Типичный уровень теплотехнических свойств производственных цехов характеризуется: — низким техническим состоянием и плохими теплотехническими свойствами объектов; — оборудование для производства тепла является старым, имеет низкую тепловую эффективность и в большинстве случаев находится на грани жизнеспособности; — в перспективе при возрастании тарифов на энергоресурсы их эксплуатация становится экономически проблематичной, камнем лежащей на эффективности работы предприятия; — экологически не соответствуют требованиям охраны окружающей среды. Стандартные методы реконструкции действующих изношенных систем отопления: демонтаж старых трубопроводов с установкой новых, применение новых пластинчатых теплообменников, радиаторов, воздушных отопительных агрегатов. Конечно, некоторый эффект экономии ТЭР такая реконструкция дает по сравнению с изношенными системами, однако главный недостаток конвективного отопления сохраняется — неравномерный нагрев воздуха по вертикали помещения с перегревом у потолка до 20°С по отношению к полу и соответствующими теплопотерями в верхней части. Данную проблему можно решить эффективной реконструкцией отопительной системы с высокой экономической окупаемостью и экологической чистотой. К таким системам относится система темного газового инфракрасного отопления, которая обеспечивает пользователю 80% экономии энергии на отопление по сравнению с традиционными конвективными системами. Эта система состоит из подвешенных под потолком (от 3 до 15 м высоты), либо настенных, темных газовых инфракрасных обогревателей, размещаемых в плане, в соответствии с технологическими особенностями данного производства и обеспечивающих комфортную температуру на производственных местах. Сам обогреватель представляет из себя металлическую трубу, которая нагревается пламенем и отработанными газами, проходящими в ней со средней температурой нагрева поверхности труб до 400°С, и излучает тепло в отапливаемое пространство при помощи отражателей. Конструктивно обогреватели выполняются 6-, 9-, 12-метровыми, в зависимости от проектных заданий с тепловой мощностью до 50 кВт. Часть тепловой мощности превращается в конвективное тепло, а часть лучистой энергии расходуется на нагрев воздуха.
Общая экономия затрат на отопление достигается за счет: 1. Разницы в физическом принципе переноса тепла; 2. Снижения расхода электроэнергии; 3. Отсутствия эксплуатационных затрат, связанных с производством и транспортировкой тепловой энергии по прежней системе (несоизмеримо больших по сравнению с предлагаемой). Такую экономию энергии и снижение затрат по отоплению, можно получить за счет комплексной отопительной системы, реализованной нашей фирмой. Система основывается на трех базисных моментах: 1. Технические устройства — отопительные приборы с высокой тепловой эффективностью, надежностью и низким содержанием вредных веществ в отработанных газах («Эко» обогреватель); — рекуператор теплого воздуха; — элементы управления вентиляцией и микроклиматом внутри объекта. 2. Эффективное управлением и мониторинг наблюдаемых параметров, их анализ. 3. Оптимизация отопительных режимов. Таким образом, предлагаемая отопительная система, т.е. комплекс устройств для отопления, воздухообмена и управления микроклиматом внутри объекта, способна реализовать климатические (температура, содержание вредных примесей) требования отопления больших объектов оптимальным способом с минимальным расходом энергии и минимальными затратами на ее производство. Необходимо подчеркнуть мобильность управления обогреваемой системы, позволяющей автоматически поддерживать задаваемый тепловой режим (снижение температуры локально или по всему помещению в обеденный перерыв или выходные дни), а также возможность оперативного изменения ее конфигурации за счет перепланировки размещения и перемонтажа обогревателей. Фирма разработала и внедрила программу по расчету и определению основных теплофизических параметров предлагаемых к реконструкции производственных зданий по существующей системе теплоснабжения с сопоставлением аналогичных характеристик при лучистом отоплении. Ниже представлен сравнительный расчет эффективности применения предлагаемой системы обогрева по отношению к стандартному на конкретном примере производственного цеха, где владелец покупает тепло из центрального источника за цену 300 руб. за 1 Гкал. Объектом реконструкции является арматурный цех, неутепленный, с однослойной облицовкой, расположенный в г. Серпухове Московской области. Габариты цеха: длина 120 м, ширина — 20 м, высота — 12 м, отапливаемый объем — 28800 м3, отапливаемая площадь — 2400 м2. Существующий тип отопления — водяное теплоснабжение с воздушными теплообменниками, при естественном воздухообмене. Минимальная расчетная температура принята -26°С, дневная средняя температура для отопительного сезона –3,6°С, отопительный сезон — 213 дней, необходимая рабочая температура +18°С, ночная температура +10°С, температура выходных дней +5°С. Теплопотери цеха и необходимая тепловая мощность были расчитаны в соответствии с техническими нормами для конвективного (с учетом потерь тепла в существующих сетях и затратах на покупку тепла) и лучистого способа отопления, см. таблицу ~1~. Были определены все компоненты системы лучистого отопления, их стоимость, включая монтажные и наладочные работы, т.е. сдачу системы в эксплуатацию «под ключ». Общая стоимость составила 49 120 USD. Также были проведены расчеты реальных финансовых затрат на реконструкцию существующей отопительной системы на лучистое отопление с определением эффективности ее реализации. Сравнение реальных годовых затрат на конвективное и лучистое отопление (табл. ~2~) Окупаемость данного проекта определяется отношением суммы общих затрат на строительство системы лучистого отопления ($ 49120) к достигнутой годовой экономии ($ 19587), с результатом — 2,5 года. В настоящее время эффективность и смысл таких реконструкцией ограничены низкими тарифами на потребляемую энергию, которые экономически сглаживают изношенность и энергетическую невыгодность существующих конвективных систем отопления. Однако существующие тренды и неизбежность роста цен энергии (газ, электричество) в скором времени изменят данное состояние и предприятия будут вынуждены искать пути эффективного использования энергии.