W ostatnich latach coraz więcej uwagi poświęcamy zagadnieniom związanych z mikroklimatem. Temperatura, wilgotność, skład powietrza to czynniki, które nie tylko decydują o efekcie produkcyjnym czyli ilości i jakości uzyskiwanego plonu ale także mają istotny wpływ na wielkość nakładów energetycznych czyli zapotrzebowanie ciepła.

Przed kilkoma laty pojawiły się na rynku rury grzewcze stalowe o przekroju gwiazdy (tzw. rury Walczaka). Okazało się, że efekty są imponujące. Kilkukrotne zmniejszenie pojemności przedmiotowych rur pozwala na szybkie dopasowanie wydajności grzewczej rur do zmiennych warunków otoczenia. Cecha ta eliminuje w dużej mierze przegrzewanie szklarni i pozwala na uzyskanie znacznych oszczędności w ilości dostarczanego do szklarni ciepła. Ciekawostką nowej generacji rur jest to, że grzejniki te mają zróżnicowaną temperaturę na powierzchni. Cecha ta umożliwia zmianę formy przekazywania ciepła. Nie jest obojętne, czy ciepło przekazywane jest z wykorzystaniem zjawiska konwekcji czy radiacji. Ciepło dostarczane w formie radiacji (co występuje przy wyższej temperaturze) pozwala na uzyskanie wyższej temperatury roślin w stosunku do otoczenia. Efekt ten ogranicza występowanie punktu rosy na uprawianych roślinach, a tym samym poprawia asymilację oraz znacznie ogranicza występowanie chorób grzybowych. Śledząc produkcję w której stosuje się rury Walczaka wyraźnie widoczne są wielokierunkowe efekty. Głoszone referaty oraz publikacje dotyczące rur Walczaka zarówno w kraju oraz poza jego granicami cieszyły i cieszą się ogromnym zainteresowaniem. Z ogromną przyjemnością prowadzi się badania i przekazuje się zdobytą wiedzę kiedy efekty zastosowanych rozwiązań są wysoce pozytywne (Rutkowski, Knaga 2015).

Obecnie produkowane są rury podobnie jak wyżej wymienione o przekroju gwiazdy ale tym razem wykonane z tworzyw sztucznych (polipropylenu oraz polietylenu). Skąd ten pomysł? Wystające elementy nowej generacji grzejnika (ramiona gwiazdy) podobnie jak przy stalowych mają niższą temperaturę w stosunku do zagłębień. Roślina przy ogrzewaniu wegetacyjnym styka się z chłodniejszą częścią elementu grzejnego, stąd miejsce kontaktu nie stanowi zagrożenia poparzeniem. Dlatego z powodzeniem tego rodzaju elementy grzejne można stosować do ogrzewania wegetacyjnego. Zagłębienia rur pozwalają na przekazywanie energii o wyższej temperaturze, która korzystnie wpływa na ich rozwój. Przewody z tworzyw sztucznych nie korodują, posiadają mniejsze opory przepływu cyrkulującej cieczy a ujemną stroną przedmiotowych rur jest to, że wymagana jest większa ilość zawieszek podczas umieszczania ich w strefie wegetacji roślin. Nasuwa się pytanie czy objęte badaniami przewody mają służyć tylko do ogrzewania szklarni? Chyba nie tylko, albowiem niektóre cechy predysponują zastosowanie ich do innych celów. Przyjęty kształt gwiazdy umożliwia stosowanie ich do ogrzewania roślin w uprawach polowych podczas ukorzeniania, albowiem wykazują one większą odporność na uszkodzenia spowodowane niskimi temperaturami. Posiadana wiedza oraz kontakty z firmami zagranicznymi pozwalają twierdzić, że zapewnie wykorzystane one będą nie tylko w szklarniach. Przecież nasi sąsiedzi z Czeskiej Republiki cieszą się uznaniem z produkcji wymienników ciepła w których elementy wymiany ciepła wykonane z tworzyw sztucznych i spełniają swoją funkcję przy równoczesnej kilku aż kilkunastokrotnej niższej cenie stosowanych w wymienionej branży materiałów. Stosowane materiały do produkcji elementów grzejnych nie ulegają korozji stąd mogą być używane w warunkach zagrożonych dużą wilgotnością. Wydaje się zasadnym stosowanie ich np. jako dolne wymienniki pompy ciepła albo jako elementy osłaniające przy akumulacji ciepła w gruncie czy też w instalacjach systemu osuszania powietrza w szklarni.

Wstępna ocena efektywności energetycznej przewodów grzejnych wykonanych z PP posiadających w przekroju kształt gwiazdy (wykonanej w procencie wyciskania). o nazwie rury Walczaka została przeprowadzona na Wydziale Inżynierii Produkcji i Energetyki Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie.

Badania zrealizowano zgodnie z wytycznymi norm dotyczących warunków pomiaru urządzeń cieplnych. W pierwszym etapie badań określono jednostkową wydajność cieplną przy temperaturze otoczenia wynoszącej 15÷22 OC. Temperatura otoczenia w komorze, w której były prowadzone badania wynikała z przeznaczenia podmiotowego przewodu grzejnego. Docelowo przewód grzejny między innymi ma służyć do podgrzewania łodyg pomidora w uprawie pod osłonami. Medium grzewczym (nośnikiem ciepła) była woda o temperaturze do 56 OC. Badania wykonano w stanie ustalonym tzn. po ustabilizowaniu się wszystkich parametrów pracy w tym przypadku temperatury otoczenia (w komorze badawczej), temperatury medium grzewczego oraz natężenia przepływu. Wartości mocy stanowiącej zasilanie wyznaczono w punktach dyskretnych na podstawie realizowanych prób w przedziałach 30 min.

Badaniami objęto 12 m odcinek przedmiotowego przewodu grzejnego posiadającego pętlę umożliwiającą zmianę długości powodowaną różnicą temperatur. Badany element zawieszony był na wysokości 0,5 m i podłączony do przewodów zasilających oddalonych od siebie o 6 m. Jednostkowa pojemność wodna przewodu grzewczego wynosi 0,5 dm3, co w przeliczeniu na zastępczą średnicę o przekroju poprzecznym okrągłym odpowiada wartości średnicy wynoszącej 25,2mm. Jest to odpowiednik rury 1” w typoszeregu średnic elementów hydraulicznych.

Pomiar temperatur zarówno medium płynącego wewnątrz przedmiotowego przewodu grzejnego jak i zewnętrzną mierzono parowanymi czujnikami Pt100.

Wyniki z przeprowadzonych badań zamieszczono na wykresie (rys. 1) gdzie wydajność cieplną odniesiono do wartości jednostkowej (mocy z jednego metra bieżącego elementu grzejnego).