Система обогрева производственных помещений. Особенности отопления промышленных помещений

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.

Или отправьте быструю заявку

В условиях холодного времени года автономное отопление производственного помещения обеспечивает сотрудникам предприятия комфортные условия для работы. Нормализация температурного режима благотворно влияет также на сохранность зданий, станков и оборудования. Отопительные системы при единстве стоящей перед ними задачи имеют технологические различия. В одних используют водогрейные котлы для отопления производственных помещений, а в других применяют компактные обогреватели. Рассмотрим специфику производственного отопления и эффективность применения различных систем.

Требования к отоплению производственных помещений

При низких температурах отопление производственных помещений, как требует охрана труда, должно осуществляться в тех случаях, когда время пребывания там работников превышает 2 часа. Исключение составляют лишь помещения, в которых постоянное пребывание людей необязательно (например, редко посещаемые склады). Также не отапливают сооружения, нахождение внутри которых приравнивается к проведению работ вне зданий. Однако и здесь следует предусмотреть наличие специальных устройств для обогревания работающих.

Охрана труда предъявляет к отоплению производственных помещений ряд санитарно-гигиенических требований:

• прогрев воздуха внутри помещений до комфортной температуры;
• возможность регулировать температуру за счет количества выделяемой теплоты;
• недопустимость загрязнения воздуха вредными газами и неприятными запахами (особенно для печного отопления производственных помещений);
• желательность совмещения отопительного процесса с вентиляцией;
• обеспечение пожарной и взрывобезопасности;
• надежность отопительной системы при эксплуатации и удобство в ремонте.

Расчет отопления

Чтобы провести теплотехнический расчет, перед тем как спланировать любое промышленное отопление, нужно воспользоваться стандартным методом.

Qт (кВт/час) =V*∆T *K/860

V - внутренняя площадь помещения, нуждающегося в отоплении (Ш*Д*В);

∆ T - значение разницы между наружной и желаемой внутренней температурой;

К - коэффициент потери тепла;

860 - перерасчет на кВт/час.

Коэффициент теплопотерь, который включен в расчет системы отопления для производственных помещений, меняется с учетом типа строения и уровня его теплоизоляции. Чем меньше теплоизоляция, тем выше значение коэффициента.

Паровое отопление промышленных зданий

Обогрев производственного помещения с помощью пара позволяет поддерживать высокую температуру среды (до 100 градусов). При организации отопительного процесса не надо учитывать количество этажей. Довести температуру до необходимого значения можно в короткие сроки. Это касается как обогрева, так и охлаждения. Все оборудование, включая коммуникации, не занимает много места.

Паровой способ отопления оптимален, если производственное помещение требуется нагревать или снижать температуру периодически. Метод эффективнее, чем водяной.

Выделяют следующие недостатки:

• возникает сильный шум при эксплуатации;
• сложно регулировать расход пара;
• паровой способ не рекомендуется использовать в помещениях с аэрозолями, горючими газами, сильной пылью.

Водяное отопление промышленных объектов

Водяной обогрев уместен, если вблизи есть собственная котельная либо функционирует центральное водоснабжение. Основным компонентом в данном случае будет промышленный котел отопления, который может работать на газу, электричестве или твердом топливе.

Вода будет подаваться под высоким давлением и температурой. Обычно с ее помощью нельзя качественно обогреть крупные цеха, поэтому способ называют «дежурным». Но выявляют ряд достоинств:

• воздух спокойно циркулирует по помещению;
• тепло распространяется равномерно;
• человек может активно работать в условиях с водяным отоплением, оно абсолютно безопасно.

Нагретый воздух поступает в помещение, где смешивается с окружающей средой и температура уравновешивается. Иногда требуется снизить затраты энергии. Для этого с помощью фильтров воздух очищается и вновь используется для отопления промышленных зданий.

Воздушное отопление

Большинство предприятий во времена существования Советского Союза использовали конвекционную систему отопления производственных зданий. Трудность применения такого способа заключается в том, что теплый воздух, согласно законам физики, поднимается вверх, тогда как часть помещения, расположенная у пола, остается менее прогретой.

