125 Jahre IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 20/1997, Seite 52 ff.


HEIZUNGSTECHNIK


Dunkelstrahlungsheizungen

Sanfte Wärmewellen

Gerhard Haartje

Die Notwendigkeit der Schonung der natürlichen Ressourcen sowie der Schutz der Umwelt vor schadstoffreichen Emissionen zwingen weiterhin zu Heizsystemen, die sich durch sparsamen Energieverbrauch und hohen Wirkungsgrad auszeichnen.

System und Wirkungsweise

Hier kann der Dunkelstrahler, der sich aufgrund der bedeutenden möglichen Energieeinsparungen einen festen Platz in der Beheizung von Neubau- und Althallen jeder Art und Größe gesichert hat, seine ganzen Vorzüge ausspielen.

Die an der Hallendecke oder -wand montierten Geräte bestehen aus spezialbeschichteten Rohren, an deren einem Ende ein Gas- oder Ölbrenner angeflanscht ist und sich auf der gegenüberliegenden Seite ein Sauggebläse befindet. Die vom Brenner erzeugten heißen Rauchgase werden durch das Rohr geführt und von diesem in Form einer sanften langwelligen Wärmestrahlung wieder abgegeben. In die gewünschte Richtung werden die Strahlen von einem über den Rohren liegenden Reflektor gelenkt.

Der Sonne gleich durchdringen diese Wärmestrahlen ohne Verluste die Luft und wandeln sich erst beim Auftreffen auf einen Körper wie dem Menschen, Einrichtungsgegenständen oder Hallenboden in Wärme um. Die Wärme befindet sich also dort, wo sie sein soll, nämlich im Arbeitsbereich und schafft dort ein angenehmes Klima. Es ergibt sich vom Boden bis zur Hallendecke eine fast gleichmäßige Temperatur und ein kostspieliger Wärmestau im oberen Hallenbereich ist ausgeschlossen. Außerdem läßt sich eine Dunkelstrahlheizung schnell und einfach regeln und einzelne Hallenbereiche können unterschiedlich temperiert werden. Im ausgeschalteten Zustand friert die Heizung nicht ein und wertvolle Bodenfläche wird nicht verschenkt.

Ein weiterer Pluspunkt ist die Abgasabführung nach außen über Einzelschornsteine oder Sammelabgasanlagen, da die Hallenluft nicht belastet wird.

Komfortable Möglichkeiten zur Temperaturregelung über Schaltschrank oder Wochenprogramm-Zeitschaltuhren runden die Vorteile des Dunkelstrahlers ab.

Reflektor-Technik

Eine Besonderheit ist der von einem namhaften Hersteller entwickelte und patentierte oberflächenstrukturierte Aluminiumreflektor der Baureihe ETAray.

Aluminium ist ein sehr guter Strahlungsemitter, d.h., die Strahlung, die vom aufgeheizten Rohr zum darüberliegenden Reflektor abstrahlt, wird fast vollständig nach unten reflektiert. Das Material lädt sich nicht statisch auf, mit der Folge, daß der Reflektor staubabweisend ist und nicht durch Verschmutzung "stumpf" wird.

Längenvariationen der Rezirkulations-Dunkelstrahlersysteme ermöglichen auf große Flächen eine gute Strahlungsverteilung.
 

Aufgrund der Oberflächenstrukturierung ergibt sich im Gegensatz zum hochglanzpolierten Reflektor aus Edelstahl, der wie ein Spiegel wirkt, eine weitaus höhere diffuse Strahlung, die gleichmäßiger über das gesamte Strahlerrohr verteilt und wieder abgegeben wird und eine Erhöhung des Reflektionswirkungsgrades bedingt.

Eine weitere, zum hohen technischen Stand der ETAray Geräte beitragende Feinheit, ist ein innenliegendes Edelstahlrohr auf der Brennerseite. Dieses schützt das Strahlerrohr vor Überhitzung und trägt ebenfalls zur gleichmäßigen Wärmeverteilung bei.

Mit diesem Reflektor ausgestattete Geräte werden gasbeheizt (Erdgas oder Flüssiggas) in Längen von 3 bis 18 m gefertigt, ein- oder doppelrohrig und im Leistungsbereich von 10 bis 50 kW.

Ölbefeuerte ETAoil-Strahler sind in Leistungsgrößen von 20 bis 40 kW und Längen von 6 bis 9 m verfügbar. Technischer Clou dieser Strahler ist außer dem patentierten Reflektor die sogenannte Rezirkulation.

Außer über den Brenner mit Gebläse verfügt dieses Gerät auf der Abgasseite über einen zusätzlichen Ventilator, der beim taktbedingten Abschalten des Gerätes bei Erreichen der gewünschten Temperatur anspringt und dafür sorgt, daß die heißen Abgase aus dem Strahlerrohr nicht unmittelbar nach außen geleitet werden, sondern weiter in diesem kreisen und im Verhältnis von ca. 1:10 abgeleitet werden. Diese Technik ermöglicht eine ca. 20 bis 30 Minuten längere Wärmestrahlung und dadurch bedingt weitere Energieeinsparungen.

Die Flexibilität der Verlegetechnik, z.B. im Winkel von 90 Grad, bietet eine optimale Wärmeverteilung.
 

Dunkelstrahler mit geschlossenem System

Eine Baureihe gas- oder ölbefeuerter Großgeräte mit Längen bis zu 300 m und im Leistungsbereich von 70 bis 300 kW steht ebenfalls als Rezirkulationsstrahler zur Verfügung. Diese kraftvollen, in der Länge variablen Geräte werden in Neu- oder Altbauhallen - besonders bei großen Hallenflächen - eingesetzt. Der Vorteil dieser Strahler ist, sie sind ablenkbar und können in U- oder L-Form montiert und somit individuell den Hallengegebenheiten angepaßt werden.

Es handelt sich bei diesen Dunkelstrahlern um ein geschlossenes Strahlrohrsystem im Unterdruckbereich.

Im wesentlichen bestehen diese Geräte aus einem vollautomatischen Gebläsebrenner (wahlweise Gas oder Öl) mit Fernentriegelung, mehrteiligen Strahlrohren, deren sichtbare Unterseite mit einem metallfreien Spezial-Strahlungsanstrich versehen ist und einer mehrteiligen wärmegedämmten Strahlungsblende in seitlicher und obenliegender Anbringung. Ein Hochleistungs-Radialventilator sorgt für die Zirkulation der Prozeßluft im Rohrsystem. Das dem geschlossenen System eingebrachte Gas-(Öl-)-Luftgemisch wird der Abgasmenge entsprechend über eine Abgasleitung aus dem Rohrsystem zwangsweise abgeführt.

Der große Strahlungswinkel und die geringe Oberflächentemperatur prädestinieren diese Geräte für Hallen, die großflächig konstant auf eine Temperatur geheizt werden sollen.

Hallensanierung

Bestehende Industriehallen haben oftmals noch eine gute Bausubstanz und erfüllen ihren Zweck. Allerdings sind diese Hallen im Regelfall mit älteren und uneffektiven Heizsystemen ausgerüstet, die einen unverhältnismäßig hohen Energieverbrauch haben. Was diesen Gebäuden somit fehlt, ist ein modernes Heizsystem, das die Energiekosten nachhaltig senkt und für eine optimale und wirtschaftliche Beheizung sorgt.

Gelungenes Beispiel einer erfolgreichen Umstellung des Heizsystems auf Dunkelstrahler ist der aus 14 Hallen bestehende Komplex eines Unternehmens in Niesky. Es handelt sich um baulich beeindruckende, bis fast 90 Jahre alte Hallen, die nach erfolgter Modernisierung der Hallenwände, Stahl- bzw. Holzkonstruktionen der Decke, Krananlagen, Beleuchtungen, Elektroanlagen, Hallentor etc. modern und kostensparend beheizt werden sollten.

Die Energiebedarfsberechnung ergab nach DIN 4701 bei einem Gesamtleistungsbedarf von 8,2 Megawatt eine Kosteneinsparung von 45% - ein Wert der überzeugte.

Es sollte die Möglichkeit bestehen, sowohl den gesamten Hallenkomplex als auch nur Teilbereiche oder Einzelflächen in den Hallen zu beheizen, die Temperaturen sollten den Arbeitsschichten und Freizeiten entsprechend vorgegeben werden können und weiterhin wurde gewünscht, die Strahler manuell bedienen zu können.

Entsprechend dieser Forderung und unter Berücksichtigung der Hallenhöhen zwischen 7 m und 14 m wurden leistungsstarke Geräte der Baureihe ETAray mit 30 bzw. 50 kW Leistung eingebaut. Die Regelungen wurden, entsprechend den Anforderungen, in separate Schaltschränke integriert.

Montiert wurden die Strahler über den Kranbahnen innerhalb der hölzernen Fachwerkkonstruktion des Daches oder zwischen den Stahlbindern, jeweils unter Berücksichtigung einer flächendeckenden Ausstrahlung der Halle. Auch die wirtschaftliche Sammelabgasführung, für mehrere Geräte zusammengelegt und über nur einen wärmegedämmten Schornstein durch die Hallendecke nach außen geführt, verläuft in diesem Deckenbereich.

Nicht nur hohe Hallen sind, wie eine weitere erfolgreich durchgeführte Modernisierung zweier Hallen einer Aluminiumgießerei in Leipzig zeigt, zur Beheizung mit Dunkelstrahlern bestens geeignet.

In einer der Hallen, 120 m lang, 30 m breit und insgesamt 9 m hoch, sollte nur der untere Produktionsbereich mit einer Deckenhöhe von 3,90 m über die gesamte Länge beheizt werden.

Installiert wurden entlang der Außenwände einrohrige ETAray-Dunkelstrahler, 12 m lang und mit einer Leistung von 20 kW, im Winkel von 45 in die Räume strahlend.

Die Werte der Wärmebedarfsberechnung nach DIN 4701 mit einer Einsparung von 60% bei einem Leistungsbedarf von 370 kW sowie die individuellen Möglichkeiten der zur Auswahl stehenden Geräte gaben auch in diesem Fall den Ausschlag zur Installation von Dunkelstrahlheizgeräten.

Anwendungsbeispiel Hallenneubau

Wunsch des Bauherren, einer Stahlbaufirma in Brigachtal, war es, seine lichtdurchflutete und repräsentative Halle mit einem effektiven Heizsystem auszustatten.

Dunkelstrahler mit oberflächenstrukturiertem Aluminiumreflektor und Abgassammelanlage.
 

Da in der Halle unter anderem pulverbeschichtete Leichtmetallprofile gesägt werden, war außer hohen Energieeinsparungen eine Grundforderung, Staubaufwirbelungen zu vermeiden. Hier konnte der Dunkelstrahler glänzen. Die Berechnung der 30 x 35 x 7 m großen Halle nach DIN 4701 ergab einen Energiebedarf von 100 kW und eine Einsparung von rund 40%.

Es wurden zwei der Hallenfarbe angepaßte ETAline-Dunkelstrahler montiert, die aufgrund des breiten Strahlungswinkels von 2 x 60 jeweils eine Hallenhälfte optimal ausstrahlen und eine gleichmäßige Wärmeverteilung sicherstellen. Die Beheizung nur einer Hallenhälfte ist möglich.

Rezirkulations-Dunkelstrahler mit vollisolierten Blenden und Einzelabgasanlage mit Frischluftzuführung.

Die Anwendungsmöglichkeiten

Das Einsatzgebiet der Dunkelstrahler - sie können wahlweise mit Gas, Erdgas oder Öl betrieben werden - ist breit gefächert, Produktions-, Werks-, Lager- oder Sporthalle, Verbraucher-, Bau- oder Möbelmarkt, Logistikzentrum, Brauerei, Wäscherei, Schlosserei, Betonwerk, Mehrzweckhalle, Omnibusbetriebsstätte oder Autohaus bzw. -werkstatt, dem Einsatz steht nichts entgegen. Die Aufhängehöhe kann zwischen 3 und 38 m liegen, die Wirkung ist immer gleich: Wärme da, wo sie hingehört, nämlich in die Arbeitsebene - Komfortabel, angenehm und sparsam. 


B i l d e r : Etapart GmbH, Tröbitz / Brandenburg


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