燃氣紅外線輻射供熱的設計應用
發(fā)布日期 : 2022-07-12 15:03:07
1、燃氣輻射器供熱具有高效、節(jié)能的優(yōu)點
高大建筑物倘用傳統(tǒng)的散熱器(熱氣片)作放熱設備,大跨度房間難布置。有的車間墻上放滿散熱器,靠自然對放逐熱為主的這種供熱方式造成上下溫度梯度大,達0.5~1.0℃/m,使房頂下空氣溫度高達32℃,但2m以下人停留的工作區(qū)空氣溫度分布不均,有的地方只有3℃~5℃。供熱系統(tǒng)不是為建筑、為室內(nèi)空氣服務的,而應以人為本,除滿足生產(chǎn)工藝要求外,以職員舒適與降低能耗為主要目標。倘用散熱器加熱風機或集中空氣處理送熱風方式,既占建筑面積,又會造成揚灰,影響衛(wèi)生和人體健康,在某些場合還被禁用。至于敞開、半敞開場地的供熱,使用燃氣輻射器更有無可相比的優(yōu)點。
燃氣輻射器金屬管中均勻溫度為180℃~550℃,產(chǎn)生3.5μ~5.5μ波長的紅外線穿過空氣層,被人體、物體吸收,熱效應明顯。地面溫度高出四周空氣溫度4℃~8℃,地面、墻面、物體溫度和2次輻射可使2m以下的工作區(qū)空氣溫度分布均勻,造成舒適的微天氣。輻射器采熱房間的工作區(qū)溫度可比對流采熱方式低2℃~3℃,能滿足同樣的舒適度。房屋上下溫度梯度小,上部空氣溫度不高,無效熱損失減小。
當用蒸汽或熱水鍋爐供熱時,設小鍋爐η=70%,外網(wǎng)熱媒輸送熱損失5%,內(nèi)網(wǎng)及設備熱損失10%.
則總效率η=0.7×0.95×0.9≈60%,而燃氣輻射器供熱η可達90%以上。燃氣輻射器能實現(xiàn)完全自動化工作,調節(jié)靈活,熱惰性小,無效熱損失少,與傳統(tǒng)方式比,一個采熱期可節(jié)能33%~50%.此外,它的優(yōu)點還有:房間氣流速度小,減少灰塵和其它有害物飛揚,工作時無噪聲,不會凍結,安裝工期短等等。圖片
2、燃氣輻射器供熱應用范圍
燃氣輻射器可用于:
1)生產(chǎn)車間的工作區(qū)或工作點(當應用于高大空曠、工作點分散的車間時,優(yōu)點尤為明顯);
2)露天作業(yè)場所的工作區(qū)、工作點(具有其它供熱方式無可相比的優(yōu)點);
3)職員短暫停留的民用建筑和敞開場地。例如:車站月臺、汽車候車室、體育運動場館、展覽館、露天或半敞開市場等等;
4)處于施工過程中的房屋和構筑物的加熱;
5)材料和設備所需的工藝性加熱;
6)敞開場地、半敞開場地的融雪,房屋和構筑物屋面的融雪。
3、燃氣輻射器供熱應用工程實例
正如我國《采熱透風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》“條文說明”中指出的,“目前,在很多發(fā)達國家已有多種新型的燃氣采熱設備,具有高效節(jié)能、舒適衛(wèi)生、運行用度低等特點。該采熱方式尤其適用于有高大
空間的建筑物采熱。隨著我國石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,油氣田的開發(fā)和利用,這種采熱方式的應用在不斷增加。“
4、設計中應留意事項圖片
設計時必須遵守的規(guī)范,除文獻2外,還有《jbj10-96機械工廠采熱透風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》、《gbj16-87建筑設計防火規(guī)范》、《gb50028-9城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范3》、《gb50316-2000產(chǎn)業(yè)金屬管道設計規(guī)范》、《gb50235-97產(chǎn)業(yè)金屬管道施工與驗收規(guī)范》和《產(chǎn)業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》等。本文參考俄羅斯規(guī)范,補充和夸大某些條文:
1)燃氣輻射器嚴禁安裝在地下室和有易燃、易爆氣體、粉塵和介質的場所。文獻2第3.5.11條為新增條文,對輻射器燃燒產(chǎn)物即尾氣的排放題目規(guī)定為:“尾氣為二氧化碳和水蒸汽。在農(nóng)作物、蔬菜、花卉溫室等特殊場合,答應尾氣直接排至室內(nèi)”。一些高大建筑實例數(shù)據(jù)表明,尾氣中co含量不超過0.0199%,co2不超過5.4%(隨各國產(chǎn)品不同而不同)。有害物co<100mg/kwh,nox<150mg/kwh,每kw裝機容量需透風量為10m3,當高大建筑冷風滲透造成相當于0.5次/h以上的換氣量時,輻射器所需換氣量只相當0mg/kwh,nox<150mg/kwh,每kw裝機容量需透風量為10m3,當高大建筑冷風滲透造成相當于0.5次/h以上的換氣量時,輻射器所需換氣量只相當于0.02次/h換氣量,遠小于冷風滲透量,因此可以以為是符合衛(wèi)生要求的。尾氣中h2o對冬季室內(nèi)空氣有加濕作用,且尾氣排進室內(nèi)顯熱與潛熱能被充分利用。
2)俄羅斯《燃氣紅外輻射供熱系統(tǒng)設計規(guī)范》規(guī)定:當裝有燃氣輻射器場所消防自動化系統(tǒng)(包括煙氣報警、火災信號和滅火系統(tǒng))發(fā)生故障時,應能自動封閉燃氣供氣系統(tǒng);燃氣供氣壓力超出輻射器額定值時能自動封閉供氣;應能手動遠控封閉輻射器;采熱場所應有傳感器,反映空氣溫度和輻射溫度,使輻射器保證采熱所需溫度值;當有局部透風與全面透風系統(tǒng)時,燃氣輻射器供熱系統(tǒng)應與它們聯(lián)鎖,先啟動和后封閉透風系統(tǒng);燃氣輻射器供熱系統(tǒng)應能方便地維護保養(yǎng)與維修,檢驗其工作能力每一季度至少1次。
燃氣輻射供熱系統(tǒng)竣工驗收時,需編制的技術文件有:
①供熱系統(tǒng)的設計圖紙及說明。其中應有采熱透風、燃氣供給、供電、自動化等內(nèi)容。有供熱系統(tǒng)熱負荷計算,輻射器數(shù)目計算和安裝位置的確定等。
?、谌細廨椛淦鞯南嚓P技術文件。
?、圯椛淦魅紵a(chǎn)物中有害物一覽表,以及各有害物未經(jīng)稀釋時的重量濃度。
?、芙ㄖ锸覂?nèi)微天氣參數(shù)的實測數(shù)據(jù),包括垂直方向與水平方向熱輻射強度,工作職員頭部、軀干部和足部熱輻射強度。
⑤系統(tǒng)運行和維護治理說明書。
⑥安全技術方面的指示書。
燃氣紅外線輻射器供熱是項方興未艾的供熱新技術,隨西氣東輸與引進液化自然氣,其應用將逐漸廣泛。目前我國尚未有國產(chǎn)燃氣輻射器生產(chǎn)的報道,參照歐盟標準、俄羅斯等國標準,編制我國燃氣紅外線供熱輻射器制造的行業(yè)標準應提到議事日程上來了。
