Производственные цеха, помещения и склады имеют большие размеры, в результате чего их обогрев имеет ряд особенностей. Поэтому выбрать наиболее оптимальный вариант из учета соотношения цена/эффективность/надежность бывает не просто. В данной статье мы рассмотрим наиболее распространенные способы обогрева промышленных помещений и их особенности.

Общие сведения

Создание схемы отопления производственных помещений является достаточно сложной задачей, это связано в первую очередь с тем, что каждое производственное помещение строится под определенные технологические процессы, к тому же чаще всего имеет большую высоту и площадь. Кроме того, оборудование, которое применяется на производстве, зачастую усложняет процесс прокладки отопительных труб.

Однако, несмотря на это, обустройство отопления является важной задачей, без которой не обойтись по ряду причин, озвученных ниже:

• Правильно выполненная система отопления обеспечивает комфортные условия труда, и, как следствие, повышает производительность сотрудников.
• Защищает оборудование от переохлаждения, что очень важно, ведь низкая температура может стать причиной его выхода из строя.
• Если речь идет о складе, то поддержание определенного микроклимата имеет особенное значение, так как влияет на сохранность товара.

При этом крайне важно подобрать оптимальную систему, что позволит сэкономить не только на ее эксплуатации, но и обслуживании.

Поэтому выбирая виды отопления производственных помещений, необходимо руководствоваться следующими критериями:

• Габариты помещения (площадь и высота).
• Количество тепловой энергии , которая потребуется для поддержания необходимого микроклимата.
• Простота эксплуатации и , а также его ремонтоспособность.

На сегодняшний день чаще всего применяются следующие системы отопления производственных помещений:

• Центральное
• Воздушное;
• Инфракрасное.

Ниже рассмотрим особенности каждого из этих видов.

Варианты отопления

Центральное водяное отопление

В данном случае источником теплового ресурса является местная котельная или центральная отопительная система. Обогрев осуществляется благодаря теплоносителю, который циркулирует по трубам и нагревает радиаторы отопления. Достоинством такого решение является возможность относительно равномерного обогрева крупных площадей.

Водяное отопление производственных зданий может быть реализовано несколькими способами. В первую очередь система может различаться видом топлива, на котором может работать. Поэтому выбор котлов зависит от доступности энергоносителя.

Чаще всего применяются котлы следующих типов:

Газовые	Если существует возможность подключиться к газопроводу, то газовое оборудование будет неплохим вариантом. Правда, следует учитывать, что цена на данный вид топлива имеет тенденцию к повышению.
Твердотопливные	Могут быть экономичным решением, однако, их эксплуатация является достаточно трудоемким процессом. Правда, некоторые модели автоматизированы, т.е. загружать топливо своими руками в топку не нужно.Однако, в любом случае, придется ухаживать за топкой и дымоходом. Поэтому, прежде чем отдать предпочтение данному типу оборудования, необходимо прикинуть все его достоинства и недостатки.
Жидкотопливный котел	Недостатком является потребность в отдельном помещении и емкости для хранения топлива. Кроме того, запас постоянно придется пополнять, что связано с дополнительными затратами на транспортировку.
Электрические	Оборудование удобное в эксплуатации, однако, имеет один недостаток – высокая стоимость эксплуатации. Поэтому его, как правило, используют только в тех случаях, когда невозможно установить другое оборудование или необходимо организовать отопление производственного помещения 70 кв метров и меньше.

Надо сказать, что отличные решением являются комбинированные котлы, которые могут работать на разных видах топлива. В частности, они способны решить проблему отопления в случае возникновения перебоев с газоснабжением или электроснабжением. Единственным их недостатком является высокая стоимость.

Основным параметром, по которому осуществляется классификация этих устройств, являются типы горелок, которые вмонтированы. В продаже чаще всего встречаются следующие виды оборудования:

Совет!
Для экономии топлива можно настроить котел на поддержание в нерабочее время более низкой температуры, чем в рабочее.

Кроме типа оборудования, водяное отопление различается .

Существует две схемы:

• Однотрубное подключение – все батареи отопления в этом случае подключаются последовательно к одной трубе, по которой циркулирует теплоноситель. Такой вариант подходит для обогрева лишь маленьких помещений, так как в больших системах последние в цепочке радиаторы нагреваются значительно меньше, чем первые.
• Двухтрубное подключение – данная схема подразумевает использование отдельных труб для подачи горячего теплоносителя и отвода холодного. Это обеспечивает боле равномерный нагрев всех радиаторов.

В промышленных системах, как правило, используют двухтрубную схему.

Воздушное отопление

Воздушное отопление на производстве пользуется большой популярностью на протяжении многих лет. Поэтому можно сказать, что оно проверено временем.

Все это благодаря следующим его достоинствам:

• Воздушное отопление обладает более высоким КПД, чем водяное.
• Воздух равномерно нагревается по всему объему помещения от пола до потолка.
• Возможность совместить отопления с системой вентиляции и кондиционирования.
• Регулярная смена и очистка воздуха положительно сказывается на самочувствии работников.
• В воздушной системе отсутствуют радиаторы отопления.

Для обогрева больших площадей данное отопление является наиболее оптимальным вариантом.

Инфракрасное отопление

Инфракрасные обогреватели позволяют обустроить обогрев производственных помещений, не прибегая к традиционным методам. Причем, такое решение является очень эффективным.

Работают они по такому принципу:

• Излучатели вырабатывают лучистую энергию;
• Эта энергия передает тепло расположенным вокруг объектам;
• В свою очередь от этих объектов нагревается воздух.

Таким образом, принцип работы инфракрасных обогревателей напоминает Солнце, которое инфракрасными волнами нагревает поверхность земли, в результате чего происходит теплообмен и нагревается воздух.

