Nie od dziś wiadomo, że instalacje sanitarne, znajdujące się w dużych obiektach handlowych są pod pewnym względem specyficzne. Przede wszystkim, jeżeli w grę wchodzą instalacje grzewcze. Rzadko zdarza się sytuacja, że inwestor chciałby mieć w swoim sklepie klasyczne grzejniki. Ogrzewanie podłogowe w tego typu obiektach, często również nie jest najlepszym rozwiązaniem. Więc może warto zastosować ogrzewanie powietrzne?
Takie właśnie rozwiązanie, doradziłem jednemu z moich Inwestorów, kiedy go wcześniej, bardzo dokładnie wysłuchałem. Projekt dotyczył ogromnego marketu, z chińskimi rzeczami. Oczywiście tak, jak ma to miejsce w większości tego typu obiektów, grzejniki nie wchodziły w grę. Dlaczego? Ponieważ zajmowałyby one miejsce, które powinno być przeznaczone na wystawę różnego rodzaju produktów!
Na szczęście, zaraz po poruszeniu tematu związanego z wentylacją marketu, sytuacja była już nieco inna… Teraz, kiedy o tym myślę, to pewnie było to związane z faktem, że Inwestor postawił już wcześniej kilka podobnych obiektów. Użytkował je i na przestrzeni upływających lat, dostrzegał zarówno zalety jak i wady poszczególnych rozwiązań. Był osobą świadomą w tym zakresie i nie dopuszczał do siebie nawet myśli, że jego najnowszy budynek mógłby być pozbawiony wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. A skoro tak, to dlaczego nie połączyć ją z instalacją grzewcza? Dlaczego nie miałby się tutaj zdecydować właśnie na ogrzewanie powietrzne?
Czy warto stosować ogrzewanie powietrzne?
Zanim przejdziemy do dalszej części historii chciałbym, abyśmy się na chwile zatrzymali i zastanowili się wspólnie, czy warto w ogóle stosować ogrzewanie powietrzne, bądź też, jak niektórzy mówią ogrzewanie nadmuchowe. Pierwszą, podstawową różnicą w stosunku do tradycyjnych instalacji centralnego ogrzewania, czynnikiem transportującym ciepło nie jest tutaj woda, ale oczywiście powietrze.
Czy jest to zaleta, a może wada, ciężko powiedzieć. To zależy, obydwa czynniki posiadają swoje plusy oraz minusy. Nie mnie jednak, faktem jest, że wartość ciepła właściwego powietrza jest około 4 razy mniejsza niż wody. A co to dla nas oznacza? Ano to, że potrzeba około 4 razy mniej energii, aby temperatura powietrza o objętości 1 kg uległa zmianie o 1°C. Zatem tak jak już w tym momencie możesz zauważyć, ogrzewanie powietrzne z całą pewnością będzie działać dużo szybciej.
Ale to oczywiście nie wszystko. Dzięki sieci kanałów wentylacyjnych, mamy możliwość dostarczenia powietrza praktycznie w każde miejsce. Sprawia to, że rozkład temperatur w całym pomieszczeniu może być równomierny. Uzyskanie takiego samego efektu, w przypadku grzejników jest już dużo bardziej skomplikowane. Związane jest to oczywiście z tym, że znajdują się one przede wszystkim przy ścianach. Jeżeli temat ten jest dla Ciebie interesujący to kliknij tutaj.
Zatem tak jak widzisz, w przypadku pomieszczeń o dużej powierzchni, ogrzewanie powietrzne wydaje się być zasadne. Przynosi ono dodatkowe atuty, które bardzo ciężko osiągnąć przy pomocy klasycznych grzejników. Zakładam, że właśnie w tym momencie, możesz się jeszcze zastanawiać, jakby to wyglądało w przypadku ogrzewania podłogowego. Spokojnie, do tego jeszcze dojdziemy. 🙂
Jak działa ogrzewanie powietrzne?
Skoro odpowiedzieliśmy sobie już na pytanie, czy warto w ogóle stosować ogrzewanie nadmuchowe, przejdźmy teraz dalej i zastanówmy się jak taki system działa. Wykorzystamy do tego instalację wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, ponieważ to ona jest jednym z głównych tematów niniejszego artykułu. A dlaczego Ci o tym mówię? Ponieważ ogrzewanie powietrzne mogłoby być równie dobrze realizowane np. przy pomocy aparatów grzewczo – wentylacyjnych.
W związku z powyższym, aby instalacja taka mogła w ogóle działać, musimy zapewnić jej dostarczenie odpowiedniej ilości powietrza wentylacyjnego. Naturalnie możemy to zrobić na kilka sposobów. Najprostszym rozwiązaniem będzie wykorzystanie czerpni powietrza świeżego. Innym sposobem, będzie użycie powietrza wywiewanego oraz komory recyrkulacyjnej, umieszczonej wewnątrz centrali wentylacyjnej. Co więcej, nic nie stoi na przeszkodzie, aby dodatkowo zmieszać powietrze świeże z powietrzem zawracającym. Oczywiście pod warunkiem zachowania odpowiednich proporcji.
Ok, w kolejnym etapie musimy jeszcze zapewnić podgrzanie naszego powietrza do odpowiedniej temperatury. W pierwszej kolejności, możemy do tego użyć wymiennika ciepła. Jeżeli jesteś ciekaw jak działa takie urządzenie, to kliknij tutaj. Niemniej jednak, z ogromnym prawdopodobieństwem możemy założyć, że rekuperator nie zapewni podgrzania powietrza do temperatury końcowej. Dlatego też, abyśmy mogli uzyskać zamierzony efekt, musimy dodatkowo skorzystać z nagrzewnicy powietrza.
Nagrzewnica powietrza może być wodna, elektryczna lub gazowa. Może być ona również zasilana r-r glikolu etylenowego, o czym więcej możesz przeczytać tutaj. Niemniej jednak, niezależnie od rodzaju, nagrzewnica taka pełni jedną, konkretną funkcję. Zapewnia podgrzanie powietrza wentylacyjnego do określonej temperatury.
W późniejszym etapie, kiedy powietrze wentylacyjne posiada już odpowiednią temperaturę, jest ono rozprowadzane dalej przy pomocy sieci kanałów wentylacyjnych. Na końcu trafia ono oczywiście do kratek, zaworów, anemostatów czy dysz dalekiego zasięgu, aby przy ich pomocy zostało nawiane do poszczególnych stref w pomieszczeniu.
Jak określić strumień powietrza wentylacyjnego?
Zatem tak jak widzisz, ogrzewanie powietrzne, na pierwszy rzut oka nie wydaje się systemem, który byłby zbyt skomplikowany. Ale, nie jest tak do końca… Aby instalacja taka działała efektywnie, musi posiadać odpowiednio dobrane urządzenia oraz prawidłowo określony strumień powietrza wentylacyjnego. A jak taki strumień należy określić? Oczywiście powiem Ci o tym na konkretnym przykładzie! 🙂
Na początek, zacznijmy od przypomnienia sobie wzoru, który pozwoli nam określić wartość strumienia powietrza z uwzględnieniem strat ciepła w pomieszczeniu. Wzór ten został oczywiście przedstawiony poniżej.
![\[ V = \frac{Q}{C_{p} \cdot \rho \cdot (t_{n} - (t_{p} + \beta \cdot (h - 2)))} \]](https://swiadomyprojektant.pl/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-c45873724f46759b74ead8f27724dbd7_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
- V – strumień objętości powietrza nawiewanego, m3/s
- Q – całkowita wartość strat ciepła w pomieszczeniu, kW
- Cp – ciepło właściwe powietrza, Cp = 1,005 kJ/(kg · K)
- ρ – gęstość powietrza, ρ = 1,2 kg/m3
- tn – temperatura powietrza nawiewanego, °C
- tp – temperatura powietrza w pomieszczeniu, °C
- β – pionowy gradient temperatury, β = 0,2 K/m
- h – wysokość umieszczenia wywiewnika, liczona od poziomu podłogi pomieszczenia, m
Ok, skoro znamy już wzór na obliczenie właściwej ilości powietrza, przejdźmy nieco dalej. Ale, abyśmy mogli to zrobić to musimy sobie najpierw przyjąć pewne założenia:
- całkowite straty ciepła w pomieszczeniu: 72,50 kW
- temperatura powietrza wewnętrznego w pomieszczeniu: 18°C
- temperatura powietrza nawiewanego do pomieszczenia: 28°C
- temperatura powietrza zewnętrznego: -20°C
- wysokość umieszczenia wywiewnika, liczona od poziomu posadzki: 3,5 m
Teraz wystarczy, że podstawimy sobie do naszego wzoru odpowiednie wartości, abyśmy poznali wymagany wydatek powietrza w naszym pomieszczeniu.
![\[ V = \frac{72,5}{1,005 \cdot 1,2 \cdot (28 - (18 + 0,2 \cdot (3,5 - 2)))} = 6,2 \ \frac{m^{3}}{s} = 22 320 \ \frac{m^{3}}{h}\]](https://swiadomyprojektant.pl/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-af9c831b15d051195c247cebc8b13ec4_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Zatem na podstawie powyższych obliczeń oraz naszych wcześniejszych założeń, ogrzewanie powietrzne będzie działać prawidłowo pod warunkiem spełnienia dwóch warunków. Jakich? Pierwszy z nich dotyczy strumienia powietrza wentylacyjnego, który powinien wynosić 22 320 m3/h. Natomiast drugi warunek związany jest z odpowiednim rozmieszczeniem nawiewników i wywiewników powietrza. No bo wyobraź sobie tylko, jak mogłaby działać instalacja, w której np. wszystkie nawiewniki zostałyby umieszczone w jednym i tym samym miejscu.
Ogrzewanie powietrza na wykresie Molliera
Założę się, że na pewno słyszałeś o czymś takim jak wykres Molliera. Jego autorem jest pochodzący z Niemiec profesor Richard Mollier. Jednak co dla nas ważniejsze, przy pomocy tego wykresu, jesteśmy wstanie przedstawić niemalże każdy proces, jaki zachodzi w powietrzu!
W związku z powyższym postanowiłem, że w tym właśnie artykule porozmawiamy sobie o tym nieco szerzej. Dodatkowo pokażę Ci tutaj, jak przy pomocy tego właśnie wykresu przedstawić proces ogrzewania powietrza wentylacyjnego, zachodzący w centrali wentylacyjnej.
Oczywiście ogrzewanie powietrzne wiąże się ze zmianą jego temperatury. Chciałbym, abyś w tym momencie zapamiętał jedną, bardzo ważną rzecz. Chciałbym, abyś zapamiętał, że ogrzewanie powietrza wentylacyjnego zawsze się odbywa przy stałej zawartości wilgoci!
Czyli innymi słowy, ogrzewając powietrze, nie zwiększamy, ani też nie zmniejszamy ilości wody, która w tym gazie się znajduje. Ok, skoro to już sobie wyjaśniliśmy, to zobaczmy, jak wyglądałby proces podgrzania takiego powietrza, od temperatury -20°C do 24°C na wykresie Molliera.
Rys 01. Ogrzewanie powietrza wentylacyjnego.
Tak jak widzisz, cały proces ogrzewania powietrza wentylacyjnego nie jest zbyt skomplikowany. Przemiana ta stanowi prostą, pionową linię. Jest to oczywiście wynikiem tego, że ogrzewanie powietrza odbywa się przy stałej zawartości wilgoci, o czym Ci przed momentem powiedziałem.
Jeżeli jesteś ciekawy jak wygląda proces mieszania powietrza recyrkulacyjnego i świeżego, zachęcam Cię do zapisania się na moją listę mailingową, ponieważ tam dzielę się takimi właśnie informacjami. Oczywiście jeżeli już jesteś na nią zapisany, to w ciągu najbliższych dni otrzymasz ode mnie takie materiały. Jeżeli natomiast jeszcze się do niej nie zapisałeś to możesz to zrobić poniżej.
Pamiętaj, że lista ta służy mi tylko po to, aby dostarczyć Ci maksymalną ilość dodatkowej wiedzy i materiałów, których nie publikuję na stronie. Nie wysyłam na maila żadnych reklam, i nikomu nie udostępniam Twojego adresu e-mail więc możesz być o jego bezpieczeństwo całkowicie spokojny.
Ogrzewanie powietrzne czy ogrzewanie podłogowe?
