Промышленное отопление: анализ 2-х наиболее популярных методов

Промышленное отопление: анализ 2-х наиболее популярных

Промышленное отопление во многом отличается от того, которое мы привыкли применять дома. Прежде всего это происходит из-за колоссальных размеров производственных зданий. Потом мы рассмотрим наиболее оптимальные способы обогрева столь просторных помещений.

Неспециализированные положения

Сходу стоит подчернуть, что отопление промышленных зданий посредством водяных контуров не употребляется вовсе за счёт своей нерентабельности. Одна лишь разводка контуров обойдётся весьма дорого и будет значительно мешать монтажу других нужных для работы цехового оборудования коммуникаций.

А вдруг ещё учесть большую цена эксплуатации и техобслуживания, то сходу делается ясно, из-за чего до недавнего времени единственным вариантом являлся только воздушный метод обогрева.

На сегодняшний же сутки широкое распространение кроме этого взяло инфракрасное отопление промышленных помещений, которое уже удачно используется в течение тридцати лет государствами Северной Америки и Европы. Эти два варианта мы и разберём более детально.

Вариант №1: воздушное отопление

Устройство воздушного обогрева достаточно простое:

Наименование элементаНазначение
Водяной либо паровой калориферУстанавливается в отдельном намерено оборудованном помещении и осуществляет нагрев воздуха
Коллекторы и воздуховодыТранспортируют уже нагретый воздушное пространство в места, предназначенные для обогрева
Распределительные головки либо направленные жалюзиРаспределяют подачу тёплого воздушного потока по помещению

Преимущества

  1. Доступная цена реализации всей системы. Металла на трубопровод отопления расходуется довольно немного, а само оборудование с учётом промышленных масштабов имеет в полной мере приемлемую цена.
  2. Возможность совмещения с вентиляцией и кондиционированием воздуха.

Недостатки

А вот отрицательные стороны значительно весомее, что и заставляет в некоторых случаях серьёзно задуматься об альтернативе воздушному отоплению.

  1. не сильный энергосбережение, что ведет к большим растратам в ходе эксплуатации системы. Происходит это из-за элементарных законов физики, благодаря которым разогретый воздушное пространство поднимается вверх. А ведь потолки промышленных помещений смогут вздыматься до десяти и более метров, при том, что рабочие и нуждающаяся в обогреве техника находятся на высоте до двух-трёх метров. Так, до восьмидесяти процентов здания прогреваются напрасно.

Совет: кроме этого нужно осуществить качественную теплоизоляцию крыши, в противном случае тепловые и, следовательно, финансовые утраты будут ещё более большими.

Вариант №2: инфракрасное отопление

Данный вариант осуществляется посредством газовых либо электрических инфракрасных обогревателей отопления и имеет весьма весомые преимущества:

Преимущества

  1. Простота установки своими руками. Компактные устройства достаточно закрепить на любой поверхности, направить в нужную сторону и включить. К тому же не нужно монтаж дополнительных коммуникаций для транспортировки тепла, что существенно снижает затраты.

  1. Рациональное распределение тепловой энергии. Разглядываемое оборудование осуществляет обогрев за счёт излучения подобно солнцу. Так, всё тепло уходит как раз в том направлении, куда направлен обогреватель. Удельная отопительная черта промышленных зданий наряду с этим не имеет значения, поскольку затрат на отопление стен и воздуха под потолком не происходит.

  1. Высокая скорость нагрева. Нет необходимости долго ожидать, пока прогреется вся комната, тепло перед прибором ощущается сходу.

Совет: рекомендуется размещать инфракрасные обогреватели так, дабы они охватывали лишь территории с людьми и нуждающимся в тепле оборудованием. Так вы добьётесь ещё большей экономии энергоносителей.

  1. Создание здорового микроклимата. Тут возможно выделить сходу пара моментов:
Положительный эффектКомментарии
Нагрев нижней территории помещенияТепло находится не вверху, как это происходит в случае воздушного обогрева, а внизу, где работают люди, что есть профилактикой простудных болезней
Отсутствие активной циркуляции воздушных массПыль меньше клубится в воздухе, и локализируются вредоносные бактерии
Воздушное пространство не сушитсяЧрезмерная сухость вредна для людской здоровья

Вывод

Промышленные постройки отличаются своими громадными размерами, что оказывает своё влияние и на методы их обогрева. Так, к примеру, популярное для жилого сектора водяное отопление в этом случае будет нерентабельно. Но воздушное и инфракрасное превосходно справляются с поставленной задачей.

На видео представлены дополнительные материалы.Лучистое промышленное отопление есть на сегодня наиболее выгодным.

Отопление производственных помещений

Отопление предназначено для поддержания нормируемой температуры воздуха в производственных помещениях в холодное время года. Кроме того, оно способствует лучшей сохранности зданий и оборудования, так как одновременно позволяет регулировать и влажность воздуха. С этой целью сооружают различные системы отопления.

В холодный и переходный периоды года следует отапливать все здания и сооружения, в которых время пребывания людей превышает 2 ч, а также помещения, в которых поддержание температуры необходимо по технологическим условиям.

Обогрев производственных помещений — система технических тепловых мероприятий позволяющая обеспечить нагрев воздушного пространства до необходимой температуры в объёме используемого для производства помещения.

“ИНТЕХ-Климат” готова реализовать профессиональные решения по климатическому и другому инженерному оборудованию. Выполним полный цикл работ “под ключ”: проектирование, подбор, поставка, монтаж и обслуживание.

Звоните сейчас: . Отправьте заявку

Требования к отоплению производственных помещений

При низких температурах отопление производственных помещений, как требует охрана труда, должно осуществляться в тех случаях, когда время пребывания там работников превышает 2 часа. Исключение составляют лишь помещения, в которых постоянное пребывание людей необязательно (например, редко посещаемые склады). Также не отапливают сооружения, нахождение внутри которых приравнивается к проведению работ вне зданий. Однако и здесь следует предусмотреть наличие специальных устройств для обогревания работающих.

Охрана труда предъявляет к отоплению производственных помещений ряд санитарно-гигиенических требований:

  • прогрев воздуха внутри помещений до комфортной температуры;
  • возможность регулировать температуру за счет количества выделяемой теплоты;
  • недопустимость загрязнения воздуха вредными газами и неприятными запахами (особенно для печного отопления производственных помещений);
  • желательность совмещения отопительного процесса с вентиляцией;
  • обеспечение пожарной и взрывобезопасности;
  • надежность отопительной системы при эксплуатации и удобство в ремонте.

В нерабочее время температура в отапливаемых помещениях может быть снижена, но не ниже +5 °С. При этом производственное отопление должно обладать достаточной мощностью, чтобы к началу рабочей смены успеть восстановить нормальный температурный режим.

Расчет автономного отопления производственного помещения

При расчете автономного отопления производственного помещения исходят из общего правила, что в цехе, гараже или складе должна поддерживаться постоянная, без сильных перепадов температура. Ради этого сооружают центральную котельную, а в рабочей зоне устанавливают радиаторы отопления для производственных помещений. Однако на некоторых предприятиях возникает надобность в создании отдельных зон с неодинаковой температурой воздуха. Для первого из этих случаев делается расчет по использованию центральной отопительной системы, а для второго — по применению локальных обогревателей.

На практике расчет системы отопления производственного помещения должен опираться на следующие критерии:

  • площадь и высота отапливаемого здания;
  • потери теплоты через стены и кровлю, окна и двери;
  • потери теплоты в системе вентиляции;
  • расход теплоты на технологические нужды;
  • тепловая мощность отопительных агрегатов;
  • рациональность использования того или иного вида топлива;
  • условия прокладки трубопроводов и воздуховодов.

Исходя из этого определяется потребность в теплоэнергии для поддержания оптимальной температуры. Более точному расчету отопительных систем для производственных помещений способствует использование специальных расчетных таблиц. При отсутствии данных о теплотехнических свойствах здания, расход теплоты приходится определять приближенно по удельным характеристикам.

Делая выбор среди различных видов производственных систем отопления, следует учитывать специфику производства, теплотехнические расчеты, стоимость и доступность топлива, — и на этом строить технико-экономические обоснования. Наиболее полно соответствуют автономному отоплению современных производственных помещений системы инфракрасного, водяного, воздушного и электрического типов.

Варианты обогрева просторных нежилых зданий

Для обогрева больших площадей обычно используют три основных вида систем:

  • водяные;
  • воздушные;
  • лучистые.

Под водяным отоплением подразумеваются системы с использованием радиаторов. Они выгодны в силу широкого выбора отопительных приборов. Но при этом многих владельцев помещений не устраивает нерациональное использование площади, высокие расходы и энергозатраты, большая тепловая инертность. Системы не подходят для многих торговых точек и складов, т.к. радиаторы занимают место у стен, где удобно располагать стеллажи. Большей популярностью пользуются воздушное и лучистое отопление, поэтому подробно мы рассмотрим именно их обустройство.

Воздушное отопление промышленных помещений

Этот способ обогрева производственных площадей стал популярным еще в 70-е годы. Принцип работы основан на нагреве воздуха теплогенераторами, водяными или паровыми калориферами. Воздух по коллекторам поступает в те зоны, где необходимо поддерживать нужную температуру. Для распределения воздушных потоков устанавливают специальные распределительные головки или жалюзи. Это далеко не идеальный способ обогрева, он имеет существенные недостатки, однако применяется довольно широко.

Центральная и зональная системы

В зависимости от потребностей владельцев зданий можно оборудовать равномерный обогрев всего помещения или отдельных зон. Центральное воздушное отопление представляет собой приборы, которые забирают воздух снаружи, нагревают и подают его в помещения. Главным недостатком системы такого типа является отсутствие возможности регулировать температуру в отдельных помещениях здания.

Зональное отопление позволяет создать нужный температурный режим в каждой комнате. Для этого в каждом помещении устанавливают отдельный отопительный прибор (чаще всего газовый конвектор), который поддерживает заданную температуру. Зональная система экономически выгодна, поскольку используется ровно столько энергии, сколько нужно для обогрева, минимизируются нерациональные расходы. При установке нет необходимости прокладывать воздуховоды.

Определять подходящий тип системы и осуществлять расчет воздушного отопления производственного помещения должен опытный специалист. Учитываются такие факторы:

  • тепловые потери;
  • необходимый температурный режим;
  • количество прогреваемого воздуха;
  • мощность и вид воздухонагревателя.

Преимущества и недостатки

Важными преимуществами можно считать быстрый прогрев воздуха, возможность совмещения отопления с вентиляцией. Недостаток связан с общеизвестным законом физики: теплый воздух поднимается вверх. Под потолком создается более теплая зона, чем на уровне человеческого роста. Разница может составлять несколько градусов. Например, в цехах с потолками высотой 10 м внизу температура может составлять 16 градусов, а в верхней части помещения – до 26. Для поддержания нужного теплового режима система должна работать постоянно. Такой нецелесообразный расход энергии заставляет владельцев искать иные методы обогрева зданий.

Проектирование системы

Для того чтобы организовать воздушное отопление помещений, необходимо составить все необходимые проектные документы. Лучше всего это дело доверить профессионалам в данной области. Иначе неправильная организация чревата тем, что в помещениях будет повышен шумовой уровень или будет наблюдаться дисбаланс терморежимов.

Организация такого вопроса, как отопление и вентиляция производственных помещений, должна решить следующие вопросы:

  • Выявить предварительный уровень тех потерь тепла, которые будут свойственны определенному помещению.
  • Рассчитать мощность теплового генератора с учетом непродуктивных тепловых расходов.
  • Рассчитать, какое будет количество нагреваемого воздуха, а также необходимый режим температуры.
  • Выявить размер диаметра тех каналов, по которым поступает воздух, а также выявить возможные потери напора от отрицательных характеристик магистрали.

После того, как расчет системы отопления промышленного здания произведен, и такой проект составлен, можно приобрести необходимое оборудование.

Монтаж воздушного отопления

Монтажные работы по установке системы воздушное отопление складских помещений можно произвести как работниками предприятия, так и обратиться за помощью к сотрудникам специализированных фирм. Заказав оборудование для того чтобы сделать воздушное отопление склада или другого помещения, вы получите от производителя заслонки, воздуховоды, врезки и другие стандартные компоненты.

Дополнительно понадобится купить такие материалы, как:

  • алюминиевый скотч;
  • магистрали гибкого типа;
  • лента для монтажа и утеплитель.

Некоторые участки крайне важно утеплить, так как это предотвратит образование конденсата в проблемных местах. Для этого на стенки трубопроводов можно поставить пласт утеплителя из фольги. Толщина такого самоклеящегося утеплителя может варьировать, однако наиболее используемой считается фольга, которая имеет в толщину от 3 до 5 мм.

Магистрали могут быть как жесткими, так и гибкими, все зависит от геометрии помещения или от проектного плана. Между собой некоторые участки магистралей могут соединяться посредством армированного скотча и хомутов из пластика или металла.

Для того чтобы выполнить монтажные работы по организации системы воздушное отопление промышленных помещений, понадобятся следующие действия:

  • установка магистралей, посредством которых подается горячий воздух;
  • монтаж распределительных раструбов;
  • установка агрегата, который генерирует тепло;
  • укладка слоя для тепловой изоляции;
  • установка дополнительных устройств и оборудования.

Центральное водяное отопление

В данном случае источником теплового ресурса является местная котельная или центральная отопительная система. Обогрев осуществляется благодаря теплоносителю, который циркулирует по трубам и нагревает радиаторы отопления. Достоинством такого решение является возможность относительно равномерного обогрева крупных площадей.

Водяное отопление производственных зданий может быть реализовано несколькими способами. В первую очередь система может различаться видом топлива, на котором может работать. Поэтому выбор котлов зависит от доступности энергоносителя.

Промышленный газовый котел

Чаще всего применяются котлы следующих типов:

ГазовыеЕсли существует возможность подключиться к газопроводу, то газовое оборудование будет неплохим вариантом. Правда, следует учитывать, что цена на данный вид топлива имеет тенденцию к повышению.
ТвердотопливныеМогут быть экономичным решением, однако, их эксплуатация является достаточно трудоемким процессом. Правда, некоторые модели автоматизированы, т.е. загружать топливо своими руками в топку не нужно.Однако, в любом случае, придется ухаживать за топкой и дымоходом. Поэтому, прежде чем отдать предпочтение данному типу оборудования, необходимо прикинуть все его достоинства и недостатки.
Жидкотопливный котелНедостатком является потребность в отдельном помещении и емкости для хранения топлива. Кроме того, запас постоянно придется пополнять, что связано с дополнительными затратами на транспортировку.
ЭлектрическиеОборудование удобное в эксплуатации, однако, имеет один недостаток – высокая стоимость эксплуатации. Поэтому его, как правило, используют только в тех случаях, когда невозможно установить другое оборудование или необходимо организовать отопление производственного помещения 70 кв метров и меньше.

Надо сказать, что отличные решением являются комбинированные котлы, которые могут работать на разных видах топлива. В частности, они способны решить проблему отопления в случае возникновения перебоев с газоснабжением или электроснабжением. Единственным их недостатком является высокая стоимость.

Основным параметром, по которому осуществляется классификация этих устройств, являются типы горелок, которые вмонтированы. В продаже чаще всего встречаются следующие виды оборудования:

Газо-дровяные котлыПозволяют при необходимости перейти с газа на твердое топливо, к примеру, чтобы сэкономить.
Газо-дизельныеКак правило, обладают высокой мощностью и позволяют обогревать помещения большой площади.
Газ-дизель-дроваОборудование обладает большей функциональностью, однако, обладает небольшой мощностью и невысоким КПД.
Газ-дизель-электричествоДостаточно мощный и универсальный вариант оборудования.
Газ-дизель-дрова-электричествоДанные агрегаты являются наиболее функциональными, но, в то же время, наиболее дорогими.

Совет!
Для экономии топлива можно настроить котел на поддержание в нерабочее время более низкой температуры, чем в рабочее.

Кроме типа оборудования, водяное отопление различается способом подключения отопительных радиаторов.

Существует две схемы:

  • Однотрубное подключение – все батареи отопления в этом случае подключаются последовательно к одной трубе, по которой циркулирует теплоноситель. Такой вариант подходит для обогрева лишь маленьких помещений, так как в больших системах последние в цепочке радиаторы нагреваются значительно меньше, чем первые.
  • Двухтрубное подключение – данная схема подразумевает использование отдельных труб для подачи горячего теплоносителя и отвода холодного. Это обеспечивает боле равномерный нагрев всех радиаторов.

В промышленных системах, как правило, используют двухтрубную схему.

Инфракрасное отопление

Далеко не каждая компания готова тратить огромные деньги на воздушную отопительную систему, поэтому многие предпочитают использовать другой метод. С каждым днем все большую популярность приобретает инфракрасное промышленное отопление.

Принцип работы

Инфракрасная горелка функционирует по принципу беспламенного сгорания воздуха, располагающегося на пористой части поверхности керамики. Керамическая поверхность отличается тем, что способна излучать целый спектр волн, которые концентрируются в области инфракрасного излучения.

Особенностью этих волн является их высокая степень проходимости, то есть они свободно могут проходить сквозь потоки воздуха, чтобы передать свою энергию в определенное место. Поток инфракрасного излучения направляется в заранее заданную область посредством различных отражателей.

Поэтому подогрев производственных помещений с использованием подобной горелки позволяет обеспечивать максимальный комфорт. К тому же такой способ отопления дает возможность обогревать как отдельные рабочие зоны, так и целые здания.

Основные преимущества

На данный момент именно применение инфракрасных обогревателей считается самым современным и прогрессивным методом отопления промышленных зданий благодаря следующим положительным характеристикам:

  • быстрый прогрев помещения;
  • низкая энергоемкость;
  • высокий КПД;
  • компактность оборудования и легкий монтаж.

Выполнив правильный расчет, можно установить мощную, экономную и независимую отопительную систему предприятия, не нуждающуюся в постоянном техническом обслуживании.

Сфера применения

Стоит отметить, что такое оборудование используется, помимо всего прочего, для нагрева птичников, теплиц, террас кафе, зрительных, торговых и спортивных залов, а также различных битумных покрытий в технологических целях.

Как отопить предприятие

Устройство системы теплоснабжения в производственных помещениях промышленных предприятий считается весьма непростой задачей, требующей подчас неординарных решений. Причин здесь можно назвать несколько.

Во-первых, производственные здания всегда очень специфичны с точки зрения конструктивных особенностей, так как создаются под определенные технологические процессы и оборудование. То есть в стандартные схемы и решения всегда приходится вносить существенные коррективы. Во-вторых, площадь цехов нередко составляет тысячи и даже десятки тысяч квадратных метров, а их высота достигает 14-18 метров и больше. Также нередко технологические условия требуют создания в пределах одного цеха нескольких зон с разным температурным режимом. И, что немаловажно, в производственных помещениях должны неукоснительно соблюдаться жёсткие нормативы по промышленной санитарии, взрыво- и пожаробезопасности.

Стоит отметить, что в последние годы, в связи с постоянным ростом цен на энергоносители, расходы на отопление стали все серьезнее влиять на себестоимость продукции, а значит, и на конкурентоспособность предприятий. Отсюда вытекает задача не просто обеспечить комфортный температурный режим, но сделать это неразорительно для бюджета предприятия. Более того, использование энергоэффективных технологий отопления становится одним из важнейших способов сокращения издержек.

Все обозначенные выше факторы предъявляют серьезные и подчас противоречивые требования к используемым техническим решениям для организации систем теплоснабжения предприятий. Мы рассмотрим основные существующие подходы к отоплению промышленных помещений, проведем анализ их эффективности, сравним плюсы и минусы и рамки применимости.

Разнообразие подходов

В ходе проектирования системы отопления промышленных помещений следует ответить на ряд вопросов, от которых будут зависеть возможные технические решения. Прежде всего, сколько требуется теплоэнергии для поддержания приемлемой температуры в конкретном здании? Ответом на этот вопрос является теплотехнический расчет.

Методика расчета мощности отопительной системы учитывает размеры отапливаемых помещений, термосопротивление ограждающих конструкций, конкретные климатические условия местности (минимальные температуры самой холодной пятидневки отопительного периода), а также размещение здания относительно розы ветров. Поскольку промышленные цеха занимают площади в сотни и тысячи квадратных метров, то и расчетная мощность системы отопления может составлять сотни киловатт и больше. Например, в климатических условиях средней полосы России для производственного комплекса с общим отапливаемым объемом помещений 165 тыс. куб. м (высота помещений – от 12 до 17 м) расчетная тепловая мощность системы составляет около 2 МВт.

Очевидно, что такое количество теплоэнергии может обеспечить централизованный источник (крупная ТЭЦ), либо собственная мини-котельная. Важнейшим преимуществом автономных источников тепла является возможность оперативно реагировать на изменение внешней температуры, что практически нереально в условиях централизованного отопления. Так что в современных условиях децентрализация теплоснабжения и использование автономных котельных становятся одним из действенных способов сокращения расходов предприятия.

Другой не менее важный вопрос, который предстоит решить, – какой тип отопления наиболее эффективен в данном конкретном случае. Таких типов, можно выделить три: воздушное, водяное и лучистое (инфракрасное). Каковы их особенности?

Воздушное отопление

Этот тип отопления является одним из наиболее распространенных способов поддержания приемлемой температуры для производственных помещений. Принцип его действия прост. Воздух нагревается на теплогенераторе или водяном калорифере (например, таких производителей, как Apen или Kroll) и по воздуховодам направляется в отопляемую зону. Распространение воздуха по помещению осуществляется с помощью распределительных головок или в виде направленных струй от вентиляторов. В качестве портативного варианта применяются разного рода тепловые пушки, которые можно перемещать по цеху по мере необходимости.

Такой тип отопления легко совмещается с приточными системами вентиляции и кондиционирования и позволяет обогреть помещения очень больших объемов. Достаточно сказать, что системы воздушного отопления применяются не только для промышленных цехов, но и для складских комплексов, крытых спортивных сооружений. К тому же по соображениям пожарной безопасности на ряде производств (например, химических и т.п.) это единственно разрешенный тип отопления.

Однако есть у него и ряд серьезных недостатков. Так, из-за низкой теплоемкости воздуха (в четыре раза меньшей, чем у воды), для поддержания приемлемой температуры в больших помещениях требуются мощные вентиляторы с производительностью до нескольких тысяч кубометров в час. А их применение многократно повышает затраты на электроэнергию.

Важно и то, что при такой системе много энергии тратится непродуктивно, так как теплый воздух поднимается вверх. Перепад температур в помещениях, оборудованных воздушными системами отопления, составляет 2,5°С на метр высоты. Это означает, что в здании высотой 12 м при средней температуре в рабочей зоне 15°С воздух под крышей оказывается нагретым до 40° С. Это приводит к резкому возрастанию тепловых потерь через наружные ограждения, верхние перекрытия, стены, световые проёмы.

