Megújulók

Az infra sugárzás alkalmazása házaink fűtésére

Elérhető fűtési rendszer, avagy a nap melege a házban

2009/6. lapszám | netadmin |  8799 |

Figylem! Ez a cikk 15 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Napjainkban – sokak szerint némileg megkésve – egyre inkább érzékelhető az energiatudatos gondolkodásmód kialakulása, amely Magyarországon házaink szigetelése mellett fűtési rendszereinek újszerű kialakításában is megnyilvánul. Újra kell gondolnunk az energiahordozókról kialakult sokszor téves, sőt sztereotip hozzáállásunkat. Ezt a változást segítik a korszerű technológiák egyre szélesebb körben történő elterjedése, így a megújuló energiaforrások mind hatékonyabb kiaknázása. Mindezek előrevetítik a földgáz, mint „egyedüli” energiahordozó mítoszának bukását. A gázártámogatási rendszer megszüntetése miatt sem kell jós tehetség ahhoz, hogy előre lássuk az „egyéb” fűtési rendszerek térhódítását. Amikor öt évvel ezelőtt egy kiállításon találkoztunk a teljes értékű elektromos fűtési rendszereket kínáló (nem túl sok) szakcéggel, tíz emberből nyolc, finoman szólva, megmosolyogta a rendszer életképességét bizonygató kiállítókat. Ebben az évben már ebédelni is alig volt idejük. A legnagyobb érdeklődés az egyik, a magyar piacon újnak mondható, de legalább is nem túl széles körben ismert, elektromos fűtési lehetőség, az infra rendszerű fűtési megoldások iránt volt.

Ha érzékelhetővé szeretném tenni ezt a fűtési mechanizmust, akkor a jól bevált kandallót vagy cserépkályhát kellene segítségül hívnom. A cserépkályha melegét 5-10 m-es távolságból is érezni lehet, ami az infra vörös sugárzásnak köszönhető. Vagy ki ne emlékezne a szabadban eltöltött éjszakák során a tábortűz mellett érzékelhető meleg sugárzásra. Nem a tűz által felmelegített levegő hőjét, hanem a kialakuló infravörös sugárzást éreztük a bőrünkön.

Az elektromágneses sugárzást hullámhossza alapján azonosítjuk. Infravörös sugárzásnak hívjuk a látható hullámhosszon kívüli, 0,75 és 1000 μm közötti tartományban terjedő elektromágneses sugárzást. A mindenki által ismert – és elismert – infravörös sugarakat is kibocsátó „fűtőtest” a Nap. A Nap melegét az általa biztosított infra tartományú sugárzással közvetíti a földre. Az infrasugarak egy részét a talaj és a víz (a fák, a madarak és egyéb tömeggel bíró testek) elnyelik, ennek következtében felmelegednek. Ez azt jelenti, hogy a Nap infrasugarak segítségével „szállítja” a hőt, ráadásul közvetítő közeg nélkül, tehát a levegőt nem melegíti fel, csak a tárgyakat.

 

Mint minden test, az emberi test is bocsát ki magából infrasugarakat, 9,4 μm hullámhosszban. Ezt a sugárzást a test hőmérséklete határozza meg. Amennyiben ismerjük egy test felületi hőmérsékletét, könnyen kiszámolhatjuk az általa kibocsátott sugárzás hullámhosszát. Ezt a Wien-féle sugárzási törvény adja meg. Eszerint:

A fenti képlet alapján tehát az emberi test által kibocsátott sugárzás 9,4 μm.

Több, egymástól független kutatóintézet is bizonyította, hogy az emberi szervezet számára ugyanez a 8-11 μm tartományú sugárzás a leghatékonyabb. Az infravörös sugarak az emberi szövetekben, teljes mértékben (veszteség nélkül) elnyelődnek. Akár több centiméter mélyen a testünkbe hatolnak, ahol hőenergiává alakulnak. A hőenergia a természetes áramlást (vérkeringést) felhasználva az egész testben kellemes hőérzetet biztosít.

Amennyiben képesek vagyunk egy arra alkalmas testet felmelegíteni, akkor képesek vagyunk mesterséges körülmények között infravörös tartományú sugárzást előállítani. Mivel a sugárzás hatása a távolság négyzetével egyenes arányban gyengül, meghatározható a szükséges fűtési teljesítmény, amellyel biztosítani lehet a beépítendő technológia tervezhetőségét.

