Расчет воздушного отопления промышленного цеха

Расчет воздушного отопления промышленного цеха

Если вы столкнулись с задачей отопления производственных цехов, то первый вопрос, который возникает — С чего начать? Прежде чем определиться с системой отопления цеха необходимо произвести теплотехнический расчет помещения, которое предполагается отапливать. Ограждающие конструкции помещений цехов в настоящее время настолько разнообразны, что зная только геометрические размеры объекта, предположить приблизительно теплопотери со сколь значимой точностью не представляется возможным. Также на некоторых производствах применяется принудительная вентиляция цеховых помещений, поэтому необходимо учесть потери тепла на нагрев приточного воздуха. Чтобы не ошибиться с мощностью отопительного оборудования, расчет отопления цеха – первоочередная задача. Зная теплопотери помещения можно смело переходить к выбору системы отопления.

Выбор отопления по характеристикам помещения

Перед тем как сделать отопление цеха своими руками нужно выяснить несколько важных характеристик. Прежде всего — оптимальный температурный режим в помещении. От этого напрямую зависит выбор системы отопления.

При составлении схемы отопления столярного цеха или других производственных площадей нужно учитывать такие параметры:

  • Площадь и высота потолков. Если расстояние от пола до кровли более 3 метров, то конвекционные (водяные, воздушные) системы будут неэффективны. Это объясняется большим объемом помещения;
  • Теплоизоляция стен и крыши. Тепловые потери здания – это первое, что нужно учитывать при выборе. Система отопления для цеха должна быть не только эффективной, но и экономной. В таком случае лучше всего применять зональные источники тепла. Они будут поддерживать комфортный уровень температуры в определенной области помещения;
  • Технологические требования оптимальной температуры в цеху. Например, отопление цеха деревообработки должно поддерживать нагрев воздуха на постоянном уровне. В противном случае это скажется на качестве продукции. Если же исходным сырьем является металл, то комфортная температура нужна только для работников.

Для проведения этого анализа потребуется изучить достоинства и недостатки каждого вида отопления. Рассмотрим наиболее эффективное отопление производственного цеха, отличающееся в зависимости от схемы и используемых компонентов.

Воздушное отопление цеха

Для больших помещений с высокими требованиями к температуре рекомендуется использовать воздушное отопление цеха. Эта система представляет собой разветвленную сеть воздушных каналов, при которым перемещаются потоки горячего воздуха. Его нагрев происходит с помощью специальной климатической установки или газового котла.

Такие системы и схемы отопления цехов своими руками применимы для сварочного, столярного, производственного помещений. Основными конструктивными элементами этой системы являются:

  • Устройство забора наружного воздуха. Оно включает в себя вентиляторы и очистные фильтры;
  • Далее воздушные массы по каналам попадают в зону нагрева. Это может быть электрические приборы (спиральный элемент) или газовая установка с воздушным теплообменником;
  • Воздушные массы с высокой температурой движутся по каналам, которые распределяют тепло по отдельным производственным помещениям. Для регулирования уровня температуры нагрева в каждом выходном патрубке устанавливается дроссельная заслонка.

Подобная система воздушного отопления цеха имеет ряд существенных преимуществ перед стандартным. Главным из них является оптимальный нагрев помещения. Правильно расположенные воздушные каналы могут иметь направляющие элементы, которые фокусируют потоки воздуха в нужную зону цеха.

Также при дополнительной установке кондиционера эту же систему можно использовать в качестве охлаждающей. Однако такая схема отопления цеха довольно сложна в плане проектирования. Перед самостоятельной установкой нужно рассчитать мощность вентиляторов, форму и сечение воздушных каналов. Поэтому для монтажа воздушного отопления производственного цеха рекомендуется пользоваться услугами специализированных компаний.

Водяное отопление цеха

Использование традиционного водяного отопления актуально для небольших производств, площадь цехов которых не превышает 250 м². Оно нужно для постоянного поддержания температуры воздуха на оптимальном уровне по всему объему помещения. Зачастую отопление цехов деревообработки делают водяным.

Это связано с древесными отходами производства. Для их утилизации устанавливают твердотопливный котел длительного горения. Такая схема работы позволяет не только быстро, но и эффективно избавиться от древесных отходов. В дальнейшем они используются как топливо.

Однако эта схема организации отопления имеет ряд нюансов:

  • Для того чтобы эффективность отопления производственного цеха была максимальной — нужно значительно увеличить площадь нагревательных приборов. Для этого используют трубы большого диаметра, которые свариваются между собой в регистры;
  • Инертность. Нужно достаточно большое время для нагрева воздуха в цеху от теплоносителя;
  • Невозможность быстрого изменения температуры воды в трубах.
Читайте также:  Монтаж щита управления расценка

Однако наряду с этим при монтаже водяного отопления цеха сварки можно применять систему теплого пола. Такая схема поможет уменьшить требуемую площадь отопительных приборов. Одновременно с этим уменьшится инертность системы – воздух в цеху будет нагреваться быстрее.
Во время проектирования отопления можно предусмотреть организацию горячего водоснабжения, что является важным для многих производственных процессов. Для этого нужно для отопления цеха своими руками приобрести (или сделать) теплообменный бак.