燃氣紅外線輻射供熱的工作原理為:燃燒自然氣、液化自然氣或液化石油氣(人工煤氣也可用,但熱值低,燃燒產(chǎn)物中有害物量較多,應用漸少),加熱輻射金屬管、板或陶瓷板,使其產(chǎn)生直接熱輻射(也稱1次輻射)和受熱房間圍護結構內(nèi)表面和設備等表面的2次輻射及對流換熱,為采熱區(qū)創(chuàng)造舒適的微天氣條件。它也能用于生產(chǎn)工藝性加熱,但主要用于供熱,因此以下簡稱燃氣輻射器供熱。燃氣輻射器構成:燃氣燃燒器,輻射管或板,反射罩,調節(jié)、控制和安全保障組件。
1、燃氣輻射器供熱具有高效、節(jié)能的優(yōu)點
高大建筑物倘用傳統(tǒng)的散熱器(熱氣片)作放熱設備,大跨度房間難布置。有的車間墻上放滿散熱器,靠自然對放逐熱為主的這種供熱方式造成上下溫度梯度大,達0.5~1.0℃/m,使房頂下空氣溫度高達32℃,但2m以下人停留的工作區(qū)空氣溫度分布不均,有的地方只有3℃~5℃。供熱系統(tǒng)不是為建筑、為室內(nèi)空氣服務的,而應以人為本,除滿足生產(chǎn)工藝要求外,以職員舒適與降低能耗為主要目標。倘用散熱器加熱風機或集中空氣處理送熱風方式,既占建筑面積,又會造成揚灰,影響衛(wèi)生和人體健康,在某些場合還被禁用。至于敞開、半敞開場地的供熱,使用燃氣輻射器更有無可相比的優(yōu)點。
燃氣輻射器金屬管中均勻溫度為180℃~550℃,產(chǎn)生3.5μ~5.5μ波長的紅外線穿過空氣層,被人體、物體吸收,熱效應明顯。地面溫度高出四周空氣溫度4℃~8℃,地面、墻面、物體溫度和2次輻射可使2m以下的工作區(qū)空氣溫度分布均勻,造成舒適的微天氣。輻射器采熱房間的工作區(qū)溫度可比對流采熱方式低2℃~3℃,能滿足同樣的舒適度。房屋上下溫度梯度小,上部空氣溫度不高,無效熱損失減小。
當用蒸汽或熱水鍋爐供熱時,設小鍋爐η=70%,外網(wǎng)熱媒輸送熱損失5%,內(nèi)網(wǎng)及設備熱損失10%.
則總效率η=0.7×0.95×0.9≈60%,而燃氣輻射器供熱η可達90%以上。燃氣輻射器能實現(xiàn)完全自動化工作,調節(jié)靈活,熱惰性小,無效熱損失少,與傳統(tǒng)方式比,一個采熱期可節(jié)能33%~50%.此外,它的優(yōu)點還有:房間氣流速度小,減少灰塵和其它有害物飛揚,工作時無噪聲,不會凍結,安裝工期短等等。
2、燃氣輻射器供熱應用范圍
燃氣輻射器可用于:
1)生產(chǎn)車間的工作區(qū)或工作點(當應用于高大空曠、工作點分散的車間時,優(yōu)點尤為明顯);
2)露天作業(yè)場所的工作區(qū)、工作點(具有其它供熱方式無可相比的優(yōu)點);
3)職員短暫停留的民用建筑和敞開場地。例如:車站月臺、汽車候車室、體育運動場館、展覽館、露天或半敞開市場等等;
4)處于施工過程中的房屋和構筑物的加熱;
5)材料和設備所需的工藝性加熱;
6)敞開場地、半敞開場地的融雪,房屋和構筑物屋面的融雪。
3、燃氣輻射器供熱應用工程實例
正如我國《采熱透風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》“條文說明”中指出的,“目前,在很多發(fā)達國家已有多種新型的燃氣采熱設備,具有高效節(jié)能、舒適衛(wèi)生、運行用度低等特點。該采熱方式尤其適用于有高大
空間的建筑物采熱。隨著我國石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,油氣田的開發(fā)和利用,這種采熱方式的應用在不斷增加。“