Как выбрать систему отопления для производственного помещения

Выбор системы отопления – задача, требующая комплексного подхода. Неправильное решение может привести к значительным финансовым потерям из-за неэффективного расхода энергии, а также к проблемам с безопасностью и комфортом персонала.

Расчёт и отопление промышленных зданий сложнее, чем большинства помещений — велики не только площади в несколько тысяч квадратных метров, но и высота потолков, достигающая во многих цехах 18-20 метров. Могут требоваться различные температурные режимы в разных помещениях одного здания. Дополнительно — в случае некачественного утепления необходимо компенсировать высокие теплопотери. При выборе варианта отопления промышленных зданий учитывается и климатическая зона (среднегодовая и минимальная температура).

Не менее сложен и график: это не жилое здание, нуждающееся в равномерном отоплении. Весь ритм обогревательных конструкций подчиняется производственному циклу. Может потребоваться остановка обогревательного оборудования, а затем быстрый и беспроблемный запуск.

Дополнительная задача — когда в отоплении нуждаются не новые промышленные здания, а сооружения советского образца, построенные на совесть, но с весьма некачественной теплоизоляцией.

Газовые котлы появились в конце XIX столетия, дизельные — лишь к середине XX. Первые шаги в создании газовых нагревателей сделал Хуго Юнкерс, известный нам по другому своему изобретению — революционным для того времени самолётам. С твердотопливными устройствами разработки затянулись на долгие годы, а эффективность их не всегда соответствовала ожиданиям.

В нашем веке отопительные котлы вышли на новый уровень:

• беспроблемный монтаж;
• сниженный уровень шума;
• возможность интеллектуального управления.

Повысились требования не только к техническим характеристикам, но и экологической безопасности. Ужесточились нормативы к фильтрам и очистке выбросов. Последние разработки конструкторов — биодизели только начинают свою "карьеру".

Коротко об основных вариантах систем отопления цеха

Малые и средние производства можно отапливать без проблем ИК или электрообогревателями. Но для цехов свыше тысячи кв.м. используются эффективные системы — как правило, газовые котлы. Причина — они обеспечивают самые демократичные расходы на отопление.

Твёрдые виды топлива также вполне бюджетны по стоимости. Но существуют и дополнительные требования: хранить любой вид твёрдого топлива (от угля до паллетт), нужно в специально приспособленном помещении. Поэтому твердотопливное оборудование целесообразно использовать на крупных предприятиях — во-первых, будет ощутима общая экономия, а во-вторых, не возникают проблемы со складским помещением для запасов топлива.

Подобрав оборудование по производственным параметрам, приступаем к следующему этапу — согласование характеристик выбранных устройств и требований пожарной безопасности. Учитываются нормы СанПина и ряд других требований к цеховому оснащению.

Общие характеристики.

Выбор любого из этих вариантов зависит от характеристик конкретных цехов и специфики производства. Учитываем и дополнительные параметры:

количество задействованного персонала;

бюджет, предусмотренный на первоначальный монтаж системы;

планируемые расходы на дальнейшее обслуживание системы обогрева.

Предварительный расчёт, составление проекта, изучение параметров помещения может выполнить только профессионал. Монтаж системы, независимо от выбранного варианта, осуществляется строго по нормативам СанПина и с учётом требований пожарной безопасности.

Выбираем подходящий вариант отопления

Учитываем площадь и высоту помещения, количество тепловой энергии (чтобы обеспечить необходимый микроклимат), условия эксплуатации и техобслуживания. Основные минусы и плюсы уже представлены в общей сравнительной таблице. Теперь о каждом типе отопления подробнее.

Водяное

Помимо технических характеристик самой системы имеет значение площадь предприятия — необходима свободная зона с беспроблемным доступом для размещения отопительных приборов. В идеале — собственная котельная, способная обеспечить нужный объём работ с теплоносителем. Источники энергии — электричество, газ, твёрдое и дизельное топливо.

Если производственный цикл предусматривает использование агрессивных веществ, для труб и регистров применяется нержавеющая сталь. В большинстве случаев на практике используется система гладких труб из стали (ГОСТ 10704-91).

Стоимость такой системы демократична, монтаж не занимает много сил и времени. При соблюдении всех нормативов система устойчива к перепадам давления. Используется в промышленных зонах практически во всех сферах промышленности.

Паровое

Пар быстро переносит тепло. Высокий показатель теплопроводности обеспечивает не только скорый, но и равномерный прогрев помещений. Изменение параметров выполняется путём регулировки давления пара либо распределением его в общей системе. 

Источники топлива различны — газ, мазут, электричество. Без проблем адаптируется к помещениям различной конфигурации. В зависимости от конкретного вида производства, паровые установки используются для привода рабочих механизмов.

При использовании регулирующих устройств обеспечен высокий уровень энергоэффективности. Оптимальный вариант на производстве, требующем применение высоких температур.

Воздушное

Использование горячего воздуха предусматривает нагрев воздушных масс и распределение потоков заданной температуры по всем помещениям с помощью воздуховодов либо специальных вентиляторов. Основные характеристики этого вида отопления:

равномерность распределения тепла;

минимальное время от старта до получения рабочей температуры;

адаптация к различным типам помещений;

использование различных видов топлива — мазут, газ, электричество;

выбор места для монтажа — стены помещения, потолок, пол.

Эффективность выше, чем у водяного варианта — особенно в цехах большой площади и с высоким потолком. Для объёмных помещений (в том числе и складских зон) воздушное отопление позволяет экономить порядка 30% затрат на энергоносители.

Существуют системы этого типа, приспособленные не только для отопления, но и для охлаждения.

Классификация по по виду отопления

Теплогенерирующее оборудование по типу отопления может быть газовым, дизельным, электрическим и твердотопливным. Независимо от источника энергии, это могут быть паровые, водяные, воздушные установки.

Газовое

Демократичный по стоимости способ отопления. Оборудование оснащено автоматикой с самым широким функционалом — начиная от возможности удалённого управления и заканчивая регулированием параметров в зависимости от погодных условий. Высокая степень автоматизации требует первоначальных затрат (вполне бюджетных), но оправдывает себя в процессе эксплуатации, обеспечивая как финансовые, так технологические преимущества.

Эффективность газового варианта отопления высока. Сжигание происходит быстро, результат — требуется минимум времени на обогрев промышленного помещения, высок уровень тепловой энергии.

В процессе эксплуатации не возникает проблем с контролем и установкой точно заданной температуры. Дополнительное преимущество газовое отопление чище с экологической точки зрения по сравнению с использованием угля и мазута.

Оборудование характеризуется длительным сроком эксплуатации, требует регулярное, но минимальное техническое обслуживание — при условии изначально грамотного монтажа.

Важно: подключение газа подразумевает соответствующие технические условия. Потребуется собрать пакет документации и составить проект.

Электрическое

Электрические отопительные системы не нуждаются в столь сложной подготовке, как при газификации объекта. Не требуются масштабные инфраструктурные изменения, как при подготовке к водяной схеме отопления. Установки программируются для мониторинга и изменения температуры. Вариант экологически чистый и безопасный (никаких утечек жидкого топлива или опасения взрыва газа).

Способ отопления не самый дешевый. Существуют новые разработки, позволяющие при помощи интеллектуальных систем управления снизить конечные расходы.

Электрические системы можно без проблем и лишних затрат адаптировать к помещениям самой различной конфигурации.

Инфракрасное отопление

Специфика этого метода состоит в том, что исключается длительный этап прогрева — тепловые волны направлены на нужные объекты. Это обеспечивает эффективность и скорость. Есть и возможность, недоступная для других способов — создание разных температурных зон в пределах одного помещения.

Этот метод важен в первую очередь для тех производств, где необходима чистота воздуха, отсутствие пыли, воздушных потоков, а тем более выбросов отработанных веществ. КПД систем этого типа высок. Разработаны установки для размещения в любой зональности — на стенах, на полу, на потолке. Возможен выбор обогревателя по типу излучаемых волн. Существуют модели, работающие на газе и на электричестве. Но при использовании газового источника следует учитывать высокие требования к обустройству вентиляции.

Есть и ограничение: использовать ИК-систему нежелательно в цехах с пожароопасным производством. Недостаток — за счёт сжигания кислорода воздух в помещении ухудшается, да и само излучение не совсем безопасно для обслуживающего персонала

Общие требования пожарной безопасности:

Нормативная документация разработана общероссийская и региональная. Регламентирован алгоритм установки системы, обеспечение безопасности и правила техобслуживания.

Главные требования:

• использование при монтаже негорючих материалов;
• изоляция нагревающихся участков схемы от легковоспламеняющихся материалов;
• установка ограждений в потенциально опасных зонах;
• использование противопожарной защиты (самый простой вариант — пожарные извещатели и датчики дыма).

Принимаем в расчёт конструкцию здания, конфигурацию цехов или складов, характеристики материалов.

Что нужно учитывать при выборе оборудования

Определив, какой вид отопления производственного цеха выбрать, переходим к подбору оборудования: от блочно-модульных котельных до вентиляционных устройств.

Основные критерии:

• площадь всего здания и конкретных цехов;
• энергоэффективность;
• запланированная мощность;
• требования безопасности;
• специфика производственных процессов;
• конфигурация цехов;
• схема воздуховодов;
• климатические условия;
• конфигурация территории;
• общий объём воздуха;
• утеплённость помещения;
• тепло, вырабатываемое станками (механизмами);
• необходимость одинаковой температуры во всём пространстве или зональность обогрева.

Вентиляционная система может включать приток, вытяжку и обработку воздуха. Если нет нестандартных требований к температуре цехов, то комфортный диапазон, как правило, рассчитывается от 18 до 24 градусов. Многие технологические процессы не предусматривают постоянное нахождение сотрудников в цеху. В таких помещениях достаточно поддерживать стабильную температуру на уровне плюс пяти градусов. Как правило, это относится к рабочим местам, на которых сотрудники присутствуют менее 2 часов подряд.

Дополнительное оснащение включает контроллеры, термостаты и сенсоры для мониторинга работы системы отопления. Ряд производств нуждается в поддержании определённого уровня влажности или норм стерильности воздуха.

Главный критерий при выборе системы и её компонентов — определение суммарных теплопотерь. Что нужно учитывать дополнительно:

• не только общую площадь помещения, но и отдельных его элементов — стен, потолка;
• размер дверей и окон
• теплопотери через систему вентиляции.

Далее — определяем оптимальную рабочую температуру и рассчитываем общую мощность системы обогрева. Помимо технических параметров, выбор зависит от заложенного бюджета и доступности ресурсов, возможности газификации объекта: получение тепла от теплоцентрали до помещения под собственную котельную.

Одни установки потребуют дополнительных расходов изначально (в частности, газовая), но принесут экономию в дальнейшем. Другие могут быть смонтированы при минимальных затратах времени и финансов, но нуждаются в более сложном и дорогостоящем обслуживании.