Отопление производственных помещений и предприятий — виды, схемы и нормы СНиП

Расчет отопления

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

• Qт – теплонагрузка на отапливаемое пространство;
• 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.

Нормы СНиП для отопления производственных помещений

Общих положений СНиП достаточно много, а расписаны они весьма обширно. Мы же с вами намерены выделить лишь их суть.

1. Отопление производственных помещений следует проектировать с учетом теплопотерь, затрат тепла на нагрев воздуха, предметов, оборудования. Допустимые теплопотери – не более трех градусов разницы между температурой внутри и снаружи.
2. Максимально допустимые параметры теплоносителя – 90 градусов и 1.0 МПа.
3. Желательно использовать в качестве теплоносителя лишь воду, все другие материалы следует технически обосновывать.
4. Если отапливается электроэнергией, то нужно, чтобы все оснащение соответствовало требованиям.
5. Отопление лестничных площадок не проектируется.
6. Если на одного сотрудника приходится больше 50 квадратных метров пола, то в постоянных рабочих местах должна быть указанная ранее температура, а в непостоянных – не меньше 10 градусов.
7. Газовое оборудование можно использовать лишь тогда, когда продукты горения удаляются закрыто.

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.

Водяные системы отопления производственных помещений

В этом случае источником тепла может стать местная котельная предприятия или даже централизованное теплоснабжение. При этом основной элемент такой системы – это специальный котел, который работает на газе, электричестве либо на твердом топливе. Конечно, лучше всего в качестве последнего выбирать газ или каменный уголь, но последний вариант будет несколько дороже. Другие виды топлива обойдутся организации гораздо дороже, а потому вряд ли целесообразно их использовать.

Особенности водяных тепловых установок

При использовании в качестве теплоносителя для обогрева здания воды нужно принимать во внимании следующие особенности таких систем:

• постоянное высокое давление;
• высокие температуры;
• используются в основном для умеренного обогрева объектов (температура в среднем должна держаться на плюс десяти градусах), если это, конечно, не идет во вред производственному процессу.

ИК обогреватели на газе

Стоит сразу отметить, что данный тип топлива для ИК обогревателей имеет массу преимуществ, которые как раз и ценят многие потенциальные покупатели. Самым первым и главным из них является экономичность прибора в использовании.

Можно сравнить его с любым другим видом обогрева, и сразу видно, что затраты на топливо в инфракрасном обогревателе меньше на примерно 70%. По факту, если использовать промышленную систему ИК обогрева, то данная система сможет окупиться уже в ближайшие пару сезонов.

Виды обогревателей на газе

Для начала обязательно выделим обогреватели на две группы. Делить будет именно ИК потолочные обогреватели, предназначенные для производственных площадок:

• Светлые излучатели. Данные приборы созданы специально для того, чтобы обогревать заводы, где потолки высотой более 4 метров. На данный момент, это одни из самых востребованных приборов в промышленном производстве. По расчетам,приблизительно на каждые 20 – 25 метров, понадобится 1 установка, с мощностью в 1кВт. Если необходимо прогреть около 100 кубических метров, то используют навесные обогреватели, мощностью на 5 кВт. При их функционировании, газоотводным каналом будут устраняться продукты сгорания, которые крайне вредны для здоровья.
• Темный тип излучателей. В этом виде систем, газ начинает поглощаться только при температуре не более 400 градусов. За счет этого металлическая трубка, во время работы не будет накаляться докрасна, из чего собственно и появилось такое название излучателей. Перед тем как заняться установкой таких обогревателей, стоит учесть, что они довольно не маленькие, в отличие от светлых излучателей. Но на заводы и другие промышленные объекты, приобретают оба вида излучателей. Выбор остается только за покупателем.

Преимущества излучателей газового вида

Для промышленного типа газового излучателя можно выделить ряд определенных преимуществ, которые явно по душе многим покупателям:

• есть возможность для предприятия греть помещение локально;
• довольно небольшие тепловые затраты;
• прибор окупится буквально за 2 – 3 года;
• не нужно тратиться на персонал, который будет обслуживать;
• можно включать в любое удобное время года;
• крайне быстрый прогрев большой холодной зоны.

Единственный нюанс, данный тип обогревателей не особо подходит для домашнего использования. Поэтому он и называется промышленный. Для того чтобы его использовать необходимы потолки, не ниже 3 – 4 метра. Если высота ниже 3 метров, то использование излучателя опасно.

Последовательность действий при устройстве воздушного отопления

Для устройства системы воздушного отопления цеха и прочих производственных помещений необходимо придерживаться следующей последовательности действий:

1. Разработка проектного решения.
2. Монтаж системы отопления.
3. Проведение пусконаладочных работ и испытаний по воздуху и срабатыванию систем автоматики.
4. Приемка в эксплуатацию.
5. Эксплуатация.

