Visão geral dos sistemas de aquecimento industrial: caldeiras, radiadores, bombas, aquecedores infravermelhos

A questão da organização do aquecimento das instalações industriais é decidida na fase de projeto. Isso leva em consideração todos os possíveis fatores de influência - externos e internos. Eles determinam a escolha do esquema ótimo, levando em consideração a minimização de custos e um efeito positivo no processo de produção. Em que elementos os sistemas de aquecimento industrial consistem: caldeiras, radiadores, bombas ou outro equipamento adicional?

Requisitos para a organização do aquecimento industrial

Ao criar um sistema para manter o regime de temperatura exigido nas instalações de produção, os padrões atuais são obrigatoriamente observados. A maioria deles são descritos em SP 2.2.1.1312-03... De acordo com este documento, são selecionadas baterias de aquecimento industrial, caldeiras e outros elementos do sistema.

O primeiro passo é determinar o tipo de sistema de aquecimento. Atualmente, existem 2 tipos - zonal e geral. O primeiro destina-se à manutenção pontual do regime de temperatura. Na maioria das vezes, são sistemas de aquecimento industrial infravermelho. Eles são caracterizados por uma operação econômica e a capacidade de ajustar rapidamente o grau de aquecimento.

Se for necessário manter o nível de temperatura em todo o volume da sala, então a melhor opção seria instalar um circuito de tubulação. Pode ser aquecimento industrial a gás, caldeiras elétricas ou de combustível sólido. Além disso, os seguintes fatores são levados em consideração ao escolher um esquema específico:

• Características do processo de produção... Em particular, o nível de temperatura ideal e a possibilidade de sua regulação rápida;
• Perda de calor do edifício... Nem sempre é possível fazer um isolamento eficaz. Neste caso, é melhor instalar um aquecimento de ar industrial de zona;
• Custo de energia... Em maior medida, refere-se aos custos de produção planejados, que acabarão por afetar o custo de produção;
• O custo do equipamento, componentes e custos trabalhistas para sua instalação... De acordo com este parâmetro, os mais eficazes são os infravermelhos e o aquecimento do ar das instalações industriais.

Para determinar a melhor opção, você precisa realizar muitos cálculos. Mas já existem "vantagens" e "desvantagens" bem conhecidas, características de certos sistemas.

SP 2.2.1.1312-03 não fornece recomendações sobre a escolha de um sistema de aquecimento específico. Este documento regulamentar descreve os requisitos obrigatórios para o regime de temperatura de aquecimento e ventilação.

Elementos industriais de aquecimento de água quente

Este sistema será a melhor opção se você precisar manter um nível de temperatura confortável em toda a área ou em uma grande área da sala de produção. É semelhante ao esquema de aquecimento autônomo, com exceção de algumas nuances. O principal deles é o longo comprimento da linha de transporte para as caldeiras de refrigeração e aquecimento a gás industrial ou seus análogos operando com um tipo diferente de combustível.

Existem dois tipos de aquecimento de água de um edifício industrial - autónomo e ligação a uma rede de aquecimento.Para este último, uma unidade de elevador é necessariamente organizada, o que reduz as leituras da temperatura do refrigerante e sua pressão ao normal.

Para um sistema autônomo, são utilizadas caldeiras de aquecimento industrial. Eles diferem não apenas em potência, mas também no tipo de portador de energia usado. Além disso, é dada atenção especial ao design dos radiadores. A especificidade reside no fato de que para instalações industriais com área pequena (até 200 m²) e média (até 500 m²) com pé-direito de até 3 m, é necessário garantir a máxima transferência de calor. Para isso, convectores industriais para aquecimento de água quente devem ter uma grande área.

O que pode substituir os caros radiadores de aquecimento industrial? A melhor opção é registrar a produção. São tubos com diâmetro igual ou superior a 50 mm, interligados por jumpers para circulação de água.

As características operacionais desses elementos são as seguintes:

• Um aumento na concentração do refrigerante em uma determinada seção do sistema, o que leva a um aumento na transferência de calor;
• Possibilidade de autoprodução;
• Um aumento da carga hidrodinâmica, que é compensado pela instalação de equipamentos de bombagem de maior potência.

A diferença definidora entre registros e convetores industriais para aquecimento de água quente é a ausência de placas de troca de calor. Eles são projetados para transferir melhor a energia térmica da superfície do tubo do radiador para o ambiente. Fazê-los você mesmo, sem o uso de equipamento especial, é muito problemático. É por isso que as caldeiras de aquecimento elétrico industrial são equipadas com elementos semelhantes.

Os radiadores de aquecimento de fábrica para edifícios industriais com placas trocadoras de calor têm uma maior dissipação de calor. Mas, ao mesmo tempo, seu custo é significativamente mais alto do que os registros de aquecimento.

Caldeiras de aquecimento a gás industrial

Uma das diferenças entre os modelos industriais de caldeiras a gás é o tipo de queimador. Estruturalmente, é uma matriz composta por diversas fontes de energia térmica.

Assim, os radiadores de aquecimento para instalações industriais recebem um transportador de calor quente com a temperatura mais alta possível. A este respeito, a câmara de combustão nas caldeiras de aquecimento a gás industriais é muito maior do que nas domésticas. Isso permite aumentar a potência nominal do equipamento.

A principal diferença na escolha do equipamento é o tipo de gás usado:

• Gás natural... Para fazer isso, você precisa se conectar à rodovia central. O equipamento é selecionado levando-se em consideração suas características - a quantidade de gás que entra, sua pressão;
• Gás liquefeito... É relevante para a criação de sistemas de aquecimento totalmente autônomos para instalações industriais. Como local de armazenamento, são usados ​​recipientes especiais - gasômetros. Apesar do aumento dos custos iniciais, o aquecimento com gás liquefeito tem claras vantagens financeiras em relação aos combustíveis elétricos ou sólidos semelhantes.

Para todos os tipos de equipamentos a gás, podem ser usadas baterias de aquecimento industrial. É importante que correspondam ao regime de temperatura selecionado.

Na maioria dos casos, modelos de caldeira de circuito único são usados ​​para organizar o aquecimento industrial a gás. Caso seja necessária a alimentação adicional de água quente, instalam-se tanques de aquecimento indireto (acumuladores de calor) ligados à rede.

Um ponto importante na escolha de uma caldeira a gás é a possibilidade de substituição do queimador. Portanto, você pode aumentar sua potência nominal sem comprar o resto dos componentes - uma caixa, um trocador de calor.

As caldeiras a gás de condensação apresentam o maior índice de eficiência. Mas seu custo é 45-50% maior do que os clássicos.

Caldeiras de aquecimento elétrico industrial

Na falta de possibilidade de ligação a uma rede de gás ou de organização de sistema de armazenamento de combustível liquefeito, a única opção é o aquecimento eléctrico. Apesar dos maiores custos de manutenção financeira (custo de energia), a instalação de caldeiras de aquecimento elétrico industrial apresenta uma série de vantagens. Em primeiro lugar, incluem a baixa inércia do equipamento. Ao contrário das contrapartes de gás, o nível de aquecimento do elemento de aquecimento é ajustado rapidamente. Ao instalar equipamentos de controle adicionais, a alteração do grau de aquecimento do refrigerante fornecido aos convetores industriais para aquecimento de água estará operacional. Isso levará a custos operacionais mais baixos.

Além deste fator, devem ser considerados os seguintes pontos específicos de operação de caldeiras elétricas:

• Sem chaminé... Isso significa que a caldeira não ficará presa à chaminé, como as contrapartes de gás ou combustível sólido;
• Requisitos mais suaves para a disposição da sala da caldeira... A condição principal é um circuito de aterramento feito corretamente e uma fiação elétrica selecionada;
• Ao instalar um medidor multi-tarifário e acumulador de calor você pode aquecer o refrigerante à noiteme quando as taxas são mínimas.

Durante o cálculo preliminar do aquecimento de um edifício industrial, é necessário levar em consideração que o custo inicial de uma caldeira elétrica será 20-25% inferior ao de uma caldeira a gás similar.

Um dos fatores determinantes é a disponibilidade de equipamento de bombeamento e tanque de expansão na configuração. Para modelos cuja potência excede 130 kW, muitas vezes não é incluído no projeto.

Ao escolher uma caldeira elétrica, é necessário analisar sua manutenibilidade. Em particular, a possível substituição do elemento de aquecimento.

Aquecimento de ar industrial

Freqüentemente, os engenheiros se deparam com a difícil tarefa de organizar o microclima em uma área de produção - para fazer um sistema de aquecimento de aquecimento ideal em combinação com ventilação eficaz. Isso se aplica a indústrias como química, alimentícia e marcenaria. Nesse caso, a melhor opção é combinar os dois sistemas em um. Isso exigirá a instalação de aquecimento de ar industrial.

Na maioria das vezes é feito por zona - o aquecimento não ocorre em todo o volume da sala, mas apenas nos locais de trabalho. Tal esquema oferece várias vantagens - economia de energia, minimização do custo de organização do sistema e uso de rodovias para ar condicionado ou como exaustores.

Ao contrário das caldeiras de aquecimento industrial, o principal elemento de trabalho do ar é o sistema de climatização, que combina várias funções. Isso inclui o fornecimento de ar aquecido ao consumidor e a troca de ar na sala de trabalho.

Para aquecimento de ar de instalações industriais, os seguintes elementos são necessários:

• Unidade de aquecimento de ar... Pode ser parte do sistema climático;
• Canais para transporte de ar aquecido... Eles são feitos de aço galvanizado ou inoxidável (o que é raro);
• Amortecedores de ar com venezianas... Permite concentrar o fluxo de ar em uma área específica da sala de produção;
• Dutos de entrada de ar para reutilização de massas de ar e seu sistema de limpeza... Adição opcional, mas extremamente eficaz. Permite reduzir custos, principalmente no inverno.

Vale ressaltar que a instalação de aquecimento industrial do tipo ar não afeta de forma alguma a disposição do equipamento e a organização geral do processo produtivo. Ao contrário dos radiadores de aquecimento para instalações industriais, está localizado na parte superior da sala a uma altura de 2 metros ou mais.

Ao calcular o custo do aquecimento do ar em edifícios industriais, as bombas de calor respondem pela maior parte dos custos. Sua principal característica é a vazão volumétrica. Também é levado em consideração no cálculo do sistema de aquecimento de um edifício industrial. O custo médio do equipamento para uma sala com uma área de até 600 m² é de 700-750 mil rublos.

Para reduzir a perda de calor, cortinas de ar térmico podem ser instaladas acima das portas.

Aquecimento infravermelho industrial

Uma maneira alternativa de organizar o aquecimento é instalar aquecedores infravermelhos. Eles geram ondas de calor na faixa do infravermelho, aquecendo não o ar, mas a superfície dos objetos que caem na área de seu trabalho.

Devido a isso, ao calcular sistemas de aquecimento industrial infravermelho, você não pode levar em consideração o tamanho da sala. É importante saber apenas a perda de calor do edifício e distribuir corretamente os aquecedores nas áreas de trabalho. Em muitos aspectos, este tipo de aquecimento é semelhante ao aquecimento do ar de oficinas e instalações industriais. Mas, ao contrário, há uma diferença significativa - não há necessidade de instalar tubulações ou dutos de ar. Isso permite que você faça o aquecimento zonal de uma sala sem instalar elementos semelhantes aos convetores de aquecimento de água industrial.

Existem dois tipos de aquecimento infravermelho - elétrico (filme ou usando bobinas de carbono para aquecimento) e a gás. Uma vez que uma grande quantidade de energia térmica é necessária para um aquecimento eficaz, os modelos a gás são mais frequentemente instalados em oficinas. Neste caso, o resultado máximo é alcançado.

O aquecimento industrial a gás tem as seguintes características:

• A capacidade de regular a potência de cada dispositivo separadamente;
• A área de propagação da radiação infravermelha depende da área do refletor. Quando aumenta, a taxa de aquecimento diminui;
• Pode ser utilizado como complemento na presença de sistema com caldeira de aquecimento industrial a gás.

No entanto, ao projetar, é necessário levar em consideração a dependência direta da altura de instalação do aquecedor na área de operação. A uma distância considerável do objeto (mais de 4 metros), a radiação infravermelha é espalhada. Isso reduz a eficiência do aquecimento industrial infravermelho.

Ao contrário dos radiadores de aquecimento industrial, a superfície dos aquecedores infravermelhos aquece apenas na zona do refletor. Este é o elemento mais barato no design que você mesmo pode substituir.

A grande maioria dos aquecedores infravermelhos a gás funciona apenas com gás natural.

Como é feito o cálculo de um sistema de aquecimento industrial

A eficiência, custos primários e fixos para a sua organização dependerão do cálculo correto do aquecimento de um edifício industrial. Um ponto importante é a escolha inicial do tipo de sistema de aquecimento - água, ar ou infravermelho. Com base nisso, o conjunto ideal de equipamentos e componentes é selecionado, bem como o método de sua instalação.

O que considerar ao escolher uma caldeira de aquecimento industrial e outros componentes do sistema:

• Perda de calor no edifício... São eles que determinam amplamente a capacidade planejada do equipamento - uma caldeira, um aquecedor infravermelho ou uma cortina térmica;
• O volume da sala e a localização das janelas e portas... É importante para a escolha do local de instalação das baterias de aquecimento industrial;
• Tipo de portador de energia... Para a instalação de caldeiras elétricas industriais no sistema de aquecimento, é necessário que a potência da rede elétrica de entrada corresponda ao parâmetro do equipamento.

Estes são apenas os parâmetros básicos necessários para calcular o sistema de aquecimento de um edifício industrial. O tipo de produção e as condições de trabalho também são importantes. Portanto, os sistemas de aquecimento são calculados levando-se em consideração as características operacionais do edifício e a própria tecnologia de produção.

Deve ser lembrado que todos os sistemas de aquecimento industrial, incluindo caldeiras, radiadores, bombas, devem estar de acordo com os parâmetros de projeto. Eles são determinados somente após todos os cálculos terem sido executados.

No vídeo, você pode se familiarizar com as especificidades do aquecimento de grandes salas.