Отопление предприятий

К настоящему времени генераторы горячего воздуха нашли широкое применение в системах отопления промышленных и коммерческих объектов: цехов, мастерских, спорткомплексов, гостиниц, сельскохозяйственных сооружений и других помещений относительно большого объема. Используются они и в индивидуальном жилье - загородных коттеджах, дачах.

 

Одно из главных особенностей систем воздушного отопления заключается в отсутствии промежуточного теплоносителя. Это имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Во-первых, снимается проблема «размораживания» системы при ее длительном отключении в зимний период.

 

Кроме того, из-за высокой скорости обращения горячего воздуха инерционность воздушной системы значительно ниже, чем водяной, где котел сначала нагревает теплоноситель, затем металлические трубы и радиаторы, и только потом - воздух помещения. Воздушная система не требует постоянной работы и контроля, ее можно включать без предварительной подготовки - тогда, когда это необходимо.

 

В теплый сезон система воздушного отопления может работать в режиме вентиляции - большинство современных воздухонагревателей имеют соответствующую функцию, которая при выключенной горелке обеспечивает циркуляцию воздуха в системе за счет работы вентилятора.

 

В ряде случаев система воздушного отопления может иметь более простое устройство, по сравнению с традиционной водяной, из-за отсутствия специальной котельной, трубопроводных систем, радиаторов, насосов и сложной автоматики управления.

Основные недостатки воздушного отопления связаны с перемещением в обогреваемом помещении значительных объемов воздуха. Это снижает комфортность, приводит в движение пыль и способствует распространению бактерий по всему объему отапливаемого или вентилируемого помещения. (Отметим, что именно в каналах систем воздушного отопления была впервые обнаружена печально известная легионелла, возбудитель «болезни легионеров».)

 

Следует также учитывать, что воздушные каналы имеют большую, чем внутренние трубопроводы систем водяного отопления, площадь поперечного сечения, поэтому для их монтажа требуются технологические отверстия в стенах большего размера. Это одна из тех проблем, которые необходимо учитывать при выборе отопительной системы.

Вне зависимости от типа системы воздушного отопления обогрев помещения происходит по принципу циркуляции в помещении масс воздуха - конвекцией. Горячий воздух отдает избыточное тепло окружающей среде и, остыв, опускается вниз. Поэтому подавать нагретый воздух следует в нижнюю или среднюю область помещения. В противном случае могут произойти образование высокотемпературной зоны под потолком (тепловая подушка) и увеличение теплопотерь через крышу. Для возврата поднимающегося теплого воздуха обратно в рабочую зону и удержания его в ней могут применяться дестратификаторы - специальные вентиляторы, размещаемые под потолком.

 

Для систем воздушного отопления особенно важна тепловая герметичность здания. При хорошей теплоизоляции даже крупное сооружение может отапливаться воздухонагревателем относительно небольшой мощности. В тех случаях, когда на объекте имеются все условия, организация системы воздушного отопления снизит затраты на закупку оборудования, его установку и последующую эксплуатацию, а также уменьшит время монтажа (по сравнению с водяной).

 

 

По своему устройству системы воздушного отопления подразделяются на центральные (или канальные) и местные (локальные). В первом случае нагретый воздух от теплогенератора, который может располагаться в вентиляционной камере, подается в помещения объекта по специальным каналам (воздуховодам). Воздуховоды могут использоваться также и для вентиляции.

 

При локальном обогреве отдельных помещений используют местные системы на основе автономных напольных или подвесных теплогенераторов, каждый из которых подает теплый воздух непосредственно в окружающее его пространство. Воздухонагреватели таких систем характеризуются меньшим расходом воздуха и потребляют меньше электроэнергии для работы вентилятора. Кроме того, организация автоматической системы управления воздухонагревателями в децентрализованных системах позволяет повысить эффективность отопления за счет более рационального зонального обогрева: воздух подогревается именно там, где это необходимо. Там же, где температура уже достигла установленного значения, горелки приборов выключаются.

 

В специализированных СМИ распространено мнение, что стоимость децентрализованных систем воздушного отопления выше, чем канальных. Однако разница в стоимости таких систем индивидуальна для каждого объекта и зависит от стоимости системы распределительных воздуховодов при централизованном обогреве.

По характеру воздухообмена различают рециркуляционные системы воздушного отопления, системы с частичной рециркуляцией и приточные. Самые недорогие и простые в устройстве среди них - рециркуляционные. Они работают без притока наружного воздуха, используя для обогрева только внутренний воздух помещения. Такие системы могут быть канальными и бесканальными. Рециркуляционные системы бывают только отопительными (без функции вентилирования). Область применения таких систем ограничена: их нельзя использовать в помещениях, для внутреннего воздуха которых характерны высокие концентрации вредных примесей, пожаро- и взрывоопасных веществ. Кроме того, помещение должно удовлетворять повышенным гигиеническим требованиям. Системы с частичной рециркуляцией используют для обогрева помещения как приточный, так и внутренний воздух. Соотношение приточного и рециркуляционного воздуха в системе может меняться в зависимости от технологических или санитарных требований. При этом необходимо предусмотреть систему вытяж-ной вентиляции, обеспечивающей вывод из помещения излишков воздуха.

 

К недостаткам систем с частичной рециркуляцией относится неизбежность теплопотерь с уходящим воздухом. Для их снижения применяют специальные рекуператоры тепла, как правило, на основе пластинчатых теплообменников: удаляемый воздух отдает тепло приточному, повышая общую энергоэффективность системы.

 

Системы с частичной рециркуляцией могут быть отопительными, вентиляционными или отопительно-вентиляционными.

 

В том случае, когда помещение требует интенсивной вентиляции, используют приточ-ную систему воздушного отопления, которая нагревает подаваемый внутрь уличный воздух. Если для помещения характерна повышенная концентрация вредных или опасных веществ, то может применяться только такой тип воздушного обогрева. Как и в предыдущем случае, для повышения эффективности системы могут использоваться рекуператоры тепла.

 

 

По способу монтажа различают напольные и подвесные генераторы горячего воздуха. Первые выпускаются в вертикальной или горизонтальной компоновках.

В зависимости от способа нагрева воздуха теплогенераторы могут быть рекуператив-ными или прямого нагрева. В последних отсутствует дымоудаление: продукты сгорания смешиваются с подаваемым в помещение воздухом.

 

Примером теплогенератора прямого нагрева может служить газовый аппарат марки STV (Франция, Россия). Наружный воздух забирается через жалюзи, проходит фильтры очистки и подается в горелочный блок. Затем смешанный с продуктами сгорания и нагретый до нужной температуры он нагнетается радиальным вентилятором в воздушный канал или свободно расе-ивается в помещении. Горелочный блок теплогенератора собирается из разного числа секций, исходя из требуемой мощности. Минимальная мощность каждой секции - 10 кВт, максималь-ная - 250 кВт при скорости воздуха от 5 до 24 м/с. Диапазон мощности типоряда STV - от 75 кВт до 21 МВт. Область применения установок - обогрев помещений с высоким (более 1,5) коэффициентом воздухообмена.

 

В воздухонагревателях прямого нагрева отсутствуют теплообменники и системы дымоудаления, что снижает стоимость установок и повышает их тепловую эффективность практически до 100 %. Вместе с тем выброс продуктов сгорания непосредственно в помещение ужесточает экологические требования к горелкам, используемым в аппаратах такого типа. Следует также учитывать, что, несмотря на высокий КПД прибора, общая эффективность системы мо-жет снизиться из-за интенсивной вентиляции и связанных с ней теплопотерь.

 

При использовании установок прямого нагрева необходимо следить, чтобы концентрация вредных веществ не превысила ПДК. Работа воздухонагревателей прямого нагрева допускается только при наличии притока свежего воздуха во избежание падения концентрации кислорода в помещении.

 

В рекуперативных воздухонагревателях тепло передается воздуху посредством теплообменника, через который проходят дымовые газы перед выводом их наружу. Установки этого типа могут работать как в рециркуляционном, так и в приточном режимах. Их можно размещать непосредственно в помещениях (категории не выше «Г» по СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений») или в отдельной вентиляционной камере. Тепловая эффек-тивность рекуперативных воздухонагревателей напрямую зависит от КПД теплообменника (как правило, от 88 до 95 %). Их тепловая мощность может составлять от нескольких киловатт до нескольких мегаватт.

 

В корпусах рекуперативных приборов устраиваются окна для забора холодного воздуха и рассеивания горячего, защищенные решеткой или жалюзи (управляемыми или нет) для регу-лирования потока воздуха. Форма корпуса определяется типом воздухонагревателя - напольного (горизонтального или вертикального) или подвесного.

В некоторых моделях предусмотрены специальные Г-образные рассеиватели. Приборы для канального применения имеют специальные технологические окна с фланцами для подсоединения воздушного канала. В универсальных моделях предусмотрена возможность подключения к системе воздуховодов после демонтажа рассеивателей воздуха.

 

Как правило, теплообменники рекуперативных воздухонагревателей имеют трубчатую или пластинчатую конструкцию и выполняются из нержавеющей, углеродистой или алюминиизированной стали. Теплообменник может быть совмещен с камерой сгорания посредством коллектора для распределения дымовых газов. В зависимости от числа поворотов дымовых газов в трубах могут быть организованы одно-, двух- и более многоходовые конструкции. Применяются также реверсивные камеры сгорания, в которых совершается первый поворот газов. В некоторых конструкциях горячие газы подаются непосредственно в трубы теплообменника, кото-ый выполняет функции камеры сгорания. Отвод дымовых газов производится при помощи дымососа или под действием естественной тяги.

 

Обычно напольные воздухонагреватели комплектуются блочными вентиляторными горелками (но есть и модели с атмосферными горелками), а подвесные - встроенными атмосферными. Горелки воздухогенераторов оснащают защитными системами, обеспечивающими стабильную работу прибора: устройствами автоматического розжига и отключения, контроля пламени и электропитания. Применяются одно- и двухступенчатые, а также модуляционные горел-ки. В зависимости от типа используемого топлива они могут быть газовыми, жидкотопливными или комбинированными. Некоторые производители предлагают воздухонагреватели с горелками, обеспечивающие пониженное содержание NOx в дымовых газах.

Как правило, воздухонагреватели оснащаются осевым или радиальным (центробежным) вентилятором. У вертикальных напольных приборов вентиляторы обычно размещаются в нижней части, у горизонтальных напольных и подвесных - в задней. Для управления объемом подачи воздуха применяются двухскоростные приточные и вытяжные вентиляторы с ручным и автоматическим регулированием скорости.

Воздухонагреватели на твердом топливе - угле, древесных отходах, биомассе довольно широко применяются для отопления объектов деревообрабатывающей отрасли и сельского хозяйства. Примером такого оборудования могут служить рекуперативные теплогенераторы ТВЕу, изготавливаемые компанией «Экодрев» (Тверь) для сжигания отходов пищевых и деревообрабатывающих производств. В их газогенераторной немеханизированной топке, наряду с дровами, могут сжигаться опилки, стружка, древесная щепа, отходы ДСП, ДВП, МДФ, лузга подсолнечника, рисовая шелуха и другие виды топлива зольностью до 5 % и влажностью до 55 %. Номинальная тепловая мощность - от 100 до 400 кВт, в зависимости от модели, - достигается при влажности топлива не более 30 %. Установка комплектуется топливным бункером, рассчитанным на один час работы. Кроме отопительных моделей (перепад температур - 80 °С) предлагается также специальное исполнение для теплоснабжения сушильных камер (55 °С).

 

Некоторые современные воздухонагреватели комплектуются электронными панелями управления, позволяющими регулировать работу по температуре в помещении и встроенному таймеру. Кроме того, как было сказано выше, для локальных систем воздушного отопления, включающих несколько автономных приборов, возможна организация зонального обогрева с раздельным регулированием температуры. Так, дооснащение газовых подвесных воздухонагревателей Adrian AD (28-92 кВт) модулем Adrian-Control позволяет включить их автоматизированной системы зонального обогрева Adrian IQ. Помимо воздухонагревателей, компонентами этой системы могут быть дестратификаторы, воздушные завесы, датчики внутренней и наружной температуры, а также инфракрасные излучатели. Предусмотрено как непосредственное управление системой пультом дистанционного управления, так и удаленное - через персональный компьютер.