Отопление промышленных объектов
Отопление промышленных и производственных помещений задача весьма сложная. Ниже мы рассмотрим, почему при решении такого вопроса, как теплоснабжение крупных производственных объектов, не существует стандартных или готовых решений.
Основная специфическая особенность промышленных помещений - это их площадь.
Зачастую большая площадь таких помещений и высота потолков, их сложная конфигурация и размещение на ней всевозможного оборудования, а также технологические проемы - влияют не только на теплопотери, но и нарушают естественную циркуляцию воздуха.
Также в зависимости от различных технологических процессов, применяемых в том или ином цехе, может встать необходимость разграничения одного помещения на разные климатические зоны или же наоборот - потребность поддержания одной заданной температуры во всем помещении.
Следует учитывать, что микроклимат производственного объекта должен соответствовать санитарным нормам и требованиям СНиП, поэтому для его обеспечения требуются технически сложные схемы теплонабжения.
Вторым немаловажным фактором, который следует учитывать при проектировании системы отопления промышленных помещений - это издержки предприятия.
Издержки производства обуславливают стоимость готовой продукции. Существенную роль в этой схеме играют затраты на отопление производственных помещений. Ежегодно экономика претерпевает рост цен на топливно-энергетические ресурсы, который сложно назвать сбалансированным. Отсюда вытекает тот факт, что даже незначительное повышение тарифов на энергоноситель будет существенно сказываться на технологических процессах.
Работа отопительной системы не должна увеличивать затраты на обеспечение теплоснабжения, но мало того, в условиях постоянного роста тарифных ставок, оборудование должно работать на прибыль производства. Тем самым сокращая издержки производства.
Сегодня реализация такой идеи возможна благодаря инновационной технологии применяемой в конденсационных отопительных котлах. О них мы поговорим чуть позже.
Как же правильно выбрать оборудование для обеспечения теплоснабжения производства?
Основные вопросы, которые могут возникнуть при решении этой задачи.
Первое, с чего стоит начать - это определение, сколько необходимо тепловой энергии для обеспечения нормальной работы производственных мощностей.
При расчете производительности отопительного оборудования необходимо учесть немалое количество составляющих. Один из важных факторов - это теплопотери. Для определения теплопотерь и теплотехнических характеристик материалов из которых изготовлены ограждающие конструкции применяется теплотехнический расчет - он является одним из самых трудоемких.
На величину теплопотерь влияет материал стен и перекрытий, их площадь и толщина, температура наружного и внутреннего воздуха помещения.
При проведении теплотехнического расчета стоит учитывать и климатические особенности местности.
Исходя из того, что любое предприятие имеет множество цехов различного назначения , каждый из которых достаточно значителен в масштабах своей площади, становится понятно, что мощность оборудования способная обеспечить теплоснабжением такое предприятие должна быть достаточно высокой. Расчетная мощность отопительного оборудования может составлять более тысячи киловатт.
Кроме того, для бесперебойной работы в условиях возможных аварийных ситуаций должна быть обеспечена резервная мощность, способная подавать тепло на весь ремонтно-восстановительный период. Обеспечение такой тепловой мощности возможно только от централизованной системы отопления или же от собственной автономной котельной.
Основным важным преимуществом автономной котельной является возможность независимого регулирования мощности оборудования в зависимости от погодных условий. А также сокращение теплопотерь в системах трубопроводов. Эти оба фактора в свою очередь обуславливают экономичность использования автономной котельной.
После того как произведены все необходимые теплотехнические расчеты и определена необходимая тепловая мощность, следует выбрать наиболее оптимальный тип отопления.
Рассмотрим возможные виды отопления:
- Воздушное отопление.
Воздушное отопление, в настоящее время очень широко распространено на производственных объектах. Оборудование воздушного отопления это различные теплогенераторы, тепловентиляторы, воздухонагреватели, тепловые завесы и тепловые пушки.
В теплогенераторах нагрев воздуха происходит за счет работы газовой или жидкотопливной горелки, в этом случае воздух, подаваемый на теплообменник, предварительно подогревается от температуры продуктов сгорания.
Теплоносителем для работы тепловентиляторов может быть вода или антифриз, которые будут подаваться по системе трубопроводов непосредственно к каждому вентилятору, передавая тепло на теплообменник.
Оборудование воздушного отопления успешно применяется совместно с системой вентиляции и кондиционирования, что в свою очередь позволяет пропускать воздух через систему фильтрации. Такой способ воздушного отопления подходит для предприятий с особенными санитарными требованиями к составу воздуха.
Несмотря на всевозможные плюсы системы воздушного отопления для промышленных объектов, здесь существует ряд недостатков.
Во-первых, для отопления больших площадей требуется нагреть немалый объем воздуха, обусловлено это низкой удельной теплоемкостью воздуха по сравнению с водой, соответственно увеличиваются затраты на теплоэнергию.
Во-вторых, нагретый воздух поднимется вверх, к потолочным перекрытиям помещения, соответственно в нижней части помещения температура остается некомфортной, в то время, как температура нагретого воздуха под потолком может достигать до 50 градусов по Цельсию. В свою очередь этот факт обуславливает значительные теплопотери.
Помимо того, для работы системы воздушного отопления требуется сооружение громоздких воздуховодов или систем трубопроводов.
- Водяное отопление.
Принцип работы водяной системы отопления - нагрев теплоносителя (воды) и подача ее в систему - к отопительным приборам.
Нагрев воды осуществляется в отопительном котле, с помощью циркуляционного насоса по системе трубопроводов теплоноситель попадает в отопительные приборы (радиаторы, конвекторы и систему теплого пола). По типу нагрева отопительные котлы могут быть газовыми, электрическими, жидкотопливными и твердотопливными.
Для отопления предприятия большой площади с помощью водяной системы отопления требуется наличие котельной.
Водяное отопление с помощью газовых котлов является наиболее оптимальным способом обеспечения теплом промышленных объектов. В такой системе отопления теплопотери сведены к минимуму благодаря применению современных систем управления и регулирования. Тепло подается в конкретную зону в зависимости от индивидуальной потребности каждой.
В настоящее время самой эффективной является конденсационная система отопления применяемая в газовых котлах. Принцип действия конденсационной технологии состоит в использовании тепла от отходящих газов, путем конденсации водяного пара. В этом процессе выделяется дополнительная энергия, которая используется для нагрева теплоносителя. Благодаря этой технологии коэффициент полезного действия в определенных конденсационных котлах достигает до 110% (для сравнения в конвекционных котлах только 90%).
Конденсационная техника способствует оптимизации расхода топлива, что особенно важно при отоплении промышленных объектов средней и большой площади.
Современные технологии водяного отопительного оборудования полностью автоматизированы и снабжены электронными системами управления для максимально комфортной и экономичной работы.
Промышленная серия газовых конденсационных котлов Rendamax оснащена премиксной горелкой глубокой модуляции, что позволяет максимально точно настроить котел для требуемой тепловой мощности, обеспечив максимально эффективное сгорание топлива.
Для современного крупного промышленного объекта мало просто удовлетворить потребности в тепловой мощности, важно обеспечить комфорт и экономичность потребления тепла. На сегодняшний день существует большой выбор погодозависимых контроллеров управления, позволяющих осуществлять подготовку горячей воды.
Для обеспечения производственных предприятий большой тепловой мощностью используется каскадная система отопительного оборудования. Газовые промышленные котлы Rendamax комплектуются каскадными контроллерами с возможностью соединения до 8 котлов в каскадную систему и регулирования до 16 отопительных контуров.
- Лучистое отопление
Альтернативный источник тепла для воздушного и водяного отопления на сегодняшний день, набирающий популярность - лучистое отопление. Лучистое отопление работает на основе инфракрасного излучения и является системой отопления на примере солнечной энергии.
Сегодня инфракрасное отопление все чаще используется для отопления производственных, складских помещений и ангаров.
Газовые инфракрасные излучатели устанавливаются под потолком помещения. При нагревании оборудование излучает короткие и длинные электромагнитные волны, нагревая непосредственно сами предметы, которые передают тепло воздуху.
Благодаря максимально приближенному к естественному способу излучения тепла в отапливаемом помещении оптимальная температура воздуха сосредоточена на уровне человеческого роста.
Лучистое отопление работает в условиях отсутствия конвекции, что полностью исключает движение частиц пыли в воздухе.
Достижение оптимальной температуры в помещении происходит гораздо быстрее по сравнению с конвекционными отопительными системами.
Воздух не перегревается и не пересушивается.
В целом, системы инфракрасного отопления разработаны для создания максимально комфортного микроклимата в отапливаемом помещении, что бесспорно благоприятно сказывается на самочувствии работников и как следствие повышает производительность труда.
Подводя итоги этой статьи можно сделать вывод, что эффективное отопление промышленного объекта - задача весьма непростая, требующая тщательной подготовки и точных расчетов. Единого решения в этом вопросе быть не может, так как важно подобрать самый оптимальный, комфортный и экономичный вариант, а это возможно только с учетом всех индивидуальных особенностей - от назначения производственного объекта до климатической зоны в которой он расположен. Единственное верное решение в этом вопросе - это использование современных высокопроизводительных технологий, систем автоматизации и контроля. Развитие отопительной техники не стоит на месте и призвано сделать потребление тепла максимально комфортным, а также направлено на экономию ресурсов.