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.
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.
Мнение эксперта
Федоров Максим Олегович
Производственные помещения значительно отличаются от жилых квартир своими размерами и объемами. В этом состоит кардинальное отличие промышленных систем вентиляции от бытовых комплексов. Варианты обогрева просторных нежилых зданий исключают использование конвекционных методов, вполне действенных для обогрева жилья.
Большие размеры производственных цехов, сложность конфигурации, наличие множества приборов, агрегатов или машин, выделяющих в пространство тепловую энергию, нарушат процесс конвекции. Он основан на естественном процессе подъема теплых слоев воздуха, циркуляция таких потоков не терпит даже малых вмешательств. Любой сквозняк, горячий воздух от электродвигателя или станка, направит потоки в другую сторону. В промышленных цехах, складских помещениях имеются большие технологические проемы, способные прекратить работу систем обогрева малой мощности и устойчивости.
Кроме того, конвекционные методы не обеспечивают равномерного нагрева воздуха, важного для производственных помещений. Большие площади требуют одинаковой температуры воздуха во всех точках помещения, иначе возникнут затруднения для работы людей и течения производственных процессов. Поэтому для производственных помещений необходимы специфические способы обогрева , способные обеспечить правильный микроклимат, соответствующий .
Промышленные системы отопления
В число наиболее предпочтительных способов обогрева промышленных помещений входят:
-
инфракрасный
-
централизованная
-
зональная
Централизованные системы
Централизованные системы создаются для максимально равномерного нагрева всех участков цеха. Это бывает важно при отсутствии конкретных рабочих мест, необходимости постоянного перемещения людей по всей площади цеха.
Зональные системы
Зональные системы отопления образуют участки с комфортным микроклиматом на рабочих местах без полного охвата площади цеха. Такой вариант дает возможность сэкономить средства, не расходуя ресурсы и тепловую энергию на балластный подогрев неиспользуемых или непосещаемых людьми участков цеха. При этом, технологический процесс не должен быть нарушен, температура воздуха должна соответствовать технологическим требованиям.
Электрическое отопление
Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Важно! Необходимо сразу же заметить, что обогрев с помощью электроэнергии как основной способ отопления практически не используется из-за его дороговизны .
Электрические тепловые пушки или калориферы используются в качестве временных или местных источников тепла. Например, для производства ремонтных работ в неотапливаемом помещении устанавливается тепловая пушка, дающая возможность ремонтной бригаде работать в комфортных условиях, позволяющих получить необходимое качество работы. Электронагреватели как временные источники тепла являются самыми востребованными, так как не имеют потребности в теплоносителе. Они нуждаются лишь в подключении к сети, после чего тут же начинают вырабатывать тепловую энергию самостоятельно. При этом, обслуживаемые площади достаточно малы.
Воздушное отопление
Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Воздушное отопление промышленных зданий - наиболее привлекательный тип обогрева.
Он позволяет отапливать помещения больших объемов вне зависимости от их конфигурации. Распределение воздушных потоков происходит управляемым образом, температура и состав воздуха гибким образом регулируются. Принцип действия заключается в нагреве приточного воздуха при помощи газовых горелок, электрических или водяных калориферов. Горячий воздух при помощи вентилятора и системы воздуховодов транспортируется в производственные помещения и выпускается в наиболее удобных точках, обеспечивающих максимальную равномерность нагрева. Системы воздушного отопления имеют высокую ремонтопригодность, они безопасны и позволяют полностью обеспечивать микроклимат в производственных помещениях.
Инфракрасное отопление
Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Инфракрасное отопление - один из наиболее новых , появившихся относительно недавно, методов обогрева производственных помещений. Суть его состоит в использовании инфракрасных лучей для нагревания всех поверхностей, расположенных на пути прохождения лучей.
Обычно панели располагаются под потолком, излучая по направлению сверху вниз. От этого нагревается пол, различные предметы, в какой-то степени стены.
Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Важно! В этом состоит особенность метода - нагревается не воздух, а именно предметы , находящиеся в помещении.
Для более эффективного распределения ИК лучей на панелях оборудованы отражатели, направляющие поток лучей в нужную сторону. Методика обогрева ИК лучами эффективна и экономична, но имеет зависимость от наличия электроэнергии.
Преимущества и недостатки
Электрообогрев
Отопительные системы, используемые для обогрева частных домов или промышленных зданий, имеют свои сильные и слабые стороны. Так, достоинствами электрических методов обогрева
являются:
-
отсутствие промежуточных материалов (теплоносителя) . Электроприборы сами генерируют тепловую энергию
-
высокая ремонтопригодность приборов. Все элементы могут быть оперативно заменены в случае выхода из строя без каких-либо специфических ремонтных работ
-
система с электронагревом может очень гибко и точно регулироваться . При этом, не требуется никаких сложных комплексов, управление производится при помощи стандартных блоков
Инфракрасное отопление
Инфракрасные системы имеют достоинства:
-
эффективность , экономичность
-
не сжигается кислород , сохраняется комфортная для человека влажность воздуха
-
монтаж такой системы довольно прост и доступен для самостоятельного выполнения
-
системе не страшны перепады напряжения , что позволяет сохранять микроклимат в помещениях даже при подключении к неустойчивой сети электропитания
-
методика предназначена в большей степени для местного, точечного обогрева. Использование ее для создания ровного микроклимата в больших цехах нерационально
-
сложность расчета системы , необходимость точного выбора подходящих приборов
Воздушное отопление
Воздушное отопление считается наиболее удобным способом обогрева производственных и жилых помещений. Это выражается в следующих преимуществах
:
-
способность равномерного нагрева больших цехов или помещений любого размера
-
система может быть реконструирована, ее мощность при необходимости может быть повышена без полного демонтажа
-
воздушное отопление наиболее безопасно в эксплуатации и монтаже
-
система имеет малую инерцию и быстро может менять режимы работы
-
существует много вариантов исполнения
-
зависимость от источника нагрева
-
зависимость от наличия подключения к сети электроэнергии
-
при отказе системы температура в помещении очень быстро падает
Создание проекта отопительной системы
Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Проектирование воздушного отопления не простая задача. Для ее решения необходимо выяснить ряд факторов, самостоятельное определение которых может быть затруднено. Специалисты компании РСВ могут бесплатно сделать для вас предварительный помещения на основе оборудования ГРЕЕРС.
Выбор того или иного типа отопительной системы производится путем сопоставления климатических условий региона, размеров здания, высоты потолков, особенностей предполагаемого технологического процесса, расположения рабочих мест. Кроме того, при выборе руководствуются экономичностью способа обогрева, возможностью его использования без лишних затрат.
Расчет системы производится путем определения теплопотерь и подбора соответствующего им по мощности оборудования. Для исключения возможности ошибок необходимо использовать СНиП , в которых изложены все требования к системам отопления и даны необходимые для расчетов коэффициенты.
СНиП 41-01-2008
ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ
ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ с 01.01.2008 г. постановлением от 2008 г. ВЗАМЕН СНиП 41-01-2003
Монтаж системы отопления
Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Важно! Монтажные работы производятся в строгом соответствии с проектом и требованиями СНиП.
Важным элементом системы являются воздуховоды , которые обеспечивают транспортировку газо-воздушных смесей. Они монтируются в каждом здании или помещении по индивидуальной схеме. Размер, сечение, форма воздуховодов играют важную роль при монтаже, так как для подключения вентилятора нужны переходники, соединяющие входной или выходной патрубок устройства с системой воздушных каналов. Без качественных переходников создать плотное и работоспособное соединение не получится.
В соответствии с выбранным типом системы устанавливаются , проводятся электрические кабели , делается разводка труб для циркуляции теплоносителя . Устанавливается оборудование, выполняются все нужные подключения и соединения. Все работы производятся с обязательным соблюдением требований безопасности. Запуск системы производится в минимальном режиме функционирования, с постепенным набором проектной мощности.
Полезное видео
Обогрев производственных зданий имеет свои особенности и требует особого подхода к вопросу, причем индивидуального в каждом конкретном случае. Источниками тепла при различных способах обогрева чаще всего служат промышленные котлы, работающие на разных энергоносителях. Цель данной статьи – рассмотреть существующие системы отопления производственных помещений, требования к ним и виды котельных установок для производства тепловой энергии.
Промышленные системы отопления
Чтобы организовать обогрев промышленных помещений, надо учитывать кардинальные отличия производственных зданий от жилых и административных. Они заключаются в следующем:
- большие габариты и высота потолков;
- низкая степень утепления;
- наличие множества сквозняков или постоянно открывающихся проемов ворот;
- наличие технологического оборудования, выделяющего тепло;
- выбросы в пространство цехов вредных веществ, которые надо удалять;
- стоимость энергоносителей для промышленности, как правило, выше, чем для населения.
Кроме перечисленных особенностей, промышленные системы отопления при обогреве зданий должны обеспечивать оптимальные температуры на рабочих местах либо поддерживать микроклимат, требуемый для хранения той или иной продукции.
Примечание. Значения температур на рабочих местах прописаны в нормативной документации, в разных странах постсоветского пространства эти данные могут отличаться. Что касается условий хранения продукции или оборудования, то все их перечислить невозможно, здесь требуется индивидуальный подход.
В настоящее время для создания тех или иных условий в помещениях используются такие системы отопления промышленных зданий:
- водяная;
- воздушная;
- инфракрасный обогрев.
