CC BY
91
УДК 697.7
Н. Н. БОЛОТСКИХ, канд. техн. наук, доцент
Харьковский национальный университет строительства и архитектуры, г. Харьков
ЛЕНТОЧНЫЕ ИНФРАКРАСНЫЕ ГАЗОВЫЕ ОБОГРЕВАТЕЛИ SCHULTE ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ВЫСОКИХ ПОМЕЩЕНИЙ С БОЛЬШОЙ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКОЙ
Описаны энергосберегающие ленточные газовые инфракрасные обогреватели SCHULTE для отопления высоких помещений с большой тепловой нагрузкой.
Ключевые слова: теплоизлучающая лента, газовая горелка, инфракрасный
обогреватель.
Описано енергозберігаючі стрічкові газові інфрачервоні обігрівачі SCHULTE для опалення високих приміщень з великим тепловим навантаженням.
Ключові слова: тепловипромінююча стрічка, газовий пальник, інфрачервоний
обігрівач.
Введение
Задача организации надежного и эффективного отопления больших и высоких помещений (цеха крупных промышленных предприятий, складские помещения, спортивные, торговые, выставочные и различные зрительные залы, ангары и т д.) является достаточно сложной. При использовании для этой цели воздушных и конвекционных систем отопления расходуется значительное количество энергоносителей. Особенно это касается помещений, которые по различным причинам имеют существенные теплопотери. Кроме того, при использовании воздушных и конвекционных систем отопления в большинстве случаев в таких помещениях не удается постоянно поддерживать необходимый тепловой комфорт. В связи с этим проблема снижения расходов энергоносителей, особенно газа, на отопление больших помещений с высокой тепловой нагрузкой, а также обеспечения в их рабочих зонах оптимального микроклимата в настоящее время является весьма актуальной.
Накопленный мировой опыт убедительно доказал, что наиболее эффективным способом отопления в данных случаях является лучистый с использованием ленточных инфракрасных газовых обогревателей [1]. Использование этого способа позволяет снижать расходы газа на 40 % в сравнении с известными традиционными отопительными технологиями [2].
Для отопления больших и высоких помещений, в том числе и с большой тепловой нагрузкой, компания SCHULTE (Германия) специально разработала и освоила выпуск ленточных газовых инфракрасных обогревателей, описание которых приводится ниже в настоящей статье.
Цель статьи
Целью настоящей статьи является расширение области применения энергосберегающих ленточных инфракрасных обогревателей SCHULTE для отопления больших и высоких помещений, в том числе и с большой тепловой нагрузкой, для ускорения решения проблемы сокращения расходов газа в Украине.
Основное содержание
Компания SCHULTE для отопления больших и высоких помещений, а также
помещений с большой тепловой нагрузкой, на мировые рынки поставляет ленточные инфракрасные газовые обогреватели моделей ETASTAR TURBO, MAXISTAR и MAXITEMP [3, 4, 5].
Ленточные обогреватели ETASTAR TURBO (рис. 1) являются наиболее мощными обогревателями, выпускаемыми компанией SCHULTE [3].
Рис. 1. Общий вид ленточного инфракрасного обогревателя ETASTAR TURBO:
1 - кровля отапливаемого помещения; 2 - блок системы удаления продуктов сгорания и
подвода наружного воздуха на горение; 3 - газогорелочный блок; 4 - двухтрубная теплоизлучающая лента; 5 - электрический светильник
Эти обогреватели предназначены для отопления помещений высотой более 6 м. Принцип их работы заключается в следующем. В газогорелочном блоке происходит сгорание природного либо сжиженного газа. Образующиеся при этом продукты сгорания с помощью вентилятора непрерывно циркулируют внутри замкнутой двухтрубной теплоизлучающей ленты. За счет этого нагревается наружная поверхность излучающей трубы, которая с помощью инфракрасного излучения направляет тепло в рабочую зону отапливаемого помещения. В конструкции обогревателя предусмотрена частичная рециркуляция продуктов сгорания. При этом часть продуктов сгорания, возвращаясь в газогорелочный блок, снова поступает в камеру сгорания, подогревается и смешивается с новыми продуктами сгорания, а остальная их часть, соответствующая объему поступивших для горения воздуха и топлива, выбрасывается через специальный патрубок в блок для удаления дымовых газов и отводится за пределы помещения.
На рис. 2 показано поперечное сечение теплоизлучающей ленты обогревателя ETASTAR TURBO и вид сверху на газогорелочный блок и блок для удаления продуктов сгорания.
Теплоизлучающая лента обогревателя состоит из наружного каркаса, слоя теплоизоляции из минеральной ваты, рефлектора и теплоизлучающих труб диаметром 200 или 250 мм. Лента собирается из стандартных модулей, имеющих длину 3 м каждый. Теплоизлучающая труба изготавливается из алюминизированной стали. Для увеличения интенсивности теплового излучения эта труба снаружи имеет специальное покрытие.
5 6
Рис. 2. Поперечное сечение двухтрубной теплоизлучающей ленты (а) и вид сверху на газогорелочный блок и блок для удаления продуктов сгорания и подвода наружного воздуха (б) ленточного обогревателя ETASTAR TURBO: 1 - наружный каркас ленты;
2 - слой теплоизоляции из минеральной ваты; 3 - рефлектор; 4 - теплоизлучающие трубы;
5 - керамическая вставка; 6 - турбулизатор; 7 - газогорелочный блок; 8 - труба для отвода дымовых газов; 9 - труба для подвода свежего наружного воздуха
Внутри начального участка теплоизлучающей трубы, в зоне действия пламени, размещены специальные керамические вставки (поз 5, рис. 2), которые способствуют более равномерному распределению тепла.
Внутри обратной ветви теплоизлучающей трубы, особенно в концевой ее части, обычно устанавливаются специальные металлические профилированные элементы (турбулизаторы), которые обеспечивают дополнительное интенсивное перемешивание продуктов сгорания, что существенно улучшает теплообмен между ними и стальной трубой.
Газогорелочный блок (поз. 3, рис. 1 и поз. 7, рис. 2) состоит из специальной газовой горелки, встроенного в ее корпус вентилятора, камеры сгорания и комплекта устройств контроля и безопасности. Горелка рассчитана на режим работы с частичной рециркуляцией продуктов сгорания. Воздух, необходимый для горения газа, всасывается через впускное отверстие, расположенное в корпусе горелки, и подается в камеру сгорания.
В обогревателе установлена специальная двухступенчатая горелка, регулируемая с помощью сервомотора. С использованием двухступенчатого электромагнитного клапана обеспечивается работа горелки с полной или частичной тепловой нагрузкой. Такие двухступенчатые горелки интегрированы с высокотемпературными вентиляторами и
рекуперационными камерами, изолированными от стальных теплоизлучающих труб.
Работа этих горелок полностью автоматизирована.
Компанией SCHULTE выпускается 9 типов обогревателей ETASTAR TURBO с диаметром теплоизлучающей трубы 200 мм (BST 06/200^ST 30/200) и 4 типа с диаметром трубы 250 мм (BST 33/250^EST 42/250). Минимальную тепловую мощность горелки имеет обогреватель ЕST 06/200 (18-30 кВт), а максимальную - ЕST 42/250 (132-152 кВт). Максимальные размеры (длина х ширина х высота) обогревателя ЕST 06/200 составляют 6,5 х 0,75 х 0,42 м, а обогревателя ЕST 42/250 - 42,5 х 0,75 х 0,42 м. Их вес, соответственно, составляет 206 и 1214 кг. Максимальная длина ленточного обогревателя ETASTAR TURBO составляет 42,5 м.
Для отопления очень высоких (не менее 8 м) и больших помещений компания SCHULTE выпускает также 11 типов ленточных газовых инфракрасных обогревателей MAXISTAR (ESRM 30^ESRM 90) [4]. По конструкции они аналогичны выше описанным обогревателям ETASTAR TURBO. Они все имеют диаметр теплоизлучающей трубы равный 250 мм. Их газовые блоки оснащены горелками, имеющими значительно большие значения тепловой мощности по сравнению с обогревателями ETASTAR TURBO. Кроме того, у нагревателей MAXISTAR теплоизлучающая лента имеет большую длину. Она собирается из стандартных модулей длиной 6 м каждый. Обогреватель типа ESRM 30 имеет максимальную длину ленты равной 30,5 м и тепловую мощность горелки 70-90 кВт, а обогреватель типа ESRM 90, соответственно, 90,5 м, 135 - 150 кВт. Их вес составляет, соответственно, 1100 и 3050 кг.
Обогреватели типа ESRM имеют высоко производительные теплоизлучающие контуры. С их применением можно отапливать большие внутренние площади помещений при минимальном количестве нагревательных приборов.
Для отопления помещений с большими внутренними площадями, высотой потолков от 5 до 12 м и с большой тепловой нагрузкой компания SCHULTE разработала и освоила выпуск 8 типов специальных ленточных обогревателей модели MAXITEMP (ESТ-R60^ ES^ R102) [5]. На рис. 3 приведен общий вид такого обогревателя, подвешенного под потолком отапливаемого помещения.
Ленточный излучающий контур этих обогревателей (поз. 1, рис. 3) является
однотрубным. Сечение этого контура представлено на рис. 4.
4 1
Рис. 3. Общий вид ленточного инфракрасного обогревателя МАХ1ТЕМР (вид снизу): 1 - контур однотрубной теплоизлучающей ленты; 2 - блок газовой горелки; 3 - блок системы для удаления продуктов сгорания и подвода наружного воздуха к горелке;
4 - кровля отапливаемого помещения
Диаметр излучающей трубы у обогревателей МАХ1ТЕМР равен 250 мм. Лента собирается из стандартных модулей, имеющих длину 3 и 6 м каждый. Ее длина определяется расчетным путем.
Длина теплоизлучающего контура зависит от характеристики отапливаемого помещения, высоты подвески обогревателя, принятой его конфигурации, количества используемых для целей отопления обогревателей, а также от тепловой мощности их горелок.
Рис. 4. Поперечное сечение однотрубной теплоизлучающей ленты инфракрасного газового обогревателя MAXITEMP: 1 - наружный каркас ленты; 2 - слой теплоизоляции из минеральной ваты; 3 - рефлектор; 4 - теплоизлучающая труба
Газогорелочный блок у обогревателей модели MAXITEMP по конструкции аналогичен выше описанным другим модификациям обогревателей, выпускаемых компанией SCHULTE. Этот блок укомплектован специальной двухступенчатой горелкой, которая может эксплуатироваться в двух режимах. Минимальная тепловая мощность горелки лежит в пределах от 60 кВт (ЕST-R60) до 102 кВт (ЕST-R102). Она изменяется с шагом в 6 кВт для каждого последующего типоразмера обогревателя. Максимальная тепловая мощность горелки находится в пределах от 90 кВт ^ST-R60) до 160 кВт (ЕST-R102). Она изменяется с шагом в 10 кВт для каждого последующего типоразмера обогревателя.
Все описанные выше ленточные обогреватели снабжены специальными блоками LАS [6] для удаления продуктов сгорания за пределы отапливаемого помещения и подвода наружного воздуха к газовой горелке (рис. 5).
Этот блок состоит из двух труб, изготовленных из нержавеющей стали и установленных концентрично друг друга. Удаление продуктов сгорания за пределы помещения происходит по внутренней трубе, а подвод свежего наружного воздуха к горелке - через пространство, образованное между наружной поверхностью внутренней трубы и внутренней поверхностью наружной трубы. При этом продукты сгорания движутся вверх, а наружный воздух - вниз. При таком параллельном встречном движении потоков продуктов сгорания и наружного воздуха между ними происходит теплообмен. Свежий наружный воздух за счет остаточного тепла продуктов сгорания подогревается и уже после этого в подогретом состоянии поступает в газовую горелку. Таким образом, в результате использования вторичного тепла уходящих продуктов сгорания на подогрев наружного воздуха, поступающего к горелке, достигается повышение тепловой эффективности ленточных инфракрасных обогревателей SCHULTE.
Рис. 5. Схема блока LÄS для удаления продуктов сгорания и подвода наружного воздуха к горелке: 1 - накрывное устройство для защиты от дождя; 2 - уплотнение; 3 - внутренняя труба; 4 - наружная труба; 5 - силиконовое уплотнение; 6 - кольцо для защиты от дождя;
7 - переходная труба в месте пересечения потолка помещения
При отоплении больших и высоких помещений, как правило, используется не один, а несколько ленточных инфракрасных обогревателей. Для уменьшения количества необходимых для монтажа отверстий в потолке помещения в два раза компанией SCHULTE разработаны и выпускаются специальные системы LÄS-Dup1ex [6] для удаления продуктов сгорания от двух одновременно работающих ленточных инфракрасных обогревателей (рис. 6).
Система LÄS-Dup1ex работает по такому же принципу как и ранее представленная система LÄS (для одного обогревателя). Разница заключается в том, что при использовании системы LÄS-Dup1ex можно обеспечивать удаление продуктов сгорания одновременно от двух обогревателей. При этом обогреватели работают независимо друг от друга.
Таким образом, описанные в настоящей статье ленточные газовые инфракрасные обогреватели компании SCHULTE являются мощными нагревательными приборами, которые позволяют эффективно отапливать большие и высокие помещения, в том числе с большой тепловой нагрузкой, создавая при этом необходимый тепловой комфорт в их рабочих зонах.
Рис. 6. Схема системы LАS-Dup1ex для удаления дымовых газов от двух одновременно работающих обогревателей: 1 - накрывное устройство от дождя; 2 - наружная труба; 3 -потолок помещения; 4 - трубопровод для подвода наружного воздуха; 5 - трубопровод для отвода продуктов сгорания от горелки; 6 - теплоизлучающая лента обогревателя;
7 - газогорелочный блок
Выводы
1. Применяемые в настоящее время для отопления высоких помещений с большими внутренними площадями и высокой тепловой нагрузкой воздушный и конвекционный способы являются энергозатратными и дорогими. Кроме того, с использованием этих способов отопления очень часто не удается поддерживать оптимальный микроклимат в рабочей зоне таких помещений.
2. В сравнении с известными традиционными воздушными и конвекционными технологиями отопления высоких помещений с большими внутренними площадями и высокой тепловой нагрузкой наиболее эффективным является использование лучистого (инфракрасного) способа, который позволяет снижать расходы энергоносителей более чем на 40 %.
3. Для снижения расходов газа на отопление высоких помещений с большими внутренними площадями и высокой тепловой нагрузкой целесообразно использовать специальные энергосберегающие ленточные газовые обогреватели моделей ETASTAR TURBO, MAXISTAR и MAXITEMP, выпускаемые компанией SCHULTE.
Список литературы
1. Болотских Н. Н. Поиск оптимального варианта инфракрасного отопления производственных помещений./Н.Н. Болотских//.Науковий вісник будівництва: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, - вип. 66, 2011, - С. 364-378.
2. Общий каталог SYSTEMA. [Электронный ресурс]. Италия: SYSTEMA. . Режим доступа: www.svstemа.it , 2007, - 24 с.
3. ETASTAR TURBO 200. Das leistungs-stärkste Gerät der etastar-familie. [Электронный ресурс]. Deutschland, Ellrich: SCHULTE GmbH. Режим доступа: www.schulte-gmbh.com/planer Produkte.est 200 php., 2013, - 3 с .
4. Hochlеistung-strahler für besonders hohe und große Hallen. [Электронный ресурс].
Deutschland, Ellrich: SCHULTE GmbH. Режим доступа: www.schulte-
gmbh.com/endkunde.produkte.esrm.php. , 2013, - 3 c.
5. Ringsystem für hohen Wärmedarf und großflächige Hallen. [Электронный ресурс].
Deutschland, Ellrich: SCHULTE GmbH. Режим доступа: www.schulte-
gmbh.com/endkunde.produkte.est-r.php. , 2013, - 2 c.
6. Instrukcja montazu systemu spalinowego. [Электронный ресурс], Poznan: SCHULTE. Режим доступа: www.schulte-Technika Grzewcza sp.z.o.o., - 2013, - 11 с.
SCHULTE RIBBON GAS RADIANT HEATERS FOR HEATING OF HIGH-BAY FACILITIES WITH HIGH HEATING LOAD
N. BOLOTSKYKH, Candidate of Engineering, Associate Professor
The paper describes SCHULTE energy-saving ribbon gas radiant gas heaters for heating of high-bay facilities with high heating load.
Key words: radiant ribbon, gas burner, radiant heater.
Поступила в редакцию 25.06 2013 г.
jjjjgSI ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ЩаI ЭНЕРГЕТИКА
тЩА энергоаудит
Energy saving • Power engineering • Energy audit
Общегосударственный научно-производственный и информационный журнал
гШШШ
По результатам конкурса 2006 года , журнал стал лауреатом, награжден памятным знаком и дипломом!
Уважаемые читатели!
Приглашаем Вас стать подписчиками журнала
«Энергосбережение • Энергетика • Энергоаудит» на ГУ квартал 2013 года!
На страницах журнала публикуются статьи об актуальных проблемах электроэнергетики, энергорынка, теплоэнергетики, газоснабжения, водоснабжения, водоотведения и экономики.
Подписка с любого месяца!
Справки по телефону +38 (057) 7-149-451 На сайте eee-journal.com.ua размещена информация об условиях подписки на журнал
