XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Обогрев производственных помещений большого объема промышленных предприятий представляет определенные трудности. Работа системы отопления таких помещений осложнена необходимостью нагрева большого объема воздуха, как правило, за счет использования систем воздушного отопления, а также конвективных нагревателей. В качестве последних обычно используют регистры из гладких труб, расположенные по периметру отапливаемого помещения. Расположенные вдоль стен регистры не могут заметно нагреть воздух внутри помещения, тем более до расчетных температур, а использование воздушного отопления крайне неэффективно.

Недостатком подобного обогрева помещений является то, что при конвективном отоплении тепловой комфорт обеспечивается нагретым воздухом, поступающим от установок воздушного отопления и других конвективных устройств, который сразу поднимается вверх. Это приводит к тому, что объем помещения начинает обогреваться воздухом сверху вниз, при этом под кровлей величина температуры воздуха самая большая в помещении, достигающая 30 ^ОС и выше, что с учетом невысоких теплоизоляционных свойств крыши приводит к большим потерям тепла. При этом, как правило, у поверхности пола наблюдаются некомфортные условия для работы людей, зачастую с температурами воздуха ниже расчетных значений.

В результате увеличенного воздухообмена при использовании конвективных нагревателей потребление тепла для обеспечения требуемой температуры воздуха внутри помещения увеличивается.

Таким образом, для отопления зданий большой высоты и объема, с низким качеством или отсутствием изоляции ограждающих конструкций с успехом применяются системы «лучистого инфракрасного обогрева», в которых отмеченные выше недостатки отсутствуют.

В подобных установках, расположенных, как правило, под потолком помещения, вследствие направленного излучения тепловой энергии в нижнюю его зону и передачи тепла непосредственно обогреваемым поверхностям, а не воздуху, отсутствует необходимость увеличения мощности установки в расчете на высоту помещения. Отсутствие застоя теплого воздуха в районе кровли способствует уменьшению тепловых потерь помещения. Кроме этого, в помещениях, отапливаемых приборами лучистого отопления, температура воздуха может быть заметно (на 3-5^ОС) ниже расчетной температуры, в то время как поверхности стен и оборудования имеют температуру выше, что в целом дает то же ощущение комфорта для людей в помещении.

Правильный подбор типа и количества инфракрасных обогревателей, схемы их размещения позволят выбрать оптимальный вариант инфракрасной отопительной системы цеха. Такой способ, как показывает практика, сегодня наиболее эффективен и может дать до 50–70 % экономии в затратах на отопление.

Имеются существенные отличия между применением излучателей различных типов. Излучатели бывают «светлые» и «темные».

«Светлые» – излучатели с открытым горением газа на поверхности керамической пластины и с выделением продуктов сгорания непосредственно в отапливаемое пространство.

Рис.1. Конструкция газового инфракрасного излучателя «светлого типа»

«Светлые» излучатели имеют следующее преимущество: из-за высокой температуры излучающей поверхности (900-1000°С) обеспечивается высокая мощность теплового излучения на единицу поверхности.

Однако, у «светлых» излучателей есть и недостатки:

– жесткое излучение, которое при длительном воздействии способно проникать сквозь кожу человека и вызывать онкологические заболевания, особенно вредно это для глаз, находящихся в зоне облучения людей;

– пожароопасны, то есть необходимо соблюдать технические требования к размещению горелок на удалении от горючих материалов;

– ограниченность применения (используются главным образом там, где люди не находятся постоянно, больше для обогрева оборудования, сушки различных изделий или сыпучих веществ);

– необходимость принудительной вентиляция окружающего воздуха, которая увеличивает теплопотери помещения и приводит к дополнительному росту тепловой мощности системы отопления и экономических потерь;

– размещение «светлых» нагревателей на значительной высоте (более 15 м от уровня пола).

У «темных»излучателей горение газа происходит в трубе, которая и дает инфракрасное излучение, продукты сгорания удаляются за пределы отапливаемого помещения через дымоход.

Рис. 2. Конструкция газового инфракрасного излучателя «темного типа»

Имеют следующие преимущества:

– излучение с более «естественными» для человека характеристиками, близкими к солнечному, что снимает большинство ограничений на применение излучателей;

– применяются для обогрева производственных помещений с потолком ниже 3-5 м;

– применение «темных» излучателей не противоречит требованиям санитарных норм и пожарной безопасности.

Окупаемость инфракрасных систем выше в 2-3 раза окупаемости традиционных систем отопления. Использование лучистых отопительных систем, как очень прогрессивных и эффективных отопительных систем, имеет много достоинств с точки зрения образования рабочей среды:

– децентрализованное использование природного газа обеспечивает его рациональное применение с высоким КПД и более простое регулирование температур в рабочих зонах;

– на рабочих местах обеспечивается тепловой комфорт, поскольку температура воздуха на полу на 2-3 °С выше, чем на высоте 1,5 м над полом;

– экономичность системы достигается за счет снижения эксплуатационных затрат (в 3-4 раза).

При выборе газовых систем лучистого отопления необходимо обоснованно подходить к выбору характеристик излучателей с целью ограничения негативных факторов, воздействующих на здоровье людей и исключения ошибок при проектировании, выборе типа обогревателя и его монтаже. Для организации работы по устройству системы инфракрасного обогрева необходимо заказывать проект в специализированной организации, имеющей соответствую лицензию и опыт в выполнении данного вида работ, устанавливаемое оборудование должно соответствовать ГОСТам и СНиПам.

Литература:

Мачкаши А., Банхиди Л. Лучистое отопление. М., «Стройиздат», 1985.

Молька В. Три «Э» в отоплении промышленных помещений. — Киев, 2005.

Газовое лучистое отопление – радикальное решение для повышения энергоэффективности [Электронный ресурс] https://packo.ru/node/3321