Ниже рассмотрим более подробно каждый из этапов.

Проектирование системы воздушного отопления

Правильное расположение источников тепла по периметру позволит в одинаковом объёме отапливать помещения. Нажмите для увеличения.

Воздушное отопление цеха или склада необходимо монтировать в строгом соответствии с предварительно разработанным проектным решением.

Не следует заниматься выполнением всех необходимых расчетов и подбором оборудования самостоятельно, так как ошибки при проектировании и монтаже могут привести к нарушению работоспособности и появлению различных дефектов: повышенный уровень шума, дисбаланс подачи воздуха по помещениям, дисбаланс температуры.

Разработку проектного решения следует доверить специализированной организации, которая на основании представленных заказчиком технических условий (или технического задания) займется решением следующих технических задач и вопросов:

1. Определение тепловых потерь в каждом помещении.
2. Определение и подбор воздухонагревателя требуемой мощности с учетом величины тепловых потерь.
3. Расчет количества нагретого воздуха с учетом мощности воздухонагревателя.
4. Аэродинамический расчет системы, производимый для определения потерь напора и диаметра воздушных каналов.

После завершения проектных работ следует приступать к покупке оборудования, учитывая его функциональные возможности, качество, диапазон рабочих параметров и стоимость.

Монтаж системы воздушного отопления

Работы по монтажу системы воздушного отопления цеха можно выполнить самостоятельно (силами специалистов и работников предприятия) либо прибегнуть к услугам специализированной организации.

При самостоятельном монтаже системы необходимо учесть некоторые специфические особенности.

Перед началом монтажа не лишним будет удостовериться в комплектности необходимого оборудования и материалов.

Схема расположения системы воздушного отопления. Нажмите для увеличения.

На специализированных предприятиях, производящих вентиляционное оборудование, можно заказать воздуховоды, врезки, дроссельные заслонки и прочие стандартные изделия, применяемые при монтаже системы воздушного отопления производственных помещений.

Дополнительно понадобятся следующие материалы: саморезы, алюминиевый скотч, монтажная лента, гибкие утепленные воздуховоды с функцией шумоглушения.

При монтаже воздушного отопления необходимо предусмотреть утепление (тепловая изоляция) подающих воздуховодов.

Данная мера предназначена для исключения вероятности образования конденсата. При монтаже магистральных воздуховодов применяется оцинкованная сталь, поверх которой наклеивают фольгированный самоклеющийся утеплитель, толщиной от 3 мм до 5 мм.

Выбор жестких либо гибких воздуховодов или их комбинации зависит от типа определенного проектным решением воздухонагревателя.
Соединение воздуховодов между собой осуществляется при помощи армированного алюминиевого скотча, металлических либо пластиковых хомутов.

Общий принцип монтажа воздушного отопления сводится к выполнению следующей последовательности действий:

Проведение общестроительных подготовительных работ.
1. Монтаж магистрального воздуховода.
2. Монтаж отводящих воздуховодов (распределительных).
3. Установка воздухонагревателя.
4. Устройство тепловой изоляции подающих воздуховодов.
5. Монтаж дополнительного оборудования (при необходимости) и отдельных элементов: рекуператоры, решетки и т.д.

Проведение пусконаладочных испытаний, приемка воздушного отопления в эксплуатацию

Воздушное отопление промышленного склада либо производственного цеха в обязательном порядке включает в себя системы автоматического регулирования и защиты.

Проведение пусконаладочных испытаний автоматики является составной частью комплексного опробования вновь смонтированного оборудования и приемки его в эксплуатацию (в случае, когда к монтажу привлекалась сторонняя специализированная организация).

Работу по проведению пусконаладочных испытаний по воздуху и срабатыванию автоматики лучше всего доверить специализированной организации (если в штате вашей компании отсутствуют специалисты данного профиля).

От качества проведения пусконаладочных испытаний будет зависеть надежность и эффективность работы всей системы воздушного отопления производственных помещений.

Эксплуатация системы воздушного отопления

Воздушное отопление складского помещения либо производственного цеха представляет собой современную систему теплоснабжения, эффективность и работоспособность которой зависит от проведения комплекса мероприятий по ее своевременному обслуживанию при подготовке к отопительному периоду.

При эксплуатации необходимо придерживаться рекомендаций заводов-изготовителей смонтированного оборудования и требований нормативно-правовых актов.

Воздушные нагревательные системы

Подобное отопление можно сделать как местным, так и централизованным; а отличают его следующие особенности:

• воздушные массы постоянно находятся в движении;
• воздух регулярно меняется и очищается;
• более равномерно распределяется по помещениям и температура;
• безвредно для человека.

