Проект отопления склада площадью 1000 кв.м с применением котлов DEFRO

Отопление склада должно быть не только эффективным, но и экономичным. Так как расходы на отопление складского помещения сказываются на стоимости хранения и на качестве отгружаемого товара или сырья.

Рассмотрим оптимальный вариант организации отопления конкретного склада площадью 1000 м2, предлагаемый компанией DEFRO – европейским производителем отопительного оборудования бытового и промышленного типа.

Особенности конструкции складского помещения

Отапливаемый склад представляет собой одноэтажное строение с габаритами:

• 40х25х5 метров (длина х ширина х высота).
• Высота кровли в коньке – 6 метров.
• То есть при площади 1000 «квадратов» внутренний объем помещения с учетом кровли равен 5500 кубическим метрам.

Здание строится из кирпича – толщина стен до 380 миллиметров. Каркас кровли собирается из древесины (сосновая доска толщиной 4 сантиметра). В качестве кровельного материала используется металлочерепица.

Теплостойкость стен и кровли усилена за счет рулонного утеплителя (минеральная вата) толщиной 10 и 15 сантиметров, соответственно. Цокольное перекрытие утеплено 50-сантиметровой подсыпкой (древесной стружкой).

Оконные проемы общей площадью 50 «квадратов» остеклены с помощью тройных стеклопакетов. В дверные проемы общей площадью 21 м2 вмонтированы металлические створки, утепленные снаружи.

Склад используется лишь для хранения товарно-материальных ценностей — система горячего водоснабжения отсутствует.

Выбираем отопительное оборудование

По оценкам специалистов тепловые потери самого строения составляют 39,2 кВт:

• сквозь кровлю «уходит» до 15,3 кВт,
• сквозь стены – 7,4 кВт,
• сквозь окна – 5,2 кВт.
• Пол «теряет» 10,8 кВт
• сквозь дверной проем «уходит» до 0,5 кВт.

Условия хранения товара предполагают обустройства вентиляции, снабжающий каждый «квадрат» площади притоком свежего воздуха в объеме не менее 0,75 кубических метров в час. В рамках реализованного проекта вентиляции склада в течение часа в помещение закачивают около 2750 кубических метров свежего воздуха, что приводит к тепловым потерям на уровне 74 кВт.

Таким образом, суммарные тепловые потери склада равны 113,2 кВт – именно эту величину должна компенсировать система отопления хранилища. Поэтому в качестве теплового оборудования компания DEFRO предлагает использовать отопительные котлы, разогревающие жидкий теплоноситель (воду).

Такой котел может «питать» и теплый пол, и сеть радиаторов, и водяной фанкойл, обеспечивая эффективный и быстрый нагрев всего пространства хранилища. Причем конкретные модели котлов выбирают исходя из 113-киловаттных суммарных тепловых потерь склада. В данном случае компания DEFRO рекомендует сразу две модели:

KOMPAKT MAX – котел с тепловой мощностью до 150 кВт, работающий в автоматическом режиме.

• Коэффициент полезного действия такого оборудования (соотношение потребленной и тепловой энергии) – 91 %
• Котел оборудован бункером на 570 килограмм топлива, а в «рубашку» этого отопительного прибора можно залить до 750 литров воды (площадь теплообменника -15 квадратных метров).
• Минимальная высота дымохода – 15 метров.

Defro KOMPAKT MAX – котел с тепловой мощностью до 150 кВт для отопления складского помещения

DEFRO Optima Plus MAX – котел с принудительным наддувом воздуха, управляемый микропроцессором.

• Тепловая мощность такого агрегата – 150 кВт.
• Емкость бункера с топливом – 240 килограмм, КПД – 86 процентов.
• В «рубашку» такого котла можно залить до 410 литров теплоносителя, разогреваемого до 85 градусов Цельсия.
• Площадь теплообменника – 14 квадратных метров.
• Высота дымохода – не менее 12 метров.

DEFRO Optima Plus MAX – котел с принудительным наддувом воздуха

Тип топлива для отопительного оборудования

Эффективность системы отопления, а равно и стоимость самого обогрева склада, зависят от «калорийности» (способности отдавать энергию теплоносителю) и цены топлива.

