2536

мой автоматического регулирования и обеспечения безопасности работы. Продукты сгорания отводятся наружу через отверстия в стенке за прибором (см. рис. 13.5,б).

13.3.Газовоздушные теплообменники

Вгазовоздушных теплообменниках теплота продуктов сгорания газа передается (частично или полностью) холодному воздуху путем теплопередачи через стену теплообменника (КПД – 70-90 %) или при непосредственном смешивании наружного воздуха с продуктами сгорания (КПД – 100 %). Газовоздушные теплообменники рекомендуется применять при отоплении зданий в северных районах России при низких температурах наружного воздуха.

Рассмотрим различные типы газовоздушных теплообменников.

Прямоточные или рециркуляционные газовоздушные теплообмен-

ники мощностью до 6 МВт (рис. 13.7) и производительностью приточного воздуха до 16000 м3/ч.

Рис. 13.7. Газовоздушный теплообменник:

1 – газовая горелка; 2 – воздушный патрубок горелки; 3 – вентилятор; 4 – дымовая труба; 5 – камера сгорания; 6 – кольцевой теплообменник; 7 – винтообразная перегородка; 8 – проволочная сетка; 9 – экран; 10 – наружный воздух

В данном теплогенераторе установлена вихревая газовая горелка 1. Из камеры сгорания 5 горячие газы поступают в кольцевой теплообменник 6, откуда через дымовую трубу 4 удаляются в атмосферу. Наружный холодный воздух, нагнетаемый вентилятором 3, омывает горячие стенки теплообменника 6, и нагретый до 100-110 0С воздух подается в отапливаемое помещение, не перемешиваясь с продуктами сгорания.

91

Теплогенератор снабжен системой автоматики для регулирования тепловой мощности (50 и 100 %) и обеспечения безопасности при аварийном отключении газа. Тип и количество теплогенераторов подбираются по тепловой мощности отапливаемого помещения по справочнику или паспорту завода изготовителя.

Смесительные газовоздушные теплообменники (рис. 13.8) приме-

няют для совместного отопления и вентиляции, когда вентиляционная тепловая нагрузка превышает отопительную.

Рис. 13.8. Смесительный газовоздушный теплообменник:

а – с разбавлением продуктов сгорания в специальной камере смешивания; б – со сжиганием газа непосредственно в потоке воздуха;

1 – блок газовых горелок; 2 – камера смешивания; 3 – вентилятор; 4 – наружный холодный воздух

В помещение подается смесь наружного холодного воздуха 4 с продуктами сгорания газа (рециркуляция исключается). Для сжигания газа в теплообменнике устанавливаются диффузионные газовые горелки. Все теплообменники оснащены автоматическим регулированием температуры смеси и системами обеспечения безопасности работы.

Достоинства смесительных теплогенераторов – это КПД, равный практически 100 %, малые затраты по сравнению с сооружением котельных и тепловых сетей.

Недостаток – повышенное содержание вредных веществ (СО) в приточном воздухе и воздухе помещения.

Впроизводственных и вспомогательных помещениях данные теплообменники используют в качестве первой ступени нагревания воздуха (с догревом в калориферах) и второй ступени нагревания (после теплоутилизаторов).

Вкачестве примера рассмотрим газовый рекуперативный воздухонагреватель серии АГОР и АГОС, выпускаемый ЗАО «Энергоцветмет» (рис. 13.9).

92

Он применяется для отопления производственных и общественных зданий, сельхозобъектов, спортсооружений, складских помещений и др.

Рис. 13.9. Общий вид газового воздухонагревателя серии АГОР

В конструкции агрегата АГОР используется микродиффузионная горелка для сжигания газа, которая позволяет уменьшить количество окислов азота в отходящих продуктах сгорания. Теплообменная поверхность состоит из термосифонных элементов, обеспечивающих эффективное использование теплоты сгорания до 95-100 % за счет высокой степени охлаждения отходящих газов. Тепловая мощность воздухонагревателей серии АГОР составляет от 0,16 до 2,5 МВт для разных модификаций. Температура нагреваемого воздуха – от 49 до 88 0С. Габаритные размеры – от 3200 1130 1240 до 4400 2320 2600 для разных моделей.

С другими видами газовых нетеплоемких отопительных приборов можно ознакомиться в специальной литературе.

Используются различной модификации газовоздушные тепловые шкафы (воздухонагреватели) универсального типа «Roberts Cordon», «Combat® PP» и «Combat® HF» для отопления зданий производственного и сельскохозяйственного назначения (рис. 13.10). Расчетная мощность составляет для разных серий данной модификации от 49,6 до 330,7 кВт.

Рис. 13.10. Размещение газовоздушного теплового шкафа модели Roberts Cordon в помещениях различного назначения

93

Рис. 13.12.Общий вид газовоздушного тепловентилятора типа «Combat® CTU»

Данного типа приборы подбираются по информации, приведенной в паспорте завода-изготовителя с учетом теплопотерь помещения температуры наружного и внутреннего воздуха. Все приведенные приборы должны быть оснащены системой автоматического дымоудаления.

