10800

41

Рис 2.12. Схема ленточного лучистого отопления с использованием тепловых труб («темного» длинноволнового излучения): 1 – теплогенератор; 2 - тепловые трубы; 3 – теплоизоляция; 4 – теплообменник-утилизатор.

Трубы передают 60-65% теплоты инфракрасным излучением в рабочую зону помещения, обогревая людей, нагревая полы и оборудование.

Остальные 35-40% теплоты компенсируют теплопотери кровли и верхнего пояса стен, а остывшие продукты сгорания отводятся в атмосферу, и на их место непрерывно в систему поступают газ и воздух.

Доля отводимой в атмосферу с продуктами сгорания теплоты составляет не более 5-7% общего ее количества, полученного при сжигании газа. Последнее достигается высокой эффективностью регулирования процесса горения.

Для системы ГЛО используется газ низкого давления от 200 до 500 мм водяного столба.

Во время работы горелка даёт пламя, а вентилятор создает тягу для продуктов горения, которые, пройдя по всей длине устройства, выбрасываются либо внутрь помещения, либо наружу через специальный вытяжной дымоход. Удаление продуктов сгорания осуществляется специальными дымоходами из алюминия или стали диаметром 100-200 мм. Применяются индивидуальные

42

дымоходы от вентилятора каждой установки или централизованный общий дымоход с одним вытяжным вентилятором. К такому вентилятору можно подсоединить до 10 установок.

Газогорелочный блок состоит из 2-х отделений: первое - камера сгорания, где размещены головка горелки и устройство зажигания с пламячуствительными электродами. Во втором отделении расположены системы контроля, куда входят: автоматика безопасности, реле давления газа, клапан блокировки подачи газа, регулятор установки стартового и рабочего давления горелки и включатель вакуумной системы обеспечения тяги. Конструкция инфракрасных излучателей предусматривает полную автоматизацию процесса сжигания газового топлива с блокировкой подачи газа на горелку излучателя.

На рис. 2.13 показана схема модульного «темного» «U»-образного прибора лучистого отопления. Как и у ленточного излучателя, внутри модульного циркулируют высокотемпературные продукты сгорания топлива. Над трубами крепится рефлектор из полированной стали, вся конструкция подвешивается под крышей или на стене здания.

Тепловые трубы в модульных инфракрасных излучателях бывают как “U”- образной конструкции, так и линейной. Длина излучающей поверхности тепловой трубы может достигать 12 м, а мощность горелки 45 кВт.

Преимуществом «темных» излучателей является то, что продукты сгорания не попадают в помещение, которое поэтому не нуждается в дополнительной вентиляции [42-44].

Схемы систем отопления производственных помещений с помощью ГЛО могут быть с вертикальным, наклонным или горизонтальным расположением горелок, общего и локального обогрева [33-\35].

43

Рис 2.13. Схема «темного» «U»-образного модульного излучателя: 1 - подвод топлива; 2 – горелка; 3 – воздушный вентилятор; 4 – отвод дымовых газов; 5 – ограждающая перегородка; 6 – турбулизатор; 7 – экран; 8 – трубопровод рециркуляции; 9 – крепежная рама; 10 – излучающая поверхность тепловой трубы; 11– дымосос.

Схему общего обогрева с вертикальным или наклонным расположением горелок (рис. 2.14) целесообразно применять в высоких узких помещениях или в помещениях каркасного типа при расстоянии между колонами не больше 10-12 метров. Рекомендуется устанавливать горелки таким образом, чтобы большая часть теплового потока попадала на ограждение с наибольшим термическим сопротивлением, а именно на пол помещения.

Схему с горизонтальным расположением горелок (рис. 2.15) применяют в помещениях значительной площади. Излучаемая поверхность прибора ГЛО расположена горизонтально. Шаг и расстояние между рядами излучателей назначают в зависимости от высоты, на которой крепится инфракрасный прибор отопления, и допустимой неравномерности облучения помещения.

44

Рис 2.14. Схема горелок с вертикальным или наклонным расположением: 1 - распределительный газопровод, 2 - горелки инфракрасного излучения, 3 – шкафной газорегуляторный пункт (ШРП).

Рис 1.5. Схема горелок с горизонтальным расположением: 1 - распределительный газопровод, 2 - горелки инфракрасного излучения, 3 – ШРП.

В некоторых источниках [42, 43] рекомендуется при предварительных расчетах назначать шаг, равный высоте установления горелки, немного уменьшая расстояние между горелками в торцах помещения для компенсации влияния холодных стен. При горизонтальном расположении приборов ГЛО

45

наибольшая часть излучения падает на пол (рис. 2.16). Недостатком такой схемы расположения излучаемой поверхности является сложность организации эффективного отвода продуктов сгорания. Такая схема широко применяется для отопления сельскохозяйственных помещений [34, 43].

Рис. 2.16. Коэффициент освещенности горелкой пола площадью F при высоте подвеса горелки Н.

Отдельно следует выделить схему с локальным обогреванием рабочих мест (рис. 2.17). Такая схема применяется тогда, когда комфортные условия создаются лишь на одном или нескольких рабочих местах. Горелки размещаются на ближайших к рабочему месту ограждающих конструкциях. Максимум теплового излучения в таких случаях должен попадать на человека, но не превышать максимально допустимой величины. Также не должно быть перегревания одной части тела человека с недогревом другой, так называемое однобокое облучение. Чтобы предотвратить это, используют две горелки или огораживают рабочее место щитом с отражающими свойствами.

