Situaţia

 

 Odată cu creşterea considerabilă a preţurilor la combustibilii de bază, se impune ca o prioritate reducerea consumurilor de energie.  

 Descentralizarea sistemului termoenergetic este o soluţie avantajoasă ce impune ca pentru ȋncălzirea halelor industriale să se identifice soluţii optime .

Pentru spaţiile mari (suprafeţe şi ȋnălţimi mari) respectiv pentru halele industriale Beneficiarul are ca alternative:

1.) Ȋncălzire cu aer cald:

          - aeroterme (pe apă caldă sau pe abur);

          - generatoare de aer cald (cu arzător pe gaz);

          - distribuţie prin tubulatură.

2.) Ȋncălzire prin radiaţie:

          - tuburi radiante;

          - radianţi ceramici.

......şi trebuie să se facă o analiză comparativă a acestor sisteme de ȋncalzire hale industriale.

 

Probleme

 

 Factorii care concură la realizarea confortului termic ȋn halele industriale:

          - temperatura aerului;

          - temperatura medie de radiaţie;

          - viteza aerului;

          - umiditatea aerului.

 

 Acesti factori sunt influenţaţi ȋn mod diferit de fiecare sistem de ȋncalzire ȋn parte.

 Procesele tehnologice ce se desfăşoară ȋn halele industriale impun de multe ori condiţii de climat specifice.

 Nu ȋn ultimul rȃnd se situează eficienta energetică obtinută in urma implementarii sistemului de incălzire a halelor industriale.

 

 Producătorii de sisteme de ȋncălzire nu produc concomitent ambele sisteme (cu aer cald şi prin radiaţie) şi au interesul de a argumenta cu avantaje fără să prezinte şi dezavantaje. 

 

 Pe de altă parte, fiecare Producător ȋn parte transmite mesaje comerciale cu mituri atrăgătoare dar care la o analiză pertinentă pot fi demontate.

 

 Din păcate există puţine surse de documentare neutre care să ajute Investitorul de a alege ȋn cunoştinţă de cauză soluţia optimă.

 Un rol important ȋn alegerea soluţiei optime de ȋncălzire a halelor industriale ar trebui sa-l aibă Proiectanţii, dar din păcate aceştia, din motive obiective, prevăd doar soluţii cunoscute şi verificate, sau, din motive subiective, prevăd soluţii care le aduc beneficii prin diverse ȋntelegeri cu furnizorii de echipamente.

 Distribuitorii de echipamente nu ȋntototdeauna sunt suficient de bine pregătiţi pentru a face o vȃnzare consultativă corectă sau vȃnd cu prioritate ce le aduce beneficiu mai mare.

 Alegerea de echipamente, dimensionarea sistemului, instalarea, reglajul, exploatarea lor sunt factori esenţiali ce influenţează eficienţa investiţiei.

 

 Factori determinanţi ce trebuiesc a se lua ȋn calcul ȋn analiza necesităţii si oportunitaţii investiţiei:

1.    Eficienţa energetică este influenţată de randamentul de combustie şi de modul ȋn care este utilizată caldură produsă. Ȋn cazul spaţiilor mari un grad mare de stratificare duce la o utilizare ineficientă a căldurii produse de echipamente. Temperatura ridicată a straturilor superioare duce la creşterea pierderilor de căldură prin suprafaţa acoperişului şi a luminatoarelor.

2.    Stratificarea este fenomenul de ridicare a aerului cald şi de ȋncălzire intensă a straturilor superioare ale incintei.
-    la ȋncălzirea cu aer cald stratificarea este normală
-    la ȋncălzirea prin radiaţie 30-40% din căldura emisă este prin convecţie, montajul echipamentelor se face ȋn partea superioară a spaţiilor ȋn consecinţă şi ȋn acest caz se produce o stratificare suficient de intensă

3.    Modulaţie arzător este adaptarea continuă a puterii emise de arzător la cererea aferentă ȋncălzirii şi menţinerii temperaturii prescrise. Spre deosebire de termostatarea cu arzător tot sau nimic sau ȋn două trepte, sistemul de ȋncălzire cu arzător cu modulaţie nu are opriri şi porniri dese, ce duc la fluctuaţii deranjante de parametrii de confort (temperatura aer şi temperatura de radiaţie). Se realizează totodată o reducere semnificativă de consum de combustibil.

4.    Setare parametrii de confort – temperatura aerului poate fi setată relativ uşor cu termostate de ambianţă care pornesc şi opresc (sau modulează după caz) sistemul de ȋncălzire. Temperatura de radiaţie şi intensitatea de radiaţie sunt factori importanţi care influenţează confortul termic. Temperatura de radiaţie se poate seta cu un termostat cu globosondă, iar intensitatea de radiaţie se setează prin setarea puterii maxime a arzătorului.

5.    Intensitatea de radiaţie impune ȋnălţimea de montaj, o ȋnălţime mică şi o intensitate de radiaţie mare poate duce la discomfort - efect de insolaţie

6.    Condensaţie  - recuperarea căldurii din gazele de ardere ȋnsoţită de fenomenul de condensaţie a vaporilor de apă din conţinutul acestora

7.    Gradul de confort termic optim este asigurat prin asigurarea următoarelor:  
-    Temperatura aerului corectă, uniformitatea ȋncălzirii pe suprafaţa ȋncă

perii, lipsa fluctuaţiilor şi şocurilor termice, timp scurt de atingere a temperaturii de regim
-    Temperatura şi intensitatea de radiaţie optime şi distributie uniformă
-    Viteza aerului redusă şi lipsa turbulenţelor şi a curenţilor de aer deranjanţi
-    Umiditatea aerului optimă.

8.    Turbulenţe şi curenţi de aer deranjanţi  - fenomene ce apar ȋn special la ȋncălzirea cu aer cald cu generatoare de aer cald pe gaz, cu aeroterme sau cu tubulatura de distribuţie unde jetul de aer cald ȋn anumite zone este puternic, produce disconfort şi ridică praful

9.    Emisii de gaze şi vapori gazele de ardere CO2, CO, NOx şi vaporii de apă rămȃn ȋn ȋncăpere şi se impune diluarea acestora prin ventilaţie

10.   Posibilitate de reȋmprospătare aer – se referă la facilitatea echipamentului de a introduce aer proaspăt şi mixarea acestuia cu aerul ambiant

11.   Ventilaţie mecanică – se impune pentru diluarea aerului viciat de noxe respectiv de gazele de ardere (CO2, CO, NOX)

12.   Timp de ȋncălzire – se referă la inerţia termică a sistemului de ȋncălzire, atingerea (ȋn cazul unei ȋncăperi neȋncălzite ) sau reatingerea (după deschiderea uşilor sau a geamurilor) a parametrilor de confort termic ȋntr-un timp cȃt mai scurt este esenţială

13.   Ȋncălzire generală uniformă – se referă la uniformitatea parametrilor de confort termic pe ȋntreaga suprafaţă a ȋncăperii

14.   Ȋncălzire zonală focalizată  - se referă la ȋncălzirea cu preponderenţă a unei zone din cadrul ȋncăperii dar cu atingerea parametrilor de confort prescrişi

15.   Perioada de recuperare a investiţiei  - se referă la timpul ȋn care din economiile realizate ca urmare a creşterii eficientei energetice se acoperă valoarea investiţiei

 

Implicaţii

 

 Eficienţa energetică este influenţată de următorii factori:

1. Randamentul de combustie. Ȋn cazul ȋncălzirii cu tuburi radiante randamentul este scăzut şi nu depăşeşte 85%, un randament mai bun duce la creşterea ponderii transmisiei căldurii prin convecţie cu efect negativ ȋn ce priveşte stratificarea.

2. Modul ȋn care este utilizată caldură produsă pentru asigurarea confortului termic

 Ȋn cazul spaţiilor mari un grad mare de stratificare duce la o utilizare ineficientă a căldurii produse de echipamente.  Temperatura ridicată a straturilor superioare duce la creşterea pierderilor de căldură prin suprafaţa acoperişului şi a luminatoarelor. Stratificarea este fenomenul de ridicare a aerului cald şi de ȋncălzire intensă a straturilor superioare ale incintei. 

- la ȋncălzirea cu aer cald stratificarea este normală,

- la ȋncălzirea prin radiaţie 30-40% din căldura emisă este prin convecţie, montajul echipamntelor se face ȋn partea superioară a spaţiilor ȋn consecinţă şi ȋn acest caz se produce o stratificare suficient de intensă 

 

Gradul de confort termic optim este asigurat prin următoarele: 

- Temperatura aerului corectă. La ȋncălzirea prin radiaţie aceasta poate să fie cu 2-3 grade mai mică faţă de ȋncălzirea cu aer cald atȃt timp cȃt există expunere la sursa de radiaţie

- Uniformitatea ȋncălzirii pe suprafaţa ȋncăperii. La ȋncălzirea cu aer cald pot apărea neuniformităţi ȋn funcţie de distanţa faţă de sursă.

- Lipsa fluctuaţiilor şi şocurilor termice. Termostatarea duce la funcţionarea cu intermitenţă (tot sau nimic sau ȋn două trepte) a arzătoarelor aparatelor atȃt ȋn cazul generatoarelor de aer cald cȃt şi ȋn cazul radianţilor sau a tuburilor radiante. Ȋn cazul ȋncălzirii prin radiaţie nefuncţionarea aparatelor duce la scăderea bruscă a temperaturii de radiaţie fapt ce afectează confortul termic.

- Timp scurt de atingere a temperaturii de regim. Ȋncălzirea cu aer cald nu poate să ducă la creşterea temperaturi de radiaţie decȃt ȋntr-un timp ȋndelungat deci şi confortul termic este asigurat ȋn aceeaşi măsură.

- Temperatura şi intensitatea de radiaţie optime. Intensitatea de radiaţie corectă este influenţată de temperatura aerului. La o temperatură crescută intensitatea de radiaţie trebuie să scadă. Ȋn consecinţă pe măsură ce creşte temperatura aerului ȋn cazul ȋncălzirii prin radiaţie poate să apară disconfort termic (efect de insolaţie). Totodată intensitatea de radiaţie este influenţată de distanţa pană la sursă. O distanţă prea mică poate duce şi ȋn acest caz la disconfort termic.

- Intensitatea de radiaţie uniformă pe suprafaţa ȋncăperii. Ȋn cazul radianţilor focalizarea intensităţii de radiaţie este mare 

- Viteza aerului redusă, lipsă turbulentelor. Ȋn cazul ȋncălziri cu aer cald pot să apară ȋn apropierea generatoarelor curenţi de aer deranjanţi

- Umiditatea aerului optimă. Ȋn cazul radianţilor combustia se realizează ȋn interiorul spaţiului vaporii de apă generaţi ȋmpreună cu celelalte gaze de ardere duc la creşterea semnificativă a umidităţii.

 

Noxe  Praful este zvȃntat ȋn cazul ȋncălzirii cu aer cald atunci cȃnd viteza aerului este prea mare. Ȋn cazul ȋncălzirii cu radianţi gazele de ardere (CO2, CO, NOx, H2O) rămȃn ȋn spaţiu. Praful se poate depune pe radianţii ceramici fapt ce duce la modificarea combustiei cu degajări de CO periculoase.

 

Soluţii:

 Utilizaţi pentru ȋncălzirea halelor industriale sistemele de ȋncălzire prin radiaţie sau mixte - radiaţie/convecţie :

Tuburi radiante

Tuburi radiante şi convective

Radianţi cu ţesatură metalică

 

Beneficii