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

КритерийТёплый водяной полРегистры / КонвекторыТепловентиляторыГазовые/электрические излучателиВодяные 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

ПараметрЗначение
рабочее давлениедо 12 атм
испытательное давлениедо 16 атм
максимальная температура теплоносителя95 °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 модулей2000, 3000, 4000, 5000, 6000 мм (по заказу – 1000 мм и другие размеры, не кратные 1000 мм)
максимальная длина панели при последовательном соединениидо 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 монтажпотолочный, вертикальный подвес, крепление к стенам
тепло/хладоносительвода или водно-гликолевые смеси
тип регулирования мощностикачественное (изменение температуры) и количественное (изменение расхода) с использованием запорно-регулирующей арматуры
покрытиепорошковая краска, стандартно – белый RAL 9003, возможно окрашивание в любой цвет RAL
материал трубсталь оцинкованная, диаметр 18 мм
материал экранастальной лист 0,5 мм
теплоизоляциятолщина 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.

Фонд развития инновационного предпринимательства
Оставить обращение можно по указанным контактам: