Nagy légterű helyiségek költségtakarékos fűtési megoldásai
2008/3. lapszám | Pongó György Kovács László | 8506 |
Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A nagy légterű és nagy belmagasságú helyiségek fűtése, szellőzése az 1990-es évektől kezdődően jelentős változáson ment át Magyarországon. Ennek közgazdasági kiváltó oka volt az energiaárak folyamatos növekedése, és a privatizációt követő szigorúbb, takarékosabb költséggazdálkodás.
A magas hatásfokú, gáztüzelésű sugárzók és hőlégfúvók fejlesztésének köszönhetően lehetővé vált a hő decentralizált termelése és elosztása, azaz a hőleadó berendezéseknek a fűtött térben vagy annak közelében való elhelyezése. Több hazai vállalkozás, felismerve az új műszaki lehetőségek jelentőségét, forgalmazza és szereli Magyarországon az említett, korszerű fűtőkészülékeket, ezzel biztosítva számos felhasználó számára a költségcsökkentési lehetőséget, másoknak a termékeik árszínvonalának megőrzését.
A sugárzásos hőleadás jelenségét már a XX. század első felében ismerték, és meleg vizes, ill. gőzös változatban alkalmaztak mennyezeti sugárzó fűtőtesteket, melyek azóta egyre magasabb hatásfokkal, esztétikusabb kivitelben állnak rendelkezésre. A gázüzemű sugárzó fűtések megvalósításával már a XX. század közepén is foglalkoztak, azonban a fajlagosan magas gyártási költségek még nem ösztönözték a felhasználókat az új technika alkalmazására.
A 70-es évek elején, a nagy mértékű energiaár-növekedés Nyugat-Európában váltotta ki az igényt a gázüzemű fűtőberendezések iránt, és 10 év alatt le is zajlott a korszerűtlen fűtőrendszerek átalakítása. Először a vörösen sugárzókat, majd a sötéten sugárzókat, ezt követően a hőlégfúvókat fejlesztették ki gáztüzelésű változatban. A hőt minden fűtőberendezés konvekcióval (azaz hőátadással) és azzal egyidejű sugárzással adja le. A két hőközlési mód aránya a hőleadó készülék, illetve a levegő hőmérsékletétől függ.
A sugárzásos fűtések típusai számos előnnyel rendelkeznek a hagyományos megoldásokhoz képest:
alacsonyabb léghőmérséklet mellett valósul meg a kellemes hőérzet,
a hőveszteség kisebb, mint a konvekciós fűtés esetén,
helyi vagy zónás fűtés megvalósítható,
gyors felfűtés, jó szabályozhatóság,
a fűtőrendszer hatásfoka 88-95%,
nincs szükség kezelőszemélyzetre,
nem foglal helyet a tartózkodási térből,
környezetkímélő (alacsony NOx- és CO-kibocsátás),
30-60% költségmegtakarítás a hagyományos fűtési módokhoz képest.
A sugárzó hőleadók működési módjuktól függően eltérnek egymástól, azaz lehetnek:
gázüzemű vörösen sugárzók, melyek nyílt égésterű berendezések,
gázüzemű sötéten sugárzók nyílt vagy zárt égésterű módon szerelhetők fel, és füstgáz-kivezetést igényelnek,
melegvizes vagy gőzös sugárzóernyők, melyek tűz- és robbanásveszélyes helyiségben is alkalmazhatók, egy, a fűtött helyiségen kívül elhelyezett kazán létesítésével.
Vörösen sugárzók
Ezek a készülékek (1. kép) a nagy belmagasságú (5-16 m), kevéssé vagy nem szigetelt épületek fűtésére alkalmazhatók. A hőleadó felület igen magas hőmérsékletű (800-900 0C) kerámiaégők együttese. Ennek következtében a sugárzási hatásfokuk 50-65%. Előnyeik az egyszerű szerelés, az alacsony beruházási költség, a magas hatásfok, s ennek következtében az alacsony energiafogyasztás. Karbantartási igényük kicsi, az élettartamuk gyártmánytól függően 15-20 év. Működésük csendes, általános, helyi vagy zónás fűtés alakítható ki a fűtött épületben. Alkalmazási területeik a "D" vagy annál alacsonyabb tűzveszélyességi besorolású, rossz hőszigetelési jellemzőjű helyiségek fűtése, mint pl. templomok, szerelő- és gyártócsarnokok, lakatosüzemek, nagy raktárak. Technológiai célra is alkalmazhatók, pl. előmelegítés, szárítás (papíripar, hegesztés, szerszámmelegítés).
