關(guān)于高大廠房燃氣輻射采暖的應(yīng)用淺析

李雪怡 閆立成

【摘要】國內(nèi)高大空間廠房長期處于以傳統(tǒng)的空氣對流散熱器采暖為主的采暖方式，不僅要求布置散熱器數(shù)量多占用空間，而且熱能有效利用率低，熱量損失大。針對這種現(xiàn)狀由此產(chǎn)生了燃氣輻射型采暖方式。這種采暖方式具有室內(nèi)溫度梯度小，熱損失小，布置靈活，高效節(jié)能等優(yōu)點?？梢愿玫慕鉀Q高大廠房因傳統(tǒng)采暖方式產(chǎn)生的一系列問題，更好的適合高大空間建筑物使用。

【關(guān)鍵詞】高大廠房；燃氣輻射采暖；熱負荷；應(yīng)用

引言：

近年來，隨著能源的緊張，新能源的不斷開發(fā)應(yīng)用，作為清潔能源的天然氣的大量開采，西氣東輸工程等一系列重大項目的啟動，全國各地區(qū)所蘊藏的豐富能源資源，正源源不斷輸往中東部地區(qū)，給中東部地區(qū)帶來了燃料結(jié)構(gòu)的新變化。燃氣在我國能源中所占的比重越來越大，燃氣自身的環(huán)保、高效等優(yōu)點，也使使得燃氣的應(yīng)用范圍越發(fā)廣泛。

一、燃氣輻射采暖

燃氣輻射型供暖是利用天然氣、液化石油氣或人工煤氣等可燃氣體，在特殊的燃燒裝置內(nèi)燃燒而輻射出各種波長的紅外線進行供暖的，紅外線是整個電磁波波段的一部分。不同波長的電磁波，接觸到物體后，將產(chǎn)生不同的熱效應(yīng)。由于波長在0.76～1000微米之間的電磁波，尤其是波長在0.76～40微米之間的電磁波，具有非色散性，因而能量集中、熱效應(yīng)顯著，所以被稱為熱射線或紅外線。利用燃氣的這一特性，進行采暖是一種理想的方式，燃氣燃燒，其輻射管發(fā)出的紅外線波長，正好全部在此范圍內(nèi)。由于輻射熱先是被建筑物、人體、設(shè)備等各種物體所吸收，并轉(zhuǎn)化為熱能。吸收了熱的物體，本體溫度升高，再一次以對流的形式加熱周圍的其他物體，如大氣等。所以，室內(nèi)的空氣溫度，不會產(chǎn)生嚴重的垂直失調(diào)現(xiàn)象。因此其熱能的利用率很高，并使人體感覺很舒適。

二、燃氣輻射系統(tǒng)

燃氣輻射采暖系統(tǒng)設(shè)備是由：發(fā)生器、輻射管、反射板、風(fēng)機（正壓）或真空泵（負壓）、廢氣排放裝置、控制箱和吊架加吊鏈等五金配件等幾部分構(gòu)成。

三、系統(tǒng)組成

1.發(fā)生器

發(fā)熱室內(nèi)通過電子激發(fā)氣體而產(chǎn)生熱量的一種裝置。也叫熱發(fā)生器、燃燒器、輻射加熱器。將燃氣管道配給的天然氣燃燒，然后將燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔馑偷捷椛涔芫W(wǎng)內(nèi)部。熱發(fā)生器是個可獨立工作的全自動燃燒機。由調(diào)壓器、負壓檢測閥、雙級燃氣電磁閥、火焰?zhèn)鞲衅?、點火針、自動電子控制器和燃燒頭等構(gòu)件組成。

2. 輻射管

由一定直徑的不銹鋼管連接組成。熱量發(fā)生器將天然氣燃燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谳椛涔芫W(wǎng)中流動以加熱輻射管表面，表面溫度最高可達 340攝氏度 。加熱后的輻射管將發(fā)生器產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉄崃哭D(zhuǎn)換成4-20?m的紅外線向采暖空間內(nèi)輻射。

3.反射板

是指覆蓋在輻射管上方的不銹鋼板或熱浸鋁制板，通過此部件向地面及人體輻射熱量。其借助反射板的獨特設(shè)計最大程度的將遠紅外線反射到地面，降低不必要的對流損失。

4. 真空泵

是指一個能與全封閉電機連接，通過風(fēng)機把天然氣燃燒后的殘余物經(jīng)過排煙道排放到室外，使系統(tǒng)內(nèi)形成一定的負壓，并使熱流體在輻射管內(nèi)流動的裝置。真空泵運行最高溫度可承受200攝氏度。

6.控制箱

控制箱能及時檢測采暖空間的溫度和輻射管網(wǎng)內(nèi)的真空度，當輻射采暖系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，控制箱立即關(guān)閉系統(tǒng)上的所有熱量發(fā)生器和供氣管網(wǎng)；當采暖空間的溫度達到了系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的溫度時，系統(tǒng)控制器將關(guān)閉熱量發(fā)生器和供氣管線，系統(tǒng)停止工作。

四、各部件功能

1. 發(fā)生器的功能

1.1通過燃氣管網(wǎng)供給的天然氣與助燃空氣在此混合，經(jīng)電極點火器點火燃燒并與冷空氣混合在其推動下進入輻射管網(wǎng)。

1.2發(fā)生器的安全措施由裝置在其內(nèi)部的火焰?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測控制。

2.輻射管的功能

輻射管將發(fā)生器所產(chǎn)生的熱量通過安裝在其上部的反射板定向的輻射到目標區(qū)域。

3.風(fēng)機、真空泵的功能

3.1為了保證系統(tǒng)的安全運行，排除系統(tǒng)的殘氣。風(fēng)機與真空泵需先于系統(tǒng)其它部件啟動并停止于系統(tǒng)其它部件關(guān)閉之后。

3.2為系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，提供必要的助燃空氣和冷空氣以及使系統(tǒng)內(nèi)部形成一定的負壓促進燃氣在系統(tǒng)中的流動。

4.廢棄排放裝置的功能

將發(fā)生器燃燒過程中產(chǎn)生的廢氣單獨或多個組成在一起向室外排出。

5.控制箱的功能

5.1控制箱統(tǒng)一檢測燃氣輻射型采暖系統(tǒng)的安全性，控制燃燒器的點火電極、檢測溫度傳感器信號，并通過模塊對信號進行分析，決定發(fā)生器及風(fēng)機或真空泵等部件的啟動與停止狀態(tài)。

5.2控制箱對所需采暖區(qū)域及目標進行自動溫控調(diào)節(jié)劑控制，根據(jù)室內(nèi)溫度的變化情況及恒溫的要求進行系統(tǒng)自動開啟與關(guān)閉的控制。

五、燃氣輻射采暖的優(yōu)勢

1.安全。①對外供燃氣自動零壓調(diào)節(jié)；②真空預(yù)啟動檢測；③輻射采暖系統(tǒng)負壓運行；④采暖空間無明火供熱；⑤關(guān)閉后充分排空；⑥輻射采暖系統(tǒng)的超欠壓保護。

2.高效。燃氣輻射采暖方式，采用獨特的燃燒技術(shù)、穩(wěn)定、可靠的負壓運行模式、再匹配上全自動控制方式，燃氣輻射采暖的供熱效率高達95%左右。而且燃氣輻射采暖系統(tǒng)啟動快，升溫快，停機快，降溫慢，在設(shè)備啟動后能立即供熱，并能在 5 分鐘內(nèi)解除人體和物體的冷感覺。

3.節(jié)能。輻射采暖系統(tǒng)比傳統(tǒng)的對流采暖系統(tǒng)節(jié)能50%。設(shè)計計算負荷至需其他采暖系統(tǒng)計算負荷的80%-85%即可使室內(nèi)氣溫達到同樣的溫度效果。同時輸出設(shè)計比傳統(tǒng)對流采暖系統(tǒng)設(shè)計低2-4度，室內(nèi)溫度梯度控制穩(wěn)定，溫差小。

4.經(jīng)濟。燃氣紅外線輻射采暖比傳統(tǒng)對流采暖能節(jié)約50%以上的采暖費用，可根據(jù)采暖工作需要隨時開啟或關(guān)閉系統(tǒng)以節(jié)省能源；以天津為例，燃氣紅外線輻射采暖普遍能節(jié)約80%以上的采暖費用。同時，燃氣紅外線輻射采暖系統(tǒng)還比傳統(tǒng)的采暖系統(tǒng)減少管理維護人員90%。

5.舒適。相對于傳統(tǒng)對流式采暖系統(tǒng)的熱媒采暖，首先熱能通過鍋爐房，由室外熱網(wǎng)進入到室內(nèi)，再以空氣對流的方式由散熱器加熱物體，這樣熱能損失較大，利用率不高。而燃氣輻射型采暖系統(tǒng)直接使室內(nèi)被加熱物體得到熱量，這種采暖方式供熱均勻，且無熱風(fēng)吹拂粉塵，干凈衛(wèi)生。

6.環(huán)保。燃氣紅外線輻射采暖系統(tǒng)天然氣燃燒尾氣的排放對大氣環(huán)境幾乎無任何污染，經(jīng)相關(guān)部門抽測，煙氣中 CO 含量為 0.0199%，CO2含量為 5.4%，具有良好的環(huán)保效果，其技術(shù)符合環(huán)保要求。

六、結(jié)束語

燃氣輻射型采暖系統(tǒng)可用于建筑物室內(nèi)全面、局部采暖和室外工作地點的采暖。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在各國生產(chǎn)廠商，已有多種新型的燃氣采暖設(shè)備，具有節(jié)能、高效、衛(wèi)生、舒適、運行費用低等特點。該采暖方式尤其適用于有高大空間的建筑物采暖。隨著我國燃氣項目的大規(guī)模發(fā)展，國家政策的大力扶持，這種采暖方式的應(yīng)用必將不斷增加。

七.參考文獻：

[1] 王海波，羅江平，吐爾遜，等.燃氣輻射采暖應(yīng)用探討[J].石油規(guī)劃設(shè)計，2003（9）：61-62.

[2] 高曄明3 高大廠房燃氣輻射供熱的研究與應(yīng)用[J]. 山西能源與節(jié)能.2009，（4）：50-52

[3] 蔡德源，許志浩.高大建筑空間采暖方式的分析[J].西南交通大學(xué)學(xué)報，2002，37（3）：269-272.