Исследование эффективности аддитивного инфракрасного отопления промышленных зданий на территориях с пониженными температурами наружного воздуха

Обогрев промышленных зданий является сложной и трудоемкой задачей, требующей вложения больших денежных средств. Сложность задачи обуславливается большими габаритами рассматриваемых объектов и повышенными требованиями к их надежности, экономичности и энергоэффективности. Задача еще больше усложняется при ее рассмотрении для регионов России, в которых наблюдается большая продолжительность стояния низких температур. Существенное вложение денежных средств объясняется физическим и моральным износом существующих систем отопления, имеющих огромные тепловые потери. За счет больших размеров рассматриваемых типов объектов недвижимости сложно подобрать оборудование систем отопления, обеспечивающее поддержание требуемых температур внутри здания и удовлетворяющее всем перечисленным выше требованиям. Решением данной проблемы является использование популярных в настоящее время промышленных инфракрасных обогревателей, которые не только позволяют обеспечить равномерный обогрев рассматриваемого здания или помещения, но и значительную экономию энергоресурсов. Использование в качестве основного оборудования для систем отопления инфракрасных обогревателей позволяет организовать зональный (аддитивный) обогрев зданий любого типа и назначения с обеспечением различных температур воздуха даже внутри одного помещения. В данной статье на примере здания складского назначения проведены численные исследования эффективности создания аддитивных систем обогрева с газовыми инфракрасными излучателями (ГИИ). На основе анализа полученных результатов проведено экономическое обоснование предлагаемого технического решения.

1. Шелехов И.Ю., Пожидаев В.В. Аддитивные инфракрасные системы обогрева // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2020. Т. 10. № 1. С. 124–129. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2020-1-124-129. EDN: RAKSYY.

2. Grebneva O., Lavygina O. Study of ecological and economic efficiency for resource supplying organizations in the transition to alternative sources // IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciencethis link is disabled. 2021. Vol. 751. No. 1. P. 012007. https://doi.org/10.1088/1755-1315/751/1/012007.

3. Хан В.В., Деканова Н.П., Романова Т.А., Шараева С.А. Комплексный анализ эффективности энергосберегающих мероприятий для объектов социальной сферы Восточной Сибири на основе системного подхода // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2017. Т. 7. № 1. C. 84–93. EDN: YHQXFT.

4. Grebneva O., Lavygina O. Study of the possibility for reducing of environmental damage when the transition to alternative sources of heat supply systems in housing and communal services // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 880. No. 1. P. 012043.

5. Лавыгина О.Л., Гребнева О.А., Корабенкова О.В., Смоляр А.В. Оценка предотвращенного экологического ущерба при внедрении инновационных технологий в системах жилищнокоммунального хозяйства // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2020. Т. 10. № 2. C. 234–241. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2020-2-234-241. EDN: JRHHSP.

6. Lavygina O., Grebneva O. Study of changes in emissions into the atmosphere with the reconstruction of heat supply systems // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 880. No. 1. P. 012048.

7. Khan V.V, Dekanova N.P., Khan P.V. Actual problems of the operation of apartment buildings // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 880. P. 012044. https://doi.org/10.1088/1757-899X/880/1/012044.

8. Khan V.V., Dekanova N.P., Khan P.V. Assessment of the energy performance of buildings // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 880. P. 012045. https://doi.org/10.1088/1757-899X/880/1/012045.

9. Гребнева О.А., Широких А.Э., Макеева К.И. Эффективность инфракрасного обогрева производственных помещений в условиях Сибири // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2020. Т. 10. № 4. С. 552–559. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2020-4-552-559. EDN: DJODXP.

10. Yurkevich Yu., Spodyniuk N. Energy-saving infrared heating systems in industrial premises // Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym. 2015. Vol. 2. No. 16. P. 140–144.

11. Chao Chen. Case Studies: Infrared Heating in Industrial Applications // ACEEE Summer Study on Energy Efficiency in Industry. 2007. P. 6–28.

12. Aboud S.A., Altemimi A.B., Al-HiIphy A.R.S., Lee Yi-Chen, Cacciola F. A comprehensive review on infrared heating applications in food processing // Molecules. 2019. Vol. 24. No. 22. P. 4125. https://doi.org/10.3390/molecules24224125.

13. Aleksander Klepaczka. Possibilities of using infrared heaters in production of corrugated paperboard and packaging products // 2002.

14. Brown K.J., Farrelly R., O’Shaughnessy S.M., Robinson A.J. Energy efficiency of electrical infrared heating elements // Applied Energy. 2016. Vol. 162. P. 581–588. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.10.064.

15. Butturini R., Ngo M. Flux mapping of radiant electric heaters. Maryland: U.S. Consumer Product Safety Commission, 2005. 20 p.

16. Schmidt F.M., Le Maoult Ya., Monteix S. Modelling of infrared heating of thermoplastic sheet used in thermoforming process // Journal of Materials Processing Technology. 2003. Vol. 143–144. P. 225–231.

17. Куриленко Н.И., Максимов В.И., Мамонтов Г.Я., Нагорнова Т.А. Тепловой режим производственных помещений с системами отопления на базе газовых инфракрасных излучателей. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. 101 с.

18. Шелехов И.Ю., Шишелова Т.И., Иноземцев В.П., Пожидаев В.В. Эффективная конструкция нагревательного элемента для инфракрасного обогрева // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2016. № 3 (18). C. 118–124. EDN: WMNBFB.

19. Бодров В.И., Смыков А.А. Температурный режим помещений с системами лучистого отопления // Конгресс «Устойчивое развитие регионов в бассейнах великих рек. приоритеты в условиях глобальных изменений», в рамках 17го Междунар. науч.-промышленного форума «Великие реки –2015» (г. Нижний Новгород, 19– 22 мая 2015 г.). Нижний Новгород: Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, 2015. С. 76–80. EDN: VCGDBV.

20. Бодров В.И., Смыков А.А. Методика теплотехнического расчета наружных ограждающих конструкций зданий, отапливаемых инфракрасными излучателями // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2017. № 1 (181). С. 92–95. EDN: ZEOVBJ.