- Подбор оборудования для отопления
- Расчёт газового воздушного отопления
- Расчёт газового инфракрасного отопления
- Проектирование газолучистого отопления
- Техобслуживание газовых обогревателей
- Выбор системы отопления цеха
- Инфракрасное отопление производственных помещений
- 10 ответов на вопросы о тёмных инфракрасных
- 10 ответов на вопросы о светлых инфракрасных
- Сертификаты
- Покупка и доставка
Выбор системы отопления цеха
Выбор системы отопление цеха – комплексная задача
Что предполагает выбор системы отопления цеха.
Во-первых: обеспечить соответствующий температурный режим для производственных процессов.
Во-вторых: создать тепловой комфорт рабочему персоналу.
При этом система должна быть энергоэффективной и безопасной.
Содержание статьи:
1. Требования к системам промышленного отопления
2. Факторы влияющие на выбор теплового оборудования
3. Сравнение систем теплоснабжения
3.1. Водяное
3.2. Воздушное
3.3. Инфракрасное
4. Отопление цеха – этапы выбора
5. Выбор системы отопления цеха – типичные ошибки
1. Требования к системам промышленного отопления
Проектирование, монтаж, наладка и последующая эксплуатация должна выполнятся в соответствии с действующими нормами, правилами, регламентами.
Основные документы:
СП 60.13330.2020 (Отопление, вентиляция, кондиционирование).
СанПиН 1.2.3685-21 (Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и безвредности для человека факторов среды обитания).
1.1. Температурный режим
Требуемые и допустимые отклонения от показателей температуры, зависят от времени года и трудоёмкости выполняемых работ.
В зависимости от физиологических энергозатрат разделяются на несколько категорий.
К примеру:
— в тёплый период года, оптимальная температура для работ с высокой физической активностью составляет: от 14 до 21 °C.
— в холодный период, для работ с низкой физической активностью, оптимальный температурный фон, составит: от 21 до 23 °C.
— для мест непостоянного пребывания рабочего персонала (склады и т.п.) – возможно снижение, до 5 °С.
1.2. Тепловой баланс
Это состояние, когда суммарные показатели притока тепла (от нагревательных приборов, работающего оборудования, освещения и пр.) и суммарные показатели потерь (через кровлю, стены, окна, инфильтрацию) – равны.
На рисунке показано условное распределение теплопотерь производственного помещения.
1.3. Энергоэффективность
Достижение заданного теплового баланса и соблюдение санитарно-экологических требований при минимальном потреблении энергоресурсов (газа, воды, пара, электричества).
1.4. Безопасная эксплуатация
Защита людей, зданий, внутрицеховых процессов от возможных рисков. Для объектов имеющих разные категории взрыво-и пожароопасности, предъявляются разные требования.
2. Факторы, влияющие на выбор теплового оборудования
2.1. Параметры здания:
- Габариты, геометрия, объём.
- Воздухообмен (включая требования к общей или местной вентиляции).
- Теплопотери через ограждающие конструкции (потолок, стены, пол, окна, инфильтрацию).
- Размеры ворот, а также, средние показатели времени и частоты их открывания в сутки.
2.2. Характер производственных процессов:
- Технологическая потребность в тепле:
— для сварочных работ, окраски, сушки, разогрева, защиты от выпадения водяного конденсата, особые требования для хранения материалов и др.?
- Учёт побочного тепловыделения:
— возникающего при эксплуатации оборудования (станков, прессов, печей, компрессоров, сушильных камер и пр.).
- Объём и характер вредных веществ, образуемых в процессе производства:
— сварочных дымов, газов, окислов, пыли, паров.
- Категория взрыво- и пожароопасности:
— определяется исходя из объёма и концентрации горючих веществ (материалов) и характера процессов, где они применяются.
2.3. График труда:
- Количество и продолжительность смен:
— температура в период рабочего и нерабочего времени.
- Дополнительные требования:
— например: необходимость быстрого прогрева здания после простоя (выходные, ночь).
2.4. Экономическая целесообразность децентрализованной системы:
- Стоимость и доступность энергоресурсов:
— газа, угля, мазута, электроэнергии.
- Капитальные затраты:
— проектирование, строй-монтаж, пуско-наладка.
- Эксплуатационные затраты:
— оплата энергоресурсов, зарплаты обслуживающему персоналу, стоимость ТО.
3. Сравнение систем теплоснабжения
3.1. Водяное отопление цеха
Описание работы водяной системы
Разогрев теплоносителя (воды, антифриза и т.п.) в котле (на газе, мазуте, твёрдом топливе, электричестве), с последующей передачей по коммуникациям в зону обогрева.
Плюсы
— практичный вариант для относительно невысоких цехов.
— Привычная и понятная логика процесса.
— Возможность использования разного топлива.
Минусы
— Длительный выход на рабочий режим.
— Риск размораживания при аварии.
— Высокие затраты на этапе капитального строительства.
— При поломке одного важного узла или элемента, вся система может перестать работать.
— Низкая эффективность в крупно-объёмных зданиях.
— Выраженная стратификация воздуха (разница температуры у пола и потолка).
— Снижение температуры энергоносителя при транспортировке, от источника, к объекту.
— Недостаточный прогрев участков, расположенных на удалении от теплопередающих коммуникаций.
Для каких цехов эффективно?
Невысоких, с утеплёнными ограждающими конструкциями и желательно круглосуточным графиком.
3.2. Воздушное отопление цеха
Описание работы воздушной системы
Нагрев воздуха тепловым генератором (газ, электричество, мазут) с последующим принудительным нагнетанием через воздушные каналы в отапливаемое помещение.
Плюсы
— Более быстрый в сравнении с водяным способ обогрева.
— Возможность одновременного обустройства приточной вентиляции.
— Нет риска замерзания сетей.
Минусы
— Активное движение воздуха способствует появлению сквозняков.
— Если внутрицеховая атмосфера загрязнённая (дымы, пыль, пары) – вредности будут расплываться всему помещению.
— Шум, вызываемый работой вентиляторов.
— Проложенные воздуховоды, могут занимать полезную площадь.
— Выраженная стратификация воздуха: вверху тепло, внизу прохладно.
Для каких цехов эффективно?
Не имеющих строгих ограничений к качеству внутреннего воздуха, высотой до 8 метров
3.3. Инфракрасное отопление цеха
на фото: отопление цеха светлыми газовыми инфракрасными обогревателями
на фото: отопление цеха тёмными инфракрасными обогревателями
Описание работы лучистой системы
Излучение исходящее от инфракрасных горелок, направленно греет нижние поверхности цеха. В свою очередь, нагретые поверхности, передают часть тепла окружающему воздуху. При этом максимальная температура сохраняется на высоте «рабочей зоны» – где люди и станки.
Плюсы
— Меньший расход газа и электроэнергии в сравнении с газовыми котельными и воздухонагревателями.
— Рациональный баланс температуры с незначительным перепадом по высоте.
— Быстрое ощущение тепла благодаря низкой инерционности возникает через 10-20 минут после включения ИКО.
— Возможность локального автономного обогрева зон (участков, рабочих мест), на площади цеха.
— Отсутствие жидкого теплоносителя исключает риск утечек, порывов и размораживания сетей.
— Естественный комфорт: тёплый пол и нет сквозняков.
— При работе ИКО не воспроизводится движение воздуха, что исключает принудительную циркуляцию вредностей (дыма, паров, пыли, окислов).
Минусы
— Риск неравномерного распределения температуры, при ошибках в размещении излучателей.
— Ограничения в применении для зданий с определёнными категориями взрыво-пожарной опасности и степенью огнестойкости.
Для каких цехов эффективно?
Высотой от 10 метров и выше. Особенно для зданий с недостаточной теплоизоляцией стен и кровли (типичный пример: цеха советского периода выстроенные из ж/б панелей с большой площадью устаревшего остекления).
Познавательная статья: Газовое инфракрасное отопление производства.
Существует два типа промышленных газовых инфракрасных излучателей (сокращённо ГИИ):
Светлые (керамические):
— модели имеют номинальную мощность: от 5 до 60 кВт.
Тёмные (трубчатые):
— модели имеют номинальную мощность: от 10 до 120 кВт.
Оба типа отличаются принципиальной конструкцией, температурой теплопередающей поверхности и длиной электромагнитной волны.
Но используют одинаковый способ передачи тепла – излучением.
Практические примеры внедрения газового инфракрасного отопления на предприятиях РФ
3.4. Воздушно-тепловые завесы
Обеспечивают дополнительное энергосбережение и сбалансированный микроклимат.
- Назначение:
– создать с помощью направленной струи барьер, разделяющий внешнюю и внутреннюю атмосферу.
- Цель:
– препятствовать проникновению холодного и (или) загрязнённого воздуха.
- Источники нагрева струи:
— газ, горячая вода, электричество.
Воздушно-тепловые завесы – логичный дополнительный компонент в системах теплоснабжения зданий и сооружений.
Больше информации: промышленные воздушные завесы на разных видах топлива.
4. Отопление цеха – этапы выбора
4.1. Сбор исходных данных:
- Площадь, высота, внутренний объём. Материалы ограждающих конструкций (стен, окон, крыши, пола). Кратность воздухообмена. Пожарная категория. Особенности производственных процессов. Доступные энергоносители.
4.2. Тепловой расчёт:
- Это документ, расчётным способом обосновывающий потребность энергии (Гкал) необходимой для теплоснабжения цеха.
4.3. Предварительный выбор способа обогрева:
Термозащита здания
Высота потолка
Варианты оборудования
Хорошо утеплённое
До 5 метров
Водяное, воздушное, электрическое.
Плохо утеплённое
От 5 до 10 метров
Воздушное или инфракрасное
Плохо утеплённое
Свыше 10 метров
Промышленные инфракрасные обогреватели
4.4. Экономическое сравнение:
- Предварительно рассчитайте капитальные затраты на строительство каждого из вариантов.
- Оцените расходы на содержание (стоимость энергоресурсов, обслуживающий персонал, сервис).
4.5. Примите решение
Основываясь на сравнении капитальных и эксплуатационных затрат рассматриваемых вариантов.
5. Выбор системы отопления цеха – типичные ошибки
№ 1. Некорректный теплотехнический расчёт приводит к внедрению мощности, не соответствующей требованиям (недостаточной или избыточной).
№ 2. Отказ от установки воздушных завес на въездных воротах повысит потребление энергоресурсов, ввиду необходимости компенсации тепла.
№ 3. Намерение отопить крупноразмерный плохо утеплённый цех, конвективной системой. Результат такого решения приведёт к ощутимому перепаду температур у пола и потолка, а как следствие, повышенным энергозатратам.
Заключение
Ввиду износа теплогенерирующего оборудования и роста цен на энергоносители, доля затрат на отопление становится всё ощутимей для предприятий разных отраслей.
Внедрение современных энергосберегающих систем – это повышение конкурентоспособности, благодаря снижению расходов на теплоснабжение, учитываемых при формировании себестоимости выпускаемой продукции.
Выбор системы отопления цеха
Подытожим:
- Сравните бюджет на строительство и эксплуатационные расходы нескольких вариантов обустройства теплоснабжения.
- Принимайте решение основанное на цифрах.
- Обращайте внимание на комбинированные варианты. К примеру: высокое здание цеха обогревается инфракрасными излучателями, небольшие производственные помещения – воздушными теплогенераторами, административно-бытовые – котельной, а в проёмах уличных ворот – отсекающие завесы.
Источники для написания статьи:
СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» (актуализированная редакция СНиП 41-01-2003).
СП 124.13330.2012 «Тепловые сети» (редакция СНиП 41-02-2003).
Отраслевые порталы и специализированные издания: «АВОК», «СОК», «HeatClub», «Энергосбережение».