第３１卷第２期 建筑热能通风空调 Ｖ０１．３１ Ｎｏ．２ ２０１２年４月 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ａｐｒ．２０１２．７９￣８１ 文章编号：１００３．０３４４（２０１２）０２—０７９．３ 燃气红外线辐射采暖系统在某高大车间的应用 林亚宏 中船第九设计研究院工程有限公司 摘 要：以某焊接车间为例，从技术和经济性上比较了对流采暖系统、单体式燃气红外线辐射采暖系统、连续式燃 气红外线辐射采暖系统三种方案。比较结果是单体式燃气红外线辐射采暖系统为最佳方案。最后针对该系统在高 大车间的应用提出了几点建议。本文对高大车间的燃气红外线辐射采暖系统设计具有参考意义。 关键词：高大车间采暖燃气红外线辐射 Ｇａｓ－ｆｉｒｅｄ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｄｉａｎｔ Ｈｅａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ａｐｐｌｉａｎｃｅ ｉｎ ａ Ｌａｒｇｅ—ｓｐａｃｅ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ Ｌ１ＮＹａ・ｈｏｎｇ Ｃｈｉｎａ Ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ ＮＤＲＩ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｃａｓｅｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｗｅｄｄｉｎｇ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｃａｓｅｓ ｕｓｅ ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｕｎｉｔ ｇａｓ—ｆｉｒｅｄ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒａｄｉａｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｇａｓ－ｆｉｒｅｄ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒａｄｉａｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｃｈｏｉｃｅ ｉｓ ｕｎｉｔ ｏｎｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｏｍｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｓｐａｃｅ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａｓ ｗｅｌ１．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｐｐｌｉｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｇａｓ—ｆｉｒｅｄ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒａｄｉａｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｌａｒｇｅ－ｓｐａｃｅ ｗｏｒｋｓｈｏｐ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅ—ｓｐａｃｅ ｗｏｒｋｓｈｏｐ，ｈｅａｔｉｎｇ，ｇａｓ—ｆｉｒｅｄ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒａｄｉａｎｔ １ 工程概况 条件。对于燃气红外线辐射采暖系统，因为高强度系 统尾气只能内排，会降低室内空气质量，另外负压式比 某焊接车问，面积４３２０ｍ ，南北方向一跨，３０ｍ， 正压式安全，所以仅选择低强度负压式系统。综上分 东西方向１２跨，每跨１２ｍ，高３２．３ｍ。该工程所在地区 析，采暖方案考虑以下三种： 冬季室外采暖设计温度一１６￣Ｃ，室内采暖设计温度 Ａ方案：蒸汽散热器＋暖风机； １５℃，采暖季１６０天，每天采暖１６小时。总采暖负荷 Ｂ方案：单体式燃气红外线辐射采暖系统（低强度 １５１２ｋＷ。 负压式）； 由于生产工艺的需要，工位比较分散，且不固定， Ｃ方案：连续式燃气红外线辐射采暖系统（低强度 因此该车间适合采用局部采暖。 负压式）。 ２ 采暖方案 ３ 燃气红外线辐射采暖系统的布置 由于工厂既有蒸汽热网，又有天然气管网，因此 Ｂ方案选用３６台单体式辐射器，每台输出功率 该车间具有蒸汽采暖和燃气红外线辐射采暖的热源 ４６ｋＷ，侧挂车间两侧，上下两排，安装高度分别为 收稿日期：２０１１－７—２６ 作者简介：林亚宏（１９７７－），男，硕士，工程师；上海市徐汇区田林东路４１４弄７号１９０８信箱（２００２３３）：Ｅ—ｍａｉｌ：ｙａｈｏｎｇｌｉｎ＠１６３．ｃｏｍ 建筑热能通风空调 １４．１６ｍ、１６．１６ｍ。每４台或２台辐射器合用一根尾气立 管，尾气引至屋面排放。 Ｃ方案选用６套连续式系统，每套输出功率２８０ ｋＷ，侧挂车间两侧，上下三排，安装高度分别为 １４．１６ｍ、１５．１６ｍ、１６．１６ｍ。燃烧器安装在室外，尾气直 接外排。 平面布置图和剖面图见图１至图４。辐射管之所 以未选择顶挂方式，是因为车间有行车，若辐射管顶 挂，那么只能安装在网架下３２ｍ左右的高度处，如图５ 所示，这样会造成以下后果： ①在空气污染较为严重的焊接车间，辐射距离越 长，辐射能衰减越厉害，不节能； ②顶挂方式增加对车间上部不必要的加热量； ③安装、检修不方便。 图１单体式燃气红外线辐射采暖系统平面布置图 图２连续式燃气红外线辐射采暖系统平面布置图 图３单体式燃气红外线辐射采暖系统剖面图 图４连续式燃气红外线辐射采暖系统剖面图 当辐射管侧挂时，安装高度不宜太低。这是因为 车间跨距大，达３０ｍ，在辐射角度一定的情况下，安装 高度太低，会在车间中部形成辐射盲区，辐射不均匀， 如图６所示。这种情况下，必须提高安装高度，但是又 不宜过高，因为辐射负荷会随安装高度的增加而增加。 ４技术性比较 由前文所述可知，Ｂ方案、Ｃ方案在技术性上明显 优于Ａ方案。Ｂ方案比Ｃ方案在使用上更为灵活，容 易实现局部采暖，但是Ｂ方案的设备多达３６台，穿屋 面的尾气管有１０处之多，而ｃ方案仅需要６套设备， 尾气管穿外墙即可，而且仅有６处，可见Ｃ方案在安 装、维护方面更具优势。 ５经济性比较 三种方案的经济性比较结果见表１。 从表１可以看出，Ｂ方案的初投资是Ａ方案的 １．８９倍，Ｃ方案的初投资是Ａ方案的３．１６倍。尽管燃 气红外线辐射采暖系统的初投资远远超过对流采暖 系统，然而它的运行费用却大为节省，Ｂ方案仅为对流 采暖系统的５１．７％，多出的初投资仅需０．６４年就可回 收，Ｃ方案仅为对流采暖系统的５３．０％，多出的初投资 仅需１．５９年就可回收。 从表１还可以看出，单体式系统的初投资比连续 第３１卷第２期 林亚宏：燃气红外线辐射采暖系统在某高大车间的应用 ・８１・ 式系统节省，仅为后者的６０％，这主要因为连续式系 应根据不同工作区的生产班制、温度要求合理划分系 统。各系统能根据需要进行定时、定温、定区域独立控 制，实现节能运行。 统的设备技术要求更高，更为昂贵。表中单体式系统 的运行费用比连续式系统略少一点。事实上，考虑到 单体式系统在局部采暖方面的优势，其采暖运行系数 应该比连续式系统小，而并非如表中所列，均为０．６。 表１某焊接车间采暖方案经济性比较表 项目 位 Ａ方案对流采暧系统Ｂ方案：单体』 气 Ｃ方案：连续』 ②布置辐射管时应考虑对离辐射器较近的人和 物体进行防护，如行车上的电气设备、司机。还应注意 物体因辐射温度升高而产生的后果，如油漆表面会因 温度升高而挥发出更多的有害气体。如果所预期的后 果不能接受，就应考虑改变辐射器的布置，避免直接辐 红外线辐射采暖系统 红外线辐劓采嗳系统 建筑面积 ４３２０ 建筑高度ｔｌｌ ３２ 采暖蝴 蒸汽热１９燃烧灭然 Ｌ 采暖 牟间采暖引算负荷 ｋＷ １５１２ １ ５１２ １５１２ 负荷 设备选型负 州 ｋＷ １５１２ １１２４ １１ ２４ 主要设备 一 闭式制申 散热器 体式．单台辐射器输连绩式，单套系￣ＮＪｉｌｌ ｃＣＢ－Ｉ ２１０ ３９０毗 出功率４６ｋＷ，２６台 功率２８０ ｋＷ，４食 暧风机（６０ｋＷ）９台 韧投总遗价万兀 ３８ ７２ １２０ 资 单位面积造价 ＪｔＪｍ 勰０ １６７ ０ ２７７ ８ 价格 ７ｖＪＮｍ３ ３．０ ３，０ 蒸汽价格 』曲 １７０ 一 一 电价 ７讲ｋＷ，ｈ１ ０．６５ ０１６５ ０．６５ ｉ ｍ Ｉ２３ ７６ １２７ 耗蒸汽量ｔ／ｈ ２．５２５ 一 耗电量 ｋＷ ４．５ ５．２ ４．０ 采暖小时数 小时 ２５６０ ２５６０ ２５６０ 粟暖运行系 ㈣ ｋ０ ０６ ０．６ 年运行费用 Ｊ元 ｝ １１０．６３７ ５７．５４７ ５８ ９２１ 位面秘年运行费元 年ｒｄ） ２５７４９ １ ３３ ２１ １３６ ３９ 注１：辐射采暖的设备选型负荷是根据文献［１］所提供的计算方法得 到的。 注２：采暖运行系数是为了计算方便，根据系统部分负荷运行情况而 确定的实际运行燃料耗量与设计工况燃料耗量的大概比值。因为燃 气红外线辐射采暖系统可根据室内实感温度自动调节供热量，可实 现分时、分区采暖，而且无防冻要求，不需采暖时可完全关闭系统， 所以采暖运行系数小于１。参考其它实际工程，同时为了比较方便， Ｂ方案、Ｃ方案均取０．６。 综上分析，单体式燃气红外线辐射采暖系统经济 性最高，其次是连续式燃气红外线辐射采暖系统，最 后是对流采暖系统。 ６ 结论 通过技术性和经济性的比较可得到以下结论：本 工程的最佳采暖方案是单体式燃气红外线辐射采暖 系统。 ７ 建议 根据高大车间的生产实际情况，笔者对燃气红外 线辐射采暖系统在高大车间的应用提出以下几点建 议： ①高大车间面积大，工作区较多。布置辐射器时， 射物体。 ③在人体容易被遮挡的区域，可通过增加对地面 的辐射来提高地面的二次辐射能力和工作区域温度。 ④合理选择一次辐射的物体，避免对工件进行不 必要的辐射加热。 ⑤焊接车间采用辐射采暖时，应适当增大辐射采 暖负荷。这是因为焊接车间的焊接烟尘浓度较高，因 焊接烟尘吸收辐射能，辐射管及反射板上积尘而引起 的辐射衰减比一般车间厉害。 ⑥切忌在涂装车间等易燃易爆场所使用该系统。 ⑦对于高大车间，可燃气体报警系统不一定是必 需的。这是因为高大车问换气量相当大，即使采暖所 需的燃气全部泄漏至车间，室内燃气浓度也远小于报 警浓度。此时若经当地有关管理部门同意，可不设可 燃气体报警系统，这样将降低工程投资。 ⑨有些工程，若从生产环境要求、Ｔ程造价以及燃 料供应等诸方面综合考虑的话，亦可采用热水（蒸汽） 对流采暖和燃气红外线辐射采暖系统相结合的采暖 方案。 参考文献 ［１］ 中国人民解放军空军工程研究局０３Ｋ５０１—１燃气红外线辐射 采暖系统设计选用及施工安装［ｓ］．北京：中同建筑标准设计研 究院，２００３ （上接２４页） ［６］ 邓乃杨，田英杰．数据挖掘中的新方法——支持向量机［Ｍ］．北 京：科学出版社 ２００４ 【７］ 郎字宁，蔺娟如．基于支持向量机的多分类方法研究［Ｊ］．中国两 部科技，２０１０，９（１７）：２８．２９ ［８］ 郑莉丽，李晓强，李福凤．基于支持向量机的中医望诊唇色自动 分类［Ｊ］．生物医学工程学杂志，２０１ １，２８（１）：７－ｌ １ ［９９］ 刘靖，张子平，姜凡，等最小二乘支持向量机在热舒适性ＰＭＶ 指标预测中的应用研究［Ｊ］．制冷空调与电力机械，２００７，２８（６）： ５—７ ［１０］Ｃｈａｎｇ Ｃ Ｃ，Ｌｉｎ Ｃ Ｊ．ＬＩＢＳＶＭ：Ａ ｌｉｂｒａｒｙ ｆｏｒ ｓｕｐｐｏｒｔ ｖｅｃｔｏｒ ｍａｃｈｉｎｅｓ［Ｚ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｓｉｅ．ｎｔｕ．ｅｄｕ．ｔｗ／￣ｃｊｌｉｎ／ｌｉｂｓｖｍ／．