Отопление промышленных зданий. Какой вид отопления выбрать для больших производственных помещений Каким должно быть отопление в производственных помещениях
В условиях холодного времени года автономное отопление производственного помещения обеспечивает сотрудникам предприятия комфортные условия для работы. Нормализация температурного режима благотворно влияет также на сохранность зданий, станков и оборудования. Отопительные системы при единстве стоящей перед ними задачи имеют технологические различия. В одних используют водогрейные котлы для отопления производственных помещений, а в других применяют компактные обогреватели. Рассмотрим специфику производственного отопления и эффективность применения различных систем.
Требования к отоплению производственных помещений
При низких температурах отопление производственных помещений, как требует охрана труда, должно осуществляться в тех случаях, когда время пребывания там работников превышает 2 часа. Исключение составляют лишь помещения, в которых постоянное пребывание людей необязательно (например, редко посещаемые склады). Также не отапливают сооружения, нахождение внутри которых приравнивается к проведению работ вне зданий. Однако и здесь следует предусмотреть наличие специальных устройств для обогревания работающих.
Охрана труда предъявляет к отоплению производственных помещений ряд санитарно-гигиенических требований:
- прогрев воздуха внутри помещений до комфортной температуры;
- возможность регулировать температуру за счет количества выделяемой теплоты;
- недопустимость загрязнения воздуха вредными газами и неприятными запахами (особенно для печного отопления производственных помещений);
- желательность совмещения отопительного процесса с вентиляцией;
- обеспечение пожарной и взрывобезопасности;
- надежность отопительной системы при эксплуатации и удобство в ремонте.
В нерабочее время температура в отапливаемых помещениях может быть снижена, но не ниже +5 °С. При этом производственное отопление должно обладать достаточной мощностью, чтобы к началу рабочей смены успеть восстановить нормальный температурный режим.
Расчет автономного отопления производственного помещения
При расчете автономного отопления производственного помещения исходят из общего правила, что в цехе, гараже или складе должна поддерживаться постоянная, без сильных перепадов температура. Ради этого сооружают центральную котельную, а в рабочей зоне устанавливают радиаторы отопления для производственных помещений. Однако на некоторых предприятиях возникает надобность в создании отдельных зон с неодинаковой температурой воздуха. Для первого из этих случаев делается расчет по использованию центральной отопительной системы, а для второго - по применению локальных обогревателей.
На практике расчет системы отопления производственного помещения должен опираться на следующие критерии:
- площадь и высота отапливаемого здания;
- потери теплоты через стены и кровлю, окна и двери;
- потери теплоты в системе вентиляции;
- расход теплоты на технологические нужды;
- тепловая мощность отопительных агрегатов;
- рациональность использования того или иного вида топлива;
- условия прокладки трубопроводов и воздуховодов.
Исходя из этого определяется потребность в теплоэнергии для поддержания оптимальной температуры. Более точному расчету отопительных систем для производственных помещений способствует использование специальных расчетных таблиц. При отсутствии данных о теплотехнических свойствах здания, расход теплоты приходится определять приближенно по удельным характеристикам.
Делая выбор среди различных видов производственных систем отопления, следует учитывать специфику производства, теплотехнические расчеты, стоимость и доступность топлива, - и на этом строить технико-экономические обоснования. Наиболее полно соответствуют автономному отоплению современных производственных помещений системы инфракрасного, водяного, воздушного и электрического типов.
Инфракрасное отопление производственных помещений
Для создания необходимого теплового комфорта на рабочих местах часто используют инфракрасное отопление производственных помещений. Инфракрасные (ИК) тепловые излучатели местного действия устанавливают преимущественно в цехах и на складах площадью до 500 м² и с высокими потолками. В каждом из таких устройств конструктивно объединены генератор теплоты, нагреватель и теплоотдающая поверхность.
Преимущества инфракрасного отопления производственных помещений:
- происходит только обогрев пола, стен, цехового оборудования и непосредственно людей, работающих в помещении;
- воздух не нагревается, а значит, снижается расход тепловой энергии;
- пыль в воздух не поднимается, что особенно важно для предприятий электронной, пищевой промышленности и точного машиностроения;
- затраты на проектирование и монтаж отопления сводятся к минимуму;
- инфракрасные обогревательные приборы не отнимают полезную площадь.