На фото — инфракрасный обогреватель

Обратите внимание!
Благодаря такому принципу исключены большие перепады температуры в помещении, а так же скопление горячего воздуха под потолком, как в случае с традиционными способами обогрева.

По способу монтажа, инфракрасные обогреватели делятся на следующие виды:

• Настенные;
• Потолочные;
• Напольные;
• Напольные переносные.

По виду излучаемых волн они могут быть:

• Длинноволновые (темные) – их особенностью является то, что они не излучают свет даже при рабочей своей температуре, которая составляет 300-400 градусов по Цельсию.
• Средневолновые (светлые) – рабочая температура достигает 800 градусов, в результате чего во время работы излучают мягкий свет.
• Коротковолновые – достаточно ярко светятся, при этом рабочая температура составляет 400 градусов и выше.

По типу нагревательного элемента эти аппараты могут быть:

• Галогенными – недостатком является то, что при ударе или падении вакуумная трубка может повредиться.
• Карбоновыми – нагревательный элемент этих устройств сделан из карбонового волокна, помещенного в стеклянную трубку. Главным достоинством устройства, в сравнении с галогенными обогревателями является уменьшенное потребление энергии (приблизительно в два с половиной раза).
• Керамические – нагревательный элемент обогревателя состоит из керамических плиток, собранных в один рефлектор. Принцип работы устройства основан на беспламенном сгорании газовоздушной смеси внутри обогревателя, в результате чего он нагревается и передает тепловую энергию окружающим предметам.

Прежде чем решить, как отопить производственное помещение, рекомендуем ознакомиться с достоинствами данного вида отопления:

• ИК-обогреватели – это единственные отопительные приборы, которые позволяют осуществлять точечный или зональный обогрев. Благодаря этому можно поддерживать в разных частях помещения разный температурный режим. Зональный обогрев может пригодиться для нагрева рабочих мест, отдельных деталей на конвейере, молодняка на животноводческих фермах и т.д.
• Позволяют ощущать тепло сразу же после включения приборов, даже без предварительного прогрева помещений.
• Благодаря высокому КПД и низкому потреблению электроэнергии, инфракрасное отопление является наиболее экономичным. Причем экономия энергии достигает 45 процентов, что обеспечивает существенную экономию средств. В результате вложенные в инфракрасное отопление финансы быстро окупаются.
• ИК-приборы достаточно долговечны, обладают небольшим весом и не занимают много места, благодаря чему их не сложно монтировать. Причем, к каждому устройству прилагается инструкция по установке и эксплуатации.

Благодаря всем этим свойствам ИК-приборы применяют не только для обогрева промышленных помещений, но многих других:

• Торговых и спортивных сооружений;
• Теплиц и оранжерей;
• Частных домов и квартир;
• Животноводческих ферм.

В результате, инфракрасное отопление в последнее время становится все более распространенным.

Вот, пожалуй, и все основные варианты обустройства отопления в производственных помещениях. На последок приведем таблицу, в которой указана удельная отопительная характеристика производственных зданий (qо, Вт/м³C°), а так же тепловая удельная характеристика на вентиляцию помещений (qв, Вт/м³C°) и отапливаемый объем зданий (Vн).

Раздел 2. Человеческий фактор в обеспечении безопасности жизнедеятельности Глава 1. Классификация и характеристики основных форм деятельности человека

1.1.Физический труд. Физическая тяжесть труда. Оптимальные условия труда

1.2. Умственный труд

Глава 2. Физиологические характеристики человека

2.1. Общие характеристики анализаторов

2.2. Характеристика зрительного анализатора

2.3. Характеристика слухового анализатора

2.4. Характеристика кожного анализатора

2.5. Кинестетический и вкусовой анализатор

2.6. Психофизическая деятельность человека

Раздел 3. Формирование опасностей в производственной среде Глава 1. Производственный микроклимат и его влияние на организм человека

1.1. Микроклимат производственных помещений

1.2. Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека

1.3. Гигиеническое нормирование параметров микроклимата производственных помещений

Глава 2. Влияние химических веществ на организм человека

2.1. Виды химических веществ

2.2. Показатели токсичности химических веществ

2.3. Классы опасности химических веществ

Глава 3. Акустические колебания и вибрации

3.1. Влияние звуковых волн и их характеристики

3.2. Виды звуковых волн и их гигиеническое нормирование

3.4. Гигиеническое нормирование вибрации

Глава 4. Электромагнитные поля

4.1. Влияние постоянных магнитных полей на организм человека

4.2. Электромагнитное поле диапазона радиочастот

4.3. Нормирование воздействия электромагнитного излучения радиочастот

Глава 5. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения

5.2. Биологическое действие инфракрасного излучения. Нормирование ики

5.4. Биологическое действие уфи. Нормирование уфи

Глава 6. Видимая область электромагнитного излучения

6.1. Составляющие формирования световой среды

6.3. Гигиеническое нормирование искусственного и естественного освещения

Глава 7. Лазерное излучение

7.1. Сущность лазерного излучения. Классификация лазеров по физико-техническим параметрам

7.2. Биологическое действие лазерного излучения

7.3. Нормирование лазерного излучения

Глава 8. Электроопасность в производственной среде

8.1. Виды поражения электрическим током

8.2. Характер и последствия поражения человека электрическим током

8.3. Категории производственных помещений по опасности поражения электрическим током

8.4. Опасность трехфазных электрических цепей с изолированной нейтралью

8.5 Опасность трехфазных электрических сетей с заземленной нейтралью

8.6. Опасность сетей однофазного тока

8.7. Растекание тока в грунте

Раздел 4. Технические методы и средства защиты человека на производстве Глава 1. Производственная вентиляция

