РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Современная техника строительства, новые архитектурные решения конструктивных элементов зданий, сооружаемых из сборного железобетона, стекла, легких металлических сплавов и пластиков, требуют более гибкого экономически эффективно­го решения системы отопления.

Стены из стекла и металла не только придают зданию лег — . кость, но и дают много света. Однако при обычном (конвек­тивном) отоплении в холодное время создают дискомфортные условия для людей, пребывающих в этих зданиях.

Стекло и металл, как известно, имеют высокие коэффициен­ты теплопроводности, что обусловливает сравнительно низкие температуры на их поверхности с внутренней стороны поме­щений.

Повысить температуру этих поверхностей конвективными си­стемами отопления без значительных затрат топлива невозмож­но (вследствие низкого коэффициента теплопроводности возду­ха). К тому же нагрев конструкций в этом случае связан с на­гревом всего объема воздуха в помещениях.

Решение задачи отопления зданий, выполненных из указан­ных материалов, т. е. создания комфортных условий для лю­дей, находящихся в этих зданиях, значительно облегчается с применением газовых горелок инфракрасного излучения.

В Москве по проектам института Мосгазпроект были осу­ществлены системы отопления горелками инфракрасного излу­чения в нескольких. зданиях общественного питания, выполнен­ных в основном из стекла и алюминиевых сплавов. Первым таким зданием было кафе «Спорт» (рис. 150), по типу которого

Рис. 150. Типовое кафе «Спорт», оборудованное горелками инфра­красного излучения

В дальнейшем сооружались многие другие здания того же на­значения.

Здание состоит из двух частей: торгового зала с буфетной стойкой и служебного отделения (кухня, мойка, кладовые). Тор — • говый зал имеет площадь 108 ж2 (12×9), высоту 3,5 м, объем ~380 м2. Стены служебного отделения выполнены из дырчатого кирпича (толщина 38 см), торгового зала также из дырчатого кирпича в пределах цоколя высотой 60 см над полом и из стек­ла толщиной около 1,5 см, обрамленного рамой из алюминие­вого сплава с уплотнением резиновой прокладкой. Над рамой имеется карниз из железобетона. С фасада торгового зала име­ется стеклянная дверь, открывающаяся в обе стороны. Пол бетонный по грунту с облицовкой метлахской плиткой. Пере­крытие сборное из железобетонных плит, уложенных по метал­лическим балкам, с утеплением шлаковатой. Потолок в торго­вом зале выполнен из рифленых алюминиевых листов. Между перекрытием и потолком имеется зазор в 60 см, образующий общий вытяжной вентиляционный короб. В потолке устроены решетки для вытяжки продуктов сгорания от горелок.

Горелки укреплены на расстоянии около 350 мм (до по­перечной оси симметрии) от потолка в виде спаренных бра по трем рядам (рис. 151) так, что от внешнего ряда до наружной стены расстояние составляет 2 ж, а между рядами—4 м.

Первоначально было установлено (по проекту) в торговом зале 18 горелок института Мосгазпроект производительностью 4300 ккал/ч каждая, но ввиду сильного облучения буфетчиц,

Вызывающего жалобы последних на головные боли и порчу продуктов (размягчение масла и пирожных, свертывание сыра и колбасы на бутербродах и т. д.), 4 горелки, расположенные над буфетной стойкой, были сняты.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

При составлении проекта был произведен расчет теплопо­терь зданием по общепринятой ^методике для радиаторных си­стем отопления при трех характерных для Москвы температурах

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Іряд Горелок

Буфетная кухня раздта стоака

Пряд / 111 ряд

I25 И 20 2, %223

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Рис. 151. Расположение горелок и точек замера темпе­ратур в плане торгового зала кафе «Спорт»

Наружного воздуха за отопительный сезон: до —6° С; от —6 до —15° С и от —15 до —26° С. Температура воздуха внутри поме­щений была принята равной 15° С.

Таблица 41

Расчетные параметры отопления кафе «Спорт» горелками инфракрасного

Излучения

Температура наружного

Средняя внутренняя температура воздуха в °С

Средняя лучистая температура в °С

Расчетные теплопотери помещений в ккал/ч

Требуемое количество

Воздуха в °С

Потолка

Пола

Стен

Горелок в шт.

— 6

15

30

17

2,5

26 ООО

6

—15

15

45

18

3

41 170

10

—26

15

45

10

1

62 000

16

15—882

225

При расчете теплопотерь торгового зала учитывался лучи­стый теплообмен между излучающей поверхностью горелки и ограждающими конструкциями. После вычисления средних уг­ловых коэффициентов для ограждений, участвующих в тепло­обмене, определялась средняя (лучистая) температура стеклян­ных (стеновых) панелей, пола и потолка.

Учитывая возможность максимального использования тепла отходящих газов, к. п. д. горелок принимался равным 98%.

Результаты расчета сведены в табл. 41.

Подача газа осуществляется раздельно на каждый ряд горе­лок. Пуск газа в горелки происходит после включения электри­ческой спирали — запальника из нихрома, имеющейся на каж­дой горелке. После накала спирали до ярко-красного цвета вручную включается электропитание на соленоидный клапан, от­крывающий доступ газа на один ряд горелок.

Методика испытаний системы отопления. Целью испытаний системы отопления было установить соответствие температур внутреннего воздуха и ограждающих конструкций, а также пу­тем замера радиометром определить величину облученности по­сетителей и обслуживающего персонала кафе «Спорт».

Испытания системы отопления проводились как во время ра­боты кафе, так и после его закрытия. При необходимости в не­рабочие часы имитировался вход посетителей в торговый зал путем периодического открытия дверей (при отборе проб внут­реннего воздуха для анализа на содержание окиси углерода двери не открывались в течение 1—3 ч).

Для натопа выбрана установившаяся температура внутрен­него воздуха 9—11° С. Показания контрольно-измерительных приборов снимались через 20—30 мин до установившегося со­стояния, когда приток тепла от горелок был равен теплопоте — рям здания. Снятие замеров велось одновременно-

В задачу испытаний также входило выявление падения тем­пературы воздуха и ограждающих конструкций по времени после выключения горелок.

При установившихся температурах воздуха производился замер доз облучения головы стоящего и сидящего человека в различных местах торгового зала.

Замерялась также степень влажности наружного и внутрен­него воздуха по времени, скорость ветра, велись визуальные наблюдения за теплофизическим состоянием ограждающих кон­струкций, здания (потение, обледенение). Производился опрос посетителей об их тепловых ощущениях.

Измерительные приборы и их расположение в помещении. Поскольку основной интерес представлял торговый зал, то для размещения измерительных приборов в нем были выбраны характерные точки замера (см. рис. 151). Всего было намечено 46 точек.

Учитывая симметричность зала, полный объем замеров тем­ператур воздуха и поверхности ограждающих конструкций про­изводился только в точках 1—4, 8—10, 12, 13, 24, 25 и 26. В остальных точках замеры производились эпизодически для

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Контроля и сопоставления.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Рис. 152. Расстановка термо­метров, защищенных от облу­чения футлярами

15*

227

Для измерения темпера­туры внутреннего воздуха использовались ртутные тер­мометры с ценой деления 1°, защищенные от облучения специальными футлярами (рис. 152).

Рис. 153. Замер темпера­тур поверхности ограж­дающих конструкций тер­мощупом

Футляры выполнены из алюминиевого листа толщиной 1 мм В виде овальных коробок без дна, прикрытых сверху также алю­миниевой крышкой с зазором в 3 см, для свободного прохода воздуха через коробку. Размер крышки таков, что она пере­крывает коробку и защищает от облучения ее внутреннюю по­Лость, а следовательно, и термометр, помещенный внутри короб­ки. Коробка и крышка экранированы с внутренней стороны тонким листовым асбестом.

На уровнях менее 1—1,2 м от пола термометры помеща­лись в алюминиевые полые цилиндры, вставленные один в дру­гой и прикрытые сверху крышечкой — зонтом с зазором.

В стенке каждого цилиндра вырезана продольная щель по ширине и длине шкалы термометра.

После установки термометра во внутреннем цилиндре внеш­ний цилиндр поворачивался вокруг оси так, чтобы щели пе­рекрывались и термометр защищался от облучения. Для снятия показаний, наоборот, внешний цилиндр поворачивал­ся так, чтобы щели совмещались и была видна шкала термо­метра.

При такой конструкции футляра значительно облегчалось снятие показаний. Правда, при этом от наблюдающего требо­валась определенная быстрота действий во избежание нагрева термометра За счет его облучения.

Футляры с термометрами устанавливались на пол и подве­шивались на специальных раздвижных стойках, упирающихся в пол и потолок помещения на высоте 1; 1,6 и 2 м от пола (см. рис. 152). Для защиты от облучения под футляры, устанавливае­мые на полу, подкладывался листовой асбест и деревянные подкладки высотой 3 см.

Помимо экранированных ртутных термометров на указан­ных уровнях по высоте помещения размещались термографы, экранированные алюминиевой фольгой.

Определение температур на внутренних поверхностях ограж­дающих конструкций производилось с помощью экранированных термометров сопротивления с логометром и специальных тер­мощупов (рис. 153).

Температура на излучающей поверхности горелок опреде­лялась с помощью оптического пирометра ОПИР-9 (см. рис. 152), а интенсивность излучения — актинометром конструкции Ленинградского института охраны труда и профзаболеваний. Величина доз облучения человека измерялась переносным радиометром конструкции Московского института им. Эрис- мана.

Влажность воздуха определялась волосковым гигрометром И аспирационным психометром.

Величина скорости ветра и количество поступающего в поме­щение и удаляемого из него воздуха замерялись чашечным и крыльчатым анемометрами.

Отбор проб для анализа воздуха на содержание СО и СОг производился в аспираторы Коро в зонах дыхания человека, а для определения качества сгорания газа в инфракрасных горел­ках отбирались пробы продуктов сгорания на расстоянии 1— 2 см от излучающей панели. Забор проб в этом случае произво­дился через трубки с водяным охлаждением и с проволочным фиксатором расстояния заборного отверстия от излучающей панели горелки.

Результаты испытаний. Испытания системы отопления производились при наружных температурах +2,5; —2; —12,5 и —20° С.

Для сопоставления приводим лишь данные по результатам испытания при наружной Температуре воздуха —2 и —12,5° С.

Давление газа во всех случаях было в пределах 120— 130 мм вод. ст.

Состав газа при испытаниях в среднем составлял в % (табл. 42).

Таблица 42

Средний состав газа в %

Состав газа

Годы проведения испытаний

1961—1962

1964—1965

Сн4

91,6

97,24

СгНе

3,1

0,6

Н2

2

N2 \

2,3

1,71

Со*

0,15

0,1

О»

0,15

Со

0,7

СзН8

0,7

0,17

QHio

0,18

Теплота сгорания газа в среднем 8400 ккал/м?. Первона­чально испытания проводились при расположении горелок под углом 45° к плоскости пола. Испытания показали, что в этом случае помещение сильно перегревается, а доза облучения го­ловы человека как стоящего, так и сидящего достигает значи­тельной величины. Вследствие этого горелки были развернуты и установлены под углом 75° к полу. Результаты испытаний представлены в виде графиков.

Испытания при наружной температуре —2° С и скорости ветра 2,5 м/сек (работают четыре горелки среднего ряда). На рис. 154 показано распределение температур по полу торго­вого зала. Из рисунка видно, что при наклоне горелок под уг­Лом 45° к полу температура последнего несколько выше, чем при наклоне под углом 75°, причем в направлении к центру зала разница в температурах увеличивается.

Средняя температура пола составила 15—16° С. Температу­ра пола у входной двери 11—13° С по ходу потока наружного воздуха, врывающегося через открытые двери.

На рис. 155 показано распределение температур по потолку при наклоне горелок под углом 75°. Температура потолка не­Посредственно над горелкой достигает 100° С, а в радиусе 1 м — 52—47° С. На большем расстоянии она снижается и находится в пределах 40—30° С в зависимости от расстояния.

M


На рис. 156 показано распределение температур по внутрен­ней поверхности наружных стен в зависимости от высоты над полом. Средняя температура стеклянных панелей боковых стен составила 4—5° С, фасадной стены — 2—3° С.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Него ряда

А — при наклоне горелок под углом 45° к полу: б — прн наклоне горелок под уг­лом 75й к полу

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Рис. 155. Распределение температур по потолку при температуре наружного воздуха —2° С и при работе четырех горелок среднего ряда при наклоне их под углом 75° к полу

Выгиб вниз в центре кривой, соответствующей температуре фасадной стены на уровне 5 см от пола, объясняется влиянием

Наружного воздуха, охлаждающего стеклянную дверь, располо­женную по средине фасадной стены.

Вместе с тем более высокая температура стены у пола (на высоте 5 см) по сравнению с вышележащими участками объясняется тем, что в этом случае стена выполнена не из

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Рис. 156. Распределение температур по внутренней поверхности наружных стен

А — фасадная стена; б — боковая (правая) стена; в — боко­вая (левая) стена. Цифры над кривыми обозначают высоту замера температуры над полом в точках 1, 2, …. 8, 24 и т. д.

Нее проницаема для инфракрасных лучей). Кроме того, стена в этом месте несколько нагревается за счет излучения теплого пола.

Понижение температуры по середине правой (боковой) сте­ны на уровне 100 и 160 еж объясняется сильной инфильтрацией наружного воздуха в этом месте, вызванной некачественным выполнением резинового уплотнения вместе стыка стекла с ме­таллической рамой.

В общем же температура стен почти не меняется при изме­нении наклона горелок от 45 до 75°.

§80 | 60

%20

І 0 §

Вместе с тем по сравнению с температурой поверхности пола или внутреннего воздуха она значительно ниже (на 6—10°С).

Поглощение и отражение

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Пропускаемость

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1,0 2,0 3,0 K Длина далны 8 мк

Рис. 157. Спектр поглощения бесцветного стекла

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Рис. 158. Распределение температур внутреннего воздуха по площади и высоте торгового зала

О — прн наклоне горелок под углом 45° к полу; б — при наклоне горелок под уг­лом 75° к полу. Цифры над кривыми обознрчают высоту подвеса термометров

Иад полом

Это можно объяснить относительно высокой теплопроводно­стью и пропускаемостью инфракрасного излучения стекла. В са­мом деле из рис. 157 видно, что пропускаемость стекла по отно­шению к инфракрасному излучению с длиной волны в диапа­зоне 1,5—2,3 мк, т. е. в диапазоне максимума излучения горелок инфракрасного излучения, составляет 85—80%.

На рис. 158 показано распределение температур внутреннего воздуха по различным зонам и уровням в торговом зале. Как видно, влияние наружного воздуха, врывающегося через откры­ваемые входные двери, сильно сказывается не только вблизи дверей, но и на значительном расстоянии от них (выгиб кривых посередине вниз).

Изменение наклона горолек от 45 до 75° также мало повлия­ло на изменение температуры внутреннего воздуха.

Средняя температура воздуха в помещении находилась в пределах 16—17° С. Непосредственно у наружных стен она бы-

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Рис. 159. Распределение температур по поверхности пола при темпера­туре наружного воздуха —12,5° С и при работе 10 горелок, расположен­ных в I и III (крайних) рядах

А — при наклоне горелок под углом 45° к полу; б — прн наклоне горелок под

Углом 75° к полу

Ла несколько нщке (на 1—5°). Средняя температура у пола не­сколько выше, чем на уровне 1 м от пола. Это объясняется на­гревом пола за счет облучения его горелками.

На рис. 159 показано распределение температур по полу того же торгового зала, но при температуре наружного воздуха —12,5° и при работе 10 горелок, расположенных в левом и пра­вом (внешних) рядах. Средняя температура пола в этом случае составила 18—19° С, достигая в зонах, расположенных непосред­ственно под горелками, 20—22° С при наклоне горелок под уг­лом 45° и 19—21° С при наклоне горелок под углом 75°.

Повышение температуры пола по сравнению с расчетной и ее более равномерное распределение по площади при угле наклона горелок 75° по сравнению с наклоном под углом 45° объясняется более интенсивным облучением за счет увеличения числа горелок, расположенных у наружных стен.

Распределение температур по поверхности потолка при на­клоне горелок под углом 75° показано на рис. 160. Здесь видно, что непосредственно над горелкой температура достигает 100° С, а вблизи нее — 60—75° С, т. е. выше, чем в первом случае. Так­же повысилась средняя температура потолка (~45°С), что можно объяснить увеличением его облучения задней стороной большого числа горелок и конвективным подогревом продукта­ми сгорания газа.

Распределение температур при наклоне горелок под углом 45° отличается лишь некоторым снижением температуры потолка над горелками.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Рис. 160. Распределение температур по потолку при температуре наружного воздуха —12,5° С и при наклоне горелок под углом 75° к полу

На рис. 161 представлено распределение температур по внут­ренней поверхности наружных стен. Фасадная стена в среднем имеет температуру около 5° С, а боковые стены — в среднем 8,5—9° С.

Распределение температур внутреннего воздуха по торгово­му залу представлено на рис. 162. Средняя температура по залу составила 15—15,5° С. В центральной части зала она равнялась 13—13,5° С. Разница в температурах по высоте в пределах роста человека не превышала 2°. Из сравнения с рис. 158 можно ви­деть, что температура воздуха несколько снизилась, однако опрос посетителей показал, что большинство их чувствовали себя хорошо. Имелись лишь отдельные жалобы посетителей, сидящих без пальто спиной к наружным стенам на расстоянии 0,6—0,8 м И поблизости к двери. В первом случае имелось неприятное ощу­щение холодного потока от окон за счет инфильтрации наруж­ного воздуха через некачественное уплотнение стыков стекла

С рамой, во-втором случае — за счет холодного дутья на уров­не ног при открывании входных дверей. Особенно в этом случае Жаловались женщины.

Замеры доз облучения головы стоящего и сидящего человека производились при наклоне горелок под углом 45 и 75° к полу.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Рис. 161. Распределение температур по внутренней по­верхности наружных стен при температуре наружного воздуха —12,5° С

А — фасадная стена; б — боковая (левая) стена; в — боковая (правая) стена. Цифры над кривыми обозначают высоту заме­ра температуры над полом у стоек (в точках) 1, 2 8, 25 н т. д.

Другого ряда горелок, работающих одновременно. Излучением третьего ряда горелок ввиду его незначительной величины пре­небрегали.

На рис. 163 представлена схема точек замера доз облучения по площади торгового зала и результаты замера при наклоне горелок под углом 45°. Как видно из рисунка, наибольшее об­лучение имелось в точках 3 и 11 от левого ряда горелок и в точ­ках 5 и 13 первого ряда горелок, т. е. в точках, расположенных

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Рис. 162. Распределение температур внутреннего воздуха по площади и высоте торгового зала при температуре наружного воздуха —12,5° С

А — при наклоне горелок под углом 45° к полу; б— прк наклоне горелок под уг­лом 75° к полу. Цифры над кривыми обозначают высоту замера температуры над

Полом


Рис, 163. Расположение точек замера и интенсивность облуче­ния сидящего и стоящего чело­века при наклоне горелок под углом 45° к полу

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Мини

В I г З « 5 7 Faanuma мШМ им» Ін. ннтіт заняв

Продень гОДвды І] челоінкт ‘ — спящего

Сидящего

О —схема точек замера; б — уро­вень доз облучения по сеченню 1-І-, В — то же, по сеченню III—III. Цифры на кривых обозначают но­мер ряда горелок. Сплошные кри­вые обозначают облучение на уров­не головы стоящего человека, пунк­тирные — на уровне головы сидя­щего человека


Почти на нормали к горелке. Наибольшая величина суммарной дозы облучения (от обоих рядов горелок) составила

36.4 Кал/см2’4 для стоящего человека и 35,5 кал! см2 • ч для сидящего. Наименьшая доза в обоих случаях составила

23.5 Кал! см2 • ч.


V

F 2 3 <i 5 6 Расстояний от боковой стены в в, NN точек замера

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

T 2 З і Расстояния от боковой стены в NN точек замера. „„

Тп-п

Головы Ve/Ntm 5 Стоящего

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

УробенЬ головы человека Стоящего

Расстояния от доШой стена в NN точек замера

По ПНИ

W

W

Уровень головы человеке 13 Стоящего

Ю

Сидящего

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Рис. 164. Уровень доз облучения головы стоящего и сидящего человека в различных зонах торгового зала при наклоне горелок под углом 75° к полу

На рис. 164 показаны результаты замера доз облучения при наклоне горелок под углом 75° к полу.

Из рисунка видно, что интенсивность облучения не только значительно снизилась до 7,5 (максимум) — 2 кал/см2 • ч (ми­нимум), но и стала более равномерным по всей площади торго­вого зала. Средняя доза облучения стала 4—5 кал/см2 • ч, что близко к рекомендуемой Всесоюзным институтом общей и ком­мунальной гигиены Академии медицинских наук СССР.

Поверхности пола получены следующие результаты. Средняя температура внут­реннего воздуха составила 15—13° С; средняя темпера­тура пола — около 8° С, стен — около 5° С. При этом почти все посетители (за ис­ключением сидящих вблизи дверей) отмечали хорошие тепловые ощущения.

Испытания при наружной температуре —20°С н скорости ветра 4,3 м/сек (работают 14 горелок). При установке горелок

С наклоном под углом 75° к

Меры облучения, проведенные после замены горелок, показали (рис. 165), что суммарная доза облучения на уровне головы си-

В дальнейшем в кафе («Спорт») горелки тепло — производительностью 4300 Ккал/ч были заменены на горелки теплопроизводи — тельностью 2200 ккал/ч. За­

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Хал/см’ч

Кг

0 г Ь 6 8 Расстояние от капиталь­ной стены в м

Рис. 166. Распределение доз об­лучения на уровне головы си­дящего человека в нетиповом кафе «Урал» по сечениям /—/ и //—II при подвесе горелок на высоте 2,88 м от уровня пола

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Расстояние от левой стены, м

Рис. 167. Распределение доз об­лучения на уровне головы си­дящего и стоящего человека по сечению 1—1 в типовом кафе «Яуза». Сплошная кривая — облучение на уровне сидящего человека; пунктирная кривая — облучение на уровне стоящего человека

1 — горелкн; 2 — остекленные стены;

З — подача газа; 4 — вход

1 — газовые горелки; 2 — капиталь­ная стена; 3 — подача газа; 4 — вход; 5 — остекленные стены


Дящего человека не превышает 2,3 кал/см2 • ч, а разница в ве­личинах доз суммарного облучения не превышает 0,6— 0,8 кал/см2 ■ ч.

Позднее ряд зданий легкого типа, в том числе более 10 ана­логичных с кафе «Спорт», были также оборудованы отоплением с помощью горелок инфракрасного излучения. Проведенные испытания показали, что вследст­вие высокой мощности горелок (3500—4000 ккал/ч), низкого под­веса их над полом (менее 3 м) Наблюдались неравномернее об­лучение людей и в ряде случаев высокие дозы облучения. Так, на­пример, в кафе «Урал» (рис. 166) при высоте подвеса горелок 2,9 м Непосредственно под ними на уровне головы сидящего челове­ка плотность облучения достига­ла 6,1 кал/см2 • ч, у стен же вдали от горелок она составляла 0,6— 1 кал/см2 — ч.

На рис. 167 представлено рас­пределение доз облучения в кафе «Яуза». Как видно из рисунка, облучение по длине торгового за­ла весьма неравномерно и наи­большее его значение 2,8— 3 кал/см2 -ч имеет место под крайними рядами горелок. Это объясняется тем, что горелки среднего ряда были установлены ближе к вертикали, поэтому их излучение накладывалось на из­лучение горелок крайних рядов.

На рис. 168 показано распре­деление доз облучения человека

По длине торгового зала кафе «Спартак» при работе двух рядов (левого и среднего) горелок. Здесь также характерна большая неравномерность облучения не только между зонами под рабо­тающими и неработающими горелками, но и между зонами под горелками крайнего и среднего рядов на уровне стоящего чело­века. Это объясняется неправильным наклоном горелок средне­го ряда, излучение которых накладывается на излучение горе­лок крайнего (левого ряда).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИИ ЛЕГКОГО ТИПА ГОРЕЛКАМИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

10 12 Ik Расстояние от правой смены, м

Рис. 168. Распределение доз облучения на уровне головы си­дящего и стоящего человека по сечению I—I в типовом ка­фе «Спартак». Сплошная кри­вая — облучение на уровне си­дящего человека, пунктирная — на уровне стоящего человека

/ — горелки; 2 — остекленные стеньг; 3 — подача газа; 4 — вход

При испытаниях также выявился значительный перегрев ограждающих конструкций и внутреннего воздуха в торговых залах указанных кафе, если при достаточно высоких темпера­турах (0—6° С) наружного воздуха включаются все горелки.

Так, например, при температуре наружного воздуха 0; 6,5° С температура внутреннего воздуха на высоте 1 м от пола через довольно короткий промежуток времени (20—25 мин) подни­мается от 10—11 до 19—23° С. Температура пола — от 7 до 26° С. Температура остекленных стен — от 4 до 19° С.

Отсутствие горелок меньшей теплопроизводительности (до 2000—2500 ккал/ч) не позволило обеспечить в описанных зда­ниях необходимые равномерность и величину доз облучения, как это было достигнуто в кафе «Спорт».

На основании проведенных испытаний и более чем четырех­летнего опыта эксплуатации значительного числа типовых зда­ний общественного питания легкой конструкции в Москве мож­но сделать следующие выводы и рекомендации."

При удовлетворительных тепловых ощущениях людей, нахо­дящихся в кафе, температура ограждающих конструкций в ос­новном не совпала с теоретической, за исключением температу­ры пола при принятом режиме для температуры наружного воздуха от —6 до —15° С. Средняя температура потолка превы­шала расчетную на 7—35°, а средняя температура стен — на 2— 6°. Средняя температура воздуха внутри помещения почти совпа­ла с расчетной. Она либо превышала расчетную на 1—3° (при температуре наружного воздуха до —6°С), либо была ниже ее на 1—2°, (при температуре наружного воздуха ниже —15°С).

Колебание температуры воздуха внутри помещений по вы­соте в пределах роста человека не превышало 2—2,5°.

Наилучшие тепловые ощущения посетителей и обслуживаю­щего персонала кафе типа «Спорт» наблюдались при темпера­туре внутреннего воздуха 13—15° С и суммарной плотности (дозе) облучения их на уровне головы в пределах 40— 50 ккал/м2 • ч.

Потоки наружного воздуха, врывавшегося в помещение че­рез открываемую дверь, весьма отрицательно сказывались на тепловых ощущениях людей. Также отрицательно сказывалась инфильтрация наружного воздуха через неплотности в стеклян­ных панелях (стенах) здания.

Стабильность температуры ограждающих конструкций и внутреннего воздуха наступает через 20—25 мин после вклю­чения горелок.

Отопление газовыми горелками инфракрасного излучения при обеспечении нормальной работы приточно-вытяжной вен­тиляции не представляет опасности в смысле загрязнения внут­ренней атмосферы помещений окисью углерода или углекисло­той, а также повышения ее влажности.

Содержание СО в продуктах сгорания хорошо "отрегулиро­ванных горелок не превышает 0,005% по объему, т. е. не выхо­дит за пределы установленных норм.

Содержание СО в воздушной среде помещений, обогревае­мых горелками инфракрасного излучения, незначительно отли­
чается от содержания СО в наружном воздухе. В большинстве обследованных кафе содержание СО в помещениях после дли­тельной работы горелок не поднималось выше чем на 6—7 мг/м3.

Газовые горелки инфракрасного излучения также не пред­ставляют пожарной опасности, если они расположены не бли­же I м от сгораемых конструкций.

Вместе с тем отопление горелками инфракрасного излучения позволяет удлинять срок эксплуатации помещений легкого, да­же летнего типа.

Значительное влияние на*"работу газовых горелок инфракрас­ного излучения оказывает стабильность давления газа перед ними. Пределы колебания давления газа не должны превышать 20—25% номинала.

Как уже указывалось выше, устройство отопления с по­мощью горелок инфракрасного излучения более выгодно в зда­ниях большого объема. Примером такого отопления может слу­жить отопление производственных цехов завода тяжелых зубо­резных станков, осуществленное по проекту института Гипрониигаз. Отопление смонтировано в гидропескоочистном отделении литейного цеха. Цех имеет длину 30 и ширину 12 м. Объем отапливаемого помещения составляет 3450 мг. Стены цеха выполнены из кирпича (толщиной 2 кирпича), перекры­тие — из железобетонных плит толщиной 12 см, пол земляной.

Горелки ГИИ-8 теплопроизводительностью 6400 Ккаліч, ра­ботающие при давлении газа в 3000 мм вод. ст., в количестве 20 шт. подвешены к фермам на высоте 8 м от уровня пола.

Проведенные испытания данной системы отопления показа­ли следующие результаты.

Плотность облучения на уровне пола составила 238— 110 ккал/м2 • ч. Такая неравномерность облучения может объ­ясняться несоответствием расстояний между горелками вдоль и поперек здания.

При температуре наружного воздуха от —6,5 до —9,7° С и при скорости ветра 2,7 м/сек температура пола в середине зда­ния достигала 22,7° С. У внутренних стен она составляла при­мерно 22° С, у наружных стен — 18° С, в углах здания — 16,3° С.

Средняя температура внутренней поверхности наружных стен в рабочей зоне составляла около 18° С с понижением у по­ла до 17° С за счет инфильтрации наружного воздуха в ворота и окна. На высоте более 7 м температура наружных стен падает до 16° С, затем снова растет до 23° С. Такое явление объясняет­ся тем, что на уровне несколько выше 7 м стены выходят из зо­ны облучения, а выше 8 м они подогреваются продуктами сго­рания от горелок.

Температура внутреннего воздуха на высоте 0,5 от пола со­ставляла примерно 13° С, а на высоте от 1 до 4 м она равнялась 12° С. Выше 4 м от пола температура воздуха достаточно быст­ро росла почти по прямой и на высоте 10 м достигала 28° С.


Этот рост температуры воздуха объясняется нагревом его за счет сильной запыленности (в пределах 4—8 м от пола) и на­гревом продуктами сгорания (выше 8 м от пола).

Относительная влажность воздуха в рабочей зоне после 3 ч Работы горелок понизилась с 76 до 69%, а в зоне выше подвеса горелок, наоборот, поднялась до 83%.

Понижение относительной влажности в рабочей зоне объяс­няется повышением температуры воздуха, а в верхних горизон­тах— выделением значительного количества влаги при сгора­нии газа. Организованный отвод продуктов сгорания из верхней зоны здания, предусмотренный проектом, не был выполнен, по­этому повышались относительная влажность и температура воз­духа в этой зоне.

Опрос работающих в цехе показал, что более 90% испыты­вают хорошее тепловое самочувствие. Более 70% рабочих ощу­щают тепло сразу же, как только попадают с улицы в цех, 30% —через 0,5—1 мин.

Содержание окиси углерода в воздухе цеха (в рабочей зоне) до включения горелок составляло 0,002%. После 3 ч Работы горелок — 0,0027%, т. е. очень незначительно измени­лось.

С устройством лучистого отопления в данном цехе значи­тельно повысилась производительность труда рабочих и снизи­лась заболеваемость.

Таким образом, это еще раз подтверждает выгодность уст­ройства отопления производственных цехов горелками инфра­красного излучения. Конечно, следует и дальше вести всесто­роннее наблюдение за существующими системами лучистого отопления и осуществлять экспериментальные установки для накопления данных по их расчету.

При устройстве и эксплуатации систем отопления с помощью газовых горелок инфракрасного излучения помимо экономиче­ских факторов следует руководствоваться следующими сообра­жениями.

1. Для стабилизации давления газа перед горелками под­ключение их по возможности производить к сетям повышенного давления с установкой регулятора давления на всю группу горелок данного объекта.

2. Должно быть обеспечено надежное удаление продуктов сгорания. Выполнение вентиляционных систем следует осуще­ствлять в соответствии с указаниями, изложенными в § 3 на­стоящей главы.

3. В целях повышения к. п. д. горелок продукты сгорания целесообразно направлять через систему каналов, омываемых приточным воздухом, не снижая, однако, температуру их до точки росы.

4. Расстановку горелок следует производить так, чтобы обес­печивалось относительно равномерное и в допустимых пределах (дозах) облучение людей по всей площади и высоте помещения, на которых они могут находиться длительное время. При со­средоточении людей на определенных ограниченных участках помещения горелки следует устанавливать вблизи этих участков и сосредоточивать на них максимум излучения (в пределах до­пустимых норм).

Наилучшим решением в расстановке излучателей (горелок) является такое, при котором обеспечивается максимальная рав­номерность облучения человека по всей его поверхности от го­ловы до ног. При этом необходимо исключить возможность за­тенения, загораживания горелок от человека конструкциями здания, оборудованием, мебелью и т. д. Это может быть достиг­нуто путем установки большего числа горелок с меньшей их производительностью с учетом, конечно, экономической и тех­нической целесообразности.

5. Для возможности регулирования величины доз облучения при изменении температуры наружного воздуха или тепловы­делений внутри помещений, а также при облучении зданий солнцем рекомендуется горелки устанавливать ярусами по вы­соте (если это позволяет высота и конструктивное оформление помещения, а также оборудование, размещаемое в нем) или в виде панелей, состоящих из групп горелок и расположенных на одном уровне по высоте помещения. Регулирование плотности (дозы) облучения при таких размещениях горелок производит­ся путем поярусного выключения-включения их или путем вы­ключения-включения части горелок в панели. Одним словом, плотность облучения должна меняться не в отдельных зонах по­мещения, а во всех точках излучения, т. е. должно обеспечивать­ся сохранение равномерности и направления облучения. Нельзя допускать регулирования плотности излучения путем снижения теплопроизводительности горелок более чем в пределах 8—10% за счет уменьшения подачи газа в них. Это может вызвать не­полноту сгорания газа и образование окиси углерода и даже погасание горелок.

