Skip to Content

Як опалити підприємство


Пристрій системи теплопостачання у виробничих приміщеннях промислових підприємств вважається вельми непростим завданням, що вимагає часом неординарних рішень. Причин тут можна назвати декілька.

По-перше, виробничі будівлі завжди дуже специфічні з точки зору конструктивних особливостей, так як створюються під певні технологічні процеси та обладнання. Тобто в стандартні схеми і рішення завжди доводиться вносити істотні корективи. По-друге, площа цехів нерідко складає тисячі і навіть десятки тисяч квадратних метрів, а їх висота досягає 14-18 метрів і більше. Також нерідко технологічні умови вимагають створення в межах одного цеху декількох зон з різним температурним режимом. І, що важливо, у виробничих приміщеннях повинні неухильно дотримуватися жорсткі нормативи з промислової санітарії, вибухо-і пожежобезпеки.

Варто відзначити, що в останні роки, у зв'язку з постійним зростанням цін на енергоносії, витрати на опалення стали все серйозніше впливати на собівартість продукції, а значить, і на конкурентоспроможність підприємств. Звідси випливає завдання не просто забезпечити комфортний температурний режим, але зробити це невтратну для бюджету підприємства. Більш того, використання енергоефективних технологій опалення стає одним з найважливіших способів скорочення витрат.

Всі зазначені вище фактори висувають серйозні і часом суперечливі вимоги до використовуваних технічних рішень для організації систем теплопостачання підприємств. Ми розглянемо основні існуючі підходи до опалення промислових приміщень, проведемо аналіз їх ефективності, порівняємо плюси і мінуси і рамки застосування різноманітних підходів

В ході проектування системи опалення промислових приміщень слід відповісти на ряд питань, від яких залежатимуть можливі технічні рішення. Перш за все, скільки потрібно теплоенергії для підтримки прийнятної температури в конкретному будинку? Відповіддю на це питання є теплотехнічний розрахунок.

Методика розрахунку потужності опалювальної системи враховує розміри опалювальних приміщень, термоопір огороджувальних конструкцій, конкретні кліматичні умови місцевості (мінімальні температури самої холодної п'ятиденки опалювального періоду), а також розміщення будівлі відносно рози вітрів. Оскільки промислові цехи займають площі в сотні і тисячі квадратних метрів, то і розрахункова потужність системи опалення може становити сотні кіловат і більше. Наприклад, в кліматичних умовах середньої смуги Росії для виробничого комплексу із загальним обсягом опалювальним приміщень 165 тис. Куб. м (висота приміщень - від 12 до 17 м) розрахункова теплова потужність системи становить близько 2 МВт.

Очевидно, що така кількість теплоенергії може забезпечити централізоване джерело (крупна ТЕЦ), або власна міні-котельня. Найважливішою перевагою автономних джерел тепла є можливість оперативно реагувати на зміну зовнішньої температури, що практично нереально в умовах централізованого опалення. Так що в сучасних умовах децентралізація теплопостачання і використання автономних котелень стають одним з дієвих способів скорочення витрат підприємства.

Інше не менш важливе питання, яке належить вирішити, - який тип опалення найбільш ефективний у даному конкретному випадку. Таких типів, можна виділити три: повітряне, водяне і променисте (інфрачервоне). Які їх особливості?

Повітряне опалення

Цей тип опалення є одним з найбільш поширених способів підтримки прийнятної температури для виробничих приміщень. Принцип його дії простий. Повітря нагрівається на теплогенераторі або водяному калорифері (наприклад, таких виробників, як Apen або Kroll) і по воздуховодам направляється в отопляемую зону. Поширення повітря по приміщенню здійснюється за допомогою розподільних головок або у вигляді направлених струменів від вентиляторів. В якості портативного варіанту застосовуються різного роду теплові гармати, які можна переміщати по цеху в міру необхідності.

Такий тип опалення легко поєднується з припливними системами вентиляції і кондиціонування і дозволяє обігріти приміщення дуже великих розмірів.Слід зазначити, що системи повітряного опалення застосовуються не тільки для промислових цехів, але і для складських комплексів, критих спортивних споруд. До того ж з міркувань пожежної безпеки на ряді виробництв (наприклад, хімічних і т.п.) це єдиний дозволений тип опалення.

Проте є у нього і ряд серйозних недоліків. Так, через низьку теплоємність повітря (у чотири рази менше, ніж у води), для підтримки прийнятної температури у великих приміщеннях потрібні потужні вентилятори з продуктивністю до декількох тисяч кубометрів на годину. А їх застосування багаторазово підвищує витрати на електроенергію.

Важливо і те, що при такій системі багато енергії витрачається непродуктивно, так як тепле повітря піднімається вгору. Перепад температур в приміщеннях, обладнаних повітряними системами опалення, становить 2,5 ° С на метр висоти. Це означає, що в будівлі висотою 12 м при середній температурі в робочій зоні 15 ° С повітря під дахом виявляється нагрітим до 40 ° С. Це призводить до різкого зростання теплових втрат через зовнішні огорожі, верхні перекриття, стіни, світлові прорізи.

Водяне опалення

У загальному вигляді водяне опалення складається з теплогенератора-котла, системи трубопроводів і опалювальних приладів (конвекторів або радіаторів). Вода, що нагрівається в котлі, за допомогою циркуляційного насоса проганяється через систему труб і віддає тепло в опалювальних приладах. При застосуванні двухтрубной схеми розводки і терморегуляторів є можливість регулювати тепловіддачу на кожному конкретному радіаторі. Тобто тепло доставляється адресно саме в ті зони промислової будівлі або приміщення, де воно необхідне.

Найважливішим компонентом таких водяних систем є опалювальний котел. Залежно від виду використовуваного палива він може бути рідкопаливним, твердопаливним, газовим або електричним. Найбільш економічними і ефективними вважаються газові котли, однак теплогенератори на дизельному паливі також все ще користуються в нашій країні популярністю - в тих місцевостях, де з яких-небудь причин немає магістрального газу.

Розвиток сучасних опалювальних котлів триває в напрямку найбільш ефективного використання палива. В даний час найдосконалішою є конденсаційна технологія, розроблена для газових котлів. Вона дозволяє утилізувати теплоту водяної пари, що містяться в відведених газах, і тим самим істотно підвищити ККД теплогенератора (до 109% за стандартною методикою розрахунків за нижчою теплоті згоряння палива). Для цього в конструкції конденсаційного котла передбачений спеціальний теплообмінник, в якому відбувається охолодження димових газів, і зокрема, водяної пари, що утворюється при згоранні газу, до температури «точки роси». При цьому фазовому переході і відбувається додаткове виділення енергії. В цілому, на думку фахівців компанії ARISTON (MTS Group), світового лідера в області виробництва опалювального і водогрійного обладнання, використання конденсаційної технології дозволяє на третину знизити споживання газу.

Ще більше оптимізувати витрату палива допомагають автоматизовані системи управління та контролю роботи котельного обладнання. Наприклад, в промислових конденсаційних котлах RENDAMAX (MTS Group) потужністю до 1200 кВт вбудована газовий пальник має плавне електронне регулювання. Завдяки цьому теплову потужність котла можна точно підстроїти під потрібне теплоспоживання, що дозволяє знизити невиробничі витрати. А приготуванням газоповітряної суміші і контролем горіння в цих котлах управляє електронна система спалювання, автоматично вибирає оптимальний робочий режим котла. Це дозволяє оптимізувати витрату газу і добитися значного зниження рівня викидів оксидів азоту і чадного газу. Крім підвищення економічності обладнання та безпеки експлуатації, автоматика зменшує вплив так званого «людського фактора» - некваліфікованого втручання, здатного привести до нештатних ситуацій.

При необхідності збільшення теплової потужності сучасні котли можуть працювати в каскадному підключенні. Тобто кілька теплогенераторів встановлені в одній системі і включаються один за іншим у міру зростання потреби в теплі. Наприклад, вже згадані конденсаційні котли RENDAMAX забезпечуються вузлом автоматичного управління каскадом (до 8 котлів) і системою контролю для погодо-залежного регулювання. Найчастіше це виявляється більш економічним рішенням, ніж встановлювати один котел великої потужності.

Променеве опалення

В якості альтернативи традиційним конвективним схемам опалення, описаним вище, останнім часом пропонуються різного роду технології променистого опалення. Обігрів приміщень тут досягається за допомогою потоку променистої енергії інфрачервоного (теплового) спектра від випромінювачів, розташованих безпосередньо над зоною. При використанні такого типу опалення приріст температури по висоті складає близько 0,3o С на метр і при цьому відсутній ефект перегріву верхньої частини приміщень. Це, в свою чергу, веде до зниження витрат на опалення (до 30-40%). У числі інших безперечних плюсів променистого опалення - великі можливості для регуляції і мала інерційність.

Один з варіантів променевого опалення - з використанням електричних інфрачервоних нагрівачів. Основним їх елементом є тен, який нагрівається до 250oС (тому цей тип випромінювачів називається «світлим»). При такій температурі 90% енергії перетвориться в потік теплових променів, а 10% йде на прямий нагрів повітря. Однак, при всій економічності цього методу, витрати на електрику для такого роду приладів виявляються часом надто великі.

Іншим варіантом променевго опалення є так звані «темні» інфрачервоні випромінювачі. Вони отримали цю назву завдяки тому, що їх поверхня не нагрівається до настільки високих температур, як у електричних приладів. Такі випромінювачі є системою порожнистих труб, по яких рухаються гарячі гази, пар або вода. В цілому, дані прилади дозволяють досягати високого ступеня теплового комфорту в робочих зонах і можуть використовуватися комбіновано з традиційними системами опалення.

При існуючій різноманітності технічних можливостей для опалення промислових будівель важливо підібрати найбільш ефективний і економічно вигідний варіант. Ясно, що єдино вірного рішення тут не існує - у кожному випадку доводиться враховувати безліч факторів і обмежень. Однак очевидно, що використання сучасних енергоефективних технологій і засобів автоматизації опалювального обладнання дозволяє досягти суттєвої економії енергоресурсів.

Все статті