Przegląd przemysłowych systemów grzewczych: kotły, grzejniki, pompy, nagrzewnice IR

Kwestia organizacji ogrzewania obiektów przemysłowych jest rozstrzygana na etapie ich projektowania. Uwzględnia to wszystkie możliwe czynniki wpływu - zarówno zewnętrzne, jak i wewnętrzne. Decydują o wyborze optymalnego schematu, biorąc pod uwagę minimalizację kosztów i pozytywny wpływ na proces produkcyjny. Z jakich elementów składają się przemysłowe systemy grzewcze: kotły, grzejniki, pompy czy inne dodatkowe wyposażenie?

Wymagania dotyczące organizacji ogrzewania przemysłowego

Tworząc system utrzymania wymaganego reżimu temperaturowego w zakładach produkcyjnych, obowiązujące normy są obowiązkowo przestrzegane. Większość z nich jest opisana w SP 2.2.1.1312-03... Zgodnie z tym dokumentem dobierane są przemysłowe baterie grzewcze, kotły i inne elementy systemu.

Pierwszym krokiem jest określenie rodzaju systemu grzewczego. Obecnie istnieją 2 typy - strefowy i ogólny. Pierwszy przeznaczony jest do punktowego utrzymania reżimu temperatury. Najczęściej są to przemysłowe systemy grzewcze na podczerwień. Charakteryzują się ekonomiczną eksploatacją oraz możliwością szybkiej regulacji stopnia grzania.

Jeśli konieczne jest utrzymanie poziomu temperatury w całej objętości pomieszczenia, najlepszą opcją byłoby zainstalowanie obwodu rurowego. Może to być przemysłowe ogrzewanie gazowe, elektryczne lub na paliwo stałe. Ponadto przy wyborze konkretnego programu brane są pod uwagę następujące czynniki:

• Cechy procesu produkcyjnego... W szczególności optymalny poziom temperatury i możliwość jej szybkiej regulacji;
• Straty ciepła budynku... Nie zawsze jest możliwe wykonanie skutecznej izolacji. W takim przypadku najlepiej jest zainstalować strefowe przemysłowe ogrzewanie powietrzne;
• Koszt energii... W większym stopniu dotyczy to planowanych kosztów produkcji, co docelowo wpłynie na koszty produkcji;
• Koszt sprzętu, komponentów i koszty robocizny przy ich instalacji... Zgodnie z tym parametrem najskuteczniejsze jest ogrzewanie pomieszczeń przemysłowych na podczerwień i powietrze.

Aby określić najlepszą opcję, musisz wykonać wiele obliczeń. Ale są już dobrze znane „plusy” i „minusy” charakterystyczne dla niektórych systemów.

SP 2.2.1.1312-03 nie zawiera zaleceń dotyczących wyboru konkretnego systemu grzewczego. Ten dokument regulacyjny opisuje obowiązkowe wymagania dotyczące reżimu temperaturowego ogrzewania i wentylacji.

Przemysłowe elementy ogrzewania ciepłej wody

Ten system będzie najlepszą opcją, jeśli potrzebujesz utrzymać komfortowy poziom temperatury na całej lub dużej powierzchni pomieszczenia produkcyjnego. Jest podobny do autonomicznego schematu ogrzewania, z wyjątkiem niektórych niuansów. Głównym z nich jest długa długość linii transportowej dla kotłów grzewczych i przemysłowych gazowych kotłów grzewczych lub ich analogów pracujących na innym rodzaju paliwa.

Istnieją dwa rodzaje ogrzewania wody w budynku przemysłowym - autonomiczny i podłączony do sieci grzewczej.W przypadku tych ostatnich koniecznie jest zorganizowana jednostka windy, która zmniejsza odczyty temperatury chłodziwa i jego ciśnienia do normy.

W przypadku systemu autonomicznego stosuje się przemysłowe kotły grzewcze. Różnią się nie tylko mocą, ale także rodzajem użytego nośnika energii. Szczególną uwagę zwraca się również na konstrukcję grzejników. Specyfika polega na tym, że dla pomieszczeń przemysłowych o małej (do 200 m²) i średniej (do 500 m²) powierzchni o wysokości stropu do 3 m konieczne jest zapewnienie maksymalnej wymiany ciepła. W tym celu przemysłowe konwektory do podgrzewania ciepłej wody muszą mieć dużą powierzchnię.