ИК-обогреватели подразделяются на стационарные и переносные, а в зависимости от места установки, на потолочные, настенные и напольные. При необходимости воздействия на отдельные рабочие места, применяют направленное ИК-излучение при помощи небольших настенных обогревателей. Но если смонтировать пленочное инфракрасное отопление на потолке производственного помещения, тогда обогрев будет равномерным по всей площади. Нередко устраивают также теплые полы на основе панелей со встроенными ИК-обогревателями, но при такой системе увеличивается расход электроэнергии.
На предприятиях также находит применение инфракрасное газовое отопление производственных помещений. В таких отопительных приборах топливом служит природный газ, более дешевый по сравнению с электричеством. Основным преимуществом газовых ИК-излучателей считается их экономичность.
Излучатели для систем инфракрасного газового отопления производственных помещений выпускаются нескольких видов:
- высокоинтенсивные (светлые) с температурой теплоотдачи 800–1200 °С;
- низкоинтенсивные (темные) с температурой 100–550 °С;
- низкотемпературные с температурой 25–50°С).
Ограничением в использовании промышленных ИК-обогревателей является требование не размещать их в помещениях с высотой потолков ниже 4 м.
Водяное отопление производственных помещений
Если на предприятии будет использоваться водяная отопительная система, для ее устройства нужно построить специальную котельную, проложить систему трубопроводов и установить радиаторы отопления в производственных помещениях. Кроме основных элементов, в состав системы входят также и средства обеспечения работоспособности, такие как запорная арматура, манометры и др. Для обслуживания системы водяного отопления производственных помещений необходимо постоянно содержать специальный персонал.
По принципу своего устройства водяное отопление производственных помещений бывает:
- однотрубное - регулирование температуры воды здесь невозможно, поскольку все отопительные радиаторы для производственных помещений установлены последовательно;
- двухтрубное - регулирование температуры допустимо и осуществляется с помощью термостатов на радиаторах, установленных параллельно.
Генераторами тепла для водяной отопительной системы служат нагревательные котлы. По типу потребляемого топлива они бывают: газовые, жидкотопливные, твердотопливные, электрические, комбинированные. Для отопления небольших производственных помещений используют печи с водяным контуром.
Выбирать тип котла нужно исходя из потребностей и возможностей конкретного предприятия. Например, возможность подключиться к газовой магистрали будет стимулом для приобретения газового котла. В отсутствии природного газа отдают предпочтение дизельному или усовершенствованному твердотопливному агрегату. Электрические котлы отопления для производственных помещений применяют довольно часто, но лишь в небольших зданиях.
В разгар отопительного сезона могут случаться сбои или аварии в системах газо- и электроснабжения, поэтому целесообразно иметь на предприятии альтернативный отопительный агрегат.
Комбинированные котлы для отопления производственных помещений стоят гораздо дороже, но зато они бывают оборудованы несколькими видами горелок: г азово-дровяными, газово-дизельными, и даже газ-дизель-электричество.
Воздушное отопление производственных помещений
Система воздушного отопления на каждом конкретном промышленном предприятии может использоваться как основная, или как вспомогательная. В любом случае установка в цехе воздушного отопления обходится дешевле водяного, поскольку не нужно устанавливать дорогостоящие котлы для отопления производственных помещений, прокладывать трубопроводы и монтировать радиаторы.
Преимущества системы воздушного отопления производственного помещения:
- экономия площади рабочей зоны;
- энергоэффективный расход ресурсов;
- одновременный обогрев и очистка воздуха;
- равномерность обогрева помещения;
- безопасность для самочувствия работников;
- отсутствие риска протечек и замерзания системы.
Воздушное отопление производственного помещения может быть:
- центральным - с единым нагревательным агрегатом и разветвленной сетью воздуховодов, по которым нагретый воздух разносится по территории цеха;
- местным - воздухонагреватели (воздушно-отопительные агрегаты, тепловые пушки, воздушно-тепловые завесы) располагаются непосредственно в помещении.
В системе централизованного воздушного отопления для сокращения затрат энергии применяют рекуператор, который частично использует теплоту внутреннего воздуха для подогрева свежего воздуха, поступающего извне. Местные системы не осуществляют рекуперацию, они только согревают внутренний воздух, но не обеспечивают приток наружного. Настенно-потолочные воздухонагревательные агрегаты могут быть использованы для обогрева отдельных рабочих мест, а также для сушки каких-либо материалов и поверхностей.
Отдавая предпочтение воздушному отоплению производственных помещений, руководители предприятий добиваются экономии за счет существенного снижения капитальных затрат.
Электрическое отопление производственных помещений
Останавливая свой выбор на электрическом способе отопления, следует рассматривать два варианта обогрева цеховых или складских помещений:
- с помощью электрических котлов отопления для производственных помещений;
- с использованием переносных электронагревательных приборов.
В отдельных случаях бывает целесообразно устанавливать небольшие электрические печи для отопления производственных помещений с небольшой площадью и высотой потолков.
Электрические котлы обладают КПД до 99%, их работа полностью автоматизирована благодаря наличию программируемого управления. Кроме выполнения отопительной функции, котел может служить источником горячего водоснабжения. Обеспечивается абсолютная чистота воздуха, поскольку нет выброса продуктов сгорания. Однако многочисленные преимущества электрических котлов перечеркиваются слишком высокой стоимостью потребляемой ими электроэнергии.
Электрические конвекторы могут успешно конкурировать с электрическими котлами в сфере отопления производственных помещений. Существуют электрические конвекторы с естественной конвекцией, а также и с принудительной подачей воздуха. Принцип работы этих компактных приборов заключается в способности обогревать помещения способом теплообмена. Воздух проходит через нагревательные элементы, его температура повышается, и далее он совершает обычный цикл циркуляции внутри помещения.
Минусы электрических конвекторов: чрезмерно высушивают воздух, не рекомендуются для обогрева помещений с высокими потолками.
Отопительные излучающие панели за сравнительно короткий срок сумели продемонстрировать свои отличные энергоберегающие характеристики. Внешне они имеют сходство с конвекторами, но их отличие проявляется в особом устройстве нагревательного элемента. Преимуществом электрических излучающих панелей считается их свойство воздействовать на находящиеся в помещении предметы, не нагревая понапрасну воздух. Поддерживать заданную температуру помогают автоматические терморегуляторы.
Какую бы из систем отопления производственного помещения ни решил установить у себя владелец фирмы, основной его задачей должна оставаться забота о сохранении здоровья и работоспособности всего персонала компании.
Компания работает на рынке уже много лет, за это время мы набрались драгоценного опыта и знаем, как удовлетворить любой запрос, связанный с отоплением помещения любого назначения. Мы осуществляем проектирование и монтаж систем отопления «под ключ» различного уровня сложности на любых объектах.
Отопление промышленных предприятий
Качество продукции, выпускаемой предприятием, во многом зависит от надлежащего уровня производства. Реализация технологических процессов требует определённых параметров внутреннего воздуха. В задачу отопления входит поддержание требуемой температуры внутреннего воздуха в холодный период года.
Проектные решения при создании инженерных систем промышленных зданий очень сильно зависят от специфики этого производства, поэтому важную роль в этом процессе играет технологическая часть проекта. Помощь профессионалов компании Комплексные инженерные системы» в этом вопросе будет весьма кстати. Специалисты выполнят все необходимые расчёты, обоснуют принятые решения, подберут оборудование и произведут грамотный и качественный монтаж в короткие сроки.
Виды систем отопления, применяемые на производственных предприятиях:
- Водяное отопление
- Паровое отопление
- Воздушное отопление
Центральное
Местное
- Лучистое отопление
Выбор вида системы отопления зависит от наличия того или иного источника тепла на данном предприятии, технологии производства, технико-экономического обоснования и т.д
Водяное отопление на промышленном предприятии.
В данном случае сточником тепла для системы отопления могут служить сети центрального теплоснабжения или местная котельная. Главным элементом котельной является котёл необходимой мощности. Современные котлы, в зависимости от конструкции, могут работать на газе, твёрдом или жидком топливе, также они могут быть электрическими.
От наружных тепловых сетей вода подаётся с более высокими показателями температуры и давления, чем в самой системе отопления. Для доведения параметров воды до нужных значений оборудовается тепловой пункт.
По системе трубопроводов отопления вода поступает в отопительные приборы. Обычно в производственных помещениях в качестве отопительных приборов используются радиаторы, могут применятся регистры из гладких труб. Для разводки системы водяного отопления могут быть использованы трубы различного вида: стальные, металлопластиковые, полипропиленовые.
В нерабочее время система отопления производственных помещений для сокращения энергетических затрат работает в дежурном режиме, поддерживая температуру внутреннего воздуха на уровне +10oС (если это не противоречит технологии производства).
Паровое отопление на промышленном прдприятии.
Иногда на промышленных предприятиях в качестве теплоносителя применяется водяной пар. Такая система имеет свои плюсы и минусы. К плюсам можно отнести:
возможность быстрого нагревания помещений при подаче пара в отопительные приборы и столь же быстрое их охлаждение при выключении подачи пара;
сокращение капитальных затрат и расхода материала, вследствие уменьшения размеров отопительных приборов и трубопроводов;
возможность отопления зданий любой этажности, так как столб пара не создаёт значительно повышенного гидростатического давления в нижней части системы.
Такая система отопления наиболее предподчительна для дежурного обогрева помещений чем водяная.
Минусы парового отопления следующие:
- невозможность регулирования теплоотдачи отопительных приборов, т.к.отрегулировать расход пара достаточно сложно;
- увеличение бесполезных потерь паропроводами, когда они проложены в неотапливаемых помещениях;
- шум при работе системы;
- короткий срок службы паропроводов по сравнению с трубопроводами водяного отопления, т.к. при перерывах в подаче пара паропроводы заполняются воздухом, что ускоряет процесс коррозии их внутренней поверхности.
Воздушное отопление на промышленном предприятии.
Воздушное отопление промышленных помещений может быть центральным и местным.
При применении центральной системы воздушного отопления могут быть обеспечены подвижность воздуха, благоприятная для нормального самочувствия людей, равномерность температуры помещения, а также смена и очистка воздуха.
Воздух нагревается в воздухонагревателях вентиляционных установок до температуры выше внутренней температуры помещений, и по воздуховодам попадает в помещения. Там нагретый воздух смешивается с окружающим воздухом и охлаждается до его температуры. Надо отметить, что из-за сравнительно малой теплоёмкости воздуха его необходимое количество для отопления достаточно велико, что ведёт к необходимости применения воздуховодов большого сечения.
Для сокращения энергозатрат основная часть забираемого из помещения воздуха очищается в фильтрах, вновь нагревается и подаётся снова в помещения (рециркуляция). При этом наружный воздух подаётся в количестве не менее установленных санитарных норм. Если в процессе производства выделяются вредные или пахучие вещества, то применение рециркуляции весьма проблематично. В этом случае для экономии энергетических ресурсов можно использовать системы утилизации теплоты вытяжного воздуха (например, теплообменник с промежуточным теплоносителем или рекуператор).
При местном воздушном отоплении воздухонагреватель находится в самом помещении (воздушно-отопительные агрегаты, тепловые пушки). Местные системы работают на полной рециркуляции, т.е. обрабатывают внутренний воздух и не обеспечивают приток наружного воздуха.
Лучистое отопление на промышленном предприятии.
Инновацией, затронувшей теплогенерацию и теплоснабжение, является использование технологии лучистого отопления. Источником тепла в этом варианте являются электрические или газовые инфракрасные обогреватели, обогрев рабочей зоны осуществляется направленным потоком лучистой энергии инфракрасного спектра. Это наиболее экономичный и эффективный вариант отопления с большими возможностями - от обогрева бытовых и административных зданий до отопления животноводческих комплексов, складских помещений, строительных объектов. Эксперты уверены, за этим вариантом большое будущее!
Для сокращения тепловых потерь в производственных помещениях над воротами, дверьми и технологическими проёмами устанавливаются воздушно-тепловые завесы. Завесы могут быть водяными или электрическими; в последнее время на рынке появились также широкоструйные завесы, не требующие нагрева воздуха.
Системы отопления бывают открытые и закрытые.
Циркуляция жидкости в открытых системах отопления обеспечивается за счет установки бака в верхней точке здания. Чтобы скомпенсировать расширение теплоносителя, расширительный бак делается открытым.
Закрытые системы отопления работают за счет закрытого мембранного бака. Применение такого бака дает ряд выгодных преимуществ перед системой открытого типа. В такой системе жидкость или теплоноситель не взаимодействует с кислородом, и следовательно, окислительные процессы внутри котла протекают более медленно. Бак с теплоносителем можно поставить рядом с отопительным котлом и создать большее внутреннее давление в системе, что будет практически исключать образование воздушных пробок.
Как может циркулировать жидкость.
Циркулировать жидкость в системе отопления может естественным путем или в результате нагнетания давления насосом.
При естественной циркуляции движение теплоносителя происходит в результате вытеснения холодной водой горячей, так как плотность холодной воды выше и она более тяжелая. Так горячая вода вытесняется и поступает в отопительные радиаторы. Остывшая вода уходит по обратным трубам в котел, выдавливая нагретую, тем самым происходит непрерывная циркуляция воды. Недостаток такой системы отопления - непрерывный расход топлива и большой диаметр труб.
В системе отопления с принудительной циркуляцией, движение осуществляется при помощи циркулярного насоса . Это дает ряд существенных преимуществ:
- малый диаметр несущих труб;
- возможность регулировки и поддержания нужной температуры в помещении;
- небольшая разница между остывшей и нагретой водой, что экономит расход топлива и увеличивает срок службы котла.
Трубы разводят к радиаторам различными способами.
Двухтрубная система отопления представляет из себя две трубы, подходящие к радиатору. Одна из труб несет жидкость в радиатор, а другая - служит отводом остывшей жидкости. Такой способ распределения теплоносителя позволяет достичь одинаковой температуры во всех радиаторах .
Однотрубная система разводки осуществляет последовательную передачу жидкости от одного отопительного прибора к другому. В такой системе отопления последний радиатор конечно будет холоднее первого. Однако преимуществом такой системы является ее низкая стоимость.
Если сравнивать две системы отопления в эксплуатации, то двухтрубная выигрывает и поэтому используется чаще.
Какие бывают трубы.
На сегодняшний день используют трубы трех типов. Классификация их основана на материале, из которого они изготовлены.
- медные;
- стальные;
- полимерные (металлопластиковые, полипропиленовые и др.).
Недостаток стальных труб в первую очередь является их подверженность коррозии, дорогая и трудоемкая установка. Если вы решили установить систему отопления из оцинкованных труб, то использовать хладагент, как теплоноситель будет невозможно. Использование медных труб для отопления затрудняет их высокая цена. Между тем они имеют ряд преимуществ, они красивы, не подвержены коррозии и удобны в установке. Не вдаваясь в подробное описание всех типов полимерных труб, можно назвать их общие достоинства - удобство в установке, низкий вес, не подвержены коррозии и имеют низкий коэффициент сопротивления.
Какой теплоноситель подобрать.
Выбор теплоносителя поможет вам сэкономить не только в последующей эксплуатации системы отопления, но и в первоначальных расходах. Жидкость, которая будет разносить тепло в отопительной системе, определяет мощность отопительных радиаторов, котлов, характеристики насоса, материалы для прокладывания системы отопления.
Выбирая вид теплоносителя, постарайтесь проанализировать - будет ли в зимнее время работать ваша система отопления. Вода будет лучшим теплоносителем для систем, в которых исключена опасность замерзания жидкости и в случае остановки работы котла в зимнее время. Обладая определенными физическими показателями, вода является прекрасным и часто используемым теплоносителем. Есть и минусы такого теплоносителя - коррозионная активность, образование солей и коррозионных соединений на металлическом оборудовании.
Далее рассмотрим вариант, когда размораживание возможно (перебои в подаче электроэнергии, падение давления газа или другие причины). В этом случае в качестве теплоносителя применяют антифриз, специально разработанный для систем отопления.
Компания «Комплексные инженерные системы» предлагает различные решения и технологии отопления, поэтому мы сможем подобрать вариант, который идеально подойдет для вашего дома, ваших условий и бюджета. Мы позаботимся о том, чтобы ваш дом был действительно теплым.
Хотелось бы отметить, что мы являемся дилерами нескольких известных мировых производителей, поэтому нам не приходится завышать цены для своих клиентов. В число наших основных поставщиков входят такие компании, как: Elite, Kermi, Arbonia, Zehnder, Kampmann, Grundfos, Reflex, FAR, Baxi, Beretta и т.д.
Специалисты ООО «Комплексные инженерные системы»
регулярно проходят обучение и оснащены современным оборудованием. После выполнения всего комплекса работ по монтажу и пуско-наладке систем отопления мы несем все гарантийные обязательства.
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.
Организация производственного процесса – это многоплановая задача, в которой нужно учитывать все факторы. Помимо оборудования и квалифицированных работников следует уделить особое внимание поддержанию оптимальной температуры в помещении. Для этого нужно разработать системы и схемы отопления цехов своими руками: сварочного, столярного, производственного.
Выбор отопления по характеристикам помещения
Перед тем как сделать отопление цеха своими руками нужно выяснить несколько важных характеристик. Прежде всего – оптимальный температурный режим в помещении. От этого напрямую зависит выбор системы отопления.
При составлении схемы отопления столярного цеха или других производственных площадей нужно учитывать такие параметры:
- Площадь и высота потолков . Если расстояние от пола до кровли более 3 метров, то конвекционные (водяные, воздушные) системы будут неэффективны. Это объясняется большим объемом помещения;
- Теплоизоляция стен и крыши . Тепловые потери здания – это первое, что нужно учитывать при выборе. Система отопления для цеха должна быть не только эффективной, но и экономной. В таком случае лучше всего применять зональные источники тепла. Они будут поддерживать комфортный уровень температуры в определенной области помещения;
- Технологические требования оптимальной температуры в цеху . Например, отопление цеха деревообработки должно поддерживать нагрев воздуха на постоянном уровне. В противном случае это скажется на качестве продукции. Если же исходным сырьем является металл, то комфортная температура нужна только для работников.
Для проведения этого анализа потребуется изучить достоинства и недостатки каждого вида отопления. Рассмотрим наиболее эффективное отопление производственного цеха, отличающееся в зависимости от схемы и используемых компонентов.
Воздушное отопление цеха
Для больших помещений с высокими требованиями к температуре рекомендуется использовать воздушное отопление цеха. Эта система представляет собой разветвленную сеть воздушных каналов, при которым перемещаются потоки горячего воздуха. Его нагрев происходит с помощью специальной климатической установки или газового котла.
Такие системы и схемы отопления цехов своими руками применимы для сварочного, столярного, производственного помещений. Основными конструктивными элементами этой системы являются:
- Устройство забора наружного воздуха . Оно включает в себя вентиляторы и очистные фильтры;
- Далее воздушные массы по каналам попадают в зону нагрева . Это может быть электрические приборы (спиральный элемент) или газовая установка с воздушным теплообменником;
- Воздушные массы с высокой температурой движутся по каналам, которые распределяют тепло по отдельным производственным помещениям . Для регулирования уровня температуры нагрева в каждом выходном патрубке устанавливается дроссельная заслонка.
Подобная система воздушного отопления цеха имеет ряд существенных преимуществ перед стандартным. Главным из них является оптимальный нагрев помещения. Правильно расположенные воздушные каналы могут иметь направляющие элементы, которые фокусируют потоки воздуха в нужную зону цеха.
Также при дополнительной установке кондиционера эту же систему можно использовать в качестве охлаждающей. Однако такая схема отопления цеха довольно сложна в плане проектирования. Перед самостоятельной установкой нужно рассчитать мощность вентиляторов, форму и сечение воздушных каналов. Поэтому для монтажа воздушного отопления производственного цеха рекомендуется пользоваться услугами специализированных компаний.
Водяное отопление цеха
Использование традиционного водяного отопления актуально для небольших производств, площадь цехов которых не превышает 250 м². Оно нужно для постоянного поддержания температуры воздуха на оптимальном уровне по всему объему помещения. Зачастую отопление цехов деревообработки делают водяным.
Это связано с древесными отходами производства. Для их утилизации устанавливают твердотопливный котел длительного горения. Такая схема работы позволяет не только быстро, но и эффективно избавиться от древесных отходов. В дальнейшем они используются как топливо.
Однако эта схема организации отопления имеет ряд нюансов:
- Для того чтобы эффективность отопления производственного цеха была максимальной – нужно значительно увеличить площадь нагревательных приборов. Для этого используют трубы большого диаметра, которые свариваются между собой в регистры;
- Инертность. Нужно достаточно большое время для нагрева воздуха в цеху от теплоносителя;
- Невозможность быстрого изменения температуры воды в трубах.
Однако наряду с этим при монтаже водяного отопления цеха сварки можно применять систему теплого пола. Такая схема поможет уменьшить требуемую площадь отопительных приборов. Одновременно с этим уменьшится инертность системы – воздух в цеху будет нагреваться быстрее.
