Sálavé vytápění a chlazení - Radiant heating and cooling

Section view of room with internally cooled and heated concrete slab ceiling
Pohled v řezu na místnost s vnitřně chlazeným a vyhřívaným stropem z betonové desky

Sálavé vytápění a chlazení je kategorie HVAC technologie, které vyměňovat teplo oběma proudění a záření s prostředím, které jsou určeny k vytápění nebo chlazení. Existuje mnoho podkategorií sálavého vytápění a chlazení, včetně: „sálavé stropní panely“[1]„vestavěné povrchové systémy“[1]„tepelně aktivní stavební systémy“[1], a infračervené ohřívače. Podle některých definic je technologie do této kategorie zahrnuta pouze tehdy, pokud záření tvoří více než 50% její výměny tepla s okolním prostředím[2]; proto technologie jako radiátory a chlazené paprsky (které mohou také zahrnovat přenos sálavého tepla) se obvykle nepovažují za sálavé vytápění nebo chlazení. V rámci této kategorie je praktické rozlišovat mezi vysokoteplotním sálavým vytápěním (zařízení s teplotou zdroje záření> ≈ 300 ° F) a sálavým vytápěním nebo chlazením s mírnějšími teplotami zdroje. Tento článek se zabývá hlavně sálavým vytápěním a chlazením s mírnými teplotami zdroje, které se používají k vytápění nebo chlazení vnitřního prostředí. Sálavé vytápění a chlazení o střední teplotě se obvykle skládá z relativně velkých povrchů, které jsou vnitřně ohřívány nebo chlazeny pomocí hydronických nebo elektrických zdrojů. U vysokoteplotního vnitřního nebo venkovního sálavého vytápění viz: Infračervený ohřívač. Pro aplikace tání sněhu viz: Systém tání sněhu.

Topení

Frico IH Halogeninfra
Spalování plynu ohřívač terasy

Sálavé vytápění je technologie pro vytápění vnitřních a venkovních prostor. Vytápění pomocí zářivá energie je pozorováno každý den, přičemž nejčastěji je pozorováno teplo slunečního svitu. Sálavé vytápění jako technologie je přesněji definováno. Jedná se o metodu úmyslného použití principů sálavé teplo převést zářivá energie ze zdroje emitujícího tepla na objekt. Designy se sálavým vytápěním jsou považovány za náhradu konvenčních konvekční vytápění stejně jako způsob zásobování uzavřeného venkovního vytápění.

Krytý

Sálavé vytápění ohřívá budovu sálavé teplo, spíše než konvenční metody jako radiátory (většinou konvekční vytápění ). Příkladem je rakouský / německý kohoutek (Kachelofen), typ ohřívač zdiva. Směsné systémy záření, konvekce a vodivosti existují již od doby římský Použití hypocaust topení.[3] Podlahové sálavé vytápění je již dlouho rozšířené Čína a Jižní Korea.[4] Tepelná energie je vyzařována z teplého prvku, jako je podlaha, zeď nebo horní panel, a místo přímého ohřevu vzduchu ohřívá lidi a jiné předměty v místnostech. Vnitřní vzduch teplota u sálavých vytápěných budov může být nižší než u konvenčně vytápěných budov, aby se dosáhlo stejné úrovně pohodlí těla, pokud je nastavena tak, aby vnímaná teplota byla ve skutečnosti stejná. Jednou z klíčových výhod sálavých topných systémů je podstatně snížená cirkulace vzduchu uvnitř místnosti a odpovídající šíření vzdušných částic.

Sálavé systémy vytápění / chlazení lze rozdělit na:

Systémy podlahového a stěnového vytápění se často nazývají nízkoteplotní systémy. Vzhledem k tomu, že jejich topná plocha je mnohem větší než u jiných systémů, je pro dosažení stejné úrovně zapotřebí mnohem nižší teplota přenos tepla. To zajišťuje lepší klima v místnosti se zdravější úrovní vlhkosti. Maximální teplota topné plochy se může pohybovat od 29–35 ° C (84–95 ° F) v závislosti na typu místnosti. Sálavé stropní panely se většinou používají ve výrobních a skladových zařízeních nebo sportovních centrech; visí několik metrů nad podlahou a jejich povrchové teploty jsou mnohem vyšší.

Venku

V případě vytápění venkovních prostor se okolní vzduch neustále pohybuje. Spoléhání se na konvekční vytápění je ve většině případů nepraktické, důvodem je to, že jakmile zahřejete venkovní vzduch, odfoukne ho pohybem vzduchu. I za bezvětří může vztlak účinky odvedou horký vzduch. Venkovní sálavé ohřívače umožňují cílení na konkrétní prostory ve venkovním prostoru a ohřívají pouze lidi a objekty v jejich cestě. Sálavé topné systémy mohou být plynové nebo mohou používat elektrická infračervená topná tělesa. Příkladem horních sálavých ohřívačů jsou ohřívače terasy často se používá při venkovním podávání. Horní kovový disk odráží sálavé teplo na malou plochu.

