![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Система инфракрасного обогрева производственных помещений⇐ ПредыдущаяСтр 44 из 44 Инфракрасные системы обогрева (ИКО) имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными системами [21]: · высокая надежность теплоснабжения: отсутствие водяного цикла исключает размораживание; · высокая скорость нагрева: прогрев рабочих мест осуществляется в течение нескольких минут после включения, что дает возможность снижения температуры, а значит и расхода газа в ночное время, в выходные и праздничные дни; · меньшая температура воздуха в помещении: комфортные условия работы наблюдаются при температурах внутреннего воздуха меньших на 5-10 °С, чем при использовании конвективных систем; · локальный обогрев: излучатели могут осуществлять зонный обогрев отдельных рабочих. В соответствии с имеющимся опытом желаемая температура в помещении может быть выражена как
где tв – температура воздуха в помещении, °С; tл – лучистая температура, получаемая поверхностями за счет излучения от рабочих поверхностей инфракрасных излучателей. Воздух в помещении не нагревается за счет инфракрасного излучения и может быть ниже желаемой температуры. Следовательно, возможно снижение температуры воздуха tв при одновременном увеличении лучистой температуры tл. Выражение для желаемой температуры также может быть записано как
где I – плотность лучистого потока, Вт/м2. Плотность потока излучения на постоянных рабочих местах ограничена величиной 150 Вт/м2. При максимально допустимом лучистом потоке температура воздуха в рабочей зоне может быть снижена до Особенно эффективны системы ИКО в промышленных зданиях с высокими пролетами, в которых при обычных конвективных системах теплый воздух поднимается под потолок, оставляя нижнюю часть помещения, где как раз работают люди, относительно холодной. Разница в температурах между воздухом у пола и потолка может достигать 20 °С. Оценим возможную экономию тепла при использовании системы ИКО. При стандартном конвективном способе отопления производственных помещений с высокими пролетами перепад температуры воздуха по высоте может достигать Dt = 10-15 °С. При известном коэффициенте тепловых потерь здания k плотность теплового потока потерь при конвективном отоплении приближенно выражается как
где При лучистом отоплении перепад температуры воздуха по высоте здания отсутствует или может быть даже отрицательным (вверху температура воздуха ниже, чем у пола). В этом случае потери тепла при использовании системы ИКО и сохранении той же самой желаемой температуры на рабочем месте выражается как
Тогда перевод отопления с конвективного на ИКО при средней температуре наружного воздуха за отопительный сезон tн = -6,6 °С дает снижение теплопотерь здания в 2 и более раз: Дальнейшее снижение потребления теплоты возможно за счет уменьшения температуры на рабочих местах в ночное время, выходные дни, а также путем применения локального обогрева. Все эти режимы легко реализуются с помощью ИКО. По способам сжигания природного газа и температуре рабочих поверхностей можно выделить 3 группы ИК- излучателей: а) светлые ИК- излучатели – температура рабочих поверхностей 800-1000 °С; б) «темные» ИК- излучатели – 00-650 °С; в) «черные» ИК- излучатели – 200-300 °С. Светлые системы ИКО. Все светлые ИК- излучатели основаны на принципе поверхностного горения (рис. 82). Основным элементом излучателя является панель из пористой перфорированной керамики (рис. 83). На внутреннюю сторону панели подается смесь газа и воздуха, которая затем проходит через отверстия малого диаметра в керамической панели, при этом смесь нагревается и воспламеняется вблизи поверхности. Образующееся в выходных частях отверстий пламя нагревает излучающую керамическую поверхность до температуры 800-1000 °С.
Из-за высокой температуры поверхности эти излучатели должны монтироваться на достаточном расстоянии от рабочих мест и пола. Лучистый КПД в лучших моделях может достигать 60 %. Кроме того, продукты сгорания выбрасываются в атмосферу цеха, отдавая теплоту зданию. Поэтому суммарный КПД таких систем близок к 100 %. Для поступления воздуха на горение и удаления продуктов сгорания необходимо обеспечить приточно-вытяжную вентиляцию объемом 23,3 м3/ч на 1 кВт установленной мощности ИК-излучателей. Как правило, имеющейся естественной вентиляции достаточно для этих целей. Кроме указанных выше преимуществ, светлые излучатели компактны, легко устанавливаются на колоннах и фермах, не занимая полезное пространство цехов, не требуют специальных вытяжных и воздухоподводящих труб, вентиляторов, потребляют минимум электроэнергии. Таким образом, светлые ИК- излучатели идеальны для обогрева цехов с высокими пролетами. Ограничения по применению могут быть связаны с чрезмерной запыленностью и пожароопасностью производства. «Темные» ИК- излучатели. «Темные» ИК- излучатели имеют температуру рабочей поверхности 400-650 °С. Типичная конструкция представлена на рис. 84. Система содержит горелку, соединенную трубой диаметром 80-100 мм с вытяжным вентилятором. Поток продуктов сгорания поступает в трубу, доводя температуру ее наружной поверхности до 400-650°С. Отражатель, расположенный над излучающей трубой, направляет поток тепла в отапливаемую зону. Если в системе ИКО со светлыми излучателями продукты сгорания выбрасываются в атмосферу цеха, дополнительно отдавая теплоту, то в системах с «темными» излучателями продукты сгорания, как правило, должны выводиться наружу из-за повышенного содержания оксидов азота. При этом суммарный КПД «темных» систем не превосходит 70 %. «Черные» ИК- излучатели. «Черные» ИК- излучатели имеют температуру рабочих поверхностей 200-300 °С. Они представляют собой воздуховоды диаметром 300-400 мм, устанавливаемые над рабочими местами в цехах. Внутри воздуховодов рециркулирует горячий воздух с температурой 200-400 °С, нагревая стенки воздуховода. Сверху воздуховодов устанавливается тепловая изоляция и рефлектор. Воздух для горения подается дополнительным вентилятором. Нагрев рециркуляционного воздуха осуществляется за счет смешения продуктов сгорания с нагреваемой средой. Часть рециркулирующего воздуха выбрасывается за пределы помещения. Поскольку температура воздуха на выходе из системы, как правило, не превышает 200 °С, то суммарный КПД системы близок к 85 %.
Такие системы можно использовать не только в промышленных зданиях, но и в аэропортах, вокзалах, стадионах. Препятствием по применению таких систем может быть только отсутствие свободного пространства в цехе или вторжение в зону действия имеющихся кранов.
Библиографический список 1. Литвак В.В. Региональный вектор энергосбережения/В.В. Литвак, В.А. Силич, М.И. Яворский. Томск: STT, 1999. 320 с. 2. Бушуев В.В. Мониторинг реализации в 2004 г. «Энергетической стратегии России на период до 2020 г.» //Теплоэнергетика. 2005. №12. С.2-5. 3. Спейшер В.А. Обезвреживание промышленных выбросов дожиганием/ В.А. Спейшер. М.: Энергоатомиздат, 1986. 168 с. 4. Котлы утилизаторы и энерготехнологические агрегаты/ А.П. Воинов [и др.]. М.: Энергоатомиздат, 1989. 272 с. 5. Куперман Л.И. Вторичные энергетические ресурсы и энерготехнологическое комбинирование в промышленности/ Л.И. Куперман, С.А. Романовский, Л.Н. Сидельковский. Киев: Вища школа, 1986. 303 с. 6. Мучник Д.А. Теория и техника охлаждения кокса/ Д.А. Мучник, Ю.С. Постыльник. Киев: Вища школа, 1979. 7. Утилизация избыточного тепла при совмещенном процессе термической подготовки шихты и тушения кокса/Б.И. Бабанин [и др.]//Кокс и химия. 1988. С.17-20. 8. Сазонов Б.В. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий/ Б.В. Сазонов, В.И. Ситас. М.: Энергоатомиздат, 1990. 9. Хараз Д.И. Пути использования вторичных энергоресурсов в химических производствах/Д.И. Хараз, Б.И. Псахис. М.: Химия, 1984. 224 с. 10. Соснин Ю.П. Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели/Ю.П. Соснин, Е.Н. Бухаркин. 4-е изд., испр. и доп. М.: Стройиздат, 1988. 376 с. 11. Леонтьев С.А. Расчеты поверхностей и коэффициентов тепломассообмена в насадке из неупорядоченных колец Рашига/С.А. Леонтьев//Промышленная теплоэнергетика. 2005. №4. С. 43-46. 12. Безлепкин В.П. Парогазовые и паротурбинные установки электростанций. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997. 295 с. 13. Цанеев С.В. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: учебное пособие для вузов/ С.В. Цанеев, В.Д. Буров, А.Н. Ремезов; под ред. С.И. Цанаева. М.: Изд-во МЭИ, 2002. 584 с. 14. Фаворский О.Н. Технологические схемы и показатели экономичности ПГУ с впрыском пара в газовый тракт/О.Н. Фаворский, С.В. Цанеев, В.Д. Буров, Д.В. Карташов// Теплоэнергетика. 2005. №4. С. 28 – 34. 15. Бушин П.С. Опытно-промышленная газотурбинная расширительная станция на Среднеуральской ГРЭС/П.С. Бушин// Теплоэнергетика. 1984. №7. с. 32 – 36. 16. Об использовании теплоты выхлопных газов газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов: тр. Х1У школы-семинара молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева/А.П. Баскаков [и др.]. М. Изд-во МЭИ, 2003. Т.2. С.349-352. 17. Рациональное использование газа в энергетических установках : справочное руководство/ Р.Б. Ахмедов [и др.]. Л.: Недра, 1990. 423 с. 18. Тепло- и массообмен : теплотехнический справочник/Е.В. Аметистов [и др.]; под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергоатомиздат, 1982. 512 с. 19. Кузнецов Ю.В. Сжатый воздух/Ю.В. Кузнецов, М.Ю. Кузнецов. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 20. Теплотехника : учебное пособие для вузов/ А.П. Баскаков [и др.]; под ред. А.П. Баскакова. М.: Энергоиздат, 1982. 264 с. 21. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха : справочное пособие/ Л.Д. Богуславский [и др.]; под ред. Л.Д. Бугуславского и В.И. Ливчака. М.: Стройиздат, 1990. 624 с.
Учебное издание
Мунц Владимир Александрович
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЭНЕРГЕТИКЕ И ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЯХ
Редактор И.В. Коршунова Компьютерная верстка Л.Г. Зубаревой, Е.Ю. Павлюк
ИД № 06263 от 12.11.2001 г. Подписано в печать 13.12.2006 Формат 60х84 1/16 Бумага писчая Плоская печать Усл.печ.л. 8,02 Уч.- изд.л. 9,37 Тираж Заказ Цена “С”
Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира,19 Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира,19
|