Egyedi sötéten sugárzók
A sötéten sugárzók (2. kép) egy atmoszférikus gázégőből, egy füstgáz-elszívó ventilátorból, valamint a két egységet összekötő sugárzócsőből, illetve a fölötte elhelyezkedő tükröző ernyőkből állnak. Az elégetett gáz a sugárzócsövet kb. 450 0C-ra hevíti fel, amely a hő ~55%-át hősugárzás formájában bocsátja ki a tartózkodási zónába. 5-20 m hosszúságú berendezések, melyek a méretnek megfelelően robusztus szerkezetűek, magas hőmérsékletnek is ellenálló csövekkel, a csöveket és az ernyőket rögzítő kerettel, valamint a tükrözőképességüket az idő múlásával sem változtató aluminizált vagy rozsdamentes acél ernyőkkel. Előnyeik azonosak a vörösen sugárzóknál megadottakkal, kiegészítve azzal, hogy felhasználási területük szélesebb. Alkalmazásuk a 4-12 m belmagasságú épületek fűtésére ajánlott, ahol az égéstermékek elvezetése szükséges. A sötéten sugárzókat a "C", "D" vagy annál alacsonyabb tűzveszélyességi besorolású, közepesen rossz hőszigetelési jellemzőjű helyiségek fűtésére ajánljuk, mint pl. szerelő- és gyártócsarnokok, autószerelő műhelyek, tornatermek, sportcsarnokok, raktárak.
Sötéten sugárzó rendszer
A 5. képen bemutatott változat a sugárzók között jelenleg a legkorszerűbb rendszer, amely központi füstgáz-elvezetést és homogén hőmérséklet-eloszlást biztosít. Nem egyesített füstgázelszívást valósít meg, hanem az egymástól pontosan meghatározott távolságra lévő égők között a füstgáz a benne lévő vízgőz kondenzációs hőmérsékletéig lehűl. Így a füstgáz energiatartalmának döntő része sugárzó hővé alakul. Folyamatos csőhálózatra sorosan és párhuzamosan szerelt gázégők együtteséről van szó, az égés, valamit az égéstermék-elvezetés egyetlen rendszerben valósul meg. Az égők egységteljesítménye 20-30-40 kW, egy rendszer összes fűtőteljesítménye 40-900 kW lehet.
A sötéten sugárzó rendszer alkalmazásának előnye, hogy egyenletes sugárborítottságot és hőmérséklet-eloszlást biztosít a fűtött helyiségben, mivel a csőhálózat összefüggő, és követi az épület alakját. A kiemelkedően magas, 93-95% hatásfoknak köszönhetően igen alacsony a gázfogyasztás. A füstgázventilátor az épületen kívül kerül elhelyezésre, így az égéstermék-visszaáramlás lehetősége kizárt. Az üzemeltetők számára kedvező, hogy a csarnokok födémszerkezetét nem szükséges megbontani az égéstermék-elvezetéshez. Általános vagy zónás fűtés valósítható meg, a karbantartási igény minimális.
Sötéten sugárzó hőszalag
A sötéten sugárzók egy másik különleges változatát nevezik hőszalagnak, amely ~250 0C hőmérsékletű, nagy átmérőjű sugárzócsövekkel és hőszigetelt ernyőkkel rendelkezik (7. kép). A berendezés gázégője atmoszférikus, és a füstgáz-ventilátorral építik egybe annak érdekében, hogy a füstgáz hőjének egy részét újrahasznosítsák a fűtési folyamatban. A ~90% összhatásfokú berendezést 35-400 kW fűtőteljesítmény-tartományban gyártják, 20-200 m hosszúságban szerelhetők össze, így a szükséges változat az épület méretének és hőigényének megfelelően válaszható ki. Kültéri és beltéri gázégőváltozat áll rendelkezésre, nyílt vagy zárt égésterű szerelés lehetséges (3. kép).