Co może zastąpić drogie przemysłowe grzejniki grzewcze? Najlepszą opcją jest rejestracja produkcji. Są to rury o średnicy 50 mm lub więcej, połączone zworkami do obiegu wody.

Cechy operacyjne tych elementów są następujące:

• Wzrost stężenia chłodziwa w pewnym odcinku układu, co prowadzi do zwiększenia wymiany ciepła;
• Możliwość samodzielnej produkcji;
• Wzrost obciążenia hydrodynamicznego kompensowany instalacją urządzeń pompujących o większej mocy.

Decydującą różnicą pomiędzy rejestratorami a konwektorami przemysłowymi do ogrzewania ciepłej wody jest brak płyt wymiennika ciepła. Mają za zadanie lepiej przenosić energię cieplną z powierzchni rury grzejnika do pomieszczenia. Wykonanie ich samodzielnie, bez użycia specjalnego sprzętu, jest bardzo problematyczne. Dlatego przemysłowe elektryczne kotły grzewcze są wyposażone w podobne elementy.

Fabryczne grzejniki do budynków przemysłowych z płytami wymiennika ciepła mają wyższe rozpraszanie ciepła. Ale jednocześnie ich koszt jest znacznie wyższy niż w przypadku rejestrów grzewczych.

Kotły przemysłowe gazowe

Jedną z różnic między modelami przemysłowymi kotłów gazowych jest rodzaj palnika. Strukturalnie jest to matryca składająca się z kilku źródeł energii cieplnej.

W ten sposób grzejniki do pomieszczeń przemysłowych otrzymują gorący nośnik ciepła o najwyższej możliwej temperaturze. Pod tym względem komora spalania w przemysłowych kotłach grzewczych na gaz jest znacznie większa niż w domowych. Umożliwia to zwiększenie mocy znamionowej sprzętu.

Zasadniczą różnicą w doborze sprzętu jest rodzaj używanego gazu:

• Gazu ziemnego... Aby to zrobić, musisz połączyć się z autostradą centralną. Sprzęt dobierany jest z uwzględnieniem jego właściwości - ilości przychodzącego gazu, jego ciśnienia;
• Gaz płynny... Jest to istotne przy tworzeniu w pełni autonomicznych systemów grzewczych dla obiektów przemysłowych. Jako miejsce przechowywania używane są specjalne pojemniki - zbiorniki na gaz. Pomimo zwiększonych kosztów początkowych, ogrzewanie skroplonym gazem ma wyraźną przewagę finansową nad podobnymi paliwami elektrycznymi lub stałymi.

Do wszystkich typów urządzeń gazowych można zastosować przemysłowe baterie grzewcze. Ważne jest, aby odpowiadały wybranemu reżimowi temperatury.

W większości przypadków modele kotłów jednoprzewodowych służą do organizowania przemysłowego ogrzewania gazowego. Jeśli konieczne jest dodatkowe zaopatrzenie w ciepłą wodę, instalują pośrednie zbiorniki grzewcze (akumulatory ciepła) podłączone do sieci.

Ważnym punktem przy wyborze kotła gazowego jest możliwość wymiany palnika. Dzięki temu można zwiększyć jego moc znamionową bez kupowania pozostałych elementów - obudowy, wymiennika ciepła.

Gazowe kotły kondensacyjne mają najwyższy wskaźnik sprawności. Ale ich koszt jest o 45-50% wyższy niż w przypadku klasycznych.

Elektryczne kotły grzewcze przemysłowe

W przypadku braku możliwości podłączenia do sieci gazowej lub zorganizowania systemu magazynowania paliwa płynnego jedyną opcją jest ogrzewanie elektryczne. Pomimo najwyższych kosztów utrzymania (koszt energii), instalacja przemysłowych elektrycznych kotłów grzewczych ma szereg zalet. Przede wszystkim należy do nich niewielka bezwładność sprzętu. W przeciwieństwie do gazowych odpowiedników poziom grzania elementu grzejnego jest szybko regulowany. Podczas instalowania dodatkowego sprzętu sterującego możliwa będzie zmiana stopnia nagrzania chłodziwa dostarczanego do konwektorów przemysłowych do podgrzewania wody. Doprowadzi to do obniżenia kosztów operacyjnych.

