Применение воздушной системы отопления допускается во всех производственных зданиях, а лучистой только в помещениях категорий В2, В3, В4, Г и Д. [1]
Лучистое отопление может быть реализовано с помощью газовых инфракрасных излучателей (ГИИ). Принцип действия ГИИ основан на том, что в нем сжигается газ для обогрева излучающей поверхности, которая согревается за счет прямого контакта со сжигаемыми газами. Излучение инфракрасных излучателей может находиться как в видимой части спектра (инфракрасные излучатели светлого типа), так и в невидимой части спектра (инфракрасные излучатели темного типа).[2]
У инфракрасных излучателей светлого типа горение газа происходит непосредственно на излучающей поверхности, т.е. открыто и небезопасно, а у излучателей темного типа процесс горения происходит в полностью закрытом пространстве.[2] Источник излучения светлых ГИИ – пористая керамическая пластина, которая нагревается беспламенным поверхностным сжиганием газа. Открытое сжигание газа в инфракрасных излучателях светлого типа обуславливает более жесткие ограничения их использования в соответствии с требованиями противопожарных норм, регламентирующих расстояния до конструкций помещения.
В темном излучателе смесь воздуха и газа сжигается в металлическом закрытом корпусе, который обогревается самим пламенем и продуктами сгорания. Излучатель характеризуется более низкой лучистой эффективностью, которая колеблется в диапазоне 45–60%. Эта эффективность достигается с помощью так называемого рефлектора, который образует зеркальную плоскость, отражающую излучения в необходимом направлении. Волна распространяется не прямолинейно, а изгибается, поэтому требуется рефлектор специальной формы.[3]
Воздушное отопление может быть реализовано на основе газовых воздухонагревателей. По способу нагрева воздуха есть воздухонагреватели с применением непрямого нагрева воздуха и воздухонагреватели прямого нагрева (так называемого смесительного типа).
Непрямой нагрев приточного и/или рециркуляционного воздуха происходит с помощью камеры сгорания и теплообменника, продукты сгорания выводятся через дымоход.
Прямой нагрев – это когда пламя горелки напрямую нагревает воздух. Такие воздухонагреватели экономически более выгодны из-за меньшей металлоемкости. Данные агрегаты особенно целесообразно использовать при больших кратностях воздухообмена, когда уровень вредностей, выделяемых внутри помещения, значительно превышает уровень продуктов сгорания от газовых воздухонагревателей прямого нагрева: литейное производство, сварочные цеха и т.д.[4]
В системах воздушного отопления часто температура воздуха в районе потолка выше, чем в районе пола, так как более теплый воздух поднимается вверх, а это ведет к неравномерности распределения температуры по высоте помещения и непроизводительным потерям тепла в районе кровли. Поэтому мощность отопительной установки увеличивается в зависимости от высоты помещения.
В установках лучистого отопления вследствие направленного излучения в рабочую зону помещения и передачи тепла непосредственно обогреваемым поверхностям, а не воздуху, отсутствует необходимость приращения мощности установки. Кроме этого, в помещениях отапливаемых приборами лучистого отопления температура воздуха может быть немного ниже традиционно расчетной, в то время как поверхности стен и оборудования имеют температуру выше, что в целом дает то же ощущение комфорта для людей в помещении.[5]
В дополнение к вышесказанному, можно определить следующие преимущества систем лучистого инфракрасного отопления:
- уменьшение теплопотерь помещения и создание более комфортных условий для помещения благодаря отсутствию застоя теплого воздуха в районе кровли;
- отсутствует движение воздуха и пыли, образующихся при различных технологических процессах, за счет чего улучшаются условия комфортности в помещении;
- обогрев отдельных зон или рабочих мест без необходимости обогревать целиком все помещение, давая возможность поддерживать различную температуру в различных зонах.
Системы воздушного отопления обретают все больше популярности благодаря целому ряду преимуществ по сравнению с классической водяной системой отопления и гораздо меньшему количеству ограничений в применении по сравнению с системой инфракрасного отопления.
- У воздушного отопления уровень инерционности минимальный. Температура в помещении начнет расти, как только оборудование будет приведено в действие.
- Воздух в данном случае нагревается равномерно, по всему объему помещения.
- Воздушную отопительную систему можно совмещать с системой приточной вентиляции и кондиционирования.
- Регулярная смена и очистка воздуха.
- Теплоносителем в данной системе выступает воздух – это делает ее наиболее безопасной.
- Оборудование для воздушного отопления работает максимально быстро – за непродолжительное время можно обогреть помещение большого объема.
- Выгодное применение данных установок в помещениях большого объема, т.к. обеспечивается оптимальный режим для ограждающих конструкций из-за равномерности распределения теплоты в помещении и ограждающих конструкциях.
- Автономность системы теплоснабжения приточных установок позволяет повысить надежность системы отопления здания.
Вместе с достоинствами каждое оборудование имеет и ряд недостатков. При использовании лучистой системы отопления следует обращать внимание на следующие особенности:
- не везде возможно применение данных агрегатов:
а) по пожарным нормам (температуры поверхности панелей лучистого отопления выше 150°C); б) при наличии вещей, нагрев которых не желателен (кран-балки, товары и материалы ухудшающие свои потребительские качества при тепловом облучении); в) наличие зоны тени внизу и зоны повышенного нагрева на предметах расположенных в верхнем поясе помещения (товар на стеллажах, станки, повышенное облучение человека);
- не весь тепловой поток инфракрасного обогревателя передаётся излучением, 15-25% полезной теплоты идёт на нагрев воздуха, который в подавляющем большинстве остаётся под потолком;
- у подавляющего большинства производителей 30-45% лучей с дефлекторов попадают обратно на излучающую трубу, перегревая её, а также в начале трубы пламя горелки перегревает трубу выше 400°С (до 600°С), что ведет к уменьшению срока службы обогревателя;
- при температуре выше 400°С излучается длина волны вредная для человека;
- при использовании светлых излучателей выжигается кислород, образуются окислы углерода и других вредных веществ за счёт пригорания пыли к излучателям;
- сложная эксплуатация и профилактика, т.к. газопровод, горелка и дымоход располагаются под потолком помещения.
Если рассматривать воздушное отопление, то можно выделить следующие недостатки:
- шум при работе системы, создаваемый вентиляторами;
- наличие в воздухе пыли, если на выходные отверстия не поставлены специальные фильтры;
- разница температур на уровне потолка и пола. Это ведет к усилению мощности оборудования зимой;
- большой диаметр или сечение воздуховодов при организации автономных канальных систем, что обуславливает необходимость организации достаточно крупных технологических отверстий в стенах и других ограждающих конструкциях;
- зависимость системы от электричества.
Таким образом, можно сделать вывод, что использование воздушной системы отопления экономически и функционально более выгодно, т.к. данная система позволяет решить вопрос не только отопления, но и вентиляции, засчет чего снижаются капитальные затраты. Кроме того использование системы воздушного отопления благодаря равномерному распределению теплоты по всему объему помещения позволяет сохранить и увеличить срок службы ограждающих конструкций.
Библиографическая ссылка
Саулина Т.А., Спирина Е.А. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОЗДУШНОЙ И ЛУЧИСТОЙ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ НА БАЗЕ ГАЗОГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 5. ;URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=17333 (дата обращения: 19.04.2024).