Ok, zróbmy na chwilę krótką przerwę i powróćmy do naszej historii. Tak jak zdążyłem Ci już wcześniej wspomnieć, ogrzewanie podłogowe nie jest najlepszym rozwiązaniem w przypadku obiektów handlowych. Inwestor, z którym współpracowałem na potrzeby tego projektu, doskonale zdawał sobie z tego sprawę. Dlaczego? Ponieważ w kilku pierwszych marketach zdecydował się właśnie na taki rodzaj ogrzewania…
Zanim przejdziemy dalej, to muszę Ci najpierw coś wyjaśnić, abyś mnie dobrze zrozumiał. Nie jest prawdą, że ogrzewanie podłogowe nie sprawdzi się w żadnym sklepie. Rozwiązanie takie, niesie za sobą ogromne konsekwencje, w przypadku nieprawidłowych obliczeń lub złego wykonania. A konsekwencje te okazują się zazwyczaj bardzo kosztowne w naprawie.
Ale co dokładnie mam tutaj na myśli? Mam na myśli takie instalacje ogrzewania płaszczyznowego, w których temperatura zasilania poszczególnych pętli musi być wysoka, aby mogła pokryć wszystkie lub też zdecydowaną większość strat ciepła w danym pomieszczeniu.
Dlaczego jest to problem, skoro w sklepach, galeriach handlowych czy też supermarketach, wszyscy chodzą w obuwiach? Przecież podłoga nie będzie ich parzyć, jak mogłoby to mieć miejsce np. w łazience, gdzie często chodzi się bosymi stopami. W tego typu obiektach, problemu należy szukać gdzie indziej…
Ogrzewanie podłogowe w obiektach handlowych
Największy problem w różnego rodzaju sklepach, gdzie znajduje się instalacja ogrzewania podłogowego stanowi… para wodna! Zwróć uwagę, że większość sklepów jest otwarta na przestrzeni całego roku. Pomyśl tylko, co się dzieje w zimie, kiedy na zewnątrz jest śnieg, błoto czy też tzw. chlapa. Potencjalni kliencie, wchodząc do sklepu, mają brudne buty, na których często znajduje się właśnie sporo śniegu.
I teraz tak, część tego śniegu czy też błota, z całą pewnością osadzi się na posadzce. Na posadzce, która pod wpływem ogrzewania podłogowego jest ciepła, a przynajmniej taka powinna być w przypadku prawidłowo działającej instalacji. Jednak nie ma co ukrywać, że czasami sytuacja wygląda nieco inaczej…
Źle działająca instalacja ogrzewania podłogowego charakteryzuje się między innymi tym, że czynnik grzewczy, który przez nią przepływa posiada zbyt wysoką temperaturę. W dużych powierzchniach handlowych, sytuacja taka wcale nie należy do rzadkości. Może być to wynikiem, np. złych obliczeń czy zbyt dużego rozstawu przewodów w poszczególnych pętlach. Wtedy jedynym ratunkiem okazuje się właśnie podniesienie temperatury zasilania.
Ale sytuacja taka generuje pewien, moim zdaniem bardzo poważny problem. Sytuacja taka skutkuje szybkim parowaniem wody w takich pomieszczeniach. Śnieg osadzający się na podłodze szybko topnieje, a następnie pochodząca z niego woda zaczyna parować. A co się stanie, jeżeli będzie tam się osadzać nie tylko śnieg, ale również i błoto?
No właśnie, sytuacja nieciekawa. Ale co ważniejsze, właśnie takie efekty ogrzewania podłogowego doświadczał Inwestor, w swoich pierwszych obiektach. Dlatego właśnie tym razem wszystko musiało działać poprawnie. Dlatego właśnie tym razem wybór padł na ogrzewanie powietrzne!
Czy ogrzewanie powietrzne zdało egzamin?
W tym momencie, mogę Ci już powiedzieć, że historią ta miała miejsce lata temu. Obiekt, zgodnie z naszymi ustaleniami został wyposażony w ogrzewanie powietrzne, ale przede wszystkim został wybudowany i oddany do eksploatacji. Oczywiście nie byłbym sobą, gdybym po pewnym czasie nie zadzwonił do Inwestora i nie zapytał, jak bardzo jest zadowolony z instalacji.