Водяное отопление

В общем виде водяное отопление состоит из теплогенератора-котла, системы трубопроводов и отопительных приборов (конвекторов или радиаторов). Вода, нагреваемая в котле, с помощью циркуляционного насоса прогоняется через систему труб и отдает тепло в отопительных приборах. При применении двухтрубной схемы разводки и терморегуляторов есть возможность регулировать теплоотдачу на каждом конкретном радиаторе. То есть тепло доставляется адресно именно в те зоны промышленного здания или помещения, где оно необходимо.

Важнейшим компонентом таких водяных систем является отопительный котел. В зависимости от вида используемого топлива он может быть жидкотопливным, твердотопливным, газовым или электрическим. Наиболее экономичными и эффективными считаются газовые котлы, однако теплогенераторы на дизельном топливе также все еще пользуются в нашей стране популярностью – в тех местностях, где по каким-либо причинам нет магистрального газа.

Развитие современных отопительных котлов продолжается в направлении наиболее эффективного использования топлива. В настоящее время самой совершенной является конденсационная технология, разработанная для газовых котлов. Она позволяет утилизировать теплоту водяных паров, содержащихся в отходящих газах, и тем самым существенно повысить КПД теплогенератора (до 109% по стандартной методике расчетов по низшей теплоте сгорания топлива). Для этого в конструкции конденсационного котла предусмотрен специальный теплообменник, в котором происходит охлаждение дымовых газов, и частности, водяного пара, образующегося при сгорании газа, до температуры «точки росы». При этом фазовом переходе и происходит дополнительное выделение энергии. В целом, по мнению специалистов компании ARISTON (MTS Group), мирового лидера в области производства отопительного и водонагревательного оборудования, использование конденсационной технологии позволяет на треть снизить потребление газа.

Еще больше оптимизировать расход топлива помогают автоматизированные системы управления и контроля работы котельного оборудования. Например, в промышленных конденсационных котлах RENDAMAX (MTS Group) мощностью до 1200 кВт встроенная газовая горелка имеет плавное электронное регулирование. Благодаря этому тепловую мощность котла можно точно подстроить под требуемое теплопотребление, что позволяет снизить непроизводственные затраты. А приготовлением газовоздушной смеси и контролем горения в этих котлах управляет электронная система сжигания, автоматически выбирающая оптимальный рабочий режим котла. Это позволяет оптимизировать расход газа и добиться значительного снижения уровня выбросов оксидов азота и угарного газа. Кроме повышения экономичности оборудования и безопасности эксплуатации, автоматика уменьшает влияние так называемого «человеческого фактора» – неквалифицированного вмешательства, способного привести к нештатным ситуациям.

При необходимости увеличения тепловой мощности современные котлы могут работать в каскадном подключении. То есть несколько теплогенераторов установлены в одной системе и включаются один за другим по мере роста потребности в тепле. Например, уже упомянутые конденсационные котлы RENDAMAX снабжаются узлом автоматического управления каскадом (до 8 котлов) и системой контроля для погодо-зависимого регулирования. Зачастую это оказывается более экономичным решением, чем устанавливать один котел большой мощности.

Лучистое отопление

В качестве альтернативы традиционным конвективным схемам отопления, описанным выше, в последнее время предлагаются разного рода технологии лучистого отопления. Обогрев помещений здесь достигается с помощью потока лучистой энергии инфракрасного (теплового) спектра от излучателей, расположенных непосредственно над обогреваемой зоной. При использовании такого типа отопления прирост температуры по высоте составляет около 0,3o С на метр и при этом отсутствует эффект перегрева верхней части помещений. Это, в свою очередь, ведет к снижению затрат на отопление (до 30-40%). В числе других несомненных плюсов лучистого отопления – большие возможности для регуляции и малая инерционность.

Один из вариантов лучистого отопления – с использованием электрических инфракрасных нагревателей. Основным их элементом является тэн, который нагревается до 250oС (поэтому этот тип излучателей называется «светлым»). При такой температуре 90% энергии преобразуется в поток тепловых лучей, а 10% уходит на прямой нагрев воздуха. Однако, при всей экономичности этого метода, затраты на электричество для такого рода приборов оказываются подчас чересчур велики.

Другим вариантом лучистого отопления являются так называемые «темные» инфракрасные излучатели. Они получили это название благодаря тому, что их поверхность не нагревается до столь высоких температур, как у электрических приборов. Такие излучатели представляют собой систему полых труб, по которым движутся горячие газы, пар или вода. В целом, данные приборы позволяют достигать высокой степени теплового комфорта в рабочих зонах и могут использоваться комбинированно с традиционными системами отопления.

При существующем разнообразии технических возможностей для отопления промышленных зданий важно подобрать наиболее эффективный и экономически выгодный вариант. Ясно, что единственно верного решения здесь не существует – в каждом случае приходится учитывать множество факторов и ограничений. Однако очевидно, что использование современных энергоэффективных технологий и средств автоматизации отопительного оборудования позволяет достичь существенной экономии энергоресурсов.

Виды автономного отопления производственного помещения

Отопление производственного помещения – это задача непростая. Все дело в том, что в отличие от жилых зданий, такие объекты обычно возводятся под какой-то технологический процесс, да и размеры у них впечатляющие. Так, нередко встречаются даже такие производственные помещения, размеры которых составляются несколько тысяч квадратных метров. А высота потолков бывает и по 20-25 метров. Однако рабочая зона, которая действительно нуждается в обогреве часто составляет всего 2 квадратных метра. Так как же обогреть такое промышленное помещение?

  • Какое автономное отопление производственного помещения выбрать
  • Паровое отопление промышленных помещений
  • Водяные системы отопления производственных помещений
  • Особенности водяных тепловых установок
  • Воздушные нагревательные системы
  • Отопительные системы с использованием электроэнергии
  • Потолочные системы
  • Как правильно выбрать схему отопления

Применять здесь традиционные методы – воздушный или водяной обогрев? Коэффициент полезного действия у таких систем при использовании в огромных цехах будет минимальным, и вряд ли даст нужный эффект. А вот стоимость их обслуживания окажется для предприятия просто неподъемной, да и сотни метров металлических труб быстро покроются ржавчиной. Но какой вариант тогда выбрать, или оставить производственные цеха вообще без обогрева?

Какое автономное отопление производственного помещения выбрать

Но для начала надо определиться с видами производственных помещений, их характеристиками и функциями. Так, чаще всего встречаются склады, цеха и собственно производственные здания. При выборе эффективного обогрева следует учитывать особенности таких систем, к которым относятся:

  • максимальная эффективность;
  • возможность обогрева помещений с большими площадями;
  • нагреватели по возможности должны отапливать воздух и внутри, и снаружи.

Кроме того, на выбор нужной системы, как правило, влияют и такие факторы как специфика производственного процесса и стоимость оборудования, а также многое-многое другое. Далее мы рассмотрим более подробно плюсы и минуса каждого возможного варианта.

Паровое отопление промышленных помещений

Подобный вид обогрева довольно часто применяется в зданиях производственного назначения. Н есть у него как свои достоинства, так и недостатки. К первым относят:

  • постоянно высокая температура воздушной среды – от 100 градусов и выше;
  • как отопить, так и остудить после работы помещение можно максимально быстро;
  • не имеет значения этажность объекта, поскольку паровое отопление можно обустроить в здании с любым числом этажей;
  • небольшие размеры магистрального трубопровода и оборудования для обогрева.

Это идеальный вариант для того, чтобы отапливать производства периодически. Более того, такие системы лучше подходят для промышленных объектов, чем отопление с использованием воды в качестве теплоносителя.

Паровое отопление промышленных помещений

К минусам данного вида отопления относят:

  • сильные шумы при эксплуатации;
  • крайне сложно контролировать расход пара, а, следовательно, и теплоотдачу.

В зависимости от выбора топлива такая установка может стоить сейчас от 32000 до 86000 рублей для промышленного предприятия средних размеров, общей площадью до пятисот квадратных метров, и высотой потолков – до трех метров. Однако не следует использовать паровое отопление на объектах, где в воздух выделяются горючие газы, пыль и аэрозоль.

Водяные системы отопления производственных помещений

В этом случае источником тепла может стать местная котельная предприятия или даже централизованное теплоснабжение. При этом основной элемент такой системы – это специальный котел, который работает на газе, электричестве либо на твердом топливе. Конечно, лучше всего в качестве последнего выбирать газ или каменный уголь, но последний вариант будет несколько дороже. Другие виды топлива обойдутся организации гораздо дороже, а потому вряд ли целесообразно их использовать.

Особенности водяных тепловых установок

При использовании в качестве теплоносителя для обогрева здания воды нужно принимать во внимании следующие особенности таких систем:

  • постоянное высокое давление;
  • высокие температуры;
  • используются в основном для умеренного обогрева объектов (температура в среднем должна держаться на плюс десяти градусах), если это, конечно, не идет во вред производственному процессу.

Воздушные нагревательные системы

Подобное отопление можно сделать как местным, так и централизованным; а отличают его следующие особенности:

  • воздушные массы постоянно находятся в движении;
  • воздух регулярно меняется и очищается;
  • более равномерно распределяется по помещениям и температура;
  • безвредно для человека.

Нагретый воздух попадает в цех через воздуховоды, где и перемащивается с уже имеющимся. Причем большая часть его проходит потом через специальные фильтры, вновь нагревается и используется. Таким образом, энергопотери сводятся к минимуму. Кроме того, такая система обеспечивает подачу воздуха снаружи, который уже соответствует санитарным нормам. Однако если в процессе самого производства в атмосферу выделяются какие-то вредные вещества, то подобная система рециркуляции вряд ли окажется эффективной и безопасной. В этом случае придется полностью удалять весь выходящий наружу воздух.

Отметим, что при использовании местного отопления воздухом, источник тепла располагают в центре здания. В качестве последнего обычно берутся ВОА, тепловые пушки и тому подобное. Однако так можно обработать только воздух внутри, а свежие воздушные массы при этом поступать не будут.

Воздушный солнечный коллектор

Отопительные системы с использованием электроэнергии

Если размеры производственного помещения небольшие, то максимального комфорта для рабочих можно добиться с использованием электрических инфракрасных излучателей, которые, к слову, часто устанавливаются на складах. Однако главными устройствами для подобных систем все же являются так называемые тепловые завесы. Добавим, стоимость обогрева электричеством обходится предприятию примерно в 500000 рублей в сезон.

Потолочные системы

Большой популярностью сейчас пользуются потолочные отопительные системы. Причем особое лучистое отопление широко применяется не только на производственных объектах, но и в теплицах, оранжереях, и даже в жилых домах. Отличается подобный обогрева, прежде всего, тем, что нагревается не только воздух в помещении, но и пол, стены, и даже все предметы, в здании находящиеся. Отметим, и другие преимущества потолочных систем:

  • длительный срок эксплуатации;
  • требуется немного места для их размещения;
  • оборудование весит мало, а его монтаж несложен;
  • подходят для любых помещений.

Специалисты считают, что подобные системы целесообразно использовать на объектах с недостаточным использованием электроэнергии. Заметным плюсом также считается и скорость нагрева помещения. И если этот фактор играет определяющую роль, для производственного помещения лучистые панели подходят идеально.

Потолочные отопительные системы

Как правильно выбрать схему отопления

Однако, как бы ни хороши были потолочные системы лучистого отопления, для построек советского времени применить их будет проблематично. Все дело в том, что здания того времени – уже с большими теплопотерями. А потому для таких объектов нередко выбирают более экономный вариант, например, с использованием альтернативного топлива. Однако при выборе конкретной схемы следует учитывать и то, что существуют нормы СНиП для отопления производственных помещений:

  • проект должен делаться с учетом затрат тепла на нагрев воздуха, оборудования и предметов, а также прочих теплопотерь; причем последние могут составлять не более 3 градусов разницы между температурой воздуха внутри и снаружи помещения;
  • допустимые параметры используемого теплоносителя – 1,0 МПа давления и плюс 90 градусов температуры;
  • в качестве теплоносителя преимущественно использовать воду, если нет возможности обосновать применение прочих жидкостей;
  • при обогреве электроэнергией, весь объект должен отвечать соответствующим требованиям;
  • как правило, лестничные площадки не отапливаются;
  • газовое оборудование используется лишь тогда, когда продукты сгорания газа выводятся закрытым способом.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your quota.

Какой вид отопления выбрать для больших производственных помещений

Нет никаких сомнений в том, что отопление производственных помещений всегда являлось задачей, мягко говоря, нестандартной. И в этом нет ничего удивительного, так как каждое такое помещение возводилось строго под конкретный технологический процесс, а размеры его, в отличие от жилых или бытовых помещений, порой просто впечатляющие. Довольно часто встречаются даже промышленные здания, общая площадь которых достигает даже нескольких тысяч (!) метров квадратных. Высота потолков в них может быть по семь-восемь метров, но есть и такие, которые достигают невероятных двадцать-двадцать пять метров. Что характерно, рабочая зона в них, которая действительно нуждается в обогреве, не превышает пары метров.

  • 1 Виды отопления производственных зданий, цехов и складов
    • 1.1 Паровое отопление
    • 1.2 Водяное отопление
      • 1.2.1 Особенности водяного отопления
    • 1.3 Воздушное отопление
    • 1.4 Отопление электроэнергией
    • 1.5 Потолочные отопительные системы
      • 1.5.1 Среди преимуществ потолочных систем мы бы выделили следующие:
    • 1.6 Видео
  • 2 Схема обогрева производственных помещений
  • 3 Нормы СНиП для отопления производственных помещений

Так как можно отопить промышленное помещение? Есть ли смысл прибегать к традиционным методам – водяному или воздушному отоплению, к примеру – и даст ли это какой-либо эффект? Ведь КПД у них, если рассматривать его с точки зрения такого вот громадного здания, низкая, а стоимость обслуживания наоборот – высокая. Да и сотни метров трубопровода в скором времени покрываются ржавчиной, ведь промышленное здание – это большое количество блуждающего тока.

Так что лучше выбрать? Какой способ, какое отопление производственных зданий и помещений подойдет нам больше всего? Попробуем разобраться с этим вместе.

Виды отопления производственных зданий, цехов и складов

Среди особенностей отопления таких помещений хотелось бы выделить следующие:

  • Оборудование для обогрева должно применяться максимально эффективно.
  • Необходимости в обогреве помещения с большими площадями.
  • Нагреватели обязаны отапливать не только воздух внутри, но также снаружи. Их место расположения не играет никакой роли.

На выбор того или другого способа отопления должны влиять не только особенности источника тепла, но и, скажем, специфика производственного процесса, финансовая сторона вопроса и прочее. А теперь давайте рассмотрим позитив и негатив каждого типа.

Паровое отопление

Такого рода обогрев используется для зданий производственного назначения. У него есть и плюсы, и минусы.

  1. Перманентно высокая температура воздуха (от ста градусов и выше).
  2. Отопить помещение можно рекордно быстро, равно как и охладить его при необходимости.
  3. Этажность зданий не играет роли, паровое отопление приемлемо для любого количества этажей.
  4. оборудование для отопления, да и магистраль трубопровода, имеют незначительные размеры.

Важно ! Паровая система неплохо подходит под отопление производственных помещений, гораздо больше, чем, скажем, отопление водой. Идеальный вариант для того, чтобы отапливать периодически.

  1. Главным недостатком является сильная производительность шума при эксплуатации.
  2. Кроме того, расход пара, а следовательно и теплоотдачу регулировать невозможно.

Примерная стоимость такого отопления за один сезон может составлять от 32 до 86 тысяч рублей, в зависимости от выбранного топлива. Бралось среднее промышленное здание, общая площадь которого составляет приблизительно 500 метров, а высота потолка – 3 метра.

Нежелательно устанавливать паровое отопление в зданиях, где выделяется аэрозоль или пыль, а также горючие газы.

Водяное отопление

Если будет выбрано водяное отопление, то источником тепла может быть местная котельная, либо централизованное теплоснабжение. Главная составляющая такой системы – это котел, который может работать и на газу, и на твердом топливе, и даже на электричестве. Но лучше всего использовать либо газ (около 80 тысяч за сезон), либо каменный уголь (порядка 97 тысяч), так как другие варианты будут стоить дороже, что вызывает сомнения по целесообразности их использования.

Особенности водяного отопления
  1. Высокое давление.
  2. Высокая температура.
  3. Используется преимущественно в роли «дежурного» обогрева здания, с выставленной на плюс 10 температурой. Разумеется, если это не будет противоречить производственной технологии.

Воздушное отопление

Воздушное отопление производственных помещений бывает и местным, и централизованным. Оно характеризуется следующими особенностями:

  1. Воздух всегда подвижен.
  2. Следовательно, он периодически меняется и очищается.
  3. Температура распределяется равномерно по всему помещению.
  4. Все это абсолютно безопасно для человеческого организма.

Посредством воздуховодов нагретый воздух попадает в здание, где перемешивается с уже наличествующим и приобретает такую же температуру. Дабы минимизировать энергетические затраты, большая часть воздуха очищается при помощи фильтров, обратно нагревается и попадает в помещение.

Но воздух снаружи подается тоже, согласно санитарным нормам. Но если при производстве освобождаются какие-то вредные или ядовитые вещества, то процедура рециркуляции будет уже под вопросом. В таком случае теплота вытяжного воздуха должна утилизироваться.

Если же используется местное отопление воздухом, то источник тепла должен располагаться в самом центре здания (это могут быть тепловые пушки, ВОА и прочие). Но в таком случае обрабатывается только внутренний воздух, свежий же снаружи не поступает.

Один из способов отопления больших площадей это воздушно-отопительные агрегаты, смотрите наш обзор про них

Отопление электроэнергией

Если площадь промышленного помещения незначительна, то дабы создать для рабочих максимальный уют, вы можете обзавестись инфракрасными излучателями, которые преимущественно устанавливаются на складах.

Главными же устройствами являются так называемые тепловые завесы. Стоимость отопления электроэнергией – порядка 500 тысяч рублей за сезон.

Потолочные отопительные системы

Лучистое отопление в виде потолочных панелей используется не только лишь на производственных объектах, но и, например, в оранжереях, теплицах и даже в многоквартирных жилых домах.

Существенным отличием таких систем является то, что ими прогревают не только воздух, но и стены, пол, все предметы и людей в здании. Воздух не греется вовсе, а, следовательно, не циркулирует, благодаря чему можно избежать аллергии или простуды у сотрудников.

Среди преимуществ потолочных систем мы бы выделили следующие:
  1. Такие системы обладают длительным сроком эксплуатации.
  2. При этом они занимают очень мало места.
  3. Весят они немного, благодаря чему монтаж является крайне простым и быстрым делом. Также они могут подойти для любого помещения.

Особенно использование таких систем целесообразно при условии недостаточного количества электроэнергии. Более того, немаловажным фактором является еще и скорость нагрева помещения, и вот лучистые панели здесь подходят идеально.

Вне всяких сомнений, для отопления промышленных зданий лучше всего подходят именно лучистые нагреватели.

Видео

Схема обогрева производственных помещений

Несмотря на сказанное выше, использовать лучистое отопление для нашей схемы мы не будем. Дело в том, что большая часть производственных застроек еще советского образца, с большими теплопотерями. Для них необходим самый недорогостоящий вариант отопления, желательно с использование альтернативного топлива.

Итак, средний объем таких зданий составляет 5760 кубических метра, а для того чтобы восполнить потери, требуется мощность в 108 киловатт за час. Это весьма приблизительные цифры, которые зависят от ряда факторов. Отметим лишь, что у нас должен быть еще 30%-й запас мощности. Наше топливо – древесина и пеллеты.

Дабы получить необходимую нам мощность, требуется порядка 40 килограмм топлива в час, а если на производстве восьмичасовой рабочий день (плюс час перерыва), то в сутки потребуется 360 килограмм топлива. В среднем отопительный сезон составляет 150 дней, значит, в общей сложности нам понадобится 54 тонны дров. Но это значение максимально.

Теперь рассчитаем стоимость. (см. таблицу)

Расчеты отталкивались от того, что на сезон нам потребуется 25 тонн топлива. Если же отапливать газом, то его нам понадобится на 260000 руб., а электроэнергии – на все 360000 руб.

Нормы СНиП для отопления производственных помещений

Общих положений СНиП достаточно много, а расписаны они весьма обширно. Мы же с вами намерены выделить лишь их суть.

  1. Отопление производственных помещений следует проектировать с учетом теплопотерь, затрат тепла на нагрев воздуха, предметов, оборудования. Допустимые теплопотери – не более трех градусов разницы между температурой внутри и снаружи.
  2. Максимально допустимые параметры теплоносителя – 90 градусов и 1.0 МПа.
  3. Желательно использовать в качестве теплоносителя лишь воду, все другие материалы следует технически обосновывать.
  4. Если отапливается электроэнергией, то нужно, чтобы все оснащение соответствовало требованиям.
  5. Отопление лестничных площадок не проектируется.
  6. Если на одного сотрудника приходится больше 50 квадратных метров пола, то в постоянных рабочих местах должна быть указанная ранее температура, а в непостоянных – не меньше 10 градусов.
  7. Газовое оборудование можно использовать лишь тогда, когда продукты горения удаляются закрыто.

Как выбрать систему отопления цеха: основные виды и характеристики

Организация производственного процесса – это многоплановая задача, в которой нужно учитывать все факторы. Помимо оборудования и квалифицированных работников следует уделить особое внимание поддержанию оптимальной температуры в помещении. Для этого нужно разработать системы и схемы отопления цехов своими руками: сварочного, столярного, производственного.

  1. Выбор отопления по характеристикам помещения
  2. Воздушное отопление цеха
  3. Водяное отопление цеха
  4. Инфракрасное отопление цеха
  5. Карбоновые обогреватели
  6. Газовые ИК обогреватели

Выбор отопления по характеристикам помещения

Перед тем как сделать отопление цеха своими руками нужно выяснить несколько важных характеристик. Прежде всего — оптимальный температурный режим в помещении. От этого напрямую зависит выбор системы отопления.

При составлении схемы отопления столярного цеха или других производственных площадей нужно учитывать такие параметры:

  • Площадь и высота потолков. Если расстояние от пола до кровли более 3 метров, то конвекционные (водяные, воздушные) системы будут неэффективны. Это объясняется большим объемом помещения;
  • Теплоизоляция стен и крыши. Тепловые потери здания – это первое, что нужно учитывать при выборе. Система отопления для цеха должна быть не только эффективной, но и экономной. В таком случае лучше всего применять зональные источники тепла. Они будут поддерживать комфортный уровень температуры в определенной области помещения;
  • Технологические требования оптимальной температуры в цеху. Например, отопление цеха деревообработки должно поддерживать нагрев воздуха на постоянном уровне. В противном случае это скажется на качестве продукции. Если же исходным сырьем является металл, то комфортная температура нужна только для работников.

Для проведения этого анализа потребуется изучить достоинства и недостатки каждого вида отопления. Рассмотрим наиболее эффективное отопление производственного цеха, отличающееся в зависимости от схемы и используемых компонентов.

Воздушное отопление цеха

Для больших помещений с высокими требованиями к температуре рекомендуется использовать воздушное отопление цеха. Эта система представляет собой разветвленную сеть воздушных каналов, при которым перемещаются потоки горячего воздуха. Его нагрев происходит с помощью специальной климатической установки или газового котла.

Такие системы и схемы отопления цехов своими руками применимы для сварочного, столярного, производственного помещений. Основными конструктивными элементами этой системы являются:

  • Устройство забора наружного воздуха. Оно включает в себя вентиляторы и очистные фильтры;
  • Далее воздушные массы по каналам попадают в зону нагрева. Это может быть электрические приборы (спиральный элемент) или газовая установка с воздушным теплообменником;
  • Воздушные массы с высокой температурой движутся по каналам, которые распределяют тепло по отдельным производственным помещениям. Для регулирования уровня температуры нагрева в каждом выходном патрубке устанавливается дроссельная заслонка.

Подобная система воздушного отопления цеха имеет ряд существенных преимуществ перед стандартным. Главным из них является оптимальный нагрев помещения. Правильно расположенные воздушные каналы могут иметь направляющие элементы, которые фокусируют потоки воздуха в нужную зону цеха.

Также при дополнительной установке кондиционера эту же систему можно использовать в качестве охлаждающей. Однако такая схема отопления цеха довольно сложна в плане проектирования. Перед самостоятельной установкой нужно рассчитать мощность вентиляторов, форму и сечение воздушных каналов. Поэтому для монтажа воздушного отопления производственного цеха рекомендуется пользоваться услугами специализированных компаний.

Водяное отопление цеха

Использование традиционного водяного отопления актуально для небольших производств, площадь цехов которых не превышает 250 м². Оно нужно для постоянного поддержания температуры воздуха на оптимальном уровне по всему объему помещения. Зачастую отопление цехов деревообработки делают водяным.

Это связано с древесными отходами производства. Для их утилизации устанавливают твердотопливный котел длительного горения. Такая схема работы позволяет не только быстро, но и эффективно избавиться от древесных отходов. В дальнейшем они используются как топливо.

Однако эта схема организации отопления имеет ряд нюансов:

  • Для того чтобы эффективность отопления производственного цеха была максимальной — нужно значительно увеличить площадь нагревательных приборов. Для этого используют трубы большого диаметра, которые свариваются между собой в регистры;
  • Инертность. Нужно достаточно большое время для нагрева воздуха в цеху от теплоносителя;
  • Невозможность быстрого изменения температуры воды в трубах.

Однако наряду с этим при монтаже водяного отопления цеха сварки можно применять систему теплого пола. Такая схема поможет уменьшить требуемую площадь отопительных приборов. Одновременно с этим уменьшится инертность системы – воздух в цеху будет нагреваться быстрее.
Во время проектирования отопления можно предусмотреть организацию горячего водоснабжения, что является важным для многих производственных процессов. Для этого нужно для отопления цеха своими руками приобрести (или сделать) теплообменный бак.
Бак косвенного нагрева воды

В нем энергия теплоносителя будет передаваться через змеевик воде. Это даст возможность использовать горячую воду не только в бытовых нуждах, но и для производственных процессов.

Помимо твердотопливных котлов можно устанавливать другие виды отопительного оборудования:

  • Газовые котлы. Эффективны в экономическом плане, если нет дешевого твердого топлива;
  • Электрические нагреватели. Их предпочтительно не использовать, так как затраты на электроэнергию будут высоки;
  • Котлы, работающие на жидком топливе – дизель или отработанное машинное масло. Устанавливают в том случае, если нет газовых магистралей. Экономичны, но неудобны тем, что необходимы специальные емкости для хранения топлива.

Для применения водяных схем отопления цеха нужно правильно рассчитать мощность отопительной установки.

Стандартное соотношение 1 кВт выделяемой тепловой энергии на 10 м² площади актуально только для цеха, у которого высота потолков не превышает 3-х метров. Если же они выше, то каждый дополнительный метр это +10% к мощности котла.

Инфракрасное отопление цеха

Принцип работы инфракрасных обогревателей заключается в нагреве поверхностей за счет воздействия ИК излечения. Если система отопления сварочного цеха рассчитана на точечный обогрев определенных зон, то лучше всего использовать эти приборы. Эффективное отопление инфракрасными обогревателями для цехов следует начать с выбора нагревательных элементов. В настоящее время применяется два метода генерирования ИК излучения.

Карбоновые обогреватели

Его конструкция состоит из колбы, внутри которой расположена карбоновая спираль, и отражающего элемента. При прохождении тока по нагревательному элементу происходит его накаливание за счет высокого электрического сопротивления. В результате этого выделяются ИК излучение.

Для фокусировки тепловой энергии предусмотрен отражатель, изготавливаемый из нержавеющего железа или алюминия.

ИК электрические обогреватели могут применяться как дополнительное отопление столярного цеха. Их монтируют над теми рабочими зонами, где необходим стабильный температурный режим. К преимуществам электрических инфракрасных обогревателей можно отнести:

  • Простой монтаж;
  • Возможность регулирования температуры нагрева за счет изменения подаваемой мощности тока;
  • Небольшие габаритные размеры.

Однако из-за большого энергопотребления отопление электрическими инфракрасными обогревателями для цехов встречается редко. Вместо них монтируют газовые модели.

Газовые ИК обогреватели

Для производственных цехов большой площадью при необходимости зонального обогрева рекомендуется применять газовые модели инфракрасных обогревателей. Их принцип работы основан на так называемом беспламенном горении смеси газа и воздуха на керамической поверхности. В результате этого формируется ИК излучение, которое фокусируется отражателем.

Для эффективного отопления инфракрасными обогревателями цехов зачастую используют потолочные модели обогревателей. Важно правильно рассчитать высоту крепления и требуемую мощность. От этих параметров будет зависеть площадь обогрева и температурный режим в этой части цеха.

Они используются в качестве системы отопления сварочного цеха, где комфортная температура нужна только для обеспечения нормальных условий рабочему персоналу. Однако при планировании такого вида обогрева нужно учитывать ряд нюансов:

  • Инфракрасную систему отопления для цеха нельзя применять, если нужен нагрев воздуха во всем помещении. Обогреватели рассчитаны на локальное воздействие;
  • Для минимизации расходов нужно использовать только природный магистральный газ. Сжиженный баллонный помимо дополнительной закупки обменных емкостей неудобен периодической процедурой подключения.

Но несмотря на эти недостатки, применение инфракрасного отопления для цехов деревообработки и других направлений промышленности остается оптимальным вариантом. Однако для монтажа газового отопления цеха только своими руками нужно провести ряд согласовательных мероприятий со службой газа, чтобы получить все разрешительные документы.

Как же правильно выбрать систему отопления для того или иного цеха? Нужно учитывать ее эксплуатационные параметры, расходы на приобретение оборудования и цену энергоносителя. Помните, что от эффективности отопления любого производственного цеха будет зависеть себестоимость продукции.

Если же нужен экономный вариант организации отопления столярного цеха – на видео можно увидеть нестандартные способы нагрева воздуха с использованием опилок и деревянной стружки.

Выбор и сравнение эффективности методов интенсификации теплообмена в промышленных теплообменных аппаратах

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 20.06.2017 2017-06-20

Статья просмотрена: 1095 раз

Библиографическое описание:

Ибрагимов, У. Х. Выбор и сравнение эффективности методов интенсификации теплообмена в промышленных теплообменных аппаратах / У. Х. Ибрагимов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 24 (158). — С. 145-147. — URL: https://moluch.ru/archive/158/44696/ (дата обращения: 28.02.2021).

Энерго- и ресурсосбережение можно рассматривать как оптимизацию энергетических и материальных потоков существующих технологических процессов для производства продуктов, а более широко — как поиск новых путей рационального использования энергии и сырья для получения тех же, а также новых продуктов. Достижение положительных результатов при экономии энергетических ресурсов возможно только при анализе промышленного энергоиспользования, уровней полезного использования энергии и энергетических потерь на разных участках промышленного предприятия, определении основных, наиболее эффективных путей экономии энергетических ресурсов в промышленности [1].

В современных условиях и в перспективе один из важных путей повышения экономичности энерготехнологических установок — совершенствование теплообменного оборудования с помощью внедрения эффективных способов интенсификации теплообмена. Посредством интенсификации теплообмена увеличивается количество тепла, передаваемого через единицу поверхности теплообмена, и, соответственно, уменьшаются массогабаритные показатели теплообменника; достигается более выгодное соотношение между передаваемым количеством тепла и мощностью, затрачиваемой на прокачивание теплоносителей. Высокое техническое качество интенсифицированного теплообменного оборудования улучшает общие характеристики энерготехнологических установок.

При разработке теплообменного оборудования используется довольно широкий перечень способов интенсификации, некоторые из них являются для теплоэнергетики достаточно традиционными: использование турбулентного режима течения теплоносителей, шероховатых поверхностей теплообмена, криволинейных каналов; уменьшение диаметра каналов; тесные пучки труб; повышение скорости течения сред; оребрение поверхности теплообмена; применение турбулизаторов потоков теплоносителей, псевдосжиженного слоя; устройство поперечных перегородок в трубном пучке.

Активное исследование и внедрение в промышленность различных методов интенсификации теплообмена обусловлены достижением больших практических результатов за счет уменьшения массы теплообменной аппаратуры или значительного повышения ее эффективности.

Разработаны и исследуются самые различные методы интенсификации теплообмена. Принципиально их классифицируют на две категории [2]:

1) активные методы интенсификации: механическое воздействие на поверхность теплообмена (вращение или вибрация поверхности, перемешивание жидкости и т. п.); воздействие на поток электрическим магнитным или акустическим полем, пульсациями давления; вдув или отсос рабочей среды через пористую поверхность и др.

2) пассивные методы, в основе которых — воздействие на поток формой поверхности теплообмена: применение вставных интенсификаторов (винтовых, локальных и пластинчатых закручивателей потока), различное оребрение поверхности теплообмена и др.

Рассматриваемые в данной статье методы интенсификации конвективного теплообмена относятся ко второй категории, и их, в свою очередь, можно разделить на следующие основные группы:

1) придание потоку жидкости вращательно-поступательного движения;

2) разрушение пристенных слоев жидкости.

Первый способ заключается в создании закрученного движения потока с помощью ленточных, шнековых и пластинчатых завихрителей. Такие завихрители воздействуют на весь поток. Второй способ состоит в воздействии на пристенную область течения за счет искусственной шероховатости в виде различного типа накаток на внутренней стенке труб, проволочных спиралей и т. п.

Исследователями накоплен обширный экспериментальный материал по теплообмену в трубах с различными типами завихрителей, охватывающий высокий диапазон изменения нагрузок и физических свойств сред [3–5].

Для некоторых способов интенсификации при помощи ленточных завихрителей выполнены интересные обобщения опытных данных в [6–7].

Для сопоставления тепловой эффективности различных по конструкции интенсификаторов на основании экспериментов, проведенных разными авторами при различных средних температурах потока среды и в разных диапазонах чисел Рейнольдса и Прандтля, возможно использование соотношения:

(1)

где индекс «0» означает гладкую поверхность теплообмена.

Зависимость (1) характеризует увеличение коэффициента теплоотдачи в трубе с интенсификатором по сравнению с коэффициентом теплоотдачи в гладкой трубе.

Использование любого из известных методов сопровождается также ростом гидродинамического сопротивления. Поэтому для сопоставления полной теплогидродинамической эффективности различных по конструкции интенсификаторов часто целесообразно применение известного соотношения:

(2)

характеризующего относительное увеличение интенсивности теплообмена в трубе с интенсификатором на единицу дополнительно затраченной энергии.

Сравнение эффективности различных методов интенсификации теплообмена, также выполненное В. К. Мигаем в [8], приведено на рис. 1. Здесь . Автор указывает, что при малых значениях чисел Рейнольдса трубы с кольцевыми выступами обладают наилучшими показателями.

Рис. 1. Сравнительная эффективность различных методов интенсификации теплообмена: 1–7 — трубы соответственно: с кольцевыми выступами, типа конфузор-диффузор, со спиральными вставками, спирально-профилированные, с волнистой осью, с перфорированными вставками, с обтекаемыми выступами

Сравнительная оценка теплоотдачи для различных типов интенсификаторов выполнена в [9] и представлена на рис. 2.

Здесь К* — соответствующие каждому эксперименту критериальные уравнения для расчета чисел Nu. Как видно из рис. 1.3, эффективным способом интенсификации, по мнению авторов, является применение многозаходных спиральных канавок на внутренней поверхности труб, созданных методом электрохимической обработки.

Приведенный выше краткий сравнительный анализ известных работ показал целесообразность применения практически всех пассивных методов интенсификации теплообмена для ламинарного режима течения. Очевидна весьма высокая эффективность дискретной шероховатости в данных условиях при ее несомненной технологичности.

Рис. 2. Теплоотдача в трубах с различными типами интенсификаторов: 1-спиральные канавки; 2-ленточный завихритель; 3-винтовой змеевик; 4-лопаточный завихритель; 5-гладкая труба

Детальной проработке физических, теоретических и практических аспектов данного метода интенсификации теплообмена посвящено большое число работ таких видных ученых, как Г. А. Дрейцер, В. К. Мигай и другие, но в основном для турбулентного и переходного режимов течения. Г. А. Дрейцером [10] также изучен вопрос об эффектах солеотложения на шероховатых поверхностях теплообмена, где показано преимущество этих поверхностей в этом плане перед гладкими трубами и каналами.

Разумеется, выбор метода интенсификации теплообмена в каждом случае индивидуален и определяется назначением аппарата, его конструкцией, свойствами рабочего тела и тому подобными факторами.

  1. Лаптев А. Г., Николаев Н. А., Башаров М. М. Методы интенсификации и моделирования тепломассообменных процессов. Учебно-справочное пособие. –М.: «Теплотехник», 2011, -335 с.
  2. Жукаускас А. А. Конвективный перенос в теплообменниках. –М.: Наука, 1982. -472 с.
  3. Зозуля Н. В., Шкуратов Н. Я. Теплоотдача в трубах с проволочными турбулизаторами // теплообмен в энергетических установках. –Минск, 1967. с. 36.
  4. Клачак А. Теплопередача в трубах с проволочными и ленточными турбулизаторами // Теплопередача. -1973. –сер. С. -№ 4. –с. 134–136.
  5. Ковальногов А. Ф., Щукин В. К. Экспериментальное исследование теплоотдачи в трубах при местной закрутке потока шнековыми закручивателями // Теплоэнергетика. -1968. -№ 6. –с. 81–84.
  6. Назмеев Ю. Г., Николаев Н. А. Обобщение опытных данных по теплоотдаче в трубах с ленточными завихрителями // Теплоэнергетика. -1980. -№ 3. –с. 51–53.
  7. Щукин В. К. Обобщение опытных данных по теплоотдаче в трубах с ленточными завихрителями // Изв. Вузов. Авиационная техника. -1967. -№ 2. –с. 14–19.
  8. Мигай В. К. Моделирование теплообменного и энергетического оборудования. –Л.: Энергоатомиздат, 1987. -236 с.
  9. Рзаев А. И., Филатов Л. Л., Циклаури Г. В. и др. Влияние геометрии интенсификатора — спиральных канавок на конвективную теплоотдачу в трубах // Теплоэнергетика. -1992. -№ 2. –с. 53–55.
  10. Дрейцер Г. А. Исследование солеотложений при течении воды с повышенной карбонатной жесткостью в каналах с дикретными турбулизаторами // Теплоэнергетика. -1996. -№ 3. –с. 30–35.
Ссылка на основную публикацию