Лучистое или воздушное?

05.05.2016

Лучистое или воздушное?


Нет идеального инженерного решения по системе отопления для любого типа зданий. Исключительно важно, чтобы в каждом конкретном случае работали настоящие специалисты своего дела, и чтобы тендер при выборе того или иного решения проводился объективно.

Тендер при выборе того или иного решения инженерных систем здания должен проводиться объективно, с учетом реальных условий и потребностей, сравнивая всю систему отопления и вентиляции в целом, а не какие-то элементы ее (стоимость водяных воздухонагревателей или водяных приточных установок без котельной, стоимость системы инфракрасного отопления без стоимости системы вентиляции и т.п.). В различных сравнениях приводятся диаметрально противоположные выводы, в зависимости от заинтересованности проводивших лиц.

Если сравнение производится представителями лучистого отопления, то они приводят данные температурного расслоения, которое возникает при воздушном отоплении с помощью водяных воздухонагревателей с теплоносителем — паром, за счет чего получается самая большая Δt нагрева воздуха и, конечно, в системе воздушного отопления нет потолочных вентиляторов (дестратификаторов) или вертикальных струй самих воздушно-отопительных агрегатов. Когда сравнение делается продавцами водяных воздухонагревателей, они, конечно, работают только с низкотемпературным теплоносителем (от конденсатного котла например), при этом если о необходимости строительства котельной и(или) теплотрассы упоминается, то приводятся затраты по котельной на дровах, а работа в автономном режиме указывается как при современной автоматизированной газовой котельной.

В данном «труде» (см. таблицу) хотелось бы постараться объективно (т.е. с разных точек зрения) привести сильные и слабые стороны того или иного инженерного решения. В конце концов, как говорится, «наши недостатки — это продолжение наших достоинств». Также иногда эффективно построение системы лучистого отопления плюс значительная механическая вентиляция на основе газовых или водяных воздухонагревателей.

ЛУЧИСТОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Может быть реализовано на основе.

1. Газовые обогреватели:

  • светлые (высокоинтенсивные) излучатели (tизлуч.пов-ти = 900–1300 °C);
  • темные (низкоинтенсивные) излучатели (tизлуч.пов-ти = 400–600 °C);
  • супертемные (ленточные) излучатели (t излуч.пов-ти = 200–400 °C).


2. Водяные излучающие потолочные панели:

  •  (t теплоносит = 40–180 °C).


3. Электрические инфракрасные обогреватели:

  •  (t излуч.пов-ти = 60–280 °C).


ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

1. Газовые воздухонагреватели (теплогенераторы, приточные установки и т.д.):

  • смесительные газовые воздухонагреватели (прямой нагрев воздуха);
  • рекуперативные газовые воздухонагреватели (непрямой нагрев воздуха), условно делящиеся на: газовые воздухонагреватели для работы только с рециркулируемым воздухом;
  • газовые воздухонагреватели с возможностью присоединения воздуховода или смесительной камеры.


2. Водяные воздухонагреватели (воздушно-отопительных агрегаты, приточные установки и т.д.).

3. Электрические воздухонагреватели.

Основные сильные стороны, характерные для всех вариантов исполнения.

За счет лучистой составляющей не обогревается промежуточный воздух, а обогреваются непосредственно предметы в рабочей зоне.

Человек вместе с температурой воздуха чувствует излучение (теплое или холодное) от окружающих предметов — при лучистом отоплении можно поддерживать температуру воздуха в рабочей зоне на 2–3 °C ниже (выше при охлаждении) от аналогичной при воздушном отоплении.

Малое движения воздуха в рабочей зоне, т.е. имеем минимальный перенос пыли, запахов и т.п.

Высокая эффективность при зональном обогреве.

Возможность обеспечить построение в здании единой системы отопления, вентиляции и кондиционирования.

Общие основные «проблемы».

Ограничение температуры поверхности обогревателя и плотности лучистого теплового потока на рабочем месте (предметах) — это требует детального расчета распределения лучистого тепла по поверхностям обслуживаемых помещений.

Негатив при наличии зон тени (между стеллажами, под агрегатами и т.п.).