13.4. Газовоздушное лучистое отопление

Система газовоздушного лучистого отопления применяется для обогрева зданий и сооружений производственного, бытового и сельскохозяйственного назначения, а также вокзалов, складов и т.д. Основные

94

достоинства – экологичность, экономичность, простота монтажа, простота обслуживания.

Внастоящее время для лучистого отопления промышленных объектов

используются три вида газовых излучателей: светлые газовые излучатели

(τ=800÷1000 0С), темные газовые излучатели (τ=350÷450 0С), супертемные газовые излучатели (τ=150÷200 0С), водяные лучистые обогреватели нового поколения.

Всистеме газовоздушного лучистого отопления используются

теплоизлучающие трубы, проложенные на высоте выше 5 метров от пола

(рис.13.13).

Рис. 13.13. Схема газовоздушного отопления с теплоизлучающими трубами: 1 – теплоизлучающая труба; 2 – теплогенератор; 3 – теплоизоляция; 4 – козырёк

Теплоизлучающие трубы 1 состоят из тонкостенных стальных труб диаметром 40 мм и длиной 6 м и более. Для снижения теплопотерь на теплоизлучающие трубы сверху укладывают теплоизоляцию 3, а для сосредоточения лучистой энергии сбоку устанавливают козырьки 4. Из теплогенератора 2 горячий воздух с продуктами сгорания газа с температурой до 340 0С поступает в стальные трубы 1, которые нагреваются, и

95

лучистая теплота поступает в помещение. В теплогенераторе 2 установлены газовые горелки для сжигания газа.

При применении систем местного газовоздушного лучистого отопления тепловой комфорт обеспечивается за счет лучистой энергии, поступающей в рабочую зону от теплоизлучающих труб. Электромагнитное излучение проходит через воздух и после попадает на пол и другие поверхности, поглощается, вследствие этого повышается температура пола и поверхностей. Далее эти поверхности нагревают воздух помещения. Влияние лучистого отопления на человека можно сравнить с прогулкой в солнечный день.

Распределение температуры воздуха при лучистом и тепловоздушном отоплении показано на рис. 13.14. Например, при конвективном отоплении (рис. 13.14,б) максимальная температура воздуха (25-40 0С) наблюдается в верхней зоне помещения, а внизу она составляет 10-14 0С (требуемая 18-20 0С), при температуре наружного воздуха -15 0С. В данном случае не выдерживаются комфортные условия для человека, которые можно обеспечить системой конвективного отопления только при больших энергозатратах. Кроме того, при конвективном отоплении увеличиваются теплопотери в верхней зоне помещения.

Рис. 13.14. Изменение температуры воздуха по высоте помещения: а – при лучистом отоплении; б – при конвективном отоплении

Лучистое отопление при меньших энергозатратах (рис. 13.14,а) позволяет обеспечить требуемую температуру воздуха (18-20 0С) на уровне головы человека и примерно на 2 0С ниже на уровне 10 см от пола. Эти условия являются комфортными для человека. При этом важно, чтобы разница между температурой на окружающих поверхностях и температурой воздуха в рабочей зоне не превышала 7-10 0С.

Примерный для сравнения температурный фон в помещении показан на рис. 13.15,а,б.

96

а

б

Рис. 13.15. Изменение температурного фона в помещении:

а – при воздушном отоплении; б – при газовом лучистом отоплении

По данным исследователей, в системах воздушного конвективного отопления (см. рис. 13.15,а) происходит перемешивание воздушных масс с образованием пылевой взвеси, наблюдается повышение концентрации вредностей в нижней зоне, накопление теплого воздуха в верхней зоне помещения, низкий КПД системы и высокая стоимость первоначальных и эксплуатационных затрат.

Прииспользованииместногогазовоголучистогоотопления(см. рис. 13.15,б) внутренний воздух не перемешивается, теплый воздух не накапливается в верхней части помещения, достигается экономия энергоресурсов и обеспечивается при минимальных затратах уровень температурного комфорта в рабочей зоне.

Для отопления помещений различного назначения применяются устройства газовоздушного лучистого отопления, выпускаемые как в России, так и за рубежом. В отопительных приборах теплоносителем являются воздух и горячие газы – продукты сгорания газовоздушной смеси в блоке атмосферных горелок (рис. 13.16).

97

Преимущества газовоздушного лучистого отопления по сравнению с конвективным воздушным отоплением заключается в следующем: экономия тепловой энергии за счет уменьшения градиента температуры по высоте помещения; возможность снижения температуры воздуха в рабочей зоне при сохранении условий теплового комфорта; автономность; удобство и автоматизация регулирования тепловых процессов и т.д.

13.5. Газовое лучистое отопление

Газовые системы лучистого отопления применяются для обогрева производственных, складских, животноводческих комплексов, теплиц, оранжерей, спортивных, выставочных, торговых помещений высотой более 3,5 м.

В качестве примера рассмотрим газовую систему лучистого отопления, представляющую собой газовую горелку инфракрасного излучения

(рис. 13.19).

Рис. 13.19. Газовая горелка инфракрасного излучения:

1 – излучатель; 2 – сетка; 3 – сопло; 4 – смеситель; 5 – кронштейн; 6 – керамические плитки

100