Лучистые отопительные системы для промышленных помещений

В вопросе отопления больших промышленных помещений одно из наиболее эффективных решений — лучистое отопление, реализующееся с помощью газовых инфракрасных обогревателей.

В основе технологии лучистого отопления лежит принцип обогрева за счет инфракрасного излучения.

Для отопления жилых домов применяют пленочные электросистемы ПЛЭН, так как они более безопасны.

В производственных и складских помещениях система отопления организовывается путем установки специализированного панельного оборудования — газовых излучателей лучистой энергии инфракрасного диапазона (чаще «темных» или «светлых», но об этом ниже). Такие системы лучистого отопления становится всё более востребованным в различных сферах промышленности.

Как работает лучистое отопление

Принцип действия лучистого отопления

Наиболее ярким примером греющего инфракрасного излучения является солнечное излучение. По сути Солнце является природным лучистым отоплением. Валовая доля энергии Солнца достигает поверхности Земли в виде инфракрасных лучей, поддерживая таким образом достаточный тепловой комфорт для жизни человека.

Системы лучистого отопления повторяют модель выработки тепла Солнцем, потому как выработка энергии осуществляется с помощью создаваемого искусственным путем инфракрасного излучения. Чем же лучистое отопление лучше обычного водяного либо воздушного?

Ключевое различие здесь заключается в скорости достижения теплового комфорта. Подразумевается достаточный для жизни и работы уровень тепла. Однако это не всегда напрямую связано с температурой воздуха. Хорошим примером иллюстрации теплового комфорта является солнечный день в холодное время года, когда температура воздуха на улице может быть не выше 10 градусов, а человек при этом чувствует себя комфортно. Так на человека воздействует инфракрасный спектр лучей Солнца. Комфортные условия, создаваемые излучателями лучистой энергии, в помещении достигаются быстрее, чем при использовании традиционных приборов отопления.

Особенностью данных газовых систем лучистого отопления является также принципиально другой способ нагрева воздуха. При использовании традиционных батарей помещение прогревается за счет конвекции воздуха, когда холодные слои воздушных масс опускаются вниз, вытесняя теплый воздух.

Помещение с невысокими потолками с, например, конвекционным отоплением обогревается довольно быстро, однако в больших пространствах нагреть нижние холодные массы воздуха, где как раз и находятся люди, быстро не получится. Теплый воздух из-за конвекции будет подниматься вверх, поэтому приходится использовать отопительные приборы большой мощности, либо начинать прогревать помещение заблаговременно. При лучистом отоплении, за счет ИК излучения нагреваются стены, пол, потолок и прочие предметы обстановки, отдавая тепло в рабочую зону.

Газовые инфракрасные обогреватели

В нежилых помещениях применяются специализированные устройства – инфракрасные газовые излучатели (обогреватели). Система отопления составляется из размещенных в верхней зоне тепловых приборов, излучающих в процессе работы электромагнитные волны. Для использования такого оборудования высота потолков помещения должна быть не менее 4 метров. Все газовые обогреватели можно разделить на агрегаты «светлого» и «темного» типа.

Темные инфракрасные обогреватели

Тепловое излучение обеспечивается металлическими трубами, внутри которых циркулируют продукты сгорания газа. Газовые трубы имеют черное термостойкое покрытие, обеспечивающее защиту от коррозии. Нагрев достигает показателя температуры в 400 градусов, создавая длинноволновое тепловое излучение. Данные газовые излучатели имеют одну особенность, связанную с процессом эксплуатации – в ходе использования необходимы воздуховоды, отводящие продукты сгорания, что требует дополнительных расходов на создание системы отопления. Панели оснащаются рефлекторами, направляющими излучение в функциональную зону без потерь из-за конвекции.

Максимально эффективны темные обогреватели, используемые в лучистом отоплении сравнительно невысоких хорошо изолированных промышленных и общественных помещениях. Недостатком данных приборов является неравномерность излучения, возникающая из-за необходимости охлаждения дымовых газов до температуры в 200 градусов. Режим работы обогревателей поддерживается автоматически с помощью управляющего блока, розжиг электрический. Выпускаются темные излучатели на газовом топливе L-образного и U-образного вида.

Светлые инфракрасные обогреватели

Такие ИК обогреватели – оптимальный метод отопления промышленных помещений с высокими потолками и большим обменом воздуха. Конвекционные отопительные системы при активном воздухообмене не будут такими эффективными, как системы лучистого отопления. Функционируют данные излучатели на сжиженном либо природном газовом топливе, горение которого происходит внутри керамических либо иных насадок с каталитической сеткой на поверхности. Прибор способен нагреваться до температуры 950 градусов, испуская инфракрасное излучение. В светлых приборах газ сжигается практически полностью, а продукты сгорания (пар и углекислый газ) отводятся с помощью естественной либо специально созданной вентиляции. КПД газовых агрегатов достигает 80%.

Срок службы газовых лучистых отопительных систем продлевается путем использования специализированных антикоррозийных материалов для корпуса. Благодаря повышенной степени излучения панелей происходит быстрая и эффективная теплоотдача. Применяются светлые обогреватели во всех сферах промышленности, а также для отопления общественных зданий, в частности, открытых и крытых спортивных площадок. При правильном использовании приборов, срок службы достигает 20 лет, потому как керамические пластины выдерживают более миллиона циклов нагрева-охлаждения.

Преимущества лучистого отопления

В системах инфракрасного обогрева, как в сравнительно новой технологии, многие сомневаются, отдавая предпочтение традиционным способам отопления. Однако использование энергии инфракрасного излучения в отопительных системах дает ряд несомненных преимуществ на практике:

• Невысокая цена газового топлива, его небольшой расход делают лучистое отопление сравнительно экономически выгодным.
• Благодаря отсутствию конвекции в воздушное пространство не попадают вредные летучие соединения и пыль, а это важно для каждого человека, склонного к аллергии.
• Тепловой комфорт создается довольно быстро после включения системы.
• Объем выделения продуктов сгорания в процессе работы находится в рамках нормы, что делает технологию экологичной и безопасной.

Стоит отметить, что если использование панелей ИК излучения для отопления в жилых квартирах не очень экономически выгодно из-за высокого потребления электрической энергии, то промышленные и коммерческие объекты однозначно выигрывают при использовании газовых излучателей. Кроме того, подобные системы лучистого обогрева лишены таких недостатков традиционных систем обогрева, как высокая конвекция воздуха.

Важным этапом организации лучистых отопительных систем является правильный расчет тепловой мощности оборудования. Это зависит от того, где в помещении будут располагаться панели отопления: на полу, на потолке, на стенах. В расчетах учитывается комфортная для человека температура пространства, средняя температура поверхностей.

Для поддержания стабильно теплой среды в помещении система управления должна сохранять баланс между коэффициентом усиления тепла сооружения и подаваемой от системы энергией. Для подбора панелей отопления, проведения точных расчетов и монтажа оборудования лучше обращаться к профессионалам, дающим гарантии на проведение работ и поставляемые отопительные устройства.

600009, А/Я 40, г. Владимир, ул. Электрозаводская, дом 7, кабинет 309. Телефон: +7 (4922) 53-13-12

Сможет ли лучистое отопление стать конкурентным

Один из самых прогрессивных способов обогрева дома – лучистое отопление. Оно подтверждает кем-то сказанное – «все новое, это хорошо забытое старое». Если сравнивать метод с газовым отоплением или паровым, у него гораздо больше преимуществ, в том числе и расходы на него значительно меньше.

Экономить удается за счет несколько другой отдачи сжигаемого топлива, что трансформируется в удешевление эксплуатации системы обогрева помещений.

На фото – принципиальное отличие лучистого отопления от конвекционного

Стереотип мышления

Как и ко всему «новому», у заказчиков пока не выработался интерес к данному типу отопления, хотя они же понимают всю выгоду этого способа, о чем неоднократно говорят. Но, выбор в большинстве случаев падает на традиционные способы обогрева, хотя для больших помещений он уже не всегда подходит и не оправдывает затраты.

Почему возник такой стереотип?

Можно выделить две его составляющих:

• инструкция требовала использовать в советское время для обогрева больших площадей системы, подсоединенные к центральной котельной;
• незнание физического принципа лучистого способа отопления.

Нужно также сказать, что разработка проекта в данном случае будет более сложным, в отличие от традиционных методов. Здесь нужно учесть множество условий, которые будут непосредственно влиять на тепловой комфорт человека в зоне лучистого отопления.

Установить оборудование для лучистого отопления можно быстро своими руками

Немного истории

В 19 веке системы отопления домов стали изменяться. Постепенно камины и печи стали заменятся на водяной обогрев, который производит конвективное тепло. Лучистая система отопления была забыта, но, благодаря исследованиям ученых, проводивших за последние полвека изыскания в данной области, произошло ее возвращение. Такое тепло своим характеристикам способно превосходить конвективное по целому ряду параметров.

Если вспомнить историю еще глубже, единственным источником тепла в те далекие времена был костер, отопление жилищ – конвективно-лучевым. От него распространялись по помещению инфракрасные лучи, а благодаря конвекции воздух нагревал помещение.

Пламя живого огня согревало человечество много веков

Недостатком способа был дым, из-за чего воздух становился невыносимым, ведь примитивный дымоход в виде отверстия не способствовал эффективному отводу дыма. Основную ставку делали на лучевое отопление, потому что его интенсивность никак не зависела от нагрева воздуха.

Затем человечество усовершенствовало отопительные системы, используя для обогрева горячий дым, пропуская его по каналам. Разрабатывало огневоздушные схемы обогрева, пока не нашло метод нагрева помещений с помощью горячей воды.

Водяное отопление пока побеждает в «схватке» с лучистыми системами обогрева

Но, круг все-таки замкнулся тогда, когда ученые доказали, что для нас гораздо ближе восприятие лучевого отопления, чем конвекционного нагрева воздуха. Это относится не только к человеку, а также к предметам быта и материалам, которые использовали при внутренней отделке комнат.

Разберемся подробнее

Из школьных уроков физики мы знаем, что тепло – один из способов проявления энергии, которая может распространяться в пространстве тремя основными способами.

1. Конвекция – распространение воздуха.
2. Кондукция – проводимость.
3. Электромагнитные волны – излучение.

Как выглядит распространение тепла при конвекционном и лучистом обогреве

Конвекция и кондукция

Применяются в конвекционных тепловоздушных отопительных системах. Тепловая энергия распространяется в пространстве с помощью постепенной передачи тепла, а сам источник при этом охлаждается. Для распространения тепловой энергии необходима вещественная среда, чтобы молекулы с высокой температурой могли соприкасаться с более низкими молекулами. Мы в таком обогреваемом пространстве становимся составной частью системы, и ощущаем тепло от окружающего воздуха и предметов, с которыми он соприкасается.

Излучение

Другой метод распространения тепловой энергии, о котором многие просто не задумываются, хотя встречаются с ним ежедневно. Звезда нашей планетной системы – Солнце, которое направляет собственную тепловую энергию, в том числе и на поверхность Земли, нагревает ее, благодаря чему нагревается впоследствии воздух. Это и называется передача тепла с помощью электромагнитного излучения определенной длины волны. Цена оборудования зависит от его мощности и производителя.

Как работает инфракрасный теплый пол

• В последнем случае лучистые обогреватели устанавливают на определенной над полом высоте.
• При включении начинают излучаться электромагнитные волны.
• Проходя с незначительными потерями через воздух, они поглощаются полом и предметами, повышая их температуру.
• Температура в помещении увеличивается.

Сравнить действие лучистого отопления можно с прогулкой в солнечный день весной. В этот момент воздух еще недостаточно прогрет, но лучи уже начинают согревать землю, из-за чего мы ощущаем приятное тепло.

Совет: наилучшего коэффициента теплоэнергии между температурой воздуха и предметами можно добиться только в домах с качественно проведенной теплоизоляцией.

Разница в КПД двух видов обогрева строения – лучистого и водяного

Виды лучистого отопления

Идеальный источник лучистого обогрева – массивная печь, но в условиях городского офиса или квартиры, а также во многих домах сделать ее не представляется возможным.

Ниже будем рассматривать современные варианты данного типа обогрева здания, которые позволят обойтись без нее:

• «теплый пол»;
• стеновые и потолочные панели.

Теплый пол	Данный вариант отопления может отличаться по конструкции и принципу обогрева: конвективный – к нему относят любые системы, использующий водяной теплоноситель. Также это могут быть кабельные, пленочные и кабельные с теплоизоляционными плитами; лучевой – для этого используют углеродные пленочные и стержневые полы. Первые представляют собой запаянные в пленку из полиэстера полосы графита, у вторых греющие элементы также графитовые.
Стеновые панели	Модульные блоки, состоящие из медной трубы. Теплоотдача при температуре 40°С – около 80%, а 20% – конвекция. Связано такое распределение с допустимо высокой температурой воды, которая превышает европейский стандарт для «теплого пола» в 30˚С. Устанавливают блоки на поверхность стен с помощью вертикальных или горизонтальных штанговых опор. Обязательно на поверхность стены крепят утеплитель с алюминиевой фольгой в сторону комнаты. После монтажа стеновые панели заделывают штукатуркой слоем 350 мм, закрывают гипсокартоном или жесткими покрытиями. Модульные блоки могут устанавливаться и вовнутрь бетонных стен, их крепят к армирующей раме и заливают бетоном. Достоинство оборудования – низкая тепловая инерция, в отличие от «теплого пола», особенно удобно это для зданий, где есть периодический режим отопления. Для эффективного отопления необходимо оставить свободное пространство по периметру.
Потолочные панели	Появились излучающие панели задолго до стеновых и «теплых полов». Производители рассуждали так, потолок расположен дальше всех от человека, поэтому прибор можно разогреть до высоких температур, не нанося ему ущерб. Максимальная температура устройств зависит от высоты потолка. Оптимальным перепадом между температурой воздуха в комнате и температурой поверхности прибора считается 10°С. Сегодня устройства не встраиваются в перекрытия, а монтируются на поверхности потолка, упрощая их монтаж и обслуживание.

Совет: не рекомендуется применять стеновые панели, если будет использоваться рядом с ними большое количество корпусной мебели.

Потолочные инфракрасные панели

Отопление в быту

Простой пример – если в неотапливаемом помещении будет собрано достаточное количество человек, через некоторое время в нем станет гораздо теплее. Почем это произошло?

Конечно же, не от того, что все «надышали». Связано это с тепловым излучением нашего тела.

Инфракрасные лучи соответствуют длине волны излучения нашего организма

Постепенно инфракрасные лучи нагревают предметы, расположенные рядом с ними, а потом те генерируют свое излучение, в результате чего температура воздуха становится теплее. И не нужны, оказывается, никакие радиаторы с горячей водой.

Интенсивность процесса зависит от температуры объекта, который в состоянии генерировать инфракрасные лучи. Расход последних зависит не от температуры окружающего воздуха, а от температуры предметов и ограждающих конструкций (пола, стен и потолка.

Инфракрасное излучение от горящего топлива прогревает рядом расположенные предметы, которые затем нагревают воздух

Обычно мы привыкли компенсировать их с помощью конвекционного отопления, используя конвекторы разного типа. К примеру, часто можно слышать, что в деревянном доме «дыхание» стен позволяет компенсировать влажность воздуха, на самом деле главную роль в этом играет обычная кирпичная печь.

Из-за массивной конструкции ей давали значительное место в помещении, в котором отлично держала тепло и отапливала его инфракрасным излучением. Поспорить с таким обогревом не сможет ни воздушная, ни водяная система.

Вывод

Сегодня было рассказано об отоплении помещения с помощью лучистой энергии. Постепенно, потребители начинают понимать его превосходство над обычным конвекционным обогревом жилья, однако стереотип мышления пока превалирует. Конечно, в квартире многоэтажного дома нельзя установить камин на дровах или печь, однако промышленность предлагает достаточно видов электрических приборов, способных генерировать лучистое отопление.

Благодаря ним, вы сможете получить «солнечные лучи» даже в самый пасмурный день. Видео в статье даст возможность найти дополнительную информацию по вышеуказанной теме.