Выбор теплового оборудования и их расчет

В нашей климатической полосе  необходимо сбережение тепла и обогрев помещений  в холодное время года, которое длится с октября по апрель. Дачники используют газовые и электрические нагреватели и в мае, августе и сентябре.  В зависимости от задач и типа помещения и наличие человека для решения данных задач используют электрические, газовые, жидкотопливные нареватели. 
    

   Тепловые пушки используют для обеспечения эффективного и быстрого обогрева промышленных помещений, при этом в большом по площади помещении с ограниченным подводом электрических мощностей, если присутствие человека минимальное то используют жидкотопливные тепловые пушки прямого нагрева, а в помещении где присутствуют люди необходимо использовать тепловое оборудование непрямого нагрева с выводом отработанных газов за пределы помещения складов, мастерских, цехов и накрытых строительных площадок. Если электрических мощностей достаточно, то используют электрические трехфазные тепловые пушки.
    

   Горючее, как правило это дизельное топливо, керосин, электричество, сжиженный газ,  расходуют они очень экономно с большой отдачи тепла. Тепловая пушка может применяться как для основного источника тепла,  так и для дополнительного обогрева помещения. Наиболее распространенные обогреватели на нашем рынке, это газовые, жидкотопливные и электрические тепловые пушки и тепловые завесы.  Существует большой ассортимент  теплового оборудования отечественных, импортных и совместного производства.

   Жидкотопливные тепловые пушки подразделяются на нагреватели прямого и непрямого нагрева , при этом если присутствие человека минимальное и плохая вентиляция, то используют жидкотопливные тепловые пушки прямого нагрева, а в помещении где присутствуют люди необходимо использовать тепловое оборудование непрямого нагрева с выводом отработанных газов за пределы помещения складов, мастерских, цехов и накрытых строительных площадок. Еще раз необходимо помнить, что такие тепловые пушки в процессе обогрева сжигает кислород в помещении, соответственно, по санитарным требованиям в помещении необходимо наличие приточной вентиляции. Особенность дизельных обогревателей оборудованные системой прямого нагрева в том, что камера сгорания струи распыленного топлива (дизельное топливо, керосин) не отделена от потока нагреваемого воздуха, поэтому продукты сгорания попадают в помещение и КПД приближается к 100%. Применение таких тепловых пушек возможно только в хорошо вентилируемых помещениях или на открытых площадках. Процесс нагрева воздуха нагревателя прямого нагрева состоит из следующих операций: воздух насосом подается в форсунку, засасывает топливо из бака и распыляется,  затем топливно-воздушная смесь впрыскивается в камеру сгорания, где она поджигается с помощью свечи (свеча накала или пьезо-свеча) и вентилятором воздух подается вокруг камеры сгорания и частично в нее, далее нагреваясь, воздух выходит из устройства и попадается  в помещение. Стоит отметить, что тепловые пушки прямого нагрева работают без образования запахов продуктов сгорания топлива и сажи. Это достигается использованием специальных горелок, осуществляющих полное сгорание топлива. Дизельные обогреватели прямого нагрева могут комплектоваться ручным или автоматическим зажиганием, фотоэлементом контролирующим наличие пламени и термостатом для контроля заданного температурного режима. Большая часть тепловых пушек комплектуется колесами для перемещения. При необходимости есть возможность  подсоединения нагревателя к топливному баку большего объема  для обеспечения более продолжительной работы без дозаправки. К данной категории относятся Master B 70 CED, Elmos DH21, Passat 15 M, SIAL Gryp 20, ITM - MIZAR 40 P, REMINGTON - REM 12 CEL, VANGUARD - VD 20 CEL. Вентилятор подает небольшой объем воздуха, иначе нарушаются условия образования хорошей топливно-воздушной смеси. Воздух на выходе нагревается до высокой температуры: от 300 до 400°С на расстоянии 1 м. Чем больше мощность тепловой пушки, тем выше температура. Если нагреватель оборудован термостатом, который автоматически включает и выключает прибор, то в отсутствии человека может произойти  возгорание запыленных предметов и горючих материалов. Для полноценного горения необходимо обеспечить вентиляцию помещения из расчета не менее 980 см2 площади потока свежего воздуха на 10 кВт мощности. Жидкотопливные обогреватели оборудованные системой непрямого нагрева отличаются от прямого нагрева тем, что камера сгорания струи распыленного топлива отделена от потока нагреваемого воздуха, поэтому продукты сгорания не попадают в помещение и КПД приближается к 90%, это нагреватели Fubag - Passat 15 AP, ITM - Antares 20, REMINGTON - RV 55, VANGUARD - VI 35, Master BV 77 E, Elmos DH473. Процесс нагрева воздуха нагревателя непрямого нагрева происходит следующим образом: топливо подается через топливную систему на форсунку, где происходит распыление топлива и образование горючей смеси, затем топливо воздушная смесь воспламеняется в герметичном теплообменнике при помощи электродов, если пламя гаснет, встроенный фотодатчик дает сигнал повторного розжига горелки. Горелка может регулироваться для достижения максимального сгорания топлива, при этом продукты сгорания топлива с помощью специального воздуховода  для отвода отработанных газов удаляются из обогреваемого помещения, а поток воздуха от вентилятора проходит через пространство между стенками теплообменника и, нагреваясь, выходит в помещение через сопло. Данная особенность значительно расширяет сферу применения пушек и позволяет обогревать плохо вентилируемые помещения и помещения где находятся люди.

   Газовые тепловые пушки относятся к обогревателями прямого нагрева, а значит продукты сгорания газа не выводятся за пределы помещения, а поступают в воздух обогреваемого помещения. Все знают что природный газ сгорает практически полностью. За счет этого эффективность обогрева достигает 100% к ним относятся Elmos GH 15, Master - 440 CR, Master BLP 30 E, FUBAG - BRISE 10,  REMINGTON - REM 450 CR,  SIAL KID 60A, VANGUARD - VG 30 M. Процесс нагрева воздуха нагревателя: газ поступает в камеру сгорания через щелевидные отверстия горелки и поджигается с помощью пьезовоспламенителя, раскаленные газы поступают из камеры сгорания в теплообменник, где нагревают нагнетаемый вентилятором воздух, затем горячий воздух попадает в помещение. Газовые тепловые пушки работают как на пропане так же и на бутане. В отличие от электрических, потребляют всего 30–200 Вт электроэнергии, которая необходима для вращения вентилятора, она зависит от мощности нагревателя.  Газовые обогреватели оснащаются системой пьезоэлектрического или автоматического розжига и всеми необходимыми устройствами контроля и безопасности  например фотоэлемент, контролирующий пламя. При отсутствии напряжения или в случае пропадании пламени отключается подача газа. От жидкотопливных тепловых пушек газовые нагреватели, помимо вида используемого топлива, отличаются меньшими габаритами, весом и стоимостью, газовые дешевле.

   Электрические нагреватели кроме мощности отличаются использованием однофазного или трехфазного тока, при этом до 6 киловатт это как правило однофазные тепловые пушки, а далее трехфазные. Соответственно если есть соответствующий источник электроэнергии и по площади помещения подбирается мощность нагревателя. Имеются спиральные нагреватели которые имеют более высокую температуру нагрева воздуха, но из-за этого сжигают кислород, к ним относятся СИРОККО ТВ-9. Оснвные представители теновых электрических пушек Hintek Prof-03220, REMINGTON - REM 5 EPA, SIAL Red Planet RP20M, Ultra - FH-9000/3, VANGUARD - VE 5 EPAR, КЭВ - 4С41, Луч-10, Метеор ТВ 3/5 "Бычок", Мост ТВ 3/6, СФО-10/5, Фаворит ТВ-6, Элара ТВ-6,  AL-KO Н 5000, СИРОККО ТВТ-6, Master B 9 EPB. 

   Тепловые завесы используются в помещениях, чтобы отсечь горячим воздухом сильной струи горячего воздуха теплое помещение от например улицы или другого не отапливаемого помещения. Они бывают в основном электрические, хотя и встречаются и с нагревом воздуха от центрального отопления. По конструкции бывают вертикальные и горизонтальные. Крепятся они по периметру проема в зависимости от конструкции открывающих элементов.

    Существуют также нагреватели на отработанном масле Master WA 33 A, инфракрасные жидкотопливные пушки эксплуатация которых вносит ограничение использования из-за топлива или высокой цены, например ITM - V40, Elmos DH45S.

Порядок расчета мощности при выборе нагревателя:
Вычисляем объем обогреваемого помещения: V = Ширина помещения * Длина помещения * Высота помещения (м3).
Вычисляем разницу температур внутри и снаружи помещения: t = необходимая температура в помещении – температура на улице (оС).
     Определяем коэффициент рассеивания:
Помещение без теплоизоляции. Упрощенная деревянная или металлическая конструкция. k = 3 - 4
Помещение с минимальной теплоизоляцией. Однорядная кирпичная кладка, окна без утепления. k = 2 – 2,9
Помещение со средней теплоизоляцией. Двойная кирпичная кладка, мало окон, стандартная кровля. k = 1 – 1,9
Помещение с хорошей теплоизоляцией. Стены, окна и крыша с теплоизоляцией. k = 0,6 – 0,9
Рассчитываем минимальную тепловую мощность необходимого генератора горячего воздуха:  Q (кКал/ч) = V * t * k
Переводим тепловую мощность Q в мощность нагревателя: W (кВт) = Q * 0.001163.