Концентрация вредных веществ, которая установится в помещении, зависит от качества работы системы вентиляции и не должна превышать ПДК вредного вещества, установленного для данного типа помещений.

46

Рис. 2.17. Схема размещения горелок при локальном отоплении: 1 - горелка инфракрасного излучения, 2 - распределительный газопровод, 3 - ШРП, 4 – отражающий щит.

Для вентиляции помещений при отоплении системами ГЛО, когда отвод продуктов сгорания происходит во внутрь помещения, могут использоваться стандартные системы: общеобменная механическая (рис 2.18) и гравитационная (рис. 2.19) системы вентиляции, система вентиляции с применением местных отсосов (рис. 2.20).

При организации приточной принудительной вентиляции уделяют особое внимание размещению воздухораспределителей из-за возможности задувания горелок «светлых» излучателей. Особенности устройства вытяжной механической вентиляции диктуются распределением вредных веществ по высоте помещения. Горячие продукты сгорания поднимаются вверх, поэтому основная часть воздуха, который отводится из помещения, должна забираться из верхней зоны. Остыв, продукты сгорания расслаиваются. Более тяжелый углекислый газ опускается вниз, поэтому часть воздуха необходимо забирать из нижней зоны. Проектируя систему вентиляции, повышают количество вытяжного воздуха из нижней зоны на 20% по сравнению с нормативным.

Недостатками механической системы вентиляции является необходимость использования дополнительного источника энергии для нагревания воздуха, затраты электроэнергии на перекачивание воздуха и необходимость дополнительной площади для установки вентиляционного оборудования.

48

Рис. 2.20. Схема вентиляции с применением местных отсосов.

Движущей силой, которая обеспечивает необходимый воздухообмен в помещении, является разность давлений между внешним и внутренним воздухом, обусловленная совместным влиянием перепада температур и ветра.

Воздух попадает в помещение сквозь отверстия, которые расположены ниже линии нейтрального давления, а выходит сквозь вытяжные отверстия выше линии нейтрального давления (рис. 2.19). Высоту нейтральной зоны и воздухообмен помещения определяют из систем балансных уравнений. Нагревается приточный воздух за счет системы отопления помещения.

Недостатком такой системы является поступление холодного воздуха в рабочую зону без предварительного подогревания, что вызывает неприятные ощущения. Поэтому приходится ограничивать количество свежего воздуха, который поступает в помещение таким способом. Такая система вентиляции может использоваться, если воздухообмен помещения относительно небольшой.

Чтобы уменьшить воздухообмен в помещении, можно собирать продукты сгорания непосредственно возле светлой горелки с помощью оборудования местной вентиляции [25-27, 32]. Однако это существенно уменьшает теплоотдачу горелки, поскольку при такой организации отвода дымовых газов их теплота не попадает в помещение. Система вентиляции с отводом продуктов сгорания с помощью местных отсосов имеет наименьший воздухообмен. Од-

49

нако она не очень распространена, поэтому в литературе встречается незначительное количество конструкций местного отсоса для инфракрасных «светлых» горелок.

На рис. 2.21 изображена горелка инфракрасного излучения с изолированной зоной горения. В этих излучателях металлический сетчатый насадок 3 отделяется от помещения стеклом-экраном 7. Для увеличения количества лучистой теплоты, которая попадает в помещение, над горелкой устанавливается отражающий экран 4. Продукты сгорания отводятся сквозь специальные отверстия 5. Для стекла-экрана 7 используется кварцевое стекло (ГОСТ 15130-79*), которое пропускает свыше 78% инфракрасных лучей на всем диапазоне длины волны инфракрасного излучения (от 1,4 до 10 мкм). Применение стекла -экрана уменьшает количество теплоты, которое излучается в помещение, до 35-42% от номинальной мощности горелки. Количество воздуха, которое забирается из помещения, равняется затрате воздуха для сжигания газа.

Рис. 2.21. Схема “ светлой” горелки с изолированной зоной горения: 1 - газовое сопло, 2 - диффузор, 3 - металлический излучаемый насадок, 4 -отражающий экран, 5 - отверстия для выпуска продуктов сгорания, 6 - рефлектор-корпус, 7 - стекло-экран.

А. Мачкаши [44] описывает горелку инфракрасного излучения с вмонтированным воздухоотводом (рис 2.22). В корпусе рефлектора горелки в местах наибольшего накопления продуктов сгорания расположено отверстие 2, соединенное с системой вентиляции через патрубок 4. В работе [44] описывается

50

конструкция местного отсоса, соединенного с системой утилизации продуктов сгорания (газо-воздушный теплообменник в первом, газо-водяной теплообменник во втором случае) (рис 2.22, 2.23). Искривление линии движения дымовых газов этими отсосами приводит к увеличению количества вытяжной смеси, снижению ее температуры и недостаточно эффективной работе утилизатора. Кроме того, недостаточно информации о подборе размеров приведенных отсосов, о параметрах их оптимальной работы.

Рис. 2.22. Горелка с вмонтированным воздухоотводом: 1 -система зажигания, 2 - отверстия, 3 - отверстия для удаления продуктов сгорания, 4 - патрубок для подсоединения к

системе вытяжной вентиляции, 5 – излучаемый насадок.

Обеспечить отвод продуктов сгорания от «темных» инфракрасных приборов гораздо проще, чем от «светлых» (рис.2.24). Как правило, «темные» системы ГЛО комплектуются индивидуальными газоходами для отвода продуктов сгорания из отапливаемого помещения.