Расчет системы инфракрасного отопления

Перед началом проектирования систем лучистого обогрева, необходимо рассмотреть вопросы, не только связанные с удовлетворением физиологических, технических и эстетических требований, но и экономических требований, в определенных случаях играющих решающую роль в вопросе о сравнении систем ИК и конвективного обогрева.

Экономичность установок для лучистого обогрева зависит от влияния следующих факторов:а) стоимости первоначальных затрат (стоимости оборудования и мон­тажа);б) расходов на эксплуатацию установки (стоимости энергии, ухода, ремонта   и   т.    д.).При выполнении экономических расчетов необходимо принимать во внимание режим использования установки (для кратковременного или про­должительного обогрева) и ее целевой характер (для обогрева всего помеще­ния в целом или для ограниченных зон или участков).Опыт проектирования и эксплуатации обогревательных установок – лучистых и конвективных – приводит к следующим основным соображе­ниям:а) чем выше и больше по площади обогреваемое помещение, тем менее выгодно   применение конвективного обогрева нагретым воздухом   (в этом случае приходится нагревать большой объем воздуха, требуется длительный разогрев и потребляется большое количество теплоты; кроме того, теплый воздух   только через длительное время попадает в зону пребывания людей);сначала   поднимается вверх   и  б) при плохой теплоизоляции помещения сверху (со стороны перекры­тия) и с боковых сторон при конвективном обогреве неизбежны значитель­ные потери теплоты в окружающую среду (особенно в обширных помещениях с высокими застекленными светопроемами – в цехах заводов,    выставочных залах и т. п.).в) в некоторых случаях применение конвективного обогрева просто невозможно, например на рабочих местах в открытых или частично открытых помещениях, на открытых террасах, на трибунах стадионов и т.п.При использовании лучистого обогрева все эти трудности отпадают и, наоборот, появляется ряд экономических преимуществ:1)        установки лучистого обогрева тем выгоднее, чем выше обогреваемое помещение (для помещений с Н>6м экономические преимущества лучистого обогрева бесспорны; для помещений с Н=10м, обогреваемых ИК обогревателями, расход теплоты составляет около 50 % расхода теплоты в ва­рианте конвективного отопления);2)        температура воздуха в помещении может быть на несколько градусов ниже,  чем при конвективном отоплении (при конвективном отоплении ощущение теплового комфорта создается при температуре воздуха 20÷22°С, при лучистом обо­греве вполне достаточна температура 15÷18°С), а это создает экономию энергии примерно на 30– 40%;3)        на экономику установки влияет характер воздухообмена в помеще­нии; так, в обширных помещениях с большим количеством людей (выставки, заводские и фабричные цехи и т. п.) необходимо с помощью вентиляции уда­лять пыль и вредные газы. При конвективном обогреве теплым воздухом при этом неизбежны значительные потери теплоты, тогда как при лучистом обогреве действие вентиляции почти не влияет на тепловой баланс.4) установки лучистого обогрева создают тепловой эффект в кратчайшее время; поэтому такие установки особенно оправдывают себя экономически в помещениях с кратковременным пребыва­нием людей (конференц-залах, помещениях для проведения празднеств, заводских столовых, работающих только во время обеденного перерыва, в таможенных залах и т. п.).5) для отопления объектов с временный (сезонным) использованием – торговых ларьков, бараков, зимних спортивных сооружений и т. п. – целе­сообразно использование только лучистого обогрева.Борхерт Р. и Юбиц В. в своем труде указали ряд общих требований для проектирования систем лучистого обогрева, укажем некоторые из них:1. В качестве отражателей для излучающих элементов рекомендуется всегда применять только металлические поверхности, лучше всего из листового алюминия или алюминиевой фольги. Белые лаки или эмали, используемые в светильниках, для инфракрасных излучателей совершенно непригодны, так как они поглощают большую часть инфракрасных излучений, испускаемых излучаемым элементом.2. Не следует прикрывать излучающие элементы стеклом, так как осаждающаяся на нем пыль снижает КПД излучателя, а длинноволновое излучение сильно поглощается стеклом и подобными материалами.3. Излучатели надо размещать так, чтобы они, по возможности, незначительно влияли на движение воздуха в помещении, вызывае­мое конвекционным отводом тепла от нагретых излучающих эле­ментов. 4. Выбор излучателей должен основываться не только на экс­плуатационных требованиях,  но,  по возможности, должен быть согласован с архитектурным оформлением помещения.5. При выборе и монтаже излучателей для обогрева данного помещения необходимо выполнять правила техники безопасности. Это особенно   важно   для   сильно   запыленных   и   влажных   по­мещений.6. Расчет установки для лучистого обогрева производится в первом приближении по площади пола (кВт/м2), а не по кубатуре помещения. 