10.06.2016

Значительным резервом повышения качества и конкурентоспособности выпускаемой предприятиями продукции и оказываемых услуг является сокращение затрат на отопление производственных помещений при одновременном повышении комфортности пребывания в них производственного персонала.

В последнее время стали особенно актуальными автономные промышленные отопительные системы (ПОС). Автономное отопление имеет целый ряд существенных преимуществ, среди которых:

• Полная независимость от работы городских коммунальных организаций;
• Самостоятельный выбор температурного режима в зависимости от своих потребностей;
• Простота и удобство эксплуатации оборудования.

По типу отдачи тепловой энергии ПОС могут быть разделены на:

• Лучистые (инфракрасные);
• Конвективные;
• Лучисто-конвективные.

Применение традиционных систем конвективного отопления в высоких производственных помещениях (цехах, складах, спортивных сооружениях, объектах агропромышленного комплекса, с высотами 6 метров и более) крайне неэффективно, т.к. в результате конвективного теплообмена (рис. 1) теплый воздух будет сосредотачиваться в верхней части указанных помещений, тогда как в их нижней будет холодно.

Рис. 1. Пример конвективной системы отопления. 

В то же время, системы лучистого (инфракрасного) отопления (рис. 2) обеспечивают нагрев предметов (пола, оборудования) и обогрев людей (тепло ощущается на коже и одежде) именно в необходимых зонах. По сути такая система является полным аналогом согревающего действия солнечного света с той лишь разницей, что спектр излучения систем лучистого отопления (газового, электрического или водяного) находится в диапазоне инфракрасного излучения, т.е. в нем полностью отсутствует вредный ультрафиолет.

Рис. 2. Пример системы лучистого (инфракрасного) отопления.

По экономическим показателям, а именно стоимости топлива, необходимого для отопления соответствующих помещений и поддержания в них необходимых температур, бесспорным лидером являются системы газового лучистого отопления. Это определяется, во-первых, тем, что стоимость природного газа, необходимого для выработки единицы тепловой (в данном случае - лучистой) энергии, существенно ниже стоимости требуемой для выработки такого же количества тепла электроэнергии, а во-вторых (по сравнению с системами водяного лучистого отопления), отпадает необходимость в строительстве котельной (пусть даже газовой) для нагрева воды, а также трубопроводов и насосного оборудования для ее циркуляции от котельной к соответствующим излучателям лучистой энергии и обратно.

Современные системы газового лучистого отопления не только экономически самые эффективные среди всех ПОС, но и успешно разрушают устоявшийся стереотип о том, что газ – это опасно. Оборудованные встроенной системой защиты от погасания пламени в газовых инфракрасных излучателях (ГИИ) и оснащенные системой контроля загазованности они уже многие десятилетия успешно применяются во многих странах мира, в первую очередь – наиболее развитых [1], для отопления всех типов производственных помещений (цехов, логистических складов, авиационных ангаров, железнодорожных депо, крупных гаражей), сельскохозяйственных объектов (теплиц, ферм и др.), стадионов, спортивных залов, выставочных комплексов, зрелищных и культурно-просветительских учреждений. В России системы отопления с ГИИ, согласно СП 60.13330.2012 [2], допускается применять в помещениях с категорией взрывопожароопасности В2, В3, В4, Г и Д и зданий I, II, III, IVСО степени огнестойкости согласно Техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности ФЗ № 123 от 22.07.2008 г. [3].

Экономический эффект от оснащения системами газового лучистого отопления указанных промышленных объектов более чем очевиден: затраты на отопление снижаются в 3-5 и более раз, а срок окупаемости проектов в подавляющем большинстве случаев не превышает 0,5 – 2 лет.

На российском рынке системы газового лучистого отопления представлены продукцией целого ряда известных производителей, таких как АО «Сибшванк», GoGas Goch GmbH, Carlieuklima Spa, Fraccaro s.r.l., Adrian Group s.r.o. и др. Наиболее предпочтительной по совокупности характеристик «цена/качество», срокам поставки, уровню сервисного обслуживания и технической поддержки на всех этапах от проектирования ПОС до ее последующей эксплуатации является продукция АО «Сибшванк», Тюмень - дочернего предприятия фирмы Шванк ГмбХ (Германия) – мирового лидера в области газового лучистого отопления. Производство Сибшванк имеет высокую степень локализации в России. Соответственно, ее применение в полной мере соответствует взятому в последние годы курсу на импортозамещение. Кроме того, в результате существенного ослабления курса рубля по отношению к ведущим мировым валютам, цены на продукцию АО «Сибшванк» выгодно отличаются от цен упомянутых зарубежных производителей.

АО «Сибшванк» производит «светлые» и «темные» ГИИ, а также приборы контроля и регулирования для управления ПОС указанного типа.

«Сердцем» ГИИ «светлого» типа (рис. 3) является не имеющая равных в мире керамическая плитка Schwank. При сгорании смеси газа и воздуха температура на поверхности плитки достигает 950 °C, и она начинает испускать инфракрасное излучение, которое, достигая обогреваемых поверхностей, преобразуется в тепловую энергию. Нагретая поверхность плитки светится оранжевым цветом, поэтому инфракрасные обогреватели подобного типа принято называть «светлыми». Рефлекторы излучателя направляют лучистое тепло на поверхность, подлежащую обогреву.

Рис. 3. Конструкция ГИИ Schwank «светлого» типа.

Светлые ГИИ «Сибшванк» применяются для отопления производственных цехов, ангаров, складов, спортивных залов и церквей (высотой от 5-6 метров и более). Кроме того, компания «Сибшванк» предлагает специальные (ветрозащищенные) модели светлых ГИИ для отопления трибун футбольных стадионов, террас, открытых площадок ресторанов, кафе и других заведений.

Потребителям предлагаются 3 вида инфракрасных обогревателей «светлого» типа (рис. 4):

• supraSchwank – модель премиум-класса;
• termoSchwank [серия 2100] – промышленный стандарт;
• ecoSchwank [серия 2000] – базовая модель.

Отличительной особенностью ГИИ supraSchwank является уникально высокий лучистый КПД (до 81%) и, следовательно, исключительная экономичность, а также двухступенчатое или плавное управление тепловой мощностью.

Рис. 4. ГИИ Schwank «светлого» типа.

Областью применения ГИИ «темного» типа (ГИИ-ТМ) являются помещения высотой не более 6 –10 метров с незначительным воздухообменом: выставочные залы, склады, станции технического обслуживания, мастерские, стоянки автомобильного транспорта. Удаление продуктов сгорания от каждого излучателя осуществляется с помощью дымоходов. Использование керамической плитки позволяет увеличить длину пламени, что обеспечивает равномерный прогрев излучающей поверхности. Применение нагнетающего вентилятора исключает взаимодействие продуктов сгорания с окружающей средой (рис. 5).

Рис. 5. Конструкция ГИИ Schwank «темного» типа.

Внешний вид ГИИ «темного» типа представлен на рис. 6.

Рис. 6. ГИИ Schwank «темного» типа.

Для удобства монтажа газопровода и дымоходов ГИИ Schwank «темного» типа выпускаются в линейном  и U-образном исполнениях (рис. 7).

Рис. 7. Варианты исполнения темных ГИИ: L-образное, U-образное.

Для управления системами газового лучистого управления используются специализированные контроллеры, получающие информацию от датчиков температуры, размещенных в зонах обогрева отапливаемых помещений. В системах с использованием излучателей фирмы Сибшванк контроль температуры в помещении, включение и выключение ГИИ производится автоматически регулятором температуры «Термоконтроль» (рис. 8). При снижении температуры в помещении регулятор температуры включает ГИИ. Тепло, образующееся при сжигании газа в ГИИ, в виде потока инфракрасного излучения направляется в рабочую зону помещения, нагревая пол и оборудование. В результате температура воздуха в помещении повышается. При достижении заданной температуры воздуха в помещении, регулятор температуры выключает ГИИ.

Рис. 8. Регулятор температуры «Термоконтроль» с датчиком температуры.

Например, модификация «Термоконтроль Плюс М» имеет до 8 контуров регулирования, т.е. может обеспечить управление 8 температурными зонами (на каждую зону свой датчик температуры). Режимы отопления могут быть запрограммированы на длительный период вперед, с учетом режима работы в помещении, где установлена данная ПОС. Специальная функция «трубочист» позволяет проводить предварительную продувку системы удаления продуктов сгорания от «темных» излучателей.

Как уже отмечалось, эксплуатационные затраты при переходе на систему лучистого отопления с ГИИ в разы ниже, чем при отоплении с использованием традиционных конвективных систем. В качестве примера в табл. 1 приведено сравнение указанных затрат для завода в Челябинской обл.

Таблица 1. Пример расчета эффективности применения системы газового лучистого отопления

Показатели	Единицы измерения	ТЭЦ	Собственная котельная	ГИИ
1. Расход тепла для достижения заданных параметров	Гкал / год	8277,02	-	-
- цена 1 Гкал, в т.ч. НДС	руб.	900	-	-
- стоимость	руб.	7449318
2. Максимальный расход природного газа	м3/ год	-	1347381	680660
- цена 1000 м3, в т.ч. НДС	руб.	-	4500,00	4500,00
- стоимость	руб.	-	6063214,5	3062970
3. Максимальный расход электроэнергии	кВтч / год	481222	481222	9529
- цена 1 кВтч, в т.ч. НДС	руб.	6,0	6,0	6,0
- стоимость	руб.	2887332
Всего затрат за год:	руб.	10336650	8950546,5	3120144
Экономия от инфракрасного отопления	руб.	7216506	5830402,5

Из представленных в ней данных следует, что эксплуатационные затраты только на потребляемые энергоресурсы при переходе на систему газового лучистого отопления уменьшается в 3,3 раза, по сравнению с вариантом теплоснабжения от ТЭЦ и более, чем в 2,9 раза, по сравнению с вариантом отопления с использованием собственной газовой котельной.

Реальная экономия на практике еще больше.

Она дополнительно увеличивается за счет:
- малой инерционности систем газолучистого отопления, позволяющих снижать температуру в помещениях не только в нерабочее время, но даже во время обеденного перерыва;
- возможности поддержания необходимых температур только в рабочих зонах, а не во всем помещении в целом;
- отсутствия теплопотерь и исключения утечек теплоносителя в теплотрассах от котельной до отапливаемого помещения;
- резкого сокращения трудозатрат на запуск системы отопления, что даже позволяет полностью отключать отопление в дни резкого потепления, а затем также оперативно его включать;
- исключения затрат на ремонт теплотрасс;
- резкого сокращения затраты на техническое обслуживание отопительного оборудования (полностью исключаются затраты на химводоочистку, замену циркуляционных насосов и многие другие) и т.д.

В итоге срок окупаемости проектов перевода промышленных помещений с традиционного конвективного на газолучистое отопление не превышает 0,5 – 2 лет.

Естественно, возникает вопрос: почему же до настоящего времени столь высокоэффективные системы отопления не нашли в России повсеместного применения? Почему до настоящего времени, в отличие от большинства стран Европы и Северной Америки, где таким образом отапливается не только большинство промышленных объектов, но и многие торговые центры, выставочные комплексы и спортивные сооружения, количество таких объектов в России не превышает нескольких процентов от потенциально возможного?

Причин здесь несколько. Основные из них:
1) в советские годы об энергоэффективности никто не думал и средств в ее повышение не вкладывал. Соответственно, имеет место серьезное отставание как техническое, так и в образе мышления ответственных за это (государственных чиновников, руководителей предприятий, контролирующих органов);
2) одной из форм указанной технической отсталости является несовершенство и противоречивость существующей нормативной базы. Даже по вопросу: "В каких помещениях и какие ГИИ (светлые или темные) можно применять?", - нет единства мнений. Это не только затрудняет процесс согласования применения ПОС с ГИИ, но и заставляет руководителей предприятий опасаться, что в случае возникновения каких-либо форс-мажорных ситуаций (например, пожара или взрыва) им в вину потенциально может быть вменено то, что установка ГИИ была произведена с нарушением какого-то регламента (хотя, естественно, любой подобный проект до его реализации в обязательном порядке проходит экспертизу Ростехнадзора на соблюдение требований промышленной безопасности);
3) финансовые проблемы большинства промышленных предприятий. При высочайшей энергоэффективности и крайне небольших сроках окупаемости, которые никто не оспаривает, для реализации проекта перехода на газовое лучистое отопление предприятию нужны значительные средства, которых, как правило, нет. Кредиты очень дороги. Но главное – у многих предприятий нет уверенности в успешном развитии в осязаемой перспективе. В такой ситуации инвестирование в энергоэффективность большинству руководителей и собственников представляется рискованным. Вот и продолжают они «латать» существующую, конвективную систему отопления, высасывающую из предприятию последние соки и ухудшающую его и без того сложное положение;
4) и, наконец, последнее. Известный принцип «а у соседа уже стоит», в силу незначительного в России количества систем газового лучистого отопления, также пока не заработал. Как только их количество возрастет, «соседи» обязательно засуетятся, «найдут» средства даже те, у кого их раньше не было. Но для такого перехода количественных изменений в качественные, как учит нас философия, надо достигнуть определенного критического уровня!

Кто преодолеет указанные сложности и стереотипы первым, кто раньше других повысит энергоэффективность своего производства, а, значит, снизит производственные издержки и себестоимость продукции (т.е. фактически повысит свою конкурентоспособность), тот, при прочих равных условиях, не только упрочит свои позиции на рынке, но и получит новый, мощный импульс развития! Говоря словами известного советского кинохита, информацию к размышлению, господа предприниматели!