НП СРО «Гильдия Энергоаудиторов» 

 

 

 

Москва, Фурманный переулок, д.9/12, этаж 4, офис 514

E-mail: info@guildenergo.ru   Тел.  +7(495)660-50-57

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Предлагаемое мероприятие применимо для крупных помещений с высокими потолками. Например, цеха производственных предприятий, спортивные залы, крытые рынки, здания вокзалов и другие. Имеет ограничение в помещениях с особыми требованиями по пожаробезопасности.

Аннотация

Ощущение комфорта в помещении зависит не только от температуры воздуха, но и от температуры окружающих нас предметов (Средняя Инфракрасная Температура).
При использовании традиционной системы отопления возникает явление температурного градиента (особенно в высоких помещениях), что приводит к разбросу температур и нагреву непроизводственного пространства, т.е. ведёт к тому, что теплый воздух скапливается у потолка, увеличиваются теплопотери.
Особенности инфракрасных волн:

  • распространяются во всех направлениях и отражаются только от твердых тел;
  • распространяются естественным путем без дополнительных источников энергии;
  • не поглощаются воздухом;
  • поглощаются только твердыми телами, которые тут же превращают их в термическую энергию.

Благодаря этим особенностям, инфракрасное излучение является быстрой, гибкой и экономичным способом распространения тепла, исключающей при этом потери в окружающей среде. На сегодняшний день современные климатические системы используют это физическое явление и не только в бытовой сфере, но и для обогрева больших промышленных площадей.

Предлагаемое техническое решение

Относительно новое, но перспективное направление в теплоснабжении как бытовых, административных, так и производственных помещений является применение лучистых приборов отопления. Лучистое отопление предусматривает локальный нагрев до комфортных значений элементов интерьера – оборудования, мебели, рабочих мест и человека посредством инфракрасного излучения.

Конструктивно такие системы представляют собой панели или приборы, излучающие тепловую энергию в заданном направлении.

Для больших по площади и объёму зданий оптимальный вариант – панельное лучистое отопление.

Панели различных размеров и мощности обычно размещаются на потолках производственных помещений непосредственно над местом постоянного нахождения людей или площадкой хранения материалов, требующих определённого температурного режима.

Источником отражённого тепла в этом случае является циркулирующая по трубкам перегретая вода.
Другой популярной системой является газовоздушное лучистое отопление (ГВЛО).

В этом случае источник тепла – газовоздушная смесь, полученная в результате сжигания природного газа. Подаваемая при помощи вентиляторов горячая смесь циркулирует по системе воздуховодов, нагревая их до очень высокой температуры.

Специальные отражатели направляют полученную тепловую энергию в нужное место отапливаемого помещения. Отработанные продукты горения через вентиляцию отводятся в атмосферу.

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Конвекция

Инфракрасное излучение

Рисунок 1. Преимущества инфракрасных лучистых систем отопления

Системы газо-воздушного лучистого отопления с теплоизлучающими трубами находят применение во вновь строящихся и реконструируемых помещениях производственных (сборочных, механических, ремонтных цехов, складов, депо, гаражей, ангаров) и общественных (рынки, спортивные залы, вокзалы, перроны) зданиях.

Обогрев рабочей, обслуживаемой зоны осуществляется преимущественно тепловым излучением с поверхности теплоизлучающих труб, устанавливаемых в верхней зоне помещения (Рисунок 2).

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Рисунок 2. Цех с системой ГЛВО

Теплоносителем в системе отопления ГВЛО является смесь воздуха и продуктов сгорания с температурой до 450 °С. Доля лучистой составляющей теплоотдачи излучателей y » 0,6. Теплоотдающие поверхности труб покрываются термостойкой краской со степенью черноты не менее 0,9.

Газо-воздушная система лучистого отопления состоит из контура излучателей, присоединенного к одному (или нескольким) теплогенераторам. Нагретая смесь воздуха и продуктов сгорания перемещаются по контуру циркуляционным вентилятором. Отопительным прибором в системе отопления является излучатель, состоящий из теплоизлучающих труб, боковых экранов и тепловой изоляции.

Выбор конструкции излучателя и числа теплоизлучающих труб в нём производится исходя из требуемой поверхности теплоотдачи, конструктивных возможностей их размещения и эстетических соображений.

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Рисунок 3. Внешний вид излучателя

Важное преимущество инфракрасного лучистого оборудования – экономия. По сравнению с другими отопительными системами экономия топлива может превышать 45%, за счёт:

  • меньших теплопотерь, благодаря низкой температуре воздуха;
  • меньших теплопотерь, благодаря отсутствию температурного градиента;
  • уменьшения времени работы оборудования, благодаря низкой инерции излучения;
  • возможности локального обогрева, включая оборудование только там, где это действительно необходимо.

Быстрый запуск в работу даже после долгих простоев и низкие расходы по техобслуживанию – ведут к значительной экономии при использовании инфракрасного лучистого оборудования.

Однако ГВЛО имеет ограничения по области применения из условий обеспечения пожарной безопасности. ГВЛО следует применять в помещениях взрывопожарных категорий В-2, В-3, В-4, Д и Н, кроме зданий VI и V степени огнестойкости.

Технический расчёт

Так как общая тепловая нагрузка Qпкопределяется согласно теплопотерям помещения (с учетом затрат тепловой энергии на нагрев инфильтрационного воздуха, по СНиП 2.04.05-86), то необходимое количество установок теплогенераторов ТГЛ подбирается исходя из этого параметра.

Тепловая нагрузка на систему лучистого отопления, МВт

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

где С–поправочный коэффициент учитывающий 7% потери в оборудовании;
Qпк–теплопотери помещения, МВт;
Qвн–внутренние тепловыделения от оборудования, МВт.

Учитывая режим работы производства, а также для экономии энергетических ресурсов, следует провести расчет системы в режиме дежурного отопления, МВт

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

гдеУстановка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании– температура воздуха для дежурного отопления, °С;

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании– температура воздуха внутри помещения, °С;
Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании– температура воздуха снаружи помещения, °С.

Среднегодовой расход теплоты на отопление системой ГВЛО, Гкал

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

где Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании–средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С;

Z– время работы системы отопления, ч;
Zдеж– время работы системы отопления в дежурном режиме, ч.

Среднегодовой расход теплоты на отопление котельной, Гкал

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Среднегодовой расход газа системой ГВЛО, тыс. м3

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Среднегодовой расход газа котельной, тыс. м3

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Годовая экономия топлива в натуральном выражении составит, тыс.м3

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Годовая экономия в денежном выражении составляет, руб

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

где Ттг – тариф на газ, руб./тыс м3.

Выводы

Внедрение на производстве ГВЛО обеспечит:

  • повышение равномерности распределения температуры воздуха в объеме помещения;
  • малую подвижность воздуха в помещении;
  • отсутствие неприятного «дутья», сокращение переноса пыли и вредных выделений;
  • бесшумность работы;
  • повышенную надежность (теплоноситель не замерзает в случае отключения системы);
  • позволяет поддерживать требуемые условия микроклимата при пониженной в среднем на 2-4 °С температуре внутреннего воздуха по сравнению с нормируемой и позволяет сократить расход тепловой энергии на нагрев приточного воздуха в вентилируемых помещениях;
  • ГВЛО может использоваться совместно с другими видами отопления, системой вентиляции.

Практическое применение

Мероприятие было предложено для внедрения на один из цехов машиностроительного предприятия, расположенного в свердловской области.

Расчетная наружная температура -37 °С.

Средняя за отопительный период температура наружного воздуха -6,8 °С.

Продолжительность отопительного периода 236 суток.

Режим работы - двухсменный.

Внутренние тепловыделения от оборудования можно пренебречь, Qвн = 0 Вт.

Расчетная температура воздуха в помещении, tв = 16 °С.

Теплопотери помещения Qпк = 9 МВт.

Ориентировочные капитальные затраты на осуществление мероприятия, с учетом монтажа системы ГВЛО составят 16249 тыс. руб.

Тепловая нагрузка на систему лучистого отопления

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Тепловая нагрузка дежурного отопления

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в зданииМВт

Среднегодовой расход теплоты на отопление системой ГЛВО

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Среднегодовой расход теплоты на отопление котельной

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Среднегодовой расход газа системой ГЛВО

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Среднегодовой расход газа котельной

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

Годовая экономия топлива в натуральном выражении составит

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

При тарифе на газ 3000 руб/тыс. м3 Годовая экономия в денежном выражении составляет руб./год

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании

На данном предприятии, при указанных условиях – мероприятие окупается за

Установка системы газо-воздушного лучистого отопления в здании