Ogrzewanie okiem praktyka… Prywatne słońce

Zobacz artykuł w wersji pdf pdfpdf

Komfort cieplny człowieka jest zależny od bardzo wielu różnych czynników, natomiast koszty ogrzewania zależą praktycznie tylko od temperatury, do jakiej ogrzewamy wnętrze obiektu, czyli od ilości energii, którą musimy tam dostarczyć. Ta zaś jest wynikiem strat ciepła przez ściany, okna, podłogi i dach oraz na ogrzanie powietrza wentylacyjnego. Niewiele możemy zrobić, aby obniżyć koszty ogrzewania konkretnego budynku. Można obłożyć elewację styropianem, wymienić okna na energooszczędne i na tym koniec. Są jednak takie obiekty, których nie można lub nie opłaca się ocieplać. Takimi obiektami są np. hale produkcyjne, których ogromne rozmiary powodują, że taka modernizacja byłaby niezwykle kosztowna. W takich obiektach ciepło potrzebne jest tylko na stanowiskach pracy, ale my, stosując konwencjonalne techniki grzewcze, jesteśmy zmuszeni ogrzewać te obiekty w całości. Innym przykładem mogą być tarasy lub ogródki piwne – ich nie da się „ocieplić”. W takich miejscach stosuje się tzw. grzybki gazowe, które ogrzewają przy okazji połowę dzielnicy. Czy na pewno nie ma innego rozwiązania tych problemów?

Przekazywanie ciepła Przypomnijmy sobie, jak przekazywane jest ciepło w przyrodzie. Otóż znamy trzy sposoby przekazywania ciepła, a ściślej mówiąc – energii cieplnej.

Pierwszy, który w ekstremalnej formie poznała większość z nas, parząc się np. gorącą herbatą, to przewodzenie. Żeby ogrzać się w ten sposób, trzeba by siedzieć na rozgrzanym piecu – trochę to niewygodne. Drugi sposób to konwekcja, czyli unoszenie ciepła występujące w gazach i cieczach na skutek różnicy gęstości wywołanej różną temperaturą. Konwekcję wspomagają ruchy Browna lub sztucznie wymuszona cyrkulacja.

Te dwa opisane powyżej sposoby przekazywania ciepła są podstawą 99% systemów ogrzewania obiektów, niezależnie od ich funkcji. Jest to proste i łatwe – każdy to rozumie. Nawiew ciepłego powietrza, ciepły piec kaflowy czy grzejnik konwekcyjny to znane od lat sposoby ogrzewania pomieszczeń. Ale czy warto trzymać się tej wydeptanej energochłonnej ścieżki, zwłaszcza w czasach poszanowania energii z powodu dobrze pojętej ekologii czy też (jeśli ktoś nie szanuje umweltu) ze względów finansowych?

Porozmawiajmy więc o trzecim sposobie przekazywania energii – promieniowaniu podczerwonym, a właściwie całym widmie promieniowania elektromagnetycznego. Straszne słowa: widmo, promieniowanie, ale spokojnie – życie na Ziemi jest możliwe dzięki tym zjawiskom, a właściwie dzięki temu, co one oznaczają, czyli Słońcu. Bez energii słonecznej my ludzie po prostu byśmy nie istnieli. Ale przecież pomiędzy nami a Słońcem jest próżnia, czyli zimna pustka, w której nie występują zjawiska konwekcji ani przewodzenia. Jak więc się to dzieje, że tak odległa od Słońca Ziemia jest ciepła, a miejscami nawet gorąca? Wyjaśnieniem jest właśnie zjawisko promieniowania elektromagnetycznego, które przechodzi przez tę pustkę, nie ogrzewając jej, ale dostarczając energię cieplną na powierchnię naszej planety.

Z tego przydługiego wstępu widać, dlaczego ogrzewanie przez promieniowanie cieplne jest tak mało rozpowszechnione – po prostu mało kto wie, o co chodzi. A jak to zazwyczaj bywa, „kiedy nie wiadomo o co chodzi, to chodzi o pieniądze”. I to duże pieniądze – pieniądze użytkowników, ulatujące wraz z wentylacją, pochłaniane przez niepotrzebnie ogrzewane ściany, które wysyłają nasze drogie „ciepełko” na zewnątrz.

Wykorzystanie promieniowania A gdyby tak ogrzewać tylko ludzi, a ściany i powietrze podgrzewać na tyle tylko, by uzyskać komfort cieplny? Proszę sobie wyobrazić potężną halę produkcyjną, np. halę obsługową firmy logistycznej lub warsztat samochodowy, w których temperatura powietrza, zamiast 20°C, wynosi tylko 15°C. Obliczając zapotrzebowanie ciepła przy obniżonej temperaturze, łatwo jest zauważyć różnicę. Zysk jest jeszcze większy, jeśli pomnożymy to przez kilka miesięcy sezonu grzewczego. Ale jak zapewnić odpowiednią temperaturę pracującym tam ludziom? Otóż istnieją urządzenia zwane promiennikami, które wykorzystują opisane powyżej zjawisko promieniowania.

Promienniki mogą być zasilane elektrycznie lub gazem. Tyle tylko, że te gazowe nie wszędzie można zastosować. Jeżeli są zasilane gazem ziemnym, to muszą być stacjonarne, a z kolei propan-butan nie może być stosowany wszędzie. Poza tym dochodzi potrzeba uzyskania stosownych pozwoleń, koszty instalacji, rozmiary urządzeń, wymiana butli, spaliny – ogólnie mówiąc: gaz to w tym przypadku duży kłopot.

Natomiast promienniki elektryczne to lekkie, niewielkie panele, łatwe w transporcie i instalacji. Wystarczy zwykłe gniazdko elektryczne, ponieważ jeden taki promiennik ma moc w granicach 500-2500 W.

Precyzyjne dostarczanie energii W tym miejscu rodzi się pytanie, czy to nie za mało? Otóż zyski ciepła od człowieka zamkniętego w pomieszczeniu to około 100 W. Ile ciepła tracimy z naszego organizmu, tyle trzeba mu dostarczyć. Wynika z tego, że jeden promiennik o mocy 2500 W wystarczy na ogrzanie ok. 20 osób, biorąc pod uwagę rozproszenie części energii. Cała tajemnica polega więc na odpowiednim doborze urządzeń, a w przypadku większych instalacji wymagany jest projekt elektryczny i sanitarny. Firma, z której produktem się zapoznałem, zanim ośmieliłm się Państwa zajmować tym tematem, ma parę tajemnic technicznych. Dokonałem pewnych pomiarów urządzeń i doszedłem to wniosku, że drobne z pozoru zmiany w instalacji mają ogromny wpływ na sprawność całego układu i że prawidłowo ustawiony promiennik „oświetla ciepłem” obiekt dokładnie tam, gdzie tego potrzebujemy. Jak skuteczne jest nagrzewanie powierzchni przez słońce, wie każdy, kto w upalny dzień chodził na bosaka po plaży. Jeżeli powietrze ma w upalny dzień 30°C, to powierzchnia, na którą padają promienie słoneczne może mieć nawet ponad 60°C.

Takie precyzyjne dostarczenie energii ma jeszcze jedną zaletę – oddychamy świeżym, chłodniejszym i nieprzesuszonym powietrzem, a dzięki ograniczeniu konwekcji zjawisko unoszenia kurzu jest znacznie ograniczone.

Ogrzewanie tego typu ma jeszcze wiele innych zalet. Urządzenie nie potrzebuje czasu na wstępny rozruch (z powodu niewielkiej bezwładności) – w pomieszczeniu możemy więc utrzymywać niską temperaturę (np. 15°C), gdy nie ma w nim ludzi, zaś kiedy się pojawiają, są natychmiast ogrzewani. Promiennik może być uruchamiany przez automatykę, w oparciu o czujnik ruchu, sterownik czasowy lub termostat. Mam taki pokój (do pracy), w którym rzadko przebywam, więc na co dzień go nie ogrzewam. Ale niekiedy włączam w nim ogrzewanie, lecz najczęściej zanim powietrze się ogrzeje, ja już kończę robotę. Był to problem, ale wstawiłem tam promiennik i po kłopocie. W pokoju jest chłodno, a ja odczuwam ciepło. Początkowo mu nie ufałem, więc ustawiałem maksymalną moc, czyli 2600 W. Jednak pociłem się wtedy jak mysz, więc uzbroiłem go w wyłącznik i podstawową automatykę.

Gdzie się najlepiej sprawdza? Zastosowanie jest bardzo szerokie: hale produkcyjne i warsztatowe, szpitale (w tym sale operacyjne), szkoły i kościoły, baraki budowlane. Jest to też doskonałe rozwiązanie dla ogródków kawiarnianych i domków letniskowych, bo przedłużają sezon. W sklepach rybnych i mięsnych ogrzewają tyko sprzedawcę, a nie towar. Są niezawodne w wielu innych miejscach i sytuacjach. Ten sposób ogrzewania ma nawet zastosowanie wojskowe. Kto choć raz spał zimą w namiocie ogrzewanym „kozą”, na pewno zrozumie, o czym piszę.

Maciej Ryskalczyk

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij