Площади производственных помещений различных субъектов промышленности могут достигать нескольких тысяч квадратных метров, на отопление которых требуются котельные большой мощности. Как именно организовано отопление производственных помещений такого масштаба, мало кто знает.
В зависимости от типа помещения, которое предполагается отапливать с помощью автономной котельной, при проектировании нужно учесть ряд факторов:
- Система отопления должна быть экономически выгодна предприятию;
- Высота потолков будет сильно влиять на распределение тепла по помещению;
- Мощности котельной должно хватать с запасом для поддержания комфортной температуры даже в самые холодные периоды;
- От того, насколько правильно будут учтены все моменты при выборе вида отопительной системы, будет зависеть комфорт сотрудников, а соответственно и их производительность;
Виды систем отопления производственных помещений
Для отапливания больших площадей производственных помещений могут использоваться различные виды систем отопления. Все они отличаются методом нагрева, теплоносителем, имеют свои плюсы и минусы.
Паровое отопление помещений
Теплоносителем в этом случае является водяной пар, образованный в результате нагрева котлом воды до температуры кипения. Пар передается системой насосов по подающей линии в радиаторы отопления после чего возвращается в котел для повторного нагрева. Возможно использование естественной циркуляции, в таком случае надобность циркуляционных насосов отпадает, но такая система подходит не для всех типов построек, большие помещения могут прогреваться неравномерно.
Центральной частью паровой системы отопления является водогрейный котел, который может работать на различных видах топлива:
- На твердом топливе - дрова и уголь;
- На жидком топливе - дизель, мазут или отработанное масло;
- На природном газе;
Преимуществами паровой системы отопления помещений большой площади являются быстрое достижение максимальной температуры, независимость от этажности здания, высокая теплоотдача. Среди недостатков можно отметить тот факт, что контроль температуры пара невозможен, поэтому отопительные приборы всегда очень горячие. Как следствие этого недостатка тут же появляется и следующий - высокая температура вызывает преждевременный износ приборов, что ведет к их замене. При нарушении целостности горячий пар из системы отопления вырывается под большим давлением, а контакт с ним приводит к серьезным травмам, поэтому важно своевременно обслуживать элементы системы.
Водяное отопление помещений
Один из самых распространенных способов отопление производственных помещений и предприятий - с помощью водяного отопления. Это объясняется хорошей эффективностью, гибкостью управления и большим выбором топлива для нагрева и доступностью теплоносителя.
Принцип работы водяной системы отопления идентичен паровой, с той лишь разницей, что вода нагревается не до состояния пара, а до нужной температуры, которую можно регулировать вручную или автоматически в зависимости от температуры в помещении. Распространяться вода по приборам может как за счет естественной циркуляции, так и с помощью системы насосов, принудительно образующих ее движение.
Как и в случае с паровой системой нагревание воды происходит в водогрейном котле. Топливом для систем водяного отопления могут служить газ, дизель, мазут, уголь, дрова, отработка и нефть.
Преимущества водяного отопления заключаются в простоте монтажа системы, повсеместной доступности воды, долгий срок эксплуатации и возможность контроля температуры для поддержания комфорта в помещении.
Также у системы имеются и недостатки:
- Долгий нагрев теплоносителя;
- При нарушении целостности труб и отопительных приборов, возможна утечка воды;
- Из-за постоянного контакта труб с водой и ее нагрева, к ней предъявляются ряд требований по химическому составу, который может оставлять налет в трубах под воздействием высоких температур. Вместо воды рекомендуется использовать специальный, более эффективный теплоноситель, который не вызывает химических реакций внутри труб и приборов.
- Возможно замерзание воды в системе, что может привести к повреждению труб и отопительных приборов из-за расширения воды. Чтобы этого не произошло запуск системы должен быть своевременным, нельзя допускать понижения температуры в системе ниже 0.
Более редкими видами систем отопления являются воздушное и электрическое отопления.
Воздушное отопление помещений
Принцип действия системы воздушного отопления основан на принудительной циркуляции воздуха в помещении. Холодным воздухом обдувается нагретый теплообменник после чего разогретый воздух подается в систему вентиляции, по которой распространяется по помещению.
К преимуществам такой системы отопления можно отнести:
- Возможность ручного или автоматического контроля температуры для поддержания внутреннего климата как всего помещения, так и его отдельных зон;
- Полностью исключены недостатки водяной и паровой системы. Исключена возможность протечек, разморозки, коррозии;
- Высокая экономическая выгода при использовании газового оборудования для нагрева теплообменника;
- Простота обслуживания, требуется только периодическая чистка вентиляции и обслуживание котла;
- Воздух в помещении самоочищается за счет постоянной циркуляции;
К основным недостаткам относится:
- Сложность проектирования и монтажа системы вентиляции;
Низкая эффективность электрического отопления и его дороговизна итоге сказалась на их популярности и для отопления больших производственных помещений такая система практически не используется, только если другие виды отопления невозможно реализовать по техническим причинам или из-за особенностей проекта.
Монтаж систем отопления помещений большой площади
Перед проектированием системы отопления производственных помещений учитываются и анализируются множество различных факторов и характеристик помещения.
В зависимости от назначения здания, его площади, требованиям к влажности и многих других факторов устанавливается возможность установки тех или иных систем в здании. Составляется подробный проект, в котором размещены все узлы, котлы, печи, трубы и другие составляющие системы отопления больших площадей производственных помещений. На основе составленных данных выстраивается план действий, и происходят монтажные работы. После завершения проводятся первые пуско-наладочные мероприятия. Компания «Паллада» занимается монтажом и проектированием систем отопления производственных помещений уже на протяжении нескольких лет. За плечами компании лежит множество успешно настроенных и смонтированных систем отопления, которые и по сей день дарят сотрудникам производств тепло и горячую воду. Компания имеет все необходимые сертификаты и допуски к проведению монтажных работ. А стоимость услуги по монтажу отопления производственных помещений будет приятным удивлением для всех клиентов.
Отправьте заявку на быстрый расчёт стоимости, для этого заполните контактную информацию и наш специалист перезвонит вам в ближайшее время, чтобы ответить на любые вопросы!
В холодное время года внутренняя часть производственных зданий любых размеров нуждается в поддержании нормальной температуры. Для обогрева промышленных помещений обычно используется несколько видов отопительной системы. Каждая из них имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Какой вариант выбрать - будет зависеть от объекта, его площади и назначения.
Из-за сурового климата России в холодные сезоны производственные помещения необходимо отапливать, поддерживая в них . Для создания нормальных условий придется приложить немало усилий. Это связано с большим размером зданий, выполнением определенных работ и размещенным в них технологическим оборудованием. Все эти факторы усложняют задачу установки системы отопления.
Несмотря на такие сложности, обогрев промышленных помещений все-таки предусмотрен. Система отопления в таких зданиях выполняет несколько важных функций:
- создает комфортные условия для работы персонала;
- служит защитой оборудования от перепадов температуры, не допуская его переохлаждения;
- комфортный микроклимат на складе продукции.
Отопление и охлаждение высоких помещений. Воздухораспределитель Hoval Air-Injector
Площади промышленных зданий отличаются размерами и бывают от десятков до нескольких тысяч квадратных метров. У таких зданий обычно очень высокие потолки, а рабочая зона, нуждающаяся в обогреве, небольших размеров. В отличие от жилых домов и квартир промышленное отопление имеет свои особенности.
Оборудование для отопления промышленных помещений должно быть максимально эффективным. Зона его расположения в здании не имеет значения относительно эстетики. Есть сооружения, в которых нужно отапливать определенную зону, но существуют и такие, где необходимо обогревать всю площадь. Большое значение имеет учет теплопотерь. Система обогрева выбирается в зависимости от вида и назначения помещения.
Выполняя расчет для автономного отопления производственных помещений и предприятий нужно учитывать, что в них должна поддерживаться постоянная температура без резких скачков. В некоторых местах есть необходимость создания отдельных зон с разным уровнем тепла. При подсчетах конкретного вида системы надо опираться на следующие критерии:
Все эти факторы помогут определить потребность в тепловой энергии для зданий промышленного и производственного назначения. Для расчета отопительных систем необходимо использовать специальную таблицу. Надо также учитывать специфику производства, доступность топлива, его стоимость, теплотехнические расчеты.
Сейчас предлагается несколько систем обогрева производственных сооружений. Наиболее эффективными являются:
- паровые;
- водяные;
- воздушные;
- электрические.
Отопление больших помещений
При выборе любого из этих вариантов нужно ориентироваться на габариты здания, простоту установки и доступность ремонта в случае необходимости. Важно также посчитать количество тепловой энергии, которое будет расходоваться на поддержку определенного температурного режима.
Все перечисленные выше виды обогрева имеют свои преимущества и недостатки. При выборе проекта надо учитывать технологические процессы. Работающие в цехах люди не смогут находиться в помещении, если температура в нем будет опускаться ниже 10 о С. На складах обычно размещается готовая продукция. Ее качество может пострадать от температурных перепадов, поэтому она нуждается в создании определенного микроклимата.
Отопление с помощью пара отличается тем, что его нельзя устанавливать в помещениях, где есть выделения горючих газов, аэрозолей или постоянного источника пыли. К примеру, при производстве тротуарной плитки такая система обогрева не подойдет. Для других предприятий обогрев паром имеет свои преимущества. Это, например, высокая температура, которая держится постоянно. Она способна прогреть помещение очень быстро, но также скоро здание и охлаждается. Для поддержания тепла не имеет значения количество этажей в здании. Такой вид можно назвать идеальным для периодического обогрева.
Кроме положительных сторон, паровое отопление имеет свои недостатки. Во время эксплуатации оборудование издает сильный шум. Второй минус - регулировать теплоотдачу и количество пара очень сложно. Стоимость отопительного сезона будет зависеть от частоты использования и вида топлива.
В отоплении горячей водой главная составляющая - котел. Он имеет свойство работать на многих видах энергоносителей:
- электричество;
- жидкое или твердое топливо;
- комбинированный вид;
Самым экономным вариантом топлива считается газ и каменный уголь. Другие типы потребления будут стоить дороже, что является менее выгодным для отопления промышленных зданий.
У водяного обогрева есть свои особенности. Он выделяется под высоким давлением, при его использовании есть возможность поддерживать необходимый уровень температуры, чтобы сооружение не промерзало. Если в процессе эксплуатации температурная отметка падает до 0 о С, то установка может выйти из строя. При неиспользовании отопительного оборудования нужно добавлять антифриз.
Основное преимущество такой системы - быстрый обогрев. Тем не менее, кроме этого плюса, есть много недостатков. Например, при высоких потолках производственных зданий горячий воздух поднимется верх, а холодный останется внизу. При таком отоплении расходуется много электроэнергии, воздух становится сухим, поэтому необходимо его увлажнять до нормального состояния.
С помощью электрических приборов можно использовать самые разные системы. Сейчас все чаще применяют многие современные разработки. Например, инфракрасные излучатели отлично подходят под складские помещения.
Устанавливают также тепловые завесы, за счет которых холод не попадает внутрь зданий. Тем не менее, несмотря на все положительные качества, с помощью этих устройств прогреть всю площадь не получится, а при использовании дополнительного оборудования материальные затраты будут высокими.
Наиболее эффективными считаются потолочные системы. Эта инновационная технология лучистых установок позволяет прогревать стены, полы и потолки любых помещений. В процессе эксплуатации происходит быстрый нагрев локальной зоны, причем такой вид оборудования занимает минимум площади. ИК-отопление долго не нуждается в проведении реконструкционных работ, монтаж этой системы происходит быстро и просто (ее иногда устанавливают в виде настенных панелей). По мнению многих специалистов, лучистые нагреватели - наиболее приемлемый вариант для отопления производственных зданий и помещений.
Под вентиляцией понимают систему мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения рабочих и обслуживаемых зон помещений, создания метеорологических условий и чистоты воздушной среды, соответствующим гигиеническим и техническим требованиям. Вентиляция, уменьшающая содержание в производственных помещениях различных вредных выделений, способствует не только обеспечению безопасных (в первую очередь, с точки зрения взрывоопасности) и здоровых условий труда, но и во многих случаях увеличению долговечности строительных конструкций, сохранению внутренней отделки помещений, а также созданию условий для оптимального ведения технологических процессов.
Системы вентиляции классифицируют по способу перемещения воздуха, направлению потока воздуха, зоне действия и времени работы. По способу перемещения воздуха вентиляция бывает двух видов: естественная и механическая. Различие заключается в способе осуществления воздухообмена помещений.
Естественная вентиляция осуществляется за счет разности температур воздуха в помещении и вне его (тепловой напор) или воздействия ветра (ветровой напор).
При механической вентиляции перемещение воздуха осуществляется с помощью вентиляторов. Она может быть приточной и вытяжной, и та и другая – общеобменной местной или комбинированной. Действующая в помещении одновременно естественная и механическая вентиляция называется совмещенной.
Естественная вентиляция может быть организованная и неорганизованная. Неорганизованный и неуправляемый приток воздуха, происходящий через неплотности и щели строительных конструкций, называется инфильтрацией, а внутреннего воздуха наружу – эксфильтрацией. Организованная и управляемая естественная вентиляция называется аэрацией . На пищевых предприятиях она применяется в помещениях, имеющих значительные выделения теплоты, и осуществляется с помощью аэрационных фонарей, специальных вентиляционных каналов, фрамуг и окон.
Для использования ветрового напора, а также удаления небольших объемов воздуха используют дефлекторы (дефлекторная вентиляция), специальные насадки, устанавливаемые в верхней части вентиляционных каналов. С их помощью усиливают тягу. Подачу приточного воздуха при естественной вентиляции (СП 2.2.1.1312-03) необходимо предусматривать в теплый период года на уровне не более 1,8 м и в холодный период года – не ниже 4 м от пола до низа вентиляционных проемов. При подаче неподогретого воздуха в холодный период года на более низких отметках необходимо предусматривать мероприятия, предотвращающие непосредственное воздействие холодного воздуха на работающих. Открывающиеся устройства в зданиях с системами аэрации должны обеспечивать возможность направления поступающего воздуха вверх в холодный период года и вниз – в теплый период года.
Преимуществом аэрации является то, что большие объемы воздуха перемещаются в производственном помещении без использования механических средств, что делает ее значительно дешевле механических систем вентиляции. Недостатки аэрации – изменение воздухообмена в зависимости от температуры воздуха в промышленных зданиях и метеорологических параметров наружного воздуха, невозможности очистки наружного воздуха, сложность регулирования параметров воздуха в помещении, в частности относительной влажности, которая должна поддерживаться на определенном уровне. Для компенсации отдельных недостатков используют сочетание естественной и механической вентиляции (совмещенная вентиляция) в различных вариантах.
В зависимости от того, для чего предназначена механическая система вентиляции, она подразделяется на приточную (для подачи воздуха в рабочую зону), вытяжную (для удаления загрязненного воздуха) и приточно-вытяжную с рециркуляцией или без рециркуляции воздуха. Преимущество механической вентиляции состоит в том, что перемещаемый вентилятором воздух можно нагревать, охлаждать, увлажнять и очищать от вредных газов и пыли.
Установки механической приточной вентиляции (рисунок 7а ) обычно состоят из воздухозаборного устройства (воздухоприемника) 1, устанавливаемого снаружи здания в местах наименьшей загрязненности; воздуховодов 2, по которым воздух подается в помещение; фильтров 3, служащих для очистки воздуха от пыли; калориферов 4, в которых воздух подогревается до необходимой температуры; вентилятора 5; приточных отверстий или насадок 6, через которые воздух подается в помещение, и регулирующих устройств, которые устанавливаются в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях воздуховодов.
Рисунок 7 Механическая вентиляция:
а - приточная; б - вытяжная; в - приточно-вытяжная
с рециркуляцией
Установки механической вытяжной вентиляции (рисунок 7б ) обычно состоят из вытяжных отверстий 7 или насадок вентилятора 5; воздуховодов 2; устройства для очистки воздуха от пыли, газов 8 и устройства для выброса воздуха (вытяжной шахты) 9, которое должно быть расположено на 1-1,5 м выше конька крыши. В системе механической приточно-вытяжной (рисунок 7в ) вентиляции обе установки работают одновременно.
По месту действия вентиляция бывает общеобменная, когда смена воздуха происходит во всем объеме помещения, и местная, благодаря которой состояние воздушной среды нормализуется только в местах нахождения людей.
Общеобменная вентиляция наиболее часто применяется в тех случаях, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещению. Количество воздуха, необходимое для обеспечения нормативных параметров воздушной среды в рабочей зоне, необходимо определять расчетным путем, учитывая неравномерность распределения вредных веществ, тепла и влаги в объеме помещения. Воздухообмен, необходимый для удаления избыточного тепла (L, м 3 /ч) определяют по формуле
L = 3600 Q изб /С×r × (t уд – t пр) , (38)
где Q изб – избыточное количество тепла, Дж/с; С – удельная теплоемкость воздуха, Дж/ (кг× К); r - плотность воздуха при 293 0 К, кг/м 3 ; t уд – температура удаляемого воздуха, К; t пр – температура приточного воздуха, К.
Необходимый воздухообмен, исходя из содержания в воздухе водяных паров (L П , м 3 /ч), определяют по выражению
L П = G П / (d уд - d пр) ×r , (39)
где G П – масса водяного пара, выделяющегося в помещении, г/ч; d уд – влагосодержание удаляемого воздуха, г/кг, сухого воздуха; d пр – влагосодержание приточного воздуха, г/кг; r - плотность приточного воздуха, кг/м 3 .
Воздухообмен по количеству выделяющихся вредных веществ определяют по выражению
L = G / (C ПДК – С 0) , (40)
где G – интенсивность образования вредных веществ, мг/ч; С ПДК и С 0 – соответственно предельно допустимые концентрации вредного вещества в воздухе и содержание его в приточном воздухе, мг/м 3 .
При выделении в помещении нескольких видов вредностей определяется требуемый воздухообмен по каждому из них, полученная наибольшая величина принимается за расчетную.
Характеристикой общеобменной вентиляции служит кратность воздухообмена (n ), определяемая как отношение объема воздуха, подаваемого для вентиляции помещения за один час (V в) к объему вентилируемого помещения (V п).
N = V в / V п (41)
Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в час обменивается воздух в помещении.
При проектировании вентиляции следует предусматривать удаление загрязнённого воздуха непосредственно от места выделения вредностей (местная вентиляция ) или из тех зон помещения, в которых наблюдаются максимальная концентрация вредных веществ или значительные тепловыделения. Устройство местной вентиляции сводится к созданию различного типа укрытий для источников выделения вредностей или созданию местных отсосов, встроенных в технологическое оборудование.
Местная вентиляции бывает вытяжная и приточная. Местную вытяжную систему вентиляции устраивают, когда загрязнения можно улавливать непосредственно у мест их возникновения. Она состоит из устройств, конструктивное оформление которых в зависимости от вида вредности различно. Это могут быть кожухи, полностью или частично закрывающие источник вредных выделений, вытяжные шкафы с рабочими окнами для обслуживания, вытяжные зонты и бортовые отсосы (устройства, всасывающие отверстия которых приближены к источнику выделения). Отсасывание воздуха непосредственно из оборудования или из-под кожуха, которым оно укрыто, называется аспирацией . Степень создаваемого в системах аспирации разряжения должна быть тем больше, чем выше токсичность удаляемой вредности.
Объемный расход воздуха, удаляемого из вытяжного шкафа при естественной вытяжке (L, м 3 /ч) определяют по выражению
где h – высота открытого проема шкафа, м; Q – количество тепла, выделяемого в шкафу, ккал/ч; F – площадь открытого (рабочего) проема шкафа, м 2 .
При механической вытяжке
L = 3600 × F × V , (43)
где V – средняя скорость всасывания в сечениях открытого проема, м/с.
Местную приточную вентиляцию в виде воздушных душей устраивают в горячих цехах для защиты работающих от перегревания, а в виде воздушно-тепловых завес – для предотвращения проникновения наружного воздуха в помещения в холодный период года через открывающиеся ворота или двери. Воздушные и воздушно-тепловые завесы рассчитываются с учетом того, чтобы на время открывания ворот, дверей и технологических проемов температура смеси воздуха, поступающего в помещение, была не ниже:
· + 14 0 С для производственных помещений при легкой физической работе (работа категории Iа и Iб с общими энерготратами 68 и 88 Вт/м 2 соответственно);
· + 12 0 С для производственных помещений при работе средней тяжести (работа категории IIа и IIб с общими энерготратами 113 и 145 Вт/м 2 соответственно);
· + 8 0 С для производственных помещений при тяжелой работе (работа категории III с общими энерготратами 177 Вт/м 2);
· + 5 0 С для производственных помещений при тяжелой работе (работа категории III) и отсутствии постоянных рабочих мест на расстоянии 3 м и менее от наружных стен и 6 м и менее – от дверей, ворот и проемов.
Большое значение для обеспечения безопасности эксплуатации взрывопожароопасных производств и производств, связанных с использованием токсичных веществ, имеет аварийная вентиляция , представляющая собой самостоятельную вентиляционную установку.
Для автоматического включения аварийной вентиляции её блокируют с автоматическими газоанализаторами, установленными или на величину ПДК (токсичные вещества), или на величину НКПВ (взрывоопасные вещества). Кроме автоматического, предусматривают и ручное включение, при этом пусковые устройства выносят за пределы помещения.
Кондиционирование. При кондиционировании воздуха обеспечивается поддержание в рабочих помещениях оптимальных, допустимых параметров микроклимата на рабочих местах и необходимых микроклиматических условий по технологическому регламенту. Режим работы систем кондиционирования воздуха обычно поддерживается автоматически с помощью специальной системы автоматического регулирования. В некоторых случаях при кондиционировании воздуха требуется обеспечить высокую чистоту его притока. Для этого в кондиционере предусмотрены очистка воздуха от пыли, нагрев его (первичный), обработка в оросительной камере, вторичный подогрев и, если потребуется, смешение свежего наружного воздуха с некоторым объемом воздуха, возвращаемого в кондиционер непосредственно из помещения.
Несмотря на некоторую сложность, а также дороговизну устройства и эксплуатации, системы кондиционирования позволяют поддерживать в производственных помещениях такие условия, при которых можно достичь высокой производительности труда, а также создать условия для оптимального ведения технологических процессов.
Отопление. В производственных зданиях, сооружениях и помещениях любого назначения с постоянным или длительным (более 2 ч) пребыванием людей, в помещениях во время проведения основных и ремонтно-вспомогательных работ, а также в помещениях, в которых поддержание температуры необходимо по технологическим условиям следует предусматривать соответствующую систему отопления для поддержания требуемых температур внутреннего воздуха в холодный период года.
Система отопления должна компенсировать потери тепла через ограждающие конструкции зданий и сооружений, за счет снижения температуры воздуха в помещениях в результате естественного испарения влаги с открытых водных поверхностей, а также идущие на нагревание поступающего снаружи воздуха. Расчет системы отопления проводится с учетом поступлений тепла от технологического оборудования, коммуникаций, нагретых материалов и изделий, людей, искусственного освещения и других источников.
Систему отопления, вид и параметры теплоносителя, а также типы нагревательных приборов следует предусматривать с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций и в соответствии с характером и назначением зданий и сооружений (СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»).
В зависимости от используемого теплоносителя системы отопления бывают водяные, паровые, воздушные, газовые и электрические. Наиболее эффективны в санитарно-гигиеническом отношении системы водяного и парового отопления, где в качестве теплоносителя используются соответственно горячая вода и водяной пар с температурой не более 130° С. Однако и эти системы применяются с ограничениями. Их установка не допускается в помещениях, где хранятся или применяются карбид кальция, калий, натрий, литий и другие вещества, способные при взаимодействии с водой загораться, взрываться или разлагаться с выделением взрывоопасных концентраций, а также в помещениях, в которых возможно выделение в воздух или осаждение на поверхности строительных конструкций и оборудования веществ, способных к самовоспламенению при прикосновении с горячими поверхностями нагревательных приборов и трубопроводов.
Поверхности нагревательных приборов во всех случаях не должны иметь температуру выше 150° С. При наличии в помещениях невзрывоопасной, органической возгоняемой, неядовитой пыли эта температура не должна превышать 110°С. Нагревательные приборы должны иметь гладкую поверхность, удобную для систематической очистки.
Наиболее безопасным является воздушное отопление, при котором нагрев воздуха производится в калориферах. В таких системах в качестве теплоносителя обычно используется горячая вода или пар. Однако в отдельных случаях для подогрева воздуха допускается применение газа (в здания I и II степеней огнестойкости с производствами категорий Г и Д при условии удаления продуктов горения непосредственно наружу) и электрической энергии (электрокалориферы).
По способу подачи и распределения воздуха система воздушного отопления может быть центральной (как правило, совмещенной с приточной вентиляцией) и местной, при которой нагрев и подачу воздуха в определенное место помещения производят специальными отопительными агрегатами.
«Как подобрать оптимальное отопление»? - таким вопросом задаются хозяева производственных помещений, цехов и складов. Большие размеры зданий в сочетании с суровыми климатическими условиями России пугают юных предпринимателей. В этой обзоре мы поговорим об «оптимальном» отоплении. Для начала разберемся, что подразумевается под словом «оптимальный». Обычно под этим словом понимают подходящее соотношение для здания «стоимость/надежность/удобство».
Выбор и создание схемы отопления больших помещений - нелегкая задача. Каждое здание универсально - размер, высота, назначение. Оборудование для производства нередко является преградой для прокладывания труб. Но без отопления никуда. Грамотно построенная отопительная система защищает технику от переохлаждения (часто именно этот фактор приводит к поломке оборудования), создает благоприятные условия труда для работников. К тому же, без нужной температуры некоторая продукция будет портиться в разы быстрее. Вот поэтому так важно подобрать надежную систему отопления помещений.
Выбираем систему отопления для производственных зданий
Практически каждый склад нуждается в отоплении. Обычно используют централизованные отопительные системы. Они бывают:
- Водяные;
- Воздушные.
При выборе отопления следует учитывать следующие характеристики:
- Площадь и высота здания;
- Количество теплоэнергии, требующейся для поддержания нужной температуры;
- Легкость оборудования для отопления в техническом плане, его износостойкость.
Центральное водяное отопление
Основным тепловым ресурсом является центральная система отопления или котельная. Водяное отопление включает в себя:
- Котел;
- Отопительные приборы;
- Трубопровод.
Принцип работы прост. Жидкость нагревается в котле и идет по трубам, отдавая тепло.
Виды водяного отопления:
- Однотрубное (регулировать температуру воды нельзя);
- Двухтрубное (регулирование температуры возможно. Осуществляется при помощи термостатов на радиаторах).
Центральным элементом отопления является котел. На сегодняшний день существует достаточно много видов котлов: жидкотопливные, твердотопливные, газовые, электрические и смешанные. Выбирать котел следует, учитывая возможности. Газовый котел удобен, когда можно подключиться к источнику газа. Следует учитывать, что цена на этот ресурс каждый год растет. Перебои газоснабжения приведут к печальным последствиям.
Жидкотопливные котлы нуждаются в обособленном помещении и емкости для хранения топлива. К тому же, нужно будет постоянно пополнять запасы топлива, а значит, нужны дополнительные руки для транспортировки и разгрузки. А это дополнительные расходы.
Котлы, работающие на твердом топливе, не подойдут для отопления больших производственных помещений. Уход за твердотопливным котлом - нелегкая задача (загрузка топлива, чистка дымохода и топки). На современном рынке можно найти частично автоматизированные модели с возможностью машинизированной загрузки топлива. Другие составляющие (топка, дымоход) требуют человеческого ухода за ними. В роли топлива выступают опилки, пеллеты, щепы и др. Несмотря на то, что эксплуатация таких котлов - трудоемкий процесс, но эти модели являются самыми дешевыми на рынке.
Электрические котлы - не самый подходящий вариант для отопления больших помещений (до 70 кв. метров). Используемая электроэнергия дорого обойдется хозяину. Стоит учитывать, что плановое и внеплановое отключение электричества - отрицательно влияет на систему.
Комбинированные котлы вполне можно назвать универсальными образцами.
Водяная система отопления - это стабильный и эффективный обогрев помещения. Несмотря на то, что комбинированные котлы стоят больше своих собратьев, но зато с ним вы будете не зависеть от внешних неприятностей (разные перебои в газовых и электрических системах). Комбинированные образцы котлов имеют две и более грелки для разных видов топлива. Благодаря встроенным типам горелок котлы подразделяются на:
- Газово-дровяные - не боятся перебоев в системе газоснабжения и подорожания топлива)
- Газово-дизельные - идеально обогреют большое помещение)
- Газ-дизель-дрова - функциональный котел, обладающий невысоким КПД и маленькой мощностью)
- Газ-дизель-дрова-электричество - практически универсальный агрегат, который полностью не зависит от внешних проблем
Ситуация с котлами разъяснена. Теперь нужно узнать, походит ли водяной тип отопления под ранее описанные критерии. Стоит обратить внимание, что теплоемкость воды в тысячи раз выше теплоемкости воздуха. Это значит, что воды понадобится в тысячи раз меньше, чем воздуха. Ещё момент: водяная отопительная система позволит устанавливать нужную температуру в разное время. К примеру, при дежурном обогреве производства температура будет +10 С, а в рабочее время можно поставить более высокую температуру.
Воздушное отопление
Воздушный вид отопления люди используют давно. Система эффективна и популярна. Имеет следующие плюсы:
- Вместо радиаторов и труб устанавливаются воздуховоды.
- У воздушного обогрева КПД выше в сравнении с водяной системой
- Нагреваемый воздух равномерно распределяется по всей площади помещения
- Воздушную систему удобно соединять вентиляцией и кондиционированием (можно получать чистый воздух, вместо теплого)
- Постоянная смена воздуха оказывает положительный эффект на самочувствие работников; повышается эффективность работы.
Если хотите сэкономить финансы, то лучше выбрать смешанное воздушное производственное отопление. Оно состоит из естественного и механического воздухопобуждения.
- «Естественное» побуждение - взятие теплого воздуха их атмосферы при любой температуре.
- Механическое побуждение - взятие воздуховодом холодного воздуха для его последующего согревания и подачи в помещение.
Считается, что воздушная система отопления - лучший вариант обогрева больших производственных помещений.
Инфракрасное отопление
Отопить производственное помещение можно и нетрадиционными способами. Инфракрасные обогреватели - современное изобретение инженеров. Принцип их действия следующий: излучатели производят энергию над зоной обогревания и отдают тепло объектам, нагревающим воздух. Функциональность таких обогревателей сравнивают с солнцем. Оно тоже нагревает поверхность земли при помощи инфракрасных волн, а далее от теплообмена нагревается воздух. Благодаря такому принципу, нагретый воздух не будет скапливаться под потолком, равномерно распределяясь по площади помещения.
Существует множество видов ИК обогревателей, различающихся по следующим характеристикам:
- Место установки (напольные, переносные напольные, настенные, потолочные);
- Тип излучаемых волн (коротковолновые, средневолновые и светлые);
- Тип потребляемой энергии (дизельные, газовые, электрические).
Наиболее выгодными являются газовые и дизельные инфракрасные модели обогревателей. Их КПД зачастую выше 90%. Но для них характерно сжигание воздуха и изменение характеристик его влажности.
- Тип нагревательного элемента (галогенные - не очень прочные модели; карбоновые - хрупкая модель, но потребляет меньшее количество энергии; керамические - нагревательный прибор собран из керамических плиток. Внутри неё - смесь, которая нагревает окружающую среду).
ИК - обогреватели применяют для отопления промышленных зданий, разных сооружений, рабочих цехов, теплиц, оранжерей, ферм и квартир.
Преимущества инфракрасного обогревания
ИК отопление может осуществлять точечный обогрев, то есть, в разных частях здания может быть разная температура. Инфракрасные обогреватели не контактируют с воздухом, нагревая поверхности, предметы, организмы. А значит, в помещении будет меньше сквозняков. ИК отопление экономично. Высокий КПД и низкое потребление электроэнергии - просто мечта. Долгий эксплуатационный срок, легкость монтирования, малый вес, возможность местного эффективного обогрева - это лишь основные положительные стороны ИК обогревателей.
В этой обширной статье мы рассмотрели популярные виды отопления помещений. Какой тип самый оптимальный - решать вам. Надеемся, что эта статья была полезной и информационно полной.
2.3. Отопление производственных помещений. (Местное, центральное; удельные характеристики отопления)
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.
К системам отопления предъявляют следующие санитарно-гигиенические требования: равномерный прогрев воздуха помещений; возможность регулирования количества выделяемой теплоты и совмещения процессов отопления и вентиляции; отсутствие загрязнения воздуха помещений вредными выделениями и неприятными запахами; пожаро- и взрывобезопасность; удобство в эксплуатации и ремонте.
Отопление производственных помещений по радиусу действия бывает местное и центральное.
Местное отопление устраивают в одном или нескольких смежных помещениях площадью менее 500 м 2 . В системах такого отопления генератор теплоты, нагревательные приборы и теплоотдающие поверхности конструктивно объединены в одном устройстве. Воздух в этих системах чаще всего нагревается за счет использования теплоты сгорающего в печах топлива (дров, угля, торфа и т.д.). Значительно реже в качестве своеобразных отопительных приборов применяются полы или стеновые панели со встроенными электронагревательными элементами, а иногда – электрорадиаторы. Существуют также воздушные (основной элемент – калорифер) и газовые (при сжигании газа в отопительных приборах) системы местного отопления.
Центральное отопление по виду используемого теплоносителя может быть водяное, паровое, воздушное и комбинированное. Системы центрального отопления включают в себя генератор теплоты, нагревательные приборы, средства передачи теплоносителя (трубопроводы) и средства обеспечения работоспособности (запорная арматура, предохранительные клапаны, манометры и пр.). Как правило, в таких системах теплота вырабатывается за пределами отапливаемых помещений.
Системы отопления должны компенсировать теплопотери через строительные ограждения, расход теплоты на нагрев нагнетаемого холодного воздуха, поступающих извне сырья, машин, оборудования и на технологические нужды.
При отсутствии точных данных о строительном материале, ограждениях, толщине слоев материалов ограждающих конструкций и вследствие этого невозможности определения термического сопротивления стен, потолков, полов, окон и прочих элементов расход теплоты приближенно определяют с помощью удельных характеристик.
Расход теплоты через наружные ограждения зданий, кВт
где
-
удельная отопительная характеристика
здания, представляющая собой поток
теплоты, теряемой 1 м 3
объема здания по наружному обмеру в
единицу времени при разности температур
внутреннего и наружного воздуха в 1 К,
Вт/(м 3
∙К): в зависимости от объема и назначения
здания
=0,105…0,7
Вт/(м 3
∙К); V Н -
объем здания без подвальной части по
наружному обмеру, м 3 ;
T В -
средняя расчетная температура внутреннего
воздуха основных помещений здания, К;
T Н
– расчетная зимняя температура наружного
воздуха для проектирования систем
отопления, К: для Волгограда 248 К, Кирова
242 К, Москвы 247 К, Санкт-Петербурга 249 К,
Ульяновска 244 К, Челябинска 241К.
Расход теплоты на вентиляцию производственных зданий, кВт
где
-
удельная вентиляционная характеристика,
т.е. расход теплоты на вентиляцию 1 м 3
здания при разности внутренней и наружной
температур в 1 К, Вт/(м 3
∙К): в зависимости от объема и назначения
здания
=0,17…1,396
Вт/(м 3
∙К);
-
расчетное значение температуры наружного
воздуха для проектирования систем
вентиляции, К: для Волгограда 259 К, Вятки
254 К, Москвы 258 К, Санкт-Петербурга 261 К,
Ульяновска 255 К, Челябинска 252 К.
Количество теплоты, поглощаемое ввозимыми в помещения материалами, машинами и оборудованием, кВт
,
где
-массовая
теплоемкость материалов или оборудования,
кДж/(кг∙К): для воды 4,19, зерна 2,1…2,5,
железа 0,48, кирпича 0,92, соломы 2,3;
-масса
ввозимых в помещение сырья или
оборудования, кг;
-температура
ввозимых в помещение материалов, сырья
или оборудования, К: для металлов
=
,
для несыпучих материалов
=
+10,
сыпучих материалов
=
+20;
-время
нагрева материалов, машин или оборудования
до температуры помещения, ч.
Количество теплоты, потребляемой на технологические нужды, кВт, определяют через расход горячей воды или пара
,
где
-расход
на технологические нужды воды или пара,
кг/ч: для ремонтных мастерских 100…120, на
одну корову 0,625, на теленка 0,083 и т.д.;
-теплосодержание
воды или пара на выходе из котла, кДж/кг;
-коэффициент
возврата конденсата или горячей воды,
изменяющийся в пределах 0…0,7: в расчетах
обычно принимают
=0,7;
-теплосодержание
возвращаемых в котел конденсата или
воды, кДж/кг: в расчетах можно принять
равным 270…295 кДж/кг.
Тепловая мощность котельной установки P к с учетом расхода теплоты на собственные нужды котельной и потерь в теплосетях принимается на 10…15% больше суммарного расхода теплоты
По полученному значению P к подбираем тип и марку котла. Рекомендуется устанавливать однотипные котельные агрегаты с одинаковой тепловой мощностью. Число стальных агрегатов должно быть не менее двух и не более четырех, чугунных – не более шести. Следует учитывать, что при выходе из строя одного котла оставшиеся должны обеспечить не менее 75-80% расчетной тепловой мощности котельной установки.
Для непосредственного обогрева помещений применяют нагревательные приборы различных видов и конструкций: радиаторы, чугунные ребристые трубы, конвекторы и пр.
Общую площадь поверхности нагревательных приборов, м 2 , определяют по формуле
,
где
-
коэффициент теплоотдачи стенок
нагревательных приборов, Вт/(м 2
∙К): для чугуна 7,4, для стали 8,3;
-температура
воды или пара на входе в нагревательный
прибор, К; для водных радиаторов низкого
давления 338…348, высокого давления
393…398; для паровых радиаторов 383…388;
-температура
воды на выходе из нагревательного
прибора, К: для водяных радиаторов
низкого давления 338…348, для паровых и
водяных радиаторов высокого давления
368.
По известному значению F находят требуемое число секций нагревательных приборов
,
где
-площадь
одной секции нагревательного прибора,
м 2 ,
зависящая от его типа: 0,254 у радиаторов
М-140; 0,299 у М-140-АО; 0,64 у М3-500-1; 0,73 у конвектора
плинтусного типа 15КП-1; 1 у чугунной
ребристой трубы диаметром 500 мм.
Бесперебойная работа котлов возможна только при достаточном запасе топлива для них. Кроме того, зная требуемое количество альтернативных топливных материалов, можно с помощью экономических показателей определить оптимальный вид топлива.
Потребность в топливе, кг, на отопительный период года ориентировочно можно рассчитать по формуле
,
где
=1,1…1,2-
коэффициент запаса на неучтенные потери
теплоты;
-годовой
расход условного топлива на повышение
температуры 1 м 3
воздуха отапливаемого здания на 1 К,
кг/(м 3 ∙К):
0,32 для здания с
м 3 ;
0,245 при
; 0,215 прии 0,2 при
>10000
м 3 .
Условным принято считать топливо, теплота сгорания 1 кг которого равна 29,3 МДж, или 7000 ккал. Для перевода условного топлива в натуральное применяют поправочные коэффициенты: для антрацита 0,97, бурого угля 2,33, дров среднего качества 5,32, мазута 0,7, торфа 2,6.
