Все выпуски  

Инфракрасное отопление: феномен «целевого» тепла


Энергетика и промышленность России - избранные материалы.
ВЫПУСК 209.


Инфракрасное отопление: феномен «целевого» тепла

Системы централизованного теплоснабжения с каждым годом все больше расстраивают потребителей. Проблемы теплообеспечения напоминают о себе каждый отопительный сезон и по-прежнему в большинстве случаев остаются нерешенными. А решение этих проблем, например посредством модернизации систем теплоснабжения, требует огромных затрат, которые не в состоянии нести ни владельцы теплоисточников, ни потребители.

Децентрализованные системы отопления существенно исправят положение как в районах жилых застроек, так и на производственных объектах. Речь идет о современных локальных источниках – инфракрасных отопительных системах.



За рубежом

Первооткрывателем инфракрасного оборудования стала американская фирма «Roberts Gordon» в 1960 г. Спустя 30 лет компания опубликовала инфракрасный справочник Сэра Вильяма Хершеля, чтобы объяснить производителям и потребителям тонкости инфракрасного излучения (Сэр Вильям Хершель – английский астроном, открывший феномен инфракрасного излучения около 300 лет назад). За время деятельности американская компания выпустила более 500 000 инфракрасных излучателей в 38 странах мира.



В России

Первые приборы инфракрасного отопления появились в России в 1950-1960 гг., но массового применения в то время они так и не получили. Одна из разновидностей инфракрасного тепла – технология длинноволнового отопления появилась в России в 1993 году. Это были импортные обогреватели производства Pyrox и Energotech. Позже появились приборы и под торговой маркой FRICO. К сожалению, конструкция приборов не соответствовала тогда российским ГОСТам. В связи с этим инженеры российских компаний стали самостоятельно проводить технические доработки. Например, адаптированные к российским стандартам приборы Pyrox с 1995 г. стали выпускаться под маркой ЭкоЛайн.



«Волновая» классификация

Инфракрасное отопление делится на низкотемпературные, высокотемпературные и длинноволновые типы. По мнению специалистов, высокотемпературные инфракрасники наиболее эффективны для быстрого прогрева помещений, но имеют ряд недостатков, которые сильно сужают область их применения. Они нагреваются до очень высоких температур (до 700 градусов). Подобные приборы раньше все знали как рефлекторы. Находиться под действием таких приборов некомфортно, они пожароопасны, сжигают кислород. Поэтому область применения таких приборов – это открытые пространства (летние кафе, веранды и т. д.). Низкотемпературные (до 60 градусов) приборы имеют очень малую эффективность. Соответственно, тепловой поток от них очень слабый.

Наиболее популярны – это среднетемпературные или длинноволновые с температурой рабочей поверхности до 250 градусов.



Как работает инфракрасный обогрев

Имея высокую поверхностную температуру, нагреватели, используя физические свойства электромагнитных волн, отдают тепловую энергию всем находящимся в области работы прибора предметам. Нагретые тела, в свою очередь, переизлучают накопленное тепло в окружающее пространство, нагревая его конвекционным методом. Экономия энергии достигается за счет исключения из процесса обогрева промежуточного теплоносителя – воздуха. Электромагнитные волны напрямую передают тепло всем окружающим предметам. Вторым положительным моментом применения данного типа оборудования является аккумулирование тепла внутри предметов, находящихся в зоне действия излучателя. Таким образом создается своего рода «тепловой резервуар», способный поддерживать комфортные условия в течение некоторого времени, даже после отключения обогревателя.



Из чего состоит обогреватель

Стандартный обогреватель состоит из 4 основных элементов: теплообменника, отражателя, горелки и вытяжного вентилятора. В качестве излучателя в обогревателях применяется стальная термообработанная труба диаметром 100 мм. Труба покрывается алюминием снаружи и изнутри, что обеспечивает высокую коррозионную стойкость излучающего элемента, а в сочетании с высокой рабочей температурой (более 300°С) излучающего элемента обеспечивает коэффициент излучения 0,8, что является наиболее высоким показателем для материалов, применяющихся в современных ИК-обогревателях.

Для направления лучистого потока в обогреваемую зону применяется 12-гранный отражатель. Конструкция отражателя обеспечивает наилучшее перенаправление лучистого потока, что уменьшает стратификационные потери через верх отражателя. Это в свою очередь позволяет избежать использования отражателя с дополнительными изолирующими материалами, применяющимися в приборах других производителей.

Кроме того, алюминий обладает отражательной способностью в пределах от 0,91 до 0,95 (полированная нержавеющая сталь 0,9), что обеспечивает отражение лучистого потока практически без потерь.

Преимущество ИК-нагревателей перед традиционными и в том числе автономными системами отопления основано на равномерном распределении температуры в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что обеспечивает минимальные теплопотери на инфильтрацию, неизбежные в старых постройках. А именно в таких помещениях располагается большинство производств.



Длинноволновая цель

Длинноволновый обогрев уменьшает разницу температур зон у пола и потолка, поскольку тепловые лучи нагревают поверхности, на которые падают. Можно поддерживать температуру в помещении ниже нормальной, так как длинноволновые нагреватели греют только там, где необходимо, то есть там, где находятся люди. При этом в помещении ощущаемая человеком температура будет комфортной даже в том случае, когда общий баланс температуры относительно невысок. Тепло ощущается немедленно после включения обогревателей, поэтому система удобна для снижения температуры в ночное время, что дает дополнительную экономию электроэнергии. В больших помещениях, где нет необходимости отапливать все здание, инфракрасное отопление может использоваться для локального обогрева рабочих мест там, где это необходимо. Инфракрасное длинноволновое отопление не использует воздух в качестве носителя тепла и поэтому обеспечивает оптимальный температурный баланс во всех помещениях. Инфракрасный длинноволновый обогрев действует непосредственно на предметы обстановки, поэтому после временной потери тепла в помещениях, вызванной, например, открытыми дверьми, инфракрасные обогреватели быстро восстанавливают необходимую температуру.

Управление системой не требует никаких навыков или специальных умений. Если учесть, что изменение температуры всего на 1 градус приводит к изменению потребления электроэнергии примерно на 5-6%, то рациональное управление отоплением способно обеспечить до 40% экономии электроэнергии.



Преимущества при монтаже

Стартовые (единовременные) затраты на монтаж систем инфракрасного отопления существенно отличаются от затрат на монтаж традиционных конвективных систем. Самая недорогая котельная при стартовых затратах обойдется предприятию гораздо дороже, чем при использовании дорогих зарубежных аппаратов инфракрасных систем отопления. Монтироваться ИК система может поэтапно, и сроки ее монтажа на 25% короче, чем при монтаже обычных систем отопления с водяным или паровым теплоносителем.

Суммарный КПД традиционных систем отопления для современного неизношенного оборудования не превышает 65%. Для систем инфракрасного отопления суммарный КПД может составлять более 85%. Установленная мощность ИК систем отопления на единицу площади помещения в два раза меньше, чем при традиционном отоплении. Суммарное потребление природного газа ИК системами отопления по сравнению с обычными системами ниже в три раза и более.

Проектные расчеты показывают, что внедрение инфракрасных систем отопления достаточно быстро окупается. За три отопительных сезона стартовые затраты могут окупиться при условии, конечно, что на объектах не будут действовать другие источники теплоснабжения. Если же котельная уже имеется, то переход на ИК систему позволит окупить стартовые вложения менее чем за четыре отопительных сезона. Произойдет это за счет сокращения потребления газа и снижения эксплуатационных затрат.



Потребители

По мнению специалистов, частичный переход на инфракрасное отопление может не только решить проблему теплообеспечения, но и сэкономить энергоресурсы. Например, если перевести на ИК системы отопления промышленные предприятия Санкт-Петербурга и области, то, по расчетам специалистов, это позволит высвободить не менее 2,5 млрд. куб. м газа в год, что фактически закроет дефицит газа в регионе.

Первым крупным объектом с применением инфракрасного отопления стал Дворец спорта в Волгограде, который и сейчас успешно работает. В 2000 году в ОАО «Балтийский завод» была смонтирована установка большой тепловой мощности (350 кВт) для отопления ремонтного цеха площадью 1000 м2. Затраты на внедрение ($30 на м2) окупились за первый отопительный сезон. И спустя год служба главного инженера, опираясь на опыт эксплуатации, приняла решение об использовании газового лучистого отопления в строящемся корпусообрабатывающем цехе завода. Три такие же установки отапливают 12 тыс. м2. Тепловые параметры обеспечивает автоматическая система регулирования заданной температуры в цехе, которая не требует постоянного обслуживающего персонала. Аналогичные установки в количестве 10 штук также смонтированы в ремонтно-экипировочном депо Октябрьской железной дороги для отопления 25344 м2.

Несколько лет назад на предприятии ООО «ПО «Ленин­градский электромашиностроительный завод» смонтирована система из 217 инфракрасных отопительных установок мощностью 10 мегаватт для отопления 52 тысяч м2 цеховых площадей. В целом предприятие затратило на реконструкцию системы отопления $1 млн. 800 тыс., построив также и локальную котельную. Окупаемость проекта составила 0,92 года. В холодное время года в офисах и в цехах поддерживается комфортная температура, перебоев с теплоснабжением нет. Кроме того, удельная норма расхода газа снизилась в 2-3 раза.

В 2003 г. мнение о системах ИК отопления высказал главный энергетик ЛМЗ Г. Матюхин: «Стоимость 1 Гкал покупаемой у города тепловой энергии составляет для ЛМЗ 394,44 рубля. А 1 Гкал, получаемая от ИК системы, обходится в 96,89 руб… Это позволило сэкономить после внедрения ИК отопления более 17000000 рублей. Инвестиции составили $2,2 млн.» Комментарии в данном случае не нужны.

Алина ВАСИЛЬЕВА


В 210 выпуске читайте: Как «заставить» потребителя теплоэнергии быть союзником поставщика


С вопросами и предложениями обращайтесь по адресу ep@eprussia.ru


Подписаться на печатную (бумажную) версию газеты "Энергетика и промышленность России" (периодичность - раз в месяц, объем - 44-76 полос формата A3) можно ЗДЕСЬ. Ознакомительный экземпляр высылается бесплатно.


С расценками на размещение рекламы в газете "Энергетика и промышленность России" и на сайте www.eprussia.ru можно ознакомиться ЗДЕСЬ.

 


Открыт книжный магазин

Информационный портал "Энергетика и промышленность России" сообщает об открытии книжного магазина для энергетиков.
Книги продаются без наценки, по цене издательств.

Перейти в магазин»


Доска объявлений

На нашем сайте открыта доска объявлений для предприятий, работающих в промышленно-энергетических отраслях.

Перейти в раздел "Доска объявлений"»


Ваши новости на нашем сайте

Уважаемые господа! Информационный портал Энергетика и промышленность России предоставляет вам новую возможность для своевременного распространения информации о деятельности ваших предприятий!
В разделе сайта "Новости компаний" вы можете САМОСТОЯТЕЛЬНО размещать пресс-релизы ваших компаний.

Подробнее»


Каталог интернет-ресурсов

На нашем сайте действует каталог интернет-сайтов компаний топливно-энергетического комплекса и тяжелой промышленности - EPR-Каталог.

Перейти в каталог»


В избранное