По оценке Министерства науки, промышленности и технологий РФ возможности энергосбережения в России составляют до 450–500 млн т.у.т. Для добычи и производства такого количества энергии ежегодно затрачивается порядка $20 млрд [1]. В настоящее время подавляющая часть общего теплопотребления в городах Российской Федерации покрывается системами централизованного теплоснабжения от котельных с единичной мощностью свыше 20 Гкал/ч и системами теплофикации ТЭЦ. Однако практика показывает, что традиционные конвективные системы отопления не способны эффективно обогревать помещения периодического и кратковременного использования, помещения с частично используемой площадью, помещения значительной высоты, помещения, удаленные от тепловых сетей, а также открытые площадки в силу присущего им ряда принципиальных недостатков, а именно: ❏ наличия промежуточного теплоносителя и, как следствие, тепловые потери в теплотрассах, опасность размораживания системы; ❏ образование так называемой тепловой подушки под кровлей, вызванной непрерывным движением вверх нагретых масс воздуха; ❏ невозможность обеспечения качественного позонного регулирования. Наиболее эффективным и экономически выгодным в этом смысле является лучистый способ отопления, т.е. передача тепловой энергии от теплогенератора к объекту посредством излучения. С этой точки зрения наиболее эффективны системы газового лучистого отопления (ГЛО), работающие в инфракрасном спектре. Условно ГЛО можно поделить на три участка: коротковолновый (0,77–15 мк); средневолновый (15–100 мк); длинноволновый (100– 420 мк). По температурным уровням поверхности излучения системы ГЛО могут классифицироваться следующим образом: «светлые» высокотемпературные (tизл > 1000°C); «светлые» среднетемпературные (800 < tизл < 1000°C); низкотемпературные каталитические (600 < tизл< 800°C); «темные» (400 < tизл< < 600°C); «субтемные» (200 < tизл< 400°C). По видам энергоносителей системы ГЛО классифицируются на: электрические; газовые (природный, природный сжиженный газы, пропан-бутановая смесь); жидкотопливные. Вне зависимости от вида используемого энергоносителя принципыработы систем инфракрасного отопления остаются неизменными, однако, технико-экономические показатели и условия комфортности однозначно свидетельствуют в пользу темных систем ГЛО. Принцип действия темных систем лучистого отопления состоит в том, что высокотемпературные продукты сгорания природного газа циркулируют внутри теплоизлучающих труб. Над трубами крепится рефлектор из полированной стали, вся конструкция подвешивается под крышей или на стене здания. Трубы передают 60–65% теплоты излучением в рабочую зону помещения, обогревая людей, нагревая пол и оборудование. Остальные 35–40% теплоты компенсируют теплопотери кровли и верхнего пояса стен. При изучении формирования теплового режима здания с помощью системы ГЛО было выявлено следующее: то, что температура внутренних ограждающих конструкций ниже температуры внутреннего воздуха помещения. Данный эффект объясняется тем, что инфракрасные лучи, испускаемые прибором ГЛО, облучают конструкции здания и оборудование, высвобождая свою энергию виде нагрева облучаемых поверхностей. Тепловизиционные видеоизображения, полученные в невидимом человеческому глазу тепловом диапазоне (инфракрасном диапазоне волн), позволяют без соприкосновения с объектом получить полную информацию о распределении температуры по поверхности строительных конструкций. Инфракрасное картирование внутренних поверхностей здания помогает судить о равномерности распределения температурных полей в рабочей зоне сооружения. Следовательно, проанализировав термограммы, мы сможем сделать выводы о работе системы отопления, а также о ее энергоэффективности в реальных условиях. Проанализировав имеющуюся термограмму (рис. 1), мы видим, что температура пола помещения — 32,82°С, средняя температура поверхности технологического оборудования — 21°C. Данная высокая температура пола обусловлена тем, что массивные чугунные плиты пола хорошо поглощают электромагнитные волны от излучателей. Нагретый пол уже сам выступает в роли конвектора и передает тепловую энергию воздушным потокам внутри здания. Температура воздуха в данном помещении на уровне2 м — 20°C. Внутренние ограждающие поверхности здания, не попадающие под прямое облучение, имеют температуру поверхности около 16°C. Для определения теплопотерь помещения, оборудованным ГЛО, рекомендуется использовать уравнение общего теплового баланса [2]: (1) где n— количество внешних ограждающих конструкций в помещении; ki, Fi — коэффициенты теплопередачи и площадь поверхности i-той ограждающей конструкции, соответственно; tвк— внутренняя комфортная температура помещения, которая принимается соответственно с нормами для конвективного отопления, сниженной на 3–5°C; tн — температура внешнего воздуха. Из полученных данных можно сделать вывод, что инфракрасное отопление формирует равномерное по плотности температурное поле в рабочей зоне, при этом все значения температур объектов соответствуют нормативным. Использование систем ГЛО, как очень прогрессивных и эффективных отопительных систем, предоставляет много выгод с точки зрения образования рабочей среды.
1.Будадин О.Н., Потапов А.И.,Колганов В.И.Тепловой неразрушающий контроль. — М.: Наука, 2002. 2.Родин А.К.Газовое лучистое отопление. — Л.: Недра, 1987.
