Отопление цехов и производственных помещений: варианты и способы

Поддержание оптимальной температуры воздуха в производственном цеху затруднено по ряду причин. Это, прежде всего, большое открытое пространство.

Промышленный цех – это, как правило, еще и высокие потолки. Сложно создать комфортные условия традиционными радиаторами. От правильно подобранного температурного режима зависит здоровье и работоспособность рабочих, сохранность и исправность оборудования.

В этой статье рассмотрим, как руководителю предприятия или инженеру выбрать оптимальный вариант обогрева цеха. Разберем, какие типы систем отопления существуют, какой вид отопления производственного помещения наиболее энергоэффективный и надежный. Определим, что нужно учитывать при выборе, как монтировать и обслуживать.

Подберем водяные тепловентиляторы Volcano для обогрева цеха

Что такое отопление цеха и зачем оно нужно

Отопление цеха – это создание и поддерживание внутри здания комфортной температуры воздуха для пребывания людей и сохранности оборудования.

Комфортным состоянием принято считать, когда человек не ощущает холода или жары. Это идеальное условие для любой работы.

Для цехов установлены нормы от +16 до +25 градусов. При температуре свыше 25 градусов человек быстрее утомляется, снижается его внимание, сосредоточенность, организм расслабляется.

Если температура воздуха внутреннего помещения ниже установленной нормы, скорость реакции и мышечная сила снижаются. Ослабляется тактильная и болевая чувствительность. Интенсивно теряется тепло. Человеку сложно выполнять точные движения.

Комфортная температура внутри помещения способствует уменьшению вероятности совершения ошибок, травм и несчастных случаев. Эффективность труда увеличивается. Рабочие не простывают, не перегреваются, значит, меньше болеют, производительность труда выше.

Из-за нарушения температурного режима оборудование может некорректно работать или выйти из строя.

Вопрос отопления лучше решать на стадии проектирования помещения. Выбирают оборудование с учетом площадей, вида работ в цехе, скорости воздушных потоков, уровня запыленности и влажности. Руководителю остается поддерживать или, если были допущены ошибки в проекте, улучшить систему отопления.

Требования к системам обогрева включают:

• Пожарная и взрывобезопасность. Возможность регулировки количества выделяемой теплоты, совмещение с вентиляцией для недопущения заполнения цеха неприятными запахами или вредными газами.
• Надежность в эксплуатации и ремонтопригодность.
• Экономичность.

Типы систем отопления для цехов

Системы отопления производственных помещений могут применяться как отдельно, так и в сочетании друг с другом. Классификации систем отопления включают индивидуальное и централизованное. По видам чаще встречаются:

• газовое,
• электрическое,
• водяное.

Реже применяют воздушную и инфракрасную систему для обогрева цехов.

Газовое отопление

В качестве источника топлива для нагрева воды или воздуха, циркулирующего по отопительной системе, служит газ.

Преимущества:

• Эффективность. Быстро поднимает температуру до комфортной внутри помещения.
• Автономность. Можно установить независимую газовую систему отопления на каждый цех отдельно. Просто регулируется, можно контролировать и поддерживать необходимую температуру круглосуточно, или снижать в ночное время в целях экономии, если в цеху ночью нет рабочих.
• Экологичность и безопасность. Газ при сгорании не выделяет в воздух опасных веществ. Нет твердых отходов.
• Долгий срок службы.
• Экономичность. Газ стоит дешевле, чем, например, электричество.

К недостаткам можно отнести затраты по времени и средствам на установку. Потребуется получить технические условия, разработать проект, согласовать документы для подключения к газовой сети. Монтаж сложноват, есть особые требования к системе вентиляции.

Электрическое отопление

Электрическое отопление – наиболее распространенный, доступный вид. Его можно использовать практически в любом населенном пункте страны.

