2021 год
Энергосберегающая система для обогрева и охлаждения помещений
Задача: поиск партнёров и заказчиков на территории Республики Казахстан.
Результат: участие в офлайн-конференции в г.Астане (Республика Казахстан), получение заказов от клиентов.
Современное энергоэффективное климатическое решение для помещений различного назначения, работающее по принципу длинноволнового инфракрасного излучения. Система представляет собой потолочные водяные панели, которые в холодный период года обеспечивают комфортный обогрев, а в тёплый – мягкое охлаждение без сквозняков.
В отличие от традиционных конвективных систем (радиаторы, регистры, тепловентиляторы), данная технология не нагревает воздух напрямую. Тепло передаётся излучением от поверхности панелей к полу, стенам, оборудованию и телу человека, а воздух прогревается вторично – от этих нагретых поверхностей. Такой подход радикально меняет распределение тепла в помещении и позволяет избежать основной проблемы высоких и объёмных помещений – температурной стратификации.
Проблемы, которые решает система
В помещениях высотой от 4 метров и выше при использовании конвекционных приборов отопления тёплый воздух поднимается вверх и скапливается под потолком в виде «перегретой подушки». На каждый метр высоты температура воздуха увеличивается на 2–3 °C. В цехах, гипермаркетах, спортивных аренах и складских комплексах высотой около 15 метров разница температур между рабочей зоной (на уровне пола) и потолком может достигать 15–30 °C. Это приводит к:
- колоссальному перерасходу энергоносителей на отопление;
- перегреву хранящейся под потолком продукции, сокращению сроков её годности;
- повреждению опорных конструкций здания из-за неоднородного линейного расширения материалов;
- дискомфорту для персонала, работающего внизу, где температура часто ниже норматива.
Предлагаемая система полностью нейтрализует этот эффект, так как излучение направлено вниз и греет непосредственно рабочие поверхности, а не воздух. Тепловой поток распределяется равномерно, создавая единый температурный режим по всей высоте помещения.
Принцип действия
Основой системы являются стальные излучающие экраны, в которые методом запрессовки встроены стальные оцинкованные трубы. Такая конструкция обеспечивает плотный контакт труб с экраном на протяжении большей части их поверхности (около 75% площади трубы охватывается каплеобразным профилем экрана). Теплоноситель (горячая вода) движется по трубам и передаёт тепло стенкам труб, а затем – непосредственно излучающему экрану.
Разница температур между нагретым экраном и окружающими поверхностями создаёт поток длинноволнового инфракрасного излучения, подобного солнечному теплу. Лучи свободно проходят через прозрачный для них воздух, не нагревая его по пути, и поглощаются полом, стенами, оборудованием и предметами интерьера. Именно эти объекты становятся вторичными источниками тепла, от которых уже прогревается воздух в помещении.
Такой механизм теплообмена позволяет:
- сократить расчётную температуру воздуха на 3–4 °C по сравнению с конвективным отоплением (согласно нормативным документам);
- снизить теплопотери через верхнюю зону помещения;
- быстро восстанавливать температуру после открывания ворот или дверей (благодаря нагреву массивных поверхностей).
Конструктивные особенности
Излучающий модуль состоит из:
• стального листа толщиной 0,5 мм, выполняющего роль экрана;
• четырёх стальных оцинкованных труб диаметром 18 мм, запрессованных в экран;
• теплоизоляционного слоя толщиной 40 мм, уложенного сверху внутрь экрана для минимизации конвективных потерь.
Соединение модулей осуществляется с помощью пресс-фитингов или муфт с резьбой 3/4, что обеспечивает надёжность и герметичность. Стыки закрываются декоративными накладками. Путём последовательного соединения модулей можно формировать панели любой длины – вплоть до 60 м.
Покрытие – стандартно порошковое окрашивание в белый цвет (RAL 9003), по запросу – любой цвет по каталогу RAL.
Дизайн-исполнение для помещений с повышенными эстетическими требованиями представляет собой гладкие панели с возможностью встраивания в подвесные потолки типа «Армстронг». Они могут иметь разнообразные формы и цвета, а также оснащаться встроенными светильниками.
Сравнение с альтернативными системами отопления
| Критерий | Тёплый водяной пол | Регистры / Конвекторы | Тепловентиляторы | Газовые/электрические излучатели | Водяные излучатели | |
| Отсутствие шума | + | + | – | + | + | |
| Равномерный прогрев всей площади | + | – | – | – | + | |
| Не занимают полезную площадь | – (пол) | – | – | + | + | |
| Свободная расстановка оборудования | – | – | – | + | + | |
| Допустимость в пожаро- и взрывоопасных помещениях | + | + | + | – (часто) | + | |
| Возможность работы на любом топливе | + | + | + | – (привязан к газу/электричеству) | + | |
| Возможность охлаждения | – (только обогрев) | – | + (но с конденсатом) | – | + (сухое охлаждение) | |
| Не перемешивают пыль и аллергены | + | + | – | + | + | |
| Не сжигают кислород, не сушат воздух | + | + | – | – (газовые) | + | |
| Не требуют подвода электричества к каждому прибору | + | + | – | – | + | |
| Не требуют обслуживания (фильтры, вентиляторы) | + | + | – | + | + | |
| Сокращают эксплуатационные расходы | – | – | – | + (но дорогой энергоноситель) | + (до 52%) |
Особое преимущество водяных излучателей – отсутствие «эффекта костра», характерного для высокотемпературных газовых и электрических ИК-излучателей. Температура поверхности панелей находится в диапазоне 25–95 °C, что создаёт длинноволновое излучение, сопоставимое по длине волны с собственным излучением человеческого тела. Это обеспечивает комфортное ощущение тепла даже при более низкой температуре воздуха, позволяет находиться под панелями круглые сутки без перегрева.
Энергетическая и экологическая эффективность
Благодаря физике лучистого теплообмена система обеспечивает сокращение годовых затрат на отопление до 52% по сравнению с традиционными конвективными системами. Экономия возрастает с увеличением высоты помещения.
Дополнительный эффект достигается за счёт:
- снижения расчётной температуры воздуха на 3–4 °C (нормативное требование для лучистого отопления);
- применения автоматики, которая поддерживает заданную температуру только в рабочее время и снижает её в нерабочие часы;
- исключения потерь тепла через верхнюю зону помещения.
При использовании системы для охлаждения (в летний период) экономия электроэнергии на работу чиллера составляет до 25% благодаря возможности повысить температуру охлаждающей воды (нет риска конденсата, так как панели не создают точечного переохлаждения воздуха).
С экологической точки зрения сокращение потребления топлива ведёт к пропорциональному снижению вредных выбросов в атмосферу – до 52% меньше CO₂ и других продуктов сгорания. Также уменьшается энергия, затрачиваемая на добычу и транспортировку энергоносителей.
Автоматизация и управление
Система комплектуется блоками автоматики, которые позволяют:
- поддерживать заданную температуру в каждой зоне помещения с учётом тепловыделений от работающего оборудования;
- программировать суточные и недельные графики работы (снижение температуры в нерабочие часы, выходные и праздничные дни);
- осуществлять удалённый контроль и управление через интернет со смартфона или компьютера;
- интегрироваться в общую систему «Умное производство» или диспетчерскую здания.
Области применения (детализировано)
Система наиболее востребована для помещений с высотой потолков от 4 до 50 метров, а также для объектов, где важны эстетика, пожарная безопасность и комфорт:
- производственные цеха – машиностроение, деревообработка, металлообработка, лёгкая промышленность, пищевое производство (в том числе цеха с высокой влажностью и агрессивной средой – специальное исполнение);
- покрасочные цеха и камеры – отсутствие движения воздуха предотвращает оседание пыли, снижает затраты на сушку и шлифовку изделий, позволяет соблюдать строгие противопожарные нормы;
- складские комплексы – для хранения сырья, готовой продукции, в том числе лакокрасочных материалов, химикатов, фармацевтики (температурный режим сохраняет полезные свойства товаров, отсутствие конденсата предотвращает порчу упаковки);
- спортивные сооружения – ледовые дворцы, футбольные и легкоатлетические манежи, теннисные корты, бассейны, крытые тренировочные площадки. Отсутствие сквозняков и сухости воздуха критически важно для спортсменов;
- торговля и ритейл – гипермаркеты, строительные магазины, мебельные салоны, выставочные залы. Потолочный монтаж даёт свободу перепланировки и выкладки товара, а также исключает перегрев товаров под потолком;
- автоцентры и СТО – отлично подходят для зон с постоянно открывающимися воротами, быстро восстанавливают температуру, не занимают стеновое пространство, необходимое для стеллажей и оборудования;
- транспортная инфраструктура – вокзалы, аэропорты, тепловозные депо, ремонтные мастерские. Панели не боятся вибраций, просты в обслуживании и обеспечивают равномерный обогрев огромных пространств;
- гостинично - ресторанный бизнес – рестораны, фуд-корты, конференц-залы, лобби-зоны. Дизайн-панели вписываются в любой интерьер, а бесшумная работа и отсутствие сквозняков повышают комфорт гостей;
- образовательные и медицинские учреждения – школы, детские сады, спортзалы, переходные галереи – безопасно для детей, снижает заболеваемость;
- животноводческие комплексы – родильные отделения, молочно-товарные фермы. Панели снижают заболеваемость животных, сокращают затраты на корма и создают оптимальные условия для приплода.
Результаты эксплуатации в реальных условиях
Система успешно эксплуатируется с 2014 года на более чем 300 объектах в России, Беларуси, Казахстане, Украине, Кыргызстане, Армении и Узбекистане. Многие предприятия внедряли систему поэтапно: сначала на одном цехе или очереди, затем, убедившись в эффективности, расширяли на весь комплекс. Характерные результаты:
- снижение установленной мощности теплогенераторов – на одном из заводов удалось заменить два котла по 100 кВт на один котёл той же мощности (экономия капитальных затрат и обслуживания);
- сокращение месячных расходов на отопление до 12 тыс. руб. для помещения площадью более 1000 м² и высотой 8 м в самый холодный месяц (по сравнению с более 30 тыс. руб. при использовании тёпловентиляторов);
- исключение потерь от конденсата на окнах – благодаря повышению температуры внутренней поверхности остекления;
- снижение заболеваемости персонала – за счёт отсутствия перепадов температуры, сквозняков и сухости воздуха, что особенно отмечается на предприятиях с высокой проходимостью и открывающимися воротами;
- быстрое восстановление температуры – после открытия ворот на 3–4 часа для разгрузки транспортных средств температура возвращается к заданной в течение короткого времени, тогда как конвекционные системы тратят на это значительно больше времени.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | |
| рабочее давление | до 12 атм | |
| испытательное давление | до 16 атм | |
| максимальная температура теплоносителя | 95 °C (для водно-гликолевых смесей – до 130 °C) | |
| водородный показатель теплоносителя (pH) | 7–8,5 | |
| относительная влажность воздуха в помещении (для стандартного утеплителя) | не более 75% (для влажных помещений – специальное исполнение с утеплителем из экструдированного пенополистирола) | |
| стандартные длины излучающих модулей | 2000, 3000, 4000, 5000, 6000 мм (по заказу – 1000 мм и другие размеры, не кратные 1000 мм) | |
| максимальная длина панели при последовательном соединении | до 60 м | |
| геометрические размеры дизайн-панелей (стандарт) | 590×590 мм, 380×1100 мм (изменяются под заказ) | |
| возможность монтажа в подвесной потолок типа «Армстронг» | да | |
| допустимый монтаж | потолочный, вертикальный подвес, крепление к стенам | |
| тепло/хладоноситель | вода или водно-гликолевые смеси | |
| тип регулирования мощности | качественное (изменение температуры) и количественное (изменение расхода) с использованием запорно-регулирующей арматуры | |
| покрытие | порошковая краска, стандартно – белый RAL 9003, возможно окрашивание в любой цвет RAL | |
| материал труб | сталь оцинкованная, диаметр 18 мм | |
| материал экрана | стальной лист 0,5 мм | |
| теплоизоляция | толщина 40 мм, для влажных помещений – экструдированный пенополистирол |
Заключение
Система представляет собой проверенное, высокоэффективное и экономичное решение для широкого спектра объектов – от промышленных гигантов до дизайнерских интерьеров. Сочетание физических принципов, продуманной конструкции и современных средств автоматизации позволяет достигать существенной экономии ресурсов, повышать комфорт и безопасность персонала, а также снижать экологический след. Отсутствие движущихся частей и фильтров обеспечивает многолетнюю бесперебойную работу без затрат на обслуживание. Все это делает систему оптимальным выбором для климатизации как новых, так и реконструируемых зданий с нормируемой теплозащитой.