Omnitherm

Aktuality

Nízkoteplotní infrazářiče a jejich místo ve vývoji sálavého plynového vytápění

2. prosinec 2005

V době zvyšování cen energií je stále aktuálnější snižování spotřeby energie nikoliv omezováním její spotřeby, ale především zvyšováním efektivity jejího využití a to platí i u energie pro vytápění průmyslových podniků.

Na přelomu 80. a 90. let bylo běžné, že většina průmyslových objektů byla vytápěna velmi nehospodárně a to z několika důvodů. Výroba tepla s nízkou účinností v zastaralých zdrojích, vysoké ztráty při distribuci tepla, nedokonalá nebo žádná regulace spotřeby vedoucí k přetápění a v neposlední řadě velmi špatná tepelná ochrana budov, způsobující extrémní ztráty tepla.

Na trhu se objevila vedle jiných druhů decentralizovaného vytápění, umožňujících výrobu tepla přímo v místě jeho spotřeby, také celá řada plynových sálavých topných systémů, a to jak zahraniční, tak i domácí výroby. Byly to světlé plynové infrazářiče, kde je směs plynu spalována v kapilárách keramických desek nažhavených na teplotu kolem 900 oC a které nacházely uplatnění ve starých, vysokých a špatně izolovaných halách s velkou přirozenou výměnou vzduchu, tak i trubicové zářiče tvaru „U“ s podtlakovým hořákem a odtahem spalin, použitelné i do hal s nižší světlou výškou.

Tyto infrazářiče měly velmi rozdílnou technickou úroveň a také účinnost. Vzhledem ke krátké vývojové fázi zářičů domácí výroby, byly právě tyto často na nižší technické úrovni než léty prověřené výrobky zahraniční. Tento rozdíl se ovšem projevoval také v jejich ceně.

Na počátku 90. let byla většina výrobních firem nucena investovat do obnovy výrobních technologií a pokud bylo nutno z jakýchkoli příčin provést rekonstrukci vytápění, volila se často ta nejlevnější řešení, které se nabízela.

Ve druhé fázi, kdy byly zmodernizovány výrobní technologie, začalo se ve větší míře investovat do modernizace topení. To bylo sice dáno často nutností nahradit zdroje tepla na konci jejich životnosti, ale stále více také snahou snížit provozní náklady na vytápění. V tomto období, i díky rozšiřující se plynofikaci, nastal mohutný rozvoj decentralizace a také rozvoj sálavého plynového vytápění. Mimo katalytických zářičů, které nenašly širšího uplatnění, to byly především zmiňované světlé a trubicové infrazářiče.

Od poloviny 90 let začal postupný odklon od oblíbenosti světlých zářičů a to jak ze strany uživatelů, tak ze strany projektantů. Tento trend měl podle našeho názoru kořeny v tom, že světlý infrazářič je otevřeným spotřebičem, jehož spaliny zůstávají ve vytápěném objektu se všemi negativními efekty, které z toho vyplývají. Nejen zhoršení kvality ovzduší v hale, ale také zvýšená koroze konstrukcí vlivem kondenzace vlhkých spalin na chladných částech konstrukce. Tyto negativní vlastnosti byly v mnoha případech zvýrazněny špatným projekčním řešením, protože nebylo navrženo dodatečné větrání pro odvod spalin mimo objekt. Rovněž koncentrace výkonu do prakticky bodového zdroje, způsobující výraznou nerovnoměrnost rozložení výkonu ve vytápěné zóně, v kombinaci s umístěním příliš nízko nad pracoviště, měla za následek lokální přehřívání a negativní pocity osob pod zářičem. Tyto negativní jevy měly za následek snižování zájmu o tento druh sálavého vytápění ve prospěch trubicových zářičů, které již eliminovaly některé nevýhody světlých zářičů a to zejména odtahem spalin mimo vytápěný objekt, ale také rozložením výkonu na větší plochu. Jejich nevýhodou však i dnes zůstává nižší životnost trubic, která je způsobena extrémním teplotním namáhání za hořákem, kde teplota dosahuje 500- 600 oC , nerovnoměrnost teploty po délce trubice hlavně u delších trubic a také snižování odraznosti reflektoru jeho postupným zanášením prachem, vyžíháním až zčernáním.

Koncem devadesátých let byly na trh uvedeny první infrazářiče, které eliminovaly nevýhody jak světlých tak i trubicových infrazářičů. Přestože jsou podobné trubicovým zářičům, odlišuje je řada podstatných technických rozdílů. Mezi nejdůležitější patří recirkulace spalin. Na rozdíl od klasických trubic mají nízkoteplotní infrazářiče dva ventilátory. Kromě hořákového ventilátoru, který umožňuje řízený přívod předehřátého vzduchu pro spalování, mají nízkoteplotní zářiče výkonný spalinový ventilátor, který vrací cca 85% vychlazených spalin do potrubí a snižuje tak teplotu horkých spalin za hořákem na max 300 oC. Proto je tento infrazářič nazýván nízkoteplotním. Snížení teploty za hořákem má vliv především na životnost trubic, která se tímto výrazně prodlužuje. Intenzívní proudění spalin v potrubí však umožňuje také použití mnohem delšího potrubí i mnohem větších průměrů trubic. Na rozdíl od klasických trubic průměru 100 mm se používají trubice o průměru až 350 mm, tedy trubice s mnohem větší sálavou plochou. Přestože je délka i průměr trubic větší, díky intenzívnímu proudění spalin je dosahována vysoká rovnoměrnost rozložení teploty i intenzity sálání po celé délce trubice.

Větší délka potrubí, tvarová variabilita a větší sálavá plocha trubic umožňuje mnohem rovnoměrnější rozložení výkonu na vytápěnou plochu a tedy i mnohem lepší tepelnou pohodu.

Dalším významným rozdílem je nižší spotřeba plynu. Tento parametr je ovlivněn několika faktory. Použití přetlakového hořáku s řízeným přívodem předehřátého vzduchu přináší velmi efektivní využití paliva při všech výkonových stavech infrazářiče. Tyto zářiče mohou totiž pracovat s plynulou modulací výkonu v rozsahu 30%-100 % výkonu nebo v několika výkonových stupních.

Dalším důležitým faktorem ovlivňujícím spotřebu je izolovaný kryt zářiče, který zabraňuje ztrátám tepla konvekcí do prostoru nad zářičem a zvyšuje tak velmi významně sálavou účinnost, tedy tu část výkonu, která se dostává přímo do vytápěné zóny, ohřívá podlahu a technologická zařízení a je z hlediska účinnosti sálavého vytápění nejdůležitějším parametrem. Protože izolovaný kryt nepůsobí jako reflektor, není jeho funkčnost v čase negativně ovlivněna znečištěním, vyžíháním ani jinými vlivy, které snižují funkčnost reflektoru u klasických trubic.

Pro úplnost je potřeba zmínit i další výhody nízkoteplotních zářičů a těmi jsou také nižší provozní náklady, zejména na povinné roční prohlídky plynových spotřebičů, měření emisí, revize, údržbu a servis. Jestliže např. pro instalaci výkonu velikosti 600 kW musíme použít 20 kusů trubicových infrazářičů klasické konstrukce o výkonu 30 kW, pak musíme počítat 20 x roční prohlídku zařízení, revizi i měření emisí a také úměrně počtu kusů pozáruční servis. Pokud použijeme 2 infrazářiče nízkoteplotní o výkonu 300 kW , pak náklady na prohlídky a servis topného systému budou řádově nižší.

Resume

Tyto nejvýznamnější technické odlišnosti, tedy nízká spotřeba paliva, dlouhá životnost a rovnoměrnost rozložení teploty ve vytápěné zóně, jsou nejdůležitějšími vlastnostmi, pro které se tento topný systém stává stále preferovanějším jak odbornou veřejností, tak především investory přistupujícími k rekonstrukci topného systému.

Dá se tedy bez nadsázky říci, že nízkoteplotní plynové infrazářiče jsou v současnosti díky svým technickým parametrům na nejvyšším vývojovém stupni sálavých plynových infrazářičů.

Ing. Petr Šodek
OMNITHERM, a.s.

Novější aktuality

Starší aktuality