Отопительное оборудование

Мы не можем отопить все, но для некоторых случаев наше оборудование подходит наилучшим образом. Производственные и вспомогательные помещения заводов, мастерские, склады, выставочные помещения, ангары, торговые центры, теплицы, помещения общественного питания, культовые помещения, спортивные залы, стадионы, террасы и перроны, погрузочные площадки, помещения для содержания скота и птицы. В зависимости от конкретного случая мы предлагаем оптимальные системы отопления.

Принципиальные особенности и технико-экономические преимущества отопления.

Основная особенность и принципиальное отличие предлагаемых нами систем отопления зданий от отопления с помощью других систем заключается в механизме достижения требуемой температуры в помещении.
При использовании всех без исключения конвективных систем (воздушные, радиаторные, конвекторные, и т.д.) необходимые температурные условия в помещении создаются посредством нагрева воздуха до нормативной температуры (18-20 оС). В небольших объемах, например в квартирах жилого дома или офисах, такой механизм формирования температурных условий не приводит к перерасходу тепловой энергии , и применение конвективных систем здесь вполне приемлемо.
Совсем другая картина наблюдается при отоплении конвективными системами больших помещений с высотой более 5м. В этом случае теплый воздух от источников тепла системы конвективного отопления поднимается к потолку, создавая там тепловую «подушку», которая перегревает верхнюю зону; при этом значительно повышаются теплопотери через строительные конструкции в верхней зоне и потери на вентиляцию. Как показали исследования, разница температур в больших помещениях при организации конвективного отоплении достигает 15-20оС, а теплопотери помещения при этом увеличиваются примерно в 2 раза и равняются теплозатратам при равномерном распределении температуры по высоте помещения.
При лучистом отоплении больших строений механизм формирования температурных условий в помещениях отличается от механизма формирования температурных условий, присущего конвективному отоплению. Лучистая энергия от источников тепла, размещенных в верхней зоне помещения, нагревает строительные конструкции и оборудование, расположенное в рабочей зоне, от которых в свою очередь нагревается воздух. Такой механизм формирования температурных условий в помещении подобен механизму, наблюдаемому в природной среде, когда человек в солнечную погоду чувствует себя комфортно даже в прохладный день, при температуре воздуха 15-16оС.
Температурная ситуация в помещении при радиационном отоплении схематично показано на рисунке. Принципиальные ее особенности заключаются в том, что: средняя радиационная температура в рабочей зоне помещения всегда выше средней температуры воздуха в этой зоне; температура пола выше температуры на уровне головы человека. Особенности механизма формирования температурной ситуации при радиационном отоплении больших производственных помещений обеспечивают санитарно-гигиенические и технико-экономические преимущества радиационного отопления.
Основным санитарно-гигиеническим преимуществом радиационного отопления является возможность поддержания в помещении комфортных температурных условий при более низкой (на 3-5оС) по сравнению с конвективным отоплением температуре воздуха. При этом радиационная теплоотдача человеку более интенсивна, чем конвективная теплоотдача, что приятно в физиологическом отношении и соответствует теплоотдаче в природных условиях. Кроме того, при радиационном отоплении по площади помещения не переносится пыль, аэрохимический и аэробиологический режимы воздуха значительно лучше, чем при конвективном отоплении, а получаемые дозы теплового излучения оказывают позитивное влияние на состояние человека.
В основе лучистого отопления положен принцип передачи тепла к месту потребления с помощью электромагнитных волн в диапазоне инфракрасного спектра. Точно также наша планета получает тепло от солнца.
Экономичность радиационного отопления зависит от многих факторов:
— Наибольшее влияние на экономичность центрального радиационного отопления оказывает интенсивность вентиляции помещения; с повышением интенсивности вентиляции возрастает экономия энергии в сравнении с воздушным отоплением, которая достигает 40-50% для помещений с 3-4 кратным оборотом. Экономия при этом получается за счет значительно меньшего количества теплоты, уходящей из помещения с вентиляционными потерями. При высоком коэффициенте воздухообмена «Робертс Гордон» рекомендует применять теплогененераторы для подачи в помещения подогретого воздуха.
— Тепловая изоляция помещения также влияет на экономичность радиационного отопления; в помещениях с менее эффективной изоляцией (меньше нормативной) экономичность радиационного отопления более высокая.
— При увеличении объема и высоты помещения экономичность радиационного отопления возрастает.
— С повышением температуры отопительных приборов экономичность радиационного отопления возрастает (см. далее характеристики излучателей).
В среднем при лучистом отоплении производственных помещений высотой 5м и более, теплопотери на 25-40% ниже (по сравнению с использованием конвективного отопления). Кроме того, при радиационном отоплении только рабочих мест и односменном режиме работы тепловые затраты на отопление снижаются на 60-70%(температура в помещении 12-15оС). Пользователь также имеет возможность организовать отопление только части помещения, а так же учитывать изменение температурного режима в течение суток и дней недели.
В противоположность конвекционным отопительным системам децентрализованная «Робертс Гордон»-инфракрасная система транспортирует не тепло, а энергию! Преобразование энергии в тепло происходит только в месте, куда она подается, поэтому потерь, в состоянии покоя системы и при переносе энергии, не происходит. Таким образом, возможна экономия энергии до 50%.
Отсутствие потерь энергоносителя и снижение эксплуатационных расходов связанных с производством тепла ( ТЭЦ) и его транспортировкой, исключением из цепи передачи посредников- энергоноситель используется в меньших объемах и на месте- ведет в конечном итоге к уменьшению загрязнения окружающей среды.

Экономические показатели применения газового инфракрасного отопления

Для оценки экономичности систем инфракрасного обогрева целесообразно поэлементно сравнить стартовые (единовременные) и эксплуатационные затраты на их создание и обслуживание с аналогичными показателями проектов с традиционными системами отопления. В основные стартовые затраты, подлежащие сравнению, необходимо включить стоимость проектирования, оборудования, монтажных работ, включая пуско-наладку. Затраты, связанные со строительством подводящего газопровода, топливным хозяйством или резервным топливом, условно одинаковы для сравниваемых вариантов отопления, поэтому их можно не принимать во внимание.

Затраты на проектирование

Наш опыт показывает, что затраты на проектирование объектов с инфракрасными системами отопления в большинстве случаев ниже затрат на проектные работы для традиционных систем отопления, не смотря на стереотипность в подходах к ценообразованию, характерной для проектных организаций.
Очевидно, что отдельные «традиционные» разделы при проектировании инфракрасных систем практически отсутствуют или существенно сокращены, а другие имеют типовое, повторяющееся решение, что ускоряет и упрощает процесс проектирования.
Проекты инфракрасных систем отопления не содержат:
— общестроительную часть, необходимую как при централизованном (в большей степени), так и при децентрализованном отоплении для котельных или тепловых пунктов;
— тепломеханическую часть (расчет контура отопления, выбор насосной группы, расширительного бака и т.д.), поскольку в данном случае необходимость организации циркулирования жидкого теплоносителя отсутствует;
— существенно сокращается проектирование раздела автоматики, так как инфракрасные системы поставляют обычно в высокой степени готовности, включая автоматику.
В проекты инфракрасных систем отопления добавляется:
— решение вопросов компоновки и размещения инфракрасных излучателей в объеме отапливаемого помещения;
— проектирование системы удаления продуктов сгорания индивидуально для каждой горелки или по группам (если по проекту нет выбросов продуктов сгорания в цех);
— увеличение объема раздела диспетчеризации (если таковой предусмотрен заданием на проектирование);
— проектирование внутрицеховых газопроводов, ГРУ, ШРП.

По мнению специалистов, в целом трудозатраты, а значит и стоимость проектных работ при использовании «инфракрасников» должны быть на 15-20% ниже на единицу мощности в пределах до 4-5 МВт; далее разница сокращается, и лишь на мощностях свыше 15-20 МВт проектирование традиционных источников теплоснабжения, окажется несколько дешевле. (Здесь мы не учитываем стоимость проекта теплотрассы, который неизбежен, если применяется централизованная система отопления, а это добавит еще 8-15% к стоимости проектных работ).
Необходимо отметить также, что фирма «МИГ» разработала и успешно применяет при проектировании специальные программы, использует автоматизированные средства проектирования, существенно повышающие качество теплотехнического расчетов и компоновочных схем.
ОДО «МИГ» бесплатно разрабатывает для заказчиков инфракрасных систем предпроектные проработки. Стоимость полного проекта системы отопления выполненного ОДО «МИГ» составляет как правило 5-7 % от стоимости всего комплекта оборудования.

Стоимость оборудования

Относительно основного оборудования необходимо отметить, что для обогрева одного помещения требуется инфракрасная система суммарной мощности на 25-30% ниже мощности конвективной системы отопления. До 3% этой экономии получается за счет лучистой составляющей, которая позволяет чувствовать комфортное тепло при более низких температурах, чем в других видах отопления. Остальное составляет выигрыш от сокращения конвективных потерь, отсутствия тепловой подушки под потолком, минимального градиента температур по высоте помещения.
При инфракрасном отоплении доля основного оборудования составляет не менее 55-60% общей стоимости проекта, в то время как при реализации проектов с традиционным отоплением такая доля не превышает 35-40%. Это говорит о снижении удельного веса монтажных работ и количества дополнительного оборудования, что в свою очередь демонстрирует большую степень индустриализации проектов инфракрасного отопления, сокращение сроков комплектации и поставки систем.

Удельная стоимость единицы мощности импортного инфракрасного оборудования находится примерно в тех же пределах, что и стоимость единицы мощности дорогих импортных водогрейных котлов. Однако удельный вес в общей стоимости отопительных проектов, а также эффективность инфракрасных систем существенно выше.

Монтажные работы

Из фактического опыта можно утверждать , что сроки монтажа инфракрасных системна20-25% короче, чем при конвективном отоплении. В то же время имеют место специфические затраты на привлечение дополнительных механизмов для работ на высоте.
С приобретением опыта работ стоимость монтажа инфракрасного оборудования существенно снижается. Если год назад монтажные организации оценивали монтаж одного газового излучателя на высоту свыше 8м со всеми необходимыми подключениями примерно в 1000долл.(50кВТ мощности), то сегодня эта цифра упала до 600-700долл. и ниже.
Укрупненные расчеты показывают, что при использовании котельных малой и средней мощности удельная стоимость монтажных и пусконаладочных работ выше, чем при применении инфракрасных систем.
Корректно говорить о том, что удельная стоимость монтажа инфракрасного оборудования в среднем по проектам на 20-25% ниже, чем стоимость монтажа централизованных традиционных источников теплоснабжения с использованием жидкого теплоносителя.
Основная экономия при применении инфракрасных систем достигается радикальным снижением эксплуатационных затрат (в3-4раза), значительным сокращением потреблением энергоносителей (природного газа в 4-5 раз, электроэнергии в 8-12раз), экономия стартовых затрат на инфракрасное отопление по сравнению с традиционным системами составляет 25-30%.
Окупаемость инфракрасных систем в 2-3 раза выше окупаемости традиционных систем отопления, и составляет для условий Беларуси не более 2х отопительных сезонов.

Эксплуатационные затраты

Затраты на эксплуатацию инфракрасных систем более чем на 90% состоят из стоимости энергоносителя. Исчезают затраты на обслуживание теплотрасс, котельного оборудования, подготовку воды, эксплуатацию насосов, автоматики тепломеханической части и т.д. Фактически работы заключаются в проведении ТО перед отопительным сезоном и поддержанием в работоспособном состоянии системы подвода газа. В табл. 1 приведено сравнение удельных затрат на обогрев здания объемом 100м3 с высотой 8 м при использовании инфракрасного отопления (короткого типа) и централизованной котельной.
Годовые затраты на отопление с помощью централизованного теплоснабжения при стоимости 1 Гкал тепла около 300 руб. (цены 2001г.)составляют не менее 2.2 млн. руб. в год на 10 тыс.м2 производственных площадей.
Использование собственной котельной может снизить прямые эксплуатационные затраты предприятия на отопление на 50-60%.Вместе с тем, если тщательно подсчитать косвенные затраты на осуществление традиционного автономного теплоснабжения, то реальная экономия будет не столь существенна и составит не более 30-40% по сравнению с централизованной покупкой тепловой энергии.
При эксплуатации инфракрасных систем отопления стоимость 1 Гкал тепла складывается в основном из стоимости потребленного топлива и стоимости обслуживания. В стоимости 300 руб. за 1 Гкал при централизованном теплоснабжении собственно газовая составляющая – не более 70-80 руб. С учетом эффективности инфракрасного отопления фактическая газовая составляющая на производство 1 Гкал в пересчете на традиционное отопление составит не более 30 руб. Стоимость обслуживания по договору обычно не превышает при малых мощностях оборудования 5-7 руб. на 1 Гкал, а при больших мощностях она еще ниже. Таким образом, эксплуатационные расходы на инфракрасное отопление в среднем не выше 40 руб. за 1 Гкал.
При использовании автономных систем отопления можно существенно снизить эксплуатационные расходы за счет более гибкой привязки ее работы с изменению температуры наружного воздуха.
В аналогичной пропорции находится и потребление газа. Имеются реальные примеры снижения потребления природного газа в 4-5 раз по сравнению с традиционными системами отопления. В табл приведен пример расходов на отопление за 2000 гг на СП «МАЗ-МАН».

Выводы

Таким образом, экономия при применении инфракрасных систем достигается радикальным снижением эксплуатационных затрат (в 3-4 раза), значительным сокращением потребления энергоносителей (природного газа в 4-5 раз, электроэнергии в 8-12 раз). Экономия стартовых затрат на инфракрасное отопление по сравнению с традиционными системами составляет 25-30%.
Окупаемость инфракрасных систем в 2-3 раза выше окупаемости традиционных систем отопления. Существуют реализованные проекты, когда переход на газовые инфракрасные излучатели, например, с централизованных угольных или дизельных окупался за 9-12 месяцев одного отопительного периода.
Конечно, существуют и такие современные конвективные системы отопления, как газовоздушные нагреватели прямого действия. По стартовым затратам они дешевле инфракрасных систем, но, как показывают расчеты, эта стартовая экономия теряется за год эксплуатации.
Безусловно. Инфракрасные системы – не панацея и не замена всему существующему тепловому оборудованию. Как известно, истина находится посредине, и, вероятно, наиболее оптимальным вариантом будет применение «инфракрасников» в сочетании с газовоздушными завесами прямого действия или локальными водогрейными котельными.

В производственной программе «Робертс Гордон» в настоящее время имеются темные обогреватели, и как дополнение к ним теплогенераторы различных мощностей и типов. По техническим признакам к светлым обогревателям относятся приборы с наличием открытого пламени, если сгорание газа происходит внутри излучателя – это темные излучатели.