В нем энергия теплоносителя будет передаваться через змеевик воде. Это даст возможность использовать горячую воду не только в бытовых нуждах, но и для производственных процессов.

Помимо твердотопливных котлов можно устанавливать другие виды отопительного оборудования:

  • Газовые котлы. Эффективны в экономическом плане, если нет дешевого твердого топлива;
  • Электрические нагреватели. Их предпочтительно не использовать, так как затраты на электроэнергию будут высоки;
  • Котлы, работающие на жидком топливе – дизель или отработанное машинное масло. Устанавливают в том случае, если нет газовых магистралей. Экономичны, но неудобны тем, что необходимы специальные емкости для хранения топлива.

Для применения водяных схем отопления цеха нужно правильно рассчитать мощность отопительной установки.

Стандартное соотношение 1 кВт выделяемой тепловой энергии на 10 м² площади актуально только для цеха, у которого высота потолков не превышает 3-х метров. Если же они выше, то каждый дополнительный метр это +10% к мощности котла.

Инфракрасное отопление цеха

Принцип работы инфракрасных обогревателей заключается в нагреве поверхностей за счет воздействия ИК излечения. Если система отопления сварочного цеха рассчитана на точечный обогрев определенных зон, то лучше всего использовать эти приборы. Эффективное отопление инфракрасными обогревателями для цехов следует начать с выбора нагревательных элементов. В настоящее время применяется два метода генерирования ИК излучения.

Карбоновые обогреватели

Его конструкция состоит из колбы, внутри которой расположена карбоновая спираль, и отражающего элемента. При прохождении тока по нагревательному элементу происходит его накаливание за счет высокого электрического сопротивления. В результате этого выделяются ИК излучение.

Для фокусировки тепловой энергии предусмотрен отражатель, изготавливаемый из нержавеющего железа или алюминия.

ИК электрические обогреватели могут применяться как дополнительное отопление столярного цеха. Их монтируют над теми рабочими зонами, где необходим стабильный температурный режим. К преимуществам электрических инфракрасных обогревателей можно отнести:

  • Простой монтаж;
  • Возможность регулирования температуры нагрева за счет изменения подаваемой мощности тока;
  • Небольшие габаритные размеры.

Однако из-за большого энергопотребления отопление электрическими инфракрасными обогревателями для цехов встречается редко. Вместо них монтируют газовые модели.

Газовые ИК обогреватели

Для эффективного отопления инфракрасными обогревателями цехов зачастую используют потолочные модели обогревателей. Важно правильно рассчитать высоту крепления и требуемую мощность. От этих параметров будет зависеть площадь обогрева и температурный режим в этой части цеха.

Они используются в качестве системы отопления сварочного цеха, где комфортная температура нужна только для обеспечения нормальных условий рабочему персоналу. Однако при планировании такого вида обогрева нужно учитывать ряд нюансов:

  • Инфракрасную систему отопления для цеха нельзя применять, если нужен нагрев воздуха во всем помещении. Обогреватели рассчитаны на локальное воздействие;
  • Для минимизации расходов нужно использовать только природный магистральный газ. Сжиженный баллонный помимо дополнительной закупки обменных емкостей неудобен периодической процедурой подключения.

Но несмотря на эти недостатки, применение инфракрасного отопления для цехов деревообработки и других направлений промышленности остается оптимальным вариантом. Однако для монтажа газового отопления цеха только своими руками нужно провести ряд согласовательных мероприятий со службой газа, чтобы получить все разрешительные документы.

Как же правильно выбрать систему отопления для того или иного цеха? Нужно учитывать ее эксплуатационные параметры, расходы на приобретение оборудования и цену энергоносителя. Помните, что от эффективности отопления любого производственного цеха будет зависеть себестоимость продукции.

Если же нужен экономный вариант организации отопления столярного цеха – на видео можно увидеть нестандартные способы нагрева воздуха с использованием опилок и деревянной стружки.

Отопление цеха воздухонагревателями на отработанных маслах.

На текущий момент производителями поставляются мобильные и монтируемые стационарно воздухонагреватели на отработанных маслах, ориентированные, как на непосредственную направленную подачу нагретого воздуха через регулируемый дефлектор, так и подключаемые к системе воздуховодов с дефлекторами над рабочими зонами помещения.

Читайте также:  Установка теплообменника и бака

Мобильные воздухонагреватели на отработке, как правило, оборудуются собственным встроенным резервным топливным баком, заправка которого выполняется вручную.

Стационарные воздухонагреватели на отработанном масле комплектуются автономными топливными баками и топливными насосами, связываемыми с воздухонагревателем отдельным трубопроводом.

Отзывы о компании ООО "ИНТЕХ":

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

© 2003-2019 ИНТЕХ — Вентиляция и кондиционирование. Контакты

Для расчета отопления производственного помещения нам нужно вычислить величину тепловой мощности, воспользовавшись следующей формулой:

Qт =V x ∆T x K/860. Символы в данной формуле означают следующее:

Qт – испытываемая помещением в трудовое и нерабочее время тепловая нагрузка, измеряется в кВт/час;

V – объем помещения, которое требуется обогреть, измеряется в метрах кубических, рассчитывается как произведение длины, ширины и высоты объекта;

∆T – разница между величиной температуры воздуха, имеющейся вне помещения, и величиной той температуры, которую нужно создать внутри помещения, измеряется в градусах по Цельсию;

K – специальный коэффициент размера тепловой потери для конкретного здания, в котором находится помещение;

860 – деление на это число позволяет перевести полученную тепловую нагрузку в кВт/час, более удобные для тех расчетов, которые будут производиться впоследствии.

Осуществим в качестве примерного образца расчет отопления производственного помещения

В качестве примера осуществим расчет отопления производственного помещения, которое находится на территории Челябинской области.

Внутренняя температура в рассчитываемом помещении должна составлять +16 градусов по Цельсию, наружная равняется -34 градусам по Цельсию.

Для строительства несущих стен здания использовался 150-миллиметровый «сэндвич», в роли утеплителя выступает минеральная вата.

Обогревать помещение планируется по технологии воздушного отопления, которое будет совмещено с установленной в цеху приточной вентиляцией. Это подводит нас к необходимости определить требуемое число воздухонагревателей.

Исходные данные для вычислений следующие.

Размеры цеха следующие (м): 48 x 84 x 16.

На окна установлен двухкамерный стеклопакет, общая площадь остекления составляет 495 квадратных метров.

Стены изготовлены из 150-миллиметровых сэндвич-панелей, кровля – из 200-миллиметрового «сэндвича».

На кровле установлены зенитные фонари 10-миллиметровой толщиной, изготовленные из сотового поликарбоната.

Подавала нет, пол изготовлен из бетона. Сотрудники предприятия работают в этом помещении круглый год с 08:00 до 18:00.

Воздухообмен цеха составляет 1 крат за 1 час.

Ворота отворяются дважды в день.

Данные для расчета следующие:

Отопительный период на предприятии продолжается 218 дней. Расчетная температура снаружи производственного помещения равняется -34 градусам по Цельсию, средняя — -6.5 градусам.

За весь отопительный период на предприятии пройдет 160 рабочих суток.

В рабочее время внутри помещения цеха должна быть установлена температура +17 градусов по Цельсию, в нерабочее — +5 градусов.

Применяем формулу, о которой говорилось выше: Qт =V x ∆T x K/860.

Получаем, что максимально-часовой тепловой расход во время работы цеха равняется 885.8 кВт, а в нерабочие часы – 291.5 кВт.

При этом среднечасовые тепловые потери в трудовое время оцениваются в 476.5 кВт, а во время простоя – 112.3 кВт.

Таким образом, за год в цеху расходуется порядка 1381510 кВт*ч тепла.

Теплопотери для одного квадратного метра пола помещения равняются 76.1 Вт, для всего объекта — около 340548 Вт.

Принимаем окончательное решение. Поскольку расчетная мощность требуемых к установке воздухонагревателей должна равняться 885.8 кВт, эффективнее всего будет применить воздухонагреватели наружного исполнения модели «ЯМАЛ»: 3*300 = 900 кВт.

Также читайте о том, как правильно установить температуру и влажность складских помещений.

Если вам необходима консультация по управлению объектами, то обращайтесь в раздел консультационных услуг или звоните в нашу компанию по телефону: +7 (351) 750-49-71.

Многие думают, что отопление производственных помещений ничем не отличается от обогрева жилых зданий. На самом деле, здесь необходимо позаботиться о многих аспектах, к примеру, о соблюдении соответствующего температурного режима, уровня запыленности воздуха, а также о его влажности.

Кроме того, следует учитывать особенности технологического процесса производства, высоту и размер помещения, а также расположение в нем оборудования. Приступать к выбору, проектированию и установке системы теплоснабжения производства следует после проведения расчета необходимой мощности.

Читайте также:  Отопление в доме с окнами в пол

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.

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 отопления производственных 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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector