Stropní sálavé vytápění halových objektů Teplovzdušné vytápění TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Tepelná pohoda - veličiny Prostor Operativní teplota teplota vzduchu účinná teplota okolních ploch (povrchová teplota) Rychlost proudění vzduchu Relativní vlhkost vzduchu Člověk produkce metabolického tepla počet standardních vrstev oděvu TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Tepelná pohoda-požadavky Nařízení vlády č.178/2001 z 18.4.2001,ve znění 523/2002, kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci tepelná rovnováhy člověka bez pocení optimální rovnoměrnost tepelné zátěže v prostoru a čase optimální poměr konvekčního a radiačního tepla optimální tok vodní páry z organismu do prostředí TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

doc.Ing.Karel Kabele,CSc. Operativní teplota Operativní teplota to (C) je vypočtená hodnota. Je to jednotná teplota uzavřeného černého prostoru, ve kterém by tělo sdílelo radiací a konvekcí stejně tepla, jako ve skutečném teplotně nehomogenním prostředí. Při známé střední radiační teplotě tr (C) (účinné teplotě okolních ploch) a teplotě vzduchu ta (C) se určí z výrazu:   to = tr + A ( ta - tr ), kde A je funkcí rychlosti proudění vzduchu  TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Teplota kulového teploměru a operativní teplota Při rychlostech proudění vzduchu menších než 0,2 m.s-1 lze nahradit operativní teplotu výslednou teplotou kulového teploměru tg (C). Při jiných rychlostech proudění va (m.s-1) lze střední radiační teplotu tr (C) pro výpočet operativní teploty to (C) stanovit ze vztahu:   kde tg - výsledná teplota kulového teploměru  0,10m (C) ta - teplota vzduchu (C) va - rychlost proudění vzduchu (m.s-1) TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Požadavky na pracoviště třídy I a IIa rozdíly operativních teplot vzduchu mezi úrovní hlavy a kotníků nesmí být větší než 3 K (platí pro „studené nohy a teplou hlavu“) a než 9 C (platí pro „teplé nohy a studenou hlavu“), tedy po celý rok rozdíl teplot ve výši hlavy a kotníků je -3 C až +9 C jako hodnoty optimální; asymetrie radiační teploty od oken nebo jiných chladných svislých povrchů nesmí být větší než 10 K, asymetrie radiační teploty od teplého stropu nebo jiných vodorovných povrchů nesmí být větší než K, intenzita osálání hlavy nesmí být větší než 200 W.m-2, teplota povrchu podlahy musí být v rozmezí 19 - 28 C. TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Vytápění velkoprostorových hal Charakter objektu velká výška haly velké rozpony přerušovaný provoz pohyb vzduchu a otvírání vrat tepelně-tech.vlastnosti obvodových konstrukcí častý požadavek na místní vytápění Kritéria pro návrh zajištění pohody prostředí minimální investiční náklady ekonomický provoz ekologický provoz TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Vytápění halových objektů Systémy Vodní - radiátory, podlahové, stropní nízkoteplotní Teplovzdušné - větrací, cirkulační Sálavé - tmavé a světlé zářiče Legislativa ČSN 060215 Výpočet vytápění infračervenými zářiči ČSN 060210 Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním vytápění ČSN730540 Tepelně-technické vlastnosti konstrukcí ČSN 386441 Odběrní plynová zařízení v budovách TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

doc.Ing.Karel Kabele,CSc. Sálavé vytápění hal Zářiče tmavé do 550°C, světlé od 850°C Vlastnosti nižší teplota vzduchu; provozní pohotovost; možnost místního vytápění; nezpůsobuje průvan; TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

doc.Ing.Karel Kabele,CSc. Tmavé zářiče TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Navrhování sálavého vytápění 1 Zjednodušený návrh Stanovení požadované výsledné teploty a teploty vzduchu Výpočet tepelné ztráty haly prostupem Vypočte se tepelná ztrátu větráním Qv Stanoví se celkový příkon zářičů Pro orientační stanovení výšky a rozteče infrazářičů se použije údajů nomogramu výrobce TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Navrhování sálavého vytápění 2 Výpočet dle ČSN 060215 stanovení požadované výsledné teploty hledá se takový příkon zářičů Q(W) při kterém je dosaženo tepelné rovnováhy osálané podlahy vnitřního vzduchu tepelné bilance člověka rozmístění dle rovnoměrnosti osálání plochy omezení maximálního osálání hlavy TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Navrhování sálavého vytápění 3 Počítačová simulace stanoví se požadovaná výsledná teplota v místnosti provede se předběžný návrh rozmístění a výkonu zářičů stanoví se rozložení intenzity osálání (W.m-2) z tepelné rovnováhy osálaných ploch a větracího vzduchu se vypočet výsledná teplota a porovná s požadovanou optimalizuje se navržené řešení z hlediska minimálního příkonu při dodržení požadované výsledné teploty TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

doc.Ing.Karel Kabele,CSc. TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Aplikace - Případová studie Optimalizace návrhu a nastavení provozních parametrů sálavého vytápění průmyslové haly TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

doc.Ing.Karel Kabele,CSc. Metodika řešení Krok 1. – využití statického modelu Optimální rozmístění zářičů Krok 2. – využití dynamického modelu Průběh operativní teploty Spotřeba energie Optimalizace provozního režimu TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Modelování–Krok 1. Rozmístění zářičů SW Hefaistos Nástroj pro návrh a analýzu vytápění tmavými plynovými zářiči Obr.1 - Intenzita sálavého toku Obr.2 - Intenzita osálání temene hlavy TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Modelování – Krok 2. Provoz systému ESP-r Model tmavého zářiče + 1 zónový model haly Hliník Minerální vlna + tepelný tok TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Modelování – Krok 2. Provozní parametry Analýza průběhu operativní a střední radiační teploty Typický zimní den Přerušované vytápění 8:00-16:00 Požadovaná teplota 18°C TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

doc.Ing.Karel Kabele,CSc. Modelování – Krok 2. Optimální doba startu vytápění po otopné přestávce TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Výsledky simulace : spotřeba energie na vytápění TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

doc.Ing.Karel Kabele,CSc. Závěr Statický model pro rozmístění zářičů Dynamický model pro energetické výpočty Na základě výpočtu bylo provedeno nastavení regulace TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

doc.Ing.Karel Kabele,CSc. Diskuse Teplovzdušné nebo sálavé vytápění ? Vliv sálavého vytápění na vlhkost v objektu? Výška zavěšení? Použití propanu? Regulace výkonu? TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

TEPLOVZDUŠNÉ VYTÁPĚNÍ Vytápění + větrání objektu současně Použití nízkoteplotních zdrojů - kondenzační kotel, tepelné čerpadlo Možnost klimatizace… Snížení tepelných ztrát ? Absence sálavé složky vytápění Výhodné pro nízkoenergetické domy? Zpětné získávání tepla… TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Teplovzdušné vytápění TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Teplovzdušné vytápění TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

SYSTÉMY TEPLOVZDUŠNÉHO VYTÁPĚNÍ - ROZVODY TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Rozvody teplého vzduchu v podlaze a na půdě TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

SYSTÉMY TEPLOVZDUŠNÉHO VYTÁPĚNÍ – ZDROJE TEPLA Lokální teplovzdušná kamna Centrální plynová jednotka TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

doc.Ing.Karel Kabele,CSc. Analýza vnitřního prostředí místnosti s teplovzdušným vytápěním Legenda <19°C 20,4°C 21,8°C 23,2°C 24,6°C >26,5°C   Te=-12°C Základní varianta „Starý“ obvodový plášť Vyústka u vnitřní stěny Francouzské okno TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

Teplota vzduchu x operativní teplota T comfort T air Legenda <19°C 20,4°C 21,8°C 23,2°C 24,6°C >26,5°C   TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

doc.Ing.Karel Kabele,CSc. Analýza vnitřního prostředí místnosti s teplovzdušným vytápěním Aplikace CFD ? Optimalizace obrazu proudění v místnostech Vizualizace teplotních a rychlostních polí Pozor: Interpretace výsledků! Statický výpočet – okrajové podmínky!! TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.

doc.Ing.Karel Kabele,CSc. Děkuji za pozornost TZ21 2005/2006 doc.Ing.Karel Kabele,CSc.