Введение 6
Глава 1. ПАТЕНТНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР 9
1.1 Патентный обзор 9
1.2 Информационный обзор 20
1.2.1 Общие сведения о ГИИ 20
1.2.2 Термины, определения ГИИ 28
Глава 2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 29
2.1 Теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций 29
2.1.1 Проверка отсутствия конденсации водяных паров на внутренней поверхности наружного ограждения 32
2.2 Расчёт тепловой мощности системы отопления 33
2.2.1 Расчёт основных тепловых потерь через ограждающие конструкции здания 33
2.2.2. Расчёт теплопотерь через полы 34
2.2.3. Расчёт теплопотерь через чердачное перекрытие 35
2.2.4 Расчёт теплопотерь через окна 36
2.2.5 Расчет теплопотерь через наружные двери 36
2.2.6 Добавочные потери тепла на ориентацию сторон света 37
2.2.7 Добавочные потери тепла на открывание наружных дверей 37
2.2.8 Добавочные потери тепла на наличие двух и более наружных стен 38
2.2.9 Добавочные потери на высоту помещений 38
2.2.10 Расчёт теплопоступлений 38
2.2.11 Уравнение теплового баланса здания 39
2.2.12 Добавочные потери на вентиляцию 39
2.3 Расчет и подбор ГИИ 40
2.3.1 Расчет мощности излучения и лучистого КПД светлого ГИИ тепловой
мощностью 40кВт 40
2.3.2. Расчет интенсивности теплового облучения в контрольных точках 43
2.3.3 Проверка выполнения условий теплового комфорта 45
2.4 Расчет и подбор ГРП 46
Глава 3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЕКТА 49
3.1 Экономическая целесообразность ГИИ 49
3.2 Годовые затраты при традиционной системы отопления 51
3.3 Годовые затраты при газовой инфракрасной системы отопления 52
3.4 Сравнительный анализ двух вариантов энергоснабжения 53
Заключение 57
Список использованной литературы 58
Для отопления производственных помещений ежегодно расходуется большое количество энергетических ресурсов. В условиях их ограниченности и высокой стоимости проблема энергосбережения для нашей страны является актуальной. Одним из эффективных направлений решения проблемы энергосбережения в промышленности является перевод крупных цехов предприятий с централизованного конвективного на лучистое отопление с использованием инфракрасных газовых излучателей.
Из курса физики мы помним, что инфракрасное излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны X = 0,74 мкм и частотой 430 ТГц) и микроволновым радиоизлучением (X ~ 1—2 мм, частота 300 ГГц)
Весь диапазон инфракрасного излучения условно делят на три области:
• ближняя: X = 0,74—2,5 мкм;
• средняя: X = 2,5—50 мкм;
• далёкая: X = 50—2000 мкм.
Инфракрасное излучение также называют «тепловым излучением», так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Спектр излучения абсолютночёрного тела при относительно невысоких (до нескольких тысяч Кельвинов) температурах лежит в основном именно в этом диапазоне. Инфракрасное излучение испускают возбуждённые атомы или ионы.
Системы газового лучистого отопления на основе инфракрасных излучателей — одно из наиболее современных и эффективных технологических решений в сфере отопления производственных, складских и других нежилых помещений различной площади. Системы на основе газовых инфракрасных излучателей принципиально отличаются от традиционных систем отопления, построенных на принципе конвекции — циркуляции нагретого воздуха в пространстве от источников тепла. Действие газовых инфракрасных излучателей основано на распространении инфракрасных волн, сходных с солнечными лучами. Волны газовых инфракрасных излучателей нагревают поверхности предметов, одежду людей и т.д. и в целом способствуют установлению оптимальной комфортной температуры.
Состав газовой системы лучистого отопления (ГСЛО):
1. Газовые инфракрасные излучатели (ГИИ), устанавливаемые в верхней части помещения;
2. Система управления, позволяющая полностью контролировать процесс отопления (программируемые одноканальные и двухканальные термостаты с термосопротивлениями).
Отечественный и зарубежный опыт применения систем и установок инфракрасного нагрева для отопления помещений и зонного обогрева свидетельствует, что весьма эффективно их применение в помещениях с большой кратностью воздухообмена, при реконструкции существующих производственных зданий, когда действующие отопительные системы и установки не создают требуемых санитарными нормами параметров микроклимата, а увеличение мощности котельной или системы теплоснабжения не представляется возможным; при отоплении сооружений с нетеплоемкими и малотеплоемкими ограждающими конструкциями; сельскохозяйственных производственных помещений, особенно ферм для молодняка, ремонтных мастерских, теплиц.
Существенный экономический эффект достигается и при использовании инфракрасных обогревателей в различных теплотехнических установках (печах низко- и среднетемпературного нагрева, сушилках и т. д.). Эффективность применения таких систем и установок должна оцениваться соответствующими санитарно-гигиеническими и технологическими показателями, а также уменьшением металле- и энергоемкости, а в
В качестве объекта исследования был выбран завод двигателей ПАО «КАМАЗ», у которого предметом его деятельности является производство силовых агрегатов, двигателей, деталей коробок передач и запасных частей к ним, производство локализованных деталей для совместных предприятий (ООО «ЦФ KAMA», ЗАО «KAMMHTO КАМА» и других).
Задачами данной выпускной квалификационной работы являются:
1) Рассчитать тепловые потери ограждающих конструкций главного корпуса завода двигателей ПАО «КАМАЗ»;
2) Рассчитать и подобрать газовые инфракрасные излучатели для данного объекта исследования;
3) Произвести сравнительный анализ двух вариантов системы отопления.
1. При выборе для отопления производственного здания системы с газовыми инфракрасными излучателями необходимо учитывать множество факторов: габариты помещения, теплотехнические свойства ограждающих конструкций, наличие вентиляции, требования к микроклимату здания ит.п.
2. При выборе типа системы отопления здания необходим полный и тщательный анализ составляющих проекта. Только подробное рассмотрение всех преимуществ и недостатков того или иного типа системы отопления применительно к конкретному проектируемому зданию может обеспечить принятие оптимального решения.