Sugárzó csövek

2012/7-8. lapszám | VGF&HKL online |  4542 |

Figylem! Ez a cikk 13 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Lényegében egy ilyen sugárzó indító és hőszállító vegyes fémötvözetű, könnyű, rozsdamentes csövekből, valamint egy reflektorból (tükröző felület) áll. A reflektor feladata a csőben keletkező generált hő irányítása, amelyet a kívánt irányba tükröz, leginkább a padló felé. Ezekhez csatlakozik még a gázelégető doboz. A friss levegő biztosítását egy ventilátor látja el mind a gázégető doboz, mind az égéstér számára. A lángot és a meleg levegőt földgáz, illetve propángáz elégetése eredményezi, melyek a vákuumhatás miatt a csőbe továbbítódnak. A láng és a meleg levegő fűti fel a fémcsövet kb. 200 és 530 °C közé, mely lesugárzik a talajra.

Lényegében egy ilyen sugárzó indító és hőszállító vegyes fémötvözetű, könnyű, rozsdamentes csövekből, valamint egy reflektorból (tükröző felület) áll. A reflektor feladata a csőben keletkező generált hő irányítása, amelyet a kívánt irányba tükröz, leginkább a padló felé. Ezekhez csatlakozik még a gázelégető doboz. A friss levegő biztosítását egy ventilátor látja el mind a gázégető doboz, mind az égéstér számára. A lángot és a meleg levegőt földgáz, illetve propángáz elégetése eredményezi, melyek a vákuumhatás miatt a csőbe továbbítódnak. A láng és a meleg levegő fűti fel a fémcsövet kb. 200 és 530 °C közé, mely lesugárzik a talajra.

Ez a meleg levegő, valamint az égéstermékek belső vagy külső térbe vezethetők el. Az igazi ok, amely megkülönbözteti ezt a fajta hősugárzót a többi keltetőtől, a nagyobb meny-nyiségű sugárzó hő, melyet akár egy sötét infrasugárzó is leadni képes. Példaként hozható fel a tipikus tányérkeltető kerámia alkotója, mely rész csak igen alacsony hősugárzó teljesítménynyel rendelkezik. Mivel a hősugárzók kapacitása igen limitált, relatíve közel kell őket installálni a talajhoz, annak érdekében, hogy az általuk termelt kevesebb sugárzó hőt képesek legyenek fókuszálni egy lényegesen kisebb területre (kb. 2 méter átmérő).

1. ábra: A fűtőcső által produkált padlóhőmérséklet

Ezzel ellentétben a sugárzó csövek hőkibocsátó felülete is durván kétszer nagyobb. Mivel több hőt képes kibocsátani, a készülék magasabbra is pozicionálható, teljesítménytől függően akár 13 méterre is. Ezen tények konklúziója, hogy egy készülék nagyobb területet képes lefedni, tehát kevesebb hősugárzót kell felhasználni az épület tervezése, kivitelezése során. A keltetőket legkönnyebben úgy lehet elképzelni, mintha villanykörték lennének. A tányérkeltetőt egy kb. 25 wattos égőhöz lehetne hasonlítani, a sugárzó keltető hatása pedig egy 60 wattosnak lenne megfelelő. Ahhoz, hogy megkapjunk egy specifikus fényszintet a talajszinten, a 25 wattosból sokkal többet kellene elhelyezni relatíve közel a földhöz. A 60 wattos égő nagyobb fényt nyújt, melynek eredményeként magasabban lehet elhelyezni, s mégis, ugyanazt a fényt fogja adni, mint amit a 25 wattos égőkkel elértünk.

2. ábra: Hőkép a tányérkeltetős házban

Azzal, hogy magasabban vannak elhelyezve, nagyobb területet képesek lefedni, tehát kevesebbet kell felhasználni, hogy ugyanazt a fényszintet érjük el a talajnál. A sugárzó cső viszont kicsit más jellemzőkkel bír. Technikailag a 12 méter hosszú sugárzó csőnek kb. a 25-szöröse a lefedhető területe egy sugárzó keltetőének. Fontos megjegyezni, hogy átlagosan a sugárzó cső felületi hőmérséklete alacsonyabb, mint a többi fűtőegységé, ami joggal engedne következtetni arra, hogy egyáltalán nem termel több hőt. Mégis, a tények azt igazolják, hogy egy ilyen sugárzó cső több sugárzó hőt termel, mint a többi hősugárzó típus. Mivel egy hősugárzó cső szignifikánsan nagyobb sugárzó hőt képes termelni, még magasabbra helyezhető el, hogy megossza az általa generált hőt egy még nagyobb terület felett, ezzel is csökkentve a szükséges fűtőegységek számát, melyek szükségesek lehetnek egy csirkeházhoz.    Tehát ahelyett, hogy felszerelnénk két sor keltetőt, illetve sugárzó keltetőt, elég csupán egy sor ilyen sugárzó csövet installálni a ház közepére pozicionálva, kb. 70 cm-re a plafontól, így teljes sugárzó lefedettséget eredményezve.

