Системы воздушного отопления для СТО

• Прочитано: 12529
• Дата: 20-01-2010, 18:33
• Печатать

Отопление станции технического обслуживания автомобилей — вопрос очень серьезный. Как отапливать, чем отапливать, как построить правильную систему отопления? Правильнее всего обратиться к специалистам, которые правильно и профессионально рассчитают все необходимые параметры. Но и самим было бы неплохо знать основные принципы и виды отопления.

Отопление помещения станции в холодный сезон – залог ее работы. Ведь «по морозу» людей работать не заставишь – не согласятся, скорее всего. Так какое же бывает отопление? Его можно разделить на три вида: водное, инфракрасное, воздушное.

Отопление горячей водой производится с помощью водонагревательных котлов. Оно приносит весомую пользу в основном в тех помещениях, где есть много перегородок. Поэтому такое отопление используется в жилых домах, офисах, коттеджах. Универсальный способ отопления – инфракрасные обогреватели. У них есть одно преимущество: суть инфракрасного отопления в том, что лучистый поток энергии инфракрасного диапазона обогревает сами предметы, а не воздух. А те уже, в свою очередь, нагревают воздух вокруг себя. Но на данный момент инфракрасное отопление не очень распространено, в том числе потому, что источником энергии является электричество. Помещения с большой площадью (в т. ч. промышленные) более эффективно обогревать посредством воздушного отопления (воздухонагревателей), способных очень быстро компенсировать теплопотери, особенно в момент открывания и закрывания ворот. Экономически обоснованно использовать обогреватели, работающие на различных видах топлива. Именно их мы и будем рассматривать далее.

Воздушное отопление лучше? Чем?

Обогрев помещений теплым воздухом обладает рядом преимуществ.

1. Отсутствие промежуточного теплоносителя. Это позволяет отказаться от строительства неэффективной для больших помещений котельных, прокладки теплотрасс и т.д.

2. Экономия. Тепло производится непосредственно в помещении и расходуется полностью по назначению. Функция «дежурного режима» обеспечивает возможность дополнительной экономии от 5 до 25 % тепловой энергии за счет автоматического поддержания температуры в помещении в нерабочее время на уровне 5-7°С.

3. Вовлечение в систему обогрева приточной вентиляции. Теплогенераторы прогревают воздух до 90°С.

4. Высокая степень автоматизации позволяет вырабатывать ровно то количество тепла, в котором есть необходимость. Для эксплуатации такой системы хватит минимума обслуживающего персонала.

5. Малая инерционность. Оборудование выходит на заданную мощность в считанные минуты, а высокая скорость оборачиваемости воздуха позволяет прогреть помещение за несколько часов.

Есть у воздушного отопления и несколько минусов. Это:

1. Вследствие конвекции теплый воздух естественным образом оказывается вверху, а холодный – внизу. При этом разница температур у пола и потолка достигает 6-10°С, а в больших помещениях зимой – до 20°С. Это заставляет увеличивать мощность отопительной установки в зависимости от высоты помещения.

2. Воздух, постоянно двигаясь и перемешиваясь, переносит пыль, образующуюся при технологических операциях.

В зависимости от типа используемого топлива, нагреватели бывают разных типов. Но, по сути, их можно объединить в две группы: системы прямого и непрямого нагрева воздуха.

Полное сгорание

У этих систем есть несколько явных преимуществ: высокий КПД (почти 100%), отсутствие системы отвода продуктов сгорания (что удешевляет систему), высокая экологичность. Но такое оборудование работает только на природном газе, потому что только это топливо имеет такую чистоту сжигания, которая и обеспечивает все вышеперечисленные преимущества. Газ, поступающий на горение, полностью сгорает в потоке нагреваемого воздуха и, смешиваясь с ним, отдает ему все тепло. Основанные на принципе сверхчистого сжигания природного газа непосредственно в потоке нагреваемого воздуха, газовые смесительные воздухонагреватели производятся с номинальной тепловой мощностью от 150 кВт до 21 МВт. Сама технология организации горения, а также высокая степень разбавления продуктов горения позволяют получить в установках чистый теплый воздух в соответствии со всеми действующими нормами, практически не содержащий вредных примесей.

Сила рекуперации

Нагреватели такого типа называются рекуперативными. В этих агрегатах топливо, смешанное с необходимым количеством воздуха, подается горелкой в камеру сгорания. Образовавшиеся продукты горения проходят через двух– или трехходовой теплообменник. Тепло, полученное при сгорании топлива, передается нагреваемому воздуху через стенки теплообменника, а дымовые газы через дымоход отводятся наружу. Именно поэтому их называют теплогенераторами «непрямого нагрева». Номинальная тепловая мощность таких систем – от 3 кВт до 2 МВт. Подача нагреваемого воздуха в помещение осуществляется через встроенный или выносной нагнетающий вентилятор, что дает возможность использования агрегатов как для прямого подогрева воздуха с выдачей его через жалюзийные решетки, так и с воздуховодами. КПД современных моделей достигает 90-96 %. Главное преимущество рекуперативных воздухонагревателей – их универсальность. Они могут работать на природном или сжиженном газе, дизельном топливе, нефти, мазуте или отработанном масле. Монтируются агрегаты, как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, на полу, стене или встраиваются в секционную венткамеру в качестве секции нагревателя. Особенности конструкции обуславливают такие недостатки, как необходимость системы отвода продуктов горения и конденсата, что утяжеляет и удорожает всю систему.

«Отработка» вас спасет!

Перечисляя типы топлива, на которых могут работать теплогенераторы, последним мы назвали отработанное масло. Но если поставить их в порядке возрастания стоимости, то получится обратная картина. Это топливо будет если не на первом месте, то в лидирующей тройке точно. Это если его покупать. Но зачем покупать автосервису то, чего и так в избытке? Получается, что топливо становится БЕСПЛАТНЫМ! Да к тому же решается наболевшая проблема утилизации отработанных масел.

У использования «отработки» как топлива есть две положительных стороны. Первая – экономическая. Даже если на станции кризис и «топлива» не осталось, стоимость «отработки», в зависимости от региона, колеблется от 0,2 до 0,6 грн/литр. Это ли не дешево? И даже если вы не можете приобрести «отработку», теплогенераторы могут работать на керосине, дизтопливе, смеси дизтоплива с «отработкой» и даже растительном масле и животных жирах! Вторая – экологическая. Сегодня утилизация отработанных масел – серьезная проблема, особенно для нашей страны. К сожалению, в Украине большой проблемой является достоверная статистика, поэтому мы не имеем возможности привести какие-либо цифры, но вот несколько интересных фактов.

1. Объем масел, используемый во всем мире, равен объему мирового запаса пресной воды и составляет примерно 42 млн. тонн, и из них только 10-15 млн. тонн используется повторно.

2. Всего один литр отработанного масла делает непригодными для питья до 1 млн. литров грунтовой воды.

3. Литр отработанного масла способен выработать более 10 кВт электроэнергии. Этого достаточно, чтобы, например, целые сутки смотреть телевизор.

4. В США продается около 16 000 теплогенераторов в год.

5. Только в Москве подлежит утилизации около 150 тыс. т отработанного масла в год.

6. В России до 77% всех отработанных масел нелегально сбрасывается в почву и в водоемы; из всех собранных масел только 14-15% идет на регенерацию, а остальные используются как топливо или сжигаются. Для сравнения, в Европе сбрасывается порядка 25% отработанных масел, до 75% – собирают, из них 25% регенерируется, 49% используется в качестве топлива и 1% уничтожается.

Кто-то скажет: «В большинстве стран ЕС действует полный запрет на сжигание отработанных масел!» – и будет прав. Но это обусловлено государственной программой по созданию инфраструктуры сбора переработанного масла для последующей переработки в солидол, использования на нефтебазах и т.д. Чтобы поддержать эту систему и был принят полный запрет. В США ситуация иная. Запретов там нет, поэтому 60% «отработки» отправляется на вторичную переработку, а остальное – утилизируется, в том числе сжигается в отопителях. Вот так выглядит ситуация в общем. Далее мы рассмотрим теплогенераторы на отработанном масле более пристально.

Принцип действия теплогенераторов

Общий принцип работы теплогенератора на отработанном масле предельно прост. Он сводится к тому, что в камеру сгорания подается масло, где оно сгорает, отдавая тепло через стенки двух-, трехходового теплообменника. Дальше уже возможны варианты.

На сегодняшний день эти агрегаты можно разделить на автоматические и неавтоматические. Вторая группа включает в себя простейшие аппараты с минимумом электроники, где масло просто подается в камеру сгорания в подогретом состоянии (чтобы обеспечить его текучесть). К плюсам такого оборудования стоит отнести простоту в эксплуатации (за счет применения минимума автоматики), малое потребление электроэнергии (менее 2 кВт/час), малый расход топлива (2-3 л/час), отсутствие необходимости покупать компрессор (за счет отсутствия вентилятора). Минусы: ежедневная чистка, низкий КПД, уменьшенная долговечность.

Автоматические теплогенераторы работают по другому принципу. Здесь топливо при помощи сжатого воздуха и мощного насоса распыляется через форсунки и поджигается электрической искрой, как в двигателях внутреннего сгорания. КПД такого устройства составляет 85%. И это не единственное его преимущество. К преимуществам таких аппаратов можно отнести: повышенную мощность (самые мощные агрегаты в состоянии отопить помещение объемом около 3000 м3), отсутствие необходимости чистки камеры сгорания (требуют очистки один раз в отопительный сезон), наличие вентилятора, наличие мощного насоса, автоматическое управление, возможность монтажа такого оборудования в любой точке помещения. Минусы истекают в данном случае из плюсов. Это: повышенный расход топлива (до 8 л/час), увеличенный расход электроэнергии (до 4 кВт), необходимость компрессора и линии подготовки воздуха, большие габариты, что в сумме приводит к большей стоимости данного оборудования. Хотя, по оценкам экспертов, данное оборудование, даже самое дорогое, окупается в течение одного, максимум двух отопительных сезонов.

Хотя данное оборудование и неприхотливо, стоит придерживаться некоторых рекомендаций по его использованию. Первое и самое главное: вязкость отработанных масел не должна превышать 90 единиц по SAE. Второе: основной враг аппаратов на «отработке» – это примеси: антифризы, тосол и тормозная жидкость. Все эти жидкости при сгорании образуют серные и соляные кислоты, а в разогретом состоянии это главные окислители, ведущие к коррозии металла. Третье: установка теплогенератора невозможна, если нет условий для монтажа системы подачи воздуха и отвода продуктов сгорания, при этом оптимальная длина трубы составляет 4-6 м. Четвертое: наружная часть дымохода должна быть теплоизолированной. Теплый дымоход дает хорошую тягу, что ощутимо снижает выхлоп и частоту чистки. Дымоход, проходя по помещению, будет работать как теплообменник, отдавая тепло, а проходя по улице – как дожигатель смол.

Когда решение уже принято, возникает вопрос, какой мощности необходимо приобрести оборудование? Мы бы советовали не рисковать и доверить этот вопрос специалистам соответствующих компаний. Они помогут не только рассчитать мощность необходимого аппарата, а также при желании спланировать систему воздуховодов для эффективного отопления больших помещений. Еще один совет. При покупке уточните у продавца, прошло ли их оборудование все возможные проверки, и разрешена ли его установка в рабочей зоне СТО, иначе проблемы с пожарными службами придется решать уже вам самим. И последнее, что хотелось бы сказать. Много копий сломано при обсуждении тематики экологичности самого процесса сгорания отработанных масел и этичности таких действий. Так как и сторонники и противники этого метода приводят массу доводов «за» и «против», сделать выбор нелегко. Он остается за вами.

Создайте отопление сами

Получение тепла – это еще полдела. Рачительный хозяин всегда подумает, как эффективно его распределить. Для автономного теплоснабжения различных помещений можно применять различные типы систем воздушного отопления – с централизованным распределением тепла и децентрализованные; системы, работающие полностью на притоке свежего воздуха, или с полной/частичной рециркуляцией внутреннего воздуха.

В децентрализованных системах воздушного отопления нагрев и циркуляция воздуха в помещении осуществляются автономными теплогенераторами, расположенными в различных участках или рабочих зонах. Воздух подается непосредственно в рабочую зону помещения. Однако капитальные затраты на реализацию данного способа несколько выше.

В системах с централизованным распределением тепла используются воздушно-отопительные агрегаты; вырабатываемый ими теплый воздух поступает в рабочие зоны по системе воздуховодов. Установки, как правило, встраиваются в существующие венткамеры, но допускается возможность размещения их непосредственно в обогреваемом помещении.

Размещение и подбор оборудования зависит от многих факторов. Попытаемся сформировать наиболее общие принципы целесообразного подбора оборудования.

Системы отопления для помещений с небольшим воздухообменом. Вентиляция сравнительно мала, поэтому здесь целесообразно применение системы отопления на основе теплогенераторов непрямого нагрева с полной или частичной рециркуляцией внутреннего воздуха помещения. Вентиляция в таких помещениях может быть естественной или с подмесом уличного воздуха к рециркулирующему. Такая система отопления может быть местной, с напольными или настенными теплогенераторами.

Системы отопления для помещений с большой кратностью воздухообмена, постоянно нуждающиеся в подаче больших объемов приточного свежего воздуха. В этом случае количество тепла, необходимое для нагрева приточного воздуха, может уже в несколько раз превышать количество тепла, необходимого для компенсации теплопотерь. Здесь наиболее целесообразно и экономично совмещение системы воздушного отопления с системой приточной вентиляции. Суммарная тепловая мощность нагревателей должна быть равна сумме тепловой потребности на нагрев приточного воздуха и тепла, необходимого для компенсации теплопотерь. Теплогенераторы в дежурном режиме позволяют обеспечить дополнительную экономию за счет перевода их в режим полной рециркуляции.

Комбинированные системы воздушного отопления. Оптимальный вариант для помещений со значительным воздухообменом в рабочее время при односменном режиме работы либо прерывистом рабочем цикле. В этом случае целесообразно раздельное функционирование двух систем: дежурного отопления и приточной вентиляции, совмещенной с системой отопления (догрева). Система приточной вентиляции, совмещенная с системой отопления, обеспечивает нагрев необходимого объема свежего приточного воздуха до +16-30°С и догрев помещения до необходимой рабочей температуры и в целях экономии включается только в рабочее время. При таком способе эксплуатационные расходы будут наименьшими.

Таким образом, применяя воздухонагреватели различных типов в различных комбинациях, можно решить одновременно обе задачи – и отопление, и приточную вентиляцию. Примеров применения систем воздушного отопления очень много и возможности комбинации их чрезвычайно разнообразны. В каждом случае необходимо провести тепловые расчеты, учесть все условия применения и выполнить несколько вариантов подбора оборудования, сравнивая их по целесообразности, величине капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

Подготовил Евгений Пащенко, Современный автосервис №10*2009.