El problema de l’organització de la calefacció d’instal·lacions industrials s’està resolent en fase de disseny. En aquest cas, es tenen en compte tots els possibles factors d’influència, tant externs com interns. Determinen l’elecció de l’esquema òptim, tenint en compte la minimització de costos i un impacte positiu en el procés de producció. En quins elements consisteixen els sistemes de calefacció industrials: calderes, radiadors, bombes o altres equips addicionals?
Requisits de calefacció industrial
Quan es crea un sistema per mantenir la temperatura requerida a les instal·lacions de producció, els estàndards actuals són obligatoris. La majoria d’ells es descriuen a SP 2.2.1.1312-03. Segons aquest document, s’escullen radiadors de calefacció industrials, calderes i altres elements del sistema.
En un primer moment, cal determinar el tipus de sistema de calefacció. Actualment, es distingeixen 2 espècies: zonal i general. La primera està destinada al manteniment puntual del règim de temperatura. Molt sovint es tracta de sistemes de calefacció industrial per infrarojos. Es caracteritzen per un funcionament econòmic i la possibilitat de regulació operativa del grau de calefacció.
Si cal mantenir el nivell de temperatura durant tot el volum de l’habitació, llavors la millor opció seria instal·lar un circuit de canonades. Pot ser calefacció industrial a gas, elèctrica o amb calderes de combustible sòlid. A més, a l’hora d’escollir un esquema particular, es tenen en compte els factors següents:
- Característiques del procés de producció. En particular, el nivell de temperatura òptim i la possibilitat d’una regulació ràpida;
- Pèrdua de calor construïda. No sempre és possible fer un aïllament eficaç. En aquest cas, és millor instal·lar calefacció d’aire industrial per zona;
- Cost de l’energia. Es refereix, en major mesura, als costos de producció previstos, que afectaran finalment el cost de producció;
- El cost dels equips, components i costos laborals per a la seva instal·lació. Segons aquest paràmetre, la calefacció per infrarojos i l’aire dels locals industrials són els més efectius.
Per determinar la millor opció, heu de fer molts càlculs. Però ja hi ha coneguts "pros" i "contres" característics de determinats sistemes.
SP 2.2.1.1312-03 no dóna recomanacions sobre l’elecció d’un sistema de calefacció específic. Aquest document regulatori descriu els requisits obligatoris per al règim de temperatura de la calefacció i la ventilació.
Elements industrials de calefacció per aigua
Aquest sistema serà la millor opció si cal mantenir un nivell de temperatura còmode a tota la gran o gran àrea de la sala de producció. És similar a un circuit de calefacció autònom a excepció d’alguns matisos. El principal és la gran longitud de la línia de transport per a les calderes de refrigeració i calefacció de gas industrial o els seus anàlegs que funcionen amb un altre tipus de combustible.
Hi ha dos tipus d’escalfament d’aigua per a un edifici industrial: autònom i connexió a una xarxa de calor. Per aquests últims, necessàriament s’organitza una unitat d’elevadors, que redueix la temperatura del refrigerant i la seva pressió a la normalitat.
Per a un sistema autònom s’utilitzen calderes de calefacció industrials. Es diferencien no només en potència, sinó també en el tipus de portador d’energia que s’utilitza. Així mateix, es presta una atenció especial al disseny als radiadors. L’especificitat és que per a locals industrials amb zones petites (fins a 200 m²) i mitjanes (fins a 500 m²) amb alçades de sostre de fins a 3 m, cal assegurar la màxima transferència de calor. Per a això, els convectors industrials de calefacció per aigua haurien de tenir una gran superfície.
Què pot substituir els radiadors de calefacció industrials? La millor opció és la fabricació de registres. Són canonades amb un diàmetre igual o superior a 50 mm, interconnectades per saltadors per a la circulació de l'aigua.
Les característiques operatives d’aquests elements són les següents:
- Un augment de la concentració de refrigerant en una determinada part del sistema, la qual cosa comporta un augment de la transferència de calor;
- Possibilitat d'autoproducció;
- L’augment de la càrrega hidrodinàmica, que es compensa amb la instal·lació d’equips de bombeig de major potència.
La diferència que hi ha entre els registres i els convectors industrials de calefacció d'aigua és l'absència de plaques d'intercanviador de calor. Estan dissenyats per transferir millor l’energia tèrmica des de la superfície del tub del radiador a l’habitació. Fer-les tu mateix, sense fer ús d’equips especials, és molt problemàtic. És per això que les calderes de calefacció elèctrica industrial estan equipades amb elements similars.
Els radiadors de calefacció de fàbrica per a edificis industrials amb plaques d’intercanviador de calor tenen una major dissipació de calor. Al mateix temps, el seu cost és significativament superior al dels registres de calefacció.
Calderes de calefacció de gas industrial
Una de les diferències entre els models industrials de calderes de gas és el tipus de cremador. Estructuralment, és una matriu formada per diverses fonts d’energia tèrmica.
Així, els radiadors de calefacció dels locals industrials reben un refrigerant calent amb la temperatura més alta possible. En aquest sentit, la cambra de combustió de les calderes de calefacció de gas industrial és molt més gran que en les domèstiques. Això fa possible augmentar la potència nominal dels equips.
La diferència fonamental en l'elecció dels equips és el tipus de gas utilitzat:
- Gas Natural. Per fer-ho, heu de connectar-vos a la carretera central. L’equip es selecciona tenint en compte les seves característiques: la quantitat de gas entrant, la seva pressió;
- GLP. Actual per crear sistemes de calefacció totalment autònoms per a instal·lacions industrials. Com a lloc d’emmagatzematge, s’utilitzen contenidors especials: porta-gas. Malgrat l’increment dels costos a l’alça, la calefacció de GLP presenta clars avantatges sobre combustibles elèctrics o sòlids similars.
Per a tot tipus d'equips de gas, es poden utilitzar bateries de calefacció industrials. És important que corresponguin al règim de temperatura seleccionat.
En la majoria dels casos, els models de calderes d’un sol circuit s’utilitzen per organitzar la calefacció industrial de gas. Si cal fer un subministrament d'aigua calenta addicional, s'instal·len dipòsits de calefacció indirectes (acumuladors de calor) connectats a la línia principal.
Un punt important a l’hora d’escollir una caldera de gas és la capacitat de substituir el cremador. Així, podeu augmentar la seva potència nominal sense comprar la resta de components: carcassa, intercanviador de calor.
| Nom del model | potència, kWt | Preu, frega |
| Euroterm KTN 1.100 SE | 96 | 111000 |
| Protherm Grizzly 100 KLO | 70/99 | 152000 |
| Ross Lux AOGV-96 | 96 | 68725 |
| Fondital Bali RTN E 90 | 90 | 81800 |
Les calderes de gas condensador tenen els indicadors d’eficiència més alts. Però el seu cost és un 45-50% superior als clàssics.
Calderes de calefacció elèctrica industrial
Si no és possible connectar-se a una xarxa de gas o organitzar un sistema d’emmagatzematge de combustible liquat, l’única opció és la calefacció elèctrica. Malgrat els majors costos de manteniment econòmic (costos d'energia), la instal·lació de calderes de calefacció elèctriques industrials presenta diversos avantatges. En primer lloc, inclouen la poca inèrcia de l’equip. A diferència dels homòlegs de gas, el nivell de calefacció de l’element de calefacció s’ajusta ràpidament. En instal·lar equips de control addicionals, es canviarà el grau de calefacció del refrigerant subministrat als convectors industrials per escalfar aigua. Això reduirà els costos en curs.
A més d’aquest factor, s’han de tenir en compte els aspectes específics següents del funcionament de les calderes elèctriques:
- Falta xemeneia. Això vol dir que la caldera no estarà enganxada a la xemeneia, com els anàlegs de gas o combustible sòlid;
- Requisits més suaus per a la disposició de la sala de les calderes. La condició principal és un llaç de terra adequat i un cablejat seleccionat;
- En instal·lar un comptador i un acumulador de calor multi-tarifaris podeu escalfar el refrigerant a la nitI quan les tarifes són mínimes.
Durant el càlcul previ de la calefacció d’un edifici industrial, cal tenir en compte que el cost inicial d’una caldera elèctrica serà inferior al 20-25% que una caldera de gas similar.
| Nom del model | potència, kWt | Preu, frega |
| Titani 105/380 | 105 | 42160 |
| Euroterm EK-N 90 | 90 | 35350 |
| Teplomash EKO-1 105 | 105 | 72000 |
| Teplomash EKO1 180 | 180 | 158900 |
Un dels factors determinants és la disponibilitat d’equips de bombament i d’un tanc d’expansió. En els models la potència superior a 130 kW, sovint no forma part del disseny.
A l’hora d’escollir una caldera elèctrica, cal analitzar-ne la sostenibilitat. En particular, una possible substitució de l’element calefactor.
Calefacció per aire industrial
Sovint, els enginyers tenen la difícil tasca d’organitzar un microclima en una sala de producció: fer un sistema de calefacció òptim en combinació amb una ventilació eficient. Això és aplicable a indústries com la indústria química, alimentària i de fusteria. En aquest cas, la millor opció és combinar els dos sistemes en un. Això requerirà la instal·lació de calefacció d’aire industrial.
Molt sovint es fa de zona: la calefacció no es produeix durant tot el volum de l’habitació, sinó només als llocs de treball. Aquest esquema ofereix diversos avantatges: estalvi d’energia, minimitzant el cost de l’organització del sistema i l’ús de la xarxa d’aire condicionat o com a caputxes.
A diferència de les calderes de calefacció industrials, el principal element de treball de l’aire és el sistema climàtic, que combina diverses funcions. Aquests inclouen el subministrament d’aire escalfat al consumidor i l’intercanvi d’aire a la sala de treball.
Per a la calefacció a l’aire industrial dels locals industrials, seran necessaris els següents elements:
- Unitat de calefacció d’aire. Pot formar part del sistema climàtic;
- Canals per transportar aire escalfat. Són d’acer galvanitzat o inoxidable (cosa rara);
- Amortidors d’aire amb palanques de guia. Permeten concentrar un corrent d'aire en un lloc determinat d'una sala de producció;
- Canals d’entrada d’aire per a la reutilització de masses d’aire i el seu sistema de neteja. No és un suplement obligatori, però extremadament eficaç. Permet reduir costos, sobretot a l’hivern.
Cal destacar que la instal·lació de calefacció industrial de tipus d’aire no afecta la disposició d’equips i l’organització general del procés de producció.A diferència dels radiadors de calefacció per locals industrials, es troba a la part superior de l’habitació a una altura de 2 metres i més.
Quan es calcula el cost de la calefacció d’aire en edificis industrials, la majoria dels costos són bombes de calor. La seva característica principal és el flux volumètric. També es té en compte a l’hora de calcular el sistema de calefacció d’un edifici industrial. El cost mitjà dels equipaments per a locals amb una superfície de fins a 600 m² és de 700-750 mil rubles.
Per reduir la pèrdua de calor per sobre de les portes, es poden instal·lar cortines d’aire.
Calefacció industrial per infrarojos
Una forma alternativa d’organitzar la calefacció és instal·lar escalfadors d’infrarojos. Generen ones tèrmiques en l’interval IR, escalfant no l’aire, sinó la superfície d’objectes que cauen a la zona del seu treball.
Degut a això, quan es calculen sistemes de calefacció industrials per infrarojos, no es pot tenir en compte la mida de l’habitació. És important conèixer només la pèrdua de calor de l’edifici i distribuir adequadament els calefactors a les zones de treball. En molts aspectes, aquest tipus de calefacció és similar a la calefacció a l'aire de les plantes i locals industrials. Però a diferència d’ell, hi ha una diferència important: no cal instal·lar canonades ni canals aeris. Això permet fer calefacció per zona de l’habitació sense instal·lar elements similars als convectors industrials per escalfar aigua.
Hi ha dos tipus de calefacció per infrarojos: elèctric (film o amb bobines de calefacció per fibra de carboni) i gas. Com que es necessiten grans quantitats d’energia tèrmica per a un escalfament eficient, els models de gas s’instal·len sovint als tallers. En aquest cas, s’obté el resultat màxim.
Les característiques següents de la calefacció industrial de gas són:
- La capacitat de controlar individualment la potència de cada dispositiu;
- La zona de propagació de la radiació IR depèn de la zona del reflector. Amb el seu augment, la taxa de calefacció disminueix;
- Es pot utilitzar com a opció si hi ha un sistema amb una caldera de gas industrial.
Tanmateix, a l’hora de dissenyar, cal tenir en compte la dependència directa de l’alçada d’instal·lació del calefactor de la zona del seu funcionament. Amb una distància significativa a l’objecte (més de 4 metres), la radiació IR s’escampa. Això redueix l’eficiència de la calefacció industrial per infrarojos.
A diferència dels radiadors de calefacció industrial, la superfície dels escalfadors d’infrarojos només s’escalfa a la zona del reflector. Aquest és l’element més barat del disseny que podeu substituir a vosaltres mateixos.
La gran majoria dels escalfadors de gasos per infrarojos funcionen només amb gas natural.
Com és el càlcul d’un sistema de calefacció industrial
L’eficiència, els costos primaris i els fixos per a la seva organització dependran d’un càlcul correctament realitzat de la calefacció d’un edifici industrial. Un punt important és l’elecció inicial del tipus de sistema de calefacció: aigua, aire o infrarojos. A partir d’això, es selecciona el conjunt òptim d’equips i components, així com el mètode de la seva instal·lació.
Què cal tenir en compte a l’hora d’escollir una caldera de calefacció industrial i altres components del sistema:
- Pèrdua de calor a l’edifici. Són ells qui determinaran en gran mesura la capacitat prevista de l’equip: una caldera, un escalfador d’infrarojos o una cortina tèrmica;
- El volum de l'habitació i la ubicació de les finestres i portes. És important seleccionar la ubicació d’instal·lació de les bateries de calefacció industrials;
- Tipus d’energia. Per instal·lar calderes elèctriques industrials en un sistema de calefacció, és necessari que la potència de la línia d’energia d’entrada correspongui al paràmetre de l’equip.
Aquests són només els paràmetres bàsics necessaris per realitzar el càlcul del sistema de calefacció d’un edifici industrial.És important el tipus de producció i les condicions de treball. Per tant, els sistemes de calefacció es calculen tenint en compte les característiques operatives de l’edifici i la tecnologia de la producció pròpia.
Cal recordar que tots els sistemes de calefacció industrials, incloses les calderes, radiadors, bombes han de complir els paràmetres de disseny. Es determinen només un cop finalitzats tots els càlculs.
Al material de vídeo podeu conèixer les particularitats de la calefacció de les habitacions grans.
