Metody pokrycia strat cieplnych w budynkach stacji obsługi pojazdów.

1.Grzejniki stalowe płytowe oraz aparaty grzewczo-wentylacyjne wodno-powietrzne, 2. Grzejniki stalowe płytowe oraz taśmy promieniujące wodne. 3. Za pomocą wentylacji mechanicznej z użyciem central wentylacyjnych oraz z zastosowaniem aparatów grzewczo wentylacyjnych. 4. Za pomocą wentylacji mechanicznej z zastosowaniem nagrzewnic kanałowych strefowych.

Ogrzewanie stacji obsługi samochodów można zaprojektować oraz wykonać na wiele sposobów :

- Grzejniki stalowe płytowe oraz aparaty grzewczo wentylacyjne wodno powietrzne,
- Grzejniki stalowe płytowe oraz taśmy promieniujące wodne
- Za pomocą wentylacji mechanicznej z użyciem central wentylacyjnych oraz z zastosowaniem aparatów grzewczo wentylacyjnych.
- Za pomocą wentylacji mechanicznej z zastosowaniem nagrzewnic strefowych

1. Grzejniki stalowe płytowe oraz aparaty grzewczo-wentylacyjne wodno-powietrzne, [Literatura: Andrzej Chmielowski, Jan Nowicki, Marian Rubik, Poradnik „Ogrzewanie, wentylacja, termorenowacja warsztatów, salonów wystawowych, magazynów, budynków przemysłowych” Instal Warszawa 1997 r.]

Ogrzewanie promieniująco-konwekcyjne z zastosowaniem grzejników stalowych płytowych, zwykłe centralne ogrzewanie wodne, niskotemperaturowe. Instalacje te są popularne w budownictwie mieszkaniowym.

Zapotrzebowanie na ciepło w części niskiej warsztatu pokrywane przez grzejniki stalowe płytowe zasilane z kotłowni. Proponuje się zastosowanie grzejników bez elementów konwekcyjnych, tak aby było możliwe czyszczenie instalacji z zabrudzeń powstających przy użytkowaniu warsztatów, które z kolei zmniejszają wydajność cieplną instalacji. Grzejniki instaluje się pod oknami zewnętrznymi, na ścianach zewnętrznych, oraz w miejscach występowania największych strat ciepła. Ciepło do elementów grzewczych może być doprowadzane za pomocą rur miedzianych, stalowych lub z tworzywa sztucznego. Rury można prowadzić w posadzce lub po ścianie. Grzejniki mogą stanowić ogrzewanie dyżurne.

Zalety:

 pewność działania; ogrzewania te nie mają tajemnic dla projektantów instalatorów,
 długowieczność (przy prawidłowej eksploatacji),
 bezobsługowość (konieczna kontrola automatyki przed sezonem grzewczym), --proste wykonawstwo,
 łatwa regulacja,
 korzystna, ze względów fizjologicznych, niska temperatura powierzchni grzejnych,
 pełne bezpieczeństwo (pożarowe),
 łatwa rozbudowa instalacji.

Ograniczenia:

 Zawsze groźne niebezpieczeństwo zamarznięcia i uszkodzenia instalacji, która musi pracować sprawnie przez cały sezon grzewczy.
 Instalacja delikatna, łatwa do uszkodzenia (na poziomie podłogi).
 Instalacja zmniejsza obszar użyteczny pomieszczenia.
 Należy pamiętać, że w całej instalacji powinny pracować grzejniki z tego samego materiału (nie dopuszcza się, np. grzejników aluminiowych w pomieszczeniach biurowych, a stalowych w warsz¬tacie).
 Nie należy ustawiać grzejników przy przegrodzie przeszklonej (należy lepiej izolować przegrodę za grzejnikiem).
 Nie należy zasłaniać powierzchni czołowej grzejnika; grzejnik powinien bez osłon promieniować na pomieszczenie.
 Należy stosować grzejniki stalowe jednopłytowe (jest to rozwiązanie czyste).
 Instalacja przez cały rok powinna być napełniona wodą.
 Zapewnić kontrolę automatyki przed sezonem ogrzewania.

Aparaty grzewczo wentylacyjne

Jest to system ogrzewania pośredniego, z wielokrotną wymianą ciepła. W źródle ciepła woda grzejna jest podgrzewana za pomocą energii chemicznej paliwa lub wody z sieci ciepłowniczej. Woda grzejna dopływa przewodami do kolejnych nagrzewnic, w których przez wymiennik przekazuje ciepło do powietrza nawiewanego do strefy roboczej budynku przemysłowego. Powietrze, przekazuje ciepło na drodze konwekcji pracownikom.
W tym układzie aparaty grzewczo wentylacyjne będą pracować przez 8 godzin w czasie godzin otwarcia warsztatu samochodowego. Dlatego też ich wydajności zwiększa się o 30 % w celu szybszego ogrzania budynku od temperatury dyżurnej do temperatury obliczeniowej.

