Opas tummat säteilijät – Hallien energia- ja kustannustehokas lämmitys

Mikä on pimeä säteilijä (todella)?

Termi "pimeä säteilijä" yhdistetään arkielämässä usein yleisesti infrapunasäteilylämmittimiin. Usein sillä tarkoitetaan myös sähköisiä infrapunalämmittimiä. Puhutaan jopa sähköisistä pimeistä säteilijöistä. Teknisestä näkökulmasta tämä ei kuitenkaan ole täysin oikeaa.

Tummat säteilijät ovat varsinaisesti kaasukäyttöisiä infrapunalämmitysjärjestelmiä, jotka tuottavat lämpöä erityisen tehokkaasti hallissa. Tätä varten kaasu poltetaan suljetussa putkessa. Lämpö siirretään tämän putken kautta heijastimiin, jotka ohjaavat sen tarkasti tilaan. Koska polttaminen tapahtuu suljetusti eikä sitä näy, puhutaan tummasta säteilijästä. Tuloksena on tasainen, vedoton ja erittäin tehokas lämmitys – jopa suurimmissa teollisuus- tai logistiikkahalleissa.

Lämmön toimintaperiaate on helppo selittää: tummat säteilijät eivät lämmitä ilmaa, vaan lähettävät infrapunasäteilyä. Kun nämä säteet osuvat kiinteisiin pintoihin – esimerkiksi lattiaan, koneisiin tai ihmisiin – syntyy miellyttävää lämpöä. Ilma huoneessa pysyy muuttumattomana. Näin lämmönhukka hallin katon alla vältetään lähes kokonaan.

KÜBLER tarjoaa laajan valikoiman infrapunalämmitysjärjestelmiä – perinteisistä kaasukäyttöisistä pimeäheittimistä uusiin energiatehokkaisiin ratkaisuihin. Fair.AIdH-tekniikka mahdollistaa pimeän säteilijän periaatteen edut joustavasti eri energialähteiden, kuten kaasun, biokaasun, vedyn tai sähkön, kanssa. Näin hallin lämmitysjärjestelmäsi on paitsi tehokas myös tulevaisuudenkestävä ja riippumaton yksittäisten energialähteiden kustannuskehityksestä tai saatavuudesta.

Nykyaikaisten pimeiden säteilijöiden tehokkuuden perustat hallissa

Tumman säteilijän energiatehokkuus johtuu useista teknisistä tekijöistä. Ratkaisevia tekijöitä ovat suora säteilylämpö ilman lämpimän ilman nousun aiheuttamia häviöitä, tarpeen mukainen vyöhykekohtainen lämmitys, energiankäytön tarkka säätö, nopea lämpeneminen ja jäähtyminen sekä mahdollisuus hyödyntää jäännöslämpöä ja yhdistää erilaisia energialähteitä.

Säteilylämpö lämminilman sijaan

Pimeä säteilijä toimii infrapunasäteilyn periaatteella. Se ei lämmitä huoneilmaa, vaan siirtää energiaa sähkömagneettisten aaltojen muodossa. Kun nämä osuvat kiinteisiin kappaleisiin, kuten lattiaan, koneisiin tai ihmisiin, säteily muuttuu lämmöksi. Näin syntyy tasainen, vedoton huoneilmasto, joka muistuttaa auringon luonnollista lämpöä.

Toisin kuin lämminilmasysteemeissä, koko tilaa ei tarvitse lämmittää ensin lämpimällä ilmalla, joka kerääntyy ensin hallin katon alle, kunnes se hitaasti laskeutuu alas (sinne, missä sitä todella tarvitaan). Lämpö syntyy suoraan käyttöalueella. Tämä vähentää energiahäviöitä ja varmistaa, että myös ovien ollessa auki tai käytön muuttuessa lämmitetään vain siellä, missä sitä todella tarvitaan. Tämä fysikaalinen periaate on modernien pimeiden säteilijöiden korkean hyötysuhteen ja suuren säästöpotentiaalin perusta.

Tarpeen mukainen vyöhykelämmitys

Pimeäpatterien avulla lämpö voidaan ohjata tarkasti sinne, missä sitä tarvitaan. Sen sijaan, että koko halli lämmitetään tasaisesti, yksittäisiä alueita tai työalueita voidaan säätää erikseen. Näin käytössä olevat alueet lämmitetään miellyttävän lämpimiksi, kun taas käyttämättömien alueiden lämmitys voidaan yksinkertaisesti sammuttaa, jolloin se ei kuluta energiaa.

Tämä tarpeisiin mukautuva lämmitys on merkittävä tehokkuusetu etenkin hallissa, joiden käyttö vaihtelee tai jotka ovat osittain käytössä. Olipa kyseessä tuotanto, varasto tai lähetys – jokaista aluetta voidaan ohjata itsenäisesti ja aktivoida vain tarvittaessa. Tämä vähentää energiankulutusta ja käyttökustannuksia merkittävästi ilman, että se vaikuttaa työntekijöiden lämpöviihtyvyyteen.

Älykäs ohjattavuus ja säätötekniikka

Nykyaikaisten pimeiden säteilijöiden merkittävä tehokkuustekijä on niiden tarkka säätö. Digitaalisten ohjausjärjestelmien avulla energiankulutusta voidaan säätää tarkasti lämpötilan, käytön ja hallin alueiden mukaan. Näin järjestelmät lämmittävät vain silloin ja siellä, missä lämpöä todella tarvitaan.

Käyttämällä CELESTRA KÜBLER on kehittänyt modulaarisen ohjausjärjestelmän, joka yhdistää nämä toiminnot. Se mahdollistaa koko lämmitysjärjestelmän tarkan ajastuksen ja vyöhykekohtaisen säädön, mikä auttaa merkittävästi optimoimaan energiankulutusta. Yhdessä Energiaseuranta- ja hallintasovellus EMMA Käyttötiedot kerätään, analysoidaan ja dokumentoidaan – tämä on tärkeä perusta sertifioinneille, kuten DIN EN ISO 50001 -standardin mukaisille sertifioinneille.

Projektista riippuen älykkäällä ohjauksella voidaan saavuttaa jopa 20 % lisäenergiansäästöjä. Siten säätötekniikka on keskeinen tekijä tehokkuuden, läpinäkyvyyden ja taloudellisuuden kannalta hallin käytössä.

Välitön lämmittäminen ja jäähdyttäminen

Tummat säteilijät reagoivat nopeasti. Koska infrapunasäteilijät eivät lämmitä ilmamassoja, vaan luovuttavat suoraan säteilyenergiaa, lämpö on käytettävissä heti laitteen käynnistämisen jälkeen. Kun lämmitys sammutetaan, lämmön vaikutus loppuu yhtä nopeasti.

Tämä reagoinninopeus mahdollistaa lämmityksen tarkan sovittamisen todellisiin käyttöaikoihin. Vuorotyössä tai hallissa, jossa käyttöaste vaihtelee, lämmitys voidaan siten toteuttaa joustavasti ja tehokkaasti – ilman pitkiä käynnistysaikoja tai turhaa energiankulutusta. Nopea lämmityksen käynnistäminen ja sammuttaminen edistää siten merkittävästi toiminnan kokonaiskustannustehokkuutta ja energiansäästöä.

Lämpöhävikin hyödyntäminen ja energian joustavuus

Suoran säteilylämmön lisäksi nykyaikaiset järjestelmät hyödyntävät myös lämmitysprosessissa syntyvää energiaa. H.Y.B.R.I.D.-järjestelmä (KÜBLER) kaasukäyttöiset infrapunalämmittimet, kuten PRIMA, OPTIMA sekä tai MAXIMA yhdistettynä kondenssitekniikkaan ja digitaalisiin ohjausjärjestelmiin. Pakokaasussa oleva jäännöslämpö otetaan talteen O.P.U.S. X -kondenssitekniikan avulla ja syötetään esimerkiksi toimistojen hydraulisiin lämmitysjärjestelmiin. Tällä tavalla voidaan saada jopa 15 % lisäenergiaa.

Uusi ja erittäin tärkeä tehokkuustekijä on energian joustavuus. KÜBLERin uusin lämmitysjärjestelmäsukupolvi laajentaa pimeän säteilyn periaatteen etuja ratkaisevilla uusilla teknisillä mahdollisuuksilla. Tätä teknologiaa kutsutaan nimellä Fair.AIdH, ja sitä voidaan käyttää eri energialähteillä – maakaasusta biokaasuun ja vedystä sähköön. Järjestelmät, kuten FUTURA tai MAXIMA E-Hybrid sopeutuvat automaattisesti käytettävissä olevaan energialähteeseen ja mahdollistavat siten taloudellisen, tulevaisuudenkestävän hallin lämmityksen. Näin Fair.AIdH-pimeäheittimet edistävät paitsi energiatehokkuutta myös hiilidioksidipäästöjen vähentämistä energiakäänteen hengessä.

Energiatehokkuus avainasemassa energiakäänteessä

Energiatehokkuus on ratkaiseva tekijä ilmastotavoitteiden taloudellisessa saavuttamisessa. Tummat säteilijät vähentävät energiankulutusta minimiin ja minimoivat häviöt. Säteilyn periaate varmistaa, että lämpö syntyy suoraan käyttöalueella sen sijaan, että se jäisi käyttämättä hallin katon alle.

Käytännössä KÜBLERin moderneilla infrapunalämmitysjärjestelmillä voidaan – hallin geometriasta ja käytöstä riippuen – saavuttaa jopa 70% energiansäästöjä verrattuna perinteisiin lämminilmajärjestelmiin. Digitaaliset ohjausjärjestelmät, hukkalämmön hyödyntäminen ja joustavat energialähteet täydentävät energiaan käytettävän energian optimointia. Täten tummat säteilijät yhdistävät korkean tehokkuuden mitattavaan CO₂-vähennykseen ja muodostavat siten hallialueen energiakäänteen tukipilarin.

Lämmitysasetuksen mukainen: GEG-vaatimusten mukainen ja tulevaisuuden varma lämmitys

Lämmityslaki (rakennusten energialaki, GEG) määrää, että uusien rakennusten lämmitysjärjestelmien on tulevaisuudessa toimittava vähintään 65% uusiutuvilla energialähteillä. Tämä asettaa erityisiä vaatimuksia uusille teollisuus- ja liiketiloille, koska niiden fysikaaliset olosuhteet eroavat huomattavasti perinteisistä rakennuksista. Tehokkaat infrapunalämmittimet tarjoavat tässä ratkaisuja, jotka ovat sekä taloudellisia että lainmukaisia – sekä uusissa että vanhoissa rakennuksissa.

Uudisrakennukset: Tehokas suunnittelu ja 65 prosentin vaatimuksen täyttäminen

Uudisrakennuksissa 65 prosentin vaatimus on voimassa välittömästi. Tämä tarkoittaa, että suurin osa käytetystä energiasta on peräisin uusiutuvista lähteistä. Uudet Fair.AIdH-järjestelmät voivat täyttää tämän vaatimuksen, jos ne integroidaan energiajoustavaan konseptiin.

Nykyaikaiset infrapunalämmittimet, kuten FUTURA tai MAXIMA E-Hybrid, on suunniteltu käyttämään erilaisia energialähteitä, kuten biokaasua, vetyä tai aurinko- tai tuulivoimalla tuotettua sähköä. Sijainnista ja energiainfrastruktuurista riippuen uusiutuvan energian osuus voidaan nostaa välittömästi 100 %:iin tai lisätä sitä asteittain.

Älykäs ohjausjärjestelmä on tässä keskeisessä roolissa: Digitaaliset säätöjärjestelmät, kuten CELESTRA, keräävät kulutustietoja, mukauttavat toiminnan todelliseen lämmöntarpeeseen ja mahdollistavat uusiutuvien energialähteiden kohdennetun käytön heti, kun ne ovat käytettävissä. Näin lakisääteiset vaatimukset voidaan täyttää ilman, että toiminnallinen turvallisuus tai taloudellisuus kärsii.

Olemassa olevat rakennukset: GEG-vaatimustenmukaisuus todistetun tehokkuuden perusteella

Olemassa olevien hallien osalta sovelletaan periaatetta „tehokkuus ennen energialähteen vaihtoa“. Lämmitysjärjestelmät, jotka saavuttavat vähintään 40 % energiansäästön vanhaan järjestelmään verrattuna, on lain mukaan vapautettu velvollisuudesta käyttää uusiutuvia energialähteitä. Tämä säännös on erityisen tärkeä saneerauksissa, joissa täydellinen korvaaminen tai siirtyminen uusiutuviin energialähteisiin ei olisi taloudellisesti tai teknisesti järkevää.

Tummat säteilijät täyttävät tämän vaatimuksen käytännössä usein selvästi. Infrapuna-periaatteen, vyöhykekohtaisen lämmityksen ja tarkan säädön ansiosta voidaan säästää 50, 60 tai 70 % energiaa käytön ja hallin geometrian mukaan. Järjestelmät kuten H.Y.B.R.I.D. O.P.U.S. X Pakokaasujen lämmön talteenotto lisää tehokkuutta entisestään. Dokumentointia ja todentamista varten Energy Monitoring & Management Application (EMMA) tukee käyttäjää tallentamalla, analysoimalla ja dokumentoimalla energiavirrat läpinäkyvästi – tämä on tärkeä perusta GEG-vaatimusten mukaiselle suunnittelulle ja DIN EN ISO 50001 -sertifioinnille.

Vertailu: tumma säteilijä vs. lämpöpumppu teollisuushalleissa

Lämpöpumput ovat energiakäänteen avainteknologiaa. Mutta päteekö tämä kaikkiin rakennuksiin? Teollisuushalleissa ne törmäävät useimmiten fysikaalisiin ja taloudellisiin rajoihin. Syy on yksinkertainen: lämpöpumput eivät ole lämmityslaitteita, vaan puhtaasti lämmöntuottajia, kuten öljy-, kaasu- tai hakekattilat. Lämmön siirtämiseksi halliin ne tarvitsevat lisätekniikkaa, kuten lattialämmityksen tai lämminilmapuhaltimen. Kumpikaan ei ole kovin toimiva hallissa. Lisäksi lämpöpumpun tehokkuus heikkenee varastointitilojen ja lämmönsiirtoputkien vuoksi. Pimeä säteilijä toimii eri periaatteella – se on lämmöntuottaja ja lämmönsiirtäjä samassa järjestelmässä ja tuottaa lämpöä juuri siellä, missä sitä tarvitaan. Seuraava vertailu esittää tärkeimmät erot yhteenvetona:

Luokitus:

Molemmat järjestelmät voivat edistää hiilidioksidipäästöjen vähentämistä, mutta niiden järjestelmäloogikka eroaa toisistaan. Lämpöpumput ovat vahvimmillaan matalissa tiloissa (kerrostalot), joissa lämmitystarve on tasainen, kun taas tummat säteilijät ovat tehokkaita, joustavia ja reagoivat nopeasti suurissa hallissa (ei-kerrostalot). Yhdessä digitaalisen ohjauksen ja monienergiateknologioiden kanssa ne täyttävät rakennusten energiatehokkuutta koskevan lain vaatimukset sekä käytännön vaatimukset hallien taloudelliselle käytölle.

Johtopäätös: Miksi tummat säteilijät tekevät hallistasi valmiiksi energiakäänteelle

Pimeä säteilijä yhdistää teknisen tehokkuuden ja tulevaisuuden varmuuden. Infrapuna-periaatteen ansiosta lämpö syntyy suoraan käyttöalueella – ilman turhia häviöitä hallin katon alla. Yhdessä modernin ohjaustekniikan ja vyöhykekohtaisen säädön kanssa energiaa käytetään vain siellä, missä sitä todella tarvitaan. Tämä alentaa kulutusta huomattavasti ja vähentää CO₂-päästöjä mitattavasti.

Käytännössä nykyaikaisilla infrapunalämmitysjärjestelmillä voidaan saavuttaa jopa 70%:n energiansäästö verrattuna lämminilmajärjestelmään. Täten tummat säteilijät täyttävät energiakäänteen keskeisen vaatimuksen: maksimaalinen tehokkuus ja samalla korkea taloudellisuus.

Olipa kyseessä uusi rakennus tai saneeraus – tehokkaan säteilylämmön, älykkään säätelyn, lämmön talteenoton ja joustavan energiankäytön yhdistelmä tekee tummista säteilijöistä yhden luotettavimmista ratkaisuista, joilla hallien lämmitys voidaan toteuttaa GEG-vaatimusten mukaisesti, taloudellisesti ja pitkällä aikavälillä ilmastoystävällisesti.