1.1. Профилактика неблагоприятного воздействия микроклимата

1.2. Виды вентиляции. Санитарно-гигиенические требования предъявляемые к системам вентиляции

1.3. Определение необходимого воздухообмена

1.4. Расчет естественной общеобменной вентиляции

1.5. Расчет искусственной общеобменной вентиляции

1.6. Расчет местной вентиляции

Глава 2. Кондиционирование и отопление

2.1. Кондиционирование воздуха

2.2. Контроль производительности систем вентиляции

2.3. Отопление производственных помещений. (Местное, центральное; удельные характеристики отопления)

Глава 3. Производственное освещение

3.1. Классификация и санитарно-гигиенические требования к производственному освещению

3.2. Нормирование и расчет естественного освещения

3.3. Искусственное освещение, нормирование и расчет

Глава 4. Средства и методы защиты от шума и вибрации

4.1. Методы и средства снижения негативного влияния шума

4.2. Определение эффективности некоторых альтернативных методов снижения уровня шума

4.3. Методы и средства снижения вредного влияния вибрации

Глава 5. Средства и методы защиты от электромагнитного излучения

5.1. Средства и методы защиты от воздействия электромагнитных полей радиочастот

5.2. Средства защиты от воздействия от инфракрасного и ультрафиолетового излучений

5.3. Защита при работе с лазерами

Глава 6. Мероприятия по защите от поражения электрическим током

6.1. Организационные и технические защитные мероприятия

6.2. Защитное заземление

6.3. Зануление

6.4. Защитное отключение

6.5. Применение индивидуальных электрозащитных средств

Раздел 5. Санитарно-гигиенические требования к промышленным предприятиям. Организация охраны труда Глава 1. Классификация и правила пользования средствами защиты

1.1. Классификация и перечень средств защиты работающих

1.2. Устройство и правила пользования сиз органов дыхания, защиты головы, глаз, лица, органов слуха, рук, специальной защитной одеждой и обувью

Глава 2. Организация охраны труда

2.1. Санитарно-гигиенические требования к генеральным планам промышленных предприятий

2.2. Санитарно-гигиенические требования к производственным зданиям и помещениям

2.3. Организация проведения аттестации рабочих мест по условиям труда

Раздел 6. Управление охраной труда на предприятии Глава 1. Схема управления охраной труда

1.1. Цели управления охраной труда на предприятии

1.2. Принципиальная схема управления охраной труда на предприятии

Глава 2. Основные задачи управления охраной труда

2.1. Задачи, функции и объекты управления охраной труда

2.2. Информация в управлении охраной труда

Раздел 7. Правовые вопросы охраны труда Глава 1. Основные законодательные акты об охране труда

1.1. Конституция рф

1.2. Трудовой кодекс рф

Глава 2. Подзаконные акты об охране труда

2.1. Нормативные правовые акты по охране труда

2.2. Система стандартов безопасности труда. (ссбт)

Библиографический список

2.3. Отопление производственных помещений. (Местное, центральное; удельные характеристики отопления)

Отопление предназначено для поддержания нормируемой температуры воздуха в производственных помещениях в холодное время года. Кроме того, оно способствует лучшей сохранности зданий и оборудования, так как одновременно позволяет регулировать и влажность воздуха. С этой целью сооружают различные системы отопления.

В холодный и переходный периоды года следует отапливать все здания и сооружения, в которых время пребывания людей превышает 2 ч, а также помещения, в которых поддержание температуры необходимо по технологическим условиям.

К системам отопления предъявляют следующие санитарно-гигиенические требования: равномерный прогрев воздуха помещений; возможность регулирования количества выделяемой теплоты и совмещения процессов отопления и вентиляции; отсутствие загрязнения воздуха помещений вредными выделениями и неприятными запахами; пожаро- и взрывобезопасность; удобство в эксплуатации и ремонте.

Отопление производственных помещений по радиусу действия бывает местное и центральное.

Местное отопление устраивают в одном или нескольких смежных помещениях площадью менее 500 м 2 . В системах такого отопления генератор теплоты, нагревательные приборы и теплоотдающие поверхности конструктивно объединены в одном устройстве. Воздух в этих системах чаще всего нагревается за счет использования теплоты сгорающего в печах топлива (дров, угля, торфа и т.д.). Значительно реже в качестве своеобразных отопительных приборов применяются полы или стеновые панели со встроенными электронагревательными элементами, а иногда – электрорадиаторы. Существуют также воздушные (основной элемент – калорифер) и газовые (при сжигании газа в отопительных приборах) системы местного отопления.

Центральное отопление по виду используемого теплоносителя может быть водяное, паровое, воздушное и комбинированное. Системы центрального отопления включают в себя генератор теплоты, нагревательные приборы, средства передачи теплоносителя (трубопроводы) и средства обеспечения работоспособности (запорная арматура, предохранительные клапаны, манометры и пр.). Как правило, в таких системах теплота вырабатывается за пределами отапливаемых помещений.

Системы отопления должны компенсировать теплопотери через строительные ограждения, расход теплоты на нагрев нагнетаемого холодного воздуха, поступающих извне сырья, машин, оборудования и на технологические нужды.

При отсутствии точных данных о строительном материале, ограждениях, толщине слоев материалов ограждающих конструкций и вследствие этого невозможности определения термического сопротивления стен, потолков, полов, окон и прочих элементов расход теплоты приближенно определяют с помощью удельных характеристик.