Az egyik legegyszerűbb felépítésű fűtőpanel elkészítése Tesla nevéhez kötik. Ez egy nagy felületű ohmikus fűtőlapból áll, amely lehetővé teszi a szükséges, legalább 80 °C, és legfeljebb 90-95 °C felületi hőmérséklet elérését. A sugárzó felületén kvarchomok burkolatot kap, amely biztosítja a megfelelő mechanikai szilárdság mellett a lehető legnagyobb sugárzási szöget is. Az így kialakított strukturált felületnek dekorációs funkciója is van. A hátoldalán szigeteléssel és hőtükörrel ellátott felület lehetővé teszi, hogy a paneleket éghető anyagon is el lehessen helyezni. Ez a tulajdonság is bizonyítja, hogy az elektromos infrapanelek tulajdonképpen veszteség (hőveszteség) nélkül, tehát nagy hatásfokkal képesek üzemelni.

A gyártók többféle keret alkalmazásával teszik dekoratívabbá a termékeiket. Az alapkivitelben műanyag keret mellett gipszkartonba süllyeszthető, legömbölyített keretet, fém kazettás, és eloxált alumínium keretes fűtőpaneleket is kínálnak. Ha valaki meglátja a mennyezeten szimmetrikusan elhelyezett fémkazettás paneleket, amelyek kerete gipsz-stukkó hatású szegőlécekkel van lezárva, ezeket inkább dekorációs elemeknek, mintsem fűtőtesteknek gondolja.

Egy ausztriai gyártó olyan fűtőpaneleket kínál, amelyeken tájképek, virágcsokrok, sőt igény szerint akár a nagymama fotója is elhelyezhető. Termékeik között szerepel a gömb alakú fűtőtest mellett akár a tükör felületű fűtőpanel is.

A fűtőpanelek teljesítménye változó. A beépítés során figyelembe kell venni az „átsugárzott” távolságot. Mint korábban említettem, a sugárzás hatásfoka csökken a távolság növekedésével. Egy 2,7 m-nél magasabb helység fűtésére ezért legalább 500 W-os paneleket kell beépíteni. A darabszámot a fűtendő helyiség térfogatából határozhatjuk meg. Egy átlagos, 0,8-1 W/m²K hőveszteség mellett a beépítendő teljesítmény 20-35 W/m³. A különbséget a helyiség funkciója adja. Egy műhelyben 18 °C hőmérsékletigény mellett 20-22W/m³, míg egy fürdőben 22-24°C hőmérséklet eléréséhez 32-35W/m³ beépítése szükséges.

A gyártók adatai, valamint a gyakorlati tapasztalatok alapján a beépített fűtőpanelek napi üzemideje 6-10 óra. Ez függ a felhasználó hőigényétől, valamint a helyiség szigetelési képességétől, de akár az üzemeltető szellőztetési szokásaitól is.

Alkalmazása során a sugárzó fűtés miatt a megfelelő hőérzetet a levegő 2-3°C-kal alacsonyabb hőmérséklete mellett lehet biztosítani.

A fűtőpanelek alkalmazása mellett szól az egyszerű installáció is. A fűtőpaneleket négy darab csavarral lehet rögzíteni. Kis súlya miatt akár gipszkartonra is fel lehet függeszteni.

Egyes típusok külön rögzítőfüllel rendelkeznek, míg mások a kereten lévő furatok segítségével, átmenő csavarral rögzíthetők. Az oldalfali elhelyezést speciális tartókonzolok segítik. 230 V hálózati feszültséget igényelnek. A szabályozásról a léghőmérséklet-érzékelővel ellátott termosztáttal gondoskodhatunk.

Célszerű minél kisebb kapcsolási hiszterézissel rendelkező (0,1-0,2 °C) szabályzót alkalmazni, mert ez biztosítja a fűtőpanelek ki- és bekapcsolása során fellépő legkisebb felületi hőmérsékletkülönbséget. Így érhetjük el a maximális hatékonyság melletti leggazdaságosabb üzemeltetést. Nagy előnye a távvezérelhetőség. Akár mobilról is indítható a fűtés. 30-40 perccel a bekapcsolás után már érezhető a hatása.

Néhány példa az alkalmazhatóságra:

• épületen belüli teljes értékű, valamint kiegészítő, akár lokális fűtésként,
• üzemcsarnokok, műhelyek fűtése,
• parti sátrak fűtése,
• ólak, istállók fűtése, akár lokális fűtésként is,
• templomi pad szószék, de akár gyóntató szék fűtése,

Előnyök:

• könnyű installáció,
• alacsony bekerülési költség,
• megújuló energia használatának lehetősége (pl. szélkerék, szolár technológia),
• szerelvényezésre nincs szükség (csőrendszer, csapok, szivattyúk, kazánok),
• jó szabályozhatóság,
• karbantartást nem igényel (nincsenek kopó, mozgó mechanikus alkatrészek),
• gazdaságos üzemeltetés.

---