Výpočtová metoda
Postup výpočtu úzce souvisí s vývojem konstrukce zářiče a podmínek pro projektování (Cihelka – teorie výpočtu, Kotrbatý – projektování). Tato předložená výpočtová metoda využívá obou pramenů (Cihelka,Kotrbatý) i vlastních zkušeností.
Výpočet spotřeby tepla
Spotřeba tepla vytápěného a větraného objektu se počítá podle ČSN 06 02 10 s přihlédnutím k nižší teplotě vzduchu (ti) Základem je tedy rozdíl mezi teplotou vnitřního a vnějšího vzduchu.
Pro výslednou teplotu prostředí platí vztah:
| tg = | ti+ts | (°C) |
| 2 |
ti (°C) - vnitřní teplota vzduchu
ts (°C) - teplota sálavá (účinná teplota okolních ploch)
Dosažení tepelné pohody a poměru teploty vzduchu (ti) a teploty sálavé (ts) při teplovzdušném, resp. konvekčním a sálavém vytápění vyjadřuje diagram vpravo:
| Příliš teplo |
| Oblast tepelné pohody |
| Příliš chladno |
| 1 - převažuje konvekce |
| 2 - převažuje sálání |
Při vytápění infračervenými plynovými zářiči se teplota vzduchu určí následovně:
ti = tg - 0,072 Is(°C)
V tomto vztahu hodnota 0,072 Is má význam náhradní sálavé teploty (ts). U zářičů je sálavá plocha s velmi vysokou povrchovou teplotou v poměru k plochám stropu, světlíků, stěn, oken a podlahy velmi malá. Konstanta Is (intenzita sálání) zohledňuje vlivy poměru ploch bodových zářičů k obklopujícím chladnějším plochám, jakož i výsledný součinitel sálání. Faktor 0,072 je empiricky zjištěná hodnota, podložená zkušenostmi. Pro stanovení intenzity sálání Is slouží diagram vpravo:
Jako příklad je volena teplota vzduchu ti=+11°C, pak Is= 90 W/m2 a výsledná teplota tg=+18°C.
Určení počtu světlých infrazářičů
Dle požadované osálané plochy a po výpočtu potřebného instalovaného výkonu zvolíme počet a výkon zářičů. Takto stanovený počet je minimální možný. Nepodaří-li se kuželem jádrového sálání (60° alt. 75°) osálat požadovanou plochu, je nutno počet zářičů zvýšit (pro infrazářiče typu K7 až K25 je možno dodat reflektor s úhlem sálání 75°).
Určení počtu kompaktních infrazářičů
Dle požadované osálané plochy a po výpočtu potřebného instalovaného výkonu zvolíme počet, tvar a výkon kompaktních infrazářičů. Jelikož pracují tyto zářiče s nastavitelným výkonem, teprve po vyčerpání max. výkonu u jedn. typů při osálání jádrovým sáláním 90°(celk. 120°), zvýšíme počet infrazářičů, příp. upravíme provedení sálavých pasů -typ "O" nebo "U".
Při plošném vytápění je třeba, aby se přímky ohraničující sousední kužele jadrového sálání protly ve výši min. 1,5m nad podlahou. Při navrhování je vhodné nakreslit příčný a podélný řez vytápěným prostorem. Navíc je možno instalovat jednotlivé zářiče se samostatným ovládáním nad vrata.
Hygienické podmínky - světlé infrazářiče
Přímé osálání výrobních ploch a tím také lidí, kteří se pohybují ve vytápěné oblasti, vyžaduje uspořádání bodových zdrojů tepla s vysokou povrchovou teplotou tak , aby nedocházelo k nadměrnému osálání.
Zkoušky a měření, prováděná s pomocí infračervené kamery (termovize), stanoví následující minimální výšky zavěšení:
| Typ zářiče | Jmen. výkon | Poloha osy sálání | ||
|---|---|---|---|---|
| kW | kolmo k zemi | náklon 15° | náklon 30° | |
| K7 | 7 | 3,5 m | 3,4 m | 3,2 m |
| K10 | 10 | 5,0 m | 4,7 m | 4,4 m |
| K15 | 15 | 5,9 m | 5,5 m | 5,0 m |
| K20 | 20 | 6,5 m | 6,3 m | 5,8 m |
| K25 | 25 | 7,2 m | 7,1 m | 6,5 m |
| K30 | 30 | 7,9 m | 7,7 m | 7,1 m |
| K40 | 40 | 8,4 m | 8,2 m | 7,7 m |
| K50 | 50 | 8,9 m | 8,6 m | 8,4 m |
Uváděné minimální výšky platí pro teplotu vzduchu ti=10°C a rychlost proudění vzduchu v=0,3 m/s. Při odchylkách teploty vzduchu vyplývají minimální výšky zavěšení z následující tabulky:
| ti - teplota vzduchu v prostoru | 0°C | 5°C | 15°C |
| f1 - korekční součinitel | 0,91 | 0,95 | 1,1 |
Při rychlostech vzduchu větších než 0,3 m/s se upravují min. výšky zavěšení následujícím korekčním součinitelem f2:
| v | 0,5 m/s | 0,7 m/s | 0,9 m/s |
| f2 | 0,91 | 0,85 | 0,81 |
Z pohledu výše uvedených podmínek může být zářič vytipován a instalován, avšak je nutno vzít ještě v úvahu místní podmínky stavebního provedení a možnost odvodu spalin.
Dále je zapotřebí dodržet minimální vzdálenost nad zářičem u tepelně citlivých stavebních dílů. Není-li možné dodržet předepsané vzdálenosti, musí se konstrukční díly chránit izolačními deskami nebo odstíněním (el.motory jeřábů atd.).
Hygienické podmínky - nízkoteplotní kompaktní infrazářiče
Vzhledem k tomu, že kompaktní infrazářiče KASPO pracují s nastavitelnou povrchovou teplotou topných trubek, je třeba toto vzít v úvahu při stanovení min. výšek zavěšení. Při návrhu pomocí SW Smarting4 je možné nasimulovat pro daný typ infrazářiče intenzitu osálání podlahové plochy a zkontrolovat, zda není překročena hodnota intenzity 200W/m2.
Příklady způsobu zavěšení infrazářičů při plošném osálání
