Воздушное отопление складских помещений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Воздушное отопление складских помещений

Дарья Сергеевна Каштанова

Александр Александрович Ивашкевич

Абстракт

вентиляция воздушный отопление складской

Исследование посвящено производственным зданиям, которые характеризуются периодическими резкими снижениями температуры и необходимостью поддержания особых условий микроклимата, а также затрудняющим или невозможным использование конвекционного отопления. Уделено внимание различным вариантам воздушного отопления. Раскрыты их преимущества и недостатки, определена экономическая и энергетическая эффективность. В статье рассматривается вариант совмещения системы вентиляции и воздушного отопления для складского помещения, который позволяет обеспечить высокую энергетическую эффективность и равномерность параметров воздуха в объеме рассматриваемого объекта.

Ключевые слова: воздушное отопление, вентиляция, энергоэффективность, тепловой комфорт, микроклимат, водяная система.

Air heating of storage facilities

Abstract

The study focuses on industrial buildings, which are characterized by periodic sharp drops in temperature and the need to maintain special microclimate conditions, as well as making it difficult or impossible to use convection heating. Attention is paid to different variants of air heating. Their advantages and disadvantages are disclosed, the economic and energy efficiency is defined. The article deals with the variant of combination of ventilation and air heating system for a warehouse which makes it possible to ensure high power efficiency and evenness of the air parameters in the volume of the object under consideration.

Keywords: air heating, ventilation, energy efficiency, thermal comfort, microclimate, water system.

Введение

Современные здания сложно представить без оборудования и приборов, создающих комфортную климатическую среду. Правильный выбор, грамотное проектирование и качественный монтаж системы отопления - залог тепла и уюта в доме в течение всего срока службы. Чтобы правильно подобрать систему отопления, необходимо рассматривать различные варианты, учитывать особенности нагревательных приборов, трубных систем, и их монтажа. В случае производственных и складских помещений не всегда можно использовать традиционные подходы. Как правило, эти здания характеризуются большими размерами цеха в плане и значительной высотой, что усложняет равномерное поддержание параметров воздуха во всем объеме складирования. При проектировании складских зданий следует опираться на нормативную базу [1-2].

Особенностью современных складов является их большая насыщенность технологическим транспортным оборудованием, высокая степень механизации технологического процесса, малое количество обслуживающего персонала. Кроме того, в свободных пространствах между стеллажами перемещаются погрузчики, с помощью которых обеспечивается загрузка товара на полки, и ярусы, а также снятие товара с полок. Поэтому какие-либо выступающие изделия в зоне работы погрузчиков являются недопустимыми. Требования к параметрам воздуха в складских помещениях, как правило, определяются техническим заданием на проектирование. Отопление складского помещения должно быть зонированным и быстро реагирующим на изменения параметров микроклимата в конкретных зонах.

1. Воздушное отопление

Системы воздушного отопления используются человеком ещё с давних времён. Они были описаны ещё до нашей эры и довольно часто использовались для отопления помещений замков и обычных домов. Такие системы напоминали прямоточные. Наружный воздух нагревался, соприкасаясь с внешней поверхностью специальной огневоздушной печи или дымоходов, и поступал в отапливаемые помещения. Такие системы одновременно выполняли и задачу вентиляции помещений. Но они являются наименее эффективными из всех, потому что, когда в помещении нет людей и вентиляция вроде бы не нужна, тепловая энергия все равно тратится на нагрев наружного воздуха, так как он требуется для реализации функции отопления. Из-за необходимости устройства специальных каналов для движения воздуха они отличаются высокими первоначальными капитальными затратами.

Со временем произошло разделение систем вентиляции и отопления. Теперь не надо было тратить лишнее тепло, когда людей нет в помещении, ведь нагревался непосредственно внутренний воздух помещений. Появились системы с местными нагревательными приборами - водяные, паровые. Но в помещениях с большим объемом они показали плохую эффективность. Из-за большой величины тепловых потерь приходилось вдоль стен ставить мощные нагревательные приборы, и они создавали интенсивные восходящие потоки, которые уносили все тепло в верхнюю зону помещения. А нижняя зона так и оставалась холодной. Поэтому пришлось применять другие варианты отопления - теплый пол и воздушное.

Старые здания не имели такой эффективной тепловой изоляции, как современные (R стены было на уровне 0,5-1, а сейчас 3,5-5). Поэтому охлаждение воздуха на большой поверхности играло крайне негативную роль. Из-за него в центре помещения формировался устойчивый ниспадающий холодный поток, который переохлаждал обслуживаемую зону (рис.1). Именно поэтому требовалось как-то перемешивать воздух в помещении. И проще всего это было сделать при помощи воздушного отопления.

Рисунок 1. Схема устойчивого ниспадающего холодного потока

Воздушное отопление возможно осуществлять только струями, так как без них нет перемешивания воздуха.

Необходимость создания мощных струй не позволяет использовать воздушное отопление в тех помещениях, где технологией ограничивается подвижность воздуха в помещении.

Воздушное отопление используется в промышленных и общественных зданиях при рециркуляции воздуха или совмещении с системами общеобменной приточной вентиляции и кондиционирования воздуха.

В настоящее время воздушное отопление основано на передаче теплоты потоку воздуха в теплообменном агрегате от пара, горячей воды или от электрических нагревательных элементов и других теплоисточников.

При воздушном отоплении воздух нагревается в воздушно - отопительном агрегате до температуры, более высокой, чем температура воздуха отапливаемого помещения. Затем воздух поступает в отдельные помещения по воздуховодам. Это довольно громоздкие конструкции, выполненные из прочного металла. Сечение воздуховодов значительно больше, чем диаметр трубы водяного отопления. Теплый воздух просто наполняет комнаты через специальные решетки.

Системы воздушного отопления по способу создания циркуляции воздуха разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побуждением движения воздуха с помощью вентилятора.

Для работы гравитационной системы используется свойство горячего воздуха подниматься вверх. Но подавать отопление воздухом с высокой температурой крайне проблематично. Поэтому наилучшие результаты получаются при подаче больших расходов при относительно небольших перепадах температур приточного и внутреннего воздуха. При различной плотности воздуха в вертикальных частях возникает естественное движение воздуха в системе. При применении вентилятора в системе создается вынужденное движение воздуха.

Главное достоинство подобных систем - отсутствие шума и вибрации

Но недостатков в такой системе довольно много. Во-первых, скорость подъема воздуха - невелика. Во-вторых, выходы воздуховодов чаще всего приходится располагать в верхней части помещения, что не всегда может быть удобным. В-третьих, гравитационное воздушное отопление имеет ограниченный радиус действия.

Системы с механическим побуждением обязательно оборудуются отопительными агрегатами, мощность которых зависит от объема отапливаемого помещения. Воздух нагревается в отопительной установке, а затем благодаря оборудованию продвигается по воздуховодам к отапливаемому помещению. Подается воздух преимущественно сосредоточенной подачей одной или несколькими горизонтальными или вертикальными струями.

Рециркуляционная система обогрева осуществляется с использованием замкнутого цикла. Принцип работы этой системы заключается в прохождении воздушных масс из помещения через воздушно-отопительный агрегат. Воздушно-отопительный агрегат обычно состоит из: калорифера, вентилятора и решетки с поворотными направляющими жалюзи.

Рисунок 2. Воздушно-отопительный агрегат АО2-6,3 П

Таблица 1. Значения скоростного и температурного коэффициентов воздухораспределителей

Воздух на рециркуляцию или вытяжку рекомендуется забирать с верхней зоны помещения, потому что именно туда и всплывает часть теплого подогретого воздуха, и именно там температура воздуха выше. Значит, на его нагрев потребуется меньше тепла. Именно забор из верхней зоны постоянно удаляет оттуда всплывающий теплый воздух и предотвращает образование устойчивой тепловой подушки под потолком.

Такая система является максимально эффективной, поскольку потери тепла практически исключены. Именно эту систему чаще всего используют, когда в соответствии с приложением Б [3] допускается воздушное отопление, например, для отопления складов.

Система с частичной рециркуляцией может действовать в различных режимах: вентиляционная, отопительная, комбинированная (отопительно-вентиляционная).

2. Преимущества и недостатки системы воздушного отопления

Основными преимуществами систем воздушного отопления помещений больших объемов являются:

низкая тепловая инерция, а значит большая гибкость при изменении нагрузки на систему отопления;

более простая реализация в помещениях с крупногабаритным оборудованием;

возможность установки дополнительного оборудования, которое используется для поддержания оптимального микроклимата;

значительно меньшее количество агрегатов, и более простая разводка трубопроводов теплоснабжения, по сравнению с водяной системой с местными нагревательными приборами.

Есть и у системы воздушного отопления недостатки:

относительно высокая стоимость, если объем помещения меньше 80 м2, то устанавливать в нём воздушное отопление не целесообразно и дорого.

у воздуха как теплоносителя более низкая теплоотдача, чем у воды, поэтому и объем необходимого теплого воздуха, который надо подать - выше.

3. Экономическая эффективность

Воздушное отопление выгодно тем, что один воздушно-отопительный агрегат может иметь достаточно большую мощность (до 300 кВт). Это позволяет уменьшить количество агрегатов и упростить разводку трубопроводов системы их теплоснабжения. Из-за меньшего количества агрегатов уменьшается и требуемое количество достаточно дорогих устройств регулирования (элементов автоматики), что снижает начальные капитальные затраты. С применением в системах автоматики дистанционной беспроводной связи между устройствами появилась возможность достаточно просто осуществлять зональное регулирование температуры воздуха в помещениях, управляя отдельными отопительными агрегатами.

Обслуживание систем воздушного отопления существенно проще, чем водяных систем с местными нагревательными приборами. Высокая скорость движения теплоносителя в трубках калориферов значительно снижает возможность их загрязнения, по сравнению с радиаторными системами, поэтому упрощается промывка систем. Все это ведет к снижению текущих затрат на обслуживание систем.

За счет эффективного перемешивания внутреннего воздуха исключается перегрев верхней зоны помещения, что снижает затраты теплоты на отопление.

Малая инерционность систем позволяет быстрее реагировать на изменение температурной обстановки в помещении и тем самым уменьшить колебания температуры воздуха и избежать лишних затрат энергии.

Заключение

Воздушное отопление - самый подходящий вариант для больших промышленных и складских зданий. Такая система с экономичным и высокоэффективным оборудованием позволит минимизировать затраты финансов и времени на запуск и дальнейшее обслуживание.

Библиографические ссылки

1. СП 56.13330.2011 Производственные здания.

2. СНиП 31-04-2001 Складские здания.

3. СП 60.13330.2020 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

4. Сканави А.Н. Махов Л.М. Отопление: учебник для вузов. - М.: Издательство АСВ, 2002. - 576 с.

5. Свистунов В.М. Пушняков Н.К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства - М: Издательство Политехника, 2012. - 167 c.

6. Баландина Л.Я., Вишневский Е.П. Вентиляция крупных промышленных зданий и общественных сооружений // Труды VII-го съезда АВОК, 2000.

7. Тиатор И. Отопительные системы / Перевод с нем. Т.Н. Зазаевой, под ред. Н.Д. Маловой. - М.: Издательство Техносфера, 2006, 272 с.

8. Воздушное отопление промышленных объектов. URL: https://tkstm.ru/blog/vozdushnoe-otoplenie/vozdushnoe-otoplenie-promyshlennykh-obektov/ (дата обращения 10.12.2021).

9. Воздушное отопление производственного помещения. URL: https://otoplenie-doma.org/vozdushnoe-otoplenie-proizvodstvennogo-pomeshheniya.html (дата обращения 10.12.2021).

10. Воздушное отопление: всё про воздушные системы отопления. URL: https://sovet-ingenera.com/otoplenie/razvodka-o/sistemy-vozdushnogo-otopleniya.html (дата обра-щения 10.12.2021).

11. Воздушное отопление. URL: https://eservo.ru/uslugi/montazh/vozdushnoe-otoplenie/ (дата обращения 10.12.2021).

12. Паровой воздушно-отопительный агрегат. URL: https://promsnabob.ru/otopitelnoe-oborudovanie/vozdushno-otopitelnye-agregaty/parovye/rossiya/ao2-p/6-3/(дата обращения 10.12.2021).

13. Отопление производственных помещений. URL: https://ventbazar.ua/blog/otoplenie-proizvodstvennyx-pomeshhenij.html (дата обращения 10.12.2021).

14. Богословский В.Н. Отопление 1991 // Стройиздат. Москва. URL: https://bookree.org/reader?file=531376 (дата обращения 10.12.2021).

15. Хрусталев Б.М., Кувшинов Ю.Я., Копко В.М. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. - М.: Издательство АСВ 2010. - 20 с.

Размещено на Allbest.ru