Завдання теплопостачання виробничих приміщень (цехів) - завжди вважалася неординарною. І справа тут не тільки в тому, що, на відміну від житлових і адміністративних будівель, виробничі будівлі завжди створюються під визначену і часто унікальну технологію, що вимагає створення у виробничому приміщенні особливих умов по температурі, комфортності, вологості і запиленій внутрішнього повітря.
Не назвеш винятковим і такий випадок, коли у межах одного виробничого приміщення необхідно створити декілька робочих зон з різними умовами кліматичного комфорту. І, само собою зрозуміло, що практично кожне виробництво пов’язане з жорсткого виконання нормативних вимог по промисловій санітарії, взриво- і пожароопасності.
Площа будівлі на плані рідко можна позначити тризначним числом. Тисячі, а то і десятки тисяч квадратних метрів підлоги під одним дахом. Вся ця площа заставлена устаткуванням, пронизана транспортними, електросиловими і технологічними комунікаціями. Не може не вражати і висота виробничих приміщень. Вона, як правило, складає, як мінімум, 6-7, а середня - 14-18 метрів. Не є рідкістю висоти в 20 і навіть 24 метри. І це при висоті робочої зони всього в 2 метри, яку і треба обігрівати.
Опалити навіть середнє за розмірами виробниче приміщення за допомогою водяної або парової системи опалювання практично неможливо. Десятки кілометрів розподільних трубопроводів упруться у фундаменти технологічного устаткування, перекриють проходи, перетнуться з силовими мережами і мережами управління, розташованими нижче за відмітку підлоги. Та і гідравлічної стійкості роботи таких мереж досягти дуже важко. Додайте до цього високу щільність блукаючих струмів, що характерну для виробничих приміщень, викликає інтенсивну електрохімічну корозію водяних теплових мереж і мереж конденсатопроводов. Дуже дорого і дуже складно.
Саме ці, описані вище складнощі, пояснюють те, що до недавнього часу практично єдиним способом опалювання виробничих приміщень було повітряне опалювання. Повітря з опалювального приміщення забирається вентилятором, подається на водяний або паровий калорифер і по воздуховодам прямує в робочу зону. Розподіл повітря в робочій зоні здійснюється за допомогою розподільних головок або у вигляді направлених струменів. Це декілька розвантажує робочу зону від систем розводки тепла і дозволяє досягти достатньо рівномірного його розподілу на великих площах цеху.
До переваг повітряної системи можна віднести і те, що вона легко поєднується з припливними системами вентиляції.
Але цими, не завжди очевидними достоїнствами, переваги повітряних систем опалювання вичерпуються. А ось перелік недоліків міг би зайняти не один лист нашого опису. І, перш за все, до цих недоліків слід віднести теплофізичні властивості повітря, як теплоносія. Повітря володіє украй низькою теплоємністю (у чотири рази меншою, ніж у води). Отже, для перенесення значних теплових навантажень (а теплове навантаження тільки одного середнього цеху може порівнятися з потребою в теплі декількох житлових багатоповерхових будівель) потрібно переміщати вельми значні маси повітря.
І, якщо об’єми, займані вентиляційними камерами і воздуховодамі, що виключають з корисного використання до 5% об’ємів виробничих приміщень, можна віднести до малих бід, то витрати на електроенергію, що приводить в дію вентилятори повітряних систем опалювання до малих бід віднести ніяк не вдається. Адже ці витрати навіть в розрахунковому режимі роботи не поступаються витратам на теплову енергію, споживану системами повітряного опалювання. А в режимах з температурою зовнішнього повітря вище розрахунковою (а ці режими складають не меншого 80% тривалості опалювального періоду) перевершують їх.
Але і це ще не все. Робоча, жила зона виробничих будівель і вимагає всього 20-30% їх загального об’єму. Саме ці 20-30% об’єму будівлі і вимагають підтримки комфортних умов, необхідних для роботи персоналу. Нагріваючи 70-80% повітря, що знаходиться над робочою зоною, слід віднести до прямих втрат. Але ж всім відомо, що утримати тепле повітря внизу ще нікому не вдавалося. Він неминуче прагнутиме вгору, під дах будівлі. Тому зростання температури повітря від підлоги до стелі у виробничих будівлях, обладнаних повітряними системами опалювання складає 2,5°С на метр висоти.
Це означає, що в будівлі висотою 12 м при середній температурі в робочій зоні 15°С повітря під дахом виявляється нагрітим до 40° С. Такой “забійний” перегрів внутрішнього повітря будівель приводить до різкого зростання теплових втрат через зовнішні огорожі, верхні перекриття, стіни, світлові отвори і ліхтарі.
І на цьому біди системи повітряного опалювання не кінчаються.
Розподіл припливного повітря в робочій зоні здійснюється при достатньо високій швидкості повітря. Це приводить до протягів і зниження комфортності за рахунок збільшення виділення тепла тілом людини. Експлуатація системи повітряного опалювання в нормальному режимі (без недотопа) вимушує підтримувати в приміщенні завищену на 1-2°С температури і супроводжується, як наслідок, збільшенням теплових втрат через зовнішні огорожі будівлі. Але, в даний час, багато підприємств з метою зниження витрат на опалювання свідомо йдуть на “недотоп” виробничих приміщень.
В цьому випадку знижується температура повітря, що подається в робочу зону, і підвищена швидкість повітря при зниженій його температурі приводить до прямого переохолодження працівників. Для підтримки хоч би прийнятних умові праці, струменеві апарати воздухораспределенія, повсюдно, або розгортаються вгору, вище за робочу зону, або взагалі знімаються.
Таким чином, система переходить до витратного режиму роботи без якого-небудь позитивного ефекту, окрім збереження цієї системи від розморожування і остаточного виходу її з ладу.
Не можна сказати “доброго слова” і про керованість систем повітряного опалювання особливо зараз, коли підприємства, економлячи на чому тільки можливо, намагаються понизити витрати на опалювання. Якщо виключити з розгляду підприємства, що працюють в безперервному режимі у три зміни, включаючи вихідні і святкові дні, то решта всіх підприємств працює, як правило, в одну, рідше у дві зміни, п’ять, а іноді чотири або три дні в тиждень. Це означає, що при роботі підприємства в одну зміну, за опалювальний період, що становить для середньої смуги Росії близько 5000 годин, власне робочими є не більше 1100 годин або 23% календарного часу.
Всі інші 3900 годин підприємства вимушено опалювати цехи, в яких ніхто не працює. При двозмінному режимі роботи підприємств, вживаному в даний час украй рідко, ця цифра зростає до 2300 годин, що не перевищує і 46% часу опалювального періоду. Додайте до цього нерідкі сьогодні вимушені простої, і відразу стане зрозумілою причина, по якій багато, навіть відносно стабільно працюючі підприємства, просто відключають і консервують до кращих часів системи теплопостачання виробничих приміщень.
Енергетична складова собівартості продукції, що випускається, напружує ціну і робить цю продукцію неконкурентоздатною на ринку. І “винні” в цьому саме повітряні системи теплопостачання виробничих приміщень. Вони просто не в змозі ефективно знижувати власні витрати в режимах чергового опалювання.
Робота служби Головного енергетика по перекладу (як правило, ручному) системи повітряного опалювання в черговий режим і складна, і малоефективна. Завжди є загроза розморожування системи у разі різкого зниження температури зовнішнього повітря. Адже добові коливання зовнішньої температури в 10-12°С для центральної смуги Росії цілком звичайні. “Затискання” витрати води через калориферну установку розбалансує систему і може привести до розморожування і калориферної установки і внутрішніх водопроводів. Та і витрата електроенергії на привід вентиляторів таким чином не зменшити.
Зниження витрати повітря приведе до бажаного зниження втрат енергії на електропривод, але підвищить температуру зворотної мережевої води, а істотного зниження споживання тепла не дасть, оскільки при цьому виросте температура повітря на виході з калориферів. Та і складно все це, без багаторічного досвіду експлуатаційного персоналу не обійтися. Не було б сенсу в перерахуванні всіх цих бід наших підприємств, якби не було можливості ефективно і повно їх вирішити. І таке рішення є.
.