В котлы компании DEFRO можно «загрузить» следующие типы топлива:

• Каменный уголь, из которого можно «выжать» до 5600 кКал/кг.
• Гранулированную древесину – пеллеты, калорийность которых – 2600 кКал/кг.
• Обычную древесину с калорийностью до 3400 кКал/кг.
• Дизельное топливо, калорийность которого – 10000 кКал/кг, что очень впечатляет.
• Магистральный газ, средняя калорийность которого равна 9500 кКал/час.

С учетом КПД рекомендуемых котлов — KOMPAKT MAX и Optima Plus MAX – для генерации 150 кВт тепловой энергии нам понадобится:

• Не менее 32,5 тонн каменного угля. Стоимость такого топлива 6000 рублей за тонну.
• Около 72 000 килограмм пеллет, стоимостью 6 тысяч рублей за тонну.
• Почти 82 кубических метра древесины, стоимостью 1350 рублей/м3.
• Ровно 21,5 тысячи литров дизельного топлива. Усредненная цена литра такого топлива – 33 рубля.
• Почти 23,7 тысячи кубических метров магистрального газа, стоимостью 4,36 рублей/м3.

В итоге самым доступным видом топлива является каменный уголь и древесина, самым удобным – природный газ (его не нужно хранить в бункере), а самым калорийным – дизельное топливо.

Сколько стоит отопление склада площадью 1000 кв. м?

Цена отопления склада, без учета стоимости обустройства системы и оборудования, рассчитывается по объемам потребленного топлива и его стоимости. В итоге отопление склада площадью 1000 квадратных метров обойдется в:

• 193 тысячи рублей за сезон при отоплении каменным углем,
• 434 тысячи рублей за сезон при отоплении пеллетами,
• 110 тысяч рублей за сезон при отоплении древесиной,
• 710 тысяч рублей за сезон при использовании дизельного топлива,
• 130 тысяч рублей за сезон при использовании природного газа.

То есть самыми дешевыми вариантами отопительных приборов являются твердотопливные котлы, работающие на каменном угле или древесине. Однако для таких котлов придется построить отдельный топливный склад, в котором будут храниться 32 тонны каменного угля или 82 кубических метра древесины. А еще для обслуживания таких котлов нужен особый персонал – истопники и кочегары.

Дизельные котлы можно снабжать топливом из сравнительно небольшой цистерны. Однако такой вариант предполагает практически пятикратный рост цены отопления.

Газовые котлы можно снабжать топливом по магистральному трубопроводу. К тому же стоимость отопления в данном случае сравнима с «дровяным» вариантом. Однако сам газовый котел можно поставить только в случае затратного обустройства газопровода среднего или высокого давления – очень дорогой и чрезмерно бюрократизированной процедуры, что, собственно, и сдерживает распространение подобного отопительного оборудования.

По всем вопросам, связанным с подбором оптимального оборудования, обращаться через форму ниже

Системы отопления складских помещений большого объема

В настоящее время проектировщики реализуют большое количество способов промышленного отопления предприятий, цехов, складов и прочих объектов с большим объемом воздуха и высокими потолками.

К наиболее распространенным способам отопления производственных объектов относятся:

• общая вентиляционно-отопительная система;
• инфракрасные газовые или электрические излучатели;
• инфракрасные потолочные водяные панели;
• отопление мобильными тепловыми пушками – газовыми, электрическими и т.п.;
• конвекционная система обогрева (радиаторы или стальные регистры);
• система воздушного отопления с помощью стационарных газовых воздухонагревателей;
• система теплых полов;
• воздушное отопление водяными тепловентиляторами или приборами воздушного отопления.

Общая вентиляционно-отопительная система

Это – классическая система воздушного отопления. Воздух из помещения забирается и по системе воздуховодов поступает в камеру, где происходит смешивание его со свежим воздухом с улицы. Затем весь воздух подается на водяной или электрический калорифер-подогреватель, где происходит его нагрев до необходимой температуры. После этого уже прогретый воздух по системе воздуховодов снова возвращается в помещение.

Преимущества: сочетание в одной системе и отопления, и вентиляции; система в целом работает эффективно, так как теплый воздух попадает из воздуховодов именно в зону комфорта; пожаробезопасность – высокотемпературные элементы системы вынесены за пределы рабочей зоны.

Недостатки: дороговизна реализации, экономически целесообразно ее применение только там, где необходимо наличие механической вентиляции; сложность монтажа наладки и обслуживания; система занимает много места; сложность в управлении, так как найти разумный баланс объема подаваемого воздуха и необходимой мощности для отопления достаточно сложно.

Системы инфракрасного обогрева (система на инфракрасных излучателях)

Основу инфракрасной системы обогрева составляют инфракрасные нагреватели. Принцип их работы основан на том, что энергия сжигаемого газа или электричества преобразуется в энергию теплового излучения.

Преимущества: возможность адресно направлять тепло в нужную зону и прогревать в большом объеме отдельные локальные зоны.

Недостатки: при необходимости прогревать весь объем воздуха в помещении эффективность аппаратов сильно снижается; нагретые до высоких температур излучающие поверхности находятся непосредственно в отапливаемом помещении, что может привести к пожару; излучатели, работающие на природном газе, требуют сложной и разветвленной системы газоснабжения, что сильно удорожает весь проект; излучатели, работающие на газе, выжигают кислород из помещения, что приводит к необходимости проветривания; излучатели, работающие на электричестве, потребляют много электроэнергии, что неэкономично; возможно ухудшение самочувствия персонала, находящегося под прямым излучением.

Излучатели эффективны только тогда, когда в большом объемном помещении нужно точечно прогреть несколько локальных рабочих зон, эффективность их применения для прогрева всего объема помещения в целом крайне невысока.

Инфракрасные потолочные водяные панели

Одним из самых популярных способов локального отопления и охлаждения в помещениях крупных и средних предприятий являются инфракрасные потолочные водяные панели. Способ получения инфракрасного излучения в них ясен из названия: по трубам, заключенным в алюминиевую оболочку (отражатель), циркулирует жидкость, разогреваемая или охлаждаемая до температуры, обеспечивающей достаточный уровень излучения. Причем для отопления и охлаждения могут быть использованы разные типы жидкостей с соответствующими физическими характеристиками.

Преимущества: высокая производительность, а также безопасность для жизнедеятельности человека и окружающей среды; нагрев воды производится централизованно, при этом тепло распространяется благодаря активной циркуляции специальной жидкости по трубам; тепловой поток можно регулировать, обогреватели работают бесшумно, потребление энергии минимально; безопасны для здоровья и экологичны, легко монтируются и демонтируются; обладают системой прямого и дистанционного управления, выключающей отопление при появлении в системе нарушения циклического движения жидкости или другой неисправности.

Недостатки: в случае использования магистрального природного газа отопление потребует сложной и разветвленной системы газоснабжения, что крайне недешево и в монтаже, и в проектировании.

Особенностью любого инфракрасного отопления и, в частности, инфракрасных потолочных водяных панелей является то, что нагревается только определенная область в помещении, на которую направлено излучение. В остальном пространстве температура может быть даже минусовая. Таким образом, инфракрасные потолочные водяные панели с успехом используются не только на промышленных предприятиях и складах, но и для обогрева открытых веранд на зимних горнолыжных курортах, в ледовых дворцах и других местах, где необходимо обеспечить соответствующие условия для комфортной работы людей.

Отопление мобильными тепловентиляторами или тепловыми пушками

Принцип действия тепловых пушек прост: воздух из помещения нагнетается вентилятором на нагревательный элемент и уже теплый поступает в помещение. В качестве нагревательного элемента используется либо электрический ТЭН, либо дизельная горелка, либо горелка на сжиженном или природном газе. Иногда используются пушки прямого нагрева, при этом вместе с нагретым воздухом в помещение попадают продукты сгорания топлива.

Преимущества: мобильность – пушки относительно легко перемещаются и не требуют монтажа; относительно невысокая цена оборудования; высокая эффективность нагрева.

Недостатки: используются самые дорогие виды энергоносителей: электричество, дизтопливо, сжиженный газ; присутствие в воздухе помещения токсичных продуктов сгорания может привести к отравлению персонала; нагретый до излишне высоких температур исходящий поток воздуха может привести к пожару; расположение воздухонагревателей внизу может привести к их случайному повреждению в ходе хозяйственной деятельности; занимают значительную часть полезной площади помещения; управление системой трудно автоматизировать, что требует постоянного контроля со стороны персонала.

Таким образом, применение мобильных воздухонагревателей оправдано только в случаях, когда требуется не постоянное или временное отопление. Применение пушек для постоянного отопления ведет к чрезмерным затратам на топливо и снижению пожарной безопасности помещений.

Конвекционная система отопления (регистры, радиаторы или конвекторы)

Отопительными приборами в такой системе служат радиаторы, конвекторы или регистры из гладких стальных труб.

Преимущества: возможность создания электронезависимой системы обогрева; относительно низкая цена оборудования и материалов.

Недостатки: крайне низкая эффективность системы за счет того, что теплый воздух от регистров сразу же поднимается вверх, а не вниз, и уходит из рабочей зоны; отопительное оборудование занимает много места на поверхностях стен и пола, таким образом, полезная площадь помещения уменьшается и используется нерационально; высокая инерционность системы (большой объем нагретой воды в трубах); расположение отопительных приборов внизу может привести к их случайному повреждению в ходе хозяйственной деятельности; при плохо проведенных пуско-наладочных работах система плохо регулируется; крайне низкая эстетичность системы из регистров, не соответствующая современным требованиям; возможности травм и ожогов при непосредственном контакте с поверхностью регистра.

Учитывая все приведенные факты, можно сделать вывод, что радиаторы или регистры целесообразно применять только для отопления невысоких помещений (с потолками высотой до 3 м). В другом случае эксплуатационные расходы будут значительными.

Система воздушного отопления с помощью стационарных газовых воздухонагревателей

Воздушное отопление с использованием газовых воздухонагревателей осуществляется посредством воздуха (рециркуляционного и/ или приточного). Он при помощи вентилятора подается внутрь агрегата, после чего нагревается и подается в помещение или напрямую, или через систему воздуховодов, проходя вокруг камеры сгорания и через теплообменник, а продукты сгорания выводятся через дымоход.

Преимущества: возможность использовать относительно недорогой природный газ; система воздуховодов позволяет обеспечить наиболее качественное перемешивание воздуха с целью снижения градиента температуры и доставлять его в нужную зону; система отопления, вентиляции и кондиционирования на основе газовых воздухонагревателей непрямого нагрева также может быть децентрализованной (от котельной); возможность объединения отопления, вентиляции и кондиционирования в одной системе, за счет чего можно добиться малой металлоемкости; большая эффективность и экономичность за счет отсутствия промежуточного теплоносителя – воды, что исключает возможности «разморозки» и протечки; малая инерционность системы (нагрев воздуха происходит за 20–40 мин.) и, как следствие, быстрое изменение температуры в течение суток; возможность размещения внутри отапливаемого объема без подготовки отдельного помещения (котельной); не сжигает кислород в помещении; в отапливаемых помещениях отсутствует какое-либо навесное оборудование; нет вредных и токсичных выбросов в помещениях; нет трубопроводов с теплоносителем и дополнительных кабельных систем.

Недостатки: в случае использования магистрального природного газа отопление потребует сложной и разветвленной системы газоснабжения, что крайне недешево и в монтаже, и в проектировании.

Система «теплый пол»

Такой тип системы промышленного обогрева применяется крайне редко и практически не имеет преимуществ при использовании в помещениях большого объема. Недостатков же у больших поверхностей «теплого пола» масса, начиная от сложностей проектирования и заканчивая дороговизной материала, сложностью монтажа и высокой инерционностью системы.

Воздушное отопление на воздушно отопительных приборах

Приборы воздушного отопления также именуют водяными тепловентиляторами, отопительными вулканами (от названия компании-производителя Volcano), а также водяными калориферами с вентиляторами.

Принцип действия крайне прост: вентилятор прокачивает воздух через водяной теплообменник-радиатор. Через этот же теплообменник протекает горячий теплоноситель от системы водяного отопления. Их, как правило, вешают на стену на высоте 4–6 м от пола. Воздушный поток на выходе прогрет и обладает достаточной скоростью, чтобы не уходить к потолку, а направиться вниз, в зону комфорта. Таким образом, воздух отдает большую часть тепла не потолку, а нижней части помещения.

Достоинства	Недостатки
Система очень эффективна, за счет того, что самый теплый воздух всегда внизу в зоне комфорта	Есть необходимость в котельной или теплосетях
Малое электропотребление.	Электрозависимость, но это присуше всем системам
Относительно низкая стоимость оборудования	Импортные системы дороги из-за курса валюты
Малые эксплуатационные расходы за счет возможности использовать в котельной относительно дешевый природный газ	При работе котельной на жидком (дизельном) топливе стоимость эксплуатации растет
Надежная конструкция	Российские аналоги ненадежны
Простой и быстрый монтаж, возможность собрать систему воздушного отопления своими руками	Риск некомпетентной сборки велик, большой объем трубопроводов
Малая инерционность системы, что позволяет очень точно дозировать тепло, не перегревая помещение	Есть риск не прогрева помещения при неправильной расстановке оборудования
Расположение аппаратов наверху, т.е. вне рабочей зоны пола увеличивает полезную площадь помещения и снижает риск повреждения прибора при хозяйственной деятельности	Большое количество трубопроводов, дополнительное согласование разделов по ИС
Систему очень просто и не дорого автоматизировать, чтобы в помещении поддерживалась заданная температура воздуха	Повышенный шум от тепловентиляторов
Простота расчета системы промышленного отопления и ее проектирования	Большее количествово оборудования и сети теплоснабжения требуют дополнительного обслуживания
Малые размеры и вес оборудования
Современный и вместе с тем не броский дизайн агрегатов позволяет применять их в торговых залах и других местах большого скопления людей.
Не сжигает кислород в помещении
Отсутствуют вредные и токсичные выбросы в помещении

Выводы

На практике система воздушного отопления с помощью стационарных газовых воздухонагревателей (ГВО) наиболее эффективна. Система воздуховодов позволяет обеспечить наиболее качественное перемешивание воздуха с целью снижения градиента температуры. Например, на объектах, где применяется местное воздушное отопление (отопительно-вентиляционные агрегаты (АВО, «Вулканы» и т.п.) или гладкотрубные регистры) с учетом высоты потолков до 15 м разница температуры в рабочей зоне на высоте 2 м и под потолком может составлять 10–13 °С.

Результаты замера на складских объектах при использовании системы ГВО зимой 2018 г. (Т_нар = –15 °С) показали, что температура в нижних и верхних точках помещений была от +20–22 °С до +20–25 °С. При этом качественное перемешивание воздуха достигается при условии соблюдения расчетной кратности воздухообмена к = 0,7–1.

С целью экономии энергоресурсов на вентиляционных машинах можно применять дополнительно рециркуляцию со смешением (75% свежего воздуха и 25% рециркуляционного) и утилизацию тепла. Т.е. 75% свежего воздуха (Т_нар = –24 °С) сначала смешивается с вытяжным (температура точки смеси –2,6 °С), догревается теплом вытяжного воздуха до +10 °С в утилизаторе и далее до +26 °С нагревается в газовом калорифере непрямого нагрева. Необходимая мощность для компенсации теплопотерь через ограждающие конструкции подается в расчетном объеме воздуха с ΔТ = 10 °С (26–16 °С). Для обеспечения расчетного объема (31 000 м 3 /ч · 2 шт.) требуется два приточно-вентиляторных устройства с мощностью электромоторов (18,5·2)·2 = 74 кВт.

Сегодня строительные нормы (СНиП и СП текущие) для складских помещений четко рекомендуют как приоритетные только два вида систем отопления – воздушное или лучистое (инфракрасное). Конвективное отопление (радиаторами, «теплый пол») для подобных объектов – это уже анахронизм. Хотя бывает, что их еще используют.

Инфракрасные потолочные водяные панели – довольно эффективное (со своими особенностями) решение, пока не так распространенное в РФ, но уже не новинка в профессиональной среде.

Система ГВО – это правильный и экономичный вариант для заказчика строящихся складских и торговых комплексов. Практика реализации убедительно доказала их экономичность и удобство эксплуатации.

В Европе при воздушном отоплении высоких/объемных (складских) помещений применяют, как правило, два варианта построения системы воздухораспределения, размещая внутри склада потолочные вентиляторы (дестратификаторы) и используя текстильные воздуховоды со специальными отверстиями, которые создают воздушные струи с эффектом индукции.

Нам, несомненно, следует равняться на европейский опыт, так как запас наших энергоносителей не бесконечен. И, как показывает практика, правильно выбранная и построенная система отопления способна не только сэкономить денежные средства заказчика, но является и залогом долгой эксплуатации здания в целом.