ASK: Ekonomiczne ogrzewanie obiektów przemysłowych oraz wysokich

Ogrzewanie obiektów wielkopowierzchniowych i wysokich jest niełatwym zadaniem do rozwiązania.

Aby należycie dobrać system ogrzewania do potrzeb, należy dokładnie poznać specyfikę obiektu. System odpowiednio dobrany pozwala na znaczne oszczędności w zużyciu energii, natomiast system niedopasowany do specyfiki obiektu jak również wymagań inwestora zwykle skutkuje większymi rachunkami za eksploatacje oraz niezadowoleniem inwestora.

Wbrew pozorom nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie czym ogrzewać w/w obiekty. Dobór urządzeń oraz systemu grzewczego powinien opierać się między innymi na następujących informacjach:

•    sposób użytkowania obiektu, typ wykonywanej produkcji
•    wysokość obiektu oraz sposoby magazynowania towaru
•    możliwość podziału na strefy grzewcze
•    ewentualne wymagania technologii produkcji

W dzisiejszych czasach nie jest tajemnicą, że najbardziej popularnymi systemami do ogrzewania obiektów wielkokubatorowych są systemy ogrzewania ciepłym powietrzem np. przy użyciu gazowych nagrzewnic powietrza oraz systemy ogrzewania poprzez promieniowanie przy użyciu promienników gazowych. Nie można stwierdzić jednoznacznie, który z powyższych systemów jest lepszy, ponieważ należy stosować indywidualne podejście do każdego obiektu. W kilku zdaniach chciałbym przybliżyć system ogrzewania rurowymi promiennikami gazowymi.

Hipotetycznie można założyć, że do ogrzania mamy hale o wymiarach 36 m x 60 m i wysokości 8 metrów. Jeśli hala jest halą produkcyjną, niezabudowaną regałami wysokiego składowania oraz nie ma wymogu zwiększonej wentylacji, ze względu na typ produkcji to najlepszym sposobem będzie ogrzewanie promiennikami gazowymi. Jeśli jednak okaże się, że część hali ma być zastawiona regalami wysokiego składowania, to sytuacja się komplikuje. Promienniki wypromieniowują ciepło, które dociera do ogrzewanej strefy. W przypadku gdy promieniowanie natrafia na przeszkody (np. wysokie regały), jest pochłaniane, co powoduje, że nie dociera za przeszkodę. Typowym przykładem takiego obiektu może być centrum dystrybucyjne, gdzie większość hali stanowią regały wysokiego składowania, ale istnieje też spora część hali służąca do celów rozładunku i załadunku towaru. W takim przypadku do ogrzania obiektu należy zastosować nagrzewnice gazowe w części wysokiego składowania, a w części załadowczej promienniki gazowe. Warto pamiętać, że stosując nagrzewnice gazowe powietrza w wysokich obiektach, należy dodatkowo instalować tzw. destratyfiktory powietrza (urządzenia służące do wyrównania temperatury powietrza). W systemach ogrzewania powietrznego, szczególnie w wysokich obiektach, stratyfikacja powietrza jest znaczaca, a różnice temperatur między strefą przebywania ludzi a powietrzem pod sufitem hali mogą sięgać nawet 10 stopni Celsjusza. Dlatego destratyfikatory powinny być wyposażone w termostaty mierzące różnice temperatur, automatycznie włączając się wtedy kiedy należy „zbijać” masy ciepłego powietrza ze strefy podsufitowej.

Ze względu na specyfikę swojego działania systemy promiennikowe nie są obciążone w/w wada, ponieważ nie ogrzewają bezpośrednio powietrza, tylko przedmioty znajdujące się w zasięgu ich promieniowania. Najlepszym namacalnym dla każdego przykładem może być słoneczny mroźny dzień. Stojąc w słońcu (w zasięgu promieniowania cieplnego), nie odczuwamy zimna, wystarczy jednak, że wejdziemy do cienia, a przy tej samej temperaturze zewnętrznej będziemy odczuwać chłód.

W poniższych punktach zostały ujęte główne zalety ogrzewania przez promieniowanie:

•    Ogrzewanie promiennikami jest ekonomiczne, ponieważ nie ogrzewa powietrza, lecz bezpośrednio oddziaływuje na ludzi oraz przedmioty znajdujące się w zasięgu działania urządzeń (ogrzewanie bezpośrednie — źródło ciepła — człowiek ). Pozwala to na obniżenie obliczeniowej temperatury powietrza średnio o około 3-4 stopnie Celsjusza przy zachowaniu tego samego komfortu cieplnego (mniejsza różnica temperatur – delta t ) i oszczędność w granicach 15-20%.
•    Ogrzewanie promiennikami posiada bardzo korzystny rozkład temperatury, ponieważ masa ciepłego powietrza gromadzi się w dolnych partiach pomieszczeń (odwrotnie niż w ogrzewaniu ciepłym powietrzem) eliminując niekorzystne zjawisko stratyfikacji powietrza tzn. tworzenia warstw powietrza o coraz wyższej temperaturze wraz ze wzrostem wysokości od podłogi do stropodachu. W rezultacie strata ciepła przez dach jest mniejsza o około 25%, co powoduje obniżenie kosztów eksploatacji ogrzewania.
•    Ogrzewanie promiennikami jest ekonomiczne, ponieważ bezwładność systemu jest bardzo niska i emitowane przez urządzenia ciepło odczuwalne niemal natychmiast eliminując tzw. czas rozruchu obecny w innych systemach.
•    Ogrzewanie promiennikami jest ekonomiczne, ponieważ nawet po wyłączeniu systemu nagrzane powierzchnie podłogi, ścian oraz przedmiotów oddają ciepło do otoczenia na drodze konwekcji, oraz promieniowania.
•    Ogrzewanie promiennikami jest ekonomiczne, ponieważ pozwala na zróżnicowanie temperatur w obrębie obiektu, bez konieczności stawiania przegród oraz pozwala na ogrzewanie strefowe lub dogrzewanie miejscowe stref pracy.
•    Ogrzewanie promiennikami jest ekonomiczne, ponieważ ze względu na system sterowania pozwala na dopasowanie pracy systemu do funkcji obiektu.
•    Ogrzewanie promiennikami jest ekonomiczne, gdyż system jest prosty w regulacji oraz bezawaryjny, eliminując kosztowne naprawy.
•    Ogrzewanie promiennikami jest korzystne dla pracujących ludzi, gdyż ogranicza hałas, transport pyłów i zanieczyszczeń, a wyższa temperatura podłogi oraz urządzeń wpływa pozytywnie na człowieka.
•    Ogrzewanie promiennikami nie wymaga budowania kosztownych kotłowni, wentylatorowni oraz nie ogranicza powierzchni użytkowej, ponieważ urządzenia podwieszane są pod stropem.
•    Ogrzewanie promiennikami nie wymaga stosowania urządzeń oraz mediów pośrednich (np. ciepła woda z kotła z wymiennikami).
•    Ogrzewanie promiennikami posiada najniższy wskaźnik ceny na jednostkę mocy grzewczej, co przynosi znaczne obniżenie kosztów inwestycyjnych.

Oczywiście istnieją ograniczenia w stosowaniu promienników gazowych, np. nie można stosować tego systemu w pomieszczeniach zagrożonych pożarem lub wybuchem, w budynku ze zwiększonym poziomem wentylacji stosowanie promienników może okazać się nieopłacalne. Trudno się z tym nie zgodzić, lecz każdy szanujący się projektant i instalator musi również przyznać racje przytoczonym powyżej faktom, które sprawiają, że system ogrzewania gazowymi promiennikami rurowymi odpowiednio dobrany i dostosowany do obiektu jest najlepiej nadającym się ogrzewaniem do obiektów wysokich.

Zastosowanie gazowych promienników w ogrzewaniu obiektów przemysłowych i wysokich to ciekawy temat. Każda hala posiada "swoją duszę, należy tylko odpowiednio ją "zrozumieć".

Przy obecnych cenach energii najtańszym nośnikiem wciąż jest gaz ziemny, z którego mogą być zasilane promienniki. W tej sytuacji dla dobra inwestora oraz środowiska naturalnego obowiązkiem każdego projektanta i instalatora jest zrozumienie korzyści, jakie płyną z ogrzewania promiennikami gazowymi, oraz propagowanie tego rodzaju ogrzewania w środowisku instalacyjnym, jak również wśród inwestorów.