7. Для полностью закрытых и невысоких помещений со спо­койным воздухом достаточна удельная установленная мощность 125 – 150 кВт/м2 площади пола. Для больших, но не слишком высо­ких закрытых помещений, например спортивных, следует преду­сматривать   значение удельной   установленной   мощности   200 – 250 кВт/м2. Для очень высоких и частично открытых сооружений и помещений, например верфей, террас, трибун, надо предусматри­вать 250 – 500 кВт/м2. Удельная установленная мощность 500 кВт/м2 достаточна для защищенных от ветра рабочих мест под открытым небом.8. При расчете установки лучистого обогрева всегда необхо­димо предусматривать достаточный резерв установленной мощ­ности на случай очень холодных дней. Этот резерв, позволяющий повысить степень облучения (повысить энергетическую освещен­ность),  требуется также для ускоренного обогрева.9. Установки   лучистого   обогрева   следует   выполнять   так, чтобы,    исходя   из эксплуатационных   требований,    можно было использовать либо все излучатели,  либо часть их,    регулируя, таким образом,  плотность облучения (энергетическую освещен­ность). Обычно для этого достаточно двух-трех ступеней обогрева помещения.10. Желательно, чтобы проект установки лучистого обогрева предусматривал минимальное количество мест включения излу­чателей. Этого можно достигнуть при использовании излучателей достаточно большой мощности, что вполне осуществимо в высоких помещениях: чем выше помещение, тем более мощные излучатели требуются для его обогрева.11. В очень низких помещениях, в которых расстояние между излучателями и головой человека мало,    возможно применение излучателей только незначительной мощности и с диффузным из­лучением, ибо в противоположном случае возникают поля с рез­ким перепадом плотности облучения, что создает сильный кон­траст в облучении различных частей тела (например, па уровне головы и на уровне ног), вызывая неприятное ощущение. 12. В   очень больших   помещениях   (например,    в заводских цехах, выставочных залах и др.) излучатели лучше всего распо­лагать на потолке параллельными рядами. При этом, для равно­мерного облучения пола, расстояние между рядами должно быть не больше расстояния между излучателями и полом.13. Излучатели необходимо располагать в местах с возможно меньшим движением воздуха, что обеспечивает повышение КПД облучательной установки за счет снижения потерь на конвекцию.14. Излучатели следует располагать так, чтобы излучение по­падало на возможно большую поверхность человеческого тела, особенно на лицо, затылок, спину, руки и ноги. Это условие выполняется плохо, когда излучение падает вертикально сверху и, наоборот, – хорошо,  когда оно падает сверху наклонно.15. Надо учитывать,  что действие установки лучистого обо­грева в закрытом помещении, после ее включения, сказывается сначала лишь в нагреве излучением, попадающим непосредственно на тело человека; в этот начальный период воздух в помещении остается еще холодным. Однако чем дольше действует облучательная установка,  тем больше нагревается воздух,  вследствие соприкосновения с предметами, полом и стенами, также нагревае­мыми излучением (обратный процесс, как при   нагреве теплым воздухом). Поэтому,  после длительного действия облучательной установки и достижения в помещении достаточной температуры, можно снизить рабочий нагрев излучателей с максимального до некоторого более низкого уровня.16. Следует позаботиться   о том,    чтобы люди,    получающие обогрев от облучательной установки,    находились на участках с незначительным движением воздуха, так как в противном случае будет происходить отвод тепла от поверхности кожи окружаю­щим воздухом.   При   необходимости   надо   огораживать   рабочее место легкими защитными стенками.17. Чем больше, площадь помещения,  обогреваемого посред­ством излучения,    чем настоятельнее становится   необходимость наиболее полного использования облучения на отдельных участ­ках помещения (локализованного облучения); при этом можно достигнуть максимального эффекта обогрева при наименьшем расходе энергии иминимальной установленной мощности. При­мером такого решения задачи является местный обогрев важных рабочих мест в крупных цехах.18. В длинных помещениях с наклонным облучением сбоку главные оси излучателей надо направлять так, чтобы излучение падало преимущественно в той части помещения, которая дейст­вительно используется людьми. Прежде всего необходимо поза­ботиться о том, чтобы излучение не рассеивалось бесполезно над головой стоящего человека . Если излучение не доста­точно сконцентрировано,  то его ограничивают сверху дополни­тельными отражателями.19. Если затруднительно заранее установить места преиму­щественного обогрева, то помещение следует разделить на отдель­ные участки и создать возможность облучения таких участков с помощью коммутирующего устройства,  включающего ту или иную часть облучательной установки в зависимости от складываю­щихся обстоятельств (например, в спортивных залах).20. Следует учитывать, что предметы, постоянно находящиеся в помещении (столы, стулья, шкафы и т. п.), могут экранировать   излучение.   Поэтому   мебель   в   помещении надо расставлять так, чтобы излучение, направляемое наклонно, могло достигнуть ног.   21. Указанное выше требование о   всестороннем   облучении поверхности человеческого тела выполняется   еще лучше,    если облучение производится одновременно с нескольких, по возмож­ности со всех четырех, сторон. 22. Сильное облучение головы отвесно падающими сверху лу­чами может вызвать недомогание и болезненное ощущение. Такая опасность не возникает в высоких помещениях,  в которых все излучатели,  в том числе с отражателями,  создают по большей части боковое облучение.23. Если падающее сверху излучение не может достигнуть ног (например, в аудиториях, где люди сидят), то следует позаботиться о дополнительном обогреве ног со стороны пола. 






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.