某制造厂工程厂房采暖设计

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某制造厂工程厂房采暖设计
高飞
摘要：以某制造厂工程厂房采暖设计为例，介绍了燃气红外线辐射采暖系统相对于传统采暖系统的优点，厂房内辐射供暖器的布置安装方式、温度控制区域的划分以及辐射供暖系统尾气的处理。
关键词：燃气红外线辐射，布置安装，温度控制，尾气
1 工程概述
本工程主厂房面积约为40800m2。据公司的要求，需对主厂房配套相应的采暖系统，以保证冬季车间工作场所温度14±3℃。室外气象参数：冬季采暖室外计算温度-3℃，冬季通风室外计算温度3℃。
2 采暖方案
本制造厂厂房高度在15―20m范围内，属于高大空间建筑物，而高大空间建筑物具有落空高、跨度大、门窗面积大的特点。这就决定了该类型建筑冬季采暖热负荷高；建筑物内温度梯度大，空气严重分层，导致上热下冷，从而致使屋顶散热量很大；另外落空高，烟囱效应极为明显，门、窗等缝隙的冷风渗透耗热量很大。高大空间建筑的特点决定了其在采暖方式上具有特殊性。
对于大型工程厂房类建筑,普通的以对流传热为主的采暖方式如散热器、暖风机采暖,往往不能满足这些建筑对于室内温度、湿度、卫生标准的要求，且不易实现室温及分区分时控制，容易造成能源的浪费。相比于传统的对流传热采暖方式，辐射采暖特别是燃气红外线辐射采暖在这些大型厂房中的应用较之前者就具有很大的优势。
首先，对于厂房、仓库等高大空间建筑物，采用红外线辐射采暖可以避免对流采暖时产生的温度场的垂直失调，热舒适性较对流采暖好。其次，和传统的对流采暖方式相比，燃气红外线辐射采暖可以节约运行费用20% -50%，节能效果非常显著。再者，天然气、液化石油气是洁净的一次能源，燃烧产物对大气不会产生污染，具有很好的环保性。因此，本制造厂工程厂房采用燃气红外线辐射采暖系统。
3 采暖热负荷
3.1 维护结构热工性能
根据建筑物结构热工性能分析，外墙传热系数K = 0. 43 W/ (m2•℃)；外窗传热系数K = 2.15 W/ (m2•℃)；外门传热系数K = 4.4 W/ (m2•℃)；地面传热系数K =0.47 W/ (m2•℃)；屋面传热系数K = 0.49 W/ (m2•℃)；天窗和采光带传热系数K = 6.31 W/ (m2•℃)。
3. 2 热负荷修正率的取值
朝向修正：东、西和南外门取-5 %；南向取-25 %；北向和东外门取-10 %；风力修正：不考虑风力修正；高度修正：辐射器安装高度过高(该工程为7 m)，对高出4 m 的空间，每高出1 m，附加2 %，该项目按最大附加率15 %考虑。
3. 3 围护结构耗热量
根据以上确定的室内外参数，结合围护结构热工性能，计算得厂房1和2总热负荷约为1070.883 kW，厂房3—9总热负荷约为3313.793 kW，厂房10—14总热负荷为2333.337 kW。
4 燃气红外线辐射采暖系统设计要点
4.1 设备的选择
根据计算所得厂房的热负荷，选择主厂房内部的设备如表1所示：
表1 主厂房内部选用设备表
编号 名称 面积 热负荷(kw) 选用设备型号 单台提供热量 选用数量 单台耗电 单台耗气 耗电量 耗气量 设备提供热量
(M2) (kw) (kw) (m3/h) (kw) (m3/h)
1 厂房1,2 6495 1070 燃气辐射管供暖器 45 24 0.12 4.76 1.44 114.24 1080
2 厂房3~9 20483 3400 燃气辐射管供暖器 45 74 0.12 4.76 8.88 352.3 3330
3 厂房10~14 14520 2500 燃气辐射管供暖器 45 54 0.12 4.76 6.48 257.1 2505
4.2 供暖器的布置和安装方式
辐射供暖器在厂房区域内平均布置，也可根据用户的最终工艺需要进行调整；本方案采用的是侧挂方式，将其吊挂在吊车梁下，侧挂高度暂定为7米，可根据具体情况调整。
4. 3 温度控制区域的划分
根据厂房情况，系统可分区域进行温度控制。本方案共暂分为28个采暖控制区域，每个厂房设2个采暖控制区，每个区域设一套独立的控制温度系统，可根据需要设置采暖温度和采暖时间。
4. 4 尾气的排放
燃气辐射供暖系统的尾气排放有以下列三种方式：
（1）无烟道，直接排至室内通风口，通过室内的通风换气排至室外。
（2）每台设备有单独的烟道，由屋顶或侧面出墙排至室外。
（3）多台设备的燃烧产物通过一个总管，由真空风机从屋顶或侧面出墙排至室外。
本项目建议采用第一种方式：（1）本项目中所使用的天然气为标准商品天然气，符合国家标准GB/T17820-1999的规定。（2）我们在本项目中使用的是单元式燃气辐射供暖器，根据国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》第4.5.11条的补充说明，机械加工厂房由于空间大，厂房较高，单元式燃气辐射供暖器的燃烧尾气可以根据厂房内的通风量情况排在室内；（3）内排系统可简化厂房内的管道网络系统；（4）内排系统可节省系统一次投资，节省长期运行费用。尾气潜热的应用，使得设备有效供热量增加，系统装机数量减少，系统耗气量得以下降。（5）由于尾气中含有水蒸气，尾气内排能够使厂房内空气的相对湿度增加1% 左右，对提高采暖的舒适性有好处。
5 结语
目前燃气辐射采暖系统已经被广泛应用在高大厂房建筑内，该系统具有高效节能、舒适卫生、运行费用低等传统采暖系统无法比拟的优点。随着我国石油和油气田的开发和利用，这种采暖方式的应用在不断增加。实践已经证明，在燃气供应许可时，采用燃气红外线辐射采暖系统，从技术上和经济上都具有一定的优越性。
参考文献：
[1]. 李德英. 供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[2].《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019－2003）[ S]..
[3].《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(2005年版) [ S].