Ha a tányérkeltető által lefedett területet 1 egységnek tekintjük, akkor a sugárzó keltetőé 5, a sugárzóé pedig 30. Ahogy gyanítható, a padlóhőmérsékleti profil a ház közepén nagymértékben nem tér el a sugárzó keltető által generálttól. A talajfűtés a ház közepén a legnagyobb, s ahogy haladunk a fal felé, egyre csökken. De mivel a fűtőcsövek magasabbra vannak szerelve, mint a sugárzó keltetők, több hőt bocsátanak a fal felé. Lényegében ez az, ami nagyobb fedettséget eredményez. Bár ez a hőmennyiség kismértékben csökkenhet, ahogy haladunk a fal felé. Ez a csökkenés, összehasonlítva a többi készülékkel, a sötétsugárzó rendszernél a legkisebb. A megfűtött tér nagysága nagyban függ attól, hogy miképp van kidolgozva a tükröző reflektor. Tudni kell, hogy ezek a sötétsugárzók kezdetben nagy belmagasságú gyárakban, illetve raktárakban kerültek felhasználásra.

3. ábra: Hőkép sugárzó keltetőkkel	4. ábra: Hőkép sugárzó fűtőcsövekkel

5. ábra: Hőkép sugárzó csövekkel	6. ábra: Hőkép sugárzó keltetőkkel

7-9. ábra: Padlóhőmérsékletek sugárzó csövekkel	8. ábra

Annak érdekében, hogy a hőmérsékletet jobban fókuszálják a föld irányába, zártabb típusú reflektorokra volt szükség. S ha ismét felhasználjuk a villanykörte analógiát, ha nincs megfelelő tükröző felület, a fény a falat és a tetőt is hasonlóképpen éri, s ennek eredményeképp kevesebb koncentrált fény jut a kívánt területre, jelen esetben a talajra. A magas belmagasságú épületek tehát némiképp zárt reflektort igényelnek, hogy a hősugarak ne koncentrálódjanak fölösleges irányokba, például a tető felé. A nyitott belszerkezetű csirketenyésztő épületekben a tradicionális, kicsit zárt reflektor működik hatékonyan, így ezekkel a termelt hő nem vész kárba például a falak mentén vagy a plafonnál. Viszont van némi eltérés, ha alacsonyabb vagy csapott tetejű házban szereljük fel ugyanazt a fűtőcsövet. Ilyen esetekben az eredeti reflektorral sokkal kevesebb hő jutna el a falakhoz. Ezen probléma minimalizálása céljából a reflektorokat nyitottabbra kell tervezni, annak érdekében, hogy a sugárzás mindenhol egyenletes legyen. A 11-es és a 12-es hőmérsékleti felvétel alacsony/csapott tetejű csirkeházban készült, mely 4 csővel volt ellátva.

9. ábra

Ezekből három tradicionális (zárt), egy pedig nyitott reflektorral lett szerelve. A nyitott reflektorral ellátott sugárzó az itatón túl is emelte a hőmérsékletet 2-4 °C-kal, míg a tradicionális nem. A falaknál keletkezett magasabb hő azt eredményezte, hogy a nyitott reflektoros sugárzó körül szignifikánsan több csirke gyűlt össze.

A padló hőmérséklete mindkét típusnál ugyanakkora volt. Attól is függ, hogy egy sötétsugárzó cső mennyire képes nagyobb mennyiségű hőt irányítani az oldalfalak menti területre, hogy a ház teljesen zárt, avagy függönyfalakkal rendelkezik. Függönyözött falú házakban a függöny menti hőmennyiség jóval kisebb, mint a terület közepén.

Ez nyilván a függönyöknél megjelenő hőveszteség eredménye, mivel itt a hő könnyen kiszökik a külső terekbe, könnyen átszellőzik. Ezért ezen típusoknál a kidolgozás eltér annyiban, hogy a sugárzó a lehető legtöbb hőt irányítja a falak felé. A teljesen zárt házak ezt a megoldást nem indokolják, mégis itt is hasznosabbnak tűnnek a nyitott reflektoros megoldások.

10. ábra: Fűtőcső másodlagos reflektorral

A másik fontos tényező, amely hatással van a reflektor hőelosztására, az a reflektorok tisztasága. Fontos észben tartanunk azt, hogy a sugárzó hő megközelítőleg fele a plafon felé irányul. Ezért a reflektorok feladata az, hogy visszairányítsák a hősugarakat a talaj felé. Minél tisztább ez az elem, annál több meleget irányít a talaj felé, s így melegebb lesz a talaj szintjén a hőmérséklet is. Egy koszos reflektor kevesebb hőt irányít vissza, inkább elnyeli azt, semmint hogy hasznosan visszafordítaná. Emellett a reflektor hőmérséklete is megnő, magát a tető hőmérsékletét változtatva meg.

11 -12. ábra:: Nyitott reflektorral ellátott cső az előtérben, zárt kidolgozású a háttérben

13. ábra:: A padló hőmérsékleti profilja az épület elejétől a végéig, a bal oldaltól a jobb oldalig. A zöld vonal a padló hőmérsékletét mutatja az épület szélességében, míg a fekete a cső menti hőt a kivezetőtől a cső égető végéig

Tehát annak érdekében, hogy elérjük a legnagyobb hatékonyságot, mind az alsó, mind a felső reflektoroldalnak évente kétszer ajánlott a tisztítása. A széles épületek fűtése kihívás lehet, mivel ahogy nő a távolság a fűtőcsőtől, úgy csökken a talaj hőmérséklete is. Ezeknél potenciális megoldás, hogy vagy emeljük a tető magasságát valamely módon, vagy több fűtőt helyezünk el. A tető magasságának emelése azért nem tűnik jó megoldásnak, mert nagyon meleg időben ez a szellőzésre is hatással van. Ezek mellett problémát okozhat az, ha közvetlenül az etetők fölé helyezzük el a csöveket. Ez a probléma akkor állhat fenn, ha például nagyon hideg idő van odakint. Ilyenkor ugyanis a központi téren a hő magasabbra emelkedhet, pont az etetési területen (az ammóniaszint növekedése szignifikáns).

Ez persze nem jelenti azt, hogy ne helyezzünk sugárzókat az etetők fölé, mivel ha elég magasra vannak téve, az etetési hőmérséklet megfelelő szinten tartható. Másik fontos faktor, hogy a hősugárzás tükrözhető, s ebből következik az is, hogy egy másik reflektor beépítésével a hő átirányítható akár a közvetlenül a falak felé is. Néhol a hőmérséklet faltól falig is eltérhet, csakúgy, mint a cső egyik végétől a másik végéig. Ezt az a tény okozza, hogy a cső hőmérséklete nem ugyanaz az elején és a végén. Ahogy gondolhatjuk, a cső első részein, az égetődoboznál melegebb, míg a kivezető vég mentén már kisebb hőmérséklettel bír. Ezt leginkább úgy lehet kompenzálni, hogy a cső egyes részei különböző fémekből vannak összeállítva, melyeknek eltérő a hevülési tulajdonsága. Ezeken túl, hogy tovább mérsékeljék a különbséget, a csövek végébe beépítésre kerültek kisebb pórusok.

Ezek a légjáratok a levegőturbulenciát segítik elő, ezáltal növelve a cső végén is a hőmérsékletet. Így lehetett összességében elérni azt, hogy a cső végein az eltérés maximálisan a 2-3 °C-ot érje el.

14. ábra: Sugárzó cső reflektor nélkül

15. ábra: Sugárzó cső reflektorral

16. ábra: Hagyományos reflektor mennyezet nélküli épületben

17. ábra: Hagyományos reflektor süllyesztett mennyezetű épületben

18. ábra: Nyitott reflektor süllyesztett mennyezetű épületben

19-20. ábra: Hagyományos és nyitott reflektor

20. ábra

21. ábra: A padló hőmérséklete meleg időben

Fontos, hogy maximálisan 12 méteres csövek alkalmazása javasolt, valamint az is, hogy a két cső közötti távolság ne haladja meg a 6-7 métert. Különleges tulajdonsága a sugárzó csöveknek az, hogy a nagy fűtési felület miatt kifejezetten rövid idő alatt képesek befűteni egy csirkeházat. A sugárzó csöveknél az előfűtési idő lerövidülése miatt is csökken a gázköltség. Hátulütője a sugárzóknak, hogy viszonylag magasra kell helyezni őket a maximális hatékonyság elérése végett. Mivel magasabban vannak, mint a többi hősugárzótípus, a magasabb tetőhőmérséklet pedig, bár tüzet nem okoz, de eredményezheti azt, hogy egyes műanyagok flexibilisebbek lesznek.

Ezért fontos úgy elhelyezni ezeket a sugárzókat, hogy a plafonhoz túl közel ne legyenek.

Sőt, az sem hátrány, ha valamilyen hőszigetelővel előzzük meg a fölösleges túlhevülést a tető közelében. Továbbá fontos figyelni a cső első harmadára, melynél még a többi résztől is magasabb lehet a hőmérsékleti eltérés. Erre a területre, az a legjobb, ha nem is esik semmiféle vezeték avagy csővezeték (víz stb.). Fontos felismerni, még azt, hogy a padló hőmérséklete megváltozik, minél többet üzemel a sugárzó.

Meleg időben, mikor nem kell olyan sokat üzemelnie a készüléknek ahhoz, hogy fenntartsa a megfelelő hőmérsékletet, a padló hője egyenletes, változatlan. Ez azzal magyarázható, hogy a sugárzó leginkább levegőfűtőként, nem pedig padlófűtőként működik.
 

22. ábra: Mennyezeti  hőmérséklet  a sugárzó felett

23. ábra Hősugárzásminták egy kb. 15 méter széles, magas belterű, valamint egy kb. 20 méter széles, alacsony belterű épületben.

 

---