Doprowadzenie ciepła do tych urządzeń dokonuje się za pomocą instalacji ciepła technologicznego. Nie zasila się aparatów grzewczo wentylacyjnych z instalacji c.o. ze względu na duże opory hydrauliczne urządzeń grzewczych oraz trudności z wyregulowaniem instalacji.

W halach ogrzewanych aparatami często dąży się do zapobiegania rozwarstwieniu temperatury w hali, aby zasysały powietrze cieplejsze spod stropu. Przyśpiesza to jednak ruchy konwekcyjne ku górze i korzyści są niewielkie. Rozwiązania takie znajdują zastosowanie w halach bez świetlików i górnych okien. Ustawienie urządzeń oraz żaluzji w aparatach musi być tak dobrane, aby na wysokości głowy człowieka prędkość ruchu powietrza wynosiła do 2 m/s, a w żadnym wypadku nie przekraczała 5 m/s. Cała powierzchnia warsztatu musi być równomiernie zasilana oraz prędkość powietrza musi być możliwie mała, gdyż przy wyższych prędkościach powietrza nawet o kilka kelwinów cieplejszego, jest ono odczuwalne jako chłodne, na skutek odprowadzania ciepła z powierzchni ciała.
Kolejnym rozwiązaniem jest umiejscowienie kanałów czerpnych nad podłogą, gdzie zasysają powietrze chłodniejsze, na miejsce którego spływa powietrze cieplejsze. Lecz ze względu na technologię warsztatu rozwiązanie te jest mało efektywne.

Zalety:

 możliwość jednoczesnego ogrzewania i wentylacji w okresie zimowym i wentylacji w okresie letnim,
 możliwość jednoczesnego chłodzenia i wentylacji w okresie letnim (przez zastosowanie obiegu wody schłodzonej),
 prostota urządzeń, projektowania i obsługi,
 zwartość urządzeń, łatwość instalowania niezależnie od rodzaju konstrukcji budynku,
 pełne bezpieczeństwo, brak płomienia i produktów spalania w obszarze budynku,
 całkowita swoboda w wykorzystaniu powierzchni podłogi; są podwieszane na przegrodach, podporach lub pod stropodachem.

Wady:

 Ogrzewanie AGW wymaga większej ilości ciepła niż ogrzewania promieniujące.
 straty ciepła związane z wielokrotną wymianą ciepła kończącą się konwekcyjnym ogrzewaniem pracowników przez strumień powietrza
 pracownik może odczuwać zimno nawet wtedy, gdy znajduje się w strumieniu względnie ciepłego powietrza przepływającego ze znaczną prędkością.
 straty przesyłania czynnika grzejnego z kotłowni do aparatu,
 stratyfikacja powietrza, polegającą na powstawaniu warstw powietrza o coraz wyższej temperaturze ponad strefą pracy.
 zwiększenie strat ciepła przez stropodach i świetliki, zwłaszcza źle izolowane cieplnie i nieszczelne,
 zbędne podgrzewanie powietrza podczas, gdy aparat jest wyłączony a przepływ wody grzejnej nie jest odcięty.
 główne straty ciepła przeciętnego budynku przemysłowego są spowodowane dużą liczbą wymian powietrza.
 hałas,
 unoszenie i transport zanieczyszczeń, kurzu oraz pyłu,
 zużycie energii elektrycznej do napędu wentylatorów,
 praca w ciągłym „przeciągu",

2.Grzejniki stalowe płytowe oraz taśmy promieniujące wodne. [Literatura: Andrzej Chmielowski, Jan Nowicki, Marian Rubik, Poradnik „Ogrzewanie, wentylacja, termorenowacja warsztatów, salonów wystawowych, magazynów, budynków przemysłowych” Instal Warszawa 1997 r.]

Układ zawierający grzejniki według opisu jak wyżej. Natomiast zamiast aparatów grzewczo wentylacyjnych proponuje się zamontowanie pod stropem taśm promieniujących. W zależności od godzinowego trybu działania taśm dobiera się je z wydajnością zwiększoną o 30% lub równą obliczonym stratom ciepła.

Przy projektowaniu tej instalacji należy przewidzieć oddzielny obieg w instalacji grzejnikowej i oddzielny przez taśmy promieniujące. Każdy z obiegów powinien być wyposażony w pompę obiegową oraz regulator temperatury. Regulator temperatury obiegu grzejnikowego powinien być sterowany zwykłym termometrem , natomiast obieg przez taśmy promieniujące termostatem kulistym mierzącym temperaturę efektywną.