Нагретый воздух попадает в цех через воздуховоды, где и перемащивается с уже имеющимся. Причем большая часть его проходит потом через специальные фильтры, вновь нагревается и используется. Таким образом, энергопотери сводятся к минимуму. Кроме того, такая система обеспечивает подачу воздуха снаружи, который уже соответствует санитарным нормам. Однако если в процессе самого производства в атмосферу выделяются какие-то вредные вещества, то подобная система рециркуляции вряд ли окажется эффективной и безопасной. В этом случае придется полностью удалять весь выходящий наружу воздух.

Отметим, что при использовании местного отопления воздухом, источник тепла располагают в центре здания. В качестве последнего обычно берутся ВОА, тепловые пушки и тому подобное. Однако так можно обработать только воздух внутри, а свежие воздушные массы при этом поступать не будут.

Воздушный солнечный коллектор

Местная схема отопления

Когда площадь действия системы отопления распространяется всего на одно помещение, в котором находится сам тепловой центр, схема называется местной схемой воздушного отопления производственных помещений. Расчет и выбор схемы производятся в зависимости от специфики производственного объекта, учета ряда эксплуатационных требований.

Центральная схема отопления

Другое название этой схемы — канальная. Смысл ее заключается в том, что воздух нагревается до нужной температуры в тепловом центре, а затем подается в помещения через воздуховоды. Тепловую установку можно разместить как внутри здания, так и снаружи.

Системы отопления, построенные по центральному типу, в свою очередь бывают рециркуляционными, прямоточными, частично-рециркуляционными.

Рециркуляционная система. Требует сравнительно небольших начальных расходов, эксплуатационные расходы тоже невелики.

Применяется в помещениях, где разрешается циркуляция воздуха.

Система с частичной рециркуляцией. Является более гибкой системой, реализуется за счет механических побуждений движения воздуха. Она способна работать в разных режимах: с частичной заменой воздуха или полной. Может работать в сочетании с вентиляционными установками.

Прямоточная система. Применение такой системы актуально для помещений, в которых выделяются взрывоопасные вещества, токсичные или пожароопасные — в тех случаях, когда попадание этих веществ в другие помещения недопустимо.

Калорифер КСК 3-1

Смотреть корзину В корзину / Детали

Калорифер КСК 3-2

Смотреть корзину В корзину / Детали

Калорифер КСК 4-1

Смотреть корзину Детали

Калорифер КСК 3-3

В основном, весь монтаж системы состоит в установке воздуховодов, служащих для транспортировки потока от точки забора до калорифера и далее, по распределяющим линиям в помещения. После этого, в зависимости от используемой схемы, отработанный воздух либо выпускается в атмосферу, либо направляется на повторную циркуляцию с частичной заменой.

• 
  Смотреть корзину В корзину / Детали

Схема обогрева производственных помещений

Несмотря на сказанное выше, использовать лучистое отопление для нашей схемы мы не будем. Дело в том, что большая часть производственных застроек еще советского образца, с большими теплопотерями. Для них необходим самый недорогостоящий вариант отопления, желательно с использование альтернативного топлива.

Итак, средний объем таких зданий составляет 5760 кубических метра, а для того чтобы восполнить потери, требуется мощность в 108 киловатт за час. Это весьма приблизительные цифры, которые зависят от ряда факторов. Отметим лишь, что у нас должен быть еще 30%-й запас мощности. Наше топливо – древесина и пеллеты.

Дабы получить необходимую нам мощность, требуется порядка 40 килограмм топлива в час, а если на производстве восьмичасовой рабочий день (плюс час перерыва), то в сутки потребуется 360 килограмм топлива. В среднем отопительный сезон составляет 150 дней, значит, в общей сложности нам понадобится 54 тонны дров. Но это значение максимально.

Теперь рассчитаем стоимость. (см. таблицу)

Наименование	Стоимость, за тонну	Стоимость, за сезон
Дрова	1000 руб.	25000 руб.
Пеллеты	3200 руб.	80000 руб.

Расчеты отталкивались от того, что на сезон нам потребуется 25 тонн топлива. Если же отапливать газом, то его нам понадобится на 260000 руб., а электроэнергии – на все 360000 руб.

Есть ли вред от обогревателей для промышленности?

Ни один из рассмотренных типов ИК излучателей не наносит вред промышленному помещению и предметам, находящимся в нем. Собственно для этого они и разработаны. А вот для человека есть вред только от излучателей с короткими волнами. Но если соблюдать все нормативы и технику безопасности, то проблем никаких не будет.

Заключение

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. (Тнар = –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 (Тнар = –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 м3/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.