Промышленные системы воздушного отопления. Отопление производственных помещений – выбираем рациональное решение Какое бывает отопление на предприятии

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.

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.

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

Кроме того, имеются два варианта по типу охвата площади:

• 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

Недостатком электрических отопительных систем является их дороговизна. При этом, сами приборы стоят достаточно дорого, и электроэнергия, которую они потребляют, создает значительные расходы. Это является основной причиной редкого использования электроприборов в качестве основной отопительной системы.

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

Недостатки ИК обогрева:

• 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

Недостатками воздушного отопления являются:

• зависимость от источника нагрева

• зависимость от наличия подключения к сети электроэнергии

• при отказе системы температура в помещении очень быстро падает

Все эти качества являются критериями выбора отопительной системы при проектировании.

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

Под вентиляцией понимают систему мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения рабочих и обслуживаемых зон помещений, создания метеорологических условий и чистоты воздушной среды, соответствующим гигиеническим и техническим требованиям. Вентиляция, уменьшающая содержание в производственных помещениях различных вредных выделений, способствует не только обеспечению безопасных (в первую очередь, с точки зрения взрывоопасности) и здоровых условий труда, но и во многих случаях увеличению долговечности строительных конструкций, сохранению внутренней отделки помещений, а также созданию условий для оптимального ведения технологических процессов.

Системы вентиляции классифицируют по способу перемещения воздуха, направлению потока воздуха, зоне действия и времени работы. По способу перемещения воздуха вентиляция бывает двух видов: естественная и механическая. Различие заключается в способе осущест­вления воздухообмена помещений.

Естественная вентиляция осуществляется за счет раз­ности температур воздуха в помещении и вне его (тепловой напор) или воздействия ветра (ветровой напор).

При механической вентиляции перемещение воздуха осуществляется с помощью вентиляторов. Она может быть приточной и вытяжной, и та и другая – общеобменной местной или комбинированной. Действующая в помещении одновременно естественная и механическая вентиляция называется совмещенной.

Естественная вентиляция может быть организованная и неорганизованная. Неорганизованный и неуправляемый приток воздуха, происходящий через неплотности и щели строительных конструкций, называется инфильтрацией, а внутреннего воздуха наружу – эксфильтрацией. Организованная и управляемая естественная вентиляция называется аэрацией . На пищевых предприятиях она применяется в помещениях, имеющих значительные выделения теплоты, и осуществляется с помощью аэрационных фонарей, специальных вентиляционных каналов, фрамуг и окон.

Для использования ветрового напора, а также удаления небольших объемов воздуха используют дефлекторы (дефлекторная вентиляция), специальные насадки, устанавливаемые в верхней части вентиляционных каналов. С их помощью усиливают тягу. Подачу приточного воздуха при естественной вентиляции (СП 2.2.1.1312-03) необходимо предусматривать в теплый период года на уровне не более 1,8 м и в холодный период года – не ниже 4 м от пола до низа вентиляционных проемов. При подаче неподогретого воздуха в холодный период года на более низких отметках необходимо предусматривать мероприятия, предотвращающие непосредственное воздействие холодного воздуха на работающих. Открывающиеся устройства в зданиях с системами аэрации должны обеспечивать возможность направления поступающего воздуха вверх в холодный период года и вниз – в теплый период года.

Преимуществом аэрации является то, что большие объемы воздуха перемещаются в производственном помещении без использования механических средств, что делает ее значительно дешевле механических систем вентиляции. Недостатки аэрации – изменение воздухообмена в зависимости от температуры воздуха в промышленных зданиях и метеорологических параметров наружного воздуха, невозможности очистки наружного воздуха, сложность регулирования параметров воздуха в помещении, в частности относительной влажности, которая должна поддерживаться на определенном уровне. Для компенсации отдельных недостатков используют сочетание естественной и механической вентиляции (совмещенная вентиляция) в различных вариантах.

В зависимости от того, для чего предназначена механическая система вентиляции, она подразделяется на приточную (для подачи воздуха в рабочую зону), вытяжную (для удаления загрязненного воздуха) и приточно-вытяжную с рециркуляцией или без рециркуляции воздуха. Преимущество механической вентиляции состоит в том, что перемещаемый вентилятором воздух можно нагревать, охлаждать, увлажнять и очищать от вредных газов и пыли.

Установки механической приточной вентиляции (рисунок 7а ) обычно состоят из воздухозаборного устройства (воздухоприемника) 1, устанавливаемого снаружи здания в местах наименьшей загрязненности; воздуховодов 2, по которым воздух подается в помещение; фильтров 3, служащих для очистки воздуха от пыли; калориферов 4, в которых воздух подогревается до необходимой температуры; вентилятора 5; приточных отверстий или насадок 6, через которые воздух подается в помещение, и регулирующих устройств, которые устанавливаются в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях воздуховодов.

Рисунок 7 Механическая вентиляция:

а - приточная; б - вытяжная; в - приточно-вытяжная

с рециркуляцией

Установки механической вытяжной вентиляции (рисунок 7б ) обычно состоят из вытяжных отверстий 7 или насадок вентилятора 5; воздуховодов 2; устройства для очистки воздуха от пыли, газов 8 и устройства для выброса воздуха (вытяжной шахты) 9, которое должно быть расположено на 1-1,5 м выше конька крыши. В системе механической приточно-вытяжной (рисунок 7в ) вентиляции обе установки работают одновременно.

По месту действия вентиляция бывает общеобменная, когда смена воздуха происходит во всем объеме помещения, и местная, благодаря которой состояние воздушной среды нормализуется только в местах нахождения людей.

Общеобменная вентиляция наиболее часто применяется в тех случаях, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещению. Количество воздуха, необходимое для обеспечения нормативных параметров воздушной среды в рабочей зоне, необходимо определять расчетным путем, учитывая неравномерность распределения вредных веществ, тепла и влаги в объеме помещения. Воздухообмен, необходимый для удаления избыточного тепла (L, м 3 /ч) определяют по формуле

L = 3600 Q изб /С×r × (t уд – t пр) , (38)

где Q изб – избыточное количество тепла, Дж/с; С – удельная теплоемкость воздуха, Дж/ (кг× К); r - плотность воздуха при 293 0 К, кг/м 3 ; t уд – температура удаляемого воздуха, К; t пр – температура приточного воздуха, К.

Необходимый воздухообмен, исходя из содержания в воздухе водяных паров (L П , м 3 /ч), определяют по выражению

L П = G П / (d уд - d пр) ×r , (39)

где G П – масса водяного пара, выделяющегося в помещении, г/ч; d уд – влагосодержание удаляемого воздуха, г/кг, сухого воздуха; d пр – влагосодержание приточного воздуха, г/кг; r - плотность приточного воздуха, кг/м 3 .

Воздухообмен по количеству выделяющихся вредных веществ определяют по выражению

L = G / (C ПДК – С 0) , (40)

где G – интенсивность образования вредных веществ, мг/ч; С ПДК и С 0 – соответственно предельно допустимые концентрации вредного вещества в воздухе и содержание его в приточном воздухе, мг/м 3 .

При выделении в помещении нескольких видов вредностей определяется требуемый воздухообмен по каждому из них, полученная наибольшая величина принимается за расчетную.

Характеристикой общеобменной вентиляции служит кратность воздухообмена (n ), определяемая как отношение объема воздуха, подаваемого для вентиляции помещения за один час (V в) к объему вентилируемого помещения (V п).

N = V в / V п (41)

Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в час обменивается воздух в помещении.

При проектировании вентиляции следует предусматривать удаление загрязнённого воздуха непосредственно от места выделения вредностей (местная вентиляция ) или из тех зон помещения, в которых наблюдаются максимальная концентрация вредных веществ или значительные тепловыделения. Устройство местной вентиляции сводится к созданию различного типа укрытий для источников выделения вредностей или созданию местных отсосов, встроенных в технологическое оборудование.

Местная вентиляции бывает вытяжная и приточная. Местную вытяжную систему вентиляции устраивают, когда загрязнения можно улавливать непосредственно у мест их возникновения. Она состоит из устройств, конструктивное оформление которых в зависимости от вида вредности различно. Это могут быть кожухи, полностью или частично закрывающие источник вредных выделений, вытяжные шкафы с рабочими окнами для обслуживания, вытяжные зонты и бортовые отсосы (устройства, всасывающие отверстия которых приближены к источнику выделения). Отсасывание воздуха непосредственно из оборудования или из-под кожуха, которым оно укрыто, называется аспирацией . Степень создаваемого в системах аспирации разряжения должна быть тем больше, чем выше токсичность удаляемой вредности.

Объемный расход воздуха, удаляемого из вытяжного шкафа при естественной вытяжке (L, м 3 /ч) определяют по выражению

где h – высота открытого проема шкафа, м; Q – количество тепла, выделяемого в шкафу, ккал/ч; F – площадь открытого (рабочего) проема шкафа, м 2 .

При механической вытяжке

L = 3600 × F × V , (43)

где V – средняя скорость всасывания в сечениях открытого проема, м/с.

Местную приточную вентиляцию в виде воздушных душей устраивают в горячих цехах для защиты работающих от перегревания, а в виде воздушно-тепловых завес – для предотвращения проникновения наружного воздуха в помещения в холодный период года через открывающиеся ворота или двери. Воздушные и воздушно-тепловые завесы рассчитываются с учетом того, чтобы на время открывания ворот, дверей и технологических проемов температура смеси воздуха, поступающего в помещение, была не ниже:

· + 14 0 С для производственных помещений при легкой физической работе (работа категории Iа и Iб с общими энерготратами 68 и 88 Вт/м 2 соответственно);

· + 12 0 С для производственных помещений при работе средней тяжести (работа категории IIа и IIб с общими энерготратами 113 и 145 Вт/м 2 соответственно);

· + 8 0 С для производственных помещений при тяжелой работе (работа категории III с общими энерготратами 177 Вт/м 2);

· + 5 0 С для производственных помещений при тяжелой работе (работа категории III) и отсутствии постоянных рабочих мест на расстоянии 3 м и менее от наружных стен и 6 м и менее – от дверей, ворот и проемов.

Большое значение для обеспечения безопасности эксплуатации взрывопожароопасных производств и производств, связанных с использованием токсичных веществ, имеет аварийная вентиляция , представляющая собой самостоятельную вентиляционную установку.

Для автоматического включения аварийной вентиляции её блокируют с автоматическими газоанализаторами, установленными или на величину ПДК (токсичные вещества), или на величину НКПВ (взрывоопасные вещества). Кроме автоматического, предусматривают и ручное включение, при этом пусковые устройства выносят за пределы помещения.

Кондиционирование. При кондиционировании воздуха обеспечивается поддержание в рабочих помещениях оптимальных, допустимых параметров микроклимата на рабочих местах и необходимых микроклиматических условий по технологическому регламенту. Режим работы систем кондиционирования воздуха обычно поддерживается автоматически с помощью специальной системы автоматического регулирования. В некоторых случаях при кондиционировании воздуха требуется обеспечить высокую чистоту его притока. Для этого в кондиционере предусмотрены очистка воздуха от пыли, нагрев его (первичный), обработка в оросительной камере, вторичный подогрев и, если потребуется, смешение свежего наружного воздуха с некоторым объемом воздуха, возвращаемого в кондиционер непосредственно из помещения.

Несмотря на некоторую сложность, а также дороговизну устройства и эксплуатации, системы кондиционирования позволяют поддерживать в производственных помещениях такие условия, при которых можно достичь высокой производительности труда, а также создать условия для оптимального ведения технологических процессов.

Отопление. В производственных зданиях, сооружениях и помещениях любого назначения с постоянным или длительным (более 2 ч) пребыванием людей, в помещениях во время проведения основных и ремонтно-вспомогательных работ, а также в помещениях, в которых поддержание температуры необходимо по технологическим условиям следует предусматривать соответствующую систему отопления для поддержания требуемых температур внутреннего воздуха в холодный период года.

Система отопления должна компенсировать потери тепла через ограждающие конструкции зданий и сооружений, за счет снижения температуры воздуха в помещениях в результате естественного испарения влаги с открытых водных поверхностей, а также идущие на нагревание поступающего снаружи воздуха. Расчет системы отопления проводится с учетом поступлений тепла от технологического оборудования, коммуникаций, нагретых материалов и изделий, людей, искусственного освещения и других источников.

Систему отопления, вид и параметры теплоносителя, а также типы нагревательных приборов следует предусматривать с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций и в соответствии с характером и назначением зданий и сооружений (СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»).

В зависимости от используемого теплоносителя системы отопления бывают водяные, паровые, воздушные, газовые и электрические. Наиболее эффективны в санитарно-гигиеническом отношении системы водяного и парового отопления, где в качестве теплоносителя используются соответственно горячая вода и водяной пар с температурой не более 130° С. Однако и эти системы применяются с ограничениями. Их установка не допускается в помещениях, где хранятся или применяются карбид кальция, калий, натрий, литий и другие вещества, способные при взаимодействии с водой загораться, взрываться или разлагаться с выделением взрывоопасных концентраций, а также в помещениях, в которых возможно выделение в воздух или осаждение на поверхности строительных конструкций и оборудования веществ, способных к самовоспламенению при прикосновении с горячими поверхностями нагревательных приборов и трубопроводов.

Поверхности нагревательных приборов во всех случаях не должны иметь температуру выше 150° С. При наличии в помещениях невзрывоопасной, органической возгоняемой, неядовитой пыли эта температура не должна превышать 110°С. Нагревательные приборы должны иметь гладкую поверхность, удобную для систематической очистки.

Наиболее безопасным является воздушное отопление, при котором нагрев воздуха производится в калориферах. В таких системах в качестве теплоносителя обычно используется горячая вода или пар. Однако в отдельных случаях для подогрева воздуха допускается применение газа (в здания I и II степеней огнестойкости с производствами категорий Г и Д при условии удаления продуктов горения непосредственно наружу) и электрической энергии (электрокалориферы).

По способу подачи и распределения воздуха система воздушного отопления может быть центральной (как правило, совмещенной с приточной вентиляцией) и местной, при которой нагрев и подачу воздуха в определенное место помещения производят специальными отопительными агрегатами.

Чтобы выпускаемая продукция не теряла своих качеств необходимо создать оптимальные условия для ее хранения в складском помещении. В создании подходящего микроклимата важную роль играют не только вентиляция и уровень влажности, но и комфортная температура в здании.

Типы отопления

Основным критерием для выбора той или иной системы являются противопожарные нормы, санитарно-гигиенические и технологические требования.

Централизованное

Как правило, отопление складских зданий осуществляется с помощью . Особенностью подобной системы является расположение источника тепла за пределами обогреваемых помещений.

Центральная система отопления

В зависимости от типа применяемого теплоносителя выделяют паровые, водяные, воздушные и комбинированные системы обогрева склада. Такие же типы теплоснабжения применяются и для обогрева производственных цехов или ангаров.

Принудительное

В зависимости от способов перемещения теплоносителя, выделяют два типа отопительных систем. Одной из них является принудительная циркуляция, для чего используются определенные механические приборы – вентиляторы и насосы.

Схема принудительного отопления

Естественное

Есть также системы обогрева производственных зданий с естественной циркуляцией. В таком случае отопление склада или цеха основано на принципе разности плотностей теплого и охлажденного теплоносителей (воздуха или воды).

Схема естественного отопления

Характеристики помещения

Выбирая систему отопления, следует обращать внимание на некоторые характеристики здания. Прежде всего, необходимо учитывать высоту потолка и площадь строения. Если высота от пола до потолка более 3 м, то не рекомендуется применять водяные системы, т.к. они неспособны обеспечить необходимую температуру в больших помещениях.

Вторым важным показателем является теплоизоляция. Утепленные стены и потолок значительно сэкономят средства, затраченные на отопление цеха или склада. Если нет возможности избежать теплопотерь, рекомендуется использовать источники тепла, обогревающие определенные рабочие зоны.

Также следует учитывать технологические температурные требования к хранению сырья или продукции.

Разновидности теплосистем

Существует несколько видов современных отопительных систем, способных быстро и эффективно обеспечить склад, цех или ангар теплом. Все они должны соответствовать нескольким критериям: пожаробезопасность, высокая мощность, экономичность. Подробное описание достоинств и недостатков систем теплоснабжения поможет сделать правильный выбор.

Паровая

В качестве теплоисточника применяется водяной пар. Запрещено использовать в помещениях, где могут выделяться горючие газы или пары. Основными достоинствами такого способа являются:

• быстрый прогрев теплотрассы;
• компактность оборудования;
• низкое давление в теплосети;
• незначительные потери тепла в теплообменниках.

Однако отопление склада паром имеет и существенные недостатки:

• трубопроводы подвержены коррозии;
• температура теплоносителя должна быть не меньше 100° C;
• большие теплопотери в трубах.

Водяная

Оптимальный вариант для небольших производственных зданий, площадью до 250 м². Именно так чаще всего делают отопление цеха деревообработки. Во-первых, водяное отопление обеспечивает равномерный прогрев всего пространства цеха и поддерживает постоянную температуру воздуха, что очень важно для такого материала, как древесина.

Водяное отопление.

Во-вторых, отходы деревообрабатывающей промышленности можно использовать в качестве топливного материала. Кроме того, система позволяет при необходимости организовать горячее водоснабжение.
Но есть и отрицательные моменты:

• для максимального обогрева нужно использовать трубы больших диаметров;
• воздух в помещении прогревается медленно;
• сложный и дорогостоящий монтаж.

Воздушная

Представляет собой сеть разветвленных каналов, по которым перемещается нагретый воздух. Воздушное отопление цеха происходит следующим образом.

Через специальное оборудование, включающее в себя фильтры и вентиляторы, производится забор наружного воздуха. Поступающие воздушные массы нагреваются в специальной электрической или газовой установке. Далее горячий воздух распределяется по всем рабочим зонам здания с помощью разветвленной канальной системы.
Система получила высокую популярность благодаря своим преимуществам:

• отсутствие радиаторов и теплоносителя, что значительно снижает теплопотери;
• КПД – до 95%;
• совместимость отопительного контура с вентиляционным;
• возможность настройки температурного режима.

Водяные инфракрасные панели

На сегодняшний день известен еще один весьма выгодный способ, с помощью которого можно обустроить отопление ангара или любого другого большого помещения подсобного типа – использование водяных ИК панелей.

В данном случае жидкость-теплоноситель нагревается до 160 °C и поступает в излучающие трубки, расположенные под потолком. Инфракрасный излучатель эффективно рассеивает тепло по всему объему отапливаемого помещения. Таким образом, оборудование функционирует не на конвективном, а на лучистом принципе.

Уникальность подобного оборудования заключается в том, что воздух в помещении не нагревается. Обогреву подлежат различные типы поверхностей, в том числе поверхность оборудования, товаров, стеллажей, стен, полов, потолков и даже людей, находящихся в помещении.

С помощью водяных ИК панелей можно эффективно организовать отопление цеха, в котором выполняются сварочные, столярные и другие производственные работы.

В таком случае целью метода является не обогрев самого помещения или сырья, а обеспечение теплом рабочего персонала.

Основные достоинства

• быстрая и простая установка необходимого оборудования;
• возможность обогрева определенных локальных зон складских помещений;
• минимальные тепловые потери;
• долговечность, надежность и безопасность;
• дополнительные функции шумопоглощения, освещения и вентиляции.

К тому же отопление склада, цеха или ангара посредством такого излучателя является экономически целесообразным процессом, так как экономия достигает 50%, если проводить параллели с прочими методами отопления складского хозяйства.