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.

Почему бы не делать большой проблемы, и не использовать классическое конвекционное отопление для промышленных зданий и заводских цехов? Все просто: радиаторы не смогут нагревать большие объемы воздуха и обеспечить комфортную температуру. Поэтому нужно выбирать альтернативные системы отопления, учитывая особенности зданий.

Посмотрим, что можно придумать.

Особенности промышленных и производственных помещений

Почему с отоплением промышленных зданий возникают сложности:

• большая площадь и объем воздуха, сложная конфигурация;
• выработка тепла станками, машинами и механизмами;
• необходимость в зональном или равномерном прогреве воздуха.

Площадь цехов достигает тысячи квадратных метров, а высота может быть до нескольких десятков. Если в таком помещении использовать конвекционное отопление, то весь теплый воздух будет скапливаться вверху цеха, а в нижней части будет всегда холодно. Принцип равномерного прогрева слоев воздуха здесь не работает. К тому же, конвекции могут мешать арки, выступы, проходы и другие элементы заводского помещения.

Восходящие теплые потоки может сбивать воздух, который нагревают машины и станки – еще одна причина нарушения нормальной конвекции. Выработку тепла станками стоит учитывать при проектировании отопления – есть возможность сэкономить энергоресурсы.

Производственные процессы диктуют свои условия окружающей среде – при некоторых температура и влажность должна быть постоянны. Поэтому система отопления должна одинаково прогревать воздух во всех точках цеха. Но не всегда.

Если в здании всего несколько рабочих мест (или зон, где тепло необходимо), можно организовать зональный нагрев – нужная температура будет поддерживаться на ограниченном участке, при этом не тратится энергия на прогрев остального объема цеха. Такой подход минимизирует затраты на отопление, но не подходит для конвейеров и сплошных производственных линий.

А теперь поговорим о конкретных вариантах отопления промышленных зданий. Сейчас их используют повсеместно.

Хороший пример – тепловая пушка. Применяется при работе внутри неотапливаемых помещений. Всё что нужно – доступ к электросети. За короткий срок в помещении достигается комфортная температура, при условии, что площадь небольшая. Рабочие в таких условиях могут заниматься ремонтом и монтировать оборудование в соответствии с необходимыми требованиями к этим видам работ.

Для большого цеха такой способ не подходит – обогрев электричеством очень дорого стоит. Поэтому как реальная альтернатива конвекционной системе отопления не рассматривается. Это главный недостаток электрического обогрева. Из преимуществ:

• ремонтопригодность – детали легко заменяются;
• простая регулировка – температура регулируется вручную без автоматики и сложных блоков;
• как таковое отсутствие теплоносителя – высокий КПД приборов.

Систему электрического отопления иногда используют как аварийную, рассчитанную на короткий промежуток работы.

Инфракрасные волны лежат между видимым и микроволновым спектром электромагнитного излучения. Они невидимы для человеческого глаза и обладают свойством переносить тепло.

Для обогрева используют инфракрасные панели, которые монтируют под потолком. Ключевое отличие этой системы – она нагревает предметы, до которых «дотягиваются» инфракрасные лучи. Остальные системы нагревают воздух.

Для увеличения эффективности, панели снабжаются отражателями, которые направляют волны в заданном направлении.

Инфракрасное отопление экономично, и хотя напрямую зависит от электроэнергии, расходует ее мало. К тому же, это пока единственная альтернатива при создании комфортного рабочего места в большом неотапливаемом помещении или на улице.

Но есть некоторые недостатки и у этой системы:

• ограничение по высоте – если потолки в цеху высокие, то в монтаже такой системы нет смысла. Альтернатива – крепление на стены, и здесь понадобятся дополнительные отражатели, либо создание подвесной системы. Всё это удорожает конструкцию;
• при некоторых производственных операциях нагрев приборов или материалов нежелателен.

Поэтому пока что инфракрасные панели применяются в основном для отопления частных домов или совсем маленьких зданий.

Принцип действия этой системы – подача подогретого приточного воздуха в помещение с помощью вентиляторов и воздуховодов. Для нагрева чаще всего используют газовые горелки – это самый выгодный способ, встречаются также электрические или водяные калориферы.

Основное преимущество такой системы – воздух выпускается в нужных местах и обеспечивает равномерный прогрев всей площади цеха. Большой плюс в том, что температуру подаваемого воздуха можно легко контролировать, при необходимости корректировать. Это полезно, если цех нужно разбить на зоны с разными условиями – для каждой устанавливается отдельный блок контроля, который поддерживает нужную температуру.

При необходимости, можно повысить мощность отопления без полного демонтажа – такой вариант намного выгоднее, чем замена всей системы.

Если система спроектирована и смонтирована правильно, то ее КПД может достигать 93%. Плюс её можно совместить с вентиляционной системой, что сэкономит средства.

Воздушное отопление обрабатывает три типа воздушных масс:

• рециркуляционный воздух, который забирается из помещения, подогревается и подается обратно;
• смешанный – частично воздух забирается из помещения, частично с улицы;
• уличный – воздух из помещения полностью отводится, забирается уличный, подогревается и подается в помещения.

Выбор делают в зависимости от условий, которые должны быть в цехе и экономической выгоды.

Датчики, горелки, контроллеры и другое оборудование зависимы от электричества – это один из недостатков. Если система откажет, то в помещении очень быстро станет холодно, но это минус практически всех систем отопления. Поэтому надо иметь резервный источник электроэнергии для бесперебойно работы.

Какое промышленное отопление лучше?

Учитывая специфику производственных зданий, достойную замену воздушному отоплению пока найти трудно. Это наиболее выгодный вариант для поддержания нужного микроклимата для работы промышленного предприятия. Хотя, конечно, каждая ситуация – индивидуальна, требует расчета.

Если рассматривать небольшие цеха, то варианты с инфракрасным или водяным отоплением тоже имеют право на жизнь. Но здесь понадобятся точные расчеты – соотношение эффективности системы к затратам на ее проектирование, монтаж и обслуживание.

Производственные помещения, цехи, склады, в связи с их просторными размерами и с учетом климатических условий России, зачастую нуждаются в решении такого актуального вопроса, как оптимальное отопление. Под словом «оптимальное» подразумевается подходяще для того или иного промышленного здания соотношение цена/надежность/комфорт.

Вот об этом мы и поговорим в нашей статье.

Вообще, создание схемы отопления производственных помещений – довольно сложное занятие. Обусловлено это тем, что каждое отдельное производственное помещение строится под конкретные технологические процессы, и имеет весьма большие размеры и высоту.

Плюс ко всему, оборудование, которое используется на производстве, иногда усложняет прокладку труб для вентиляции или отопления. Но, не смотря на это, отопление промышленных зданий – важная функция, обойтись без которой невозможно.

И вот почему:

• продуманная отопительная система обеспечивает комфортные условия труда для сотрудников и прямым образом влияет на их работоспособность;
• она защищает оборудование от переохлаждения, которое может стать причиной поломки, что в свою очередь приведет к денежным затратам на ремонт;
• на складах также должен быть соответствующий микроклимат, чтобы производимые товары сохраняли свой первоначальный вид.

Обратите внимание!
Подобрав простую, но вместе с тем надежную отопительную систему, вы снизите расходы на ее ремонт и сервисное обслуживание.
Плюс ко всему, для контроля над ней, потребуется гораздо меньше сотрудников.

Выбор отопительной системы для производственных помещений

Для отопления производственных зданий чаще всего используются центральные отопительные системы (водяная или воздушная), однако в некоторых случаях рациональнее использовать локальные обогреватели.

Но в любом случае, выбирая систему обогрева производства нужно опираться на следующие критерии:

1. Площадь и высота помещения;
2. Количество нужной теплоэнергии для поддержания оптимальной температуры;
3. Легкость отопительного оборудования в техническом обслуживании, а также его пригодность к ремонту.

А теперь давайте попробуем разобраться с положительными и отрицательными сторонами, которыми обладают упомянутые выше виды отопления производственных помещений.

Центральное водяное отопление

Источник теплового ресурса – центральная отопительная система, либо местная котельная. Состоит водяное отопление из котла, (радиаторов или конвекторов) и трубопровода. Жидкость, нагретая в котле, передается в трубы, при этом отдавая тепло отопительным приборам.

Водяное отопление производственных зданий могут быть:

1. Однотрубное – здесь регулирование температуры воды невозможно.
2. Двухтрубные – здесь регулирование температуры возможно и осуществляется благодаря термостатам и параллельно установленным радиаторам.

Что касается центрального элемента водяной системы (то есть котла), то он может быть:

• газовым;
• жидкотопливным;
• твердотопливным;
• электрическим;
• комбинированным.

Выбирать нужно исходя из возможностей. Например, если есть возможность подключения к газовой магистрали – газовый котел будет неплохим вариантом. Но учтите, что цена на данный вид топлива с каждым годом возрастает. Плюс ко всему могут случаться перебои в центральной системе газоснабжения, что никак не пойдет на пользу производственному предприятию.

Требует отдельного безопасного помещения и емкости для хранения топлива. Кроме того, придется регулярно пополнять топливные запасы, а это значит позаботиться о транспортировке, разгрузке – дополнительные затраты денежных средств, рабочих сил и времени.

Твердотопливные котлы вряд ли подойдут для обогрева производственных помещений, разве что небольших по метражу. Эксплуатация и уход за твердотопливным агрегатом – довольно трудоемкий процесс (загрузка топлива, регулярная чистка топки и дымохода от золы).

Правда, в настоящее время есть автоматизированные твердотопливные модели, в которые не нужно своими руками загружать топливо, для этого разработана специальная автоматическая система забора. Также автоматизированные модели позволяют устанавливать нужную температуру.

Однако за топкой и все же ухаживать придется. В качестве топлива здесь используются пеллеты, опилки, щепа, а при ручном закладывании еще и паленья. Хоть данный вид котлов и предполагает трудоемкую эксплуатацию, он является самым недорогим.

Электрические котлы также не лучший вариант для больших промышленных предприятий, так как затраченная электроэнергия обходится в приличную «копеечку». А вот отопление производственно помещенья 70 кв метров данным способом вполне приемлемо. Однако не забывайте, что в нашей стране, периодическое отключение электричество на несколько часов – давно привычное явление.

Что касается комбинированных котлов, то их можно назвать поистине универсальными агрегатами. Если вы выбрали водяную отопительную систему и желаете в результате получить эффективный и бесперебойный обогрев производства, то присмотритесь именно к этому варианту.

Хоть комбинированный котел и стоит в разы дороже предыдущих агрегатов, зато он дарит уникальную возможность – практически не зависеть от внешних проблем (перебои в централизованной отопительной системе, газоснабжении и электроснабжении). Такие агрегаты оборудованы двумя или большим количеством горелок, для различных видов топлива.

Вмонтированные типы горелок являются основным параметром деления комбинированных котлов на подгруппы:

• Газово-дровяной отопительный котел – можно не бояться перебоев газоснабжения и подорожания топлива;
• Газово-дизельный – обеспечит высокую мощность обогрева и комфорт в помещении большой площади;
• Газ-дизель-дрова – обладает расширенной функциональностью, но за нее приходится расплачиваться меньшим КПД и невысокой мощностью;
• Газ-дизель-электричество – весьма эффективный вариант;
• Газ-дизель-дрова-электричество – усовершенствованный агрегат. Можно сказать, обеспечивает полную независимость от возможных внешних проблем.

С котлами все понятно, теперь давайте посмотрим, подходит ли водяное отопление на производстве под те критерии выбора, которые мы обозначили изначально. Тут сразу же стоить сказать, что теплоемкость воды, по сравнению с теплоемкостью того же воздуха больше в несколько тысяч раз (при обычных показателях температур воздуха (70°C) и воды (80°C) в отопительной системе).

В таком случае, расход воды для одного и того же помещения будет в тысячи рас меньше, чем расход воздуха. А это значит, что потребуется меньше соединительных коммуникаций, что, непременно, является большим плюсом, учитывая конструкции промышленных помещений.

Обратите внимание!
Водяная система отопления позволяет контролировать температуру: так, например, можно в нерабочее время установить дежурный обогрев производства (+10°C), а в рабочее время задать более комфортную температуру.

Воздушное отопление

Данный вид – самое первое искусственное отопление помещений. Так что воздушные отопительные системы подтверждают свою эффективность уже довольно долгое время и, нужно заметить, пользуются постоянным спросом.

Все это благодаря следующим положительным сторонам:

• Воздушный обогрев предполагает отсутствие радиаторов и труб, вместо которых устанавливаются воздуховоды.
• Воздушный обогрев показывает более высокий уровень КПД по сравнению с той же водной отопительной системой.
• Воздух в данном случае нагревается равномерно, по всему объему и высоте помещения.
• Воздушную отопительную систему можно совмещать с системой приточной вентиляции и кондиционирования, что позволяет получать чистый воздух взамен нагретого.
• Нельзя не упомянуть и про регулярную смену и очистку воздуха, что благотворно сказывается на самочувствии и работоспособности сотрудников.

С целью экономии финансовых средств, лучше выбрать комбинированное воздушное производственное отопление, которое состоит из естественного и механического побуждения воздуха. Что это значит?

Под словом «естественное» подразумевается забор уже теплого воздуха из окружающей среды (теплый воздух имеется повсюду, даже когда на улице -20°C). Механическое побуждение – это когда воздуховод забирает из окружающей среды холодный воздух, нагревает его и подает в помещение.

Для обогрева большой площади воздушные системы отопления производственных помещений, пожалуй, являются наиболее рациональным вариантом. А в некоторых случаях, например, на химических предприятиях, воздушное отопление – это единственный разрешенный вид обогрева.

Инфракрасное отопление

Как отопить производственное помещение, не прибегая к традиционным способам? При помощи современных инфракрасных обогревателей. Они работают по следующему принципу: излучатели вырабатывают лучистую энергию над обогреваемой зоной и передают тепло объектам, от которых в свою очередь нагревается воздух.

Информация! Функциональность инфракрасных обогревателей можно сравнить с Солнцем, которое также с помощью инфракрасных волн нагревает земную поверхность, а уже в результате теплообмена от поверхности нагревается воздух.

Такой принцип работы исключает скопление нагретого воздуха под потолком и, как следствие, большие перепады температуры, что весьма привлекательно для отопления промышленных предприятий, так как большинство из них имеют высокие потолки.

ИК-обогреватели разделяются на следующие виды по месту установки:

• потолочные;
• напольные;
• настенные;
• переносные напольные.

По типу излучаемых волн:

• коротковолновые;
• средневолновые или светлые (их рабочая температура составляет 800°С, поэтому во время работы они излучают мягкий свет);
• длинноволновые или темные (они не излучают свет даже при своей рабочей температуре 300-400°С).

По типу потребляемой энергии:

• электрические;
• газовые;
• дизельные.

Газовые и дизельные инфракрасные системы более выгодны и их КПД составляет 85-92%. Однако они сжигают кислород и изменяют влажность в воздухе.

По типу нагревательного элемента:

• Галогенные – единственный недостаток заключается в том, что при падении или сильного удара вакуумная трубка может разбиться;
• Карбоновые – основной нагревательный элемент выполнен из карбонового волокна и помещен в стеклянную трубку. Самый большой плюс по сравнению с остальными ИК-устройствами – это меньшее потребление энергии (примерно в 2,5 раза). При падении или сильном ударе возможна поломка кварцевой трубки.
• Теновые ;
• Керамические – нагревательный элемент выполнен из керамических плиток, собранных в один рефлектор.
  Принцип работы заключается в беспламенном сгорании газо-воздушной смеси внутри керамической плитки, в результате чего она нагревается и передает тепло окружающим поверхностям, предметам, людям.

