Влияние системы воздухообмена на температурный режим локальной рабочей зоны крупногабаритного помещения при работе газового инфракрасного излучателя

Abstract

Актуальность. Проблема энергосбережения и энергоэффективности с каждым годом становится все более актуальной по ряду причин. Используемые в настоящее время конвективные системы отопления во многих случаях уже неэффективны. Особенно в случае крупногабаритного частично загруженного промышленным оборудованием помещения, в котором такие системы обогревают все помещение, увеличивая затраты теплоты сверх необходимого. Газовые инфракрасные излучатели в этом случае более перспективны, поскольку создают регламентные тепловые режимы в выбранных локальных рабочих зонах. Однако их применение в настоящее время все еще не широко распространено из-за ряда нерешенных проблем по технологии их применения. Одной из таких проблем является пока еще недостаточно проанализированное влияние работы систем воздухообмена на тепловой режим локальных рабочих зон. Цель: определение воздействия систем воздухообмена на тепловые характеристики в локальной рабочей зоне производственного помещения, отапливаемого газовым инфракрасным излучателем. Объект: рабочая зона с системой вентиляции и обогреваемая газовым инфракрасным излучателем. Методы: экспериментальные и численные исследования. Результаты. Зарегистрированы экспериментально и определены в результате математического моделирования температурные поля, тепловые потоки и скорости воздуха. Установлено, что интенсивность подачи относительно холодного воздуха системой воздухообмена влияет на тепловой режим локальной рабочей зоны. При малой интенсивности поток холодного (относительно) воздуха направляется вниз, не взаимодействуя с газовым инфракрасным излучателем, при более высокой интенсивности поступающий из системы воздухообмена воздух достигает поверхности, нагретой до высоких температур (800 ℃) газовым инфракрасным излучателем. И достигает локальной рабочей зоны уже достаточно прогретым. Сделан вывод, что системы лучистого отопления локальных рабочих зон могут обеспечить плановый тепловой режим в этих зонах с интенсивностью воздухообмена, характерной для реальных производственных помещений

Relevance. The problem of energy saving and energy efficiency is becoming more and more urgent every year for a variety of reasons. Traditional convective heating systems are no longer effective in many cases (especially in case of largesized partially loaded with industrial equipment). Gas infrared emitters are promising sources for heating local working areas. However, their use is not very widespread due to a number of unresolved problems with radiant heating technologies for local workplaces. One of these problems is the air exchange systems operation, the effect of which on the local working areas thermal conditions has not been studied yet. Aim. Determining the impact of air exchange systems on the thermal characteristics in the local working area of a production facility heated by a gas infrared heater. Objects. Working area with ventilation and heated by gas infrared heaters. Methods. Experimental and theoretical studies. Results. The authors have registered the temperature fields, heat flows and air velocities and carried out the mathematical modeling in the gas infrared heaters effect zone. It was found that supply of relatively cold air (at low flow rates) from the air exchange system slightly affects the thermal conditions of the local working area. The air coming from the air exchange system flows around the gas infrared emitter heated up to high temperatures (800℃). As a result, air comes to the local working area already sufficiently heated. It was concluded that the radiant heating systems of local working areas can provide scheduled thermal conditions in these areas with the intensity of air exchange typical for real industrial premises