promienniki rurowe są tak wydajne?
W porównaniu do konwencjonalnych systemów ogrzewania hal, promienniki rurowe pozwalają zaoszczędzić do 50 % kosztów energii. Wysokość oszczędności zależy od kilku czynników. Ważną rolę odgrywa rodzaj hali oraz jej przeznaczenie. Obowiązują następujące zasady:
Oszczędność energii dzięki promiennikom rurowym jest większa…
- …im wyższa jest hala.
- …im gorzej izolowane są ściany zewnętrzne budynku.
- …im większa wymiana powietrza w hali (np. z powodu stale otwartych drzwi podczas procesów załadunku lub rozładunku, odciągu przy maszynach itp.)
- …jeśli mają być ogrzewane tylko niektóre strefy lub części hali.
- …jeśli ogrzewanie ma elastycznie reagować czasy zmian.
- …im niższe są średnie temperatury zewnętrzne.
Ale przede wszystkim promienniki rurowe pozwalają zaoszczędzić energię ze względu na ich konstrukcję i przekazywanie ciepła przez promieniowanie podczerwone. Do znacznych oszczędności prowadzi również możliwość ograniczenia ogrzewania tylko do miejsca i czasu, w kórym jest ono faktycznie potrzebne. Średnio o 1°C niższa docelowa temperatura ogrzewania pozwala zaoszczędzić około 7 % energii. Ponadto promienniki rurowe wykorzystują gaz, który zamieniają bezpośrednio w urządzeniu na energię cieplną. Eliminowane są w ten sposób straty przesyłowe jakie powstają w wodnych centralnych systemach ogrzewania.
Dodatkowo, inteligentny system sterowania i możliwość płynnej modulacji mocy urządzenia pozwalają na uzyskanie kolejnych 14 % oszczędności w przeciwieństwie do jednostopniowo sterowanych promienników rurowych. Modulowane promienniki rurowe, najlepiej z możliwością regulacji proporcji mieszaniny gazowo-powietrznej, potrafią idealnie dostosować moc palnika do aktualnego zapotrzebowania na ciepło. W ten sposób można zagwarantować najlepsze energetycznie spalanie i najwyższy współczynnik promieniowania (także przy pracy z częściowym obciążeniem).
Najwięcej dni grzewczych przypada na tzw. okresy przejściowe (wiosna, jesień). Jednak moc systemu grzewczego jest nastawiona na okresy szczytowe – czyli szczególnie zimne dni. Promienniki rurowe, które nie posiadają modulacji, praktycznie zawsze pracują z pełną mocą.
Dodatkowe oszczędności można uzyskać stosując izolowane i całkowicie zamknięte reflektory o wysokim współczynniku odbicia. Izolacja reflektorów zapobiega utracie ciepła w górę. Dzięki reflektorom rury promieniujące bardziej się nagrzewają i emitują więcej ciepła w dół poprzez promieniowanie podczerwone.
Ze względu na konstrukcję, wydajność promienników rurowych wzrasta, gdy…
- …urządzenie może modulować
- …stosuje się palnik regulujący mieszaninę gazowo-powietrzną,
- …stosuje się izolowane reflektory,
- …reflektory są zamknięte dookoła (również u góry i z boku).
- …do budowy reflektorów zastosowano materiał o wysokim współczynniku odbicia.
Jakie są zalety promienników rurowych dla użytkownika hali?
Istnieją subtelne różnice między teorią, a praktyką. System ogrzewania musi być przede wszystkim dopasowany do budynku i jego warunków.
Promienniki rurowe sprawdzają się szczególnie do ogrzewania hali, gdy…
- …należy unikać zawirowań kurzu.
- …niektóre obszary/strefy mają być ogrzewane indywidualnie.
- …hala jest używana tylko sporadycznie.
- …budynek jest słabo izolowany lub ma wiele mostków cieplnych.
- …koszty inwestycji mają być utrzymane na niskim poziomie.
- …drzwi są często otwarte lub występuje duża wymiana powietrza.
- …hala jest wysoka.
- …należy unikać kondensacji na wrażliwych, składowanych towarach lub maszynach (np. stali).
Promienniki rurowe tylko warunkowo nadają się do ogrzewania hali, jeśli…
- … istnieje zagrożenie wybuchem np. składowane są materiały łatwopalne lub wybuchowe
- … hala ma mniej niż 4 metry wysokości.
- … nie można zachować minimalnych odległości od składowanych towarów do promienników.
- … budynek nie spełnia warunków statycznych (obciążenie dachu lub ściany przez urządzenia)