6. В зданиях с большими застекленными поверхностями в наружных стенах нецелесообразно допускать облучение этих поверхностей во избежание больших теплопотерь. В целях уменьшения «отрицательной радиации» остекленных поверхно­стей рекомендуется сочетать их с панелями из полированного алюминия, облучаемыми горелками.

Следует отметить, что использование полированного алюми­ния для облицовки внутренних поверхностей стен при отопле­нии инфракрасными горелками позволяет обеспечить комфорт­ные условия при выполнении этих стен с пониженным термиче­ским сопротивлением и уменьшить теплопотери через ограждающие конструкции. Особенно хорошо устраивать обли­цовку стен алюминием под остекленными поверхностями и меж­ду ними (простенки). В исключительных случаях можно допус-

16* 243 тить облучение остекленных поверхностей от пола на высоту 23 м, чтобы снизить «отрицательную радиацию».

7. Во всех случаях необходимо принимать меры против ин­фильтрации наружного воздуха в помещения, отапливаемые горелками инфракрасного излучения. Наружный вход должен быть оборудован шлюзом, обеспечивающим подогрев наруж­ного воздуха перед поступлением его в помещение.

8. В основу расчета отопления горелками инфракрасного из­лучения кладется определение высоты подвеса и расстояния между излучателями при обеспечении допустимых доз облуче­ния людей на уровне головы, а также равномерности облучения в пределах 10—20% номинала. Определение этих параметров производится по эпюрам облучения плоскости"для каждого ти­поразмера горелки.

9. Следует иметь в виду, что действие инфракрасного обо­грева в закрытом помещении после включения горелок сказы­вается лишь в нагреве излучением, падающим непосредственно на человека.

В этот период воздух еще холодный. Однако чем дольше действует отопительная установка, тем сильнее нагреваются окружающие конструкции и предметы, а от них и воздух. По­этому через некоторое время тепловые ощущения человека из­меняются в сторону повышения.

Учитывая это, следует после сравнительно длительного пе­риода работы горелок снижать плотность облучения.

10. Необходимо обеспечивать минимальную скорость движе­ния воздуха в зоне нахождения людей, обогреваемых инфра­красными излучателями. В противном случае их тепловые ощу­щения будут ухудшаться.

11. Материал пола должен обладать максимальной погло — щательной способностью инфракрасного излучения. В этом слу­чае пол быстро нагревается и благоприятно действует на тепло­вые ощущения человека.

12. При большом количестве горелок или высоком подвесе их над поверхностью пола следует применять дистанционное включение и выключение этих горелок. В других случаях можно пользоваться ручным зажиганием.

13. При эксплуатации горелок необходимо следить за их чи­стотой. Пыль и копоть от факелов при ручном зажигании следу­ет немедленно удалять, в противном случае сгорание газа может быть неполным.

14. При отсутствии автоматического контроля за горением газа в горелках должно быть обеспечено непрерывное наблю­дение за их работой.

15. После длительного перерыва в работе системы отопления горелками инфракрасного излучения (на летний период) поми­мо проверки работоспособности и плотности всей запорно-регу — лирующей арматуры, приборов и автоматических устройств не — 244, обходима очистить от пыли и грязи все горелки. Лучше всего следует производить обдувку горелок сжатым воздухом или об­работку пылесосом.

16. При ручном зажигании горелок (факелом) следует под­нести огонь к излучающей поверхности горелки, а затем открыть газовый кран.

17. При эксплуатации газовых горелок инфракрасного излу­чения должны строго выполняться все требования безопасности, относящиеся к газовым приборам, устанавливаемым в поме­щениях.

18. При проектировании особое внимание необходимо уде­лить расположению газовых горелок по отношению к строитель­ным конструкциям зданий, выполненным из сгораемых или трудносгораемых материалов, не допуская перегрева последних.

Все высказанное выше свидетельствует о возможности ши­рокого применения инфракрасных газогорелочных устройств в системах отопления зданий из легких строительных конструк­ций, как, например, кафе, крытые рынки, рестораны, столовые, буфеты, магазины, гимнастические залы, бассейны, крытые ста­дионы и другие отапливаемые спортивные сооружения и т. д.

В производственных зданиях и помещениях, отнесенных по пожарной опасности к категориям А, Б и В, применение газовых горелок инфракрасного излучения не допускается.

Производственные неутепленные здания, помещения и от­дельные рабочие места также могут отапливаться при помощи газовых горелок инфракрасного излучения, действующих перио­дически.

Ваш отзыв

Рубрика: ГАЗОВЫЕ ГОРЕЛКИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *