Отопление помещения с высокими потолками

Чтобы выпускаемая продукция не теряла своих качеств необходимо создать оптимальные условия для ее хранения в складском помещении. В создании подходящего микроклимата важную роль играют не только вентиляция и уровень влажности, но и комфортная температура в здании.

В связи с этим рекомендуется организовать эффективное отопление склада, позволяющее поддерживать необходимую температуру в холодное время года.

Типы отопления

Основным критерием для выбора той или иной системы являются противопожарные нормы, санитарно-гигиенические и технологические требования.

Централизованное

Как правило, отопление складских зданий осуществляется с помощью централизованного отопления. Особенностью подобной системы является расположение источника тепла за пределами обогреваемых помещений.

Центральная система отопления

В зависимости от типа применяемого теплоносителя выделяют паровые, водяные, воздушные и комбинированные системы обогрева склада. Такие же типы теплоснабжения применяются и для обогрева производственных цехов или ангаров.

Принудительное

В зависимости от способов перемещения теплоносителя, выделяют два типа отопительных систем. Одной из них является принудительная циркуляция, для чего используются определенные механические приборы – вентиляторы и насосы.

Схема принудительного отопления

Естественное

Есть также системы обогрева производственных зданий с естественной циркуляцией. В таком случае отопление склада или цеха основано на принципе разности плотностей теплого и охлажденного теплоносителей (воздуха или воды).

Схема естественного отопления

Характеристики помещения

Выбирая систему отопления, следует обращать внимание на некоторые характеристики здания. Прежде всего, необходимо учитывать высоту потолка и площадь строения. Если высота от пола до потолка более 3 м, то не рекомендуется применять водяные системы, т.к. они неспособны обеспечить необходимую температуру в больших помещениях.

Вторым важным показателем является теплоизоляция. Утепленные стены и потолок значительно сэкономят средства, затраченные на отопление цеха или склада. Если нет возможности избежать теплопотерь, рекомендуется использовать источники тепла, обогревающие определенные рабочие зоны.

Также следует учитывать технологические температурные требования к хранению сырья или продукции.

Разновидности теплосистем

Существует несколько видов современных отопительных систем, способных быстро и эффективно обеспечить склад, цех или ангар теплом. Все они должны соответствовать нескольким критериям: пожаробезопасность, высокая мощность, экономичность. Подробное описание достоинств и недостатков систем теплоснабжения поможет сделать правильный выбор.

Паровая

В качестве теплоисточника применяется водяной пар. Запрещено использовать в помещениях, где могут выделяться горючие газы или пары. Основными достоинствами такого способа являются:

• быстрый прогрев теплотрассы;
• компактность оборудования;
• низкое давление в теплосети;
• незначительные потери тепла в теплообменниках.

Однако отопление склада паром имеет и существенные недостатки:

• трубопроводы подвержены коррозии;
• температура теплоносителя должна быть не меньше 100° C;
• большие теплопотери в трубах.

Водяная

Оптимальный вариант для небольших производственных зданий, площадью до 250 м². Именно так чаще всего делают отопление цеха деревообработки. Во-первых, водяное отопление обеспечивает равномерный прогрев всего пространства цеха и поддерживает постоянную температуру воздуха, что очень важно для такого материала, как древесина.

Во-вторых, отходы деревообрабатывающей промышленности можно использовать в качестве топливного материала. Кроме того, система позволяет при необходимости организовать горячее водоснабжение.
Но есть и отрицательные моменты:

• для максимального обогрева нужно использовать трубы больших диаметров;
• воздух в помещении прогревается медленно;
• сложный и дорогостоящий монтаж.

Воздушная

Представляет собой сеть разветвленных каналов, по которым перемещается нагретый воздух. Воздушное отопление цеха происходит следующим образом.

Через специальное оборудование, включающее в себя фильтры и вентиляторы, производится забор наружного воздуха. Поступающие воздушные массы нагреваются в специальной электрической или газовой установке. Далее горячий воздух распределяется по всем рабочим зонам здания с помощью разветвленной канальной системы.
Система получила высокую популярность благодаря своим преимуществам:

• отсутствие радиаторов и теплоносителя, что значительно снижает теплопотери;
• КПД – до 95%;
• совместимость отопительного контура с вентиляционным;
• возможность настройки температурного режима.

Водяные инфракрасные панели

На сегодняшний день известен еще один весьма выгодный способ, с помощью которого можно обустроить отопление ангара или любого другого большого помещения подсобного типа – использование водяных ИК панелей.

В данном случае жидкость-теплоноситель нагревается до 160 °C и поступает в излучающие трубки, расположенные под потолком. Инфракрасный излучатель эффективно рассеивает тепло по всему объему отапливаемого помещения. Таким образом, оборудование функционирует не на конвективном, а на лучистом принципе.

Уникальность подобного оборудования заключается в том, что воздух в помещении не нагревается. Обогреву подлежат различные типы поверхностей, в том числе поверхность оборудования, товаров, стеллажей, стен, полов, потолков и даже людей, находящихся в помещении.

С помощью водяных ИК панелей можно эффективно организовать отопление цеха, в котором выполняются сварочные, столярные и другие производственные работы.

В таком случае целью метода является не обогрев самого помещения или сырья, а обеспечение теплом рабочего персонала.

Основные достоинства

• быстрая и простая установка необходимого оборудования;
• возможность обогрева определенных локальных зон складских помещений;
• минимальные тепловые потери;
• долговечность, надежность и безопасность;
• дополнительные функции шумопоглощения, освещения и вентиляции.

К тому же отопление склада, цеха или ангара посредством такого излучателя является экономически целесообразным процессом, так как экономия достигает 50%, если проводить параллели с прочими методами отопления складского хозяйства.

Создание одинакового микроклимата во всем помещении является довольно сложной проблемой. Особенно это касается температурного режима.

Что такое температурная стратификация

Процесс стратификации — температурного расслоения воздуха, присутствует в каждом помещении.

Результат, который мы наблюдаем, заключается в разности температур воздуха в различных зонах одного помещения. Так, у пола он будет несколько холоднее, чем под потолком. Теплее воздух у внутренних стен в сравнении с наружными.

В помещениях с низкими потолками перепад температур не значительный, до 2-5°С. Такая картина наблюдается в жилых домах, офисных зданиях — там, где высота потолков не превышает трех метров.

В помещениях с высотой потолков метров (гипермаркеты, склады, спортивные сооружения), температурная стратификация воздуха уже наиболее ощутима. Разность температуры воздуха достигает 30°С при неостекленном потолке. В случае остекления эта цифра увеличивается в два раза.

Почему так происходит? Из школьного курса физики мы знаем, что поток теплого воздуха всегда устремляется вверх, а холодного — вниз. Причиной такого движения является разница в их плотности.

К сведению. От температуры воздуха зависит не только плотность, но и ряд других его свойств:

Проблемы, возникающие при стратификации воздуха

Анализируя проблемы температурной стратификации в помещениях с высокими потолками в первую очередь из всех нужно выделить три основные:

• возрастание расходов на отопление;
• сложность соблюдения одинаковой температуры в помещении;
• возможность повреждения опорных конструкций здания.

В помещениях с высокими не утепленными потолками потери тепла могут достигать 90% разницы между температурой воздуха в самом здании и на улице. Для уравновешивания баланса приходится значительно (до 45%) увеличивать расходы на отопление.

Не соблюдение одинаковой температуры во всем помещении может привести к необратимым последствиям. Например, на продовольственном складе температура верхней зоны может отличаться на 8-20°С. Для хранения продуктов такая разбежка недопустима.

Температурная стратификация в помещениях с высокими потолками отрицательно воздействует на опорные конструкции всего здания. Такое явление вызвано их неоднородным тепловым расширением. В свою очередь это свойство значительно снижает прочность опорных конструкций.

Таким образом, температурная стратификация в помещениях с высокими потолками вызывает только негативные моменты. Устранение этого явления простыми средствами (увеличение количеств и мощности отопительных приборов и т.п.) приводит к неоправданно высоким расходам или перестройке значительной части здания.

Обратите внимание. Решения проблем стратификации температуры имеются, есть опыт и наработки в этом направлении. Мы можем дать подробные разъяснения по этому вопросу.

Децентрализованная вентиляция помещения

Децентрализованная вентиляция (ДЦВ) является одним из способов решения проблемы температурной стратификации в помещениях с высокими потолками.

Наиболее массовое применение ДЦВ получила при строительстве и эксплуатации:

• гипермаркетов;
• складов;
• оранжерей;
• самолетных ангаров;
• цехов заводов.

Такая климатическая система имеет множество преимуществ, заменяет обычную вентиляцию, обеспечивает нагрев или охлаждение помещения.

Более подробно о возможностях системы расскажут наши специалисты.

Проблема температурной стратификации помещений с высокими потолками особенно успешно решается на стадии проектирования строительства объекта. Обращение к нашим профессионалам за советом поможет сэкономить значительную часть средств, а помещение сделает пригодным к эксплуатации любой направленности.

В условиях холодного времени года автономное отопление производственного помещения обеспечивает сотрудникам предприятия комфортные условия для работы. Нормализация температурного режима благотворно влияет также на сохранность зданий, станков и оборудования. Отопительные системы при единстве стоящей перед ними задачи имеют технологические различия. В одних используют водогрейные котлы для отопления производственных помещений, а в других применяют компактные обогреватели. Рассмотрим специфику производственного отопления и эффективность применения различных систем.

Требования к отоплению производственных помещений

При низких температурах отопление производственных помещений, как требует охрана труда, должно осуществляться в тех случаях, когда время пребывания там работников превышает 2 часа. Исключение составляют лишь помещения, в которых постоянное пребывание людей необязательно (например, редко посещаемые склады). Также не отапливают сооружения, нахождение внутри которых приравнивается к проведению работ вне зданий. Однако и здесь следует предусмотреть наличие специальных устройств для обогревания работающих.

Охрана труда предъявляет к отоплению производственных помещений ряд санитарно-гигиенических требований:

• прогрев воздуха внутри помещений до комфортной температуры;
• возможность регулировать температуру за счет количества выделяемой теплоты;
• недопустимость загрязнения воздуха вредными газами и неприятными запахами (особенно для печного отопления производственных помещений);
• желательность совмещения отопительного процесса с вентиляцией;
• обеспечение пожарной и взрывобезопасности;
• надежность отопительной системы при эксплуатации и удобство в ремонте.

В нерабочее время температура в отапливаемых помещениях может быть снижена, но не ниже +5 °С. При этом производственное отопление должно обладать достаточной мощностью, чтобы к началу рабочей смены успеть восстановить нормальный температурный режим.

Расчет автономного отопления производственного помещения

При расчете автономного отопления производственного помещения исходят из общего правила, что в цехе, гараже или складе должна поддерживаться постоянная, без сильных перепадов температура. Ради этого сооружают центральную котельную, а в рабочей зоне устанавливают радиаторы отопления для производственных помещений. Однако на некоторых предприятиях возникает надобность в создании отдельных зон с неодинаковой температурой воздуха. Для первого из этих случаев делается расчет по использованию центральной отопительной системы, а для второго — по применению локальных обогревателей.

На практике расчет системы отопления производственного помещения должен опираться на следующие критерии:

• площадь и высота отапливаемого здания;
• потери теплоты через стены и кровлю, окна и двери;
• потери теплоты в системе вентиляции;
• расход теплоты на технологические нужды;
• тепловая мощность отопительных агрегатов;
• рациональность использования того или иного вида топлива;
• условия прокладки трубопроводов и воздуховодов.

Исходя из этого определяется потребность в теплоэнергии для поддержания оптимальной температуры. Более точному расчету отопительных систем для производственных помещений способствует использование специальных расчетных таблиц. При отсутствии данных о теплотехнических свойствах здания, расход теплоты приходится определять приближенно по удельным характеристикам.

Делая выбор среди различных видов производственных систем отопления, следует учитывать специфику производства, теплотехнические расчеты, стоимость и доступность топлива, — и на этом строить технико-экономические обоснования. Наиболее полно соответствуют автономному отоплению современных производственных помещений системы инфракрасного, водяного, воздушного и электрического типов.

Инфракрасное отопление производственных помещений

Для создания необходимого теплового комфорта на рабочих местах часто используют инфракрасное отопление производственных помещений. Инфракрасные (ИК) тепловые излучатели местного действия устанавливают преимущественно в цехах и на складах площадью до 500 м² и с высокими потолками. В каждом из таких устройств конструктивно объединены генератор теплоты, нагреватель и теплоотдающая поверхность.

Преимущества инфракрасного отопления производственных помещений:

• происходит только обогрев пола, стен, цехового оборудования и непосредственно людей, работающих в помещении;
• воздух не нагревается, а значит, снижается расход тепловой энергии;
• пыль в воздух не поднимается, что особенно важно для предприятий электронной, пищевой промышленности и точного машиностроения;
• затраты на проектирование и монтаж отопления сводятся к минимуму;
• инфракрасные обогревательные приборы не отнимают полезную площадь.

ИК-обогреватели подразделяются на стационарные и переносные, а в зависимости от места установки, на потолочные, настенные и напольные. При необходимости воздействия на отдельные рабочие места, применяют направленное ИК-излучение при помощи небольших настенных обогревателей. Но если смонтировать пленочное инфракрасное отопление на потолке производственного помещения, тогда обогрев будет равномерным по всей площади. Нередко устраивают также теплые полы на основе панелей со встроенными ИК-обогревателями, но при такой системе увеличивается расход электроэнергии.

На предприятиях также находит применение инфракрасное газовое отопление производственных помещений. В таких отопительных приборах топливом служит природный газ, более дешевый по сравнению с электричеством. Основным преимуществом газовых ИК-излучателей считается их экономичность.

Излучатели для систем инфракрасного газового отопления производственных помещений выпускаются нескольких видов:

• высокоинтенсивные (светлые) с температурой теплоотдачи 800–1200 °С;
• низкоинтенсивные (темные) с температурой 100–550 °С;
• низкотемпературные с температурой 25–50°С).

Ограничением в использовании промышленных ИК-обогревателей является требование не размещать их в помещениях с высотой потолков ниже 4 м.

Водяное отопление производственных помещений

Если на предприятии будет использоваться водяная отопительная система, для ее устройства нужно построить специальную котельную, проложить систему трубопроводов и установить радиаторы отопления в производственных помещениях. Кроме основных элементов, в состав системы входят также и средства обеспечения работоспособности, такие как запорная арматура, манометры и др. Для обслуживания системы водяного отопления производственных помещений необходимо постоянно содержать специальный персонал.

По принципу своего устройства водяное отопление производственных помещений бывает:

• однотрубное — регулирование температуры воды здесь невозможно, поскольку все отопительные радиаторы для производственных помещений установлены последовательно;
• двухтрубное — регулирование температуры допустимо и осуществляется с помощью термостатов на радиаторах, установленных параллельно.

Генераторами тепла для водяной отопительной системы служат нагревательные котлы. По типу потребляемого топлива они бывают: газовые, жидкотопливные, твердотопливные, электрические, комбинированные. Для отопления небольших производственных помещений используют печи с водяным контуром.

Выбирать тип котла нужно исходя из потребностей и возможностей конкретного предприятия. Например, возможность подключиться к газовой магистрали будет стимулом для приобретения газового котла. В отсутствии природного газа отдают предпочтение дизельному или усовершенствованному твердотопливному агрегату. Электрические котлы отопления для производственных помещений применяют довольно часто, но лишь в небольших зданиях.

В разгар отопительного сезона могут случаться сбои или аварии в системах газо- и электроснабжения, поэтому целесообразно иметь на предприятии альтернативный отопительный агрегат.

Комбинированные котлы для отопления производственных помещений стоят гораздо дороже, но зато они бывают оборудованы несколькими видами горелок: газово-дровяными, газово-дизельными, и даже газ-дизель-электричество.

Воздушное отопление производственных помещений

Система воздушного отопления на каждом конкретном промышленном предприятии может использоваться как основная, или как вспомогательная. В любом случае установка в цехе воздушного отопления обходится дешевле водяного, поскольку не нужно устанавливать дорогостоящие котлы для отопления производственных помещений, прокладывать трубопроводы и монтировать радиаторы.

Преимущества системы воздушного отопления производственного помещения:

• экономия площади рабочей зоны;
• энергоэффективный расход ресурсов;
• одновременный обогрев и очистка воздуха;
• равномерность обогрева помещения;
• безопасность для самочувствия работников;
• отсутствие риска протечек и замерзания системы.

Воздушное отопление производственного помещения может быть:

• центральным — с единым нагревательным агрегатом и разветвленной сетью воздуховодов, по которым нагретый воздух разносится по территории цеха;
• местным — воздухонагреватели (воздушно-отопительные агрегаты, тепловые пушки, воздушно-тепловые завесы) располагаются непосредственно в помещении.

В системе централизованного воздушного отопления для сокращения затрат энергии применяют рекуператор, который частично использует теплоту внутреннего воздуха для подогрева свежего воздуха, поступающего извне. Местные системы не осуществляют рекуперацию, они только согревают внутренний воздух, но не обеспечивают приток наружного. Настенно-потолочные воздухонагревательные агрегаты могут быть использованы для обогрева отдельных рабочих мест, а также для сушки каких-либо материалов и поверхностей.

Отдавая предпочтение воздушному отоплению производственных помещений, руководители предприятий добиваются экономии за счет существенного снижения капитальных затрат.

Электрическое отопление производственных помещений

Останавливая свой выбор на электрическом способе отопления, следует рассматривать два варианта обогрева цеховых или складских помещений:

• с помощью электрических котлов отопления для производственных помещений;
• с использованием переносных электронагревательных приборов.

В отдельных случаях бывает целесообразно устанавливать небольшие электрические печи для отопления производственных помещений с небольшой площадью и высотой потолков.

Электрические котлы обладают КПД до 99%, их работа полностью автоматизирована благодаря наличию программируемого управления. Кроме выполнения отопительной функции, котел может служить источником горячего водоснабжения. Обеспечивается абсолютная чистота воздуха, поскольку нет выброса продуктов сгорания. Однако многочисленные преимущества электрических котлов перечеркиваются слишком высокой стоимостью потребляемой ими электроэнергии.

Электрические конвекторы могут успешно конкурировать с электрическими котлами в сфере отопления производственных помещений. Существуют электрические конвекторы с естественной конвекцией, а также и с принудительной подачей воздуха. Принцип работы этих компактных приборов заключается в способности обогревать помещения способом теплообмена. Воздух проходит через нагревательные элементы, его температура повышается, и далее он совершает обычный цикл циркуляции внутри помещения.

Минусы электрических конвекторов: чрезмерно высушивают воздух, не рекомендуются для обогрева помещений с высокими потолками.

Отопительные излучающие панели за сравнительно короткий срок сумели продемонстрировать свои отличные энергоберегающие характеристики. Внешне они имеют сходство с конвекторами, но их отличие проявляется в особом устройстве нагревательного элемента. Преимуществом электрических излучающих панелей считается их свойство воздействовать на находящиеся в помещении предметы, не нагревая понапрасну воздух. Поддерживать заданную температуру помогают автоматические терморегуляторы.

Какую бы из систем отопления производственного помещения ни решил установить у себя владелец фирмы, основной его задачей должна оставаться забота о сохранении здоровья и работоспособности всего персонала компании.