Pokyny pro návrh sálavých panelů KSP to go^®

Úvod

Tato příručka je nástrojem pro topenáře, kteří nechtějí pouze instalovat otopné plochy podle obecných doporučení, ale chtějí se dozvědět více o jejich funkci, základech optimálního návrhu i potenciálních rizicích, které se při použití sálavých panelů KSP to go mohou objevit.

Názvosloví:

Sálavé panely

Naše sálavé panely KSP to go^® jsou vyrobeny z 4, 6 nebo 8 ks základních lamel o šířce 150 mm (lamela: ocelová trubka obustranně zalisovaná do 0,8 mm silného hliníkového plechu, jakost materiálu AlMgMn H26. Tím je zajištěn optimální přenos tepla a stejnoměrný ohřev podél celého povrchu trubky na panelu). Panely jsou opatřeny čtyřmi závěsnými body. Délka panelu 2 nebo 3 m, výška bočnice 50 mm, celková výška 70 mm.

Pásy

Sálavé panely KSP to go^® je možné spojit dohromady pomocí lisovacích nátrubků do delších pásů. Pro místa připojení jsou k dispozici kryty. Potřebné koncové registry jsou také součástí balení a k panelům se připojují pomocí lisovacích nátrubků.

Rozdíl teplot vody

Rozdíl mezi teplotou vody vstupní a výstupní z panelu.

Pracovní rozdíl teplot

Rozdíl mezi průměrnou teplotou vody a požadovanou teplotou prostoru.

Topný okruh

Každý topný okruh je tvořen jedním nebo více propojenými pásy s jedním přívodem ze zdroje tepla a jednou zpátečkou do zdroje tepla.

Zavěšení

Sálavé panely KSP to go^® musí být zavěšeny flexibilními systémy (kovová lanka nebo řetízky). Každý panel má dva nosníky, každý nosník dva závěsné body s Rapid spojkami. Závěsy na jednom nosníku mohou být rovné vertikální (typ H), mohou být svěšeny ze stropu pouze z jednoho bodu (typ A nebo Y) nebo mohou být zavěšeny pod úhlem (typ V).

Základní fakta

Roztažnost

Hliník a ocel roztahují při ohřátí různým způsobem. Koeficient lineární tepelné roztažnosti oceli je 12,0 · 10^-6 [m/mK], zato hliníku 22,2 · 10^-6 [m/mK], což je téměř dvakrát více. Naši konstruktéři tento problém vyřešili následovně: jak je popsáno výše, ocelové trubky a hliníkové otopné plochy nejsou svařeny dohromady, takže se mohou protahovat samostatně. Také při propojení více panelů nejsou hliníkové prvky spojeny. Spodní zákryty jsou pak uchyceny pouze k trubkám. Proto je potřeba řešit pouze roztažnost ocelových trubek.

Určete délku závěsů, celkovou délku pásu (L_Band) a umístění pevných bodů (tuhé závěsy, pevné závitové spojení atd.)
Vypočítejte prodloužení: Δl = L_Band * (t_max(provoz) - t_{min(montáž)})*12,0 · 10-6
Podle výsledku je třeba posoudit, jestli je zvolená délka a typ závěsů pásu schopná kompenzovat případné prodloužení. Stejně tak je dobré předem zvážit co se při ohřevu s panelem bude dít (dojde k průbyhu, vybočení na jednu stranu, ...), budete pak lépe připraveni na případné nesnáze.
Je-li to nutné, zkontrolujte a opravte plánované závěsy: U delších pásů by mělo být základem použítí dodaných flexibilních hadic a dodržení doporučených minimálních délek závěsů.

Upozornění

Věnujte roztažnosti velikou pozornost, obzvláště plánujete-li mírný náklon nebo vysoké teploty vody.

Jak nejlépe roztažnost kompenzovat

Používejte flexibilní závěsné systémy (kovová lanka, řetízky)
Pokud je to možné, používejte delší závěsy
Pokud hodláte u delších pásů, než 20 m použít závěsy typu A nebo Y, je dobré pro vyrovnání doplnit alespoň jeden závěs typu V.
Pokud rozměřujete závěsné body na stropě, vezměte u delších pásů v úvahu i prodloužení vzdáleností závěsných bodů při provozní teplotě.

špatné provedení

správné provedení

1 závěsný systém před prodloužením, 2 závěsný systém při maximálním prodloužení, 3 Sálavý panel, Δl maximální prodloužení

Napojování sálavých pásů

1. Samostatné zapojení

4 samostatné topné okruhy

2. Paralelní zapojení

4 paralelní topné okruhy

3. Sériové zapojení

1 topný okruh - sériové zapojení

A) Dodávka tepla

Díky principu sálavého vytápění mohou sálavé panely přesně dodat požadované teplo. Každé pracoviště v hale je jinak ovlivněno okolními podmínkami. Je zřejmé, že v hale 40 x 100 m ovlivňují špatně utěsněná okna tepelnou pohodu zaměstnance uprostřed budovy minimálně. Pokud ale má tento zaměstnanec své pracoviště poblíž oken, je situace zcela odlišná. Požadavky na vytápění hal jsou proto velmi různorodé. Vytápění by mělo být plánováno podle místních potřeb. Na studených vnějších stěnách je potřeba více tepla než uprostřed haly. Se sálavými panely máme možnost zohlednit tyto podmínky snadno: buď na vnějších stěnách naplánujeme širší sálavé panely než uprostřed nebo přivedeme nejteplejší vodu vždy nejdříve k ochlazovaným stěnám. [1]

[1] Kabele, K., Hojer, O., Kotrbatý, M., Sommer, K., Petráš, D. Energy efficient heating and ventilation of large halls. Rehva guidebook no. 15. REHVA. Bruxelles 2011. ISBN 978-2-930521-06-0

B) Minimální rychlost proudění

Prvním limitujícím aspektem je tepelný výkon našich sálavých panelů. Ten byl testován zkušebnou HLK ve Stuttgartu v souladu s ČSN EN 14037. Základním předpokladem pro dosažení zkušebnou naměřeného tepelného výkonu je to, že proudění vody v potrubí má turbulentní charakter. Jestli je proudějí turbulentní zjistíme z hodnoty tzv. Reynoldsova čísla. Toto číslo v mechanice tekutin vyjadřuje poměr setrvačných sil a vnitřního tření v tekutině. Je funkcí rychlosti proudějí, průměru potrubí a kinematické viskozity tekutiny. Čím větší je rychlost proudění a průměr potrubí, tím větší je Re. Čím větší je viskozita, tím menší je Re. Pokud je jeho hodnota Re > 4000, je proudění s jistotou turbulentní. Druhým aspektem, který definuje minimální rychlost je odvzdušnění. Sálavé panely KSP to go zavěšujeme vodorovně (bez spádu), proto je potřeba, aby proudění bylo dostatečně rychlé, aby dokázalo odnést vzduchové bubliny až do nejvyššího místa, kde se odvzdušní. Orientačně lze uvažovat rychlost proudění v jedné trubce panelu w > 0,1 m/s (M > 170 kg/h) V případě problémů s rychlostí je možné uvažovat na panelu menší rozdíl teplot vody Dt, než návrhhový.

C) Minimalizujte počet ventilů v soustavě

Každý ventil a každý spoj v oblasti stropu jsou potenciálním zdrojem budoucích úniků. Dnes jsou například velmi oblíbené levné regulační ventily, jsou ale zároveň nejslabším bodem systému a opravy pod střechou haly jsou vždy poměrně drahé. Relevantními díly pro životnost našich sálavých panelů jsou trubky a lisovací nátrubky. Bez jakýchkoliv problémů mohou dosáhnout životnosti 20 a více let. Díky vysoké kvalitě naší výroby poskytujeme na sálavé panely 10 let záruku.

D) Tlakové ztráty

Tlakové ztráty v sortimentu KSP to go^® lze rozdělit následovně:

Tlakové ztráty sálavých panelů Δp1
Tlakové ztráty registrů Δp2
Tlakové ztráty nerezových ohebných hadic Δp3

Tlakové ztráty sálavých panelů Δp1 jsou uvedeny v diagramu 1. Data jsou uvedena pro každý typ KSP to go^® v závislosti na průtoku. Uvedené jsou hodnoty tlakových ztrát na metr a je tedy nutné je nakonec vynásobit celkovou délkou pásu.

Tlakové ztráty registrů Δp2 lze najít v diagramu 2. Kvůli přehlednosti jsou celkové hodnoty na pás již sečteny (všechny registry pásu dohromady). Výsledek můžete odečíst buď v Pa nebo v mbar. Případně můžete výsledek vypočítat přesněji sami pomocí hodnot kvs v následující tabulce.

	Kvs [m³/h]
Sada registrů KSP to go^®600 (Box 4)	7,40
Sada registrů KSP to go^®900 (Box 5)	8,13
Sada registrů KSP to go^®1200 (Box 6)	6,12
2 ks KSP to go^® - Nerezová ohebná hadice	5,94

Diagram 1

Tlakové ztráty sálavých panelů KSP to go^®

Diagram 2

Tlakové ztráty příslušenství KSP to go^®

K řešenému příkladu

Pokud navrhujete sálavé panely poprvé:

Ověřte minimální průtočnou rychlost po zapojení všech pásů v místnosti do série (pouze jeden topný okruh). Zkontrolujte tlakové ztráty (ve většině otopných soustav mohou být topné okruhy uspořádány tak, aby tlakové ztráty byly menší než 50 kPa (500 mbar) včetně potrubí a ventilů)!
Pokud jsou tlakové ztráty větší, rozdělte pásy na několik topných okruhů (pásy připojte paralelně).
Zkontrolujte tlakové ztráty v potrubí a proveďte hydraulické vyvážení.

Sálavé panely KSP to go^® jsou velmi komfortní a energeticky úspornou otopnou plochou. Dodávají příjemné teplo bez průvanu, prachu a obtěžujícího hluku. Je pravda, že počáteční investice jsou o něco vyšší, než u jiných systémů. Investice se ale velmi rychle vrátí díky energetické účinnosti, bezúdržbovému provozu a mimořádně dlouhé životnosti. Málokterý produkt má tak malé náklady na životní cyklus.

Určitě vás nadchne.

Srdečně zdraví z Pelhřimova

Váš radia.expert-Team

Příklad výpočtu

Řešíme vytápění prostoru o rozměrech L x Š x V = 6 x 4 x 3,5 m. Tepelná ztráta 1.700 W (t_i = 18°C)
Kondenzační kotel: (t_w1 = 70°C, t_w2 = 55°C)
S použitím našeho Online Kalkulátoru získáte: 2 pásy, oba dlouhé 4 metry, KSP to go^® 600

Výsledná tabulka:

Box č.	Obsah	Kus	Q_i,pás [W]	Q_i,celk [W]	Q_i,TOT [W]
Box 1.2	KSP to go^®600 / 2 m	4	554	1108	2216
Box 4	KSP to go^®-sada registrů 600	2	135	135	270
Box 7	KSP to go^®-propojovací sada 600	2	0	0	0
Celkem:				1.243	2.486

Výpočtěte hmotnostní průtok v pásu (zde pro paralelní zapojení - každý pás samostatný topný okruh)

Dále určete tlakovou ztrátu všech komponentů.
Podle diagramu 1 je tlaková ztráta u panelů KSP to go^® 600
cca 1 Pa/m (0,01 mbar/m).

Δp₁ = R ∙ L_i,Band = 1 Pa/m ∙ 4 m = 4 Pa (0,04 mbar)
Podle diagramu 2 je tlaková ztráta registru KSP to go^® 600 Δp₂ = cca 30 Pa (0,30 mbar).
Podle diagramu 2 je tlaková ztráta nerezových ohebných hadic KSP to go^® 600
Δp₃ = cca 45 Pa (0,45 mbar).
Sečtěte všechny tlakové ztráty:

Δp_TOT = Δp₁ + Δp₂ + Δp₃ = 4 + 30 + 45 = 79 Pa

Jak vidíte, tlakové ztráty jsou v tomto případě minimální. Ve většině projektů KSP to go^® budou velmi nízké. To je důvod, proč regulační schopnost armatur používaných s řadou KSP to go^® je obecně velmi vysoká.

Poznámka: Vyjdou-li vám při výpočtu vysoké tlakové ztráty > 20 kPa (> 200 mbar), je to signál, že sortiment KSP to go^® není pro tento projekt vhodný. V takovém případě můžete změnit produktovou řadu a zvolit KSP. Stačí pak poslat svůj projekt na adresu: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript. a naši technici vám pomohou.

Pokyny pro návrh sálavých panelů KSP to go®