Если выполнить нормы по вентиляции за счет инфильтрации невозможно, дополнительно необходимо предусматривать установку приточной установки (воздухонагревателя) с газовым, водяным или электрическим нагревом воздуха.

Нужно учитывать возможность сквозняков, ускоренного перетекания запахов, пыли и т.д.

Дополнительные затраты электроэнергии на работу вентиляторов.

Это конвективная система, т.е. нужно обогревать весь объем здания.

Сильные стороны каждого варианта исполнения.

1. Газовые обогреватели: 
  • светлые (высокоинтенсивные) излучатели: тепловой КПД почти 100 %; 
  • монтаж на высотах до 17 м за счет высокоинтенсивного лучистого излучения; 
  • стандартное, типовое оборудование; 
  • отсутствие промежуточного теплоносителя, а значит, протечек и разморозки; 
  • темные (низкоинтенсивные) излучатели: стандартное, типовое оборудование; 
  • есть последние разработки с конденсатными темными излучателями с высоким общим тепловым КПД; 
  • отсутствие промежуточного теплоносителя, а значит, протечек и разморозки;
  • супертемные (ленточные) излучатели: высокий лучистый КПД до 80 % (при рециркуляции продуктов сгорания); 
  • возможность обогревать сверхвысокие помещения; возможно размещение блока горелки и вытяжки вне отапливаемого помещения; 
  • отсутствие промежуточного теплоносителя, а значит, протечек и разморозки.

2. Водяные излучающие потолочные панели: 
  • пожаро взрывобезопасность; 
  • бесшумность; 
  • возможность применять их не только для отопления, но и для охлаждения; 
  • если не брать вопрос с установкой котельной — проектирование и монтаж без надзора со стороны Ростехнадзора; 
  • свободный выбор источника энергии (котельная на газе, жидком топливе, дровах (пеллетах), электричестве или тепловой насос).

3. Электрические инфракрасные обогреватели: 
  • проектирование и монтаж без надзора со стороны Ростехнадзора; 
  • низкие капитальные затраты; 
  • отсутствие промежуточного теплоносителя, а значит, протечек и разморозки. 

1. Газовые воздухонагреватели (теплогенераторы, приточные установки и т.д.): 
  • смесительные газовые воздухонагреватели (прямой нагрев воздуха): наиболее привлекательно решение по капитальным затратам среди газовых воздухонагревателей; 
  • КПД до 100 %; 
  • высокий коэффициент модуляции тепловой мощности; 
  • легкость решения вопроса с высокой степенью нагрева воздуха; 
  • отсутствие промежуточного теплоносителя, а значит, протечек и разморозки; малая инерционность;
  • рекуперативные газовые воздухонагреватели для работы только с рециркулируемым воздухом: стандартное, типовое оборудование; 
  • возможность использования в качестве дестратификатора при вертикальном монтаже; 
  • наличие конденсирующих воздухонагревателей с повышенным тепловым КПД, которые обеспечивают широкий диапазон модуляции и маленькую степенью нагрева воздуха; 
  • отсутствие промежуточного теплоносителя, а значит, протечек и разморозки; малая инерционность;
  • рекуперативные газовые воздухонагреватели с возможностью присоединения воздуховода или смесительной камеры: возможность работы с приточным и/или рециркулируемым воздухом; возможно размещение вне отапливаемого помещения; 
  • отсутствие промежуточного теплоносителя, а значит, протечек и разморозки; 
  • малая инерционность.

2. Водяные воздухонагреватели (воздушно-отопительные агрегаты, приточные установки и т.д.): 
  • пожаробезопасность; 
  • также есть стандартный типоряд для работы только с рециркулируемым воздухом; 
  • широкий выбор вариантов исполнения заказных приточных и приточно-вытяжных установок с водяным воздухонагревателем; 
  • возможность применять их не только для отопления, но и для охлаждения; 
  • если не брать вопрос с установкой котельной — проектирование и монтаж без надзора со стороны Ростехнадзора; 
  • свободный выбор источника энергии (котельная на газе, жидком топливе, дровах (пеллетах), электричестве или тепловой насос).

3. Электрические воздухонагреватели: 
  • простота регулировки и исполнения — низкие капитальные затраты; 
  • отсутствие промежуточного теплоносителя, а значит, протечек и разморозки.

Трудности/особенности при использовании.


1. Газовые обогреватели:
  • светлые (высокоинтенсивные) излучатели: лучистый КПД — 50 %, т.е. половина тепловой мощности идет на конвективный нагрев воздуха вокруг обогревателя (под потолком); 
  • самое неравномерное и «жесткое» излучение среди инфракрасных обогревателей — при использовании светлых излучателей выжигается кислород, образуются окислы углерода и других вредных веществ за счет пригорания пыли к излучателям; 
  • срок эффективной службы «светлых» обогревателей существенно сокращается при наличии в воздухе масляных паров или взвесей — например продуктов сварки; 
  • требуется дополнительная вентиляция для разбавления продуктов сгорания поступающих в помещение от излучателей; 
  • обслуживание на больших высотах; 
  • разводка газа внутри отапливаемого помещения; 
  • необходимость надзора со стороны Ростехнадзора;
  • темные (низкоинтенсивные) излучатели: лучистый КПД до 50–60 %, т.е. половина тепловой мощности идет на конвективный нагрев воздуха вокруг обогревателя (под потолком); 
  • опасность прогорания излучающей трубы и/или выхода из строя дымососного вентилятора при неверной эксплуатации; 
  • обслуживание на больших высотах; 
  • разводка газа внутри отапливаемого помещения; необходимость надзора со стороны Ростехнадзора;
  • супертемные (ленточные) излучатели: стандартный лучистый КПД 25–45 %; 
  • заказные изделия изготавливаемые под каждый конкретный объект: опасность прогорания излучающей трубы (особенно в местах поворота труб) при неверной эксплуатации: обслуживание на больших высотах: необходимость надзора со стороны Ростехнадзора.

2. Водяные излучающие потолочные панели: 
  • лучистый КПД зависит от многих факторов (чаще 30–50 %, иногда до 70 %); 
  • общий тепловой КПД системы отопления самый низкий среди инфракрасных обогревателей; обслуживание на больших высотах; при строительстве котельной или протяженной теплоцентрали — более высокие капитальные затраты;
  • дополнительные затраты на электропитание насосов (водоподготовку); 
  • невозможность применения на открытых площадках.

3. Электрические инфракрасные обогреватели: 
  • обслуживание на больших высотах; 
  • самые высокие затраты при эксплуатации за счет высокой стоимости электричества. 

1. Газовые воздухонагреватели (теплогенераторы, приточные установки и т.д.):
  • смесительные газовые воздухонагреватели (прямой нагрев воздуха): необходимость расчета разбавления вредностей продуктов сгорания; 
  • постоянный контроль образования СО, СО2 и NOX; 
  • необходимость надзора со стороны Ростехнадзора;
  • рекуперативные газовые воздухонагреватели для работы только с рециркулируемым воздухом: для обеспечения приемлемого температурного расслоения по высоте здания необходимо обеспечить двукратную циркуляцию воздуха через воздухонагреватели и потолочные вентиляторы (дестратификаторы) или необходимо использовать более дорогие конденсирующие воздухонагреватели; 
  • необходимость надзора со стороны Ростехнадзора;
  • рекуперативные газовые воздухонагреватели с возможностью присоединения воздуховода или смесительной камеры: необходимость надзора со стороны Ростехнадзора.

2. Водяные воздухонагреватели (воздушно-отопительные агрегаты, приточные установки и т.д.): 
  • возможность протечек; 
  • разморозка при работе с низкими температурами воздуха; 
  • при строительстве котельной или протяженной теплоцентрали — более высокие капитальные затраты; 
  • дополнительные затраты на электропитание насосов (водоподготовку).

3. Электрические воздухонагреватели: 
  • самые высокие затраты при эксплуатации за счет высокой стоимости электричества.

Рекомендуемая и максимальная высота монтажа.
1. Газовые обогреватели:
  • светлые (высокоинтенсивные) излучатели: от 7 м, макс. 15–17 м, рекомендуется на каждый метр при монтаже обогревателей выше 7 м добавлять 5 % к тепловой мощности системы лучистого отопления от расчетной, но не более 25 %;
  • темные (низкоинтенсивные) излучатели: от 4 м, макс. 10–12 м (упоминались объекты с высотой до 20 м); 
  • некоторые производители рекомендуют на каждый метр при монтаже обогревателей выше 7 м добавлять 5 % к тепловой мощности системы лучистого отопления от расчетной, но не более 25 %;
  • супер темные (ленточные) излучатели: от 7 м, макс. 25–30 м.

2. Водяные излучающие потолочные панели: 
  • от 2,5 м, макс. до 40 м.

3. Электрические инфракрасные обогреватели: 
  • от 2,5 м, макс. до 10 м.

1. В общем случае для всех воздухонагревателей с осевыми вентиляторами непосредственно размещаемых в помещении: при горизонтальном размещении наиболее оптимальная высота монтажа 3–4 м; при вертикальном монтаже с раздачей воздуха вертикальными струями максимальная высота монтажа стандартных воздухонагревателей и потолочных вентиляторов (дестратификаторов) до 18 м.

2. Для воздухонагревателей с центробежным вентилятором (приточных установок) — нет принципиальной сложности (кроме капитальных затрат) организовать забор воздуха под любым высоким потолком и подать его с помощью воздуховодов в рабочую зону.


Рекомендации по применению.


1. Газовые обогреватели:
  • светлые (высокоинтенсивные) излучатели: негерметичные площади; 
  • помещения с низкой теплоизоляцией; 
  • технологические задачи; 
  • вентиляция незначительная или за счет инфильтрации;
  • темные (низкоинтенсивные) излучатели: помещения с низкой теплоизоляцией; 
  • высокие помещения (от 10 м) при возможности размещения обогревателей по высоте до 12 м; вентиляция незначительная или за счет инфильтрации;
  • супертемные (ленточные) излучатели: помещения с низкой теплоизоляцией или сверхвысокие помещения в которых вентиляция незначительная или достаточно инфильтрации.

2. Водяные излучающие потолочные панели: 
  • приоритет на пожароопасных объектах, объектах, где нет альтернативы котельной/теплоцентрали; 
  • помещения с низкой теплоизоляцией или сверхвысокие помещения в которых вентиляция незначительная или достаточно инфильтрации.

3. Электрические инфракрасные обогреватели: 
  • помещения с низкой теплоизоляцией или сверхвысокие помещения в которых вентиляция незначительная или достаточно инфильтрации; 
  • регионы или объекты, где нет альтернативы или переизбыток электричества. 

1. Газовые воздухонагреватели (теплогенераторы, приточные установки и т.д.):
  • смесительные газовые воздухонагреватели (прямой нагрев воздуха): помещения с высокими кратностями воздухообмена, т.е. необходимость нагреть большое количество воздуха для задач вентиляции (литейные цеха, цеха сварки, кухни и т.д.); 
  • системы вентиляции в регионах со сверхнизкими температурами (от –40 °C);
  • рекуперативные газовые воздухонагреватели для работы только с рециркулируемым воздухом: помещения с хорошей теплоизоляций, в которых вентиляция незначительная или достаточно инфильтрации, высотой до 8–10 м;
  • рекуперативные газовые воздухонагреватели газовые воздухонагреватели с возможностью присоединить воздуховод или смесительную камеру: помещения с хорошей теплоизоляций; особенно эффективны когда есть возможность построения совмещенной системы отопления и вентиляции (а также кондиционирования) или когда есть сложности с размещением воздухонагревателей внутри отапливаемого помещения.

2. Водяные воздухонагреватели (воздушно-отопительные агрегаты, приточные установки и т.д.): 
  • помещения с хорошей теплоизоляций; 
  • когда котельная или теплоцентраль уже в наличии или когда по технологии нужно много горячей воды; при пожароопасном производстве, если использование водяных излучающих панелей не целесообразно.

3. Электрические воздухонагреватели: 
  • помещения с хорошей теплоизоляций; 
  • регионы или объекты где нет альтернативы или переизбыток электричества.

Возврат к списку




Анализ интернет сайта Яндекс.Метрика Счетчик PR-CY.Rank