Преимущества:

• Простота монтажа. Не нужна сложная система трубопроводов, не нужна особая вентиляционная система. Можно устанавливать в каждом помещении автономную систему. Могут стать дополнением к другим видам, быть резервным.
• Высокая точность регулирования температуры. Просто настроить, программировать на необходимую температуру.
• Экологичность. Нет отходов. Нет выделений в воздух.
• Современность. Можно оборудовать умными устройствами управления, способными самостоятельно принимать решения по необходимости увеличить или снизить количество выделяемого тепла, тем самым обеспечить экономию средств на обогрев.

Из недостатков - по стоимости дороже газового отопления, есть ограничения по мощности.

Водяное отопление

Система состоит из котла и теплообменников, по которым циркулирует нагретая вода и передает тепло в помещение. Это могут быть трубопроводы, радиаторы. В качестве топлива могут использоваться газ, электричество, мазут, дрова, уголь или другое.

Преимущества:

• Проверенная традиционная система обогрева помещения.
• Безопасность. В цех по трубам попадает только вода, обжечься об трубы невозможно.
• Если проект быт точный, правильный, тепло распределяется равномерно по всему помещению.
• Автономное отопление. У каждого цеха может быть своя система, своя автономная котельная, что может снизить расход на обогревание.

К недостаткам можно отнести необходимость обслуживания системы. Теплообменники, как правило, металлические, из-за постоянного воздействия воды подвержены коррозии. Значит, требуют особого внимания, постоянного контроля. Монтаж не прост, работы должны выполняться строго по проекту и с высоким качеством сварочных швов.

Другие системы

Для отопления цехов применяют и системы инфракрасного отопления. Обогрев идет за счет излучения, которое нагревает не воздух, а предметы внутри помещения.

Безопасный вид, так как не создает воздушных потоков, нет циркуляции, значит, не разносится пыль, легкий мусор, запахи. Нет выбросов, не используются горючие материалы, газ. Зато высокая скорость нагрева, быстро обеспечивается тепло в помещении. Контролировать данный вид отопления просто. Регулировать можно каждую панель отдельно, обеспечив комфорт для каждого рабочего места.

Воздушное отопление применяется реже. Но имеет ряд преимуществ. Например, системы воздушного отопления:

• более экономичны;
• их можно монтировать в стены, потолок, на пол;
• в качестве нагревателя воздуха могут использоваться различные виды топлива, такие как газ, электричество, мазут;
• равномерно распределяют тепло по помещению;
• легко регулируется.

Есть варианты вида отопления воздухом, которые могут охлаждать помещение, если в цеху становится слишком жарко.

Как выбрать систему отопления для цеха

В стадии проектирования специалисты при выборе системы отопления ориентируются на:

• Площадь цеха, высоту потолков. При высоте потолков более 3 м обычные радиаторы не справятся с задачей обогрева. Использование воздушных и водяных видов отопления может быть малоэффективным при больших площадях.
• Тип производства. Некоторые виды станков нагреваются в ходе работы, могут выделять дополнительно тепло. От технологии и вида продукции может зависеть уровень необходимого тепла в цеху.
• Климатические условия. Чем холоднее зимы, тем более мощные устройства обогрева могут понадобиться.
• Теплоизоляция. Нужно знать, с каким уровнем теплопроводности стены, потолки, пол. Чем лучше они утеплены, тем меньше теплопотери. Значит, нужно учитывать этот фактор при подсчете мощности нагревательных приборов, устройств.
• Бюджет на систему отопления. Важно учитывать не только цены на энергоносители, но и стоимость обслуживания, удобство ремонта.

Критерии выбора

При выборе системы отопления для производственного помещения ориентируются на эффективность, простоту эксплуатации и стоимость.

Важно учитывать уровень затрат на эксплуатацию при выборе систем отопления цеха.

Для маленького помещения подойдут водяное или паровое отопление. Для больших, от 700 кв.м, площадей оптимальны инфракрасные излучатели на потолках, воздушные системы обогрева, возможно добавление регистров из гладких труб или радиаторов водяного отопления на стенах. Как правило, используют несколько видов систем. Здесь потребуется индивидуальный подход к разработке проекта отопления.

Расчет необходимой мощности

Без правильного расчета необходимой мощности системы отопления сложно добиться оптимального температурного режима. При расчетах учитывают тепловые потери цеха, тепловые нагрузки от оборудования и людей.

Например, цех площадью (S) 2000 кв.м. Стены и потолок недостаточно хорошо теплоизолированы. Коэффициент теплопередачи составляет (U) 1 Вт/м² * °C. Климатические условия такие, что разница между температурой внутри помещения и снаружи составляет (ΔT)10 градусов.

Расчет тепловых потерь (Q) выполняется по формуле:

• Q = S * U * ΔT;
• Q = 2000 м² *1 Вт/м² * °C * 10°C = 20,000 Вт;
• тепловые потери цеха составляют 20,000 Вт или 20 кВт.

Для выбора оптимальной мощности отопительного котла умножают Q на КПД котла. Например, газовый котел с КПД 90 %.
Q / КПД = 20,000Вт / 0,9 ≈ 22,222 Вт. Нашли минимальный объем мощности котла, он составляет 22,222 Вт.

Для удобства расчетов на сайтах размещают онлайн-калькуляторы для расчета необходимой мощности. Это облегчает проблему с проектами отопления цехов, в выборе систем отопления.

Монтаж и обслуживание

После того, как выбран тип отопления, рассчитана необходимая мощность, потребуются следующие этапы:

• Подготовка проекта. Он включает схему размещения всех составляющих систем отопления, которые требуется монтировать в цеху.
• Установка оборудования. Отводится время в период подготовки к отопительному сезону. Монтаж осуществляется строго в соответствии с разработанным проектом.
• Пуско-наладочные работы проводятся в отсутствии рабочих, при выключенных станках. Запускают инженерную систему в разных режимах, оценивают ее работу, настраивают приборы. Составляется энергетический паспорт объекта.

Соблюдение строительных норм и правил – обязательное условие при монтаже отопительной системы. Все работы проводятся под контролем инженера.

В зимний период нагрузка системы отопления внутри производственных цехов возрастает, в летний снижается. На территории нашей страны плановое обслуживает систем обогрева проводится осенью перед началом отопительного сезона и весной после его окончания. Котельную на дизельном топливе обслуживают чаще.

Основные виды работ:

• Профилактический осмотр
• Промывка систем отопления, теплообменников.
• Очистка наружных поверхностей нагревательных приборов.
• Устранение протечек, неисправностей, дефектов. При необходимости замена приборов, частей, элементов.
• Балансировка. Опрессовка.
• Подготовка к отопительному сезону.
• Проверка точности показателей измерительных приборов, выявление неточностей, замена приборов.

Энергоэффективность

К способам снижения энергопотребления относятся:

• Использование современных котлов, герметизация окон, устранение щелей между дверями и дверной коробкой.
• Замена старых окон на энергосберегающие.
• Утепление подвальных помещений.
• Использование брезентовых штор на входах в цеха.
• Автоматизация системы отопления. Применение системы «Умный дом» на производственных объектах.

Системы отопления цехов на природном газе или с возможностью подключения к солнечным панелям могут дать преимущества перед другими по уровню энергоэффективности.

Заключение

Выбор системы отопления внутри производственных цехов отличается от выбора способа обогрева офисов или частных квартир. На это влияют высота потолков, большие площади, наличие станков и другого оборудования, незначительно выделяющего тепло в ходе работы. Важно выбирать энергоэффективные системы, безопасные и экологичные, способные прослужить долгий срок.

При эксплуатации важно соблюдать строгие правила безопасности, проверять герметичность стыков, соединений, исправность теплообменников, котлов и измерительных приборов. Можно установить аварийные клапаны, предохранительные устройства, которые обеспечат пожарную безопасность и устранят риски взрывов.

Рынок постоянно пополняется новейшими разработками. Различные системы отопления есть в продаже, отличаются инновационными подходами и технологическими решениями. Активно используются технология «Умный дом», возобновленные источники энергии, такие как солнечные батареи, ветрогенераторы и другие.

При выборе вида нагрева воздуха помещения в цеху учитывайте безопасность в эксплуатации, долгий срок службы, возможность монтажа и проведения ремонта собственными силами, энергоэффективность.