Расход теплоты через наружные ограждения зданий, кВт

где - удельная отопительная характеристика здания, представляющая собой поток теплоты, теряемой 1 м 3 объема здания по наружному обмеру в единицу времени при разности температур внутреннего и наружного воздуха в 1 К, Вт/(м 3 ∙К): в зависимости от объема и назначения здания =0,105…0,7 Вт/(м 3 ∙К); V Н - объем здания без подвальной части по наружному обмеру, м 3 ; T В - средняя расчетная температура внутреннего воздуха основных помещений здания, К; T Н – расчетная зимняя температура наружного воздуха для проектирования систем отопления, К: для Волгограда 248 К, Кирова 242 К, Москвы 247 К, Санкт-Петербурга 249 К, Ульяновска 244 К, Челябинска 241К.

Расход теплоты на вентиляцию производственных зданий, кВт

где - удельная вентиляционная характеристика, т.е. расход теплоты на вентиляцию 1 м 3 здания при разности внутренней и наружной температур в 1 К, Вт/(м 3 ∙К): в зависимости от объема и назначения здания =0,17…1,396 Вт/(м 3 ∙К);
- расчетное значение температуры наружного воздуха для проектирования систем вентиляции, К: для Волгограда 259 К, Вятки 254 К, Москвы 258 К, Санкт-Петербурга 261 К, Ульяновска 255 К, Челябинска 252 К.

Количество теплоты, поглощаемое ввозимыми в помещения материалами, машинами и оборудованием, кВт

,

где -массовая теплоемкость материалов или оборудования, кДж/(кг∙К): для воды 4,19, зерна 2,1…2,5, железа 0,48, кирпича 0,92, соломы 2,3;
-масса ввозимых в помещение сырья или оборудования, кг;
-температура ввозимых в помещение материалов, сырья или оборудования, К: для металлов
=, для несыпучих материалов
=+10, сыпучих материалов
=+20;-время нагрева материалов, машин или оборудования до температуры помещения, ч.

Количество теплоты, потребляемой на технологические нужды, кВт, определяют через расход горячей воды или пара

,

где -расход на технологические нужды воды или пара, кг/ч: для ремонтных мастерских 100…120, на одну корову 0,625, на теленка 0,083 и т.д.;-теплосодержание воды или пара на выходе из котла, кДж/кг;-коэффициент возврата конденсата или горячей воды, изменяющийся в пределах 0…0,7: в расчетах обычно принимают=0,7;-теплосодержание возвращаемых в котел конденсата или воды, кДж/кг: в расчетах можно принять равным 270…295 кДж/кг.

Тепловая мощность котельной установки P к с учетом расхода теплоты на собственные нужды котельной и потерь в теплосетях принимается на 10…15% больше суммарного расхода теплоты

По полученному значению P к подбираем тип и марку котла. Рекомендуется устанавливать однотипные котельные агрегаты с одинаковой тепловой мощностью. Число стальных агрегатов должно быть не менее двух и не более четырех, чугунных – не более шести. Следует учитывать, что при выходе из строя одного котла оставшиеся должны обеспечить не менее 75-80% расчетной тепловой мощности котельной установки.

Для непосредственного обогрева помещений применяют нагревательные приборы различных видов и конструкций: радиаторы, чугунные ребристые трубы, конвекторы и пр.

Общую площадь поверхности нагревательных приборов, м 2 , определяют по формуле

,

где - коэффициент теплоотдачи стенок нагревательных приборов, Вт/(м 2 ∙К): для чугуна 7,4, для стали 8,3; -температура воды или пара на входе в нагревательный прибор, К; для водных радиаторов низкого давления 338…348, высокого давления 393…398; для паровых радиаторов 383…388;-температура воды на выходе из нагревательного прибора, К: для водяных радиаторов низкого давления 338…348, для паровых и водяных радиаторов высокого давления 368.

По известному значению F находят требуемое число секций нагревательных приборов

,

где -площадь одной секции нагревательного прибора, м 2 , зависящая от его типа: 0,254 у радиаторов М-140; 0,299 у М-140-АО; 0,64 у М3-500-1; 0,73 у конвектора плинтусного типа 15КП-1; 1 у чугунной ребристой трубы диаметром 500 мм.

Бесперебойная работа котлов возможна только при достаточном запасе топлива для них. Кроме того, зная требуемое количество альтернативных топливных материалов, можно с помощью экономических показателей определить оптимальный вид топлива.

Потребность в топливе, кг, на отопительный период года ориентировочно можно рассчитать по формуле

,

где =1,1…1,2- коэффициент запаса на неучтенные потери теплоты;-годовой расход условного топлива на повышение температуры 1 м 3 воздуха отапливаемого здания на 1 К, кг/(м 3 ∙К): 0,32 для здания с
м 3 ; 0,245 при
; 0,215 прии 0,2 при>10000 м 3 .

Условным принято считать топливо, теплота сгорания 1 кг которого равна 29,3 МДж, или 7000 ккал. Для перевода условного топлива в натуральное применяют поправочные коэффициенты: для антрацита 0,97, бурого угля 2,33, дров среднего качества 5,32, мазута 0,7, торфа 2,6.

Под вентиляцией понимают систему мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения рабочих и обслуживаемых зон помещений, создания метеорологических условий и чистоты воздушной среды, соответствующим гигиеническим и техническим требованиям. Вентиляция, уменьшающая содержание в производственных помещениях различных вредных выделений, способствует не только обеспечению безопасных (в первую очередь, с точки зрения взрывоопасности) и здоровых условий труда, но и во многих случаях увеличению долговечности строительных конструкций, сохранению внутренней отделки помещений, а также созданию условий для оптимального ведения технологических процессов.

Системы вентиляции классифицируют по способу перемещения воздуха, направлению потока воздуха, зоне действия и времени работы. По способу перемещения воздуха вентиляция бывает двух видов: естественная и механическая. Различие заключается в способе осущест­вления воздухообмена помещений.

Естественная вентиляция осуществляется за счет раз­ности температур воздуха в помещении и вне его (тепловой напор) или воздействия ветра (ветровой напор).

При механической вентиляции перемещение воздуха осуществляется с помощью вентиляторов. Она может быть приточной и вытяжной, и та и другая – общеобменной местной или комбинированной. Действующая в помещении одновременно естественная и механическая вентиляция называется совмещенной.

Естественная вентиляция может быть организованная и неорганизованная. Неорганизованный и неуправляемый приток воздуха, происходящий через неплотности и щели строительных конструкций, называется инфильтрацией, а внутреннего воздуха наружу – эксфильтрацией. Организованная и управляемая естественная вентиляция называется аэрацией . На пищевых предприятиях она применяется в помещениях, имеющих значительные выделения теплоты, и осуществляется с помощью аэрационных фонарей, специальных вентиляционных каналов, фрамуг и окон.

Для использования ветрового напора, а также удаления небольших объемов воздуха используют дефлекторы (дефлекторная вентиляция), специальные насадки, устанавливаемые в верхней части вентиляционных каналов. С их помощью усиливают тягу. Подачу приточного воздуха при естественной вентиляции (СП 2.2.1.1312-03) необходимо предусматривать в теплый период года на уровне не более 1,8 м и в холодный период года – не ниже 4 м от пола до низа вентиляционных проемов. При подаче неподогретого воздуха в холодный период года на более низких отметках необходимо предусматривать мероприятия, предотвращающие непосредственное воздействие холодного воздуха на работающих. Открывающиеся устройства в зданиях с системами аэрации должны обеспечивать возможность направления поступающего воздуха вверх в холодный период года и вниз – в теплый период года.

Преимуществом аэрации является то, что большие объемы воздуха перемещаются в производственном помещении без использования механических средств, что делает ее значительно дешевле механических систем вентиляции. Недостатки аэрации – изменение воздухообмена в зависимости от температуры воздуха в промышленных зданиях и метеорологических параметров наружного воздуха, невозможности очистки наружного воздуха, сложность регулирования параметров воздуха в помещении, в частности относительной влажности, которая должна поддерживаться на определенном уровне. Для компенсации отдельных недостатков используют сочетание естественной и механической вентиляции (совмещенная вентиляция) в различных вариантах.

В зависимости от того, для чего предназначена механическая система вентиляции, она подразделяется на приточную (для подачи воздуха в рабочую зону), вытяжную (для удаления загрязненного воздуха) и приточно-вытяжную с рециркуляцией или без рециркуляции воздуха. Преимущество механической вентиляции состоит в том, что перемещаемый вентилятором воздух можно нагревать, охлаждать, увлажнять и очищать от вредных газов и пыли.

Установки механической приточной вентиляции (рисунок 7а ) обычно состоят из воздухозаборного устройства (воздухоприемника) 1, устанавливаемого снаружи здания в местах наименьшей загрязненности; воздуховодов 2, по которым воздух подается в помещение; фильтров 3, служащих для очистки воздуха от пыли; калориферов 4, в которых воздух подогревается до необходимой температуры; вентилятора 5; приточных отверстий или насадок 6, через которые воздух подается в помещение, и регулирующих устройств, которые устанавливаются в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях воздуховодов.

Рисунок 7 Механическая вентиляция:

а - приточная; б - вытяжная; в - приточно-вытяжная

с рециркуляцией

Установки механической вытяжной вентиляции (рисунок 7б ) обычно состоят из вытяжных отверстий 7 или насадок вентилятора 5; воздуховодов 2; устройства для очистки воздуха от пыли, газов 8 и устройства для выброса воздуха (вытяжной шахты) 9, которое должно быть расположено на 1-1,5 м выше конька крыши. В системе механической приточно-вытяжной (рисунок 7в ) вентиляции обе установки работают одновременно.

По месту действия вентиляция бывает общеобменная, когда смена воздуха происходит во всем объеме помещения, и местная, благодаря которой состояние воздушной среды нормализуется только в местах нахождения людей.

Общеобменная вентиляция наиболее часто применяется в тех случаях, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещению. Количество воздуха, необходимое для обеспечения нормативных параметров воздушной среды в рабочей зоне, необходимо определять расчетным путем, учитывая неравномерность распределения вредных веществ, тепла и влаги в объеме помещения. Воздухообмен, необходимый для удаления избыточного тепла (L, м 3 /ч) определяют по формуле

L = 3600 Q изб /С×r × (t уд – t пр) , (38)

где Q изб – избыточное количество тепла, Дж/с; С – удельная теплоемкость воздуха, Дж/ (кг× К); r - плотность воздуха при 293 0 К, кг/м 3 ; t уд – температура удаляемого воздуха, К; t пр – температура приточного воздуха, К.

Необходимый воздухообмен, исходя из содержания в воздухе водяных паров (L П , м 3 /ч), определяют по выражению

L П = G П / (d уд - d пр) ×r , (39)

где G П – масса водяного пара, выделяющегося в помещении, г/ч; d уд – влагосодержание удаляемого воздуха, г/кг, сухого воздуха; d пр – влагосодержание приточного воздуха, г/кг; r - плотность приточного воздуха, кг/м 3 .

Воздухообмен по количеству выделяющихся вредных веществ определяют по выражению

L = G / (C ПДК – С 0) , (40)

где G – интенсивность образования вредных веществ, мг/ч; С ПДК и С 0 – соответственно предельно допустимые концентрации вредного вещества в воздухе и содержание его в приточном воздухе, мг/м 3 .

При выделении в помещении нескольких видов вредностей определяется требуемый воздухообмен по каждому из них, полученная наибольшая величина принимается за расчетную.

Характеристикой общеобменной вентиляции служит кратность воздухообмена (n ), определяемая как отношение объема воздуха, подаваемого для вентиляции помещения за один час (V в) к объему вентилируемого помещения (V п).

N = V в / V п (41)

Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в час обменивается воздух в помещении.

При проектировании вентиляции следует предусматривать удаление загрязнённого воздуха непосредственно от места выделения вредностей (местная вентиляция ) или из тех зон помещения, в которых наблюдаются максимальная концентрация вредных веществ или значительные тепловыделения. Устройство местной вентиляции сводится к созданию различного типа укрытий для источников выделения вредностей или созданию местных отсосов, встроенных в технологическое оборудование.

Местная вентиляции бывает вытяжная и приточная. Местную вытяжную систему вентиляции устраивают, когда загрязнения можно улавливать непосредственно у мест их возникновения. Она состоит из устройств, конструктивное оформление которых в зависимости от вида вредности различно. Это могут быть кожухи, полностью или частично закрывающие источник вредных выделений, вытяжные шкафы с рабочими окнами для обслуживания, вытяжные зонты и бортовые отсосы (устройства, всасывающие отверстия которых приближены к источнику выделения). Отсасывание воздуха непосредственно из оборудования или из-под кожуха, которым оно укрыто, называется аспирацией . Степень создаваемого в системах аспирации разряжения должна быть тем больше, чем выше токсичность удаляемой вредности.

Объемный расход воздуха, удаляемого из вытяжного шкафа при естественной вытяжке (L, м 3 /ч) определяют по выражению

где h – высота открытого проема шкафа, м; Q – количество тепла, выделяемого в шкафу, ккал/ч; F – площадь открытого (рабочего) проема шкафа, м 2 .

При механической вытяжке

L = 3600 × F × V , (43)

где V – средняя скорость всасывания в сечениях открытого проема, м/с.

Местную приточную вентиляцию в виде воздушных душей устраивают в горячих цехах для защиты работающих от перегревания, а в виде воздушно-тепловых завес – для предотвращения проникновения наружного воздуха в помещения в холодный период года через открывающиеся ворота или двери. Воздушные и воздушно-тепловые завесы рассчитываются с учетом того, чтобы на время открывания ворот, дверей и технологических проемов температура смеси воздуха, поступающего в помещение, была не ниже:

· + 14 0 С для производственных помещений при легкой физической работе (работа категории Iа и Iб с общими энерготратами 68 и 88 Вт/м 2 соответственно);

· + 12 0 С для производственных помещений при работе средней тяжести (работа категории IIа и IIб с общими энерготратами 113 и 145 Вт/м 2 соответственно);

· + 8 0 С для производственных помещений при тяжелой работе (работа категории III с общими энерготратами 177 Вт/м 2);

· + 5 0 С для производственных помещений при тяжелой работе (работа категории III) и отсутствии постоянных рабочих мест на расстоянии 3 м и менее от наружных стен и 6 м и менее – от дверей, ворот и проемов.

Большое значение для обеспечения безопасности эксплуатации взрывопожароопасных производств и производств, связанных с использованием токсичных веществ, имеет аварийная вентиляция , представляющая собой самостоятельную вентиляционную установку.

Для автоматического включения аварийной вентиляции её блокируют с автоматическими газоанализаторами, установленными или на величину ПДК (токсичные вещества), или на величину НКПВ (взрывоопасные вещества). Кроме автоматического, предусматривают и ручное включение, при этом пусковые устройства выносят за пределы помещения.

Кондиционирование. При кондиционировании воздуха обеспечивается поддержание в рабочих помещениях оптимальных, допустимых параметров микроклимата на рабочих местах и необходимых микроклиматических условий по технологическому регламенту. Режим работы систем кондиционирования воздуха обычно поддерживается автоматически с помощью специальной системы автоматического регулирования. В некоторых случаях при кондиционировании воздуха требуется обеспечить высокую чистоту его притока. Для этого в кондиционере предусмотрены очистка воздуха от пыли, нагрев его (первичный), обработка в оросительной камере, вторичный подогрев и, если потребуется, смешение свежего наружного воздуха с некоторым объемом воздуха, возвращаемого в кондиционер непосредственно из помещения.

Несмотря на некоторую сложность, а также дороговизну устройства и эксплуатации, системы кондиционирования позволяют поддерживать в производственных помещениях такие условия, при которых можно достичь высокой производительности труда, а также создать условия для оптимального ведения технологических процессов.

Отопление. В производственных зданиях, сооружениях и помещениях любого назначения с постоянным или длительным (более 2 ч) пребыванием людей, в помещениях во время проведения основных и ремонтно-вспомогательных работ, а также в помещениях, в которых поддержание температуры необходимо по технологическим условиям следует предусматривать соответствующую систему отопления для поддержания требуемых температур внутреннего воздуха в холодный период года.

Система отопления должна компенсировать потери тепла через ограждающие конструкции зданий и сооружений, за счет снижения температуры воздуха в помещениях в результате естественного испарения влаги с открытых водных поверхностей, а также идущие на нагревание поступающего снаружи воздуха. Расчет системы отопления проводится с учетом поступлений тепла от технологического оборудования, коммуникаций, нагретых материалов и изделий, людей, искусственного освещения и других источников.

Систему отопления, вид и параметры теплоносителя, а также типы нагревательных приборов следует предусматривать с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций и в соответствии с характером и назначением зданий и сооружений (СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»).

В зависимости от используемого теплоносителя системы отопления бывают водяные, паровые, воздушные, газовые и электрические. Наиболее эффективны в санитарно-гигиеническом отношении системы водяного и парового отопления, где в качестве теплоносителя используются соответственно горячая вода и водяной пар с температурой не более 130° С. Однако и эти системы применяются с ограничениями. Их установка не допускается в помещениях, где хранятся или применяются карбид кальция, калий, натрий, литий и другие вещества, способные при взаимодействии с водой загораться, взрываться или разлагаться с выделением взрывоопасных концентраций, а также в помещениях, в которых возможно выделение в воздух или осаждение на поверхности строительных конструкций и оборудования веществ, способных к самовоспламенению при прикосновении с горячими поверхностями нагревательных приборов и трубопроводов.

Поверхности нагревательных приборов во всех случаях не должны иметь температуру выше 150° С. При наличии в помещениях невзрывоопасной, органической возгоняемой, неядовитой пыли эта температура не должна превышать 110°С. Нагревательные приборы должны иметь гладкую поверхность, удобную для систематической очистки.

Наиболее безопасным является воздушное отопление, при котором нагрев воздуха производится в калориферах. В таких системах в качестве теплоносителя обычно используется горячая вода или пар. Однако в отдельных случаях для подогрева воздуха допускается применение газа (в здания I и II степеней огнестойкости с производствами категорий Г и Д при условии удаления продуктов горения непосредственно наружу) и электрической энергии (электрокалориферы).

По способу подачи и распределения воздуха система воздушного отопления может быть центральной (как правило, совмещенной с приточной вентиляцией) и местной, при которой нагрев и подачу воздуха в определенное место помещения производят специальными отопительными агрегатами.

Отопление производственных помещений имеет свои особенности, ведь площадь зданий велика, потолки высокие, а зона требуемого теплового комфорта зачастую ограничена. Водяное отопление, которое чаще всего обустраивают в жилых зданиях, не всегда подходит для обогрева просторных торговых, производственных площадей, складов, ангаров и т.п. Необходимо добиться, чтобы тепло было в нижней части помещений – на высоте до 2-3 м. Потоки теплого воздуха поднимаются вверх, и владельцы поневоле обогревают 70-80% «лишнего» объема. Как обеспечить экономичное отопление производственных помещений?

Площадь промышленных зданий составляет сотни квадратных метров, поэтому привычные системы обогрева оказываются неэффективными и слишком дорогими

Варианты обогрева просторных нежилых зданий

Для обогрева больших площадей обычно используют три основных вида систем:

• водяные;
• воздушные;
• лучистые.

Под водяным отоплением подразумеваются системы с использованием радиаторов. Они выгодны в силу широкого выбора отопительных приборов. Но при этом многих владельцев помещений не устраивает нерациональное использование площади, высокие расходы и энергозатраты, большая тепловая инертность. Системы не подходят для многих торговых точек и складов, т.к. радиаторы занимают место у стен, где удобно располагать стеллажи. Большей популярностью пользуются воздушное и лучистое отопление, поэтому подробно мы рассмотрим именно их обустройство.

Система воздушного отопления торгового центра

Воздушное отопление промышленных помещений

Этот способ обогрева производственных площадей стал популярным еще в 70-е годы. Принцип работы основан на нагреве воздуха теплогенераторами, водяными или паровыми калориферами. Воздух по коллекторам поступает в те зоны, где необходимо поддерживать нужную температуру. Для распределения воздушных потоков устанавливают специальные распределительные головки или жалюзи. Это далеко не идеальный способ обогрева, он имеет существенные недостатки, однако применяется довольно широко.

Центральная и зональная системы

В зависимости от потребностей владельцев зданий можно оборудовать равномерный обогрев всего помещения или отдельных зон. Центральное воздушное отопление представляет собой приборы, которые забирают воздух снаружи, нагревают и подают его в помещения. Главным недостатком системы такого типа является отсутствие возможности регулировать температуру в отдельных помещениях здания.

Зональное отопление позволяет создать нужный температурный режим в каждой комнате. Для этого в каждом помещении устанавливают отдельный отопительный прибор (чаще всего газовый конвектор), который поддерживает заданную температуру. Зональная система экономически выгодна, поскольку используется ровно столько энергии, сколько нужно для обогрева, минимизируются нерациональные расходы. При установке нет необходимости прокладывать воздуховоды.

Определять подходящий тип системы и осуществлять расчет воздушного отопления производственного помещения должен опытный специалист. Учитываются такие факторы:

• тепловые потери;
• необходимый температурный режим;
• количество прогреваемого воздуха;
• мощность и вид воздухонагревателя.

Преимущества и недостатки

Важными преимуществами можно считать быстрый прогрев воздуха, возможность совмещения отопления с вентиляцией. Недостаток связан с общеизвестным законом физики: теплый воздух поднимается вверх. Под потолком создается более теплая зона, чем на уровне человеческого роста. Разница может составлять несколько градусов. Например, в цехах с потолками высотой 10 м внизу температура может составлять 16 градусов, а в верхней части помещения – до 26. Для поддержания нужного теплового режима система должна работать постоянно. Такой нецелесообразный расход энергии заставляет владельцев искать иные методы обогрева зданий.

Схема воздушного отопления промышленного помещения

Лучистое отопление – экономичные системы для больших промзданий

Для обогрева производственных помещений устанавливают «светлые» и «темные» инфракрасные обогреватели. В качестве источника тепла используют природный или сжиженный газ. В зданиях, где по каким-либо причинам нельзя устанавливать газотехническое оборудование, монтируют подвесные излучающие панели.

Особенности работы разных видов инфракрасных обогревателей

В «светлых» обогревателях газ сжигают с помощью специальной горелки, температура поверхности которой может достигать 900 градусов. Раскаленная горелка обеспечивает необходимое излучение. «Темные» обогреватели (их еще называют «трубными» по виду конструкции) представляют собой излучатели с отражателями, которые предназначены для направления лучистой энергии в нужные зоны помещений. Трубные инфракрасные приборы меньше нагреваются (до 500 градусов) и отличаются менее жестким излучением, что значительно расширяет их сферу применения.

Подвесные излучающие панели универсальны, их широко используют в категорийных, производственных и складских помещениях всех типов. Системы работают с помощью промежуточного теплоносителя «пар/вода». Вода в приборах нагревается до 60-120 градусов, а пар – до 100-200. На сегодня это наиболее удобный и экономичный способ отопления производственных помещений и предприятий.

Плюсы и минусы лучистого отопления

Инфракрасные обогреватели отличаются такими бесспорными достоинствами:

• быстрый прогрев помещений (15-20 минут);
• возможность создания теплых зон в неотапливаемых помещениях;
• отсутствие потерь энергии на обогрев «лишней» площади»;
• минимальные теплопотери в системах, работающих без теплоносителя;
• экономия на обслуживании, поскольку не нужно менять фильтры, проверять, чинить насосы и т.п.;
• комфортный микроклимат: воздух не пересушивается, пол нагревается и служит вторичным источником тепла.

Нельзя устанавливать инфракрасные обогреватели:

• если высота потолков ниже 4 м;
• на производствах, где излучение влияет на качество продукции или технологические процессы;
• в помещениях пожарных категорий А, Б.

Как работает инфракрасный обогреватель

Выводы

Инфракрасные системы отопления производственных помещений более экономичны и удобны в эксплуатации, чем воздушные. Лучистые нагревательные приборы не способствуют распространению пыли, создают тепловые зоны на высоте человеческого роста, не сушат воздух. Излучение нагревает пол, благодаря чему люди в помещениях чувствуют себя более комфортно. В то же время существуют здания, где лучистое отопление неприменимо, и для них оптимальным будет воздушное.

Или отправьте быструю заявку

В условиях холодного времени года автономное отопление производственного помещения обеспечивает сотрудникам предприятия комфортные условия для работы. Нормализация температурного режима благотворно влияет также на сохранность зданий, станков и оборудования. Отопительные системы при единстве стоящей перед ними задачи имеют технологические различия. В одних используют водогрейные котлы для отопления производственных помещений, а в других применяют компактные обогреватели. Рассмотрим специфику производственного отопления и эффективность применения различных систем.

Требования к отоплению производственных помещений

При низких температурах отопление производственных помещений, как требует охрана труда, должно осуществляться в тех случаях, когда время пребывания там работников превышает 2 часа. Исключение составляют лишь помещения, в которых постоянное пребывание людей необязательно (например, редко посещаемые склады). Также не отапливают сооружения, нахождение внутри которых приравнивается к проведению работ вне зданий. Однако и здесь следует предусмотреть наличие специальных устройств для обогревания работающих.

Охрана труда предъявляет к отоплению производственных помещений ряд санитарно-гигиенических требований:

• прогрев воздуха внутри помещений до комфортной температуры;
• возможность регулировать температуру за счет количества выделяемой теплоты;
• недопустимость загрязнения воздуха вредными газами и неприятными запахами (особенно для печного отопления производственных помещений);
• желательность совмещения отопительного процесса с вентиляцией;
• обеспечение пожарной и взрывобезопасности;
• надежность отопительной системы при эксплуатации и удобство в ремонте.

Расчет отопления

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

Qт (кВт/час) =V*∆T *K/860

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.

Паровое отопление промышленных зданий

Обогрев производственного помещения с помощью пара позволяет поддерживать высокую температуру среды (до 100 градусов). При организации отопительного процесса не надо учитывать количество этажей. Довести температуру до необходимого значения можно в короткие сроки. Это касается как обогрева, так и охлаждения. Все оборудование, включая коммуникации, не занимает много места.

Паровой способ отопления оптимален, если производственное помещение требуется нагревать или снижать температуру периодически. Метод эффективнее, чем водяной.

Выделяют следующие недостатки:

• возникает сильный шум при эксплуатации;
• сложно регулировать расход пара;
• паровой способ не рекомендуется использовать в помещениях с аэрозолями, горючими газами, сильной пылью.

Водяное отопление промышленных объектов

Водяной обогрев уместен, если вблизи есть собственная котельная либо функционирует центральное водоснабжение. Основным компонентом в данном случае будет промышленный котел отопления, который может работать на газу, электричестве или твердом топливе.

Вода будет подаваться под высоким давлением и температурой. Обычно с ее помощью нельзя качественно обогреть крупные цеха, поэтому способ называют «дежурным». Но выявляют ряд достоинств:

• воздух спокойно циркулирует по помещению;
• тепло распространяется равномерно;
• человек может активно работать в условиях с водяным отоплением, оно абсолютно безопасно.

Нагретый воздух поступает в помещение, где смешивается с окружающей средой и температура уравновешивается. Иногда требуется снизить затраты энергии. Для этого с помощью фильтров воздух очищается и вновь используется для отопления промышленных зданий.

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.

Нормы СНиП для отопления производственных помещений

Прежде чем приступить к проектированию той или иной системы, задуматься о том, какой выбрать промышленный котел отопления, надо изучить следующие правила и выполнить их. Обязательно стоит учитывать потери тепла, ведь нагревается не только воздух в помещении, но и оборудование, предметы. Максимальная температура теплоносителя (воды, пара) - 90 градусов, а давление — 1 МПа.