Panoramica dei sistemi di riscaldamento industriale: caldaie, radiatori, pompe, riscaldatori IR

La questione dell'organizzazione del riscaldamento degli impianti industriali viene decisa nella fase della loro progettazione. Ciò tiene conto di tutti i possibili fattori di influenza, sia esterni che interni. Determinano la scelta dello schema ottimale, tenendo conto della minimizzazione dei costi e di un effetto positivo sul processo di produzione. Da quali elementi sono costituiti i sistemi di riscaldamento industriale: caldaie, radiatori, pompe o altre apparecchiature aggiuntive?

Requisiti per l'organizzazione del riscaldamento industriale

Quando si crea un sistema per mantenere il regime di temperatura richiesto negli impianti di produzione, gli standard attuali sono obbligatoriamente osservati. La maggior parte di essi sono descritti in SP 2.2.1.1312-03... Secondo questo documento, vengono selezionate batterie di riscaldamento industriale, caldaie e altri elementi del sistema.

Il primo passo è determinare il tipo di sistema di riscaldamento. Attualmente, ci sono 2 tipi: zonale e generale. Il primo è destinato al mantenimento puntuale del regime di temperatura. Molto spesso si tratta di sistemi di riscaldamento industriale a infrarossi. Sono caratterizzati da un funzionamento economico e dalla capacità di regolare rapidamente il grado di riscaldamento.

Se è necessario mantenere il livello di temperatura in tutto il volume della stanza, l'opzione migliore sarebbe installare un circuito di tubi. Può essere riscaldamento a gas industriale, caldaie elettriche o a combustibile solido. Inoltre, nella scelta di uno schema specifico vengono presi in considerazione i seguenti fattori:

• Caratteristiche del processo produttivo... In particolare, il livello ottimale di temperatura e la possibilità di una sua rapida regolazione;
• Perdita di calore dell'edificio... Non è sempre possibile realizzare un isolamento efficace. In questo caso, è meglio installare un riscaldamento ad aria industriale di zona;
• Costo energetico... In misura maggiore, questo si riferisce ai costi di produzione pianificati, che alla fine influenzeranno il costo di produzione;
• Il costo delle attrezzature, dei componenti e della manodopera per la loro installazione... Secondo questo parametro, i più efficaci sono il riscaldamento a infrarossi e ad aria dei locali industriali.

Per determinare l'opzione migliore, è necessario eseguire molti calcoli. Ma ci sono già noti "vantaggi" e "svantaggi" caratteristici di alcuni sistemi.

SP 2.2.1.1312-03 non fornisce raccomandazioni sulla scelta di un sistema di riscaldamento specifico. Questo documento normativo descrive i requisiti obbligatori per il regime di temperatura del riscaldamento e della ventilazione.

Elementi industriali di riscaldamento ad acqua calda

Questo sistema sarà l'opzione migliore se è necessario mantenere un livello di temperatura confortevole sull'intera o ampia area della sala di produzione. È simile allo schema di riscaldamento autonomo, ad eccezione di alcune sfumature. Il principale è la lunga lunghezza della linea di trasporto per il refrigerante e le caldaie per riscaldamento a gas industriale o loro analoghi che funzionano con un diverso tipo di combustibile.

Esistono due tipi di riscaldamento dell'acqua di un edificio industriale: autonomo e collegato a una rete di riscaldamento.Per quest'ultimo, è necessariamente organizzata un'unità di sollevamento, che riduce le letture della temperatura del liquido di raffreddamento e la sua pressione alla normalità.

Per un sistema autonomo vengono utilizzate caldaie per riscaldamento industriale. Differiscono non solo per la potenza, ma anche per il tipo di vettore energetico utilizzato. Inoltre, viene prestata particolare attenzione al design dei radiatori. La specificità sta nel fatto che per locali industriali con un'area piccola (fino a 200 m²) e media (fino a 500 m²) con un'altezza del soffitto fino a 3 m, è necessario garantire il massimo trasferimento di calore. Per questo, i convettori industriali per il riscaldamento dell'acqua calda devono avere una vasta area.

