Letošní léto je poněkud podivné, jak praví klasik - alespoň u nás. Mnoho teplých dnů jsme nezažili a svatá Anna přináší poněkud nižší teploty nejen ráno, ale už i večer. Dny se krátí, a proto je třeba uvažovat o tom, jak si den prodloužit, aby byl v klidu v pohodě i večer, kdy na sebe bereme svetry a na záda si přehazujeme deky.
Proto přinášíme poněkud odbornější text, zaměřený na využití sálavého topení a tepla z keramických zářičů. Podklady pro tento článek došly ze společnosti Řídicí systémy. Myslíme si, že se vám takový článek může hodit. Večer totiž můžete sedět venku, aniž by vám byla zima museli jste utrácet za plynové nebo elektrické vytápění. Infratopení vás totiž prohřeje, aniž by bylo třeba ohřívat (zbytečně) okolní vzduch.
Pojďme na to!
Pod obchodním názvem „quartzové sálače" se v současné době v České republice můžeme setkat s topnými a klimatizačními tělesy, jejichž výhody pro uživatele jsou poměrně široce podávány v populárním tisku. Za stěžejní výhodu je předkládána jejich funkce na principu infračerveného záření, a tedy poskytnutí okamžitého tepelného účinku beze ztrát - tedy zbytečného ohřevu okolního vzduchu.
Podívejme se, zda tento princip může skutečně poskytovat onen uživatelský komfort.
Již delší dobu je známo, že infračervené vytápění (šíření tepla sáláním) má značné výhody proti konvenčnímu vytápění, které funguje na sdílení tepla od ohřívaného vzduchu (šíření tepla prouděním=konvekcí, např. [1]). Neustálé zlepšování zdrojů infračerveného záření vede k jejich stále vyšší účinnosti. K nejlepším typům infračervených zářičů (sálačů) v současné době patří křemenné sálače s parabolickými hliníkovými reflektory, vyráběné například firmami Tansun a Burda [5].
V současné době jsou dováženy do ČR pod obchodním názvem „Quartzové zářiče" (Able Electric) pro jasné odlišení od všech starších typů křemenných zářičů. Všimněme si základních charakteristik těchto zářičů a jejich porovnání se staršími typy infračervených zářičů.
V těchto křemenných zářičích jsou používány výbojky HeLen Philips s elektricky žhaveným wolframovým vláknem v trubici z křemenného skla. Vlákno je žhaveno na teplotu 2 600 °C, takže maximálně vyzařuje v blízké infračervené oblasti s vlnovou délkou okolo 1 000 nm (viditelné světlo má vlnovou délku zhruba 400 až 800 nm). Ke zlepšení účinnosti zářičů jsou použity ještě navíc dvě speciální úpravy:
Relativně vysoká teplota wolframového vlákna, 2 600 °C, způsobuje, že se maximum záření soustřeďuje do úzké oblasti blízkého infračerveného záření 760 až 2000 nm (oblast IČ A podle obr. 1).
Obr. 1. Rozdělení elektromagnetického záření. UV - ultrafialové záření, VIS - viditelné světlo, IČ - infračervené záření.
Obr. 2. Vyzařovací křivky zdrojů infračerveného záření pro různé teploty. Červená křivka odpovídá nejčastějším případům plynových zářičů.
Z druhého obrázku je patrné, jak výhodný je tvar vyzařovací křivky křemenného zářiče v porovnání se staršími zářiči pracujícími s nižší teplotou vyzařování okolo 900 °C (což je většina plynových zářičů).
Zvolená teplota zářiče odpovídá maximálnímu podílu vyzařování v oblasti IČ A při ještě velmi malém podílu viditelného světla (u trubic HeLen je tento podíl ještě snížen vnitřní úpravou trubice zhruba na polovinu), jak znázorňuje obr. 3.
Obr. 3. Podíl různých složek záření na celkovém vyzářeném výkonu pro žhavené wolframové vlákno v závislosti na jeho teplotě.
Použití blízkého infračerveného záření v oblasti okolo 1 000 nm má následující výhody:
Čím nižší je povrchová teplota infračerveného zářiče, tím nižší a širší je jeho vyzařovací křivka, jak ukazuje obrázek 2, současně se zvětšuje vlnová délka maxima této křivky, jak ukazuje obrázek 1. Těleso o pokojové teplotě 20 °C vyzařuje s maximem při 10 000 nm (10 mikrometrech), plošné zářiče vyzařují na vlnových délkách okolo 5 000 až 7 000 nm (teplota zářiče 100 až 200 °C), tedy poměrně blízko. Plošná hustota vyzařované energie je proto poměrně malá, jak ukazuje obrázek 4, zářiče tedy musí mít pro dostatečný vyzařovaný výkon velkou plochu a jsou rozměrné a špatně umístitelné. Křemenné zářiče mohou bez potíží dosáhnout i maximální plošnou hustotu energie povolovanou hygienickými normami, to je 200 W/m2.
Záření od plošného zářiče se vzdáleností ubývá jen velmi pomalu, záření od křemenného zářiče, který má charakter bodového zářiče (podobně jako třeba obyčejná žárovka v oblasti viditelného světla), ubývá s druhou mocninou vzdálenosti od zdroje.
Obr. 4. Maximální vyzařovaná hustota infračerveného záření pro nízké teploty zářičů. e … emisivita zářiče, pro uhlíkové vlákno přibližně e = 1.
Elektrické přímotopy nejprve ohřívají okolní vzduch. Cirkulací teplý vzduch v místnosti stoupá ke stropu a u podlahy je proto stále chladno. I v interiérech je dosažení tepelné pohody s přímotopy proto poměrně zdlouhavé. Pro venkovní prostory jsou přímotopy naprosto nevhodné. Naproti tomu i v interiérech je použití quartzových lamp výhodné. Sálače nejprve ohřívají stěny, osoby a předměty, na které dopadá jejich tepelné záření a teprve od nich se ohřívá vzduch. To znamená obrovské úspory, protože teplko se šíří už od počíátku „aktivním způsobem" a neohřívá zbytečně prostory, které nemohou ohřát lidi (stropy).
„Na základě provedených zkoušek a certifikace má tento výrobce právo umístit značky shody přímo na výrobek a prokázat tak spotřebitelům v Evropě svou shodu s požadavky evropských norem na elektrickou bezpečnost (značky ENEC ) a na elektromagnetickou kompatibilitu (značka CCA-EMC). Výrobek má i ES prohlášení o shodě (CE Conformity Declaration) na základě posouzení daného výrobku s požadavky konkrétní direktivy", potvrzuje František Petružálek, šéfredaktor impaktovaného časopisu Energetika.
Tepelný zdroj s quartzovou lampou má řadu provozních výhod: nepotřebují přívod kyslíku, v jeho okolí nevznikají žádné spaliny, je tedy daleko šetrnější ke svému okolí než zářiče plynové. Má snadnou regulaci, doba náběhu na plný výkon i doba jejich doběhu při vypnutí se pohybuje maximálně v několika vteřinách. Je plně zařaditelný do moderního systému ovládání inteligentní domácnosti.
Do výkonu 3 kW je možné tepelný zdroj s quartzovou lampou napájet z běžné zásuvky jednofázové elektrické instalace. Může to být i zásuvka, ovládaná aktorem s možností regulace vyzářeného výkonu do okolí na přítomné osoby. Ty mohou výkon rovněž ovládat například pomocí tabletu podle svých pocitů.
Minimální výška, ve které je možné umístit tyto sálače, je v závislosti na výkonové variantě již od 1,8 m výšky. Quartzové sálavé lampy mohou bez potíží dosáhnout i maximální plošnou hustotu energie povolovanou hygienickými normami, to je 200 W/m2.
Ve starších domech je možné počítat s další nezanedbatelnou výhodou quartzových zářičů. Mohou udržovat sklep nebo stěny v pohodě - tím, že stěny vysušují. Infrazářiče s quartzovou lampou totiž sáláním vysušují stěny, a jsou proto vhodnou prevencí proti plísním na zdech. Jejich okamžitý účinek proto oceníme i pro vlhká a hůře větraná prostředí - koupelny, sklepy, dílny, pracovny a všude tam, kde se nezdržujeme trvale, ale potřebujeme ihned tepelnou pohodu.
Použít k vysoušení stěn domu klasická topidla založená na principu přenosu tepla ohřátým vzduchem je velmi zdlouhavé, neekonomické a ostatně také zcela neúčinné. Vítr lehce odnese ten nejteplejší vzduch a za deštivého dne k vysoušení nedochází vůbec. Tam, kde je potřeba zajistit rychlé a jednoduché vysoušení a vytápění s pohodlnou regulací a s účelným pokrytím vybraných prostor, se sálač s quartzovou lampou jako řešení přímo nabízí.
Ve vysoušení stěn můžeme pomocí sálavého topení pokračovat i v chladných dnech. Navíc tepelný sálač s quartzovou lampou nejenže připraví příjemné prostředí pro nás i naše případné návštěvy, ale vyhne se i provozním potížím, jako jsou u jiných systémů. Nevyhovující regulace, zbytečné ohřívání celého prostoru, vysoké náklady na jeho udržování, potíže s dokumentací, atesty a revizemi kvůli bezpečnosti.
Tepelné sálače jsou mobilní - v případě potřeby jednotlivé infrasálače odmontujeme a nainstalujeme kamkoliv jinam. Jsou vhodné pro balkón či terasu nebo pro instalaci do jiného otevřeného prostoru, například do altánku. Zde si pak můžete užívat tepelné pohody i na podzim při nepříznivém počasí, v zimě a na jaře. Při vhodné instalaci několika zářičů pak nebudete potřebovat ani přes záda přehazovat deku.
Závěrem můžeme konstatovat, že princip infračervených topidel může skutečně onen avízovaný uživatelský komfort poskytovat.
Více informací - externí odkaz .
Literatura:
1. Kotrbatý, M.: Vytápění průmyslových a velkoprostorových objektů, portál TZB Info, www.tzb-info.cz, 15. 10. 2007.
2. Electric Infrared Heating Manual, Fostoria Industries Inc, North Main, USA, 1998.
3. Ceramic Infrared Emitters, Salamander, Michigan, USA, 2005.
4. Hottel, H. C., Sarofim, A. F.: Přenos tepla zářením, SNTL, Praha, 1979.
5. Řídící systémy, spol. s r.o.: Měření vyzařovacích křivek zářičů Ibiza a Algarve, interní zpráva, 2007.
6. Firemní podklady Tansun a Burda.
7. Doc. Ing. Karel Daďourek, CSc.: Nové možnosti infračerveného vytápění.
Zveřejněno: 24. 07. 2012
Jak vybrat čerpadlo pro filtraci a vypouštění bazénu?
AOC uvádí monitory pro kreativceřady Graphic Pro U3
Mesh síť Deco X10 s vysokým dosahem v každém rohu
ESET uvádí na trh novou službu MDR, pomůže firmám s řízením a správou kybernetické bezpečnosti
BenQ představuje nový monitor pro uživatele Mac a MacBook Pro