Отопление производства

Основная задача руководителя производственного предприятия при установке отопительной системы – обеспечение комфортных условий для работников при минимальных затратах. И наилучшим решением такой задачи будет использование системы греющий потолок на основе пленочных электронагревателей. Представляем примеры отопления производства с основными параметрами системы и рекомендациями по установке.

Особенности отопления производственных зданий

В подавляющем количестве случаев производственные помещения имеют большую площадь, качественно обогреть которую без существенных затрат непросто. Наш многолетний опыт по оборудованию объектов системами греющий потолок позволяет сделать вывод об их эффективности и экономичности (примеры: цех по разливу воды, склад на 2000 м²).

Основой отопления являются пленочные нагреватели, которые работают, как и низкотемпературные материалы для жилых помещений. Но в отоплении производства имеются важные отличия:

1. Применяется пленка повышенной мощности (от 220 Вт/м²) с увеличенной температурой максимального нагрева (до 60°С). Это обусловлено высотой потолков, которая может превышать 5 метров. Для обеспечения эффективности системы допускается высота потолка до 6 м.

2. Пленочные электронагреватели повышенной мощности не закрываются чистовой отделкой, которая может испортиться. Но в данном случае важнее не эстетика, а эффективность отопления.

Помимо нагревателей, для контроля работы отопления производства в каждом обогреваемом помещении устанавливается воздушный терморегулятор (к примеру, Orbis Clima ML).

Прибор отслеживает внутреннюю температуру и дает команды на запуск или отключение системы в пределах заданных параметров.

Виды отопления производственных зданий, цехов и складов

Среди особенностей отопления таких помещений хотелось бы выделить следующие:

• Оборудование для обогрева должно применяться максимально эффективно.
• Необходимости в обогреве помещения с большими площадями.
• Нагреватели обязаны отапливать не только воздух внутри, но также снаружи. Их место расположения не играет никакой роли.

На выбор того или другого способа отопления должны влиять не только особенности источника тепла, но и, скажем, специфика производственного процесса, финансовая сторона вопроса и прочее. А теперь давайте рассмотрим позитив и негатив каждого типа.

Паровое отопление

Такого рода обогрев используется для зданий производственного назначения. У него есть и плюсы, и минусы.

1. Перманентно высокая температура воздуха (от ста градусов и выше).
2. Отопить помещение можно рекордно быстро, равно как и охладить его при необходимости.
3. Этажность зданий не играет роли, паровое отопление приемлемо для любого количества этажей.
4. оборудование для отопления, да и магистраль трубопровода, имеют незначительные размеры.

Важно ! Паровая система неплохо подходит под отопление производственных помещений, гораздо больше, чем, скажем, отопление водой. Идеальный вариант для того, чтобы отапливать периодически.

1. Главным недостатком является сильная производительность шума при эксплуатации.
2. Кроме того, расход пара, а следовательно и теплоотдачу регулировать невозможно.

Примерная стоимость такого отопления за один сезон может составлять от 32 до 86 тысяч рублей, в зависимости от выбранного топлива. Бралось среднее промышленное здание, общая площадь которого составляет приблизительно 500 метров, а высота потолка – 3 метра.

Нежелательно устанавливать паровое отопление в зданиях, где выделяется аэрозоль или пыль, а также горючие газы.

Водяное отопление

Если будет выбрано водяное отопление, то источником тепла может быть местная котельная, либо централизованное теплоснабжение. Главная составляющая такой системы – это котел, который может работать и на газу, и на твердом топливе, и даже на электричестве. Но лучше всего использовать либо газ (около 80 тысяч за сезон), либо каменный уголь (порядка 97 тысяч), так как другие варианты будут стоить дороже, что вызывает сомнения по целесообразности их использования.

Особенности водяного отопления

1. Высокое давление.
2. Высокая температура.
3. Используется преимущественно в роли «дежурного» обогрева здания, с выставленной на плюс 10 температурой. Разумеется, если это не будет противоречить производственной технологии.

Воздушное отопление

Воздушное отопление производственных помещений бывает и местным, и централизованным. Оно характеризуется следующими особенностями:

1. Воздух всегда подвижен.
2. Следовательно, он периодически меняется и очищается.
3. Температура распределяется равномерно по всему помещению.
4. Все это абсолютно безопасно для человеческого организма.

Посредством воздуховодов нагретый воздух попадает в здание, где перемешивается с уже наличествующим и приобретает такую же температуру. Дабы минимизировать энергетические затраты, большая часть воздуха очищается при помощи фильтров, обратно нагревается и попадает в помещение.

Но воздух снаружи подается тоже, согласно санитарным нормам. Но если при производстве освобождаются какие-то вредные или ядовитые вещества, то процедура рециркуляции будет уже под вопросом. В таком случае теплота вытяжного воздуха должна утилизироваться.

Если же используется местное отопление воздухом, то источник тепла должен располагаться в самом центре здания (это могут быть тепловые пушки, ВОА и прочие). Но в таком случае обрабатывается только внутренний воздух, свежий же снаружи не поступает.

Как организовать отопление производства

Если высота помещений не превышает 6 м, то греющий потолок устанавливается сразу. Чаще всего в таких зданиях бетонные перекрытия, поэтому потребуется деревянная обрешетка. Также не следует забывать о теплоизоляции. С этой целью можно применять любой строительный утеплитель (например, пенополистирол толщиной 100–150 мм).

Владельцу следует позаботиться и о качестве ограждающих конструкций. Наличие многочисленных трещин, щелей и пустот, постоянные сквозняки и пр. приведут к существенным теплопотерям, в результате чего либо система греющий потолок не справится с задачей, либо отопление производства будет чрезвычайно затратным из-за повышенного расхода электроэнергии.

Что делать, если высота потолка больше допустимой? В этом случае также имеется решение.

Это может быть оборудование чернового потолка в виде подвесной конструкции. Одни из наших заказчиков опустили потолок с 12 до 5 метров на тросовых растяжках.

h1 — 6,9 м.
h2 — 5,0 м.
1 — Потолочные плиты перекрытия.
2 — Тросовые растяжки.
3 — Деревянная обрешетка.
4 — Пенополистирол 100 мм.
5 — Фольгоизолон.
6 — Пленочные электронагреватели повышенной мощности.

И уже на полученную конструкцию с деревянной обрешеткой был установлен греющий потолок.

Если уменьшение высоты потолков недопустимо, то можете использовать высокотемпературные инфракрасные обогреватели, они неплохо работают на высоте до 10 м.

Среднее энергопотребление пленочных электронагревателей

Большое значение при отоплении производства имеет выделенная мощность электросети. Только для обогрева необходимо около 12 кВт на каждые 100 м², поэтому важно правильно рассчитать энергопотребление.

Какой средний расход электроэнергии на конкретном производстве, если там установить греющий потолок?

Можно ли сэкономить на отоплении производства

Используя греющий потолок, вполне можно существенно сократить расходы по его эксплуатации. К примеру, использовать энергосберегающий режим, который настраивается с помощью программируемого терморегулятора.

Если производственное помещение не используется круглосуточно, отапливать его полноценно до 18–20 градусов нецелесообразно. Поэтому по окончании рабочего дня терморегулятор настраивается на поддержание гораздо меньшей температуры (10–13 градусов вполне достаточно). Таким образом, энергозатраты существенно снизятся. Рассмотрим это на примере.

Рабочий день длится с 8 до 18 часов. На это время терморегуляторы во всех помещениях обеспечивают комфортную температуру 18°С. После 18 часов Watts Milux принимает управление на себя (достаточно подключить данный терморегулятор только в одном из помещений). Он программируется, допустим, на 12 градусов, поэтому включает питание только тогда, когда температура снизится до 11. Подняв температуру на 1-2 градуса, Watts Milux вновь отключает питание греющего потолка вплоть до 6 часов утра.

