10936

3. Яковлев С. В., Карелин Я. А., Жуков А. И., Колобанов С. К. Канализация. Учебник для вузов. Изд. 5-е, перераб. и доп., - М.: Стройиздат, 1975. - 632 с.

Ткаченко Е.С.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

О ПРИМЕНЕНИИ ГАЗОВЫХ ИНФРАКРАСНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ НА ОБЪЕКТАХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Введение Тепловая энергия – это один из ключевых и основополагающих

видов ресурса современной как российской, так и общемировой энергетики. Применение данного вида энергии находит свое место практически в каждом объекте промышленности, применяясь, как правило, сразу в нескольких технологических процессах. Потому рациональное и эффективное использование теплоты в производстве является одним из определяющих факторов экономической и энергетической эффективности предприятия в целом.

Особое внимание уделяется процессам, необходимым для поддержания теплового режима данного объекта, где наиболее часто используются «классические» водяные или конвективные схемы отопления, которые зачастую являются чрезмерно затратными. Потому одним из возможных путей снижения затрат на тепловую энергию для процессов отопления зданий является применение систем отопления на базе

инфракрасных излучателей (ИИ).

Общие представления об инфракрасном отоплении Инфракрасное (лучистое) отопление – это одна из разновидностей

отопительных систем, в которых передача тепловой энергии от более нагретых поверхностей к менее нагретым происходит посредством инфракрасного излучения. Зачастую инфракрасное излучение называют тепловым излучением, так как такой способ излучения энергии от нагретых предметов воспринимается кожей (сенсорами) человека как ощущение тепла.

Инфракрасное отопление представляет собой один из наиболее совершенных способов обогрева помещений зданий различного назначения, т.к. лучистая передача энергии при прочих равных условиях более эффективна, чем конвективная, поскольку при лучистом отоплении

200

энергия беспрепятственно переносится на большие расстояния в объеме помещения, поэтому отопительные приборы можно располагать под потолком, в конструкциях ограждений и т. д. Наша страна является одним из пионеров применения систем лучистого отопления.

Основным оборудованием лучистых отопительных систем при этом выступает инфракрасный излучатель, или ИК-обогреватель.

Инфракрасный обогреватель (излучатель) — отопительный прибор, отдающий тепловую энергию в окружающую среду посредством инфракрасного излучения, или за счет так называемого эффекта теплового излучения.

Обогреватели лучистых отопительных систем принято классифицировать по типу источника энергии (газовые, электрические, водяные и т.д.), по длине излучаемых волн (коротко-, средне- и длинноволновые), по температурному режиму работы, по месту расположения, спектру излучения («темные и светлые») и т.д. При этом именно газовые инфракрасные излучатели (ГИИ) являются наиболее распространенными разновидностями инфракрасных излучателей, которые применяются в промышленности , что, в первую очередь, связано с экономической эффективностью использования данного типа обогревателей, а также с предоставляемым широким спектром возможных мощностей и экологичностью их работы.

Такие излучатели производят нагрев окружающей среды за счет лучистой энергии излучения, которая поглощается окружающими объектами, поверхностями и предметами, превращаясь в тепловую энергию, нагревает их, которые в свою очередь отдают тепло воздуху. В таком случае происходит первичный обогрев внутренних поверхностей, поэтому системы инфракрасного обогрева принято называть системами прямого нагрева, в то время как остальные отопительные системы – конвекционные системы – отоплением косвенного нагрева. Такое различие имеет место по причине самой природы инфракрасного излучения и лучистой энергии – тепловое излучение от нагретых тел, в том числе, как и от инфракрасных обогревателей, практически не поглощается и не рассеивается воздухом, вся излучаемая энергия достигает непосредственно людей и предметов. Объекты, в свою очередь, за счет процессов теплопроводности нагреваются, после чего передают тепловую энергию окружающему воздуху. Это и является основным отличием инфракрасных обогревателей от других типов «классического» отопления.

По этой причине ГИИ, в целом, имеют ряд следующих основных преимуществ в сравнении с конвективными системами отопления:

– возможность производить равномерный местный обогрев рабочей зоны помещения;

201

–снижение количества подаваемого тепла и, как следствие, снижение стоимости эксплуатации и уменьшение загрязнения окружающей среды за счёт снижения количества сжигаемого топлива;

–малая инерционность, требуется меньшее время для приведения системы в рабочий режим;

–меньший градиент температуры воздуха помещения по высоте, как следствие – снижение тепловых потерь;

–быстрый монтаж и возможность поэтапного ввода в эксплуатацию.

Опыт использования газовых инфракрасных излучателей

Качество и успешность применения на объекте газовых инфракрасных систем отопления определяется значительным перечнем факторов, как, в общем, и для любого объекта проектирования. Актуальность проведения данного мероприятия определяются согласно параметрам исходных данных, условиям климатологии и экологии, важным факторам и специфики производства и т.д.

На текущий момент российский рынок радиационного отопительного оборудования представлен, главным образом, тремя российскими производителями: ЗАО «Сибшванк» (совместное предприятие «Запсибгазпром» (г. Тюмень) и германской фирмы «Schwank»), ОАО «Ижевский электромеханический завод – Купол» (г. Ижевск), ЗАО «Теплоэлектромаш» (г. Нижний Новгород), а также пятнадцатью иностранными производителями.

Примеры успешного внедрения продукции данных производителей можно найти как за рубежом, так и на отечественном пространстве в различных областях промышленности, сельского хозяйства и пр. Так, в ходе реконструкции отопительной системы в 2006 году было применено газовое инфракрасное оборудования на «Заводе ЖБК-7» в г. Балакова, Саратовской области. Было установлено 16 ГИИ фирмы «ADRIAN» модельного ряда RAD, окупаемость которых составила 2,3 года (при изначальных вложениях в 1,4 млн. рублей).

Также удачным примером реконструкции отопительной системы может послужить ОАО «Рузаевский завод химического машиностроения (Рузхиммаш)» в г. Рузаевка, республика Мордовия. Мероприятие имело место в 2013 году и в ходе замены отопительной системы было приобретено 468 ГИИ от производителя ЗАО «Сибшванк». Замена отопительных приборов на ГИИ позволила снизить теплопотребление цехов и залов на 57 %, что дало значительны экономический эффект – срок окупаемости составил 1,5 года.

В 2004 – 2005 гг. на территории Костанайсокго филиала ОАО «АгромашХолдинг» был успешно введен в эксплуатацию новый комплекс инфракрасной отопительной системы на базе ГИИ в количестве 655 штук от

202

фирмы ЗАО «Сибшванк» - нужды на теплоснабжение снизились на 38 %, срок окупаемости составил около двух (2) лет (при вложениях на 25,3 млн. рублей). За период с 2003 по 2004 г. на предприятии механо-сварочного производства ЗАО «Рекон» было установлено 18 ГИИ от уже рассмотренного выше ЗАО «Сибшванк». Реконструкция отопительной системы быстро показала свою эффективность, сократив годовое потребление газового топлива с 187 тыс. м3 до 98 тыс. м3.

Заключение

Резюмируя, можно сказать, что лучистые отопительные системы на базе газовых инфракрасных обогревателей (ГИИ) являются актуальной заменой имеющимся системам отопления за счет их энергоэффективности, более высокому показателю КПД, отличными теплофизическими свойствами, которые, в общем, сказываются на росте техникоэкономических показателей данного оборудования. На рассмотренных примерах внедрения ГИИ становится очевидным, что данное оборудование может решить значительное количество задач по вопросам мероприятий энергосбережения и росту энергоэффективности предприятия.

Литература

1.Куриленко, Н.И. Тепловой режим производственных помещений с системами отопления на базе газовых инфракрасных излучателей/ Н.И. Куриленко, В.И. Максимов, Г.Я. Мамонтов, Т.А. Нагорнова // Томский политехнический университет. – 2013. – 101 с.

2.Богомолов, А.И. Газовые горелки инфракрасного излучения и их применение / А.И. Богомолов – М.: Недра, 1969. – 280 с.

3.Бодров, В.И. Теплофизические характеристики теплового контура зданий с газовыми инфракрасными излучателями / В.И. Бодров, А.А. Смыков // Сантехника, отопление, кондиционирование, энергосбережение.

–2014, июль. – С. 52…54.

203

А.В. Шаров, А.А. Хашов, Д.А. Линёв, С.Д. Богданов, С.Г. Васильев

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЕНТИЛЯЦИИ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЦЕХОВ

В гальванических цехах производятся антикоррозийно-декоративные покрытия черных металлов цветными. Поверхность покрываемых защитным слоем изделий и деталей предварительно очищается от ржавчины, окалины и прочих загрязнений.

