środa, marzec 27, 2019

    Najnowsze wydanie


 PI 9_10/2018
Okładka 9 10

 

Powietrzne ogrzewanie nadmuchowe – nagrzewnice wodne

danielak 8 2Systemy nadmuchowe, czyli ogrzewanie powietrzne, to jeden z najczęstszych sposobów ogrzewania hal, warsztatów czy zakładów produkcyjnych. Wybiera się je głównie ze względu na prostą budowę, łatwą regulację i dużą dynamikę pracy. Zaletą systemów nadmuchowych jest także ich szerokie zastosowanie. Oprócz funkcji grzewczej, można je wykorzystywać do celów wentylacyjnych.

W ogrzewaniu powietrznym (nadmuchowym) rolę medium grzewczego odgrywa ciepłe powietrze, które jest wprowadzane do pomieszczenia przy wykorzystaniu wentylatorów – bezpośrednio lub przez system kanałów. W pomieszczeniu powietrze oddaje ciepło przez konwekcję i wraca do urządzenia grzewczego w pełnej ilości lub pomniejszone o ilość powietrza pobieranego z zewnątrz. Jeśli chodzi o urządzenia grzewcze, to w systemach powietrznych generalnie stosuje się dwa ich rodzaje w zależności od charakteru obiektu i warunków lokalnych (rys. 1):

  • wytwornice ciepła, w których powietrze ogrzewane jest bezpośrednio przez palnik. Jest to ogrzewania z rozproszonym wytwarzaniem ciepłego powietrza stosowane np. w fabrykach, warsztatach, halach montażowych etc;
  • nagrzewnice, w których powietrze ogrzewane jest pośrednio przez nośnik ciepła. Jest to centralne ogrzewanie z punktowo zlokalizowanymi nagrzewnicami powietrznymi oraz z rozprowadzeniem powietrza przez przewody, np. w teatrach, kinach, halach itd. W zależności od planowanego sposobu użytkowania obiektu, systemy centralne można uzupełnić w instalację odzysku ciepła oraz lokalny odciąg w miejscu emisji zanieczyszczeń. W materiałach i opracowaniach technicznych zamiennie stosowane są nazwy nagrzewnice lub aparaty grzewcze.

Obydwa rodzaje systemów mogą pracować na powietrzu zewnętrznym lub cyrkulacyjnym. Często stosuje się jednostki z klapami mieszającymi, w których, odpowiednio do potrzeb, zmieniany jest stosunek powietrza zewnętrznego i cyrkulacyjnego.

Ogrzewanie powietrzne jest odpowiednie zwłaszcza do pomieszczeń/obiektów o małym lub średnim zapotrzebowaniu na ciepło, których wysokość nie przekracza 15 m, i które dodatkowo charakteryzują się zyskami wilgoci lub emisją zanieczyszczeń.

danielak 8 1

1. Podział systemów ogrzewania powietrznego

Wodne nagrzewnice powietrza

Wodne nagrzewnice powietrza są projektowane głównie w celu ogrzewania i wentylowania wysokich pomieszczeń. Wykorzystuje się je głównie w halach przemysłowych i magazynowych oraz w warsztatach, np. samochodowych. Obecnie są tam wciąż najczęściej stosowanym odbiornikiem ciepła. Nagrzewnice powietrzne mogą być bezpośrednio lub pośrednio zasilane. Ponadto, każda z nich ma swoje cechy charakterystyczne. Są to detale, które wyróżniają dane urządzenie na tle innych, podobnych, oraz wpływają na efektywność i komfort jego pracy

Istotnym elementem nagrzewnicy, na który bezwzględnie należy zwracać uwagę, decydującym o jej niezawodnej i taniej pracy, jest wentylator z silnikiem. Dziś standardem stają się wentylatory EC, regulowane elektronicznie, utrzymujące zadane obroty. Są one trwałe, energooszczędne, a przede wszystkim ciche.

W układach z rozproszonymi nagrzewnicami ciepło przygotowywane jest centralnie, a woda grzewcza (rzadziej para) doprowadzana jest przewodami rurowymi do poszczególnych jednostek. Przekazanie ciepła następuje w wymienniku. Wykonany jest on najczęściej z miedzianych rurek i aluminiowych lamel. Dostępne są jednak także wymienniki ciepła ze stali, wzmocnione, o specjalnej konstrukcji, przewidzianena podwyższone ciśnienie – dla urządzeń zasilanych parą. Podgrzane powietrze jest wprowadzane do pomieszczenia dzięki pracy wentylatora, przy czym cechy nawiewanego powietrza¸ takie jak: temperatura nawiewu, strumień oraz zasięg strugi, są określane podczas projektowania (doboru). Nagrzewnice dostępne są w zakresie mocy grzewczych od około 10 do 150 kW. Większość z nich jest tak skonstruowana, że można je montować zarówno poziomo, jak i pionowo. Możliwy jest również montaż dodatkowych akcesoriów, jak klapa mieszająca, filtr, kanały powietrzne, żaluzje etc. Ponieważ urządzenia te budowane są zgodnie z zasadą blokową, można je „składać” do kompletnych, rozproszonych instalacji nawiewnych.

Systemy ogrzewania powietrznego cechują się:
  • Równomiernym rozkładem ciepła – pod warunkiem odpowiedniego rozprowadzenia powietrza w pomieszczeniu.
  • Zintegrowaną wentylacją.
  • Możliwością chłodzenia nocnego – przy wykorzystaniu chłodnego powietrza w porze nocnej.
  • Możliwością uzupełnienia w dodatkowe filtry, chłodnicę, nawilżacz etc. i realizowania dodatkowych funkcji.

Bezpośrednio zasilane nagrzewnice powietrzne. W obudowie takiej nagrzewnicy znajdują się: wentylator z silnikiem, wymiennik ciepła oraz palnik gazowy, olejowy lub na granulat drzewny. Nagrzewnica może mieć postać urządzenia naściennego, sufitowego lub wolno stojącego. Zaletą nagrzewnic bezpośrednio zasilanych jest to, że nie są zależne od pracy kotła czy parametrów czynnika grzewczego i szybko wprowadzają ciepło do pomieszczenia. Oczywiście, potrzebują do swojego funkcjonowania doprowadzenia gazu lub oleju (ew. zasilania granulatem), jak i komina spalinowego.

Pośrednio zasilane nagrzewnice powietrzne. Są odpowiednie do ogrzewania/chłodzenia oraz do wentylacji dużych i wysokich pomieszczeń. W zależności o typu, mogą pracować na powietrzu cyrkulacyjnym, zewnętrznym lub mieszanym. W ich obudowie zamontowany jest wentylator osiowy z silnikiem – kompaktowy, wyjątkowo cichy i bezobsługowy, zapewnia bezawaryjną i trwałą pracę nagrzewnic – oraz wymiennik zasilany wodą kotłową lub parą. Urządzenia te można montować zarówno na ścianie, jak i na suficie. Zazwyczaj pośrednio zasilane nagrzewnice powietrzne nawiewają ogrzane lub ochłodzone powietrze wprost do pomieszczenia. Można je jednak podłączyć kanałowo zarówno po stronie ssawnej, jak i nawiewnej. Gdy na poziomie podłogi będzie zasysane zimne powietrze, a ciepłe powietrze będzie kierowane w dół, w pomieszczeniu zapewni się niemal jednakowe warunki cieplne, z niewielkim gradientem temperaturowym.

Rozmieszczenie nagrzewnic

Przy rozmieszczaniu nagrzewnic (aparatów grzewczo-wentylacyjnych) w hali czy innym pomieszczeniu należy uwzględnić przewidziane wyposażenie, np. regały, duże linie produkcyjne, maszyny, tory jezdne suwnicy. Strefy pracy i przebywania osób nie mogą znajdować się w strumieniu pierwotnego powietrza nagrzewnicy. Należy je rozmieścić w strefie wtórnego zawirowania powietrza.

Montaż ścienny. Jeżeli nagrzewnice mają być rozmieszczone na ścianie, należy zachować odpowiedni odstęp od dolnej krawędzi tych urządzeń do podłogi, wynoszący co najmniej 2,5 m, a najwyżej 4 m. Przy odstępie większym niż 4 m nie można zapewnić równomiernego ogrzania strefy przebywania osób bez dodatkowego osprzętu, np. kanałów powietrza. Boczny odstęp poszczególnych nagrzewnic od siebie (gdy są montowane na jednej ścianie) wynika przede wszystkim z charakterystyki cyrkulacji powietrza, jednak nie należy przekraczać odległości 15 m. Rozmieszczenie nagrzewnic naprzeciwko siebie i z przesunięciem względem siebie umożliwia lepszy rozdział powietrza

Montaż sufitowy. Rozmieszczenie nagrzewnic na suficie to zdecydowanie lepsze rozwiązanie niż umieszczenie ich na ścianie, przede wszystkim ze względu na:

  • oszczędność energii, dzięki zmniejszonemu efektowi kumulacji ciepłego powietrza w górnych partiach pomieszczenia. Ciepłe powietrze konwekcyjne jest ponownie nawiewane w dół do strefy przebywania ludzi;
  • dużo mniejsze ograniczenia w rozmieszczeniu urządzeń – niezależne od wyposażenia pomieszczeń, nie ma też większych ograniczeń z uwagi na warunki budowlane;
  • możliwość stosowania różnorodnych, specjalistycznych wylotów powietrza;
  • możliwość optymalnego ustawienia nawiewników powietrza tak, aby ciąg powietrza swobodnie przedostawał się do strefy przebywania osób;
  • zapewnienie odpowiednich odstępów urządzeń od siebie – wynikają one z symetrycznego rozdziału w pomieszczeniu i są determinowane przez cyrkulację powietrza.

Maksymalna wysokość montażu aparatów wynika z maksymalnej głębokości wnikania strumienia powietrza w strefie przebywania ludzi (przy zastosowaniu montażu sufitowego). Podobnie jak zasięg wyrzutu przy montażu ściennym, maksymalna wysokość montażu zależy również od:

  • geometrii pomieszczenia i jego wyposażenia;
  • strumienia objętości powietrza i wylotu powietrza aparatu grzewczo-wentylacyjnego, a zwłaszcza od przyrostu temperatury wydmuchiwanego strumienia powietrza.
danielak 8 2
2. Budowa nagrzewnicy wodnej

Sterowanie pracą nagrzewnic

Regulacja temperatury w pomieszczeniach ogrzewanych przy zastosowaniu nagrzewnic powietrznych realizowana jest za pomocą termostatów pomieszczeniowych, które sterują pracą wentylatora i zaworem. Możliwa jest przy tym praca wentylatora bez dostawy ciepła/ chłodu, tylko na potrzeby cyrkulacji wewnętrznej powietrza. Do jednego sterownika (termostatu) może być podłączonych, w ramach jednej strefy regulacyjnej, kilka urządzeń.

Właściwa pozycja termostatu pomieszczeniowego, ewentualnie czujnika temperatury, jest bardzo ważna dla ekonomicznej pracy systemu. Nie może być on zbyt oddalony od nagrzewnicy lub znajdować się w strefie przeciągu. Niewłaściwy jest także montaż termostatu w bezpośrednim zasięgu ciepłej strugi nawiewnej.

  • Oprócz sterowania pracą wentylatorów nagrzewnic przy zastosowaniu termostatów, w systemach ogrzewania powietrznego stosowane są również strategie regulacyjne, które zapewniają sterowanie strumieniem masowym wody grzewczej. Należą do nich:regulacja stałej temperatury nawiewu poprzez zastosowanie czujnika kapilarnego w zasięgu strugi nawiewnej;
  • regulacja stałej temperatury w pomieszczeniu poprzez zastosowanie czujnika w pomieszczeniu;
  • dowolne ograniczenie zakresu temperaturowego poprzez zdefiniowanie wartości minimalnej i maksymalnej;
  • zastosowanie termostatu przeciwzamrożeniowego załączającego się zazwyczaj przy temperaturze 4-8°C

 Autor: Maciej Danielak

homeWyszukiwarka

homeTagi

homeWydarzenia

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem