Системы отопления складов
Классификация, области применения, выбор
Система отопления представляет собой совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения тепла, необходимого для поддержания температуры на требуемом уровне. Системы отопления подразделяются на местные и центральные. Местными называются системы отопления, в которых генератор тепла, теплопроводы и отопительные приборы конструктивно объединены в одно устройство (печное, газовое и электрическое отопление). В силу специфики работы складов местное отопление здесь не применяют.
Для отопления складских помещений используют центральное отопление – систему, в которой генератор тепла, например котел, вынесен за пределы отапливаемых помещений, а теплоноситель от генератора подается к местам потребления по трубам. Центральные системы отопления в зависимости от вида теплоносителя подразделяются на системы водяного, парового, воздушного отопления и комбинированные – пароводяные, водо-водяные, паровоздушные, водовоздушные и др. По способу перемещения теплоносителя центральные системы могут выполняться с естественной циркуляцией за счет разности плотностей охладившегося и нагретого теплоносителя (воды или воздуха) или с принудительной циркуляцией механическим способом: насосами в водяных системах и вентиляторами – в воздушных. Системы отопления и теплоноситель выбирают в соответствии с технологическими требованиями, а также с требованиями санитарно-гигиенических и противопожарных норм. Соответствующие требования устанавливаются ведомственными нормативно-техническими документами – ГОСТ 12.1.005–88, СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений», ППБ 01-98 «Правила пожарной безопасности в Российской Федерации», СНиП 2.04.05.-91.
При выборе системы отопления склада необходимо учитывать следующие требования СНиП 2.04.05-91 (в зависимости от категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений категорий A, E, В, Г и Д):
• в складских помещениях категорий А, Б и В без выделения пыли и аэрозолей применяют системы воздушного, водяного и парового отопления (водяное и паровое – при температуре теплоносителя-воды 150 °С, теплоносителя-пара – 130 °С). В тех же помещениях, но с выделением пыли и аэрозолей предельную температуру следует принимать 110 °С в помещениях категорий А и Б, 130 °С – для помещений категории В. Водяное и паровое отопление не допускается в помещениях, где хранят вещества, образующие при контакте с водой или водяными парами взрывоопасные смеси, или вещества, способные к самовозгоранию или взрыву при взаимодействии с водой (требование для помещений категорий А и Б).
В складских помещениях категорий Г и Д без выделения пыли и аэрозолей применяют воздушное, водяное и паровое отопление. Температура теплоносителя-воды – 150 °С, пара – 130 °С. В тех же помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха используется воздушное и водяное отопление с температурой воды 150 °С и с радиаторами без оребрения.
Для обогрева рабочих, подсобных и вспомогательных помещений складов применяют в основном те же системы отопления, что и для складских помещений. Для этого могут использоваться электронагревательные приборы – масляные радиаторы, которые должны питаться от самостоятельной электросети с пусковыми и защитными устройствами и быть снабжены исправными терморегуляторами или аналогичными им приборами.
Водяное отопление
Система водяного центрального отопления состоит из теплового пункта, магистралей, отдельных стояков и ветвей с отопительными приборами. Системы центрального водяного отопления различают:
• по температуре теплоносителя (воды) – 95...105 °С и более 105 °С;
• по схеме соединения труб с отопительными приборами – однотрубные и двухтрубные;
• по положению труб, объединяющих отопительных приборы, – вертикальные и горизонтальные;
• по расположению магистралей – с верхней разводкой и с нижней разводкой;
• по направлению движения воды.
Выбор системы водяного отопления состоит в установлении параметров воды, гидравлического давления в системе, а также в выборе типа отопительных приборов и конструкции системы.
Преимущество системы водяного отопления перед паровой для складов в том, что она дает ровный нагрев приборов отопления с невысокой температурой, что не вызывает излишней сухости воздуха помещений, вредящей многим видам товаров, хранящихся на складах.
Паровое отопление
В качестве теплоносителя в системах парового отопления обычно применяется сухой насыщенный водяной пар. Паровое отопление имеет следующие недостатки: пониженный срок службы трубопроводов в результате интенсивной коррозии; невозможность центрального регулирования теплоотдачи отопительных приборов путем изменения температуры теплоносителя; органическая пыль на поверхности отопительных приборов, постоянно нагретых до температуры 100 °С и выше, частично разлагается; повышенные потери теплоты паропроводов.
Преимущества парового отопления: меньшая площадь поверхности отопительных приборов; быстрый нагрев отопительных приборов при пуске системы; незначительное гидростатическое давление в системе и др.
Системы парового отопления подразделяются по давлению, на которое они рассчитаны (низкого давления 0,12...0,17 МПa, высокого давления 0,17...0,27 МПа и вакуум-паровые системы – менее 0,1 MПa), и по способу возврата конденсата – замкнутые и разомкнутые. Выбор системы парового отопления (низкого или высокого давления) определяется источником пароснабжения, требованиями по ограничению температуры на поверхности отопительных приборов и прочностными характеристиками самих теплоизолирующих аппаратов. Паропроводы должны быть самостоятельными, не связанными с трубопроводами агрегатов воздушного отопления, вентиляционных камер.
Воздушное отопление
Согласно СНиП 31-04-2001 «Складские здания» для отопления складских зданий и помещений применяют, как правило, централизованное воздушное отопление. В последние годы воздушное отопление стало одним из основных способов поддержания заданной температуры в помещении. Преимущества этого типа обогрева очевидны: высокий тепловой КПД всей системы отопления (90...94% для централизованной системы); лучшая экологическая обстановка в помещениях, возможность совмещения с системой приточной вентиляции; малая инерционность; отсутствие промежуточного теплоносителя, что позволяет отказаться от строительства и содержания малоэффективной для больших помещений системы водяного отопления, котельной, теплотрасс и системы водоподготовки; исключаются также потери в теплотрассах и необходимость в их ремонте, что резко снижает эксплуатационные расходы; высокая степень автоматизации позволяет вырабатывать тепло в точном соответствии с потребностями; высокая экономическая эффективность – срок окупаемости капитальных затрат обычно не превышает одного-двух отопительных сезонов.
В централизованных системах воздушного отопления применяют воздушно-отопительные агрегаты, распределяющие по системе воздуховодов теплый воздух в помещения. Для складских помещений предусматривается размещение отопительных агрегатов вне отапливаемых помещений. Воздух подается через воздухораспределители, которые должны обеспечивать равномерное движение обратного потока через помещение. Места выпуска воздуха следует назначать так, чтобы на пути воздушного потока не встречались массивные строительные конструкции.
При высоте помещения менее 8 м выпуск воздуха рекомендуется осуществлять настилающими струями, при высоте помещения более 8 м – ненастилающими струями. Струя настилается на потолок при выпуске воздуха на расстоянии от пола более 0,85Н, где Н – высота помещения, м. Ненастилающая струя образуется при расстоянии от пола 0,35 Н...0,65 Н. Расстояние в плане между воздухораспределителями при установке их в ряд принимается не более трех высот помещения.
Для выбора системы воздушного отопления (выбора отопительного агрегата, воздухораспределителей и т. д.) необходимо провести соответствующие расчеты, используя такие параметры, как величина воздухообмена в помещении в соотношении с величиной теплопотерь, категория помещения и др.
Подбор отопительного агрегата может быть выполнен по методике ЦНИИ промзданий и институтов охраны труда, он сводится к определению площади поперечного сечения помещения, обслуживаемого одним агрегатом (воздухораспределителем), и его дальнобойности, связанной с допустимой подвижностью воздуха.
Воздушно-тепловые завесы
Воздушные завесы предназначены для разделения зон с разной температурой по обе стороны открытых проемов рабочих окон, входных дверей и ворот. За счет подачи высокоскоростного воздушного потока образуется невидимая завеса, которая не только не дает теплому воздуху выходить наружу, но и препятствует проникновению холодного воздуха внутрь помещения. Таким образом улучшается температурный режим и поддерживаются более комфортные условия для работы людей и техники, значительно снижаются теплопотери, а следовательно, затраты на отопление. Более того, воздушные завесы изолируют помещения от пыли, выхлопных газов и т. п. вредных факторов, не создавая преграды движению транспортных средств.
Чтобы улучшить внутренний микроклимат и дополнительно обогреть помещения, разработано множество моделей для подогрева воздуха завес с различными теплообменниками (с подводом горячей воды или пара). В конструкцию воздушной завесы может входить воздушный фильтр. Скорость воздушного потока и степень его нагрева регулируются с помощью выносного пульта или выносного термостата.
Воздушные завесы устанавливают обычно над входом в помещение, с внутренней стороны над воротами или дверями. При наличии больших проемов необходимо устанавливать несколько завес вплотную одна к другой, создавая тем самым непрерывный и сплошной поток воздуха. Когда расположить завесы непосредственно над дверями невозможно, их устанавливают вертикально, сбоку от ворот.
Среди основных параметров, характеризующих конкретные модели тепловых завес, отметим наиболее значимые: мощность обогрева (кВт), производительность по воздуху (м3/ч), длина завесы (обычно от 0,6 до 2,5 м), тип используемого подогревателя. При подборе оборудования следует учитывать, что длина завесы должна быть не менее ширины дверного проема. При установке воздушных завес температура в помещении должна удовлетворять требованиям СНиП 2.04.05-91. Температуру воздуха, подаваемого воздушными тепловыми завесами, следует принимать не выше 50 °С у наружных дверей и ворот. Расчетную температуру смеси воздуха, поступающего в помещение через наружные двери, ворота и проемы, следует принимать от 5 до 14 °С в зависимости от конкретных условий. Скорость выпуска воздуха из отверстий воздушно-тепловых завес следует принимать не более 8 м/с у наружных дверей и не более 25 м/с – у ворот и технологических проемов. Скорость воздушного потока должна быть достаточно большой, чтобы он достигал пола.
Воздушно-тепловые завесы эффективно использовать у ворот и проемов в наружных стенах помещений, не имеющих тамбуров и открывающихся более пяти раз или не менее чем на 40 мин в смену в районах с расчетной температурой наружного воздуха минус 15 °С и ниже; у ворот и дверей помещений с кондиционированием.
Отопительные приборы
Существуют следующие основные виды отопительных приборов систем центрального отопления (водяного и парового): радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы (с гладкой поверхностью), конвекторы, ребристые трубы. В складских помещениях в системах центрального водяного и парового отопления применяют отопительные приборы только с гладкой поверхностью, допускающей легкую очистку.
При выборе отопительных приборов следует учитывать расчетную тепловую мощность каждого отопительного прибора, давление в системе, качество теплоносителя и схему теплоснабжения, состав воздушной среды помещения (стальные трубы без покрытия нельзя применять в помещениях, в воздухе которых присутствуют агрессивные по отношению к металлам вещества).
Отопительные приборы должны обеспечивать равномерный обогрев помещения и размещаться так, чтобы сохранялся свободный доступ к ним для осмотра, очистки и ремонта. В складских помещениях категорий А, Б и В их следует размещать на расстоянии не менее 100 мм от стен. Размещение отопительных приборов в нишах не допускается.
В помещениях складов категорий А, Б и В, где хранят баллоны со сжатым или сжиженным газом, отопительные приборы следует ограждать экранами из негорючих материалов, обеспечивая свободный доступ к ним для очистки. Экраны устанавливают на расстоянии не менее 100 мм от приборов отопления. В помещениях, где находятся аккумуляторные батареи, водяное или паровое отопление выполняют гладкими трубами, соединенными сваркой. Фланцевые стыки и установка вентилей не допускаются. При температуре теплоносителя выше 100 °С отопительные приборы должны отстоять от сгораемых элементов здания не менее чем на 100 мм. Установка отопительных приборов в складских помещениях выполняется в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-91, СНиП 21-01-97, ППБ 01-98.