Системы отопления промышленных предприятий

Компания «Комплексные инженерные системы» работает на рынке уже много лет, за это время мы набрались драгоценного опыта и знаем, как удовлетворить любой запрос, связанный с отоплением помещения любого назначения. Мы осуществляем проектирование и монтаж систем отопления «под ключ» различного уровня сложности на любых объектах.

Отопление промышленных предприятий
Качество продукции, выпускаемой предприятием, во многом зависит от надлежащего уровня производства. Реализация технологических процессов требует определённых параметров внутреннего воздуха. В задачу отопления входит поддержание требуемой температуры внутреннего воздуха в холодный период года.
Проектные решения при создании инженерных систем промышленных зданий очень сильно зависят от специфики этого производства, поэтому важную роль в этом процессе играет технологическая часть проекта. Помощь профессионалов компании Комплексные инженерные системы» в этом вопросе будет весьма кстати. Специалисты выполнят все необходимые расчёты, обоснуют принятые решения, подберут оборудование и произведут грамотный и качественный монтаж в короткие сроки.
Виды систем отопления, применяемые на производственных предприятиях:

• Водяное отопление
• Паровое отопление
• Воздушное отопление

Выбор вида системы отопления зависит от наличия того или иного источника тепла на данном предприятии, технологии производства, технико-экономического обоснования и т.д

Водяное отопление на промышленном предприятии.
В данном случае сточником тепла для системы отопления могут служить сети центрального теплоснабжения или местная котельная. Главным элементом котельной является котёл необходимой мощности. Современные котлы, в зависимости от конструкции, могут работать на газе, твёрдом или жидком топливе, также они могут быть электрическими.
От наружных тепловых сетей вода подаётся с более высокими показателями температуры и давления, чем в самой системе отопления. Для доведения параметров воды до нужных значений оборудовается тепловой пункт.
По системе трубопроводов отопления вода поступает в отопительные приборы. Обычно в производственных помещениях в качестве отопительных приборов используются радиаторы, могут применятся регистры из гладких труб. Для разводки системы водяного отопления могут быть использованы трубы различного вида: стальные, металлопластиковые, полипропиленовые.
В нерабочее время система отопления производственных помещений для сокращения энергетических затрат работает в дежурном режиме, поддерживая температуру внутреннего воздуха на уровне +10oС (если это не противоречит технологии производства).

Паровое отопление на промышленном прдприятии.

Иногда на промышленных предприятиях в качестве теплоносителя применяется водяной пар. Такая система имеет свои плюсы и минусы. К плюсам можно отнести:

возможность быстрого нагревания помещений при подаче пара в отопительные приборы и столь же быстрое их охлаждение при выключении подачи пара;

сокращение капитальных затрат и расхода материала, вследствие уменьшения размеров отопительных приборов и трубопроводов;

возможность отопления зданий любой этажности, так как столб пара не создаёт значительно повышенного гидростатического давления в нижней части системы.

Такая система отопления наиболее предподчительна для дежурного обогрева помещений чем водяная.

Минусы парового отопления следующие:

• невозможность регулирования теплоотдачи отопительных приборов, т.к.отрегулировать расход пара достаточно сложно;
• увеличение бесполезных потерь паропроводами, когда они проложены в неотапливаемых помещениях;
• шум при работе системы;
• короткий срок службы паропроводов по сравнению с трубопроводами водяного отопления, т.к. при перерывах в подаче пара паропроводы заполняются воздухом, что ускоряет процесс коррозии их внутренней поверхности.

Воздушное отопление на промышленном предприятии.

Воздушное отопление промышленных помещений может быть центральным и местным.
При применении центральной системы воздушного отопления могут быть обеспечены подвижность воздуха, благоприятная для нормального самочувствия людей, равномерность температуры помещения, а также смена и очистка воздуха.
Воздух нагревается в воздухонагревателях вентиляционных установок до температуры выше внутренней температуры помещений, и по воздуховодам попадает в помещения. Там нагретый воздух смешивается с окружающим воздухом и охлаждается до его температуры. Надо отметить, что из-за сравнительно малой теплоёмкости воздуха его необходимое количество для отопления достаточно велико, что ведёт к необходимости применения воздуховодов большого сечения.
Для сокращения энергозатрат основная часть забираемого из помещения воздуха очищается в фильтрах, вновь нагревается и подаётся снова в помещения (рециркуляция). При этом наружный воздух подаётся в количестве не менее установленных санитарных норм. Если в процессе производства выделяются вредные или пахучие вещества, то применение рециркуляции весьма проблематично. В этом случае для экономии энергетических ресурсов можно использовать системы утилизации теплоты вытяжного воздуха (например, теплообменник с промежуточным теплоносителем или рекуператор).
При местном воздушном отоплении воздухонагреватель находится в самом помещении (воздушно-отопительные агрегаты, тепловые пушки). Местные системы работают на полной рециркуляции, т.е. обрабатывают внутренний воздух и не обеспечивают приток наружного воздуха.

Лучистое отопление на промышленном предприятии.
Инновацией, затронувшей теплогенерацию и теплоснабжение, является использование технологии лучистого отопления. Источником тепла в этом варианте являются электрические или газовые инфракрасные обогреватели, обогрев рабочей зоны осуществляется направленным потоком лучистой энергии инфракрасного спектра. Это наиболее экономичный и эффективный вариант отопления с большими возможностями – от обогрева бытовых и административных зданий до отопления животноводческих комплексов, складских помещений, строительных объектов. Эксперты уверены, за этим вариантом большое будущее!
Для сокращения тепловых потерь в производственных помещениях над воротами, дверьми и технологическими проёмами устанавливаются воздушно-тепловые завесы. Завесы могут быть водяными или электрическими; в последнее время на рынке появились также широкоструйные завесы, не требующие нагрева воздуха.

Системы отопления бывают открытые и закрытые.

Циркуляция жидкости в открытых системах отопления обеспечивается за счет установки бака в верхней точке здания. Чтобы скомпенсировать расширение теплоносителя, расширительный бак делается открытым.

Закрытые системы отопления работают за счет закрытого мембранного бака. Применение такого бака дает ряд выгодных преимуществ перед системой открытого типа. В такой системе жидкость или теплоноситель не взаимодействует с кислородом, и следовательно, окислительные процессы внутри котла протекают более медленно. Бак с теплоносителем можно поставить рядом с отопительным котлом и создать большее внутреннее давление в системе, что будет практически исключать образование воздушных пробок.

Как может циркулировать жидкость.

Циркулировать жидкость в системе отопления может естественным путем или в результате нагнетания давления насосом.

При естественной циркуляции движение теплоносителя происходит в результате вытеснения холодной водой горячей, так как плотность холодной воды выше и она более тяжелая. Так горячая вода вытесняется и поступает в отопительные радиаторы. Остывшая вода уходит по обратным трубам в котел, выдавливая нагретую, тем самым происходит непрерывная циркуляция воды. Недостаток такой системы отопления – непрерывный расход топлива и большой диаметр труб.

В системе отопления с принудительной циркуляцией, движение осуществляется при помощи циркулярного насоса. Это дает ряд существенных преимуществ:

• малый диаметр несущих труб;
• возможность регулировки и поддержания нужной температуры в помещении;
• небольшая разница между остывшей и нагретой водой, что экономит расход топлива и увеличивает срок службы котла.

Трубы разводят к радиаторам различными способами.
Двухтрубная система отопления представляет из себя две трубы, подходящие к радиатору. Одна из труб несет жидкость в радиатор, а другая – служит отводом остывшей жидкости. Такой способ распределения теплоносителя позволяет достичь одинаковой температуры во всех радиаторах.

Однотрубная система разводки осуществляет последовательную передачу жидкости от одного отопительного прибора к другому. В такой системе отопления последний радиатор конечно будет холоднее первого. Однако преимуществом такой системы является ее низкая стоимость.
Если сравнивать две системы отопления в эксплуатации, то двухтрубная выигрывает и поэтому используется чаще.

Какие бывают трубы.

На сегодняшний день используют трубы трех типов. Классификация их основана на материале, из которого они изготовлены.

• медные;
• стальные;
• полимерные (металлопластиковые, полипропиленовые и др.).

Недостаток стальных труб в первую очередь является их подверженность коррозии, дорогая и трудоемкая установка. Если вы решили установить систему отопления из оцинкованных труб, то использовать хладагент, как теплоноситель будет невозможно. Использование медных труб для отопления затрудняет их высокая цена. Между тем они имеют ряд преимуществ, они красивы, не подвержены коррозии и удобны в установке. Не вдаваясь в подробное описание всех типов полимерных труб, можно назвать их общие достоинства – удобство в установке, низкий вес, не подвержены коррозии и имеют низкий коэффициент сопротивления.

Какой теплоноситель подобрать.

Выбор теплоносителя поможет вам сэкономить не только в последующей эксплуатации системы отопления, но и в первоначальных расходах. Жидкость, которая будет разносить тепло в отопительной системе, определяет мощность отопительных радиаторов, котлов, характеристики насоса, материалы для прокладывания системы отопления.
Выбирая вид теплоносителя, постарайтесь проанализировать – будет ли в зимнее время работать ваша система отопления. Вода будет лучшим теплоносителем для систем, в которых исключена опасность замерзания жидкости и в случае остановки работы котла в зимнее время. Обладая определенными физическими показателями, вода является прекрасным и часто используемым теплоносителем. Есть и минусы такого теплоносителя – коррозионная активность, образование солей и коррозионных соединений на металлическом оборудовании.
Далее рассмотрим вариант, когда размораживание возможно (перебои в подаче электроэнергии, падение давления газа или другие причины). В этом случае в качестве теплоносителя применяют антифриз, специально разработанный для систем отопления.

Компания «Комплексные инженерные системы» предлагает различные решения и технологии отопления, поэтому мы сможем подобрать вариант, который идеально подойдет для вашего дома, ваших условий и бюджета. Мы позаботимся о том, чтобы ваш дом был действительно теплым.

Хотелось бы отметить, что мы являемся дилерами нескольких известных мировых производителей, поэтому нам не приходится завышать цены для своих клиентов. В число наших основных поставщиков входят такие компании, как: Elite, Kermi, Arbonia, Zehnder, Kampmann, Grundfos, Reflex, FAR, Baxi, Beretta и т.д.

Специалисты ООО «Комплексные инженерные системы» регулярно проходят обучение и оснащены современным оборудованием. После выполнения всего комплекса работ по монтажу и пуско-наладке систем отопления мы несем все гарантийные обязательства.

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.