Chlazení

Sálavé chlazení je použití chlazených povrchů k odstranění citelné horko primárně od tepelné záření a pouze sekundárně jinými metodami, jako je proudění. ASHRAE definuje sálavé systémy jako povrchy s řízenou teplotou, kde 50% nebo více z navrhovaného přenosu tepla probíhá tepelným zářením.[5] Sálavé systémy, které používají vodu k ochlazení sálavých povrchů hydronic systémy. Na rozdíl od klimatizačních systémů typu „all-air“, které cirkulují pouze chlazený vzduch, cirkulují systémy s hydronickým zářením chlazenou vodu v potrubí přes speciálně namontované panely na budově podlaha nebo strop poskytovat příjemné teploty. K dispozici je samostatný systém zajišťující vzduch větrání, odvlhčování a případně dodatečně chlazení.[5] Sálavé systémy jsou pro chlazení méně běžné než systémy se všemi ventilačními systémy, ale v některých aplikacích mohou mít výhody ve srovnání se systémy se všemi ventilačními systémy.[6][7][8]

Vzhledem k tomu, že většina chladicího procesu je způsobena odstraněním citelného tepla prostřednictvím sálavé výměny s lidmi a předměty, a nikoli se vzduchem, lze dosáhnout tepelné pohody cestujících s vyšší teplotou vnitřního vzduchu než se vzduchovými chladicími systémy. Sálavé chladicí systémy potenciálně nabízejí snížení spotřeby chladicí energie.[6] Latentní zátěž (vlhkost) od cestujících, infiltrace a procesy je obvykle nutné řídit nezávislým systémem. Sálavé chlazení může být také integrováno do jiných energeticky účinných strategií, jako je noční splachování, nepřímé chlazení odpařováním nebo tepelná čerpadla země protože to vyžaduje malý rozdíl teplot mezi požadovanou teplotou vnitřního vzduchu a chlazeným povrchem.[9]

Fluorescenční sálavé chlazení používá povlak, který fluoreskuje v infračervené atmosférické okno, frekvenční rozsah, kde je atmosféra neobvykle průhledná, takže energie jde přímo do vesmíru. To může ochladit tepelně fluoreskující objekt pod teplotu okolního vzduchu, a to i na plném slunci.[10][11][12]

Dějiny

Systémy raného sálavého chlazení byly v Evropě instalovány koncem 30. a 40. let[13] a do 50. let v USA.[14] V Evropě se staly běžnějšími v 90. letech a dodnes se používají.[15]

Výhody

Sálavé chladicí systémy nabízejí nižší spotřebu energie než konvenční chladicí systémy založené na výzkumu prováděném Lawrence Berkeley National Laboratory. Úspory energie sálavého chlazení závisí na klimatu, ale v průměru se úspory v USA pohybují v rozmezí 30% ve srovnání s konvenčními systémy. Chladné a vlhké oblasti mohou mít úspory 17%, zatímco horké a suché oblasti mohou mít úspory 42%.[6] Horké a suché podnebí nabízí největší výhodu pro sálavé chlazení, protože mají největší podíl chlazení prostřednictvím odvádění citelného tepla. I když je tento výzkum informativní, je třeba provést další výzkum, který zohlední omezení simulačních nástrojů a přístupů integrovaného systému. Velká část úspor energie je také přičítána nižšímu množství energie potřebné k čerpání vody na rozdíl od distribuce vzduchu ventilátory. Propojením systému s hmotou budovy může sálavé chlazení přesunout určité chlazení na mimošpičkové noční hodiny. Zdá se, že sálavé chlazení má nižší první náklady[16] a náklady na životní cyklus ve srovnání s konvenčními systémy. Nižší první náklady jsou z velké části přičítány integraci s konstrukčními a designovými prvky, zatímco nižší náklady životního cyklu jsou výsledkem snížené údržby. Nedávná studie porovnávající ohřev VAV versus aktivní chlazené nosníky a DOAS však zpochybnila tvrzení o nižších prvních nákladech kvůli zvýšeným nákladům na potrubí[17]

Omezující faktory

Vzhledem k možnosti tvorby kondenzátu na studeném sálavém povrchu (což má za následek poškození vodou, plísně apod.) Nebyly systémy sálavého chlazení široce používány. Kondenzace zapříčiněno vlhkost vzduchu je limitujícím faktorem pro chladicí kapacitu sálavého chladicího systému. Teplota povrchu by neměla být stejná nebo nižší než teplota rosného bodu v prostoru. Některé normy navrhují omezení pro relativní vlhkost v prostoru na 60% nebo 70%. Teplota vzduchu 26 ° C (79 ° F) by znamenala rosný bod mezi 17 ° C a 20 ° C (63 ° F a 68 ° F).[9] Existují však důkazy, které naznačují, že krátkodobé snížení povrchové teploty pod teplotu rosného bodu nemusí způsobit kondenzace.[16] Také použití dalšího systému, jako je a odvlhčovač nebo DOAS, může omezit vlhkost a umožnit zvýšenou chladicí kapacitu.

Popis systému

I když existuje široká škála systémových technologií, existují dva primární typy sálavých chladicích systémů. Prvním typem jsou systémy, které dodávají chlazení přes konstrukci budovy, obvykle desky. Tyto systémy se také nazývají tepelně aktivované stavební systémy (TABS).[18] Druhým typem jsou systémy, které dodávají chlazení prostřednictvím specializovaných panelů. Systémy využívající betonové desky jsou obecně levnější než panelové systémy a nabízejí výhodu tepelné hmoty, zatímco panelové systémy nabízejí rychlejší regulaci teploty a flexibilitu.

Chlazené desky

Sálavé chlazení z desky lze dodat do prostoru z podlahy nebo stropu. Vzhledem k tomu, že sálavé topné systémy bývají v podlaze, je zřejmou volbou použití stejného cirkulačního systému pro chlazenou vodu. I když to má v některých případech smysl, dodávka chlazení ze stropu má několik výhod.

Zaprvé je snazší nechat vystavené stropy v místnosti než podlahy, což zvyšuje účinnost tepelné hmoty. Podlahy nabízejí nevýhodu krytin a vybavení, které snižují účinnost systému.

Zadruhé, větší konvekční výměna tepla probíhá skrz chlazený strop, jak stoupá teplý vzduch, což vede k tomu, že více vzduchu přichází do styku s chlazeným povrchem.

Chlazení dodávané přes podlahu má největší smysl, když je vysoké množství solárního zisku z pronikání slunce, protože chladná podlaha může snáze tyto zátěže odstranit než strop.[9]

Chlazené desky ve srovnání s panely nabízejí výraznější tepelnou hmotu, a proto mohou lépe využívat výkyvy venkovních denních teplot. Chlazené desky stojí méně na jednotku plochy a jsou více integrovány se strukturou.

Chlazený nosník / strop

Hlavní článek: Chlazený paprsek

Sálavé / konvekční systémy vytápění / chlazení jsou obecně integrovány do deskových nebo snížených stropů nebo jsou připevněny ke stropům, ale mohou být také připevněny ke stěnám. Modulární povaha stropních panelů nabízí zvýšenou flexibilitu, pokud jde o umístění a integraci s osvětlením nebo jinými elektrickými systémy, ale jsou méně účinné než systémy chlazeného paprsku. Nižší tepelná hmotnost ve srovnání s chlazenými deskami znamená, že nemohou snadno využít výhody pasivní chlazení z tepelného úložiště, ale ovládací prvky se mohou rychleji přizpůsobit změnám venkovní teploty. Chlazené trámy / stropy se také lépe hodí do budov s prostory, které mají větší rozptyl chladicího zatížení.[5] Děrované panely také nabízejí lepší akustické tlumení než chlazené desky. Stropní panely jsou velmi vhodné pro dovybavení, protože je lze připevnit na jakýkoli strop. Chlazené stropní panely lze snadněji integrovat do ventilace napájené ze stropu.

Tepelná pohoda

The provozní teplota je indikátor tepelná pohoda který bere v úvahu účinky konvekce i záření. Provozní teplota je definována jako stejnoměrná teplota zářivě černé skříně, ve které by si obyvatel vyměňoval stejné množství tepla zářením plus konvekcí jako ve skutečném nerovnoměrném prostředí.

U sálavých systémů je tepelné pohody dosaženo při teplejší vnitřní teplotě než u všech vzduchových systémů pro scénář chlazení a při nižší teplotě než u všech vzduchových systémů pro scénář vytápění.[19]Sálavé systémy tak mohou pomoci dosáhnout úspor energie v provozu budovy při zachování požadované úrovně pohodlí.

Tepelná pohoda v sálavých a vzdušných budovách

Na základě velké studie provedené pomocí Centrum pro zastavěné prostředí je Kvalita vnitřního prostředí (IEQ) průzkum mezi obyvateli k porovnání spokojenosti cestujících v sálavých a plně klimatizovaných budovách vytvářejí oba systémy stejné podmínky vnitřního prostředí, včetně akustické spokojenosti, s tendencí ke zlepšené teplotní spokojenosti v sálavých budovách.[20]

Asymetrie radiační teploty

Asymetrie radiační teploty je definována jako rozdíl mezi rovinnou radiační teplotou dvou protilehlých stran prvku malé roviny. Pokud jde o obyvatele budovy, tepelné záření pole kolem těla může být nerovnoměrné kvůli horkým a studeným povrchům a přímému slunečnímu záření, což přináší místní nepohodlí. Norma ISO 7730 a norma ASHRAE 55 udávají předpokládané procento nespokojených cestujících (PPD) jako funkci asymetrie radiační teploty a stanoví přijatelné limity. Obecně jsou lidé citlivější na asymetrické záření způsobené teplým stropem než na teplé a studené svislé povrchy. Podrobná metoda výpočtu procenta nespokojených v důsledku asymetrie radiační teploty je popsána v ISO 7730.

Úvahy o návrhu

I když konkrétní konstrukční požadavky budou záviset na typu sálavého systému, u většiny sálavých systémů je společné několik problémů.

  • U aplikací chlazení mohou vést sálavé systémy kondenzace problémy. Při návrhu je třeba vyhodnotit a zohlednit místní klima. Pro vlhké klima může být nutné odvlhčování vzduchu.
  • Mnoho typů sálavých systémů obsahuje masivní stavební prvky. The tepelná hmota bude mít dopad na tepelnou odezvu systému. Plán provozu prostoru a strategie řízení sálavého systému hrají klíčovou roli ve správném fungování systému.
  • Mnoho typů sálavých systémů obsahuje tvrdé povrchy, které ovlivňují vnitřní akustiku. Možná bude nutné zvážit další akustická řešení.
  • Strategie návrhu ke snížení akustických dopadů sálavých systémů využívá volně visící akustické mraky. Chladicí experimenty na volně visících akustických mracích pro kancelářskou místnost ukázaly, že pro 47% cloudové pokrytí stropní plochy bylo 11% snížení chladicí kapacity způsobeno cloudovým pokrytím. Dobré akustické kvality lze dosáhnout pouze s malým snížením chladicího výkonu.[21] Kombinace akustických mraků a stropních ventilátorů může kompenzovat mírné snížení chladicího výkonu ze sálavého chlazeného stropu způsobeného přítomností mraků a vede ke zvýšení chladicí kapacity.[21][22]

Hydronické sálavé systémy

Sálavé chladicí systémy jsou obvykle hydronic, chlazení pomocí cirkulující vody tekoucí v potrubí v tepelném kontaktu s povrchem. Typicky musí být cirkulující voda pouze o 2–4 ° C pod požadovanou teplotou vnitřního vzduchu.[9] Jakmile je absorbován aktivně chlazeným povrchem, teplo je odváděno vodou protékající hydronickým okruhem a nahrazuje ohřátou vodu chladnější vodou.

V závislosti na poloze potrubí v konstrukci budovy lze systémy sálavého záření rozdělit do 4 hlavních kategorií:

  • Vestavěné povrchové systémy: trubky vložené do povrchové vrstvy (ne do struktury)
  • Tepelně aktivní stavební systémy (TABS): trubky tepelně spojené a zalité do stavební konstrukce (desky, stěny)[23]
  • Kapilární povrchové systémy: trubky zapuštěné ve vrstvě na vnitřním povrchu stropu / stěny
  • Sálavé panely: kovové trubky integrované do panelů (ne uvnitř konstrukce); tepelný nosič blízko povrchu

Typy (ISO 11855)

Norma ISO 11855-2[24]se zaměřuje na vestavěné systémy povrchového vytápění a chlazení na bázi vody a TABS. V závislosti na konstrukčních detailech tato norma rozlišuje 7 různých typů těchto systémů (typy A až G)

  • Typ A s trubkami zabudovanými do potěru nebo betonu („mokrý“ systém)
  • Typ B s trubkami zabudovanými vně potěru (ve vrstvě tepelné izolace, „suchý“ systém)
  • Typ C. s trubkami zabudovanými do vyrovnávací vrstvy, nad kterou je umístěna druhá vrstva potěru
  • Typ D zahrnují systémy rovinných profilů (extrudovaný plast / skupina kapilárních mřížek)
  • Typ E s trubkami uloženými v masivní betonové vrstvě
  • Typ F s kapilárními trubkami uloženými ve vrstvě na vnitřním stropu nebo jako samostatná vrstva ve sádře
  • Typ G s trubkami zabudovanými do dřevěné podlahové konstrukce
Schéma řezu systému sálavého zabudovaného povrchu (ISO 11855, typ A)
Schéma řezu sálavým vestavěným povrchovým systémem (ISO 11855, typ B)
Schéma řezu sálavým vestavěným povrchovým systémem (ISO 11855, typ G)
Schéma řezu tepelně aktivovaného systému budovy (ISO 11855, typ E)
Schéma řezu sálavým kapilárním systémem (ISO 11855, typ F)
Schéma řezu sálavým panelem

Zdroje energie

Sálavé systémy jsou spojeny se systémy s nízkou spotřebou energie. Nízká exergie označuje možnost využívat „energii nízké kvality“ (tj. Rozptýlená energie, která má malou schopnost vykonávat užitečnou práci). Vytápění i chlazení lze v zásadě dosáhnout při teplotních úrovních blízkých okolnímu prostředí. Nízký teplotní rozdíl vyžaduje, aby k přenosu tepla docházelo na relativně velkých plochách, jako je tomu například u stropů nebo systémů podlahového vytápění.[25]Sálavé systémy využívající nízkoteplotní vytápění a vysokoteplotní chlazení jsou typickým příkladem nízkoenergetických systémů. Zdroje energie, jako je geotermální (přímé chlazení / vytápění geotermálním tepelným čerpadlem) a solární horká voda, jsou kompatibilní se sálavými systémy. Tyto zdroje mohou vést k významným úsporám z hlediska využití primární energie pro budovy.

Komerční budovy využívající sálavé chlazení

Mezi známé budovy využívající sálavé chlazení patří Bangkok Letiště Suvarnabhumi,[26] budova vývoje softwaru Infosys 1 v Hyderabadu, IIT Hyderabad,[27] a San Francisco Exploratorium[28]. Sálavé chlazení se také používá v mnoha budovy s nulovou čistou energií.[29][30]

Informace o budovách a systémech
BudovaRokZeměMěstoArchitektNávrh sálavého systémuKategorie sálavého systému
Kunsthaus Bregenz1997RakouskoBregenzPeter ZumthorMeierhans + PartnerTepelně aktivované stavební systémy
Letiště Suvarnabhumi2005ThajskoBangkokMurphy JahnTranssolar a IBEVestavěné povrchové systémy
Škola Zollverein2006NěmeckoEssenSANAATranssolarTepelně aktivované stavební systémy
Klarchek Information Commons, Loyola University v Chicagu2007Spojené státyChicago, ILSolomon Cordwell BuenzTranssolarTepelně aktivované stavební systémy
Lavin-Bernickovo centrum, Tulane University2007Spojené státyNew Orleans, Los AngelesVAJJTranssolarSálavé panely
David Brower Center2009Spojené státyBerkeley, CADaniel Solomon Design PartnersIntegrální skupinaTepelně aktivované stavební systémy
Manitoba Hydro2009KanadaWinnipeg, MBKPMB ArchitectsTranssolarTepelně aktivované stavební systémy
Cooper Union2009Spojené státyNew York, NYMorphosis ArchitectsSkupina IBE / Syska HennessySálavé panely
Exploratorium (Pier 15-17)2013Spojené státySan Francisco, CAEHDDIntegrální skupinaVestavěné povrchové systémy
Federální centrum na jih2012Spojené státySeattle, WAZGF ArchitectsWSP Flack + KurtzSálavé panely
Bertschi School Living Science Building Wing2010Spojené státySeattle, WAKMD ArchitectsSpěcháTepelně aktivované stavební systémy
Budova molekulárního inženýrství UW2012Spojené státySeattle, WAZGF ArchitectsPřidružení inženýřiVestavěné povrchové systémy
První provoz tramvaje Hill2014Spojené státySeattle, WAWaterleaf ArchitectureLTK EngineeringTepelně aktivované stavební systémy
Bullitt Center2013Spojené státySeattle, WAMiller Hull PartnershipPAE EngineeringVestavěné povrchové systémy
John Prairie Operations Center2011Spojené státyShelton, WATCF ArchitectureRozhraníVestavěné povrchové systémy
University of Florida Lake Nona Research Center2012Spojené státyOrlando, FLHOKPřidružení inženýřiSálavé panely
Prezidentská knihovna Williama Jeffersona Clintona2004Spojené státyLittle Rock, ARPolshek PartnerstvíWSP Flack + Kurtz / CromwellTepelně aktivované stavební systémy
Hunter Museum of Art2006Spojené státyChattanooga, TNRandall StoutIBEVestavěné povrchové systémy
Kancelář HOK v St. Louis2015Spojené státySt. Louis, MOHOKHOKSálavé panely
Laboratoř pro řešení uhlíkové neutrální energie, Georgia Tech2012Spojené státyAtlanta, GAHDR architekturaHDR architekturaTepelně aktivované stavební systémy

Fyzika

Tepelné záření je energie ve formě elektromagnetické vlny emitované pevnou látkou, kapalinou nebo plynem v důsledku jejich teploty.[31] V budovách je tok sálavého tepla mezi dvěma vnitřními povrchy (nebo povrchem a osobou) ovlivňován emisivita povrchu emitujícího teplo a faktor zobrazení mezi tímto povrchem a vnímavým povrchem (objektem nebo osobou) v místnosti.[32] Tepelné (dlouhovlnné) záření cestuje rychlostí světla, v přímkách.[5] Může se to projevit. Lidé, zařízení a povrchy v budovách se zahřívají, pokud absorbují tepelné záření, ale záření znatelně nezahřívá vzduch, kterým prochází.[5] To znamená, že teplo bude proudit z předmětů, obyvatel, zařízení a světel v prostoru na chlazený povrch, pokud jsou jejich teploty teplejší než teploty chlazeného povrchu a jsou v přímé nebo nepřímé zorné oblasti chlazeného povrchu. Určité teplo se také odvádí pomocí proudění protože teplota vzduchu se sníží, když vzduch přijde do styku s ochlazeným povrchem.

Přenos tepla zářením je úměrný výkonu čtyř absolutní povrchové teploty.

The emisivita materiálu (obvykle psáno ε nebo e) je relativní schopnost jeho povrchu emitovat energii zářením. Černé tělo má emisivitu 1 a dokonalý reflektor má emisivitu 0.[31]

Při sálavém přenosu tepla, a faktor zobrazení kvantifikuje relativní důležitost záření, které opouští předmět (osobu nebo povrch) a zasahuje další, s ohledem na ostatní okolní objekty. V krytech je záření opouštějící povrch zachováno, proto je součet všech faktorů zobrazení souvisejících s daným objektem roven 1. V případě místnosti závisí faktor zobrazení sálavého povrchu a osoby na jejich relativních polohách . Protože osoba často mění polohu a místnost může být obsazena více osobami současně, lze použít diagramy pro všesměrovou osobu.[33]

Doba tepelné odezvy

Doba odezvy (τ95), aka časová konstanta, se používá k analýze dynamického tepelného výkonu sálavých systémů. Doba odezvy pro sálavý systém je definována jako čas, za který povrchová teplota sálavého systému dosáhne 95% rozdílu mezi jeho konečnými a počátečními hodnotami, když se jako vstup použije skoková změna v ovládání systému.[34] Je to hlavně ovlivněno tloušťkou betonu, roztečí trubek a v menší míře i typem betonu. Nemá vliv na průměr potrubí, provozní teplotu místnosti, teplotu přiváděné vody a režim průtoku vody. Použitím doby odezvy lze radiační systémy klasifikovat na rychlou odezvu (τ95 <10 min, jako RCP), střední odezvu (1 h <τ95 <9 h, jako typ A, B, D, G) a pomalou odezvu (9 h <τ95 <19 h, jako typ E a typ F).[34] Kromě toho mají podlahové a stropní sálavé systémy různé doby odezvy v důsledku různých součinitelů přenosu tepla s tepelným prostředím v místnosti a polohy zabudované do potrubí.

Další systémy HVAC, které vyměňují teplo zářením

Krby a krbová kamna

Krb zajišťuje sálavé vytápění, ale také nasává studený vzduch. A: Vzduch pro spalování, v průvanových místnostech vytažených z venku. B: Horký výfukový plyn ohřívá budovu proudění jak odchází komínem. C: Sálavé teplo, většinou z vysokoteplotního plamene, se ohřívá tak, jak je vstřebává

Viz také

Reference

  1. ^ A b C ISO. (2012). ISO 11855: 2012 — Návrh prostředí budov - Návrh, dimenzování, instalace a řízení vestavěných systémů sálavého vytápění a chlazení. Mezinárodní organizace pro normalizaci.
  2. ^ Příručka ASHRAE. Systémy a zařízení HVAC. Kapitola 6. Panelové vytápění a chlazení, Americká společnost pro vytápění a chlazení, 2012
  3. ^ Historie systémů sálavého vytápění a chlazení - část 2, Robert Bean, Bjarne W. Olesen, Kwang Woo Kim. ASHRAE Journal, roč. 52, č. 2. února 2010
  4. ^ Bean, Robert; Olesen, Bjarne; Kim, Kwang Woo (únor 2010). „Historie systémů sálavého vytápění a chlazení - část 2“ (PDF). ASHRAE Journal. Atlanta, GA (USA): ASHRAE. Citováno 8. listopadu 2017.
  5. ^ A b C d E Příručka ASHRAE. Systémy a zařízení HVAC. Kapitola 6. Návrh panelového vytápění a chlazení. ASHRAE. 2016.
  6. ^ A b C Stetiu, Corina (červen 1999). „Potenciál úspory energie a špičkového výkonu systémů sálavého chlazení v komerčních budovách v USA“ (PDF). Energie a budovy. 30 (2): 127–138. doi:10.1016 / S0378-7788 (98) 00080-2.
  7. ^ Higgins C, Carbonnier K (červen 2017). Energetická náročnost komerčních budov se sálavým vytápěním a chlazením (Zpráva). str. 9–12. Citováno 8. listopadu 2017.
  8. ^ Karmann, Caroline; Schiavon, Stefano; Bauman, Fred (leden 2017). „Tepelná pohoda v budovách využívajících systémy sálavé vs. vzduchem: kritický přehled literatury“. Budova a životní prostředí. 111: 123–131. doi:10.1016 / j.buildenv.2016.10.020.
  9. ^ A b C d Olesen, Bjarne W. (září 2008). „Hydronic Floor Cooling Systems“. ASHRAE Journal.
  10. ^ Raman, Aaswath P .; Anoma, Marc Abou; Zhu, Linxiao; Rephaeli, Eden; Fan, Shanhui (listopad 2014). "Pasivní radiační chlazení pod teplotu okolního vzduchu na přímém slunci". Příroda. 515 (7528): 540–544. Bibcode:2014 Natur.515..540R. doi:10.1038 / příroda13883. ISSN  1476-4687. PMID  25428501.
  11. ^ Burnett, Michael (25. listopadu 2015). „Pasivní radiační chlazení“. velký.stanford.edu.
  12. ^ Berdahl, Paul; Chen, Sharon S .; Destaillats, Hugo; Kirchstetter, Thomas W .; Levinson, Ronnen M .; Zalich, Michael A. (prosinec 2016). „Fluorescenční chlazení předmětů vystavených slunečnímu záření - rubínový příklad“. Materiály pro solární energii a solární články. 157: 312–317. doi:10.1016 / j.solmat.2016.05.058.
  13. ^ Giesecke, Frederick E. (1947). „Kapitola 24 - Sálavé chlazení“. Teplovodní vytápění a sálavé vytápění a sálavé chlazení. Austin, Texas: Technical Book Company. 24-6. První velkou budovou v Curychu vybavenou kombinací sálavého vytápění a chlazení je obchodní dům Jelmoli (obr. 24-1). První části tohoto skladu byly postaveny v letech 1899 až 1932 a vybaveny standardním systémem radiátorového vytápění pomocí nízkotlaké páry; nejnovější část byla postavena v letech 1933–1937 a vybavena kombinovaným sálavým vytápěním a chlazením ... Administrativní budova společnosti Saurer Co. v Arbonu a městská nemocnice v Basileji patří k nejdůležitějším budovám, které byly v poslední době vybaveny systémy sálavého chlazení.
  14. ^ Manley, John K., ed. (1954). "Sálavé chlazení a klimatizace". Sálavé vytápění, sálavé chlazení. Bulletin No. 1. Pratt Institute School of Architecture. str. 24–25. OCLC  11520430. Tento typ systému se osvědčil v několika instalacích. Poprvé se o to pokusil v několika vzorkovnách v Radio City asi před pěti lety. Od té doby se objevila ve třicetipodlažní budově Alcoa Building a také v další vícepodlažní budově v Kanadě. Obě tyto konstrukce jsou v zimě vytápěny a v létě chlazeny stejnými trubkami v kovových stropech.
  15. ^ Olesen, Bjarne W. (únor 2012). „Thermo Active Building Systems Using Building Mass to Heat and Cool“ (PDF). ASHRAE Journal. Sv. 54 č. 2. Atlanta, GA (USA): ASHRAE. Citováno 20. listopadu 2017.
  16. ^ A b Mumma, S.A. (2002). „Chlazené stropy souběžně se speciálními systémy venkovního vzduchu: Řešení problémů s kondenzací, kapacitou a náklady“. Transakce ASHRAE. 108 (2): 220–231.
  17. ^ Stein, Jeff; Steven T. Taylor (2013). "VAV Reheat versus aktivní chlazené paprsky a DOAS". ASHRAE Journal. 55 (5): 18–32.
  18. ^ Gwerder, M .; B. Lehmann; J. Tödtli; V. Dorer; F. Renggli (červenec 2008). "Řízení tepelně aktivovaných stavebních systémů (TABS)". Aplikovaná energie. 85 (7): 565–581. doi:10.1016 / j.apenergy.2007.08.001.
  19. ^ ISO 11855-1. Návrh stavebního prostředí - Návrh, konstrukce a provoz sálavých systémů vytápění a chlazení - 1. část, ISO, 2012
  20. ^ Karmann, Caroline; Schiavon, Stefano; Graham, Lindsay T .; Raftery, Paul; Bauman, Fred (prosinec 2017). „Porovnání teplotní a akustické spokojenosti v 60 sálavých a vzdušných budovách“. Budova a životní prostředí. 126: 431–441. doi:10.1016 / j.buildenv.2017.10.024. ISSN  0360-1323.
  21. ^ A b Karmann, Caroline; Bauman, Fred S .; Raftery, Paul; Schiavon, Stefano; Frantz, William H .; Roy, Kenneth P. (březen 2017). „Chladicí kapacita a akustický výkon sálavých deskových systémů s volně visícími akustickými mraky“. Energie a budovy. 138: 676–686. doi:10.1016 / j.enbuild.2017.01.002. ISSN  0378-7788.
  22. ^ Karmann, Caroline; Bauman, Fred; Raftery, Paul; Schiavon, Stefano; Koupriyanov, Mike (leden 2018). „Vliv pokrytí akustickými mraky a pohybu vzduchu na chladicí kapacitu sálavého chlazeného stropu“. Energie a budovy. 158: 939–949. doi:10.1016 / j.enbuild.2017.10.046. ISSN  0378-7788.
  23. ^ Babiak, Jan; Olesen, Bjarne W .; Petras, Dušan (2007), Nízkoteplotní vytápění a vysokoteplotní chlazení: REHVA GUIDEBOOK č. 7, REHVA
  24. ^ ISO 11855-2. Návrh prostředí budov - Návrh, konstrukce a provoz sálavých systémů vytápění a chlazení - část 2, ISO, 2012
  25. ^ Nielsen, Lars Sønderby (2012), „Vytváření designu integrovaného systému pro udržitelné vytápění a chlazení“ (PDF), Deník REHVA: 24–27
  26. ^ Simmonds, P .; Holst, S .; Reuss, S .; Gaw, W. (1. června 2000). "Použití sálavých chlazených podlah k úpravě velkých prostor a udržení komfortních podmínek". Transakce ASHRAE: Symposia. ASHRAE zimní setkání. Dallas, TX (USA): Americká společnost techniků vytápění, chlazení a klimatizace. str. 695–701. CiteSeerX  10.1.1.258.6616. OSTI  20104826.
  27. ^ Sastry, Guruprakash; Rumsey, Peter (květen 2014). „VAV vs. Radiant - srovnání bok po boku“. ASHRAE Journal. Atlanta, GA (USA): ASHRAE. Archivovány od originál dne 9. listopadu 2017. Citováno 8. listopadu 2017.
  28. ^ Wenisch, Joseph; Gaunt, Lindsey (jaro 2015). „Inspirující průzkumníci - Případová studie: The Exploratorium“ (PDF). Vysoce výkonné budovy. Atlanta, GA (USA): ASHRAE. eISSN  1940-3054. Citováno 8. listopadu 2017.
  29. ^ Seznam budov s nulovou čistou energií z roku 2016 (Zpráva). Institut nových budov. 13. října 2016. str. 8. Citováno 8. listopadu 2017.
  30. ^ Maor, Itzhak; Snyder, Steven C. (podzim 2016). „Hodnocení faktorů ovlivňujících EUI z případových studií vysoce výkonných budov“. Vysoce výkonné budovy. Atlanta, GA (USA): ASHRAE. eISSN  1940-3054. Citováno 8. listopadu 2017.
  31. ^ A b Oxfordská reference, Oxfordská univerzita
  32. ^ Babiak, Jan (2007), Disertační práce, Nízkoteplotní vytápění a vysokoteplotní chlazení. Tepelně aktivovaný stavební systém, Katedra stavebních služeb, Technická univerzita v Dánsku
  33. ^ ISO, EN. 7726. Ergonomie tepelného prostředí - přístroje pro měření fyzikálních veličin, ISO, Ženeva, Mezinárodní organizace pro normalizaci, 1998
  34. ^ A b Ning, Baisong; Schiavon, Stefano; Bauman, Fred S. (2017). „Nové klasifikační schéma pro návrh a řízení sálavého systému na základě doby tepelné odezvy“. Energie a budovy. 137: 38–45. doi:10.1016 / j.enbuild.2016.12.013. ISSN  0378-7788.

Další čtení

  • Příručka ASHRAE. Systémy a zařízení HVAC 2012. Kapitola 13. Hydronické vytápění a chlazení.
  • Kessling, W., Holst, S., Schuler, M. Inovativní designový koncept pro mezinárodní letiště New Bangkok, NBIA.
  • Olesen, B.W. Sálavé vytápění a chlazení systémy na bázi vody. Technická univerzita v Dánsku, Mezinárodní středisko pro vnitřní prostředí a energii.

externí odkazy