Cosa può sostituire i costosi radiatori per riscaldamento industriale? L'opzione migliore è la produzione di registri. Sono tubi con un diametro di 50 mm o più, interconnessi da ponticelli per la circolazione dell'acqua.

Le caratteristiche operative di questi elementi sono le seguenti:

• Un aumento della concentrazione del liquido di raffreddamento in una certa sezione del sistema, che porta ad un aumento del trasferimento di calore;
• Possibilità di autoproduzione;
• Un aumento del carico idrodinamico, che è compensato dall'installazione di apparecchiature di pompaggio di maggiore potenza.

La differenza decisiva tra i registri e i convettori industriali per il riscaldamento dell'acqua calda è l'assenza di piastre di scambio termico. Sono progettati per trasferire meglio l'energia termica dalla superficie del tubo del radiatore alla stanza. Realizzarli da soli, senza l'uso di attrezzature speciali, è molto problematico. Ecco perché le caldaie per riscaldamento elettrico industriale sono dotate di elementi simili.

I radiatori per il riscaldamento di fabbrica per edifici industriali con piastre scambiatrici di calore hanno una maggiore dissipazione del calore. Ma allo stesso tempo, il loro costo è significativamente superiore a quello dei registri di riscaldamento.

Caldaie industriali per riscaldamento a gas

Una delle differenze tra i modelli industriali di caldaie a gas è il tipo di bruciatore. Strutturalmente, è una matrice costituita da diverse fonti di energia termica.

Pertanto, i radiatori per riscaldamento per locali industriali ricevono un vettore di calore caldo con la temperatura più alta possibile. A questo proposito, la camera di combustione nelle caldaie industriali per riscaldamento a gas è molto più grande di quella di quelle domestiche. Ciò consente di aumentare la potenza nominale dell'apparecchiatura.

La principale differenza nella scelta delle apparecchiature è il tipo di gas utilizzato:

• Gas naturale... Per fare ciò, è necessario connettersi all'autostrada centrale. L'apparecchiatura viene selezionata tenendo conto delle sue caratteristiche: la quantità di gas in ingresso, la sua pressione;
• Gas liquefatto... Rilevante per la realizzazione di impianti di riscaldamento completamente autonomi per impianti industriali. Come luogo di stoccaggio, vengono utilizzati contenitori speciali: i contenitori di gas. Nonostante i maggiori costi iniziali, il riscaldamento con gas liquefatto presenta evidenti vantaggi economici rispetto a combustibili elettrici o solidi simili.

Per tutti i tipi di apparecchiature a gas, è possibile utilizzare batterie di riscaldamento industriali. È importante che corrispondano al regime di temperatura selezionato.

Nella maggior parte dei casi, i modelli di caldaie a circuito singolo vengono utilizzati per organizzare il riscaldamento a gas industriale. Se è necessario effettuare un'ulteriore fornitura di acqua calda, installano serbatoi di riscaldamento indiretto (accumulatori di calore) collegati alla rete.

Un punto importante nella scelta di una caldaia a gas è la possibilità di sostituire il bruciatore. Quindi puoi aumentare la sua potenza nominale senza acquistare il resto dei componenti: un alloggiamento, uno scambiatore di calore.

Le caldaie a gas a condensazione hanno il più alto indice di efficienza. Ma il loro costo è superiore del 45-50% rispetto a quelli classici.

Caldaie industriali per riscaldamento elettrico

In assenza della possibilità di allacciarsi alla rete del gas o di organizzare un sistema di stoccaggio del combustibile liquefatto, l'unica opzione è il riscaldamento elettrico. Nonostante i più alti costi di manutenzione finanziaria (costo energetico), l'installazione di caldaie per riscaldamento elettrico industriale presenta una serie di vantaggi. Prima di tutto, includono la bassa inerzia dell'attrezzatura. A differenza delle controparti a gas, il livello di riscaldamento dell'elemento riscaldante viene regolato rapidamente. Quando si installano apparecchiature di controllo aggiuntive, sarà operativa la modifica del grado di riscaldamento del liquido di raffreddamento fornito ai convettori industriali per il riscaldamento dell'acqua. Ciò comporterà una riduzione dei costi di esercizio.