A berendezés alkalmazásának előnye a magas sugárzási és az összhatásfok, az egyenletes besugárzás, hőmérséklet-eloszlás, mivel a csőhálózat folyamatos, és a különböző ívekkel, ill. T-idomokkal igazítható a fűtendő terület alakjához, elhelyezkedéséhez. Kültéri égőelhelyezés esetén a gázvezetéket nem szükséges bevinni a fűtendő helyiségbe, és az égéstermék- visszaáramlás lehetősége is kizárt. A csarnok födémszerkezetét nem kell megbontani az égéstermék-elvezetéshez. A karbantartási igény minimális. Alkalmazási lehetősége a sötéten sugárzókéval azonos, 5-12 belmagasság esetén, figyelembe véve a gázégő fűtőteljesítményéhez tartozó sugárzó csőhosszúságot. Az ismertetett gázüzemű sugárzók mindegyike alkalmas földgáz- vagy propángáztüzelésre is.
Meleg vizes/gőzös mennyezeti sugárzók
A bevezetőben említett meleg vizes/gőzös sugárzók (6., 8. kép) már bizonyították alkalmasságukat a nagy légterű helyiségek fűtésében. A gyártási és festési technológiák fejlődésének köszönhetően javult a berendezések hatásfoka, növekedett az élettartama, miközben a kivitelük, színük is esztétikusabb lett. A berendezések alacsony üzemeltetési költségek mellett, huzat- és zajmentesen biztosítanak kellemes hőérzetet a fűtött térben. Egy bordákkal ellátott acéllemezből állnak, melyekbe csöveket sajtolnak be. Az 1/2" vagy 3/4" méretű csöveket hőszigetelő paplannal fedik be, amely megakadályozza, ill. csökkenti a konvekciós hőleadást. Így a készülékek a hő mintegy 80%-át sugárzással adják le a környezetüknek, ezért gazdaságosabb és kellemesebb fűtési megoldást biztosítanak, mint a konvekciós fűtőberendezések.
Egyes típusoknál a sugárzókra a gyártóműben felhegesztik a gyűjtőket, ezzel munkát takarítva meg a kivitelezőknek, és garantálják a tömítettséget, melyet minden egyes panel esetében nyomáspróbával ellenőriznek. Alkalmazásuk előnyei között említhető, hogy nem foglalnak helyet a munkatérből, a légrétegződés minimális, nem kell túlfűteni a helyiséget, nem igényelnek szervizt vagy karbantartást, így jelentős az energia- és a költségmegtakarítás. A felszerelésük egyszerű és gyors. A csatlakozó csővezetékek hossza minimális, mert akár 80 m hosszú sugárzók is összeállíthatók, így az előremenő és a visszatérő csatlakozások egy oldalon helyezhetők el. További előnyük, hogy csatlakoztathatók meglévő rendszerekhez (kazán vagy távhővezeték), illetve tűz- és robbanásveszélyes helyiségekben is fölszerelhetők.
Alkalmazási területük azonos a sötéten sugárzókéval, de beépíthetők áruházakba, szupermarketekbe, festékraktárakba, logisztikai központokba, fa- és bútoripari üzemekbe, nyomdákba, papírfeldolgozókba, tornatermekbe, tenisz- és sportcsarnokokba, autószalonokba, kiállítócsarnokokba, hangárakba. Alkalmazásuk különösen javasolt az olyan vállalatoknál, ahol meleg víz, gőz vagy nagy mennyiségű eltüzelhető hulladék áll rendelkezésre.
A sugárzó fűtést abban az esetben célszerű választani, ha az emberek hőérzetét kell figyelembe venni a méretezéskor. Az energia-megtakarítás abból keletkezik, hogy a sugárzók által kibocsátott hősugárzás következtében az emberek hőérzete néhány fokkal magasabb a környezeti hőmérsékletnél, azaz alacsonyabb léghőmérséklet mellett elérhető ugyanaz a hőérzet. A sugárzó fűtőtesteket a gyakorlatban a mennyezet alatt vagy az oldalfa- lon helyezik el, nem foglalnak helyet a hasznos munkatérből. Lehetőség van a gépészeti berendezések, pl. daruk fölött történő szerelésre is, ahol a készülékek nincsenek kitéve a sérülés veszélyének.