ИК-обогреватели чаще всего применяются для отопления:

• промышленных помещений;
• торговых и спортивных сооружений;
• складов;
• цехов;
• заводов;
• теплиц, оранжерей;
• животноводческих ферм;
• частных и многоквартирных домов.

Плюсы инфракрасного отопления:

1. В первую очередь, нужно заметить, что ИК-обогреватели – единственный вид приборов, позволяющих осуществлять зональный или точечный обогрев. Таким образом, в разных частях производственного помещения можно поддерживать различный температурный режим. Зональный обогрев можно использовать для нагрева рабочих мест, деталей на конвейере, двигателей в автомобиле, молодняка на животноводческих фермах и т.п.
2. Как уже говорилось выше, ИК-обогреватели нагревают поверхности, предметы и людей, но не затрагивают сам воздух. Получается, что циркуляция воздушных масс отсутствует, а значит, нет потери тепла и сквозняков и, как следствие, меньше простудных заболеваний и аллергических реакций.
3. Малая инерционность инфракрасных обогревателей позволяет ощущать эффект их действия сразу же после запуска, без предварительного нагрева помещения.
4. Инфракрасное отопление очень экономично, что обусловлено высоким КПД и низким потреблением электроэнергии (до 45% меньше энергии, чем при традиционных способах). Наверное, не нужно объяснять, что это существенно снижает финансовые затраты предприятия и быстро окупает все вложенные в инфракрасное отопление средства.
5. ИК-обогреватели долговечны, имеют малый вес, занимают мало места, их легко монтировать (к каждому изделию прилагается подробная инструкция по установке) и они практически не требуют технического обслуживания во время эксплуатации.
6. Инфракрасные обогреватели – это единственный вид отопительных приборов, при помощи которых можно осуществлять эффективный местный обогрев (то есть, не прибегая к централизованным системам отопления).

В заключение

Напоследок, хотелось бы предложить ознакомиться с фото-таблицей, где указана удельная отопительная характеристика производственных зданий.

Мы рассмотрели основные виды отопления производственных помещений. Какой будет самым оптимальным в вашем случае – решать только вам. А мы надеемся, что данная статья стала полезной для вас. Дополнительную информацию по этой теме вы найдете в специально подобранном видео материале.

Производственные цеха, помещения и склады имеют большие размеры, в результате чего их обогрев имеет ряд особенностей. Поэтому выбрать наиболее оптимальный вариант из учета соотношения цена/эффективность/надежность бывает не просто. В данной статье мы рассмотрим наиболее распространенные способы обогрева промышленных помещений и их особенности.

Общие сведения

Создание схемы отопления производственных помещений является достаточно сложной задачей, это связано в первую очередь с тем, что каждое производственное помещение строится под определенные технологические процессы, к тому же чаще всего имеет большую высоту и площадь. Кроме того, оборудование, которое применяется на производстве, зачастую усложняет процесс прокладки отопительных труб.

Однако, несмотря на это, обустройство отопления является важной задачей, без которой не обойтись по ряду причин, озвученных ниже:

• Правильно выполненная система отопления обеспечивает комфортные условия труда, и, как следствие, повышает производительность сотрудников.
• Защищает оборудование от переохлаждения, что очень важно, ведь низкая температура может стать причиной его выхода из строя.
• Если речь идет о складе, то поддержание определенного микроклимата имеет особенное значение, так как влияет на сохранность товара.

При этом крайне важно подобрать оптимальную систему, что позволит сэкономить не только на ее эксплуатации, но и обслуживании.

Поэтому выбирая виды отопления производственных помещений, необходимо руководствоваться следующими критериями:

• Габариты помещения (площадь и высота).
• Количество тепловой энергии , которая потребуется для поддержания необходимого микроклимата.
• Простота эксплуатации и , а также его ремонтоспособность.

На сегодняшний день чаще всего применяются следующие системы отопления производственных помещений:

• Центральное
• Воздушное;
• Инфракрасное.

Ниже рассмотрим особенности каждого из этих видов.

Варианты отопления

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.

Чаще всего применяются котлы следующих типов:

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:

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

Кроме типа оборудования, водяное отопление различается .

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.

Воздушное отопление

Воздушное отопление на производстве пользуется большой популярностью на протяжении многих лет. Поэтому можно сказать, что оно проверено временем.

Все это благодаря следующим его достоинствам:

• Воздушное отопление обладает более высоким КПД, чем водяное.
• Воздух равномерно нагревается по всему объему помещения от пола до потолка.
• Возможность совместить отопления с системой вентиляции и кондиционирования.
• Регулярная смена и очистка воздуха положительно сказывается на самочувствии работников.
• В воздушной системе отсутствуют радиаторы отопления.

Для обогрева больших площадей данное отопление является наиболее оптимальным вариантом.

Инфракрасное отопление

Инфракрасные обогреватели позволяют обустроить обогрев производственных помещений, не прибегая к традиционным методам. Причем, такое решение является очень эффективным.

Работают они по такому принципу:

• Излучатели вырабатывают лучистую энергию;
• Эта энергия передает тепло расположенным вокруг объектам;
• В свою очередь от этих объектов нагревается воздух.

Таким образом, принцип работы инфракрасных обогревателей напоминает Солнце, которое инфракрасными волнами нагревает поверхность земли, в результате чего происходит теплообмен и нагревается воздух.

На фото — инфракрасный обогреватель

Обратите внимание!
Благодаря такому принципу исключены большие перепады температуры в помещении, а так же скопление горячего воздуха под потолком, как в случае с традиционными способами обогрева.

По способу монтажа, инфракрасные обогреватели делятся на следующие виды:

• Настенные;
• Потолочные;
• Напольные;
• Напольные переносные.

По виду излучаемых волн они могут быть:

• Длинноволновые (темные) – их особенностью является то, что они не излучают свет даже при рабочей своей температуре, которая составляет 300-400 градусов по Цельсию.
• Средневолновые (светлые) – рабочая температура достигает 800 градусов, в результате чего во время работы излучают мягкий свет.
• Коротковолновые – достаточно ярко светятся, при этом рабочая температура составляет 400 градусов и выше.

По типу нагревательного элемента эти аппараты могут быть:

• Галогенными – недостатком является то, что при ударе или падении вакуумная трубка может повредиться.
• Карбоновыми – нагревательный элемент этих устройств сделан из карбонового волокна, помещенного в стеклянную трубку. Главным достоинством устройства, в сравнении с галогенными обогревателями является уменьшенное потребление энергии (приблизительно в два с половиной раза).
• Керамические – нагревательный элемент обогревателя состоит из керамических плиток, собранных в один рефлектор. Принцип работы устройства основан на беспламенном сгорании газовоздушной смеси внутри обогревателя, в результате чего он нагревается и передает тепловую энергию окружающим предметам.

Прежде чем решить, как отопить производственное помещение, рекомендуем ознакомиться с достоинствами данного вида отопления:

• ИК-обогреватели – это единственные отопительные приборы, которые позволяют осуществлять точечный или зональный обогрев. Благодаря этому можно поддерживать в разных частях помещения разный температурный режим. Зональный обогрев может пригодиться для нагрева рабочих мест, отдельных деталей на конвейере, молодняка на животноводческих фермах и т.д.
• Позволяют ощущать тепло сразу же после включения приборов, даже без предварительного прогрева помещений.
• Благодаря высокому КПД и низкому потреблению электроэнергии, инфракрасное отопление является наиболее экономичным. Причем экономия энергии достигает 45 процентов, что обеспечивает существенную экономию средств. В результате вложенные в инфракрасное отопление финансы быстро окупаются.
• ИК-приборы достаточно долговечны, обладают небольшим весом и не занимают много места, благодаря чему их не сложно монтировать. Причем, к каждому устройству прилагается инструкция по установке и эксплуатации.

Благодаря всем этим свойствам ИК-приборы применяют не только для обогрева промышленных помещений, но многих других:

• Торговых и спортивных сооружений;
• Теплиц и оранжерей;
• Частных домов и квартир;
• Животноводческих ферм.

В результате, инфракрасное отопление в последнее время становится все более распространенным.

Вот, пожалуй, и все основные варианты обустройства отопления в производственных помещениях. На последок приведем таблицу, в которой указана удельная отопительная характеристика производственных зданий (qо, Вт/м³C°), а так же тепловая удельная характеристика на вентиляцию помещений (qв, Вт/м³C°) и отапливаемый объем зданий (Vн).

Отопление производственных помещений имеет свои особенности, ведь площадь зданий велика, потолки высокие, а зона требуемого теплового комфорта зачастую ограничена. Водяное отопление, которое чаще всего обустраивают в жилых зданиях, не всегда подходит для обогрева просторных торговых, производственных площадей, складов, ангаров и т.п. Необходимо добиться, чтобы тепло было в нижней части помещений – на высоте до 2-3 м. Потоки теплого воздуха поднимаются вверх, и владельцы поневоле обогревают 70-80% «лишнего» объема. Как обеспечить экономичное отопление производственных помещений?

Площадь промышленных зданий составляет сотни квадратных метров, поэтому привычные системы обогрева оказываются неэффективными и слишком дорогими

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.

Система воздушного отопления торгового центра

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.

Схема воздушного отопления промышленного помещения

Лучистое отопление – экономичные системы для больших промзданий

Для обогрева производственных помещений устанавливают «светлые» и «темные» инфракрасные обогреватели. В качестве источника тепла используют природный или сжиженный газ. В зданиях, где по каким-либо причинам нельзя устанавливать газотехническое оборудование, монтируют подвесные излучающие панели.

Особенности работы разных видов инфракрасных обогревателей

В «светлых» обогревателях газ сжигают с помощью специальной горелки, температура поверхности которой может достигать 900 градусов. Раскаленная горелка обеспечивает необходимое излучение. «Темные» обогреватели (их еще называют «трубными» по виду конструкции) представляют собой излучатели с отражателями, которые предназначены для направления лучистой энергии в нужные зоны помещений. Трубные инфракрасные приборы меньше нагреваются (до 500 градусов) и отличаются менее жестким излучением, что значительно расширяет их сферу применения.

Подвесные излучающие панели универсальны, их широко используют в категорийных, производственных и складских помещениях всех типов. Системы работают с помощью промежуточного теплоносителя «пар/вода». Вода в приборах нагревается до 60-120 градусов, а пар – до 100-200. На сегодня это наиболее удобный и экономичный способ отопления производственных помещений и предприятий.

Плюсы и минусы лучистого отопления

Инфракрасные обогреватели отличаются такими бесспорными достоинствами:

• быстрый прогрев помещений (15-20 минут);
• возможность создания теплых зон в неотапливаемых помещениях;
• отсутствие потерь энергии на обогрев «лишней» площади»;
• минимальные теплопотери в системах, работающих без теплоносителя;
• экономия на обслуживании, поскольку не нужно менять фильтры, проверять, чинить насосы и т.п.;
• комфортный микроклимат: воздух не пересушивается, пол нагревается и служит вторичным источником тепла.

Нельзя устанавливать инфракрасные обогреватели:

• если высота потолков ниже 4 м;
• на производствах, где излучение влияет на качество продукции или технологические процессы;
• в помещениях пожарных категорий А, Б.

Как работает инфракрасный обогреватель

Выводы

Инфракрасные системы отопления производственных помещений более экономичны и удобны в эксплуатации, чем воздушные. Лучистые нагревательные приборы не способствуют распространению пыли, создают тепловые зоны на высоте человеческого роста, не сушат воздух. Излучение нагревает пол, благодаря чему люди в помещениях чувствуют себя более комфортно. В то же время существуют здания, где лучистое отопление неприменимо, и для них оптимальным будет воздушное.