高大空间燃气红外线辐射供暖技术的应用研究

王玉宝

摘要:燃气红外线辐射供暖技术尤其适用于传统供暖方式难以解决的场所。现主要对燃气红外线辐射供暖技术,及其在大庆油田天然气分公司南区活动中心现场应用、设计中应注意的问题进行探讨研究。

Abstract:Gas infrared heating technology is especially suitable for the heating in these places.The thesis discusses the gas infrared heating technology and the application in the southern area of Daqing Oilfield Gas Company.The design problems that we should pay attention to are also discussed.

关键词:燃气红外线辐射供暖技术;高大空间;设计

Key words: gas infrared heating technology; high and large space; design

中图分类号:TK16 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0086-01

0引言

目前我国采暖系统绝大部分采用蒸汽或热水作为介质,通过空气对流传热形式来取暖。一些高大空间建筑若采用传统的供暖系统存在的问题较多,主要有房间高、跨度大空间温度分布不均匀,竖向温度梯度偏大等。而采用燃气红外线辐射供暖技术则可完全解决以上的诸多问题。

1燃气红外线辐射供暖系统的组成和基本原理

燃气红外线辐射供暖系统可由一个或多个独立的系统组成,每个独立的系统由燃烧器、辐射管路及反射板、风机或真空泵、废气排放装置和温度控制器等组成。

基本原理为:燃气红外线辐射供暖系统由风机或真空泵驱动,使热流体在系统的辐射管路内流动,并将废气排放到室外。辐射管路和其上方的反射板一同向下方空间辐射热量。当红外射线接触人和物体时,其能量被实物表面吸收并变热。受热表面自身二次辐射又使附近的空气温度升高,从而把热量释放到工作空间。

2燃气红外线辐射供暖技术的优点

2.1 安全性高:系统在正常运行的时侯燃气与空气的流量比基本上是常数,只有在负压状态下管路内的气体才能流动,从而避免了燃气的泄漏问题。再者辅以燃气泄漏自控系统和报警系统,对系统的运行进行随时的监控。

2.2 体验舒适:燃气红外线辐射供暖技术的辐射强度高、效果好,减少了围护结构表面对人体的冷辐射,此时人的实感温度高于环境的空气温度,所以人体有较好的舒适感。

2.3 高效节能:燃气红外线辐射供暖技术由于辐射面积大而均匀,传热损失相应减少,系统节能效果显著 。同时辐射器的燃烧又非常完全,因此整个供暖系统的热量得以充分利用。

2.4 环保及安装简洁:燃气红外线辐射供暖系统的气源为天然气等洁净能源,燃烧产物中无硫化物、无粉尘实现了环保要求。在安装方面与传统的散热器供暖系统相比,不需要在室内布置散热器及配套管道,因此可不占用建筑面积,安装简洁方便。

3天然气南区活动中心燃气红外线辐射供暖技术应用举例

2008年天然气分公司对南区职工活动中心进行了大规模的维修,羽毛球和乒乓球运动馆就采用了燃气红外线辐射供暖技术。场地规模(长×宽)分别为:羽毛球运动场地35m×16m,乒乓球运动场地12m×16m。共需采暖面积为752m2,经过设计和计算,选用4套独立的燃气红外线辐射供暖系统。

3.1 辐射器的布置燃气红外线辐射供暖技术设计的关键是将辐射器布置在靠近外墙或负荷大的区域上方,故其最佳安装位置应视具体的环境而定。正确的设计可保证系统具有最高的热效率和辐射效率。在南区职工活动中心维修项目中由于两个运动场地相对较大,4套独立的燃气红外线辐射系统平均分配在两个运动场地上方,平均辐射面积为188平方米/套,辐射器选择距离外墙1.5m。从现场亲身实践感受红外线辐射供暖效果确实给人较好的舒适感,且房间热舒适均匀。

3.2 辐射器的安装高度设计燃气红外线辐射器的安装高度应根据人体的舒适度来确定,但不应低于3m。若燃气红外线辐射器安装高度过高时,随着安装高度的增加,空间的温度梯度将会增大。

结合理论知识和联系运动场地的实际情况,本次设计辐射器的安装高度为7.25m,燃气管线的安装高度为7.80m。从现场的实际辐射供暖效果看这个设计高度是合理的,且从可测的高度范围内温度梯度变化不大。

3.3 燃气管道的设计本次设计在燃气总管上安装了调压箱和流量计,用以严格保证供气的压力及供气量。在燃气的入口锅炉房处设置紧急切断电磁阀,当发生燃气泄露或火灾事故时,报警系统能自动连锁并自动切断燃气的供应系统,从而保障燃气红外线辐射系统和活动中心的用气安全。

本次设计选用的燃气红外线辐射供暖系统单套设备的额定耗气量为4.76m3/h,修正耗气量为5.06m3/h,4套设备总耗气量为20.24m3/h。在燃气总管上选用流量为50m3/h,出口压力为3kPa的调压箱。经过设计和计算选用DN40的燃气总管,各燃气支管选用DN25的管线,可完全保证在安全低压力下的用气量的供应。

3.4 烟气排放系统烟气排放系统中尾管、公共尾管的布置应在确定真空泵后,计算尾管真空度、沿程及局部阻力,并平衡各分支管道的压力和流量后确定。

3.5 燃气红外线辐射系统安装要求设计中应确保整个系统为负压运行方式,对供暖空间无泄漏、无明火燃烧。燃气在辐射器内负压燃烧,烟气由真空泵排出室外。辐射器严禁安装在地下室和有易燃、易爆气体、粉尘的场所。辐射器的安装在沿气流方向应有0.003的坡度,烟气排放系统在沿气流方向应有0.005以上的坡度,并在真空泵前设集水器和排水器,且考虑采取防冻措施。

4结论

燃气红外线辐射供暖技术是一种安全性高、高效节能、体验舒适的新型供暖系统,有利于节能环保,且安装简洁。从天然气分公司南区职工活动中心的良好应用效果可推测,燃气红外线辐射供暖技术在高大空间的建筑物供暖领域应有广阔的应用和发展前景。

参考文献:

[1]GB 50019-2003,采暖通风与空气调节设计规范[S].

[2]GB 50028-2006,城镇燃气设计规范[S].

[3]薄迎.大空间建筑燃气红外线辐射供暖系统的探讨[J].煤气与热力,2005,25(9).

[4]高井刚,王伟,方修睦.辐射供暖技术的发展与研究[J].煤气与热力,2007,27(11).

[5]张晓明.新型大空间远红外线辐射供暖技术应用分析[J].节能,2006(6).