Система отопления должна компенсировать потери тепла: через строительные ограждения; на нагрев воздуха, поступающего через неплотные строительные конструкции (инфильтрация); на нагрев воздуха, возмещающий потребление его технологическим оборудованием, механической вытяжкой, вентиляцией в случаях, когда расход воздуха не компенсируется приточной механической вентиляцией; на нагрев поступающих извне материалов.
При определении тепловой мощности системы отопления следует учитывать среднечасовое выделение тепла от оборудования (в смену с минимальной загрузкой оборудования), от нагретых материалов и других источников.На участках с интенсивным выделением тепла от источников с высокой температурой (остывающий металл имеет температуру 800—900° С) теплообмен в основном происходит путем лучеиспускания, а не конвекцией. По¬этому процесс теплообмена между нагретой ограждающей конструкцией здания (например, кровлей) и наружным воздухом зависит от коэффициента теплоотдачи конструкции внешнему воздуху, который в несколько раз больше, чем при конвекционном теплообмене.
Проникновение воздуха внутрь здания через неплотности и наружных ограждающих конструкциях, главным образом через притворы оконных и фонарных фрамуг, ворот и дверей, принято называть инфильтрацией.
Выбор параметров системы отопления промышленных зданий
Выбор параметров системы воздушного отопления является одной из сложнейших проблем. В конечном счете, в решении этой задачи главным является обеспечение нормируемого состояния воздушной среды в рабочей зоне цеха.Известно, что при подаче тепла в помещение в количестве, соответствующем теплопотерям, почти во всех случаях обеспечить нормируемую температуру в рабочей зоне не удается. Это явление особенно наглядно можно проследить при отоплении стандартными отопительными агрегатами.В отопительном агрегате расход воздуха постоянен, а нагрев может колебаться в зависимости от параметров теплоносителя. Поэтому при определенном соотношении скорости и температуры нагретого воздуха можно наблюдать, как струя резко изгибается и уходит к верху здания, в результате чего происходит перегрев верхней зоны цеха, а температура в нижней зоне не достигает требуемой величины. Максимальное использование нагретого воздуха в рабочей зоне для создания наиболее благоприятных условий может быть обеспечено двумя способами. Первый — подача перегретого воздуха с большой скоростью, второй — незначительный перегрев воздуха с относительно малой скоростью выхода воздуха из отопительного источника.
Основные цехи заводов черной металлургии характеризуются большими строительными объемами. В тех случаях, когда по технологическим соображениям необходима защита гидравлических устройств от замерзания в зимний период года, приходится обеспечивать положительную температуру во всем объеме здания. Это требует большого расхода тепла, значительных капиталовложении и эксплуатационных расходов.Необходимо также отметить, что в таких цехах, как сталеплавильные, прокатные (горячей прокатки металла), на одного рабочего приходится значительная площадка (более 100 м2), намного превышающая площадь, при которой необходимо обеспечивать положительную температуру во всем объеме цеха. При этих условии целесообразно предусматривать местный обогрев постоянных рабочих мест, а также обогрев технологического оборудования без отопления во всем здании. Для местного обогрева целесообразно использовать инфракрасные излучатели, работающие на природном газе или на электроэнергии. Принцип работы газовых излучателей (горелок) основан на беспламенном сжигании газа.Инжектор-смеситель горелки рассчитан таким образом, что при гидравлическом сопротивлении керамической насадки и напоре газа перед форсункой коэффициент избытка воздуха составляет 1,03—1,05. Хорошее перемешивание газа с воздухом, предварительный подогрев газовоздушной смеси и небольшая скорость ее на выход обеспечивают возможность полного беспламенного сгорания.Керамическая решетка постепенно накаляется и начинает работать в качестве катализатора, вследствие чего скорость горения повышается и пламя исчезает. Керамическая плитка нагревается до температуры 800—900°С, излучением передает около 60% тепла, выделяющегося при сгорании газа.