Традиционные одно – и двухтрубные системы, где в качестве теплоносителя применяется вода, успешно функционируют в зданиях небольшой и средней площади с высотой потолков до 5 м. Хотя следует отметить, что однотрубные схемы внедряются нечасто, поскольку большая протяженность сетей и большое количество батарей делают водяное промышленное отопление неэффективным. Обычно роль отопительных приборов играют стальные регистры из гладких труб либо конвекторы.
В зданиях, чьи потолки находятся на высоте 5 м и более, водяной обогрев регистрами становится нецелесообразным. Теплый воздух, нагреваемый батареями, поднимается в верхнюю зону цеха, оставляя нижнюю часть, где работают люди, холодной. На металлургических и химических предприятиях водяное отопление промышленных помещений также не будет эффективным, даже невзирая на малую высоту корпусов.
Причина – большое количество вредностей, выделяющихся во время технологических процессов. Их удаляют с помощью приточно-вытяжной вентиляции, из-за чего воздух в цеху обновляется 4-10 раз в час, быстро прогреть его радиаторами невозможно. На практике 2 системы объединяются в одну и организовывается воздушное отопление зданий. Причем весь объем помещения не прогревается, воздух нормированной температуры подается сверху вниз в зону, где находятся и работают люди.
Примечание. Чтобы избежать выхолаживания цеха через открывающиеся ворота, около них устанавливаются воздушные завесы.
Крупные промышленные предприятия, например, трубные или металлургические цеха протяженностью 500 м и более, судостроительные верфи и ангары с высотой 60 м, не могут обогреваться полностью по причине экономической нецелесообразности. В таких гигантских корпусах принято осуществлять местное отопление с помощью переносных или стационарных тепловентиляторов. Кроме того, с недавних пор в производственных цехах стали внедрять инфракрасный электрический обогрев. Настенные или подвесные приборы нагревают не воздух, а расположенные в радиусе их действия предметы и поверхности.
Виды промышленных котлов
Чтобы нагреть промышленные радиаторы отопления или подать горячую воду в теплообменники для подогрева воздуха, на предприятиях устанавливаются теплогенераторы средней и большой мощности. Чаще всего на предприятиях используются такие виды агрегатов:
- газовые водогрейные;
- газовые паровые;
- твердотопливные водогрейные;
- дизельные.
Примечание. Дизельные теплогенераторы встречаются на заводах крайне редко ввиду значительной стоимости топлива.
Самые распространенные среди всех – это газовые промышленные котлы, греющие воду. Они полностью автоматизированы, имеют несколько ступеней безопасности и обладают самым высоким КПД – более 90%. Для повышения эффективности эти агрегаты снабжаются водяными экономайзерами, отбирающими теплоту дымовых газов и повышающими КПД установки еще на 3-5%. Количество персонала для обслуживания газовых котлов требуется минимальное, как и периодичность обслуживания.
Газовые паровые котлы не устанавливают специально для отопления, их задача – производить пар заданных параметров на технологические нужды. Но если уж такой агрегат есть в наличии, то он параллельно обеспечивает цех теплом. Для этого пар пропускают через пластинчатый или кожухотрубный теплообменник, где от него нагревается вода, подаваемая в систему отопления. Котел для производства пара сложнее водогрейного, к нему предъявляются самые высокие требования.
В последние годы все большую популярность приобретают твердотопливные промышленные котлы. Невзирая на относительно низкий КПД (зависит от типа агрегата), эти установки пользуются спросом на предприятиях деревообработки, сельского хозяйства и других, связанных с наличием недорогой древесины или угля. Теплогенераторы не столь удобны в эксплуатации, как газовые, и нуждаются в постоянном надзоре со стороны обслуживающего персонала. В настоящий момент для обогрева производственных помещений используются такие промышленные котлы на твердом топливе:
- сжигающие древесину и уголь с ручной загрузкой;
- угольные с автоматической подачей топлива;
- пеллетные.
Для зданий небольшой и средней площади можно применять агрегаты с ручной загрузкой. Там, где нет возможности или желания содержать лишний персонал, принято ставить промышленные водогрейные котлы с автоматической подачей угля, пеллет или щепы. Хотя перечисленные теплогенераторы все равно необходимо чистить от золы не реже 1 раза в неделю.
Для справки. Зачастую котлы большой мощности, работающие на твердом топливе, загружаются с помощью трактора или вилочного погрузчика.
Заключение
По стоимости монтажа дешевле всего обойдется инфракрасный обогрев, так как для него не нужен котел. Но эксплуатация подобного отопления имеет свои нюансы, да и цена электроэнергии немаленькая. Вторая по стоимости – водяная система, для которой нужен котел и мощные циркуляционные насосы для отопления. Самый дорогой монтаж – у воздушной схемы, в ней помимо перечисленного оборудования еще используется приточно-вытяжная вентиляционная установка.
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.