Toplozračno ogrevanje pri prezračevanju

Klimatske naprave za prezračevanje prostorov, lahko uporabimo tudi za potrebe ogrevanja in hlajenja prostorov.

V tehniki prezračevanja navadno dimenzioniramo klimatsko napravo glede na potrebe po prezračevanju. Na ta način določimo tok zraka, ki ga dovajamo v prostore, zato da te prostore prezračimo – izrabljen zrak nadomestimo s svežim zunanjim.

Lahko pa naredimo še korak naprej. Zrak je namreč, podobno kot vsak medij v tekoči ali plinasti obliki, nosilec energije – toplote ali hladu. Tako lahko istočasno, ko prezračujemo prostore s kontroliranim sistemom z dovodom svežega in odvodom izrabljenega zraka, tudi ogrevamo ali hladimo prostore.

 

 

Ogrevanje oz. hlajenje je lahko:

• delno, ko za funkcijo ogrevanja in hlajenja ne zadošča količina zraka prezračevalne naprave in potrebujemo za popolno pokrivanje potreb po toploti in hladu še dodatne dopolnilne sisteme ogrevanja in hlajenja, kot npr. radiatorsko, talno ogrevanje ali konvektorsko ogrevanje oz. hlajenje; ali
• popolno, ko ne potrebujemo drugih ogreval.

Uporaba zraka za funkcijo transporta toplote (ali hladu) je zaradi relativno majhne gostote ter manjše specifične toplote (toplotne kapacitete), v primerjavi z vodo primerna le v posebnih primerih. Toploto v večini sodobnih sistemov toplozračnega ogrevanja dovedemo s pomočjo posrednega medija – največkrat vode ali mešanice vode in protizmrzovalnega sredstva na grelne registre – toplotne izmenjalnike zrak/voda.

 

Osnove toplozračnega ogrevanja

Vsak sistem toplozračnega ogrevanja sestoji v osnovi:

• iz enega ali več ventilatorjev za transport odvedenega (hladnejšega) zraka iz prostorov,
• grelnika zraka,
• kanalov za transport zraka (odtočnega in vtočnega) ter
• elementov za odvod in dovod zraka v prostore (rešetke, difuzorji).

Sistemi, ki hkrati omogočajo tudi prezračevanje imajo dodatno prigrajen tudi rekuperator za vračanje toplote iz odtočnega na zunanji zrak ter dodatne priključke za zajem zunanjega in izpust zavrženega zraka na prosto.

Pri toplozračnem ogrevanju nimamo po prostorih napeljanih cevi z ogrevnim medijem – toplo vodo, ampak kanale oziroma cevi za transport zraka. Rekuperator prezračevalne naprave, ki predgreje svež zunanji zrak s toploto odvedenega zraka in dogrelnik, ki dogreje zrak na želeno temperaturo vpiha, poskrbita, da svež in topel priteka v prostore, ki jih prezračuje in hkrati ogreva.

Toplozračno ogrevanje kot omenjeno, lahko uporabljamo samostojno, torej zgolj za gretje, ali pa tudi za hlajenje »klimatizacijo« z istim sistemom

 

 

Pri toplozračnem ogrevanju neposredno ogrevamo zrak, ki ga dovajamo v prostore, ne pa posrednega medija, torej vode, radiatorjev, tal ali sten, ki bi toploto nato oddajali v prostore. Prednost toplozračnega sistema je torej, da lahko prostore ogreje hitreje kot na primer talno ogrevanje ali ogrevanje z radiatorji.

 

Objekti, primerni za toplozračno ogrevanje

Toplozračno ogrevanje se velikokrat uporablja predvsem v prostorih z večjimi volumni, kot npr. proizvodne hale, trgovski objekti ipd., v kombinaciji s prezračevanjem ali brez.

 

 

Sistemi brez prezračevanja so poznani predvsem kot kaloriferska ogrevala, kjer ventilator kaloriferja zajema prostorski zrak, ga transportira skozi grelnik in ogretega vpihuje v prostor. Tak način predstavlja cenovno ugodno rešitev ogrevanja prostorov večjih volumnov, kjer morebitno gibanje zraka v prostoru ni moteče za ljudi.

 

 

Sistem toplozračnega ogrevanja, kombiniran s prezračevalno napravo, zagotavlja istočasno tudi prezračevanje in s tem stalen dotok svežega zraka, kar je pri sodobnih, tesno zaprtih prostorih nujno potrebno. Drugi načini ogrevanja zahtevajo prezračevanje z odpiranjem oken ali z mehanskimi prezračevalnimi sistemi.

Sistem prezračevalne naprave in toplozračnega ogrevanja se dobro obnese pri stavbah, kjer je na enem mestu objekta veliko zastekljenih površin, ki v zimskem času izkoriščajo toploto sonca, sistem kanalov za distribucijo zraka pa omogoča prenos s solarno toploto ogretega zraka na druge dele objekta, ki so izven področja možnosti koriščenja solarne toplote.

 

Energenti za toplozračno ogrevanje

Medtem ko je v veliki večini primerov grelnik v sistemih toplozračnega ogrevanja toplotni izmenjalnik zrak/voda, kjer je voda, segreta z različnimi energenti posredni medij za prenos toplote, je možno uporabiti tudi grelnike z direktnim prenosom toplote na zrak.

 

Kako zmanjšati pomanjkljivosti takšnega sistema

Toplozračni sistemi ogrevanja morajo biti skrbno zasnovani in izvedeni, da se v največji možni meri izognemo pomanjkljivostim teh sistemov. Neustrezno zasnovani sistemi toplozračnega ogrevanja tako lahko povzročajo previsoko raven šumnosti, ki se lahko pojavi zaradi strujanja zraka po kanalih in na elementih za vpih in odvod zraka – rešetkah.

Naslednja slabost toplozračnega ogrevanja, ki jo lahko omilimo z ustreznim načrovanjem, je neugodno temperaturno razslojevanje 

Topel zrak, ki je lažji od hladnejšega, se hitro dvigne pod strop, tla pa ostanejo hladna. Krivulja porazdelitve temperature po višini prostora je tako ravno nasprotna od idealne krivulje, ki nam najbolj ustreza, torej da so tla toplejša, v višini glave pa temperature nekoliko nižje. V tem pogledu imajo ploskovni sistemi ogrevanja (npr. talno ogrevanje) prednosti pred toplozračnimi sistemi.

Omenjeno pomanjkljivost sistemov toplozračnega ogrevanja rešujemo s primernimi, premišljenimi načini distribucije zraka v prostor. Topel vtočni zrak je potrebno dovesti v prostor tako, da le ta čimprej doseže tla in tako omogoča ogrevanje talnih površin, npr. skozi elemente z rešetkami, ki usmerjajo tok zraka v tla. Odvod ohlajenega zraka pa izvedemo na mestih, kjer so nižje temperature manj moteče –  pod stropom prostorov, čim dlje od elementov za dovod ogretega zraka.

 

Če povzamemo…

Nadgradnja sistemov za prezračevanje s toplozračnim ogrevanjem, je zelo enostavna, saj ni potrebnih nobenih dodatnih elementov za ogrevanje, ker se za ogrevanje izkoriščajo elementi sistema prezračevanja. Vsi dodatni elementi za ogrevanje (v primeru popolnega pokrivanja toplotnih potreb) odpadejo.

Skrbno načrtovanje sistema prezračevanja, posebej vpiha dovodnega zraka, ki bo imelo tudi nalogo toplozračnega ogrevanja, je potrebno, da v največji možni meri zmanjšamo vplive pomanjkljivosti toplozračnega ogrevanja.

 

 

 

---

Viri slik:

https://home.howstuffworks.com/home-improvement/heating-and-cooling/heating-and-cooling-system-basics-ga1.htm

https://www.baulinks.de/webplugin/2016/1321.php4

http://www.ussolarheating.com/brochure.html

http://www.ambientonline.net/revija/instalacije05/ogrevanje.htm