CC BY
8СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА
(CONSTRUCTION & ARCHITECTURE)
УДК 697.9
Акименко Е.И.
студент-магистр, Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (г. Санкт-Петербург, Россия)
АНАЛИЗ ПРЕИМУЩЕСТВ СИСТЕМ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ ДЛЯ СКЛАДСКОГО ОБЪЕКТА
Аннотация: Задачу обеспечить эффективное и экономически выгодное отопление берет на себя система воздушного отопления монообъемных помещений. Воздушное отопление склада или производства на сегодняшний день является наиболее универсальной и энергоэффективной системой, которая обеспечивает быстрый нагрев и, при необходимости, может включает в себя систему приточной вентиляции и фильтрации, наполняя помещения свежим, чистым воздухом.
Ключевые слова: воздушное отопление, отопление.
Воздушное отопление — способ обогрева помещений подачей в него нагретого (теплого) воздуха.
Главный элемент этой системы — теплогенератор, а главные элементы теплогенератора — горелка и теплообменник. Раскалённые продукты сгорания проходят через теплообменник внутри, снаружи теплообменник обдувается воздухом. За счёт непосредственного теплообмена воздух нагревается, обычно до 45—70°С, после чего подается непосредственно в помещения или распределяется по системе воздуховодов. По обратным воздуховодам или через решетки в корпусе воздух возвращается обратно в теплогенератор.
Типы отопительных контуров воздушного отопления:
1. Закрытая схема. Аналог водяного отопления с тем отличием, что в контуре циркулирует не жидкость, а воздух. Нагреватель канального типа разогревает поток, который движется по уложенным в комнатах трубам-воздуховодам. В результате они нагреваются и отдают тепло в помещение. Основной недостаток — в процессе эксплуатации воздуховоды постепенно изнашиваются, что приводит к неравномерному распределению тепла и, как следствие, ухудшению качества отопления.
Износ происходит по причине чередования фаз расширения/сужения в результате нагрева и последующего остывания. В стенках деталей появляются трещинки, стыки разбалтываются. Исправить положение можно только в случае полной замены оборудования, что очень трудоемко. Поэтому закрытые схемы используют очень ограничено.
2. Открытая схема. Теплогенератор любого типа разогревает воздушные потоки, которые по воздуховодам подаются в отапливаемые комнаты. Здесь они выходят наружу и смешиваются с воздухом в помещении, который от этого нагревается. По мере остывания потоки опускаются к полу и попадают в каналы, ведущие к теплогенератору, где опять нагреваются, и процесс многократно повторяется. Открытая схема лишена недостатков закрытой. Она более эффективна и практична, поэтому используется чаще всего.
В рабочих схемах применяют два принципа циркуляции потоков:
1. Естественная циркуляция. Для функционирования гравитационной системы, как ее еще называют, используют свойство разогретых газов подниматься. Теплогенератор устанавливается в нижней части строения. Нагретые им потоки самотеком поступают по каналам-воздуховодам в комнаты. Через отверстия в потолке или верхней части стены они выходят в помещение и нагревают его. Остывшие массы опускаются к полу, попадают в заборники воздуховодов и направляются к теплообменнику.
Схема очень простая и дешевая в реализации, но имеет ряд недостатков. Прежде всего, это ограниченный радиус действия. В среднем, он не превышает 8,5-10 метров. Больше удалить теплогенератор от отапливаемых площадей не получится. Скорость циркуляции невелика, поэтому на обогрев холодного помещения уйдет довольно много времени. Помимо этого, есть ограничение на размещение вентиляционных отверстий. Они должны располагаться строго сверху и снизу стен, иначе циркуляции не будет.
2. Принудительная циркуляция. Для движения потоков используют вентиляционные установки. Они обеспечивают достаточную скорость циркуляции потока на всем протяжении каналов-воздуховодов. Мощность и количество установок зависит от длины и конфигурации воздуховодных шахт. Стоимость принудительных систем значительно выше, чем естественных, но в целом они более выгодны.
Так, за счет высокой скорости воздухообмена, к теплогенератору поступает прохладный, а не холодный, как в гравитационной системе, воздух. На его нагрев уходит намного меньше энергии, поэтому обогрев получается экономичным. С принудительной циркуляцией комната прогревается очень быстро, а отверстия шахт можно размещать в любом удобном месте. На скорость воздухообмена это не повлияет.
По принципу работы системы отопления помещений воздухом можно разделить на 3 типа:
- Прямоточная система
- Система с частичной рециркуляцией
- Рециркуляционная система
Полностью рециркуляционные системы воздушного отопления позволяют минимизировать эксплуатационные затраты, т.к. забирают уже нагретый воздух из помещений. Данная система может применяться в сооружениях, где допускается рециркуляция воздуха и не требуется большое
количество свежего воздуха, например, такая система идеально подойдет для складов и терминалов хранения.
Отопление воздухом с частичной рециркуляцией является наиболее гибкой. Такая система может действовать в различных режимах; в помещениях помимо частичной могут осуществляться полная замена, а также полная рециркуляция воздуха. При этих трех режимах система работает как отопительно-вентиляционная, чисто вентиляционная и чисто отопительная. Все зависит от того, забирается ли и в каком количестве воздух снаружи, и до какой температуры нагревается воздух в воздухонагревателе. Такой тип системы подходит практически для любого типа зданий и сооружений.
Прямоточная система отопления воздухом отличается самыми высокими эксплуатационными и первоначальными затратами. Ее применяют, когда требуется вентиляция помещений в объеме не меньшем, чем объем воздуха для отопления (например, в помещениях, где выделяются взрыво и пожароопасные вещества, а также вещества вредные для здоровья людей или обладающие неприятным запахом). Для уменьшения эксплуатационных затрат в прямоточной системе при сохранении ее основного преимущества — полной вентиляции помещения — используют систему с рекуперацией, где дополнительно применяется воздухо-воздушный теплообменник, позволяющий утилизировать часть теплоты уходящего воздуха для нагревания приточного наружного воздуха.
Требования к оборудованию для воздушной нагревательной системы:
Нормы проектирования системы воздушного отопления закреплены в [1] и [2]. Соблюдение регламентных требований - важное условие штатного и безопасного функционирования оборудования.
Особенности воздушного отопления:
К особенностям воздушного отопления можно отнести повышенную шумность и подвижность воздушных потоков в местах установки оборудования.
Эти факторы возникают при использовании мощных тепловых пушек и калориферов, а также стационарных теплогенераторов высокой мощности без системы воздуховодов. Однако в большинстве случаев данные особенности не имеют решающего значения и допускаются санитарными нормами для помещений соответствующего назначения.
Преимущества воздушного отопления на производстве, складе или торговом комплексе:
• Быстрый нагрев воздуха и самого помещения;
• Экономия энергоносителя за счет возможности снижения температуры в ночные часы, в выходные и праздничные дни;
• Отсутствие риска разморозки и протечки системы отопления;
• Возможность совмещения с вентиляцией и комплексной многоступенчатой фильтрацией воздуха;
• По желанию - в систему может быть интегрирована функция увлажнения воздуха, что особенно актуально для помещений с нормируемым уровнем влажности.
• Отсутствие капитальных затрат на строительство котельной. Оборудование может быть размещено как внутри, так и снаружи помещения, т.е. просто на улице.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. СП 60.13330.2020. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. - М.: Минстрой России, 2020. - 149 с.
2. СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». - М.: Госстрой России, 2004.
Akimenko E.I.
Master's student, Department of heat and gas supply and ventilation, Faculty of continuous forms of education.
Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering
(Russia, Saint Petersburg)
ANALYSIS OF THE ADVANTAGES OF AIR HEATING SYSTEMS IN WAREHOUSE BUILDINGS
Abstract: the task of providing efficient and cost-effective heating is assumed by the air heating system of mono-volume rooms. Air heating of a warehouse or production is by far the most versatile and energy efficient system that provides fast heating and, if necessary, can include a supply ventilation andfiltration system, filling the premises with fresh, clean air.
Keywords: air heating system, heating.