Чтобы восстановить температуру до 18°С к приходу работников системе на основе пленочных электронагревателей двух часов вполне достаточно. Это обеспечат терморегуляторы, установленные в каждом отапливаемом помещении. В результате около 10 часов в сутки (помимо выходных дней) система будет работать с уменьшенной мощностью, что позволяет реально экономить до 20 % электроэнергии. Для отопления производства это существенная цифра.

Преимущества использования пленочных электронагревателей

Среди всех отопительных систем на основе использования электричества греющий потолок наименее энергозатратный. Это дает сразу два преимущества – минимальные счета за электроэнергию и меньшая зависимость от выделенной на здание мощности.

Помимо этого, имеется целый ряд существенных плюсов:

• относительно небольшие затраты на закупку материалов и комплектующих, из которых состоит система;
• отопление производства не будет иметь проблем с размораживанием труб и протечками ввиду отсутствия теплоносителя;
• греющий потолок не ломается, не нуждается в обслуживании, рассчитан на 50 лет безупречного функционирования;
• монтаж отопления производится в рекордно быстрые сроки, даже с учетом изготовления чернового потолка в отдельных помещениях;
• использование пленочных электронагревателей абсолютно безопасно (защита от возгораний, поражения электротоком);
• высокий КПД (не менее 95%) при относительно низких расходах на электропотребление, окупаемость в течение 1-2 отопительных сезонов;
• автоматическое управление, в том числе программируемые циклы работы, возможность отдавать дистанционные команды;
• предусмотрена возможность демонтажа греющего потолка с переносом на другой объект без потери функциональности системы.

Как отопить предприятие

Устройство системы теплоснабжения в производственных помещениях промышленных предприятий считается весьма непростой задачей, требующей подчас неординарных решений. Причин здесь можно назвать несколько.

Во-первых, производственные здания всегда очень специфичны с точки зрения конструктивных особенностей, так как создаются под определенные технологические процессы и оборудование. То есть в стандартные схемы и решения всегда приходится вносить существенные коррективы. Во-вторых, площадь цехов нередко составляет тысячи и даже десятки тысяч квадратных метров, а их высота достигает 14-18 метров и больше. Также нередко технологические условия требуют создания в пределах одного цеха нескольких зон с разным температурным режимом. И, что немаловажно, в производственных помещениях должны неукоснительно соблюдаться жёсткие нормативы по промышленной санитарии, взрыво- и пожаробезопасности.

Стоит отметить, что в последние годы, в связи с постоянным ростом цен на энергоносители, расходы на отопление стали все серьезнее влиять на себестоимость продукции, а значит, и на конкурентоспособность предприятий. Отсюда вытекает задача не просто обеспечить комфортный температурный режим, но сделать это неразорительно для бюджета предприятия. Более того, использование энергоэффективных технологий отопления становится одним из важнейших способов сокращения издержек.

Все обозначенные выше факторы предъявляют серьезные и подчас противоречивые требования к используемым техническим решениям для организации систем теплоснабжения предприятий. Мы рассмотрим основные существующие подходы к отоплению промышленных помещений, проведем анализ их эффективности, сравним плюсы и минусы и рамки применимости.

Разнообразие подходов

В ходе проектирования системы отопления промышленных помещений следует ответить на ряд вопросов, от которых будут зависеть возможные технические решения. Прежде всего, сколько требуется теплоэнергии для поддержания приемлемой температуры в конкретном здании? Ответом на этот вопрос является теплотехнический расчет.

Методика расчета мощности отопительной системы учитывает размеры отапливаемых помещений, термосопротивление ограждающих конструкций, конкретные климатические условия местности (минимальные температуры самой холодной пятидневки отопительного периода), а также размещение здания относительно розы ветров. Поскольку промышленные цеха занимают площади в сотни и тысячи квадратных метров, то и расчетная мощность системы отопления может составлять сотни киловатт и больше. Например, в климатических условиях средней полосы России для производственного комплекса с общим отапливаемым объемом помещений 165 тыс. куб. м (высота помещений — от 12 до 17 м) расчетная тепловая мощность системы составляет около 2 МВт.

Очевидно, что такое количество теплоэнергии может обеспечить централизованный источник (крупная ТЭЦ), либо собственная мини-котельная. Важнейшим преимуществом автономных источников тепла является возможность оперативно реагировать на изменение внешней температуры, что практически нереально в условиях централизованного отопления. Так что в современных условиях децентрализация теплоснабжения и использование автономных котельных становятся одним из действенных способов сокращения расходов предприятия.

Другой не менее важный вопрос, который предстоит решить, – какой тип отопления наиболее эффективен в данном конкретном случае. Таких типов, можно выделить три: воздушное, водяное и лучистое (инфракрасное). Каковы их особенности?

Воздушное отопление

Этот тип отопления является одним из наиболее распространенных способов поддержания приемлемой температуры для производственных помещений. Принцип его действия прост. Воздух нагревается на теплогенераторе или водяном калорифере (например, таких производителей, как Apen или Kroll) и по воздуховодам направляется в отопляемую зону. Распространение воздуха по помещению осуществляется с помощью распределительных головок или в виде направленных струй от вентиляторов. В качестве портативного варианта применяются разного рода тепловые пушки, которые можно перемещать по цеху по мере необходимости.

Такой тип отопления легко совмещается с приточными системами вентиляции и кондиционирования и позволяет обогреть помещения очень больших объемов. Достаточно сказать, что системы воздушного отопления применяются не только для промышленных цехов, но и для складских комплексов, крытых спортивных сооружений. К тому же по соображениям пожарной безопасности на ряде производств (например, химических и т.п.) это единственно разрешенный тип отопления.

Однако есть у него и ряд серьезных недостатков. Так, из-за низкой теплоемкости воздуха (в четыре раза меньшей, чем у воды), для поддержания приемлемой температуры в больших помещениях требуются мощные вентиляторы с производительностью до нескольких тысяч кубометров в час. А их применение многократно повышает затраты на электроэнергию.

Важно и то, что при такой системе много энергии тратится непродуктивно, так как теплый воздух поднимается вверх. Перепад температур в помещениях, оборудованных воздушными системами отопления, составляет 2,5°С на метр высоты. Это означает, что в здании высотой 12 м при средней температуре в рабочей зоне 15°С воздух под крышей оказывается нагретым до 40° С. Это приводит к резкому возрастанию тепловых потерь через наружные ограждения, верхние перекрытия, стены, световые проёмы.

Водяное отопление

В общем виде водяное отопление состоит из теплогенератора-котла, системы трубопроводов и отопительных приборов (конвекторов или радиаторов). Вода, нагреваемая в котле, с помощью циркуляционного насоса прогоняется через систему труб и отдает тепло в отопительных приборах. При применении двухтрубной схемы разводки и терморегуляторов есть возможность регулировать теплоотдачу на каждом конкретном радиаторе. То есть тепло доставляется адресно именно в те зоны промышленного здания или помещения, где оно необходимо.

Важнейшим компонентом таких водяных систем является отопительный котел. В зависимости от вида используемого топлива он может быть жидкотопливным, твердотопливным, газовым или электрическим. Наиболее экономичными и эффективными считаются газовые котлы, однако теплогенераторы на дизельном топливе также все еще пользуются в нашей стране популярностью – в тех местностях, где по каким-либо причинам нет магистрального газа.

Развитие современных отопительных котлов продолжается в направлении наиболее эффективного использования топлива. В настоящее время самой совершенной является конденсационная технология, разработанная для газовых котлов. Она позволяет утилизировать теплоту водяных паров, содержащихся в отходящих газах, и тем самым существенно повысить КПД теплогенератора (до 109% по стандартной методике расчетов по низшей теплоте сгорания топлива). Для этого в конструкции конденсационного котла предусмотрен специальный теплообменник, в котором происходит охлаждение дымовых газов, и частности, водяного пара, образующегося при сгорании газа, до температуры «точки росы». При этом фазовом переходе и происходит дополнительное выделение энергии. В целом, по мнению специалистов компании ARISTON (MTS Group), мирового лидера в области производства отопительного и водонагревательного оборудования, использование конденсационной технологии позволяет на треть снизить потребление газа.

Еще больше оптимизировать расход топлива помогают автоматизированные системы управления и контроля работы котельного оборудования. Например, в промышленных конденсационных котлах RENDAMAX (MTS Group) мощностью до 1200 кВт встроенная газовая горелка имеет плавное электронное регулирование. Благодаря этому тепловую мощность котла можно точно подстроить под требуемое теплопотребление, что позволяет снизить непроизводственные затраты. А приготовлением газовоздушной смеси и контролем горения в этих котлах управляет электронная система сжигания, автоматически выбирающая оптимальный рабочий режим котла. Это позволяет оптимизировать расход газа и добиться значительного снижения уровня выбросов оксидов азота и угарного газа. Кроме повышения экономичности оборудования и безопасности эксплуатации, автоматика уменьшает влияние так называемого «человеческого фактора» — неквалифицированного вмешательства, способного привести к нештатным ситуациям.

При необходимости увеличения тепловой мощности современные котлы могут работать в каскадном подключении. То есть несколько теплогенераторов установлены в одной системе и включаются один за другим по мере роста потребности в тепле. Например, уже упомянутые конденсационные котлы RENDAMAX снабжаются узлом автоматического управления каскадом (до 8 котлов) и системой контроля для погодо-зависимого регулирования. Зачастую это оказывается более экономичным решением, чем устанавливать один котел большой мощности.

Лучистое отопление

В качестве альтернативы традиционным конвективным схемам отопления, описанным выше, в последнее время предлагаются разного рода технологии лучистого отопления. Обогрев помещений здесь достигается с помощью потока лучистой энергии инфракрасного (теплового) спектра от излучателей, расположенных непосредственно над обогреваемой зоной. При использовании такого типа отопления прирост температуры по высоте составляет около 0,3o С на метр и при этом отсутствует эффект перегрева верхней части помещений. Это, в свою очередь, ведет к снижению затрат на отопление (до 30-40%). В числе других несомненных плюсов лучистого отопления – большие возможности для регуляции и малая инерционность.

Один из вариантов лучистого отопления — с использованием электрических инфракрасных нагревателей. Основным их элементом является тэн, который нагревается до 250oС (поэтому этот тип излучателей называется «светлым»). При такой температуре 90% энергии преобразуется в поток тепловых лучей, а 10% уходит на прямой нагрев воздуха. Однако, при всей экономичности этого метода, затраты на электричество для такого рода приборов оказываются подчас чересчур велики.

Другим вариантом лучистого отопления являются так называемые «темные» инфракрасные излучатели. Они получили это название благодаря тому, что их поверхность не нагревается до столь высоких температур, как у электрических приборов. Такие излучатели представляют собой систему полых труб, по которым движутся горячие газы, пар или вода. В целом, данные приборы позволяют достигать высокой степени теплового комфорта в рабочих зонах и могут использоваться комбинированно с традиционными системами отопления.

При существующем разнообразии технических возможностей для отопления промышленных зданий важно подобрать наиболее эффективный и экономически выгодный вариант. Ясно, что единственно верного решения здесь не существует – в каждом случае приходится учитывать множество факторов и ограничений. Однако очевидно, что использование современных энергоэффективных технологий и средств автоматизации отопительного оборудования позволяет достичь существенной экономии энергоресурсов.