СИСТЕМЫ ГАЗОВОГО ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ

В большинстве жилых домов стоят радиаторы (батареи), которые обеспечивают теплом за счет конвекции. Они нагревают воздух, который циркулирует и обогревает комнаты, кухни и ванные. Традиционное конвективное отопление хорошо для помещений, имеющих небольшую высоту и объем. Для отопления производственных цехов, складов, огражденных площадок часто применяют газовые воздухонагреватели и инфракрасные излучатели. Они учитывают специфику больших зданий и имеют ряд преимуществ перед традиционным отоплением.

Лучистое и воздушное отопление

Отопление крупногабаритных зданий (заводских цехов, сельскохозяйственных и складских объектов, спортивных площадок), имеющих большой объем и высоту, требует современных энергоэффективных решений. Если перекрытия находятся выше 3 метров, традиционные радиаторы будут работать плохо. При конвективном отоплении максимальная температура в верхней части помещения, там, где нет работников (рис.1).

Рис.1 Сравнение конвективного и инфракрасного отоплений

Воздушное отопление обычно применяется в невысоких, до 5 м, зданиях, хорошо утепленных. Если помещение выше, большая часть тепла расходуется впустую. При обеспечении комфортной температуры на рабочих местах в 18 ⁰С под потолком будет 35 ⁰С (рис.2). Инфракрасный обогрев предпочтительнее в плохо изолированных высоких, более 5 м помещениях, а также когда надо обогреть одну зону помещения или открытую огражденную площадку. Инфракрасные обогреватели подобны освещению: они дают тепло там, где это необходимо.

Рис.2 Распределение температур при воздушном и инфракрасном отоплении

Если в цехе есть постоянные рабочие места, где работники проводят большую часть своего времени, на них необходимо обеспечить комфортные условия, в частности, температуру не ниже 18-20 °C. В случае отсутствия постоянных мест достаточно дежурного отопления с температурой в 5 °C.

Воздействие инфракрасного излучения на человека

Инфракрасное излучение занимает спектральную область между видимым красным светом и радиоизлучением. Оно составляет около 50% солнечного света и большую часть излучения ламп накаливания. Тепловая передача энергии электромагнитными волнами от одних тел к другим в основном приходится на инфракрасный участок спектра.

Глаз человека не видит инфракрасное излучение, чего не скажешь о некоторых других биологических видах. Многие змеи охотятся на теплокровную добычу ночью, когда они особенно заметны на фоне остывшей местности. Среди насекомых инфракрасным зрением обладают комары, что позволяет им быстро находить насыщенные кровеносными сосудами участки тела. Вспоминайте об этом, отмахиваясь в 3 часа ночи от назойливого насекомого.

Рис.3 Рефректор Минина

Длинноволновые инфракрасные лучи воздействует на нервные рецепторы кожи, вызывая ощущение тепла за счет повышение температуры кожного покрова. Медицинские исследования показали, что длинноволновое излучение безопасно для человека, повышает иммунитет, запускает механизм регенерации и оздоровления. Особенно эффективными в этом отношении являются инфракрасные лучи с длиной волны 960 нм. Этими обстоятельствами обусловлено применение инфракрасного излучения в медицине. Популярная в России синяя лампа (рис.3) разработана в конце 19 века для физиотерапии методом теплотерапии. Для лечения повреждений кожи первым в России ее стал использовать хирург А.В. Минин в 1900 году. В его честь синюю лампу также именуют рефректор Минина. Он испускает инфракрасное излучение с длиной волны от 780 до 1000 нм и нагревает облучаемую поверхность кожи приблизительно до 50 °C.

Иначе действуют инфракрасные лучи из коротковолновой части спектра. Они способны проникнуть на глубину нескольких сантиметров, нагревая внутренние органы. В месте облучения из-за расширения капилляров может появиться покраснение кожи, вплоть до образования волдырей. Особенно опасны короткие лучи для зрения. 

Отопление инфракрасными обогревателями

Наконец мы добрались до ИИ. И это не популярный ныне искусственный интеллект, а инфракрасные излучатели. Инфракрасное излучение подобно солнечным лучам, которые проходят через воздух, не нагревая его. Достигнув поверхности земли, они отдают ей свою энергию. Аналогично инфракрасные излучатели нагревают пол в помещении и размещенные в нем оборудование и мебель, которые передают тепло находящимся рядом людям.

Рис.4 Электрический инфракрасный излучатель

Инфракрасные излучатели могут быть электрическими, дизельными или водяными. Ну и конечно, газовыми. Разные источники энергии определяют различные области применения устройств. Электрические нагреватели можно применять в жилых домах и офисах (рис.4). Настенные можно установить над дверным либо оконным проемом, чтобы создать тепловую завесу. Потолочные подходят для скрытой установки, их можно встраивать в подвесные потолки. Напольные и настольные приборы имеют компактные размеры и небольшой вес, что обеспечивает мобильность применения. Основной недостаток электрических излучателей – высокая стоимость электроэнергии.

Рис.5 Дизельный инфракрасный обогреватель

Дизельные инфракрасные обогреватели (рис.5) работают на соляре и керосине. Обеспечивают быстрый временный обогрев в не отапливаемых гаражах и ангарах, хозяйственных постройках, складских помещениях. Незаменимы в помещениях, в которых нет газоснабжения природным газом и электропроводки или есть ограничения по подключению к электросети.

Рис.6 Водяной инфракрасный обогреватель

Инфракрасные водяные обогреватели (рис.6) в отличие от электрических, дизельных и светлых газовых не излучают видимого света. В качестве теплоносителя здесь используется тёплая или горячая вода (температурой от 40 °С до 120 °С), она передаёт тепло трубам и излучающему экрану. Главное достоинство водяных инфракрасных излучателей – абсолютная пожаробезопасность.

Газовое лучистое отопление

Газовые инфракрасные излучатели применяют для отопления ремонтных баз, литейных и кузнечных цехов, выставочных и торговых павильонов, складов, логистических центров, автопарковок, спортивных площадок, производственных цехов различного назначения, сельскохозяйственных объектов (свинарников, конюшен) и т.д. Они могут работать на природном газе или сжиженном углеводородном газа (пропан – бутан).

Основной элемент системы ГЛО - инфракрасный излучатель. В системах ГЛО используют излучатели, работающие в коротковолновом и средневолновом спектрах. Первые называются «светлыми» - по длине волны они ближе к видимому свету (рис.7). Источником излучения в них служит перфорированная керамическая пластина, которая нагревается беспламенным поверхностным сжиганием газа до температуры 800 - 1000 °С.

Рис.7 Схема светлого газового излучателя

Газ, выходя из сопла, инжектирует воздух, необходимый для горения. Газовоздушная смесь поступает в смесительную камеру и далее проходит через перфорированную керамическую пластину, в которой имеется большое количество сквозных цилиндрических или конических отверстий. Сгорание газа происходит над поверхностью в зоне толщиной 1-1,5 мм, затем пламя переходит в устье канала. Над излучающей панелью устанавливают стабилизирующую сетку. Продукты сгорания светлых излучателей попадают в отапливаемое помещение.

Рис.8 Схема темного газового излучателя

Температура поверхности темных инфракрасных излучателей около 400 ⁰С. Они не дают излучения в видимом диапазоне. По признакам протяженности и конфигурации темные излучатели делятся на ленточные и модульные. Ленточные имеют длину от 30 до 350 м и могут повторять очертания отапливаемых помещений. Более короткие модульные излучатели бывают прямые и U-образной формы. Последние представляют собой U-образную трубу из жаростойкой стали, с одной стороны которой установлено газогорелочное устройство, с другой — вытяжной вентилятор, а точнее, дымосос (рис.8). Продукты сгорания газа, проходя внутри труб, нагревают их до высокой температуры. Над трубой установлен отражатель, который направляет тепло в рабочую зону. Вентилятор удаляет продукты сгорания из отапливаемого помещения через дымоотводы. В обоснованных случаях продукты сгорания могут попадать в помещение. Обычно подобное возможно в помещениях с высоко расположенными покрытиями.

 Автор статьи: Вершилович Владислав Адамович

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь