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 高效节能热风炉为核心设备的热风供暖系统优势分析

      以高效节能热风炉为核心设备的热风供暖系统运行可靠,满足该厂房的供暖要求。一个冬季下来,其综合供暖费远远小于商业锅炉供暖费用以及其他常规形式的供暖费用。对进深较大的、以轻钢结构为主的高大厂房,用热风进行供暖,既能保证供暖效果,又能补充新鲜空气,满足了工人工作环境的卫生需要。
 
      采用喷口送热风,可以满足高大空间远距离送风的需要,采用调速风机送风既能满足供暖所需的风量,又可达到节省能源的目的,采用等压送风可以使各出风口出风均匀,从而省去调节阀的初步投资。
 
      该系统供暖能力强、供暖范围大、供暖范围内温度场均匀、供暖稳定可靠、供暖温度可调;供暖升温速度快,可根据供暖要求即停即用;热媒为空气,节约了水资源,与传统空调相比减少了一次换热过程,提高了热效率,相应地可节省设备投资及土建费用,适用于大空间场所的供暖。
 
      该系统为常压设备,运行安全可靠,基本无故障,维护费用少,安装简单,操作方便,无需专业人员操作,对不同的供暖空间可切换使用。
一、厂房供暖原始资料
      某集团厂房建筑面积22865㎡,其中主厂房长252m,宽66 m,梁高8米;混料系统沿主厂房长方向长13.5m ,宽66米,共分五层,总高25m,再顺次有长度26.5米,宽度66米厂区,主体1层,局部5层 ,采用轻钢结构。车间内工人以设备操作为主 ,要求车间冬季温度在15℃以上。
 
二、选择热风供暖优势以及其他厂房供暖方案的比较
      设计前对三种常见供暖方式进行分析比较,第一种为传统的热水供暖;第二种为水暖加热风补偿供暖;第三种为集中空调供暖。首先热水供暖分析,热水供暖是应用最广泛的一种供暖方式。但由于该厂房跨度过大、举架高、供暖空间大,利用热水供暖,存在温升慢、热有效利用率低、难以保证厂房内达到设计温度的问题。再有热水加热风补偿供暖,这种供暖方式虽然能达到供暖设计要求,但室内要挂许多暖风机,使系统比较复杂、管理难度加大、运行成本增高、维修费用增加,通过比较也排除了这种供暖方式。最后集中空调供暖分析,采用集中空调供暖虽然能保证室内供暖的温度要求,但管道、设备投资过大,最后经过比较也排除此方案。针对上述三种供暖方式的局限性和该厂厂房的实际情况,通过大量的理论分析和计算,最终提出以高效节能热风炉为热源的热风供暖方案。
 
三、设计计算与工程设计
 
1.工程设计参数
本工程主厂房沿长度方向有29个轴,间距都为9m,要求工作区域环境温度在 15℃以上,且供暖介质为洁净热风。
 
2.热风流动工况
根据厂房结构设计以及厂房内机械工作状况,并且厂内的生产工艺对空气的流动没有特殊要求,只要能满足室内环境温度15℃即可,所以设计时在门以上粱以下高度位置处设喷风口,间距为9米,强制空气对流混合加热以达到供热效果,这样空气对空气的加热利用率可达100%。
 
2.1供风口的设计
热风供暖工程供风口设计主要根据供暖总面积确定,此高效热风供暖系统供风口结构参数经过热力计算后计算结果如下:
供风口的气体热量Q =17.4KW;
供风口的气体流量L=398m³/h;
假设供风口为圆口,则管径D=108mm,或使用100mm×100mm的方管,根据成本投入,不选用方形散流器,则不使用方管,因此定供风口为圆管。
 
2.2热源的选定
使用我公司特有的高效节能热风炉,高效节能热风炉是一种新型的间接式空气加热设备,高效节能热风炉在结构上最突出的特点是采用了更为合理的辐射和传导换热结构。
应甲方要求燃料选用烧煤和烧重油两种形式,烧煤热风炉初投资较大,但之后燃料成本低,燃烧重油热风炉出投资较小,但燃料成本较大。
经计算(由于昼夜不间断的供热,忽略厂房升温阶段的热消耗),厂房保温状态下燃料消耗量分别为:(煤以标煤600元/吨,燃烧值5000kcal/kg计算;重油以3600元/吨,燃烧值10000kcal/kg计算)
煤耗量200kg/h,即120元/小时;重油耗量100kg/h,即360元/小时,比较后得出燃煤较燃油投资低。
 
2.3热风管网
      根据以上厂房结构和供风特点,热风炉输出温度可在40~350 ℃之间。这里选用150℃作为风温值进行通风管道设计,采用较高的风温可以减小送风管道的直径 ,从而大大减少了管道的投资及相应的工程费用。由于热风扩散能力强、热焓高 ,所以它在离开管道后能迅速扩散 ,其温度也能快速降低,另外供风口位置是在近于厂房上顶处,由上而下喷吹达到更好的效果。
风管材质采用镀锌钢板制作。
风管的保温采用25mm厚带铝箔玻璃棉毡。
 
2.4供热风风机
      由于厂房结构较长较宽,并且局部五层供热,根据对风量风压的计算,分4支副干管道进行送风,选用4台调速送风风机,从而达到供热目的,调速风机的转数可以任意调节,从而达到调节送风量、控制供暖空间温度的目的。当供暖空间温度达到设计要求时,高效节能热风炉输出热量只需维持养护室和厂房等消耗的热量,这部分热量只有总热量的1/3左右,从而降低了能耗。
 
3效果预测分析
 
3.1 温度场
       厂房工作区域内(2m高度以下)水平方向温度在15-18℃范围,垂直方向温差<0.5℃,工作区域以外温度呈梯度变化,越靠近天棚温度越高。夏天往车间内送自然风可使车间内空气呈清新状态。
 
3.2速度场
      送风口处气流平均速度为12m/s左右,送风距离大约为 6~7 m。当风机满负荷运转时,较大的风速使管道产生噪声,由于车间对噪声要求不是很严格,能满足要求。
 
3.3 通风效果
      室内空气清新,由于冬季室外空气相对湿度较大,加热后虽然相对湿度降低,但进入供暖空间后随着温度下降,相对湿度会增加,在室温为15℃时,相对湿度为 60 %~75%,无空气干燥等不适感觉。
 
3.4不必在大门口处设置热风幕
     由于供暖时室内为正压,所以开门、关门时可以阻隔冷空气进入,所以不必在大门口处设置热风幕。

 

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