Prezentare generală a sistemelor industriale de încălzire: cazane, calorifere, pompe, încălzitoare IR

Problema organizării încălzirii instalațiilor industriale este decisă în etapa de proiectare a acestora. Aceasta ia în considerare toți factorii de influență posibili - atât externi, cât și interni. Acestea determină alegerea schemei optime, luând în considerare minimizarea costurilor și un efect pozitiv asupra procesului de producție. Din ce elemente constau sistemele de încălzire industriale: cazane, calorifere, pompe sau alte echipamente suplimentare?

Cerințe pentru organizarea încălzirii industriale

La crearea unui sistem pentru menținerea regimului de temperatură necesar în instalațiile de producție, standardele actuale sunt respectate în mod obligatoriu. Majoritatea sunt descrise în SP 2.2.1.1312-03... Conform acestui document, bateriile de încălzire industriale, cazanele și alte elemente ale sistemului sunt selectate.

Primul pas este determinarea tipului de sistem de încălzire. În prezent, există 2 tipuri - zonale și generale. Primul este destinat menținerii punctuale a regimului de temperatură. Cel mai adesea acestea sunt sisteme de încălzire industrială în infraroșu. Acestea se caracterizează prin funcționare economică și capacitatea de a regla rapid gradul de încălzire.

Dacă este necesar să se mențină nivelul de temperatură pe tot volumul camerei, atunci cea mai bună opțiune ar fi instalarea unui circuit de conducte. Poate fi încălzire industrială pe gaz, cazane electrice sau cu combustibil solid. În plus, la alegerea unei scheme specifice sunt luați în considerare următorii factori:

• Caracteristicile procesului de producție... În special, nivelul optim de temperatură și posibilitatea reglării sale rapide;
• Pierderea de căldură a clădirii... Nu este întotdeauna posibil să se facă o izolare eficientă. În acest caz, cel mai bine este să instalați o zonă de încălzire industrială a aerului;
• Costul energiei... Într-o măsură mai mare, aceasta se referă la costurile de producție planificate, care vor afecta în cele din urmă costurile de producție;
• Costul echipamentelor, componentelor și costurile forței de muncă pentru instalarea acestora... Conform acestui parametru, cele mai eficiente sunt încălzirea cu infraroșu și aerul din incintele industriale.

Pentru a determina cea mai bună opțiune, trebuie să efectuați o mulțime de calcule. Dar există deja binecunoscute „plusuri” și „minusuri” caracteristice anumitor sisteme.

SP 2.2.1.1312-03 nu oferă recomandări privind alegerea unui sistem de încălzire specific. Acest document de reglementare descrie cerințele obligatorii pentru regimul de temperatură al încălzirii și ventilației.

Elemente industriale de încălzire a apei calde

Acest sistem va fi cea mai bună opțiune dacă trebuie să mențineți un nivel confortabil de temperatură pe întreaga sau suprafața mare a camerei de producție. Este similar cu schema de încălzire autonomă, cu excepția unor nuanțe. Principala este lungimea lungă a liniei de transport a cazanelor de încălzire a lichidului de răcire și a gazelor industriale sau a analogilor acestora care funcționează pe un alt tip de combustibil.

Există două tipuri de încălzire a apei dintr-o clădire industrială - autonomă și conexiune la o rețea de încălzire.Pentru acesta din urmă, este organizat în mod necesar o unitate de ascensor, care reduce citirile temperaturii lichidului de răcire și a presiunii sale la normal.

Pentru un sistem autonom, se folosesc cazane de încălzire industriale. Acestea diferă nu numai prin putere, ci și prin tipul de purtător de energie utilizat. De asemenea, se acordă o atenție specială proiectării caloriferelor. Specificitatea constă în faptul că pentru spațiile industriale cu o suprafață mică (până la 200 m²) și medie (până la 500 m²) cu o înălțime a plafonului de până la 3 m, este necesar să se asigure un transfer de căldură maxim. Pentru aceasta, convectoarele industriale pentru încălzirea apei calde trebuie să aibă o suprafață mare.

Ce poate înlocui radiatoarele de încălzire industriale scumpe? Cea mai bună opțiune este producția de înregistrare. Sunt țevi cu diametrul de 50 mm sau mai mult, interconectate de jumperi pentru circulația apei.

Caracteristicile operaționale ale acestor elemente sunt următoarele:

• O creștere a concentrației lichidului de răcire într-o anumită secțiune a sistemului, ceea ce duce la o creștere a transferului de căldură;
• Posibilitatea auto-producției;
• O creștere a sarcinii hidrodinamice, care este compensată de instalarea echipamentelor de pompare de putere mai mare.

Diferența definitorie între registre și convectoare industriale pentru încălzirea apei calde este absența plăcilor de schimb de căldură. Acestea sunt proiectate pentru a transfera mai bine energia termică de la suprafața conductei radiatorului în cameră. Realizarea lor personală, fără utilizarea de echipamente speciale, este foarte problematică. De aceea, cazanele electrice industriale de încălzire sunt echipate cu elemente similare.

Radiatoarele de încălzire din fabrică pentru clădirile industriale cu plăci schimbătoare de căldură au o disipare a căldurii mai mare. Dar, în același timp, costul lor este semnificativ mai mare decât cel al registrelor de încălzire.

Cazane de incalzire pe gaz industrial

Una dintre diferențele dintre modelele industriale de cazane pe gaz este tipul de arzător. Structural, este o matrice formată din mai multe surse de energie termică.

Astfel, radiatoarele de încălzire pentru spațiile industriale primesc un purtător de căldură fierbinte cu cea mai mare temperatură posibilă. În acest sens, camera de ardere a cazanelor de încălzire industrială cu gaz este mult mai mare decât cea a celor de uz casnic. Acest lucru face posibilă creșterea puterii nominale a echipamentului.

Principala diferență în alegerea echipamentului este tipul de gaz utilizat:

• Gaz natural... Pentru a face acest lucru, trebuie să vă conectați la autostrada centrală. Echipamentul este selectat luând în considerare caracteristicile sale - cantitatea de gaz intrat, presiunea acestuia;
• Gaz lichefiat... Este relevant pentru crearea de sisteme de încălzire complet autonome pentru instalațiile industriale. Ca loc de depozitare, se folosesc recipiente speciale - butelii. În ciuda costurilor inițiale crescute, încălzirea cu gaz lichefiat are avantaje financiare clare față de combustibili electrici sau solizi similari.

Pentru toate tipurile de echipamente pe gaz, pot fi utilizate baterii de încălzire industriale. Este important ca acestea să corespundă regimului de temperatură selectat.

În majoritatea cazurilor, modelele de cazane cu un singur circuit sunt utilizate pentru a organiza încălzirea industrială pe gaz. Dacă este necesar să se alimenteze suplimentar cu apă caldă, acestea instalează rezervoare de încălzire indirecte (acumulatori de căldură) conectate la rețea.

Un punct important la alegerea unui cazan pe gaz este posibilitatea înlocuirii arzătorului. Astfel, puteți crește puterea nominală fără a cumpăra restul componentelor - o carcasă, un schimbător de căldură.

Cazanele pe gaz cu condensare au cel mai mare indice de eficiență. Dar costul lor este cu 45-50% mai mare decât cele clasice.

Cazane de încălzire electrice industriale

În absența posibilității de conectare la o rețea de gaz sau de organizare a unui sistem de stocare a combustibilului lichefiat, singura opțiune este încălzirea electrică. În ciuda celor mai mari costuri de întreținere financiară (costul energiei), instalarea cazanelor electrice de încălzire industriale are o serie de avantaje. În primul rând, acestea includ inerția redusă a echipamentului. Spre deosebire de omologii cu gaz, nivelul de încălzire al elementului de încălzire este ajustat rapid. La instalarea echipamentelor de control suplimentare, schimbarea gradului de încălzire a lichidului de răcire furnizat convectoarelor industriale pentru încălzirea apei va fi operațională. Acest lucru va duce la costuri de operare mai mici.

În plus față de acest factor, trebuie luate în considerare următoarele puncte specifice de funcționare ale cazanelor electrice:

• Fără coș de fum... Aceasta înseamnă că cazanul nu va fi legat de coș, precum omologii cu gaz sau combustibil solid;
• Cerințe mai moi pentru amenajarea camerei centrale... Condiția principală este o buclă de împământare realizată corespunzător și cabluri electrice selectate;
• La instalarea unui contor multi-tarif și acumulator de căldură puteți încălzi lichidul de răcire noapteaeu când tarifele sunt minime.

În timpul calculului preliminar al încălzirii unei clădiri industriale, este necesar să se ia în considerare faptul că costul inițial al unui cazan electric va fi cu 20-25% mai mic decât cel al unui cazan pe gaz similar.

Unul dintre factorii determinanți este disponibilitatea echipamentului de pompare și a unui rezervor de expansiune în configurație. Pentru modelele a căror putere depășește 130 kW, adesea nu este inclusă în proiectare.

Atunci când alegeți un cazan electric, este necesar să se analizeze mentenabilitatea acestuia. În special, posibila înlocuire a elementului de încălzire.

Incalzire industriala a aerului

Adesea, inginerii se confruntă cu sarcina dificilă de a organiza microclimatul într-o zonă de producție - de a realiza un sistem de încălzire optim pentru încălzire în combinație cu o ventilație eficientă. Acest lucru se aplică industriilor precum chimia, alimentația și prelucrarea lemnului. În acest caz, cea mai bună opțiune este de a combina cele două sisteme într-unul singur. Acest lucru va necesita instalarea încălzirii industriale a aerului.

Cel mai adesea se face zonal - încălzirea nu are loc pe tot volumul camerei, ci doar la locurile de muncă. O astfel de schemă oferă mai multe avantaje - economii de energie, minimizarea costurilor de amenajare a sistemului și utilizarea autostrăzilor pentru aer condiționat sau ca hote.

Spre deosebire de cazanele de încălzire industriale, principalul element de lucru al aerului este sistemul climatic, care combină mai multe funcții. Acestea includ furnizarea de aer încălzit către consumator și schimbul de aer în camera de lucru.

Pentru încălzirea cu aer a spațiilor industriale, sunt necesare următoarele elemente:

• Unitate de încălzire a aerului... Poate face parte din sistemul climatic;
• Canale pentru transportul aerului încălzit... Sunt fabricate din oțel zincat sau inoxidabil (ceea ce este rar);
• Clapete de aer cu jaluzele... Vă permite să concentrați fluxul de aer într-o anumită zonă a camerei de producție;
• Conducte de admisie a aerului pentru refolosirea maselor de aer și sistemul de curățare a acestora... Opțional, dar extrem de eficient. Permite reducerea costurilor, mai ales iarna.

Este de remarcat faptul că instalarea încălzirii industriale de tip aer nu afectează în niciun fel dispunerea echipamentelor și organizarea generală a procesului de producție. Spre deosebire de radiatoarele de încălzire pentru spațiile industriale, acesta este situat în partea superioară a camerei la o înălțime de 2 metri sau mai mult.

La calcularea costului încălzirii aerului în clădirile industriale, pompele de căldură reprezintă cea mai mare parte a costurilor. Principala lor caracteristică este debitul volumetric. De asemenea, se ia în considerare la calcularea sistemului de încălzire al unei clădiri industriale. Costul mediu al echipamentului pentru o cameră cu o suprafață de până la 600 m² este de 700-750 de mii de ruble.

Pentru a reduce pierderile de căldură, perdelele termice de aer pot fi instalate deasupra ușilor.

Încălzire industrială cu infraroșu

O modalitate alternativă de organizare a încălzirii este instalarea încălzitoarelor cu infraroșu. Acestea generează valuri de căldură în domeniul infraroșu, încălzind nu aerul, ci suprafața obiectelor care cad în zona de lucru.

Datorită acestui fapt, atunci când calculați sistemele de încălzire industrială cu infraroșu, nu puteți lua în considerare dimensiunea camerei. Este important să cunoașteți doar pierderile de căldură ale clădirii și să distribuiți corect încălzitoarele peste zonele de lucru. În multe privințe, acest tip de încălzire este similar cu încălzirea aerului din atelierele și sediile industriale. Dar, spre deosebire de aceasta, există o diferență semnificativă - nu este nevoie să instalați conducte sau conducte de aer. Acest lucru vă permite să faceți încălzirea zonală a unei încăperi fără a instala elemente similare cu convectoarele de încălzire a apei industriale.

Există două tipuri de încălzire IR - electrică (film sau folosind bobine de carbon pentru încălzire) și gaz. Deoarece este necesară o cantitate mare de energie termică pentru o încălzire eficientă, modelele cu gaz sunt instalate cel mai adesea în ateliere. În acest caz, se obține rezultatul maxim.

Încălzirea industrială pe gaz are următoarele caracteristici:

• Capacitatea de a regla puterea fiecărui dispozitiv separat;
• Aria de propagare a radiației infraroșii depinde de aria reflectorului. Când crește, rata de încălzire scade;
• Poate fi folosit ca unul suplimentar în prezența unui sistem cu cazan de încălzire industrială pe gaz.

Cu toate acestea, la proiectare, este necesar să se ia în considerare dependența directă a înălțimii de instalare a încălzitorului de zona de funcționare a acestuia. La o distanță considerabilă de obiect (peste 4 metri), radiația infraroșie este împrăștiată. Acest lucru reduce eficiența încălzirii industriale în infraroșu.

Spre deosebire de radiatoarele de încălzire industriale, suprafața încălzitoarelor cu infraroșu se încălzește numai în zona reflectorului. Acesta este cel mai ieftin element din design pe care îl puteți înlocui singur.

Marea majoritate a încălzitoarelor cu gaz IR funcționează numai cu gaze naturale.

Cum se face calculul unui sistem de încălzire industrial

Eficiența, costurile primare și fixe pentru organizarea sa vor depinde de calculul corect efectuat al încălzirii unei clădiri industriale. Un punct important este alegerea inițială a tipului de sistem de încălzire - apă, aer sau infraroșu. Pe baza acestui lucru, este selectat setul optim de echipamente și componente, precum și metoda de instalare a acestora.

Ce trebuie luat în considerare atunci când alegeți un cazan de încălzire industrial și alte componente ale sistemului:

• Pierderi de căldură în clădire... Ei vor determina în mare măsură capacitatea planificată a echipamentului - un cazan, un încălzitor IR sau o perdea termică;
• Volumul camerei și amplasarea ferestrelor și ușilor... Este important pentru alegerea locului de instalare a bateriilor de încălzire industriale;
• Tipul purtător de energie... Pentru instalarea cazanelor electrice industriale în sistemul de încălzire, este necesar ca puterea liniei electrice de intrare să corespundă parametrului echipamentului.

Aceștia sunt doar parametrii de bază necesari pentru calcularea sistemului de încălzire al unei clădiri industriale. Tipul producției și condițiile de lucru sunt, de asemenea, importante. Prin urmare, sistemele de încălzire sunt calculate ținând seama de caracteristicile operaționale ale clădirii și de tehnologia producției în sine.

Trebuie reamintit faptul că toate sistemele de încălzire industriale, inclusiv cazanele, caloriferele, pompele, trebuie să respecte parametrii de proiectare. Acestea sunt determinate numai după efectuarea tuturor calculelor.

În videoclip, vă puteți familiariza cu specificul încălzirii încăperilor mari.