Zalety:

 znaczne oszczędności zużycia energii 20-30% w stosunku do ogrzewań powietrznych
 zmniejszenie mocy źródła ciepła oraz średnic rur w instalacji,
 oszczędność energii elektrycznej w stosunku do ogrzewań powietrznych – napęd wentylatorów,
 mała bezwładność cieplna,
 możliwość strefowego regulowania temperatury w dużych pomieszczeniach,
 ograniczenie konwekcyjnych ruchów powietrza i w związku z tym ograniczenie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń,
 cicha praca,
 komfort cieplny osiągany przy niższych wartościach temperatury powietrza i wyższych średnich temperaturach promieniowania przegród, co stwarza korzystne warunki higieniczne,
 równomierny rozkład temperatury w pionie i poziomie pomieszczeń, z wyjątkiem ogrzewań strefowych,
 stosunkowo łatwa regulacja,
 niskie koszty konserwacji i obsługi technicznej.

Ograniczenia:

 pracochłonny proces projektowania,
 wyższy koszt inwestycyjny niż ogrzewań powietrznych,
 konieczność przestrzegania obliczeniowych wartości temperatury wody grzejnej (trudny warunek przy zasilaniu z elektrociepłowni),
 brak normatywnej metody określania zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania hali przemysłowej tym systemem ogrzewania (dotyczy również innych systemów ogrzewania przez promieniowanie).
 duża masa taśm i trudności w podwieszaniu,
 kłopotliwe prowadzenie rurociągów.
 kłopoty z odpowietrzaniem oraz naczyniami wybiorczymi,
 suwnica oraz inna technologia w hali często uniemożliwia zastosowanie tego typu ogrzewania.

3.Za pomocą wentylacji mechanicznej z użyciem central wentylacyjnych oraz z zastosowaniem aparatów grzewczo wentylacyjnych. [Literatura: Materiały informacyjne firmy VTS Clima; Materiały informacyjne firmy BSH; K. Krygier, T. Klinke, J. Sewerynik „Ogrzewnictwo, wentylacja, klimatyzacja“ WSIP Warszawa 1991 r.]


Układ z zastosowaniem central wentylacyjnych podgrzewa strumień powietrza wentylacyjnego z temperatury zewnętrznej do temperatury obliczeniowej występującej w pomieszczeniach. Natomiast aparaty grzewczo wentylacyjne pracujące na powietrzu obiegowym podgrzewają powietrze do temperatur wyższych niż obliczeniowe w celu pokrycia strat ciepła budynku przez przenikanie. Opis działania aparatów grzewczo wentylacyjnych jak w pod punkcie 5.2 części teoretycznej. W instalacji wentylacji mechanicznej ważne jest, aby rozdział powietrza kanałami wentylacyjnymi był tak dobrany, aby na wysokości głowy człowieka prędkość ruchu powietrza wynosiła do 2 m/s, a w żadnym wypadku nie przekraczała 5 m/s.

Obróbka powietrza w centralach wentylacyjnych i jest podzielona na etapy np.:
• filtracja różnej klasy filtrami w zależności od czystości powietrza w pomieszczeniu,
• odzysk ciepła podgrzanie lub schłodzenie wstępne jeden z układów wg pkt.6,
• podgrzewanie poprzez nagrzewnice lub schłodzenie poprzez chłodnice do temperatury obliczeniowej,
• nawiew powietrza poprzez zespół wentylatorowy,
• tłumienie hałasu związanego z pracą wentylatora,

Po obróbce cieplnej powietrze jest rozprowadzane za pomocą kanałów wentylacyjnych. Powierzchnia warsztatu musi być równomiernie zasilana oraz prędkość powietrza musi być możliwie mała, gdyż przy wyższych prędkościach powietrza nawet o kilka kelwinów cieplejszego, jest ono odczuwalne jako chłodne, na skutek odprowadzania ciepła z powierzchni ciała.

Doprowadzenie czynnika ciepła do wymiennika ciepła jakim jest nagrzewnica odbywać się może poprzez:
 Instalację ciepła technologicznego ze źródłem ciepła w kotłowni lub węźle cieplnym
 Instalację pary ze źródłem ciepła jak wyżej
 Energię elektryczną

Nagrzewnice wodne i parowe składają się przeważnie z pofałdowanych blach aluminiowych, które łączy się z rurami miedzianymi mechanicznie lub za pomocą lutowania. Odstępy między poszczególnymi rzędami blach wyznacza się na podstawie mocy cieplnej, strat ciśnienia i wymagań w odniesieniu do łatwości konserwacji. Rury zbiorcze poprowadzone od ścianek są to prze¬ważnie rury stalowe bez szwu z gwintem rurowym Whitwortha.

