燃气红外线辐射供暖的应用与设计

                     

引言

　　燃气红外线辐射供暖的工作原理为：燃烧天然气、液化天然气或液化石油气（人工煤气也可用，但热值低，燃烧产物中有害物量较多，应用渐少），加热辐射金属管、板或陶瓷板，使其产生直接热辐射（也称1次辐射）和受热房间围护结构内表面和设备等表面的2次辐射及对流换热，为采暖区创造舒适的微气候条件。它也能用于生产工艺性加热，但主要用于供暖，因此以下简称燃气辐射器供暖。燃气辐射器构成：燃气燃烧器，辐射管或板，反射罩，调节、控制和安全保障组件。

　　1、燃气辐射器供暖具有高效、节能的优点

　　高大建筑物倘用传统的散热器（暖气片）作放热设备，大跨度房间难布置。有的车间墙上放满散热器，靠自然对流放热为主的这种供暖方式造成上下温度梯度大，达0.5～1.0℃/m，使房顶下空气温度高达32℃，但2m以下人停留的工作区空气温度分布不均，有的地方只有3℃～5℃。供热系统不是为建筑、为室内空气服务的，而应以人为本，除满足生产工艺要求外，以人员舒适与降低能耗为主要目标。倘用散热器加暖风机或集中空气处理送暖风方式，既占建筑面积，又会造成扬灰，影响卫生和人体健康，在某些场合还被禁用。至于敞开、半敞开场地的供暖，使用燃气辐射器更有无可比拟的优点。

　　燃气辐射器金属管中平均温度为180℃～550℃，产生3.5μ～5.5μ波长的红外线穿过空气层，被人体、物体吸收，热效应显著。地面温度高出周围空气温度4℃～8℃，地面、墙面、物体温度和2次辐射可使2m以下的工作区空气温度分布均匀，造成舒适的微气候。辐射器采暖房间的工作区温度可比对流采暖方式低2℃～3℃，能满足同样的舒适度。房屋上下温度梯度小，上部空气温度不高，无效热损失减小。

　　当用蒸汽或热水锅炉供暖时，设小锅炉η=70%，外网热媒输送热损失5%，内网及设备热损失10%.

　　则总效率η＝0.7×0.95×0.9≈60%，而燃气辐射器供暖η可达90%以上。燃气辐射器能实现完全自动化工作，调节灵活，热惰性小，无效热损失少，与传统方式比，一个采暖期可节能33%～50%.此外，它的优点还有：房间气流速度小，减少灰尘和其它有害物飞扬，工作时无噪声，不会冻结，安装工期短等等。

　　2、燃气辐射器供暖应用范围

　　燃气辐射器可用于：

　　1）生产车间的工作区或工作点（当应用于高大空旷、工作点分散的车间时，优点尤为明显）；

　　2）露天作业场所的工作区、工作点（具有其它供暖方式无可比拟的优点）；

　　3）人员短暂停留的民用建筑和敞开场地。例如：车站月台、汽车候车室、体育运动场馆、展览馆、露天或半敞开市场等等；

　　4）处于施工过程中的房屋和构筑物的加热；

　　5）材料和设备所需的工艺性加热；

　　6）敞开场地、半敞开场地的融雪，房屋和构筑物屋面的融雪。

　　3、设计中应注意事项

　　设计时必须遵守有《JBJ10-96机械工厂采暖通风与空气调节设计规范》、《GBJ16-87建筑设计防火规范》、《GB50028-9城镇燃气设计规范3》、《GB50316-2000工业金属管道设计规范》、《GB50235-97工业金属管道施工与验收规范》和《工业企业设计卫生标准》等。

　　1）燃气辐射器严禁安装在地下室和有易燃、易爆气体、粉尘和介质的场所。对辐射器燃烧产物即尾气的排放问题规定为：“尾气为二氧化碳和水蒸汽。在农作物、蔬菜、花卉温室等特殊场合，允许尾气直接排至室内”。一些高大建筑实例数据表明，尾气中CO含量不超过0.0199%，CO2不超过5.4%（随各国产品不同而不同）。有害物CO<100mg/kWh，NOx<150mg/kWh，每kW装机容量需通风量为10m3，当高大建筑冷风渗透造成相当于0.5次/h以上的换气量时，辐射器所需换气量只相当0mg/kWh，NOx<150mg/kWh，每kW装机容量需通风量为10m3，当高大建筑冷风渗透造成相当于0.5次/h以上的换气量时，辐射器所需换气量只相当于0.02次/h换气量，远小于冷风渗透量，因此可以认为是符合卫生要求的。尾气中H2O对冬季室内空气有加湿作用，且尾气排入室内显热与潜热能被充分利用。

　　2）《燃气红外辐射供热系统设计规范》规定：当装有燃气辐射器场所消防自动化系统（包括烟气报警、火灾信号和灭火系统）发生故障时，应能自动关闭燃气供气系统；燃气供气压力超出辐射器额定值时能自动关闭供气；应能手动遥控关闭辐射器；采暖场所应有传感器，反映空气温度和辐射温度，使辐射器保证采暖所需温度值；当有局部通风与全面通风系统时，燃气辐射器供暖系统应与它们联锁，先启动和后关闭通风系统；燃气辐射器供暖系统应能方便地维护保养与维修，检验其工作能力每一季度至少1次。

　　燃气辐射供暖系统竣工验收时，需编制的技术文件有：

　　①供暖系统的设计图纸及说明。其中应有采暖通风、燃气供应、供电、自动化等内容。有供暖系统热负荷计算，辐射器数量计算和安装位置的确定等。

　　②燃气辐射器的相关技术文件。

　　③辐射器燃烧产物中有害物一览表，以及各有害物未经稀释时的重量浓度。

　　④建筑物室内微气候参数的实测数据，包括垂直方向与水平方向热辐射强度，工作人员头部、躯干部和足部热辐射强度。

　　⑤系统运行和维护管理说明书。

　　⑥安全技术方面的指示书。

　　燃气红外线辐射器供暖是供暖新技术，随西气东输与引进液化天然气，其应用将逐渐广泛。