Сегодня более рациональный обогрев обеспечивает система воздушного отопленияпроизводственных помещений.

Принцип действия

Горячий воздух, который предварительно нагревается в теплогенераторе посредством воздуховодов, передается в отапливаемую часть здания. Для распределения тепловой энергии по всему пространству применяются распределительные головки. В некоторых случаях устанавливают вентиляторы, заменой которым может выступать портативное оборудование, в том числе и тепловая пушка.

Преимущества

Стоит отметить, что подобное отопление можно совмещать с различными приточными системами вентиляции и кондиционирования. Именно это и позволяет обогревать огромные комплексы, чего раньше достичь никак не удавалось.

Такой способ широко применяется в обогреве складских комплексов, а также крытых сооружений спортивного назначения. К тому же подобный метод в большинстве случаев является единственно возможным, поскольку он обладает высочайшим уровнем пожарной безопасности.

Недостатки

Естественно, без некоторых отрицательных свойств не обошлось. К примеру, установка воздушного обогрева обойдется в копеечку владельцам предприятия.

Мало того, что вентиляторы, необходимые для нормального функционирования, стоят достаточно много, так они еще и потребляют огромные объемы электроэнергии, поскольку их производительность достигает порядка нескольких тысяч кубических метров в час.

Инфракрасное отопление

Далеко не каждая компания готова тратить огромные деньги на воздушную отопительную систему, поэтому многие предпочитают использовать другой метод. С каждым днем все большую популярность приобретает инфракрасное промышленное отопление.

Принцип работы

Инфракрасная горелка функционирует по принципу беспламенного сгорания воздуха, располагающегося на пористой части поверхности керамики. Керамическая поверхность отличается тем, что способна излучать целый спектр волн, которые концентрируются в области инфракрасного излучения.

Особенностью этих волн является их высокая степень проходимости, то есть они свободно могут проходить сквозь потоки воздуха, чтобы передать свою энергию в определенное место. Поток инфракрасного излучения направляется в заранее заданную область посредством различных отражателей.

Поэтому подогрев производственных помещений с использованием подобной горелки позволяет обеспечивать максимальный комфорт. К тому же такой способ отопления дает возможность обогревать как отдельные рабочие зоны, так и целые здания.

Основные преимущества

На данный момент именно применение инфракрасных обогревателей считается самым современным и прогрессивным методом отопления промышленных зданий благодаря следующим положительным характеристикам:

• быстрый прогрев помещения;
• низкая энергоемкость;
• высокий КПД;
• компактность оборудования и легкий монтаж.

Выполнив правильный расчет, можно установить мощную, экономную и независимую отопительную систему предприятия, не нуждающуюся в постоянном техническом обслуживании.

Сфера применения

Стоит отметить, что такое оборудование используется, помимо всего прочего, для нагрева птичников, теплиц, террас кафе, зрительных, торговых и спортивных залов, а также различных битумных покрытий в технологических целях.

Весь эффект от эксплуатации инфракрасной горелки можно почувствовать в тех помещениях, которые отличаются большими объемами холодного воздуха. Компактность и мобильность подобного оборудования дает возможность поддерживать температуру на определенном уровне в зависимости от технологической необходимости и времени суток.

Безопасность

Многих волнует вопрос безопасности, поскольку слово «излучение» у них ассоциируется с радиацией и вредным влиянием на здоровье человека. На самом деле, эксплуатация инфракрасных обогревателей является полностью безопасной как для человека, так и для расположенного в помещении оборудования.

Нормы СНиП для отопления производственных помещений

Прежде чем приступить к проектированию той или иной системы, задуматься о том, какой выбрать промышленный котел отопления, надо изучить следующие правила и выполнить их. Обязательно стоит учитывать потери тепла, ведь нагревается не только воздух в помещении, но и оборудование, предметы. Максимальная температура теплоносителя (воды, пара) - 90 градусов, а давление — 1 МПа.

Отопление промышленных помещений является важной задачей. Каждый цех возводился для осуществления определенного технологического процесса. Помещения в высоту и длину могут достигать нескольких метров. При этом площадь, которая действительно нуждается в отоплении, может быть совсем небольшой.

Каким же образом поддерживать оптимальную температуру в производственном помещении? Если рассматривать воздушный или водяной тип отопления, то КПД довольно мал, но степень обслуживания большая. Чтобы отопление проводилось максимально эффективно, надо выбирать соответствующее оборудование. Нагревательные котлы должны работать не только внутри помещения, но и снаружи. А для этого требуется высокая мощность.

Паровое отопление промышленных зданий

Обогрев производственного помещения с помощью пара позволяет поддерживать высокую температуру среды (до 100 градусов). При организации отопительного процесса не надо учитывать количество этажей. Довести температуру до необходимого значения можно в короткие сроки. Это касается как обогрева, так и охлаждения. Все оборудование, включая коммуникации, не занимает много места.

Оптимален, если производственное помещение требуется нагревать или снижать температуру периодически. Метод эффективнее, чем водяной.

Выделяют следующие недостатки:

• возникает сильный шум при эксплуатации;
• сложно регулировать расход пара;
• паровой способ не рекомендуется использовать в помещениях с аэрозолями, горючими газами, сильной пылью.

Водяное отопление промышленных объектов

Уместен, если вблизи есть собственная котельная либо функционирует центральное водоснабжение. Основным компонентом в данном случае будет промышленный котел отопления, который может работать на газу, электричестве или твердом топливе.

Вода будет подаваться под высоким давлением и температурой. Обычно с ее помощью нельзя качественно обогреть крупные цеха, поэтому способ называют «дежурным». Но выявляют ряд достоинств:

• воздух спокойно циркулирует по помещению;
• тепло распространяется равномерно;
• человек может активно работать в условиях с водяным отоплением, оно абсолютно безопасно.

Нагретый воздух поступает в помещение, где смешивается с окружающей средой и температура уравновешивается. Иногда требуется снизить затраты энергии. Для этого с помощью фильтров воздух очищается и вновь используется для отопления промышленных зданий.

Инфракрасное отопление промышленных помещений

Еще одним способом создать хорошие условия труда для рабочих является использование инфракрасного излучения. Приборы вырабатывают энергию лучей, которая передается окружающим предметам, нагревая их. Потом это тепло поступает в воздух. Способ имеет существенный недостаток: не всегда возможно равномерное распределение энергии. Под потолком бывает значительно теплее, чем на более низких уровнях.

Нагревательный элемент при может быть разным:

• галогенным – если произойдет удар или падение, то трубка может сломаться;
• карбоновым – расход энергии снижается практически в 2,5 раза;
• керамическим – внутри обогревателя сгорает газовоздушная смесь, отчего прибор нагревается и отдает тепло окружающей среде.

Использовать обычные , где вы постоянно живете, не очень удобно. Есть варианты, требующие от вас меньше времени.

Каждый год нужно проводить . В таком случае зимой проблем точно не возникнет.

Не стоит забывать о потолочной системе отопления, которая достаточно часто используется для обогрева производственных зданий. С помощью особых устройств греют не воздух, а стены, потолок, пол. Циркуляции не происходит, следовательно, снижается риск получить простудное заболевание или ангину рабочим отдела или цеха. В потолочной системе отопления выделяют ряд преимуществ, таких как: долгий срок эксплуатации, занимает мало места, отличается простотой и быстротой монтажа, имеет небольшой вес.

Нормы СНиП для отопления производственных помещений

Прежде чем приступить к проектированию той или иной системы, задуматься о том, какой выбрать промышленный котел отопления, надо изучить следующие правила и выполнить их. Обязательно стоит учитывать потери тепла, ведь нагревается не только воздух в помещении, но и оборудование, предметы. Максимальная температура теплоносителя (воды, пара) – 90 градусов, а давление – 1 МПа.

При составлении проекта на отопление не берут в расчет лестничные площадки. Использовать котлы и прочее оборудование, работающее на газу, разрешается, только если продукты окисления удаляются закрыто и нет опасности возникновения взрыва или пожара на производстве.

В многоэтажном доме выполняется сотрудниками ЖЭКа.

После окончания работ проводится и контрольная проверка.

Каждый из перечисленных способов отопления имеет свои недостатки и достоинства. Выбирать оптимальный из способов надо на основании технологических процессов, которые проводятся в конкретном цеху. Рабочие не могут находиться в помещении, если температура воздуха там ниже 10 градусов. На складах обычно хранится готовая продукция. Чтобы сохранить ее качество, нужно поддерживать оптимальный микроклимат.

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.

1.
2.
3.
4.

В условиях довольно неблагоприятного климата любому зданию необходимо хорошее отопление. И если отопление частного дома или квартиры не составит особого труда, то для отопления промышленных помещений придется приложить массу усилий.

Отопление производственных помещений и предприятий является довольно трудоемким процессом, чему способствует ряд причин. Во-первых, при создании отопительной схемы обязательно нужно соблюдать критерии стоимости, надежности и функциональности. Во-вторых, промышленные постройки обычно имеют довольно большие габариты и рассчитаны под выполнение определенных работ, для чего в зданиях устанавливается специальное оборудование. Эти причины существенно усложняют прокладку системы отопления и повышают стоимость работ. Несмотря на все сложности, промышленным зданиям все же требуется отопление, причем оно в таких случаях выполняет несколько функций:

• обеспечение комфортных условий работы, что прямым образом влияет на работоспособность персонала;
• защита оборудования от перепадов температур для предотвращения их переохлаждения и последующей поломки;
• создание подходящего микроклимата на складских территориях, чтобы изготовленная продукция не теряла свои свойства из-за неправильных условий хранения.

Что получается в итоге? Отопление промышленных цехов позволит сэкономить на различных видах расходов, например, для ремонта или оплаты больничных. К тому же, если отопительная система выбрана правильно, то ее обслуживание и ремонт будут обходиться гораздо дешевле, а для ее функционирования будет необходимо минимальное количество вмешательств. Важно лишь знать, что удельная отопительная характеристика производственных зданий может быть разной, и её необходимо изначально рассчитывать.

Выбор системы для отопления промышленных помещений

Отопление промышленных помещений осуществляется при помощи разных видов систем, каждая из которых требует детального рассмотрения. Самой большой популярностью пользуются централизованные жидкостные или воздушные системы, но нередко можно встретить и локальные отопители.

На выбор типа отопительной системы влияют следующие параметры:

• габариты отапливаемого помещения;
• количество тепловой энергии, необходимой для соблюдения температурного режима;
• простота обслуживания и доступность ремонта.

Каждая система имеет свои плюсы и минусы, и выбор будет в первую очередь зависеть от соответствия функционала выбранной системы с требованиями, которые к ней предъявляются. При выборе типа система необходимо провести расчет системы отопления промышленного здания, чтобы иметь четкое понимание того, сколько тепла необходимо постройке.

Центральное водяное отопление

В случае с центральной отопительной системой выработка тепла будет обеспечиваться местной котельной или же единой системой, которая будет установлена в здании. В конструкцию данной системы входят котел, отопительные приборы и трубопровод.

Принцип работы такой системы заключается в следующем: жидкость нагревается в котле, после чего посредством труб разносится по всем отопительным приборам. Жидкостное отопление может быть однотрубным и двухтрубным. В первом случае регулировка температуры не осуществляется, а в случае с двухтрубным отоплением настройка температурного режима может проводиться за счет термостатов и параллельно установленных радиаторов.

Котел является центральным элементом водяной отопительной системы. Он может работать на газу, жидком топливе, твердом топливе, электричестве или комбинировать эти виды энергоресурсов. При выборе котла необходимо в первую очередь учитывать именно наличие того или иного вида топлива.

Например, возможность использования магистрального газа позволяет сразу же подключиться к этой системе. При этом нужно принимать во внимание стоимость энергоресурса: запасы газа не безграничны, поэтому его цена будет расти с каждым годом. К тому же, газовые магистрали очень подвержены авариям, которые будут негативно сказываться на производственном процессе.

Использование жидкотопливного котла тоже имеет свои «подводные камни»: для хранения жидкого топлива необходимо иметь отдельный резервуар и постоянно пополнять запасы в нем – а это дополнительные расходы времени, сил и финансов. Твердотопливные котлы вообще не рекомендуются для отопления промышленных зданий, за исключением случаев, когда площадь постройки невелика.

Правда, существуют автоматизированные варианты котлов, которые способны самостоятельно забирать топливо, да и регулировка температуры в таком случае осуществляется автоматически, но обслуживания таких систем нельзя назвать простым. Для разных моделей твердотопливных котлов используются разные виды сырья: пеллеты, опилки или дрова. Положительным качеством таких конструкций является низкая стоимость монтажа и ресурсов.

Электрические отопительные системы тоже плохо подходят для обогрева производственных построек: несмотря на высокий КПД, эти системы используют слишком большое количество энергии, что очень сильно скажется на экономической стороне вопроса. Конечно, для отопления зданий площадью до 70 кв.м. электрические системы вполне подойдут, но нужно понимать, что электричество тоже имеет тенденцию регулярно пропадать.

А вот чему действительно можно уделить внимание, так это комбинированным отопительным системам. Такие конструкции могут иметь хорошие характеристики и высокую надежность. Существенным преимуществом перед другими типами отопления в данном случае считается возможность осуществления бесперебойного обогрева промышленного здания. Конечно, стоимость таких устройств обычно велика, но взамен можно получить надежную систему, которая будет обеспечивать постройку теплом в любой ситуации.

В комбинированных отопительных системах обычно встроено несколько видов горелок, которые позволяют использовать различные виды сырья.

Именно по виду и назначению горелок классифицируются такие конструкции:

• газово-дровяные котлы: снабжены двумя горелками, позволяют не опасаться подорожания топлива и неполадок на линии подачи газа;
• газово-дизельные котлы: демонстрируют высокий КПД и очень хорошо работают с большими площадями;
• газово-дизельно-дровяные котлы: крайне надежны и позволяют использовать их в любой ситуации, но мощность и КПД оставляют желать лучшего;
• газ-дизель-электричество: очень надежный вариант с неплохой мощностью;
• газ-дизель-дрова-электричество: комбинирует в себе все виды энергоресурсов, позволяет контролировать расход топлива в системе, имеют широкий диапазон настроек и регулировок, подходит в любой ситуации, требует большой площади.

Котел, хоть и является основным элементом отопительной системы, но самостоятельно обеспечить обогрев здания не может. Может ли водяная отопительная система обеспечить необходимый прогрев здания? Теплоемкость воды гораздо выше, если сравнивать с уровнем теплоемкости воздуха.

Это говорит о том, что трубопровод может быть гораздо меньше, чем в случае с воздушным отоплением, что говорит о лучшей экономичности.

Кроме того, водяная система дает возможность контролировать температуру в системе: например, установив обогрев в ночное время на уровне 10 градусов по Цельсию, можно значительно сэкономить ресурсы. Более точные цифры можно получить, проведя расчет отопления производственных помещений.

Воздушное отопление

Несмотря на хорошие характеристики жидкостной отопительной системы, воздушное отопление тоже пользуется неплохим спросом на рынке. Почему это происходит?

Данный вид отопительной системы обладает положительными качествами, которые позволяют оценить такие системы отопления производственных помещений по достоинству:

• отсутствие трубопровода и радиаторов, вместо которых устанавливаются воздуховоды, что уменьшает стоимость монтажа;
• повышенный КПД за счет более грамотного и равномерного распределения воздуха по помещению;
• воздушную отопительную систему можно соединить с вентиляцией и системой кондиционирования, что дает возможность обеспечивать постоянное движение воздуха. В результате отработанный воздух будет выводиться из системы, а чистый и свежий – нагреваться и попадать в отопление производственного цеха, что очень хорошо скажется на условиях труда рабочего персонала.

Такую систему можно дополнительно оснастить еще одним плюсом: для этого необходимо установить комбинированное воздушное отопление, в котором сочетаются естественное и механическое побуждения воздуха.

Что кроется под этими понятиями? Естественное побуждение – это забор теплого воздуха прямо с улицы (такая возможность есть даже в том случае, когда на улице стоит минусовая температура). Механическое побуждение забирает холодный воздух, разогревает его до необходимой температуры и уже в таком виде отправляет в здание.

Воздушное отопление отлично подходит для отопления зданий с большим метражом, и отопление промышленных помещений, базирующееся на воздушной системе, выходит очень эффективным.

К тому же, некоторые виды производства, например, химическое, просто не дают возможности использовать любой другой тип отопительной системы.

Инфракрасное отопление

Если возможность установить жидкостное или воздушное отопление отсутствует, или в том случае, когда данные виды систем не устраивают владельцев производственных зданий, на помощь приходят инфракрасные обогреватели. Принцип работы описывается довольно просто: ИК-излучатель вырабатывает тепловую энергию, направленную на определенный участок, вследствие чего эта энергия передается объектам, находящимся на этом участке.

В целом, такие установки позволяют создать мини-солнце в рабочей зоне. Инфракрасные обогреватели хороши тем, что нагревают только тот участок, на который они направлены, и не позволяют теплу рассеиваться по всему объему помещения.

При классификации ИК-обогревателей в первую очередь рассматривается метод их установки:

• потолочный;
• напольный;
• настенный;
• переносной.

Инфракрасные отопители различаются и по типу излучаемых волн:

• коротковолновые;
• средневолновые;
• светлые (такие модели имеют высокую рабочую температуру, поэтому при работе они светятся;
• длинноволновые;
• темные.

Разделить ИК-обогреватели на типы можно и по используемым энергоресурсам:

• электрические;
• газовые;
• дизельные.

ИК-системы, работающие на газу или дизеле, имеют гораздо большее КПД, за счет чего обходятся гораздо дешевле. Но такие устройства негативно влияют на влажность воздуха в помещении и выжигают кислород.

Существует классификация по типу рабочего элемента:

• галогенные: нагрев осуществляется за счет хрупкой вакуумной трубки, которую очень легко вывести из строя;
• карбоновые: нагревательным элементом является карбоновое волокно, упрятанное в стеклянную трубку, которая тоже не отличается высокой прочностью. Карбоновые нагреватели потребляют примерно в 2-3 раза меньше энергии;
• Теновые;
• керамические: отопление осуществляется за счет керамических плиток, которые объединены в одну систему.

Инфракрасные обогреватели хорошо подходят для использования в любых типах построек, начиная от частных домов и заканчивая громоздкими промышленными строениями. Удобство использования такого отопления заключается в том, что эти конструкции способны обогревать отдельные зоны или участки, что делает их невероятно удобными.

ИК-обогреватели воздействуют на любые предметы, но не затрагивают воздух и не влияют на движение воздушных масс, что исключает возможность появления сквозняков и других негативных факторов, способных повлиять на здоровье персонала.

По скорости прогрева инфракрасные излучатели можно назвать лидерами: их запуск необходимо осуществлять, находясь на рабочем месте, и ждать тепла почти не придется.

Такие устройства очень экономичны и имеют очень высокий КПД, что позволяет использовать их как основное отопление производственных цехов. ИК-обогреватели надежны, способны работать на протяжении долгого периода времени, практически не занимают полезное пространство, имеют небольшой вес и не требуют усилий при установке. На фото можно увидеть различные виды инфракрасных излучателей.

Заключение

В данной статье были рассмотрены основные виды отопления для промышленных зданий. Перед установкой любой выбранной системы необходимо осуществить расчет отопления производственных помещений. Осуществление выбора всегда ложится на хозяина постройки, а знание изложенных советов и рекомендаций по позволит выбрать действительно подходящий вариант отопительной системы.