Wiem, że wielu projektantów unika takich pytań. Dla mnie jednak okazały się one bardzo ważne. Zwłaszcza w czasach, kiedy posiadałem małe doświadczenie i stawiałem swoje pierwsze kroki w świecie instalacji sanitarnych. Dzięki temu mogłem dowiedzieć się, jakie rzeczy nie do końca się sprawdzają. Mogłem się dowiedzieć, z których rozwiązań inwestorzy nie są zadowoleni. Oczywiście dzięki temu wiedziałem, czego unikać, a co się sprawdza.
Tutaj sytuacja była jasna. Inwestor był bardzo zadowolony z instalacji ogrzewania powietrznego. System działał tak, jak działać powinien. Ilość powietrza wentylacyjnego oraz odpowiedni dobór i rozmieszczenie pozostałych urządzeń sprawiały, że wewnątrz obiektu zimą było ciepło, a latem chłodno. Tak, system ten zapewniał również chłodzenie, ale to jest już temat na osobny artykuł. 🙂
Oczywiście, co w tym przypadku było równie ważne, wszystkie anemostaty zostały dobrane tak, aby prędkość strugi powietrza w strefie przebywania ludzi była nieodczuwalna. W końcu kto chciałby przebywać w pomieszczeniu, gdzie odczuwa przeciąg? Kto chciałby w takim miejscu robić zakupy? No właśnie… Ale jeżeli interesuje Cię ten temat bardziej, to zachęcam Cię do kliknięcia tutaj i przeczytania nieco innej historii.
Podsumowanie
Tak jak widzisz, ogrzewanie powietrzne jest systemem, który doskonale się sprawdza w obiektach o dużej powierzchni. Galerie handlowe czy supermarkety są doskonałym tego przykładem. Niemniej jednak pamiętaj, że pomimo ogromnych zalet, rozwiązanie takie nie jest pozbawione wad.
Instalacja ogrzewania nadmuchowego potrzebuje przestrzeni. Przestrzeń ta będzie tym większa, im większy będzie budynek i jego straty ciepła. Z drugiej jednak strony, przewody wentylacyjne zazwyczaj są lokalizowane pod stropami, w przestrzeni sufitu podwieszanego lub pomiędzy kratownicami, stanowiącymi konstrukcję stropu. Dlatego też zawsze można wszystko ze sobą pogodzić tak, aby finalny efekt był estetyczny, czy jak kto woli, futurystyczny. 🙂
Projektując instalacje grzewcze chciałbym, abyś zwracał na to uwagę. Chciałbym abyś dokładnie przeanalizował poszczególne rozwiązania i wybrał najlepszą opcję. Oczywiście dobór odpowiedniej centrali czy kratek wentylacyjnych będzie tutaj równie ważny. Wszystko to ma wpływ na działanie takiego systemu i efekt końcowy. Wszystko to ma wpływ na zadowolenie Inwestora, a pamiętaj, że Inwestor zadowolony to nie tylko Inwestor, który do Ciebie wraca, ale również poleca Ciebie dalej!
Wszystko pęknie, fajnie, artykuł ciekawy, ale z tym parującym śniegiem wnoszonym na butach to chyba lekka przesada…Jak dla mnie w zimie to jest jeśli już wręcz pożądane zjawisko, ponieważ powietrze jest wtedy suche, czyli mamy efekt szybkiego nawilżania 🙂 Dlaczego szybkiego? Bo wniesiony na butach śnieg do sklepu, nawet jak ogrzewamy tam powietrzem, tak czy owak odparuje, tylko wolniej! A dodatkowo posadzka będzie długo mokra. Co innego przy podłogówce…Podłoga robi się szybko sucha i nie jest śliska 🙂 Nie twierdzę, że podłogówka byłaby lepsza, ale wydaje mi się, że ilość tego śniegu, czyli potencjalnej wody wnoszonej na butach jest tak mała, że nie ma ona kompletnie znaczenia w olbrzymiej hali…Swoją drogą pewnie więcej wody na co dzień paruje z kibelków, mokrych umywalek czy zmywanej podłogi 🙂 A co do błota to też nie bardzo rozumiem, gdzie tu jest zagrożenie. Błoto to woda z piachem. Woda odparuje, zostaje piach i tyle 🙂 Czy to przy podłogówce, czy to przy nagrzewnicach powietrznych 😉