Vytápění rozlehlých a vysokých prostor přináší často řadu problémů a může být i neúměrně finančně náročné. Zejména pokud je nainstalován otopný systém, který není optimální z hlediska udržení požadovaných teplot v pracovní zóně, neodpovídá vlastnostem objektu a způsobu jeho využívání. Potom dochází ke zbytečnému vytápění „hluchých“ míst, k vysokým tepelným ztrátám, špatnému rozdělení teplot ve vytápěném prostoru.

Jednou ze základních podmínek pro efektivní vytápění rozlehlých a vysokých prostor je volba správného systému s ohledem na konstrukci a způsob využívání prostor.

Vytápěcí sálavé soustavy s použitím infrazářičů můžeme považovat za energeticky úsporné.

Vytápění spočívá v jednoduchém systému tzv. sálání. Zdroj vyzařuje infračervené paprsky, (elektromagnetické vlnění). Tyto paprsky se šíří přímočaře prostorem a teplo vzniká teprve při dopadu na těleso.

Na člověka působí sálavé vytápění v halách převážně nepřímo, neboť se nejdříve ohřívá podlaha, spodní část obklopujících zdí, předměty v hale, a ty potom vyzařují na základě své zvýšené teploty dlouhovlnné záření. Vzduch, kterým prochází infrazáření nepohlcuje žádné záření, pouze nepatrná část záření ohřívá vodní páry, částice prachu. Nedochází k výrazným ztrátám vlivem ohřevu okolního vzduchu.

Elektromagnetické záření

Elektromagnetická záření různých typů jsou si podobná, ale liší se vlnovou délkou. Tepelné záření je definováno jako část spektra s vlnovými délkami od 10 –7 do 10 –4 m. Elektromagnetické záření v této oblasti se nazývá sálání.

Rozdělení infrazářičů z hlediska použitého média

Elektrické infrazářiče

Elektrické infrazářiče patří z hlediska předávání tepla sáláním k nejefektivnějším způsobům vytápění. Jejich princip je velmi jednoduchý. Elektrický proud prochází tělesem s vysokým odporem. Vzniklé záření se odráží do požadovaného prostoru pomocí reflexních ploch.

Používají se v objektech občanské vybavenosti, v administrativních budovách, ve školství, v průmyslu a zemědělství, v bytové zástavbě.

Typy elektrických infrazářičů, vlastnosti a parametry

1) jen součástky, 2) mohou být chráněné, 3) pro jiné než horizontální použití nutno opatřit podpěrami

Tmavé elektrické infrazářiče

Elektrické sálavé panely - Typ 1. Pracují na principu ohřevu činné plochy sálavého panelu na teplotu 100 až 200 °C. Jsou tvořeny z cca 25 mm hrubého pozinkovaného ocelového panelu s grafitovým nebo niklo - chromovým vytápěcím prvkem. Normální teploty vyzařujícího povrchu jsou 95 – 150 °C. Mohou být uloženy a připevněny různými způsoby.

Světlé elektrické infrazářiče

U světlých infrazářičů je zdrojem sálání buď keramické tělísko nebo kovová trubička s keramickou náplní. Tělísko nebo trubička se odporově zahřívá na teplotu 400 až 800 °C. Do vytápěného prostoru jsou tepelné paprsky vysílané zdrojem usměrňovány rotačním nebo korýtkovým reflektorem, který je vyroben z lesklého kovu.

Infrazářič s kovovým pouzdrem

Infrazářič s kovovým pouzdrem - Typ 2 je složený z Ni – Cr drátu uloženého v žáruvzdorné a elektricky izolační hmotě, která je obalena kovovou trubicí. Tyto prvky mají výbornou odolnost proti tepelným šokům, vibracím a nárazům a mohou být instalovány v libovolné poloze. Při plném napětí dosáhne pouzdro povrchovou teplotu 650 – 980 °C. Infrazářiče obsahují reflektor, který usměrňuje záření.

Infrazářič s reflektorovou žárovkou

Infrazářič s reflektorovou žárovkou - Typ 3 je vybaven wolframovým vláknem. Některými svými vlastnostmi se přibližuje bodovému zdroji záření. Vlákno je uzavřené v tepelně odolném, průhledném, mléčném nebo červeném skleněném obalu, který je zevnitř částečně postříbřený, a tím tvoří účinný reflektor.

Infrazářič s křemíkovou trubicí

Infrazářič s křemíkovou trubicí -Typ 4 má stočený Ni – Cr drát, který je upevněn uvnitř nevakuované Si trubice, která je uzavřena porcelánovými nebo kovovými bloky. Tyto infrazářiče jsou málo odolné proti nárazům a vibracím, ale velmi dobře odolávají prudkým teplotním změnám. Musí být instalovány v horizontální poloze a většinou se montují s osvětlujícím tělesem obsahujícím reflektor. Rozsah operačních teplot je 700 – 980 °C pro cívku a přibližně 650 °C pro trubici.

Infrazářič s trubicovou Si lampou

Infrazářič s trubicovou Si lampou - Typ 5 se skládá z trubice taveného Si o průměru 9,5 mm, která je naplněna inertním plynem. Uvnitř trubice je stočené wolframové vlákno, oddělené od stěn trubice tantalovými přepážkami. Konce vlákna jsou uložená v utěsňovacím materiálu na koncích obalu. Montují se horizontálně, aby se minimalizovalo prohýbání cívky a jako ochrana před přehřátím utěsňovacího konce. Vlákno pracuje při teplotách okolo 2230 °C, povrchová teplota obalu je cca 590 °C.

Výpočtová metoda

Spotřeba tepla vytápěného a větraného objektu se počítá podle ČSN 060210 s přihlédnutím k nižší teplotě vzduchu (t_i). Základem je tedy rozdíl mezi teplotou vnitřního a vnějšího vzduchu.

Pro výslednou teplotu prostředí platí vztah:

t_g = (t_i + t_s ) / 2 (°C)

t_g výsledná teplota

t_i vnitřní teplota vzduchu

t_s teplota sálavá (účinná teplota okolních ploch)

Podmínky pro úspěšnou instalaci infrazářičů

• vhodná volba otopné soustavy, která odpovídá potřebám osob pracujících v hale, probíhajícím výrobním procesům, citlivosti skladovaného zboží, atd,
• při instalaci světlých zářičů je třeba respektovat přípustné výšky zavěšení a minimální vzdálenosti od hořlavých předmětů. U nás platí norma ČSN 06 0215 „Výpočet vytápění infračervenými zářiči“, která určuje nejmenší přípustné výšky zavěšení a největší přípustné rozteče zářičů, atd.

Výhody využití infrazářičů

• teplota vzduchu je pod vnímanou teplotou, proto jsou nižší tepelné ztráty budovy,
• nezpůsobuje průvan, snižuje se víření prachu v zóně pobytu,
• krátká doba náběhu systému,
• prostory se rychle vytopí na požadovanou teplotu,
• dobrá možnost regulace,
• vytváří tepelnou pohodu při relativně nízkých spotřebách energie,
• výhodné je použití v objektech s horšími tepelně technickými vlastnostmi,
• infračervené záření je pociťováno jako příjemné teplo, nedochází k žádným tělesným změnám,
• je potřeba pouze jeden přívod energie a jeden odvod spalin,
• systém pracuje téměř nehlučně,
• minimální náklady na údržbu a montáž.

Nevýhody využití infrazářičů

• nutnost vybavení zvláštním systémem větrání prostor,
• systém nelze v létě využít k ochlazování vzduchu v hale,
• omezení systému na pouhou funkci vytápění,
• není možné použití infrazářičů v hořlavém prostředí,
• v halách s výbušnými plyny a parami není použití plynových zářičů s otevřeným plamenem (světlé zářiče) možné,
• používání sálavého vytápění v halách je kvůli osálání v oblasti hlavy omezeno výškami cca 4 m, neboli intenzitou sálání v pobytové zóně ve výšce hlavy.