Oltre a questo fattore, dovrebbero essere presi in considerazione i seguenti punti specifici di funzionamento delle caldaie elettriche:

• Nessun camino... Ciò significa che la caldaia non sarà vincolata alla canna fumaria come le controparti a gas oa combustibile solido;
• Requisiti più blandi per la sistemazione del locale caldaia... La condizione principale è un circuito di terra correttamente realizzato e un cablaggio elettrico selezionato;
• Quando si installa un contatore multi-tariffa e un accumulatore di calore puoi riscaldare il liquido di raffreddamento di notteme quando le tariffe sono minime.

Durante il calcolo preliminare del riscaldamento di un edificio industriale, è necessario tenere conto del fatto che il costo iniziale di una caldaia elettrica sarà inferiore del 20-25% rispetto a quello di una caldaia a gas simile.

Uno dei fattori determinanti è la disponibilità di apparecchiature di pompaggio e un vaso di espansione nella configurazione. Per i modelli la cui potenza supera i 130 kW, spesso non è incluso nel design.

Quando si sceglie una caldaia elettrica, è necessario analizzarne la manutenibilità. In particolare, l'eventuale sostituzione dell'elemento riscaldante.

Riscaldamento ad aria industriale

Spesso gli ingegneri devono affrontare il difficile compito di organizzare il microclima in un'area di produzione: realizzare un sistema di riscaldamento ottimale in combinazione con un'efficace ventilazione. Questo vale per settori come quello chimico, alimentare e della lavorazione del legno. In questo caso, l'opzione migliore è combinare i due sistemi in uno. Ciò richiederà l'installazione di riscaldamento ad aria industriale.

Molto spesso è reso zonale: il riscaldamento non si verifica in tutto il volume della stanza, ma solo nei luoghi di lavoro. Tale schema offre numerosi vantaggi: risparmio energetico, riduzione al minimo dei costi di organizzazione del sistema e utilizzo di autostrade per l'aria condizionata o come cappe.

A differenza delle caldaie per riscaldamento industriale, il principale elemento di lavoro dell'aria è il sistema di climatizzazione, che combina diverse funzioni. Questi includono la fornitura di aria riscaldata al consumatore e il ricambio d'aria nella stanza di lavoro.

Per il riscaldamento dell'aria di locali industriali, sono richiesti i seguenti elementi:

• Unità di riscaldamento ad aria... Può far parte del sistema climatico;
• Canali per convogliamento aria calda... Sono realizzati in acciaio zincato o inossidabile (cosa rara);
• Serrande aria con feritoie... Consente di concentrare il flusso d'aria in un'area specifica del locale produttivo;
• Condotti di aspirazione aria per il riutilizzo delle masse d'aria e il loro sistema di pulizia... Aggiunta facoltativa, ma estremamente efficace. Consente di ridurre i costi, soprattutto in inverno.

È interessante notare che l'installazione del riscaldamento industriale ad aria non influisce in alcun modo sulla disposizione delle apparecchiature e sull'organizzazione generale del processo produttivo. A differenza dei radiatori per riscaldamento per locali industriali, si trova nella parte superiore della stanza ad un'altezza di 2 metri o più.

Quando si calcola il costo del riscaldamento dell'aria negli edifici industriali, le pompe di calore rappresentano la maggior parte dei costi. La loro caratteristica principale è la portata volumetrica. Viene anche preso in considerazione nel calcolo dell'impianto di riscaldamento di un edificio industriale. Il costo medio delle attrezzature per una stanza con un'area fino a 600 m² è di 700-750 mila rubli.

Per ridurre la perdita di calore, le porte a lama d'aria possono essere installate sopra le porte.

Riscaldamento industriale a infrarossi

Un modo alternativo per organizzare il riscaldamento è installare riscaldatori a infrarossi. Generano ondate di calore nel raggio dell'infrarosso, riscaldando non l'aria, ma la superficie degli oggetti che cadono nell'area del loro lavoro.

Per questo motivo, quando si calcolano i sistemi di riscaldamento industriale a infrarossi, non è possibile tenere conto delle dimensioni della stanza. È importante conoscere solo la dispersione termica dell'edificio e distribuire correttamente i riscaldatori nelle aree di lavoro. Per molti versi, questo tipo di riscaldamento è simile al riscaldamento dell'aria di officine e locali industriali. Ma a differenza di ciò, c'è una differenza significativa: non è necessario installare tubazioni o condotti dell'aria. Ciò consente di effettuare il riscaldamento zonale di una stanza senza installare elementi simili ai convettori industriali per il riscaldamento dell'acqua.

Esistono due tipi di riscaldamento IR: elettrico (film o utilizzando bobine di riscaldamento a carbone) e gas. Poiché è necessaria una grande quantità di energia termica per un riscaldamento efficace, i modelli a gas vengono spesso installati nelle officine. In questo caso, si ottiene il massimo risultato.

Il riscaldamento industriale a gas ha le seguenti caratteristiche:

• La capacità di regolare separatamente la potenza di ciascun dispositivo;
• L'area di propagazione della radiazione infrarossa dipende dall'area del riflettore. Quando aumenta, la velocità di riscaldamento diminuisce;
• Può essere utilizzato come aggiuntivo in presenza di un impianto con caldaia a gas industriale.

Tuttavia, durante la progettazione, è necessario tenere conto della dipendenza diretta dell'altezza di installazione del riscaldatore dall'area del suo funzionamento. Ad una distanza considerevole dall'oggetto (oltre 4 metri), la radiazione infrarossa viene diffusa. Ciò riduce l'efficienza del riscaldamento industriale a infrarossi.

A differenza dei radiatori per riscaldamento industriale, la superficie dei riscaldatori a infrarossi si riscalda solo nella zona del riflettore. Questo è l'elemento più economico nel design che puoi sostituire da solo.

La stragrande maggioranza dei riscaldatori a gas IR funziona solo con gas naturale.

Come avviene il calcolo di un impianto di riscaldamento industriale industrial

L'efficienza, i costi primari e fissi per la sua organizzazione dipenderanno dal calcolo correttamente eseguito del riscaldamento di un edificio industriale. Un punto importante è la scelta iniziale del tipo di sistema di riscaldamento: acqua, aria o infrarossi. Sulla base di ciò, viene selezionato il set ottimale di apparecchiature e componenti, nonché il metodo di installazione.

Cosa considerare quando si sceglie una caldaia per riscaldamento industriale e altri componenti del sistema:

• Perdita di calore nell'edificio... Sono loro che determineranno in gran parte la capacità pianificata dell'apparecchiatura: una caldaia, un riscaldatore a infrarossi o una tenda termica;
• Il volume della stanza e la posizione di finestre e porte... È importante per la scelta del luogo di installazione delle batterie di riscaldamento industriale;
• Tipo di vettore energetico... Per l'installazione di caldaie elettriche industriali nell'impianto di riscaldamento, è necessario che la potenza della linea di alimentazione in ingresso corrisponda al parametro dell'apparecchiatura.

Questi sono solo i parametri di base necessari per calcolare l'impianto di riscaldamento di un edificio industriale. Anche il tipo di produzione e le condizioni di lavoro sono importanti. Pertanto, i sistemi di riscaldamento sono calcolati tenendo conto delle caratteristiche operative dell'edificio e della tecnologia della produzione stessa.

Va ricordato che tutti gli impianti di riscaldamento industriale, comprese caldaie, radiatori, pompe, devono rispettare i parametri di progetto. Vengono determinati solo dopo che sono stati eseguiti tutti i calcoli.

Nel video, puoi familiarizzare con le specifiche del riscaldamento di grandi stanze.