Подготовительные операции и гальванические процессы в цехах электрохимических покрытий сопровождаются выделением большого количества паров, газов и пыли, вредно действующих как на организм людей, так и на оборудование. Поэтому в гальванических цехах необходимо предусмотреть хорошо действующую систему приточно-вытяжной 6 вентиляции. Площади цеха и условия работы должны соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям норм проектирования промышленных предприятий.

Основные положения, используемые при проектировании систем вентиляции гальванических и травильных цехов

1.Системы компонуются по видам вредных выделений.

2.Вентиляторы и фильтры располагают в отдельном помещении с отоплением.

3.Воздуховоды прокладываются с уклоном i=0,005÷0,01 в сторону вентилятора.

4.Вентиляторы компонуют по технологическим линиям.

5.Системы вентиляции должны располагаться из условия размещения приточных и вытяжных общеобменных систем.

6.Запрещается устанавливать зонты на выхлопных шахтах.

7.Запрещается прокладывать напорные воздуховоды через зал цеха открыто.

8.При проектировании систем должно быть минимальное количество проходов через перекрытие и покрытие.

9.Воздухораспределение следует осуществлять над рабочими местами или проездами так, чтобы было минимальное расстояние до зоны дыхания человека, и оно не мешало технологическому производству.

204

10.Запрещается устанавливать воздухораспределители над технологическим оборудованием.

11.Приточные струи следует направлять так, чтобы они не сбивали факел местных отсосов.

12.При выделении в процессе электролиза чистого водорода удаление воздуха от таких местных отсосов осуществляется эжектором.

13.Запрещается укрывать ванны пеной, если в процессе электролиза образуется водород.

14.В системах вентиляции, удаляющих загрязненный воздух от ванн

стоксичными парами, устанавливают 2 параллельных вентилятора (с резервом).

15.Запрещается укрывать ванны поплавками или шариками, если в них осуществляется обработка мелких изделий в корзинах.

16.От ванн хромирования, никелирования или цинкования конструируются самостоятельные вытяжные системы. У таких систем устанавливают параллельно 2 вентилятора (с резервом).

17.Если местные вытяжные системы обеспечивают воздухообмен более 5 крат, то в данном цехе допускается не проектировать общеобменные вытяжные системы. Если же воздухообмен местными вытяжными системами менее 5 крат, то в таких цехах проектируют общеобменную вытяжную систему с расходом, обеспечивающим однократный воздухообмен.

Наиболее совершенным способом локализации вредностей является укрытие, но устройство его не всегда возможно по условиям технологического процесса.

Рассмотрим расчёт количества воздуха удаляемого бортовыми отсосами. В настоящее время используются две методики расчета производительности по удалению воздуха бортовыми отсосами.

1. Метод расчета профессора Баранова М.М. Расчет производительности бортовых отсосов выполняют по комплексу безразмерных геометрических характеристик ванны и токсичности электролита.

2. По нормативно-справочной документации АЗ-782. Этот метод представляет собой расчет производительности бортовых отсосов от эталонной нормализованной ванны и дополнительными коэффициентами, учитывающими особенности проведения соответствующего технологического процесса. Расход удаляемого воздуха по этому методу равен:

= ∙ ∆ 1 ∙ т ∙ 1 ∙ 2 ∙ 3 ∙ 4, (1)

где Lo – количество удаляемого воздуха от нормализованной ванны, м3 /ч, рассчитывается по формуле:

205

Вр – расчетная ширина ванны, м; l – длина ванны, м;

Hр – расстояние от щели всасывания до уровня электролита в ванне, м;

k∆t – поправочный коэффициент на температуру раствора, определяется в зависимости от ∆t = tраст – tр.з.;

для однобортового отсоса k1 = 1,8; двухбортового k1 = 1;

k2 – коэффициент, учитывающий наличие воздушного перемешивания, k2 = 1 – для ванн без воздушного перемешивания. K2 = 1,2 для ванн с воздушным перемешиванием;

k3, k4 – коэффициенты, учитывающие укрытие зеркала электролита поплавками или пеной, при отсутствии какого-либо вида укрытия соответствующий коэффициент принимается равным 1

Для снижения интенсивности испарения некоторых компонентов, имеющих значительную летучесть, зеркало электролита укрывают пеной, поплавками или шариками.

Если ванна имеет ширину В более 1200 мм, то двухбортовые отсосы не обеспечивают надежное укрытие зеркала электролита, то есть не исключают попадание вредных паров в зону дыхания человека. У таких ванн конструируют передувку.

Передувка – воздуховод равномерной раздачи воздуха с переменным сечением и щелевым выпуском, обеспечивающий укрытие зеркала электролита плоской струей приточного воздуха.

206

цеху, приводят к выделению в воздух большого количества вредных веществ и загрязнителей, к числу которых относятся:

-испарения электролита; -капельные взвеси агрессивных и токсичных

организации предъявляются особые требования, разработанные с учетом специфики производственного объекта.

Именно поэтому, так важно выполнять мероприятия, описанные в данной работе.

Литература

1.Богословский, В.Н. Отопление и вентиляция: Учебник для вузов. В 2- х ч. Ч. 2. Вентиляция / В.Н. Богословский, В.И. Новожилов и др. / Под ред. В.Н. Богословского – М.: Стройиздат, 1976. – 439с.

2.Внутренние санитарно-технические устройства В 3-х ч. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. (Справочник проектировщика). Кн.1. /В.Н. Богословский, А.И. Пирумов, В.Н. Посохин и др./Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера – 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Стройиздат, 1992.

–319с.: ил.

3.Титов, В.П. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий /В.П. Титов, Э.В. Сазонов, Ю.С. Краснов, В.И. Новожилов/ – М.: Стройиздат, 1976. – 439 с.

4.Вентиляция промышленных зданий и сооружений. Учебные пособия к курсу лекций по дисциплине «Вентиляция», курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Вентиляция» для студентов специальности 270100.65 «Теплогазоснабжение и вентиляция» дневной и заочной форм обучения, программ бакалавриата направления 270800.62 Строительство, программ магистратуры направления 270800.68 Строительство, программ бакалавриата направления 140100.62 Теплоэнергетика и теплотехника, программ магистратуры направления 140100.68 Теплоэнергетика и теплотехника дневной и заочной форм обучения./ Кочев А.Г. /- Нижний Новгород, издание ННГАСУ, 2011, с.178

И.А. Щекотилова, С.С. Козлов

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ПОДДЕРЖАНИЯ МИКРОКЛИМАТА ПРИ СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫХ РАБОТАХ

На сегодняшний день сборочно-сварочные работы проводятся, как при изготовлении различных конструкций из металла, так и при монтаже инженерных коммуникаций. При сварке металлических заготовок специалисты обычно применяют электродуговую сварочную технологию. При изготовлении различных конструкций из металла могут быть

208

задействованы сборочные приспособления и различные технологии. За основу берутся любые марки сталей и цветных металлов.

Во время технологического процесса выбрасывается большое количество вредных веществ и соединений: азот, окись озона, оксиды углерода, фтористые соединения. Поэтому, сварочный цех является одним из неблагоприятным местом для рабочей деятельности человека, провоцирующий ряд опасных и смертельных заболеваний (заболевания органов зрения, ожоги кожных покровов, поражение электрическим током и отравление продуктами сварки). Грамотно спроектированная и установленная система вентиляции способствует уменьшению воздействия вредных веществ на организм человека.

Главными задачами системы вентиляции сварочного цеха являются:

1.Устранение ядовитых примесей, которые попадают в воздух при выполнении сварочных работ;

2.Общее очищение воздуха во всем помещение;

3.Поддержание оптимального уровня температуры и влажности в помещении.

Примеры оборудования вентиляции в сварочном цеху:

1.Вентиляционная система «Совплим» местного назначения оборудована электростатическим фильтром и гибким вытяжным устройством. С ее помощью вредные вещества удаляются с рабочего места,

ане распространяются по всему помещению. Радиус действия системы составляет 6 м, что позволяет эффективно очистить рабочую зону.

2.Система воздухораспределителя бризантных взрывчатых веществ (БВВ), позволяющая создать зону чистого воздуха непосредственно в месте выполнения сварочных работ. Установка системы происходит на высоте более 2 м и обеспечивает качественное вытеснение воздушных масс с рабочей зоны.

3.Системы FilterBox местного назначения служат для удаления и фильтрации сварочного дыма и пыли, которые поподают в воздушные массы.

4.Вентиляторы пылевые радиальные (ВРП) предназначены для перемещения воздуха и других газовых смесей.

209