Oprócz tego czynnika należy wziąć pod uwagę następujące specyficzne punkty pracy kotłów elektrycznych:

• Brak komina... Oznacza to, że kocioł nie będzie przywiązany do komina, jak odpowiedniki na gaz lub paliwo stałe;
• Łagodniejsze wymagania dotyczące aranżacji kotłowni... Podstawowym warunkiem jest prawidłowo wykonana pętla masy i dobrana instalacja elektryczna;
• W przypadku instalacji licznika wielotaryfowego i akumulatora ciepła można podgrzać płyn chłodzący w nocymnie, gdy stawki są minimalne.

Podczas wstępnych obliczeń ogrzewania budynku przemysłowego należy wziąć pod uwagę, że początkowy koszt kotła elektrycznego będzie o 20-25% niższy niż podobny kocioł gazowy.

Jednym z decydujących czynników jest dostępność sprzętu pompującego i zbiornika wyrównawczego w konfiguracji. W przypadku modeli o mocy przekraczającej 130 kW często nie jest ona uwzględniona w projekcie.

Wybierając kocioł elektryczny, należy przeanalizować jego konserwację. W szczególności ewentualna wymiana elementu grzejnego.

Ogrzewanie powietrzne przemysłowe

Często inżynierowie stają przed trudnym zadaniem uporządkowania mikroklimatu w strefie produkcyjnej - stworzenia optymalnego systemu ogrzewania w połączeniu ze skuteczną wentylacją. Dotyczy to takich branż jak chemiczna, spożywcza czy drzewna. W takim przypadku najlepszą opcją jest połączenie dwóch systemów w jeden. Będzie to wymagało instalacji przemysłowego ogrzewania powietrznego.

Najczęściej jest strefowy - ogrzewanie nie występuje w całej objętości pomieszczenia, ale tylko w miejscach pracy. Taki schemat ma kilka zalet - oszczędność energii, minimalizację kosztów aranżacji systemu i wykorzystanie autostrad do klimatyzacji lub jako okapy.

W przeciwieństwie do przemysłowych kotłów grzewczych, głównym elementem roboczym powietrza jest system klimatyczny, który łączy w sobie kilka funkcji. Obejmują one dostarczanie ogrzanego powietrza do konsumenta oraz wymianę powietrza w pomieszczeniu roboczym.

Do ogrzewania powietrznego pomieszczeń przemysłowych wymagane są następujące elementy:

• Nagrzewnica powietrza... Może być częścią systemu klimatycznego;
• Kanały do ​​przenoszenia ogrzanego powietrza... Wykonane są ze stali ocynkowanej lub nierdzewnej (co jest rzadkością);
• Przepustnice powietrza z żaluzjami... Pozwala skoncentrować przepływ powietrza w określonym obszarze hali produkcyjnej;
• Kanały wlotu powietrza do ponownego wykorzystania mas powietrza i systemu ich oczyszczania... Opcjonalny, ale niezwykle skuteczny dodatek. Pozwala obniżyć koszty, szczególnie zimą.

Warto zauważyć, że instalacja przemysłowego ogrzewania powietrznego w żaden sposób nie wpływa na rozmieszczenie urządzeń i ogólną organizację procesu produkcyjnego. W przeciwieństwie do grzejników do pomieszczeń przemysłowych znajduje się w górnej części pomieszczenia na wysokości 2 metrów lub więcej.

Przy obliczaniu kosztów ogrzewania powietrza w budynkach przemysłowych pompy ciepła stanowią większość kosztów. Ich główną cechą jest przepływ objętościowy. Jest to również brane pod uwagę przy obliczaniu systemu grzewczego budynku przemysłowego. Średni koszt wyposażenia pokoju o powierzchni do 600 m² to 700-750 tysięcy rubli.

Aby zmniejszyć straty ciepła, nad drzwiami można zainstalować termiczne kurtyny powietrzne.

Ogrzewanie przemysłowe na podczerwień

Alternatywnym sposobem na zorganizowanie ogrzewania jest zainstalowanie promienników podczerwieni. Generują fale ciepła w zakresie podczerwieni, ogrzewając nie powietrze, ale powierzchnię przedmiotów, które wpadają w obszar ich pracy.

Z tego powodu przy obliczaniu przemysłowych systemów ogrzewania na podczerwień nie można brać pod uwagę wielkości pomieszczenia. Ważne jest, aby znać tylko straty ciepła w budynku i prawidłowo rozprowadzać grzejniki na obszarach roboczych. Pod wieloma względami ten rodzaj ogrzewania jest podobny do ogrzewania powietrznego warsztatów przemysłowych i pomieszczeń. Ale w przeciwieństwie do tego jest jedna istotna różnica - nie ma potrzeby instalowania rurociągów ani kanałów powietrznych. Pozwala to na strefowe ogrzewanie pomieszczenia bez instalowania elementów podobnych do przemysłowych konwektorów ogrzewania wodnego.

Istnieją dwa rodzaje ogrzewania IR – elektryczne (foliowe lub za pomocą węglowych wężownic grzewczych) oraz gazowe. Ponieważ do efektywnego ogrzewania potrzebna jest duża ilość energii cieplnej, modele gazowe są najczęściej instalowane w warsztatach. W takim przypadku osiągany jest maksymalny wynik.

Gazowe ogrzewanie przemysłowe ma następujące cechy:

• Możliwość regulacji mocy każdego urządzenia z osobna;
• Obszar propagacji promieniowania podczerwonego zależy od powierzchni odbłyśnika. Gdy wzrasta, szybkość ogrzewania maleje;
• Może być stosowany jako dodatkowy w obecności systemu z przemysłowym kotłem grzewczym gazowym.

Jednak przy projektowaniu należy wziąć pod uwagę bezpośrednią zależność wysokości montażu grzejnika od obszaru jego działania. W znacznej odległości od obiektu (ponad 4 metry) promieniowanie podczerwone ulega rozproszeniu. Zmniejsza to wydajność ogrzewania przemysłowego na podczerwień.

W przeciwieństwie do przemysłowych promienników grzewczych powierzchnia promienników podczerwieni nagrzewa się tylko w strefie odbłyśnika. To najtańszy element w projekcie, który możesz samodzielnie wymienić.

Zdecydowana większość nagrzewnic gazowych IR działa wyłącznie na gaz ziemny.

Jak wykonuje się obliczenia przemysłowego systemu grzewczego

Od prawidłowo przeprowadzonej kalkulacji ogrzewania budynku przemysłowego zależeć będzie efektywność, koszty pierwotne i stałe jego organizacji. Ważnym punktem jest wstępny wybór rodzaju systemu grzewczego - woda, powietrze lub podczerwień. Na tej podstawie dobierany jest optymalny zestaw sprzętu i komponentów, a także sposób ich instalacji.

Co wziąć pod uwagę przy wyborze przemysłowego kotła grzewczego i innych elementów systemu:

• Straty ciepła w budynku... To od nich w dużej mierze zależy planowana moc urządzenia – kocioł, promiennik IR czy kurtyna termiczna;
• Kubatura pomieszczenia oraz lokalizacja okien i drzwi... Ważne jest, aby wybrać miejsce instalacji przemysłowych baterii grzewczych;
• Rodzaj nośnika energii... Do instalacji przemysłowych kotłów elektrycznych w systemie grzewczym konieczne jest, aby moc wejściowej linii zasilającej odpowiadała parametrowi urządzenia.

To tylko podstawowe parametry wymagane do obliczenia systemu grzewczego budynku przemysłowego. Nie bez znaczenia jest również rodzaj produkcji i warunki pracy. Dlatego systemy grzewcze są obliczane z uwzględnieniem charakterystyki operacyjnej budynku i technologii samej produkcji.

Należy pamiętać, że wszystkie przemysłowe systemy grzewcze, w tym kotły, grzejniki, pompy, muszą odpowiadać parametrom projektowym. Są one określane dopiero po wykonaniu wszystkich obliczeń.

Na filmie możesz zapoznać się ze specyfiką ogrzewania dużych pomieszczeń.