СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОЗДУШНОЙ И ВОДЯНОЙ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается сравнительная характеристика водяных и воздушных систем отопления для производственных зданий, представлены результаты технико-экономического расчета систем для производственного корпуса.

Ключевые слова: системы отопления, воздушное отопление, водяные системы отопления, капитальные затраты, эксплуатационные затраты, срок окупаемости.

Каждый раз, когда встает вопрос о строительстве предприятия, цеха и так далее, одним из важнейших вопросов является организация системы отопления, кондиционировании и вентиляции. Самым распространённым способом отопления является водяное отопление, но его применение для производственных корпусов не всегда экономично. Причин этому много. Водяное отопление имеет достаточно высокое энергопотребление и зачастую система вырабатывает лишнее тепло, так как не имеет климат-контроля. Система характеризуется низким КПД, сложностью модернизации, долгими сроками монтажа. Выгодной альтернативой традиционной технологии отопления является воздушная система отопления.

Целью исследования, проведенного в рамках дипломного проектирования, было выполнение сравнительной оценки эффективности применения различных систем отопления производственных помещений.

Для воздушного отопления характерно повышение санитарно-гигиенических показателей воздушной среды помещения. Могут быть обеспечены подвижность воздуха, благоприятная для нормального самочувствия людей, равномерность температуры помещения, а также смена, очистка и увлажнение воздуха. Кроме того, при устройстве местной системы воздушного отопления достигается экономия металла [1].

Способность системы воздушного отопления быстро изменять количество подаваемой в помещение теплоты делает ее достаточно гибкой для обеспечения эксплуатационного регулирования, а также при осуществлении периодического или дежурного отопления.

Вместе с тем, воздушное отопление не лишено существенных недостатков. Как известно, площадь поперечного сечения и поверхности воздуховодов из-за малой теплоаккумулирующей способности воздуха во много раз превышает сечение и поверхность водяных и паровых теплопроводов. В сети значительной протяженности воздух заметно охлаждается, несмотря на то что воздуховоды покрывают тепловой изоляцией. По этим причинам применение центральной системы воздушного отопления в сравнении с другими системами может оказываться экономически нецелесообразны. Местное воздушное отопление не имеет перечисленных недостатков, однако не лишено отрицательных черт, обусловленныхразмещением отопительного оборудования непосредственно в обогреваемом помещении.

Возможность совмещения воздушного отопления с приточной вентиляцией в холодный период, с охлаждением помещения в летний период сближает воздушное отопление с вентиляцией и кондиционированием воздуха также является весьма удачным решением для производственных помещений.

В таблице 1 представлена сравнительная характеристика воздушной и водяной системы отопления [1].

Таблица 1

Сравнительная таблица воздушной и водяной систем отопления

В работе было выполнено технико-экономическое сравнение водяной и воздушной системы отопления производственного помещения. Причем рассмотрены также разные варианты по компоновке оборудования систем. В качестве объекта исследования рассмотрен производственное помещение общей площадью S=1500 (25×60) м² с высотой потолков H=7 м, предназначенное для ремонта грузового автотранспорта.  Стены выполнены из сэндвич-панелей с толщиной изоляции в 100 мм, в наличии достаточно большие входные ворота. Объект находится в регионе с минимальной расчетной температурой –28 °C. Внутри помещения необходимо поддерживать температуру +16 °C. Для этого, согласно предварительно выполненному расчету тепловых потерь, в помещение необходимо подавать 208 кВт тепла [2, 3].

Для водяного обогрева объекта предлагается использовать два водяных чугунных котла (с 50%-ным резервированием) марки BuderusLogano GE315 мощностью по 105 кВт, дизельные горелки BuderusLogatop и калориферы марки Volcano VR 2. Температура воды в системе — 80/60°C.

Воздушное отопление организовано на базе теплогенераторов Tecnoclima. Для варианта с непосредственной подачей воздуха подойдет серия ТЕ, а для канальной раздачи — ТС-Е.

Результаты расчета капитальных вложений для монтажа данных систем отопления представлены в таблице 2.

Таблица 2

Затраты на организацию системы отопления (руб.)

Из таблицы 2 видно, что воздушное отопление с прямой раздачей теплого воздуха на 50–60 % выгоднее, чем водяное. При использовании раздачи по воздуховодам капитальные затраты сравнимы с расходами на установку водяной системы (и даже на 5–10 % меньше). Однако системы воздушного отопления отличаются большей вариативностью, меньшей инерционностью, возможностью индивидуального подхода к решению задачи обогрева помещений. Кроме того, они позволяют совместить в единой системе отопление, вентиляцию, кондиционирование и очистку воздуха.

При большей эффективности и меньшей материалоемкости проявляется еще один плюс воздушных систем — меньшие затраты на эксплуатацию и обслуживание. В таблице 3 представлены результаты расчета эксплуатационных затрат представленных систем. Полученные результаты позволяют оценить срок окупаемости оборудования, для воздушного отопления срок окупаемости составляет от 1,5 до 2,5 лет.

Таблица 3

Затраты на эксплуатацию оборудования за отопительный период (руб.)

Следует отметить также, что в критических ситуациях проявляется большая надежность воздушного отопления, поскольку отсутствует риск замораживания системы и соответственно исключаются затраты на ремонт и восстановление оборудования.

Таким образом, преимущества воздушной системы отопления очевидны. Организация воздушного отопления производственных помещений – эффективное и экономичное решение, подходящее для всех предприятий и организаций. Размеры цехов, сложность планировки, наличие множества машин и станков, выделяющих тепловую энергию, затрудняет либо делает невозможным использование конвекционного отопления. Применение воздушного обогрева позволяет создать благоприятный для работы микроклимат в помещениях любых объемов и конфигурации.

Список литературы:

1. ТГСВ отопление вентиляция кондиционирование (Электронный ресурс). – Режим доступа: https//www.tgsv.ru/Сравнительная таблица воздушной и водяной систем отопления (tgsv.ru) (дата обращения: 17.10.23).
2. Сканави А.Н. Отопление: учебник для вузов/А.Н. Сканави, Л.М. Махов. -М.: АСВ, 2002.
3. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование/ Госстрой России. – М.: ФГУП ЦПП,2004.