Otwarta brama 4 × 4 m wychładza halę szybciej niż jakikolwiek mostek termiczny w przegrodzie. Problem rozwiązują dwa urządzenia pracujące razem: kurtyna powietrzna odcina niekontrolowaną wymianę powietrza w otworze, a nagrzewnica podgrzewa powietrze nawiewane do wnętrza do zadanej temperatury. Poniżej znajdziesz wzór na moc grzewczą, kryteria doboru obu urządzeń oraz pięć błędów, które najczęściej pojawiają się na etapie projektu.

Dlaczego otwarta brama kosztuje więcej niż nieocieplona ściana?

Powietrze o temperaturze 20°C ma gęstość około 1,20 kg/m³. Powietrze o temperaturze -5°C ma gęstość około 1,32 kg/m³. Ta różnica gęstości wywołuje w otworze bramy ciąg grawitacyjny: zimne powietrze wpływa dolną częścią otworu, ciepłe wypływa górną. Zjawisko nasila się wraz z wysokością hali i przy naporze wiatru na elewację, w której znajduje się brama.

Strata jest ciągła i nie zależy od izolacyjności przegród. Dopóki otwór pozostaje otwarty, straty ciepła generuje wymiana powietrza, a nie przenikanie przez ścianę. Według deklaracji sklepu Lemar24 skuteczna bariera powietrzna ogranicza straty ciepła przez otwarty otwór o 60-80%.

Nagrzewnica: wzór, który wystarcza do wstępnego doboru mocy

P [kW] = 0,00034 × V [m³/h] × ΔT [K]

We wzorze V to strumień powietrza nawiewanego, a ΔT to różnica między temperaturą powietrza za nagrzewnicą a temperaturą powietrza przed nią. Współczynnik 0,00034 wynika z przyjęcia gęstości powietrza 1,2 kg/m³ i ciepła właściwego 1,005 kJ/(kg·K).

Przykład: dla nawiewu 2 000 m³/h i podgrzania powietrza z -5°C do 20°C (ΔT = 25 K) wymagana moc wynosi 17 kW.

Tabela: moc grzewcza wyliczona ze wzoru P = 0,00034 × V × ΔT. Wartości do doboru wstępnego - dobór końcowy wykonuje się na podstawie charakterystyki konkretnego urządzenia.

Elektryczna czy wodna? Decyduje dostępna infrastruktura

Nagrzewnica elektryczna zamienia energię elektryczną na ciepło ze sprawnością bliską 100% na samym urządzeniu. O kosztach eksploatacji decyduje jednak relacja ceny 1 kWh energii elektrycznej do ceny 1 kWh ciepła z instalacji c.o. - dlatego tam, gdzie w obiekcie działa już kotłownia, przewagę kosztową mają nagrzewnice wodne. Kanałowe nagrzewnice elektryczne wygrywają natomiast wszędzie tam, gdzie liczy się czas uruchomienia i brak instalacji hydraulicznej: nie wymagają przyłącza wodnego, pompy obiegowej, zaworu regulacyjnego ani zabezpieczenia przeciwzamrożeniowego wymiennika.

Kurtyna powietrzna: długość modułu ważniejsza niż moc grzewcza

Kurtyna działa tylko wtedy, gdy strumień powietrza pokrywa cały otwór na całej jego szerokości i sięga posadzki. Z tego wynika pierwsza zasada doboru: sumaryczna długość modułów musi być co najmniej równa szerokości chronionego otworu. Przy bramie o szerokości 4 m stosuje się jedno urządzenie 4-metrowe albo dwa moduły 2-metrowe łączone w zespół. Druga zasada dotyczy pionu: zasięg strumienia deklarowany przez producenta musi być większy niż wysokość montażu urządzenia. Kurtyny powietrzne przemysłowe różnią się od modeli komercyjnych właśnie tym parametrem - projektuje się je pod otwory bramowe, a nie pod drzwi wejściowe o wysokości 2,1 m.

Ze względu na źródło ciepła kurtyny dzielą się na trzy grupy:

• Kurtyny z grzałkami elektrycznymi - najszybszy montaż, natychmiastowy efekt grzewczy, brak instalacji hydraulicznej.
• Kurtyny z wymiennikiem miedziano-aluminiowym - zasilane z instalacji c.o., najniższy koszt eksploatacji przy działającej kotłowni.
• Kurtyny „zimne" - bez funkcji grzania, stosowane w chłodniach oraz do separacji powietrza latem, gdy chodzi o utrzymanie chłodu z klimatyzacji.

Montaż wykonuje się w dwóch wariantach. Poziomy, bezpośrednio nad otworem, to rozwiązanie standardowe. Pionowy, w formie kolumn po bokach wejścia, stosuje się tam, gdzie nadproże nie ma miejsca na urządzenie lub gdy otwór jest bardzo wysoki i moduły trzeba łączyć w zespoły. Obudowy urządzeń wykonywane są ze stali ocynkowanej lub nierdzewnej.

Sterowanie: element, który realnie obniża rachunek

• Czujnik otwarcia bramy (kontaktron) - kurtyna pracuje wyłącznie przy otwartym otworze. Bez tego elementu urządzenie pracuje także wtedy, gdy nie chroni niczego.
• Termostat pomieszczeniowy - steruje sekcją grzewczą niezależnie od wentylatora, dzięki czemu kurtyna może pracować bez grzania w sezonie letnim.
• Regulacja obrotów wentylatora - 2- lub 3-stopniowa albo bezstopniowa przez falownik. Pełne obroty potrzebne są przy wietrze i intensywnym ruchu, nie przez całą zmianę.
• Blokada grzania bez przepływu powietrza - w nagrzewnicach elektrycznych sekcja grzewcza nie może załączyć się przy zatrzymanym wentylatorze, a po wyłączeniu grzałek wentylator musi jeszcze pracować, aby odebrać ciepło resztkowe.

Pięć błędów, które kosztują najwięcej

• Kurtyna krótsza niż otwór. Powietrze wraca bokami, bariera przestaje działać. To najczęstszy błąd przy bramach o szerokości powyżej 3 m.
• Nagrzewnica elektryczna bez blokady przepływu. Grzałka załączona przy zatrzymanym wentylatorze prowadzi do przegrzania i uszkodzenia elementu grzejnego.
• Brak filtra przed nagrzewnicą kanałową. Osad na powierzchni grzałek obniża przekazywanie ciepła i podnosi ich temperaturę pracy.
• Pominięcie mocy w bilansie przyłącza elektrycznego. Nagrzewnica 20 kW zasilana napięciem 400 V pobiera około 29 A - to obciążenie, którego nie da się dołożyć do istniejącej rozdzielnicy bez sprawdzenia rezerwy.
• Dobór kurtyny bez sprawdzenia zasięgu strumienia. Urządzenie przeznaczone do drzwi o wysokości 2,2 m nie wytworzy bariery w otworze o wysokości 4 m.

Najczęstsze pytania

Czy kurtyna powietrzna ogrzewa halę?

Nie. Kurtyna powietrzna ogranicza wymianę powietrza w otworze i nie zastępuje źródła ciepła. Ogrzewaniem przestrzeni zajmują się aparaty grzewczo-wentylacyjne, nagrzewnice gazowe lub promienniki.

Jaką kurtynę dobrać do bramy o szerokości 4 metrów?

Sumaryczna długość modułów powinna wynosić co najmniej 4 m: jedno urządzenie 4-metrowe albo dwa moduły 2-metrowe zestawione obok siebie. Dodatkowo zasięg strumienia musi przekraczać wysokość montażu.

Czy nagrzewnicę kanałową można zamontować w dowolnej pozycji?

Nie zawsze. Dopuszczalne pozycje montażu określa dokumentacja techniczno-ruchowa konkretnego modelu - część urządzeń wymaga montażu w kanale poziomym z określonym kierunkiem przepływu.

Czy kurtyna powietrzna ma sens w chłodni?

Tak. W chłodniach stosuje się kurtyny bez funkcji grzania, których zadaniem jest ograniczenie napływu ciepłego i wilgotnego powietrza, a tym samym redukcja oszronienia parowników.

Gdzie skonsultować dobór i kupić urządzenia?

Dobór kurtyny i nagrzewnicy opiera się na kilku danych wejściowych: wymiarach otworu, wysokości montażu, strumieniu powietrza, dostępnej mocy przyłącza i tym, czy w obiekcie działa instalacja c.o. Warto zebrać je przed rozmową z dostawcą. Sklep z wentylacją Śląsk - Lemar Sp. J. z siedzibą przy ul. Bytomskiej 18 w Wieszowie (powiat tarnogórski) - prowadzi w tym zakresie doradztwo techniczne i dobór urządzeń. W ofercie znajdują się marki Systemair, Sonniger, Venture Industries oraz Soler & Palau, a firma realizuje także montaż, serwis i projektowanie instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych na terenie województw śląskiego, małopolskiego i opolskiego.