Metodika návrhu sálavých systémů vytápění pro velkoprostorové objekty

Prezentace na téma: "Metodika návrhu sálavých systémů vytápění pro velkoprostorové objekty"— Transkript prezentace:

1 Metodika návrhu sálavých systémů vytápění pro velkoprostorové objekty
Ing. Ondřej Hojer Sálavé a průmyslové vytápění

2 Sálavé a průmyslové vytápění
OBSAH PŘEDNÁŠEK A CVIČENÍ Návrh vytápění světlými plynovými zářiči Návrh vytápění tmavými a kompaktními zářiči Návrh vytápění sálavými panely Rozdíl mezi sálavými a teplovzdušnými systémy vytápění průmyslových objektů Rozdělení dle druhu teplonosné látky, Rozdělení dle způsobu vytápění Sálavé a průmyslové vytápění

3 Sálavé a průmyslové vytápění
Návrh vytápění světlými a tmavými zářiči Sálavé a průmyslové vytápění

4 Sálavé a průmyslové vytápění
Použitá literatura Cihelka, J.: Sálavé vytápění. 2. dopl. a přeprac. vydání. SNTL Praha. 376 str. Kotrbatý, M.: Sálavé vytápění – sálavé panely, infrazářiče. Společnost pro techniku prostředí Praha. 39 str. Kotrbatý, M.; Seidl, J.: Průmyslové otopné soustavy. Společnost pro techniku prostředí České Budějovice. 64 str. Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS Brož, K.: Vytápění. Skripta ČVUT. Vydavatelství ČVUT Praha. 205 str. ASHRAE: ASHRAE Handbook – HVAC Applications Vít, M., Málek, B. a Z. Matthauserová: Měření mikroklimatických parametrů pracovního prostředí a vnitřního prostředí staveb. Věstník MZ. ČR, Editor. 2004, Ministerstvo Zdravotnictví. p ČNI: ČSN Tepelná ochrana budov – část 2: Požadavky. 2005 Kotrbatý, M. a kol.: Vytápění průmyslových a velkoprostorových objektů (I-IVX). Seriál článků až 2007 Sálavé a průmyslové vytápění

5 Sálavé a průmyslové vytápění
Návrh vytápění zářiči Teorie vs. Praxe Návrh tepelného výkonu a umístění zářičů Z rovnice tepelné rovnováhy prostoru se vypočítá teplota osálaných stěn a teplota vnitřního vzduchu Zkontroluje se výsledná teplota v různých místech Pokud není výsledek uspokojivý, změní se tepelný výkon (rozmístění) a postup se opakuje Rozmístění zářičů dle úhlu jádrového sálání a možností zavěšení Rozdělení objektu na části ochlazované stejným způsobem Výpočet tepelné ztráty standardními postupy (teplota pod podlahou 10°C, venkovní teplota pro výpočet infiltrace te = tev - 8°C, teplotní gradient 0,5 K/m, zátopová přirážka 0,1 až 0,2 ) Výpočet instalovaného výkonu z tepelných ztrát koeficienty podle způsobu zavěšení, typu zářiče Podělení výsledného instalovaného výkonu uvažovaným počtem zářičů Kontrola maximální intenzity sálání Návrh větrání, odvodu spalin, přívodu plynu Sálavé a průmyslové vytápění

6 Sálavé a průmyslové vytápění
Úhel jádrového sálání, sálavá účinnost, funkce Sálavé a průmyslové vytápění

7 Sálavé a průmyslové vytápění
h=58% h=63% h=82% h=67% h=73% Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS Sálavé a průmyslové vytápění

8 Sálavé a průmyslové vytápění
h=72% h=63% h=50% Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS Sálavé a průmyslové vytápění

9 Sálavé a průmyslové vytápění
Podle DIN 3372 – je zde ve vzorci tr, „Behaglichkeitstemperatur“ teplota, kterou bych spíš zadával jako výslednou (operativní) (teplota pohody prostředí) Druh zářiče Koeficient C1 Tmavý neizolovaný 0,0122 Tmavý izolovaný 0,0120 Světlý s otevřenou komorou 0,0125 Světlý s delta komorou neizolovaný 0,0119 Světlý s delta komorou izolovaný s mřížkou 0,0098 ek [-] součinitel využití spalin ek = 0,95 nepřímý odvod spalin z vytápěného prostoru ek = 0,86 přímý odvod spalin mimo vytápěný prostor (kouřovody) teplota spalin u tmavých zářičů 180°C ek = 0,70 přímý odvod, vyšší teplota spalin A [m2] vytápěná podlahová plocha Qcelk [kW] celková potřeba tepla Qinst [kW] instalovaný výkon Sálavé a průmyslové vytápění Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS Odvozeno z DIN

10 Sálavé a průmyslové vytápění
F [-] střední sálavý účinek F = 0,40 při vodorovném osazení F = 0,70 při šikmém osazení Zářič T-N T-I S-O S-DN S-DI sálavá účinnost hS [-] vodorovné 0,630 0,720 0,580 0,670 0,820 šikmé 0,550 0,620 0,780 osazení v prostoru, konstr. a provoz f [-] 0,190 0,217 0,174 0,193 0,195 0,307 0,355 0,277 0,313 0,325 osazení v prostoru f’ [-] 0,214 0,245 0,197 0,228 0,279 0,345 0,398 0,327 0,369 0,464 konstanta K [-] - 0,890 0,880 0,850 0,700 absorpce AS [-] Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS Odvozeno z DIN Sálavé a průmyslové vytápění

11 Kontrola maximální intenzity sálání
Hygienické požadavky Intenzita osálání temena hlavy nesmí překročit W/m2 Návrh: Měření: (1) (2) Příklad: Při sálavém vytápění haly je výsledná teplota ve výšce hlavy pracovníka tg = 27 °C (měřeno kulovým teploměrem Vernon-Jokl, tj.  100 mm), teplota vzduchu ti = 18 °C, rychlost proudění vzduchu wa = 0,25 m.s-1. Zkontrolujte požadavek podle nařízení vlády č. 178/2001 Sb., ve znění pozdějších předpisů – intenzita osálání hlavy pracovníka nesmí být větší než 200 W.m-2. Podle vztahu (1) je radiační teplota tmrt = 37 °C, dosazením do vztahu (2) vychází intenzita sálání 33,9 W.m-2. Kolektiv: Topenářská příručka. 2001, Praha: GAS Vít, M., B. Málek, and Z. Matthauserová, Měření mikroklimatických parametrů pracovního prostředí a vnitřního prostředí staveb, V.M. ČR, Editor. 2004, Ministerstvo Zdravotnictví. p Sálavé a průmyslové vytápění

12 Rozmisťování Schéma pro navrhování světlých zářičů v příčném a podélném směru Sálavé a průmyslové vytápění

13 Rozmisťování Doporučené vzdálenosti tmavých zářičů v podélném směru
Sálavé a průmyslové vytápění

14 Sálavé a průmyslové vytápění
Příklad: Navrhněte sálavé vytápění objektu montážní haly (tg = 16°C) viz. výkresová dokumentace. Hala se nachází v obci Domažlice (venkovní výpočtová teplota °C, krajina s intenzivními větry, chráněná, osaměle stojící B = 8 Pa0,67). Ze severní strany je připojen administrativní přístavek, který bude řešen samostatným projektem vytápění administrativní části. Základem haly je vazníková konstrukce o rozteči 6 m. Celkové rozměry haly jsou 54 x 60 x 6 m pod vazník. Celý prostor bude provozován na dvě směny bez sobot a nedělí. Jedná se o chladný provoz bez výrazných vnitřních zisků. Obvodová konstrukce je sendvičová s U = 0,3 W/m2K. Okna jsou dvouvrstvá s U = 1,5 W/m2K. Podlaha je standardní s U = 0,6 W/m2K. Vrata budou opatřena vzduchovou clonou a jejich U = 1,7 W/m2K. Střecha má součinitel prostupu tepla U = 0,24 W/m2K. Světlík U = 1,5 W/m2K. Počítejte s 0,5 násobnou výměnou vzduchu. ČNI: ČSN Tepelná ochrana budov – část 2: Požadavky. 2005 Kotrbatý, M.; Seidl, J.: Průmyslové otopné soustavy. Společnost pro techniku prostředí České Budějovice. 64 str. Sálavé a průmyslové vytápění

15 Sálavé a průmyslové vytápění
Světlík 2 x 3,0 x 48,0 m Okno 2,5 x 46,0 m Vrata 3,0 x 4,5 m 1 2 Celkové tepelné ztráty Potřebný instalovaný výkon Qcelk = 230 kW Q1 = 35,6 kW Q1inst = 32,9 kW Q2 = 28,1 kW Q2inst = 28,1 kW Q3 = 15,9 kW Q3inst = 15,9 kW Q4 = 14,0 kW Q4inst = 14,0 kW 3 4 Sálavé a průmyslové vytápění

16 Rozmisťování Schéma pro navrhování světlých zářičů v příčném a podélném směru Sálavé a průmyslové vytápění

17 Rozmisťování Doporučené vzdálenosti tmavých zářičů v podélném směru
Sálavé a průmyslové vytápění

18 Sálavé a průmyslové vytápění
23 kW 23 kW 23 kW 2 x 12 kW 2 x 12 kW 23 kW 23 kW 23 kW 23 kW 2 x 12 kW 2 x 12 kW 23 kW 23 kW 23 kW 23 kW 2 x 12 kW 2 x 12 kW 23 kW 17 kW 17 kW 17 kW 17 kW 17 kW Sálavé a průmyslové vytápění

19 Sálavé a průmyslové vytápění
Sálavé a průmyslové vytápění

20 Sálavé a průmyslové vytápění
Co všechno může ovlivnit výsledný návrh: Finance!!! Požadavky na provoz Směnnost Typ pracoviště Vytížení pracoviště Otevírání dveří Technologie Vnitřní zisky Konstrukce haly Vazníky Střecha Výška Na co nezapomenout! Regulace (čidla, sekce) Plyn Odvod spalin Větrání Sálavé a průmyslové vytápění

21 Sálavé a průmyslové vytápění
Shrnutí návrhu vytápění plynovými zářiči Volba druhu a typu zářiče dle výšky haly, možností zavěšení (hmotnost), charakteru provozu (rychlost náběhu), konstrukce haly) Rozmístění zářičů dle úhlu jádrového sálání, možností zavěšení (vazníky, střecha), provozu a charakteru budovy Rozdělení objektu na části ochlazované stejným způsobem a se stejným druhem a typem zářiče Výpočet tepelné ztráty standardními postupy ČSN , EN (teplota pod podlahou 10°C, venkovní teplota pro výpočet infiltrace te = tev - 8°C, teplotní gradient 0,5 K/m, zátopová přirážka 0,1 až 0,2 ostatní přirážky 0, rozlehlé haly M = 1) Výpočet potřebného instalovaného výkonu z tepelných ztrát koeficienty podle způsobu zavěšení, druhu a typu zářiče Podělení výsledného instalovaného výkonu uvažovaným počtem zářičů Kontrola maximální intenzity sálání (Minimální hygienické výšky zavěšení) Návrh větrání, odvodu spalin, přívodu plynu, regulace Výpočet finančních nákladů Sálavé a průmyslové vytápění

22 Sálavé a průmyslové vytápění
Děkuji za pozornost! Sálavé a průmyslové vytápění