Elektryczne nagrzewnice powietrza

Elektryczne nagrzewnice powietrza stosuje się w małych instalacjach lub wszędzie tam, gdzie źródła energii nie dysponują ciepłą wodą lub parą. składają się z nieizolowanych drutów oporowych lub z taśm oporowych ze stopów niklu lub chromu, które są rozpięte i przytrzymywane za pomocą uchwytów ceramicznych.

Przyłącza elektrycznej nagrzewnicy powietrza znaj¬dują się poza obudową urządzenia w skrzynce zaciskowej.

Ze względu na ewentualne przegrzanie w przypadku awarii wentylatora, należy przedsięwziąć szczególne środki bezpieczeństwa, np. wybieg wentylatora.

Nagrzewnice powietrza mogą ogrzewać powie¬trze, natomiast nie mają funkcji nawilżania ani osuszania powietrza. Mogą natomiast być stosowane do podgrzania powietrza po osuszaniu. W układach wentylacji mechanicznej występuje niewielkie podgrzanie powietrza na wentylatorze
Zmiana stanu powietrza na wentylatorze jest związana z pracą wykonaną przez wentylator.
Przyrost entalpii na wentylatorze

Zalety:

 możliwość jednoczesnego ogrzewania i wentylacji w okresie zimowym i wentylacji w okresie letnim,
 możliwość jednoczesnego chłodzenia i wentylacji w okresie letnim (przez zastosowanie obiegu wody schłodzonej),
 pełne bezpieczeństwo, brak płomienia i produktów spalania w obszarze budynku,
 całkowita swoboda w wykorzystaniu powierzchni podłogi
 wyższy komfort pod względem cieplnym oraz ilości powietrza świeżego
 odzysk ciepła

Wady:
 ogrzewanie wymaga większej ilości ciepła niż inne konwencjonalne.
 straty ciepła związane z wielokrotną wymianą ciepła kończącą się konwekcyjnym ogrzewaniem pracowników przez strumień powietrza
 pracownik może odczuwać zimno nawet wtedy, gdy znajduje się w strumieniu względnie ciepłego powietrza przepływającego ze znaczną prędkością.
 straty przesyłania czynnika grzejnego z kotłowni do nagrzewnic,
 stratyfikacja powietrza, polegającą na powstawaniu warstw powietrza o coraz wyższej temperaturze ponad strefą pracy.
 zwiększenie strat ciepła przez stropodach i świetliki, zwłaszcza źle izolowane cieplnie i nieszczelne,
 główne straty ciepła przeciętnego budynku przemysłowego są spowodowane dużą liczbą wymian powietrza.
 unoszenie i transport zanieczyszczeń, kurzu oraz pyłu,
 zużycie energii elektrycznej do napędu wentylatorów,

4. Za pomocą wentylacji mechanicznej z zastosowaniem nagrzewnic kanałowych strefowych.

Nagrzewnice kanałowe strefowe jest to też część instalacji wentylacji mechanicznej.
Po wstępnym podgrzaniu powietrza wentylacyjnego w centralach wentylacyjnych powietrze trafia do kanałów wentylacyjnych prowadzących do poszczególnych pomieszczeń. Nagrzewnicę ( wodne, parowe lub elektryczne) montuje się na odcinkach kanałów prowadzonych do obszaru w którym obliczone zostały pewne straty ciepła przez przenikanie lub, w którym temperatura obliczeniowa powietrza jest wyższa od temperatury osiąganej za pomocą obróbki cieplnej w centrali. Regulacja temperatury w pomieszczeniu będzie realizowana poprzez termostaty sterujące zaworem trójdrogowym zamontowanym na podłączeniu nagrzewnicy strefowej. Urządzenie musi również posiadać zabezpieczenia przed przegrzaniem.

Zalety:
Jak w podpunkcie 5.3 oraz dodatkowo:
-brak mieszania powietrza obiegowego tym samym przetłaczania powietrza zanieczyszczonego w strefę pracy
-wyższa czystość strefy pracy
-mniejsza ilość jednostek niż w przypadku aparatów grzewczo wentylacyjnych
-mniejsza instalacja dostarczająca ciepło do nagrzewnic
-mniejsza ilość armatury
-mniej skomplikowana regulacja temperatury

Wady:
- jak w podpunkcie 5.3 oraz dodatkowo:
-większe opory w instalacji wentylacji mechanicznej
-większe wartości sprężu zespołów wentylacyjnych
-trudności z lokalizacją nagrzewnic w przewodach