Во время проектирования отопления можно предусмотреть организацию горячего водоснабжения, что является важным для многих производственных процессов. Для этого нужно для отопления цеха своими руками приобрести (или сделать) теплообменный бак.
В нем энергия теплоносителя будет передаваться через змеевик воде. Это даст возможность использовать горячую воду не только в бытовых нуждах, но и для производственных процессов.
Помимо твердотопливных котлов можно устанавливать другие виды отопительного оборудования:
- Газовые котлы . Эффективны в экономическом плане, если нет дешевого твердого топлива;
- Электрические нагреватели . Их предпочтительно не использовать, так как затраты на электроэнергию будут высоки;
- Котлы, работающие на жидком топливе – дизель или отработанное машинное масло. Устанавливают в том случае, если нет газовых магистралей. Экономичны, но неудобны тем, что необходимы специальные емкости для хранения топлива.
Для применения водяных схем отопления цеха нужно правильно рассчитать мощность отопительной установки.
Стандартное соотношение 1 кВт выделяемой тепловой энергии на 10 м² площади актуально только для цеха, у которого высота потолков не превышает 3-х метров. Если же они выше, то каждый дополнительный метр это +10% к мощности котла.
Инфракрасное отопление цеха
Принцип работы инфракрасных обогревателей заключается в нагреве поверхностей за счет воздействия ИК излечения. Если система отопления сварочного цеха рассчитана на точечный обогрев определенных зон, то лучше всего использовать эти приборы. Эффективное отопление инфракрасными обогревателями для цехов следует начать с выбора нагревательных элементов. В настоящее время применяется два метода генерирования ИК излучения.
Карбоновые обогреватели
Его конструкция состоит из колбы, внутри которой расположена карбоновая спираль, и отражающего элемента. При прохождении тока по нагревательному элементу происходит его накаливание за счет высокого электрического сопротивления. В результате этого выделяются ИК излучение.
Для фокусировки тепловой энергии предусмотрен отражатель, изготавливаемый из нержавеющего железа или алюминия.
ИК электрические обогреватели могут применяться как дополнительное отопление столярного цеха. Их монтируют над теми рабочими зонами, где необходим стабильный температурный режим. К преимуществам электрических инфракрасных обогревателей можно отнести:
- Простой монтаж;
- Возможность регулирования температуры нагрева за счет изменения подаваемой мощности тока;
- Небольшие габаритные размеры.
Однако из-за большого энергопотребления отопление электрическими инфракрасными обогревателями для цехов встречается редко. Вместо них монтируют газовые модели.
Газовые ИК обогреватели
Для производственных цехов большой площадью при необходимости зонального обогрева рекомендуется применять газовые модели инфракрасных обогревателей. Их принцип работы основан на так называемом беспламенном горении смеси газа и воздуха на керамической поверхности. В результате этого формируется ИК излучение, которое фокусируется отражателем.
Для эффективного отопления инфракрасными обогревателями цехов зачастую используют потолочные модели обогревателей. Важно правильно рассчитать высоту крепления и требуемую мощность. От этих параметров будет зависеть площадь обогрева и температурный режим в этой части цеха.
Они используются в качестве системы отопления сварочного цеха, где комфортная температура нужна только для обеспечения нормальных условий рабочему персоналу. Однако при планировании такого вида обогрева нужно учитывать ряд нюансов:
- Инфракрасную систему отопления для цеха нельзя применять, если нужен нагрев воздуха во всем помещении. Обогреватели рассчитаны на локальное воздействие;
- Для минимизации расходов нужно использовать только природный магистральный газ. Сжиженный баллонный помимо дополнительной закупки обменных емкостей неудобен периодической процедурой подключения.
Но несмотря на эти недостатки, применение инфракрасного отопления для цехов деревообработки и других направлений промышленности остается оптимальным вариантом. Однако для монтажа газового отопления цеха только своими руками нужно провести ряд согласовательных мероприятий со службой газа, чтобы получить все разрешительные документы.
Как же правильно выбрать систему отопления для того или иного цеха? Нужно учитывать ее эксплуатационные параметры, расходы на приобретение оборудования и цену энергоносителя. Помните, что от эффективности отопления любого производственного цеха будет зависеть себестоимость продукции.
Если же нужен экономный вариант организации отопления столярного цеха – на видео можно увидеть нестандартные способы нагрева воздуха с использованием опилок и деревянной стружки.
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!