gazya.ru страница 1
скачать файл

Опыт проектирования систем газового лучистого отопления



А. В. Дубровский,

Д. Е. Кравченко,

студенты строительного факультета,

авторы дипломных проектов 2008 года;
Р. Н. Шумилов,

профессор, к.т.н.,

зав. кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции;
Ю. И. Толстова,

доцент, к.т.н.;

Уральский государственный

технический университет — УПИ


В настоящее время все большее распространение получают системы газового лучистого отопления. Принято считать такие системы энергоэффективными, так как они позволяют снизить затраты на отопление зданий [1].

Затраты на отопление зданий составляют значительную долю капитальных и эксплуатационных расходов предприятий. В отличие от зданий гражданского назначения, мощность систем отопления промышленных зданий зависит не только от потерь тепла через ограждающие конструкции, но и от особенностей технологического процесса. В статье приводятся примеры обоснования и выбора способа отопления промышленных зданий — вагономоечного комплекса и цеха по производству крупногабаритных плит из алюминиевых сплавов. При подготовке материалов использованы результаты расчетов, выполненных при проектировании этих объектов.
Вагономоечный комплекс
Особенностями вагономоечного комплекса являются большие габариты цеха и значительные влаговыделения. Размеры здания в плане 102х12 м, высота 8,1 м.

Результаты теплотехнических расчетов показали, что в общих теплопотерях наибольшую долю составляют затраты тепла на нагрев въезжающих вагонов (72%), в то время как потери тепла через наружные ограждающие конструкции с учетом инфильтрации — 28%.

При выборе вида отопления мы руководствовались рекомендациями [1], согласно которым для производственных помещений категории Д по взрывопожароопасности допускается водяное, воздушное, газовое и электрическое отопление.

В результате расчетов было установлено, что при воздушном отоплении с помощью отопительно-вентиляционных агрегатов и при воздушном отоплении, совмещенном с приточной вентиляцией, необходимо нагревать воздух до недопустимо высоких температур.

Электрическое отопление не рассматривалось из-за высокой стоимости и дефицита электроэнергии. Поэтому было принято решение рекомендовать для этого объекта газовое лучистое отопление.

Согласно действующим нормам [1], системы лучистого отопления имеют серьезные ограничения по температуре поверхности излучателей, но для помещений категории Д без выделений пыли ограничения по температуре отсутствуют. Также действуют допустимые нормы облученности работающих [1, 3]. Поэтому при проектировании систем газового лучистого отопления требуются детальный расчет распределения лучистого тепла по внутренним поверхностям ограждающих конструкций и определение облученности работающих в обслуживаемой зоне.

В системах газового лучистого отопления могут применяться излучатели двух типов: «светлые» и «темные». Они отличаются способом сжигания газа, температурой поверхности и организацией отвода продуктов сгорания. Для сравнения нами были выбраны «светлые» излучатели типа ГГИ четырех моделей и «темные» излучатели типа EURAD MSM двух типов мощностью 18 и 30 кВт.

Предварительное количество излучателей определялось по методике АВОК [3]. Далее рассчитывали облученность в характерных точках обслуживаемой зоны цеха по [4]. Среднее по площади значение облученности составило 128 Вт/ кв. м, что значительно превышает допустимое значение, установленное действующими нормами [3].

Аналогичные расчеты были выполнены для «темных» излучателей EURAD MSM мощностью 20 и 30 кВт. Необходимое количество излучателей получилось равным 18 и 6 шт. соответственно. При горизонтальной установке облученность в характерных точках обслуживаемой зоны составляет 130 и 120 Вт/кв. м. При установке излучателей под углом 45° облученность в характерных точках обслуживаемой зоны снижается до 90 Вт/кв. м. С учетом того, что работа производится персоналом в головных уборах, полученный уровень облученности можно считать допустимым.

По конструктивным соображениям были выбраны «темные» излучатели EURAD MSM L-образные мощностью 30 кВт в количестве 6 шт. с установкой под углом 45о. Конструкция «темных» излучателей предусматривает организованный отвод продуктов сгорания из отапливаемого помещения. Объем удаляемых газов принят равным объему воздуха на горение, то есть около 10 куб. м на 1 куб. м газа. При расходе газа на один излучатель 3,17 куб. м/час расход воздуха на горение составляет 3,17*10*6 = 190 куб. м/ч.

Количество водяных паров, выделяющихся при мойке, составляет, по технологическим данным, 20,8 г/с. Воздухообмен, необходимый для ассимиляции влаги в холодный период, составляет 12700 куб. м/ч.

В то же время, по рекомендациям СНиП 41-01-2003 [1], в помещениях с выделением вредных или горючих газов следует удалять загрязненный воздух из верхней зоны в количестве 6 куб. м /ч на 1 кв. м площади пола при высоте помещения более 6 м, что составляет 7350 куб. м/ч.

По рекомендациям СНиП II-35. 76* «Котельные установки» в помещениях с использованием газа необходимо предусматривать 3-кратный воздухообмен, то есть для объема цеха 102*12*8 = 9800 куб. м воздухообмен составит 29 400 куб. м/ч. Эта величина воздухообмена является наибольшей и была принята в качестве расчетной.

С учетом специфики технологического процесса принята схема организации воздухообмена сверху вверх. Были выполнены расчеты параметров приточных струй для различных типов воздухораспределителей: РР, РВ, перфорированных воздуховодов и многодиффузорных плафонов. Было установлено, что для обеспечения нормируемых параметров воздуха в обслуживаемой зоне требуется установка 34 плафонов типа ПРМ-4. Удаление воздуха предусмотрено через 9 вытяжных шахт, расположенных равномерно по длине помещения.


Цех по производству крупногабаритных плит из алюминиевых сплавов
Размеры здания в плане 276х72 м, высота 16,6 м. Для сравнительного анализа разработано два варианта отопления цеха — газовое и водяное. Тепловая мощность систем принималась на основании расчета теплового баланса цеха с учетом особенностей технологического процесса. Рассчитывались потери теплоты через ограждающие конструкции, на нагрев ввозимых материалов и транспорта. Кроме того, учитывался расход теплоты на нагрев воздуха естественной вентиляции. Поступления тепла от технологического оборудования принимались по данным технологической части проекта. Поступления тепла от остывающих плит определялись расчетом. В результате было получено значение необходимой мощности системы отопления цеха — 2550 кВт.

По первому варианту предусматривается газовое лучистое отопление инфракрасными светлыми излучателями фирмы «GOGAZ» единичной мощностью 36 кВт в количестве 76 шт. Газоснабжение от индивидуального ГРП шкафного типа.

В качестве альтернативного варианта рассмотрено водяное отопление при теплоснабжении от существующих тепловых сетей с параметрами теплоносителя 130/70°С. Нагревательные приборы — гладкотрубные регистры в количестве 115 шт.

Для этих вариантов были выполнены проекты отопления и газоснабжения, на основании которых составлены локальные сметы и выполнены расчеты необходимых затрат тепла, топлива и электроэнергии. По данным ОАО «Свердловэнерго», цена 1 кВт*ч составляет 3,233 руб./(кВт*ч), а стоимость тепловой энергии — 757 руб./Гкал. Цена газа, по данным ОАО «Екатеринбурггаз», принята в размере 1874 руб. за 1000 куб. м. Годовой расход газа на отопление 0,612 млн. куб. м /год.

Основные показатели технико-экономического расчета: капитальные вложения по первому варианту, согласно смете, 6220 тыс. руб., а по второму варианту — 2880 тыс. руб. в ценах 2008 г. С учетом этих данных были определены эксплуатационные расходы, которые составили для первого варианта 2110 тыс. руб./год, а для второго варианта — 4870 тыс. руб./год.

В итоге получили величину приведенных затрат для первого варианта 2860 тыс. руб./год, а для второго варианта — 5200 тыс. руб./год. Таким образом, годовой экономический эффект от применения системы газового лучистого отопления составляет 2340 тыс. руб./год.

Эффективность применения систем газового лучистого отопления зависит от рациональной расстановки излучателей и выбора единичной мощности с учетом действующих норм облученности работающих [1, 3]. Были рассмотрены три варианта, отличающиеся расстановкой, единичной мощностью и количеством излучателей. По согласованию с заказчиком выбраны «светлые» излучатели фирмы «GOGAZ». На основании результатов расчета облученности рабочих мест был принят вариант установки 76 излучателей единичной мощностью 36 кВт. Обеспеченность норм облученности составила 84%, что допустимо.

Конструкция «светлых» излучателей не предусматривает организованного отвода продуктов сгорания из отапливаемого помещения. Поэтому необходимо было предусмотреть вентиляцию. Производительность системы была определена на основании расчета объема воздуха, необходимого для сжигания газа, и объема воздуха для ассимиляции продуктов сгорания. Получили значения 3500 и 8100 куб. м/ч соответственно. Однако, по рекомендациям СНиП 41-01-2003 [1] в помещениях с выделением вредных или горючих газов следует удалять загрязненный воздух из верхней зоны в количестве 6 куб. м/ч на 1 кв. м площади пола при высоте помещения более 6 м, что составляет 120 500 куб. м/ч. Эта величина была принята в качестве расчетной.

Схема организации воздухообмена принята сверху вверх с подачей воздуха через верхний ярус окон на отметке +10,800 м. Возможность использования наружного воздуха в холодный период подтверждена расчетом по [2] траектории и параметров приточной струи на входе в рабочую зону. Удаление воздуха предусмотрено крышными вентиляторами.

Опыт проектирования систем газового лучистого отопления подтверждает экономическую эффективность применения таких систем по сравнению с водяными и воздушными системами отопления при действующих ценах на энергоносители. Также следует отметить, что выбор количества, единичной мощности излучателей и способа их размещения является наиболее трудоемкой частью расчетов. Это связано с необходимостью выполнения гигиенических нормативов, ограничивающих облученность рабочих мест [1, 3].

Разработанные проектные решения переданы предприятию ОАО «Екатеринбурггаз» и использованы в качестве технико-экономического обоснования применения газового лучистого отопления вагономоечного комплекса в г. Нижний Тагил и цеха по производству крупногабаритных плит из алюминиевых сплавов в г. Каменск-Уральский.

Библиографический список
1. СНиП 43-01.2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. М.: ФГУП ЦНС, 2004. 54 с.

2. Энергоэффективные системы отопления: Учебное пособие/ А.В. Наумейко, Р.Н. Шумилов и др. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. 105 с.



3. СТО НП «АВОК» 4.1.5-2006. Системы отопления и обогрева с газовыми инфракрасными излучателями. М.: НП «АВОК», 2006. 10 с.

4. Поммер А.А., Шумилов Р.Н., Толстова Ю.И. Проблемы применения энергоэффективных систем отопления с использованием газа //Энерго- и ресурсосбережение: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. Екатеринбург, 2007. С. 167–169.
скачать файл



Смотрите также:
Опыт проектирования систем газового лучистого отопления
72.9kb.
Основные направления конфереции
78.05kb.
360 Professional ltd» Представляет продукцию торговой марки «Master Build ltd
105.81kb.
Пост-релиз
29.53kb.
Всемирные и региональные конференции радиосвязи и ассамблеи радиосвязи при поддержке исследовательских комиссий выполняют регламентарную и политическую функции Сектора радиосвязи
856.43kb.
Методики idef idefo это более строгая реализация ранее предложенной методики sadt
37.64kb.
Религиозный духовный опыт и религиозное мировоззрение духовный и мистический опыт человека
113.48kb.
Ferrari World Abu Dhabi- это один из крупнейших в мире крытых тематических парков. Парк находится под своей знаковой красной крышей, площадью 200 000 кв м, в центре Yas Island
27.46kb.
Отчет N.: Ab1829 Название проекта Проект по реабилитации районов, пострадавших от аварии на чаэс
173.83kb.
Лекция №2 по дисциплине «Базы данных» Жизненный цикл базы данных. Основные этапы проектирования базы данных
135.81kb.
В нем отражены опыт изучения конфликтологии, накопленный как в зарубежной, так и отечественной школе, а также опыт ранее подготовленных учебных пособий по данной проблематике
3460.3kb.
«Семейная политика в крупных городах: опыт реализации, перспективы»
35.73kb.