Инфракрасное отопление - эффективное решение

Системы отопления и теплообеспечения, которые в настоящее время применяются в России, в основном, повсеместно устарели и не соответствуют современным требованиям. Сети изношены, присутствуют огромные теплопотери при передаче тепла потребителю. Проблемы теплообеспечения накапливаются и напоминают о себе каждый сезон, но зачастую остаются нерешёнными. И государство, и владельцы источников тепла несут тяжёлую ношу и обеспечения теплом, и затрат, и ответственности. 

При этом система централизованного теплоснабжения переживает кризис, начавшийся с окончанием эпохи дешевых энергоресурсов. Система неэффективна, ее эксплуатация и содержание требуют огромных затрат. 

Предприятия, обслуживаемые централизованными системами теплоснабжения, уже давно, и не по своей воле, включены в компанию по возобновлению основных фондов теплоснабжающих организаций. Осуществляется это посредством тарифов на отпускаемую предприятиям тепловую энергию. Если в былые времена поставщик тепла мог претендовать на 20-30% наценки к топливной составляющей тарифа, то сегодня эта наценка возросла до 60-70%, а иногда и более. Но и этот поток дополнительных средств на предприятия - поставщики тепла все равно недостаточен и тарифы на тепловую энергию, надо полагать, будут продолжать расти вне зависимости от стоимости топлива. 

Не лучше положение производственных предприятий -. владельцев собственных котельных. Спад производства привел к тому, что доля затрат на тепловую энергию в себестоимости выпускаемой ими продукции возросла от 0,5-5% до 20-50%, делая их продукцию неконкурентоспособной. Да и состояние этих котельных таково, что в любой момент предприятие может оказаться на грани замерзания. Большинство котлов, установленных в заводских котельных, уже давно пора списать в металлолом вместе с заводскими тепловыми сетями. К тому же, затраты на их постоянный ремонт растут из года в год, вынуждая владельцев все чаще задумываться о предстоящих переменах. 

И здесь у предприятия есть два пути: 

Первый :


• заменить изношенное оборудование котельных и тепловых сетей (последнее особенно важно, т.к. работа новой котельной на полуразрушенную тепловую сеть никакого эффекта не принесет) и, сохранив затраты на теплоснабжение на прежнем уровне, избавиться, наконец, от бесконечных ремонтов. 

Второй путь : 

• начиная с цехов, висящих на "хвостах" тепловых сетей, поэтапно перейти на новые системы автономного теплоснабжения на основе прямого использования природного газа. И за счет резкого снижения затрат на теплоснабжение этих цехов, окупить затраченные средства.

Первый путь чреват значительными единовременными капитальными вложениями, т.к. требует комплексной реконструкции всей системы теплоснабжения, включая котельную, тепловые сети и системы отопления и вентиляции. Да и существенного улучшения положения он принести не может. Ведь затраченные деньги лягут дополнительным бременем на себестоимость продукции, увеличив и без того высокие цены на нее. 

Второй путь требует значительно меньших денежных затрат. Ведь реконструкции подвергаются только сами системы отопления и вентиляции. Необходимость в дальнейших затратах на реконструкцию тепловых сетей и котельную либо исключается полностью, либо сводятся до минимума, достаточного для теплоснабжения административных помещений предприятия и технологии. Окупаемость затрат на реконструкцию в этом случае осуществляется за счет снижения затрат на теплоснабжение предприятия. Более того, после завершения срока окупаемости вложенных средств, экономия затрат на теплоснабжение превращается в существенную дополнительную прибыль предприятия. 

Не менее, а может быть и более важен вопрос автономности систем теплоснабжения в малом бизнесе.Ни для кого не секрет, что вопрос централизованного теплоснабжения малых, вновь создаваемых производств, способен утопить любое начинание. В тех случаях, когда производство разворачивается на условиях аренды уже существующих производственных помещений, автономность его теплоснабжения -. это вопрос финансовой независимости малого предприятия . 

Системы автономного теплоснабжения с использованием природного газа непосредственно в зоне, требующей обогрева, сегодня достаточно широко представлены на рынке промышленного оборудования. Среди них особо следует выделить системы газового лучистого отопления (СГЛО). Что же такое лучистое отопление? В холодный пасмурный день очень приятно погреться под лучами выглянувшего солнца. Его лучи нагревают все вокруг - дома, камни, асфальт и машины, а от них нагревается воздух. Сразу становится тепло и уютно. Этот же принцип передачи тепла положен в основу действия установок газового лучистого отопления. Роль солнца в этом случае играют установки системы газового лучистого отопления (СГЛО), а его лучей - тепловое излучение, которое испускается от установок в инфракрасном спектре. Инфракрасное излучение распространяется прямолинейно и не поглощается воздухом. 

Самым первым примером газового лучистого отопления был костер, затем камин и печь. Далее, с открытием нового энергоносителя - природного газа, появился более современный лучистый отопительный прибор – газовый инфракрасный излучатель. 

С этого момента началась история развития и практического применения газового лучистого отопления, быстрому совершенствованию которого способствовал энергетический кризис, захвативший Европу 70-х годов, а также растущая необходимость охраны окружающей среды, создания комфортных для человека условий.

ИК системы, работающие на газе, в зависимости от температуры излучающей поверхности (t- изл) делятся на: 

- "светлые" высокотемпературные (t- изл> 1000 ° C); 

- "светлые" среднетемпературные (800 < t-изл < 1000 ° C); 

- низкотемпературные каталитические (600 < t-изл < 800 ° C); 

- "темные" (400 < t-изл < 600 ° C); 

- "субтемные" (200 < t-изл < 400 ° C). 

В "светлых" Системах Газового Лучистого Отопления, основа инфракрасного излучателя - керамическая пластина.. Газ сжигаемый внутри пластины разогревает ее поверхность до температуры 1000 ° C. Пластина становится источником инфракрасных лучей. Тепло в виде инфракрасного излучения передается к приемнику по аналогии солнечных лучей. Термоизоляционные свойства пластины таковы, что при толщине пластины всего 12 мм и температуры внешней, рабочей стороны пластины более 800 ° C, температура обратной стороны только около 100 ° C. Это достигается благодаря специальной конструкции керамической пластины и высокими теплоизоляционными свойствами пористой керамики.


Рис.1 Принцип действия «светлого» излучателя. 

В "темных" и "субтемных" Системах Газового Лучистого Отопления растянутый газовый факел находится внутри металлической трубы излучателя. К каждому излучателю требуется подведение газа, электричества и воздуховода для отвода продуктов сгорания. Газ через комбинированный газовый клапан и воздух смешиваются и поступают в специальную смесительную камеру, где образуется горючая смесь. Она проходит через керамическую плитку и зажигается на ее передней поверхности. Пламя и продукты сгорания, образующиеся при сгорании, равномерно распределяются по всей длине излучающей трубы. Тепловая энергия посредством инфракрасного излучения и отраженная от рефлектора передается в нужном направлении. При этом возникает приятное тепловое ощущение. Несгоревшие остатки выводятся при помощи вентилятора в системе отвода отходящих газов, которая монтируются отдельно для каждого излучателя.


Рис.2 Принцип действия «темного» излучателя.

Критерием оптимального проектного решения по размещению излучателей служит равномерность обогрева пола и физиологически комфортная температура в отапливаемом помещении. 

Относительно основного оборудования необходимо отметить, что для обогрева одного помещения требуется инфракрасная система суммарной мощностью на 25-30%ниже мощности конвективной системы отопления. Отопление с помощью потока теплового инфракрасного излучения приводит к необходимости сдвига условий баланса комфортного состояния человека в сторону снижения температуры окружающего воздуха. Это снижение приводит к уменьшению потерь тепла через наружные ограждения помещений, а также тепла, необходимого для нагрева приточного воздуха. Хорошо известно, что каждый градус снижения температуры воздуха в помещении приводит к 5% экономии тепла за год. Таким образом, разрешенное нормами снижение температуры воздуха в помещении на сулит экономию 20% тепла на отопление. В помещениях с высокими потолками при традиционных способах обогрева нагретый воздух скапливается в верхней зоне, аккумулируя поступающее тепло. При инфракрасном отоплении все тепло с помощью отражателя передается в рабочую зону, т.е. туда, где оно непосредственно необходимо, нагревая пол, стены, оборудование. В свою очередь эти поверхности отдают полученное тепло воздуху в помещении, при этом исключается образование воздушной "тепловой подушки" под потолком и перегрев кровли. При средней температуре в рабочей зоне 150С воздух под крышей 12 метрового здания оказывается нагретым до 400С. В том же самом здании, оборудованном системой ГЛО, при той же температуре в рабочей зоне, температура под кровлей составит 190 ?С. Снижение температуры воздуха под крышей на 210С приводит к сокращению расчетных тепловых потерь через кровлю и верхний пояс стен по периметру здания примерно на 30%. Это, в свою очередь, приведет к снижению годовых затрат тепла на систему отопления помещения на 45 %. Как правило, современные системы газового отопления работают в автоматическом режиме, не требуя внимания со стороны эксплуатационного персонала. После установки и наладки в течение 15 лет можно ограничится периодическими осмотрами. 

Сроки монтажа Систем Газового Лучистого Отопления на 20-30% меньше, чем монтажа обычных систем отопления с водяным или паровым теплоносителем. Немаловажным преимуществом является возможность поэтапного запуска систем ЛО. 

Эксплутационные затраты для Систем Газового Лучистого Отопления при отсутствии промежуточного теплоносителя снижаются. При традиционном отоплении расходы на ремонт и эксплуатацию теплотрасс, приборов отопления, котельных, а также затраты на электроэнергию, воду и водоподготовку многократно превышают стоимость потребляемого природного газа. Объемы потребления природного газа для обычных систем отопления также значительно выше из-за большей суммарной мощности оборудования и менее рационального, чем при системах ГЛО, использования тепла. 

Суммарный КПД традиционных систем отопления для современного неизношенного оборудования не выше 60-70%. Его рассчитывают как произведение трех КПД: котла (90-94%), теплотрассы(60-80%) и тепловых приборов(95-98%). Для систем лучистого отопления суммарный КПД не ниже 92%

Преимуществом Систем Газового Лучистого Отопления перед традиционными является то, что установленная мощность на единицу площади помещения для них в два раза меньше, т.е. необходим 1 кВт на 20 кв.м., в то время как при обычном отоплении 1 кВт приходится на 10кв.м. Суммарное потребление природного газа Системами Газового Лучистого Отопления, по сравнению с обычными системами ниже в пять и более раз. 

Расчеты, произведенные по фактически реализованным проектам, и проектам, подготовленным к реализации, показывают, что внедрение инфракрасных систем отопления достаточно быстро окупается. При отсутствии на объектах других источников теплоснабжения окупаемость стартовых затрат составляет от 1 до 2-х отопительных сезонов. 

Если на объекте уже имеется теплоснабжение (газовая котельная), то перевод на Системы Газового Лучистого Отопления за счет сокращения потребления газа и снижения эксплутационных затрат позволяют окупить стартовые вложения за 2,5 -3,5 отопительных сезонов. 

Для промышленных предприятий затраты на отопление составляют значительную долю от всех накладных расходов в зимний период. Снижение затрат на теплоснабжение позволит улучшить прямые и косвенные экономические показатели. 

Газовая система без участия персонала переходит в режим дежурного отопления и в считанные минуты возвращается в рабочий режим. Предприятие, работающее 5 дней в неделю, только за счет перевода системы в режим дежурного отопления во внерабочее время, выходные и праздничные дни, за год до 44% газа. При двусменной работе экономия составит около 31%. К преимуществам этих систем необходимо добавить то, что подводка газовых сетей к установкам обогрева осуществляется одной трубой, а не двумя. Кроме того, газопровод не требует дорогой теплоизоляции, имеет на порядок меньшую металлоемкость и значительно больший срок службы. Эксплуатационные затраты на обслуживание газопроводов ниже, чем при обслуживании теплотрасс, к тому же их не надо размораживать. 

Обобщая все выше изложенное, можно констатировать что Система Газового Лучистого Отопления имеет следующие преимущества: 

- значительная, по сравнению с традиционными системами, экономия энергоносителей;
- высокий КПД системы (92-94%); 

- практическое отсутствие тепловой "подушки" в верхней части помещения; 

- малая инерционность системы (прогрев от дежурной температуры в помещении +5 ° С до рабочей+18 ° С, менее чем за один час); 

- комфортная температура за счет активного ИК излучения фактически на 2-5 градусов ниже, чем при традиционных системах отопления; 

- автоматическая оптимизация процесса горения, что приводит к минимальному расходу газа, безопасности в эксплуатации и низкому содержанию вредных веществ в отработанных газах, 

- возможность программирования параметров обогревания (возможность отопления отдельных участков и автоматический контроль параметров отопления); 

- отсутствие активного перемещения воздушных масс у Лучистых систем отопления решает проблему запыленности и сквозняков. 

Экономические показатели : 

- единовременные (стартовые) затраты ниже на 15-50%; 

- сроки строительства ниже на 20-30%; 

- эксплуатационные затраты ниже в 5-7 раз; 

- многократное повышение надежности системы; 

-  потребление природного газа ниже в 5 и более раз; 

- окупаемость вложений от 1-3 отопительных сезона. 

При реконструкции систем отопления, предприятие должно принимать во внимание то, что ИК-отопление, являясь основным видом отопления производственных площадей, не может являться единственным источником тепла. Задача отопления эффективна тогда, когда проблема решается комплексно. Ведь на предприятиях есть и помещения, где ИК - обогреватели не установить, а также необходимо обеспечить потребность в горячей воде, что обеспечивается применением локальных водогрейных котельных.


Фонд энергосбережения Омской области
при поддержке Правительства Омской области
eees.omregion@mail.ru
www.eee55.ru 
Тел. 8 (3812) 357-233 

Комментарии

Комментариев еще не оставлено