燃氣紅外線輻射供暖的應用與設計

                     

引言

　　燃氣紅外線輻射供暖的工作原理為：燃燒天然氣、液化天然氣或液化石油氣（人工煤氣也可用，但熱值低，燃燒產物中有害物量較多，應用漸少），加熱輻射金屬管、板或陶瓷板，使其產生直接熱輻射（也稱1次輻射）和受熱房間圍護結構內表面和設備等表面的2次輻射及對流換熱，為采暖區創造舒適的微氣候條件。它也能用于生產工藝性加熱，但主要用于供暖，因此以下簡稱燃氣輻射器供暖。燃氣輻射器構成：燃氣燃燒器，輻射管或板，反射罩，調節、控制和安全保障組件。

　　1、燃氣輻射器供暖具有高效、節能的優點

　　高大建筑物倘用傳統的散熱器（暖氣片）作放熱設備，大跨度房間難布置。有的車間墻上放滿散熱器，靠自然對流放熱為主的這種供暖方式造成上下溫度梯度大，達0.5～1.0℃/m，使房頂下空氣溫度高達32℃，但2m以下人停留的工作區空氣溫度分布不均，有的地方只有3℃～5℃。供熱系統不是為建筑、為室內空氣服務的，而應以人為本，除滿足生產工藝要求外，以人員舒適與降低能耗為主要目標。倘用散熱器加暖風機或集中空氣處理送暖風方式，既占建筑面積，又會造成揚灰，影響衛生和人體健康，在某些場合還被禁用。至于敞開、半敞開場地的供暖，使用燃氣輻射器更有無可比擬的優點。

　　燃氣輻射器金屬管中平均溫度為180℃～550℃，產生3.5μ～5.5μ波長的紅外線穿過空氣層，被人體、物體吸收，熱效應顯著。地面溫度高出周圍空氣溫度4℃～8℃，地面、墻面、物體溫度和2次輻射可使2m以下的工作區空氣溫度分布均勻，造成舒適的微氣候。輻射器采暖房間的工作區溫度可比對流采暖方式低2℃～3℃，能滿足同樣的舒適度。房屋上下溫度梯度小，上部空氣溫度不高，無效熱損失減小。

　　當用蒸汽或熱水鍋爐供暖時，設小鍋爐η=70%，外網熱媒輸送熱損失5%，內網及設備熱損失10%.

　　則總效率η＝0.7×0.95×0.9≈60%，而燃氣輻射器供暖η可達90%以上。燃氣輻射器能實現完全自動化工作，調節靈活，熱惰性小，無效熱損失少，與傳統方式比，一個采暖期可節能33%～50%.此外，它的優點還有：房間氣流速度小，減少灰塵和其它有害物飛揚，工作時無噪聲，不會凍結，安裝工期短等等。

　　2、燃氣輻射器供暖應用范圍

　　燃氣輻射器可用于：

　　1）生產車間的工作區或工作點（當應用于高大空曠、工作點分散的車間時，優點尤為明顯）；

　　2）露天作業場所的工作區、工作點（具有其它供暖方式無可比擬的優點）；

　　3）人員短暫停留的民用建筑和敞開場地。例如：車站月臺、汽車候車室、體育運動場館、展覽館、露天或半敞開市場等等；

　　4）處于施工過程中的房屋和構筑物的加熱；

　　5）材料和設備所需的工藝性加熱；

　　6）敞開場地、半敞開場地的融雪，房屋和構筑物屋面的融雪。

　　3、設計中應注意事項

　　設計時必須遵守有《JBJ10-96機械工廠采暖通風與空氣調節設計規范》、《GBJ16-87建筑設計防火規范》、《GB50028-9城鎮燃氣設計規范3》、《GB50316-2000工業金屬管道設計規范》、《GB50235-97工業金屬管道施工與驗收規范》和《工業企業設計衛生標準》等。

　　1）燃氣輻射器嚴禁安裝在地下室和有易燃、易爆氣體、粉塵和介質的場所。對輻射器燃燒產物即尾氣的排放問題規定為：“尾氣為二氧化碳和水蒸汽。在農作物、蔬菜、花卉溫室等特殊場合，允許尾氣直接排至室內”。一些高大建筑實例數據表明，尾氣中CO含量不超過0.0199%，CO2不超過5.4%（隨各國產品不同而不同）。有害物CO<100mg/kWh，NOx<150mg/kWh，每kW裝機容量需通風量為10m3，當高大建筑冷風滲透造成相當于0.5次/h以上的換氣量時，輻射器所需換氣量只相當0mg/kWh，NOx<150mg/kWh，每kW裝機容量需通風量為10m3，當高大建筑冷風滲透造成相當于0.5次/h以上的換氣量時，輻射器所需換氣量只相當于0.02次/h換氣量，遠小于冷風滲透量，因此可以認為是符合衛生要求的。尾氣中H2O對冬季室內空氣有加濕作用，且尾氣排入室內顯熱與潛熱能被充分利用。

　　2）《燃氣紅外輻射供熱系統設計規范》規定：當裝有燃氣輻射器場所消防自動化系統（包括煙氣報警、火災信號和滅火系統）發生故障時，應能自動關閉燃氣供氣系統；燃氣供氣壓力超出輻射器額定值時能自動關閉供氣；應能手動遙控關閉輻射器；采暖場所應有傳感器，反映空氣溫度和輻射溫度，使輻射器保證采暖所需溫度值；當有局部通風與全面通風系統時，燃氣輻射器供暖系統應與它們聯鎖，先啟動和后關閉通風系統；燃氣輻射器供暖系統應能方便地維護保養與維修，檢驗其工作能力每一季度至少1次。

　　燃氣輻射供暖系統竣工驗收時，需編制的技術文件有：

　?、俟┡到y的設計圖紙及說明。其中應有采暖通風、燃氣供應、供電、自動化等內容。有供暖系統熱負荷計算，輻射器數量計算和安裝位置的確定等。

　?、谌細廨椛淦鞯南嚓P技術文件。

　?、圯椛淦魅紵a物中有害物一覽表，以及各有害物未經稀釋時的重量濃度。

　?、芙ㄖ锸覂任夂騾档膶崪y數據，包括垂直方向與水平方向熱輻射強度，工作人員頭部、軀干部和足部熱輻射強度。

　?、菹到y運行和維護管理說明書。

　?、薨踩夹g方面的指示書。

　　燃氣紅外線輻射器供暖是供暖新技術，隨西氣東輸與引進液化天然氣，其應用將逐漸廣泛。