VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Одним из прогрессивных методов отопления помещений большой площади является лучистое отопление, которое, по сравнению с традиционным паровым и газовым отоплением, требует значительно меньших затрат. Экономия достигается как в потреблении сжигаемого топлива, так и в процессе эксплуатации, ремонта и монтажа.

Инфракрасные газовые излучатели – это вид обогревательных приборов, который дает возможность производить точечный или зональный обогрев. Принцип работы инфракрасного обогревателя схож с эффектом солнечного излучения. Тепловые лучи поглощаются различными поверхностями и стенами, потолком, полом, а затем поверхности нагревают воздух в рабочей зоне помещения. В настоящее время для промышленного отопления больших площадей используется три вида газовых излучателей:

- «светлые», с открытой атмосферной газовой горелкой, не имеющей организованного отвода продуктов горения, и температурой излучающей поверхности t_пов более 600 °С, угол ядра излучения 60 ⁰;

- «темные», с вентиляторным газогорелочным блоком, отводом продуктов сгорания за пределы помещения и температурой излучающей поверхности t_пов 350-450 °С, угол ядра излучения 90-120 ⁰;

- «сверхтемные», с пониженной температурой излучающей поверхности (150-200°С), угол ядра излучения 360°.

Из особенностей применения таких излучателей для отопления производственных зданий можно отметить следующее: размещение установок инфракрасных газовых излучателей следует предусматривать в верхней зоне помещения на высоте не менее 4 м от поверхности пола обогреваемой зоны. Допускается снижение до высоты 2,8 м от отметки пола при условии использования защитного рассеивающего листа [4].Температуру воздуха, нагреваемую инфракрасным излучателем, следует рассчитывать с учетом требований [1], но принимать не менее чем на 20% ниже температуры самовоспламенения газов, паров, аэрозолей и пыли, выделяющихся в помещении. Технологическое оборудование с наличием горючих материалов, а также места хранения горючих и трудно горючих материалов должны быть защищены от воздействия газовых излучателей негорючими теплоизоляционными материалами или экранами. Продукты сгорания излучателей могут удаляться из помещения наружу через дымоходы или попадать в помещение и в дальнейшем удаляться вентиляцией. Газовые излучатели допускается применять при условии удаления продуктов сгорания, обеспечивая ПДК вредных веществ в воздухе рабочей или обслуживаемой зоны ниже допустимых величин [1]. При размещении инфракрасных газовых излучателей на стенах производственных помещений они не должны находиться в зоне прямого воздействия инфракрасного излучения на глаза человека.

Интенсивность инфракрасного облучения поверхности туловища, рук и ног человека должна быть не выше 25 Вт/м² при температуре воздуха, соответствующей нижней границе оптимальных величин, и не выше 50 Вт/м² при температуре воздуха производственных помещений, соответствующей нижней границе допустимых величин, указанных в [2]. При понижении температуры воздуха интенсивность инфракрасного облучения поверхности туловища, рук и ног должна повышаться на 25 Вт/м² на каждый градус снижения температуры, начиная от нижней границы нормативных величин.

Рассмотрим достоинства и недостатки излучателей. Одним из главных недостатков газовых инфракрасных излучателей является пересыхание поверхности кожи. Поверхность кожи, обращенная к инфракрасному источнику, нагревается, влага с нее испаряется, при этом подкожные слои не успевают нагреться, нарушаются механизмы терморегуляции организма. Происходит высыхание кожи, иногда ожоги. При интенсивности облучения обнаженной поверхности тела до 175 Вт/м² отмечено наличие денатурационных процессов в молекулах белка, нарушение проницаемости клеточных мембран, появление аутоантигенных свойств. При чрезмерном воздействии ИК-излучения происходит термальное поражение сетчатой оболочки глаз, а также хрусталика глаза, что может привести к развитию катаракты. Нормы безопасного инфракрасного излучения указаны в [2] и регламентируют допустимую интенсивность ИК-облучения поверхности тела человека [Табл.1].

Табл.1 Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников.

Облучаемая поверхность тела, %

Интенсивность теплового облучения, Вт/м² , не более

50 и более

35

25-50

70

не более 25

100

Так же основной недостаток ИК-обогревателя заключается в длительном прогреве большого по площади помещения и интенсивное световое излучение, что может доставить некоторое неудобство при использовании обогревателей ночью.

Но наряду с этими недостатками, инфракрасные излучатели обладают рядом достоинств. Основным преимуществом инфракрасных обогревателей является возможность не рассеивать тепло, а нагревать объекты и поверхности. Теплый воздух поднимается к потолку и постепенно остывает. На уровне 1,5-2 м его температура будет ниже на 2-3 градуса, чем у поверхности пола, что создает комфортные условия в помещении. Работа инфракрасного обогревателя не вызывает движения воздуха в помещении. В тоже время они способны создать тепловую завесу. Предметы, которые попадут в зону действия инфракрасного обогревателя, будут иметь температуры чуть выше, чем воздух в помещении, а это значит, что контакт человека с ними не вызывает неприятных ощущений.

Еще одним преимуществом инфракрасных обогревателей является тот факт, что они практически не «сжигают» кислород. Инфракрасные системы не осуществляют конвекцию (циркуляцию) воздушных масс. При использовании инфракрасного отопления можно избежать нерационального распределения температуры и снизить теплопотребление помещения (до 40%). Инфракрасные обогреватели не вызывают неприятных и вредных запахов, не вызывают головной боли, а вероятность отравления или воспламенения при их использовании сведена практически к нулю, благодаря автоматике горелки.

Окупаемость инфракрасных систем выше в 2–3 раза окупаемости традиционных систем отопления. Использование лучистых отопительных систем, как прогрессивных и эффективных отопительных систем, предоставляет много выгод с точки зрения образования рабочей среды:

– децентрализованное использование природного газа обеспечивает его рациональное применение с высоким КПД и более простое регулирование температур в рабочих зонах;

– на рабочих местах обеспечивается тепловой комфорт, поскольку температура воздуха на полу на 2–3 °С выше, чем на высоте 1,5 м над полом;

– экономичность системы достигается за счет снижения эксплуатационных затрат (в 3–4 раза).

Таким образом, наиболее эффективным и современным способом отопления производственных зданий является применение инфракрасных газовых излучателей. Сочетание небольших затрат на монтаж и эксплуатацию с высокой эффективностью инфракрасных газовых излучателей обеспечивают их широкое применение для отопления производственных зданий.

Список использованных источников

1. СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 : утв. Приказом Минрегион России от 30.06.2012 г. №279 : дата введ. 01.01.2013. - 56 с.

2. СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений : утв. и введен в действие Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 1 октября 1996 г., № 21.

3. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 : утв. Приказом Минрегион России от 30.06.2012 г. №265 : дата введ. 01.01.2013- 96с.

4. СТОГАЗПРОМРД1.2-137-2005 Рекомендации по проектированию систем газового лучистого отопления и газового воздушного отопления производственных и общественных зданий: введен распоряжением ОАО "Газпром" от 14 января 2005 г. № 2 с 11.02.2005 г.

Код для цитирования: Скопировать