燃气红外辐射采暖技术设备选型
天然气分输站场加热设备选型分析
天然气分输站场加热设备选型分析摘要：合理地选择加热设备类型对于保证天然气分输站场的安全生产运行具有重要意义，本文对天然气分输站场加热设备特点进行分析，结合近年来实际运行状况归纳出水套炉、真空炉、热媒炉、电加热器等常规加热设备以及新型的催化式红外加热炉的加热特点和适用范围，并通过工程实例进行技术经济分析，推荐出适合工程应用的加热设备选型，保障天然气分输站场的安全平稳运行。
关键词：天然气分输站场；加热设备；热负荷；选型；红外加热一、引言在天然气分输站场中，通常需调压后向下游用户进行分输，受焦耳-汤姆逊效应影响，压降较大时会导致天然气温降也较大，埋地管道容易出现冻胀和应力集中等问题，因此，在分输站场中一般在计量后需对天然气进行预加热，达到工艺所需温度后，经调压出站实现分输，根据不同站场的输气工况，合理选择加热设备类型对于保证天然气站场的安全生产运行具有重要意义[1][2]。
在国内天然气分输站场中，应用较多的有水套炉、真空炉、热媒炉、电加热器等常规加热设备[3]。
近年来，随着国外新工艺、新技术的引入，一种新型的加热设备逐渐进入长输管道行业——催化式红外加热炉，与常规加热设备采用热媒介换热不同，催化式红外加热设备通过在低温条件下天然气与氧气发生氧化还原反应，产生红外线辐射对管道直接进行加热。
本文通过对西气东输某输气站场中加热设备进行选型研究，分析包括催化式红外加热炉在内的各类型加热设备在天然气分输站场中的应用特点和范围。
二、加热负荷计算在加热设备选型分析之前，需结合站场运行工况计算所需加热负荷[4]。
在保证站场调压后温度不低于0℃的情况下，选取冬季高峰小时用气工况进行计算，热负荷计算公式如下：P= V•ρ•（H1-H2）/3600×24/η（1）其中：P——加热设备功率，kW；V——气体体积流量，Nm3/d；ρ——气体密度，kg/ m3；η——加热效率，取85%；H1——加热器出口温度对应气体焓值，kJ/kg；H2——加热器进口温度对应气体焓值，kJ/kg。
浅谈燃气红外线辐射采暖几类产品应用
浅谈燃气红外线辐射采暖几类产品应用一、燃气红外线辐射采暖设备的分类1、按系统压力划分：正压设备、负压设备；2、按设备外形划分：管式设备、板式设备；3、按尾气排放方式划分：单体式设备、组合式设备；4、按运行设备表面温度划分：柔强辐射采暖设备、高强辐射采暖设备。
二、关于柔强辐射采暖设备的进一步划分中温小管辐射采暖设备辐射管的表面温度在300～500摄氏度，单套设备加热量一般在10～50kW，是国内最广泛应用的辐射采暖设备，占国内98%以上的市场。
其优势主要体现为：设备质轻、效果显著、安装简单、分区控制灵活。
此类设备基本为管式设备，正压、负压产品均有。
正压产品一般用于尾气直接排放于室内，负压产品一般用于尾气排至室外。
低温大管辐射采暖设备辐射管的表面温度在100～300摄氏度之间，由于辐射管表面温度偏低，辐射热在传输过程中相对于小管产品随吊装高度的增加损失的热量较多，因此此类设备不宜高空安装，比较适合于12m以下的采暖空间。
采用水平吊装采暖效果更为有利。
三、关于高强辐射采暖设备高强辐射采暖设备运行后陶瓷板表面温度在850℃左右，燃烧产生的热量通过陶瓷板和反射罩直接被辐射到需要加热的人和物体。
燃烧产生的尾气可以通过屋顶风机排出，在通风量较好的高大空间内也可以直接排放在室内。
此类产品的优势在于：外形简单，占用空间少，升温速度快，采暖效果直接，比较适合应用于局部采暖。
四、关于谈及大管设备和小管设备哪个更好的误区：1、两种设备的相同点：辐射原理、控制运行方式、设备负荷计算及基本布置形式相同。
2、两种设备的不同点：1）辐射管表面温度不同（应用高度不同）。
大管设备适合应用于12m以下的采暖空间。
小管设备由于辐射管表面温度较高，可以安装于更高的位置而热量损失很少。
2）燃气管线与设备的连接位置不同。
大管设备的燃烧器一般安装于厂房侧墙外或屋顶上，采暖空间没有燃气管道敷设，燃气系统可均在采暖空间外。
小管设备每套设备本体（包含燃烧器）均在室内安装，所以燃气系统全部在室内敷设3）控制分区大小不同。
天然气红外线热辐射采暖在某工业厂房的应用
２ 工程 方 案
工程 方 案 的选 择 应 按 照采 暖 空 间 的设 备 布 置 结构 、 工 艺及 工 位 布置 结 合 使用 单 位 对局 部 采 暖温 度 的 要求 情 况 而 定 ，对 连 续 、温 度要 求 稳 定 的采 暖 空 间 ，宜 布置 管
１ 工程概 况
某 公司 一至 八车 间 均为 高度 ｌ Ｏ ｍ 以上 的高 大厂 房 ，多 处 敞 口，若 采 用传 统 的对 流 式采 暖 方 式将 造 成较 大 的能 源 浪 费 ，本 次设 计采 用天然 气 红外线 辐射 采 暖方式 。 该 工程 所在 地 冬季 室外 采 暖计 算温 度为 一５ ＂ Ｃ ，八 车 间为 保 证机 车 防冻 ，室 内采 暖计 算 温度 取 ２ ０ ℃，其 余 车
式 设 备 ，对 局 部采 暖 温度 要 求 高 、 点位 采 暖 的 区域 宜布 置 管式 设备 。 该 公 司一 、二 、三 、五 、 六车 间厂 房 需要 大 面 积采 暖 ，工 艺设 备 连续 ，宜 采 用连 续 布置 方 案 ，全 部 采 用 管
４ 设备 选型
４ ． １ 设 备 功率
天 然 气 辐 射 采 暖 设 备 功 率 主 要 决 定 于 燃 烧 器 的 规
格 ，燃 烧 器 功率 从 ｌ Ｏ ￣５ ０ ｋ Ｗ 不 等 。若 现 场情 况 允 许 ，尽 量 选 择功 率 较 大 的设 备 ， 以节 省投 资 ，节 约空 间 ，减 少 热 损 失 ，减 少 电气 、控 制线 缆 数量 ，管 式 设备 表 面 温度 在４ ０ ０ ℃左 右 ，安装 高度 范 围在４ ． ５ ～５ ． ５ ｍ 可选 择 ５ ０ ｋ Ｗ 。
燃气红外线辐射供暖系统与传统供暖的比较说明
燃气红外线辐射供暖系统的说明法国燃气供暖工业公司长春办事处吉林省恒瑞通用设备有限公司目录一、引言 (3)二、燃气红外线辐射供暖系统的基本原理 (3)三、燃气红外线辐射供暖系统的应用范围及目标客户 (4)四、燃气红外线辐射供暖系统的优点 (4)五、用气量与采暖面积的关系 (10)六、采暖系统投资成本（含设备费、安装费）估算与比较（与集中供暖比较） (10)七、采暖系统运行成本估算与比较（与集中供热比较） (11)一、引言长期以来，厂房、仓库、温室大棚、体育场馆等高大空间建筑物的采暖设计一直是困扰暖通工程师们的一个难题。
传统的散热器采暖系统、热风系统或中央空调系统，不仅投资大，而且不节能、不环保、舒适度差。
随着世界能源危机的加剧，这种对流式采暖方式已经不能适应现代文明工业的要求。
能否找到一种节能、环保、投资小、效果好的供暖方式呢？法国燃气供暖工业公司的“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”为我们提供了理想的解决方案。
这种方案基于“太阳加热地球表面”的原理，同时融入了安全、节能、环保和以人为本的现代文明理念。
它就像太阳一样，照到哪里就把温暖带到哪里，尤其适合高大空间建筑物的供暖，给广大暖通工程师和工、农、商业领域的高大厂房用户采暖带来了福音。
二、“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”的基本原理热量传递的方式有传导、对流、辐射三种。
太阳距离地球1.5亿公里，却能将它热能传送到地球表面，其采用的正是红外线辐射的传递方式。
“GAZ INDUSTRIE燃气红外线辐射供暖系统”是基于“太阳加热地球表面”的原理，利用天然气、液化石油气等洁净能源在设备内燃烧而辐射出红外线进行供暖的。
太阳加热地球表面与散热器、热风或空调加热的原理不同，它不需要加热地球大气层中的空气，而是靠太阳光中的红外线将热量辐射到地球表面，对辐射到的区域进行直接加热。
红外线是整个电磁波波谱中的一部分，不同波长的电磁波接触到物体之后，将产生不同的效应。
燃气红外线辐射采暖大管、小管设备对比
常见的设备应用误区
小管大管哪个更好的误区
相同点：
辐射原理、控制运行方式、设备负荷计算及基本布置形式相同
不同点： 辐射管表面温度不同（应用高度）、燃气管线及其与燃烧器的 连接方式不同
常见的设备应用误区
无论大管小管，最终实现的供热效果是一样的。 斯蒂芬——波尔兹曼定律描述黑体辐射力正比例于热力学温度的四次方俗 称四次方定律。
对 比 表
序号 小管辐射采暖系列 国内工程业绩98%以上采用此种采暖方 式，在国内有应用标准和设计规范， 国内工程业绩 已经成熟在国内应用十多年，安全性 和稳定性已获得实践和时间的检验 采用双面热浸铝、取得高温钝化黑灰 色涂层、壁厚1.5mm低碳钢直缝焊管为 DN100的辐射管：辐射效率高、传热 效果好 辐射管表面温度300-450℃，红外线辐 射能高、建议应用高度18m，同等条件 下，投资造价低 单台发热功率适中，对于1个设计热负 荷在300KW的场合，采用6套设备 50Kw的小管设备，可以根据用户的特 殊效果，实现分区控制，单位控制， 局部故障不会影响整体采暖 局部线性荷载小，线性荷载不到8kg/m （红外线辐射能的利用率高）60% 94.7% 易于维护，控制灵活 大管辐射采暖系列 小于2%国内工程业绩，国家无此类产品规范及应 用标准，燃烧器室外置放、燃气管线与此类机电设 备连接安装国内尚无相关规范响应 1 国内工程 业绩
设备选型理论
总结起来说，红外线波长3-5μ m，温度在306-693℃之间的辐射穿过空气时
的透射率是最好的，不易被H2O和CO2吸收，因此可以获得两个好处：1、高度衰
减可以忽略不计 2、对人体造成的危害小，是红外线波长中具备用于高空热辐射 最佳热特性的红外线波段。
中温小管的表面温度根据维恩位移定律 Λ t=0.0029 m·K，通常波长集中在
燃气红外线辐射采暖技术及其应用(1).
燃气红外线辐射采暖技术及其应用(1)高大厂房建筑因体量大造成温度梯度大、温度分布不均匀，这一问题长期困扰着设计人员。
燃气红外线辐射采暖技术是从国外引进的一种新兴技术，对解决这个问题很有帮助。
本文阐述了燃气红外线辐射采暖的原理，分析了辐射采暖方式的特点，并用实例介绍了这种采暖方式的设计方法。
关键词：定检机库天然气红外线辐射采暖节能1 引言我国的天然气资源非常丰富，随着国家能源战略的转移和勘探开采技术的不断发展，近年来在我国西部探明并成功开发了一批优质天然气田，现已形成塔里木、柴达木、陕甘宁和川渝4个国家级的天然气田，已经具备了天然气产业发展的基础和条件。
据悉，天然气作为一种清洁高效的能源和优质化工原料，在全世界能源结构中所占的比例已达24％，而在我国，目前天然气在能源结构中所占的比例只有2.2％。
据中国石油天然气集团公司副总经理郑虎在2000中国国际石油天然气会议新闻发布会上透露，我国已将天然气开发和利用作为21世纪初能源结构优化和石油工业产业升级的重点，争取用十年左右的时间，使天然气在中国能源消费结构中的比重由目前的2.2％提高到8％左右, 随着新疆塔里木全国最大的天然气田的诞生及西气东输工程的实施，连同开发海上石油天然气和利用国外天然气在内，到2010年将有望实现这个目标[1]。
勿庸置疑，在国家大力发展天然气工业的形势下，天然气作为清洁能源在工业生产和国民生活的能源消费中所占比例将越来越大。
在这种情况下，如何响应国家政策，更好地推广天然气在暖通空调业的应用的问题，是摆在业内人士尤其是暖通空调设备制造厂家、销售商家和设计人员面前的一个课题。
本文结合工程实例对燃气红外线辐射采暖技术及其应用作一个简介绍。
2 燃气红外线辐射采暖技术特点分析燃气红外线辐射采暖技术是一种低强度远红外辐射采暖技术，以其均匀舒适的供暖性能、高效节能的运转方式、保护环境和安装方便的优良特性在大空间建筑采暖方面备受青睐。
2.1 基本原理燃气红外线辐射采暖系统由一个或多个独立的真空系统组成。
燃气红外线辐射供暖系统
燃气红外线辐射供暖系统高大空间燃气红外线辐射供暖系统法国燃气供暖工业公司中国代表处Representation of Gaz Industrie in China长期以来，厂房、体育馆、仓库等具有高大空间的建筑物的供暖设计一直是困绕暖通工程师的一个难题。
常规的对流散热器供暖方式中，由锅炉房来的热媒(热水或蒸汽)经过输送管路(热网)将热媒送至用户(散热器)。
供暖系统如图,所示。
在这种供暖系统中，在用户端散热器先加热空气，由于冷热空气的密度差，空间内热空气向上流动, 冷空气向下流动，导致房间内温度产生严重的垂直失调，产生大量的无效耗热量。
采用这种方式供暖，为了达到一定的供热效果，必须加热建筑物里的所有空气，而热空气又总是在房间的上半部分，实际需要供暖的人和物体都在温度较低的房间底部，因此，热的有效利用率较低，特别是对一些大空间、半开放式空间供热，采用这种供暖对流方式热损失更大，供暖效果更差。
往往房间顶部温度高，底部温度低。
房间高度越高，这种作用越明显，有的房顶温度高达40?，而人的活动空间温度却只有3-5?。
这样的温度分布，不但人体感觉不舒服，而且造成大量能源浪费。
而且，由于空气对流作用，容易产生扬灰现象，影响人体健康。
燃气辐射供暖是利用天然气、液化石油气等可燃气体，在特殊的燃烧装置—辐射管内燃烧而辐射出各种波长的红外线进行供暖的。
我们知道，物体的辐射强度与热力学温度的四次方成正比。
温度越高，辐射强度越高。
辐射供暖克服了常规供暖在高大空间建筑物供暖中产1生的垂直失调。
根据辐射强度的不同分为高强度、中强度和低强度。
高强度设备通常用在空间高度特别大的建筑物(20米以上)，辐射体表面温度一般在900?以上。
中强度设备辐射体表面温度一般在550?左右，适用于中等高度的建筑物(3米以上，20米以下)，它的应用范围最广。
低强度设备辐射体表面温度一般在500?以下。
高强度辐射设备一般为陶瓷辐射板式，中强度设备一般都是辐射管式的。
燃气红外线辐射供暖
燃气红外线辐射供暖5.6.1采用燃气红外线辐射供暖时，必须采取相应的防火和通风换气等安全措施，并符合国家现行有关燃气、防火规范的要求。
5.6.2燃气红外线辐射供暖的燃料，可采用天然气、人工煤气、液化石油气等。
燃气质量、燃气输配系统应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028的有关规定。
5.6.3燃气红外线辐射器的安装高度不宜低于3m。
5.6.4燃气红外线辐射器用于局部工作地点供暖时，其数量不应少于两个，且应安装在人体不同方向的侧上方。
5.6.5布置全面辐射供暖系统时，沿四周外墙、外门处的辐射器散热量不宜少于总热负荷的60%。
5.6.6由室内供应空气的空间应能保证燃烧器所需要的空气量。
当燃烧器所需要的空气量超过该空间0.5次／h的换气次数时，应由室外供应空气。
5.6.7燃气红外线辐射供暖系统采用室外供应空气时，进风口应符合下列规定：1 设在室外空气洁净区，距地面高度不低于2m；2 距排风口水平距离大于6m；当处于排风口下方时，垂直距离不小于3m；当处于排风口上方时，垂直距离不小于6m；3 安装过滤网。
5.6.8无特殊要求时，燃气红外线辐射供暖系统的尾气应排至室外。
排风口应符合下列规定：1 设在人员不经常通行的地方，距地面高度不低于2m；2 水平安装的排气管，其排风口伸出墙面不少于0.5m；3 垂直安装的排气管，其排风口高出半径为6m以内的建筑物最高点不少于1m；4 排气管穿越外墙或屋面处，加装金属套管。
5.6.9燃气红外线辐射供暖系统应在便于操作的位置设置能直接切断供暖系统及燃气供应系统的控制开关。
利用通风机供应空气时，通风机与供暖系统应设置连锁开关。
条文说明5.6燃气红外线辐射供暖5.6.1燃气红外线辐射供暖使用安全原则。
强制性条文。
燃气红外线辐射供暖通常有炽热的表面，因此设置燃气红外线辐射供暖时，必须采取相应的防火和通风换气等安全措施。
燃烧器工作时，需对其供应一定比例的空气量，并放散二氧化碳和水蒸气等燃烧产物，当燃烧不完全时，还会生成一氧化碳。
燃气红外线辐射采暖简介
燃气红外线辐射采暖简介一、红外线辐射采暖的原理热量的传递有三种方式，即：传导、对流和热辐射。
其中辐射方式是热量传递过程中能量损失最小、传递速度最快的一种。
太阳的热能就是以光的形式、辐射的方式传输给地球的。
当红外线穿过空气层时，并不为空气所吸收，它能穿透空气层而被物体直接吸收并转变为热量。
燃气红外线辐射采暖模拟太阳辐射地球的原理，利用可燃的气体、液体或固体，通过特殊的燃烧装置――燃烧器进行点燃，将辐射管加热到一定温度而辐射出各种波长的红外线进行供暖。
在整个红外线波段中，波长3～5μm的红外线，温度在306～693℃的辐射热穿过空气时的透射率是最好的，不易被二氧化碳和水蒸气吸收，燃气红外线辐射采暖设备辐射管发射出的红外线波长在波长集中在3.75～5（300～500℃）μm之间，在热辐射波长的最佳热特性范围之内。
不仅如此，红外线还能穿透物体或人体表面层一定深度，从内部对物体或人体进行加热。
二、传统空气对流采暖和燃气红外线辐射采暖加热方式的比较：对于传统空气对流采暖，它是先加热采暖设备周围的空气，再通过空气流动过程中的传导和对流加热采暖目标物，当地面2米以下范围内的工作区温度达到16度时，房间屋顶上方温度已达30-40度，这种对流采暖主要的弊端在于能源的浪费情况严重，大部分有效的热量在过程中都散失到了非采暖区域。
如果是厂房空调或是暖风机采暖的情况，对于洁净度不高的空间还会出现热风浮尘的现场。
燃气红外线辐射采暖，是穿透空气层而不被空气所吸收，直接加热被辐射到的人和物体，当地面以下2米范围内的工作区温度达到16度时，房间屋顶上方的温度不到20度，整个采暖空间在垂直高度方向上的温度梯度很小，同时不占用室内有效空间，也节省了宝贵的水资源。
针对高大空间，辐射采暖更经济、更高效。
三、辐射采暖五大基本系统构成及解释说明1、辐射采暖系统主要包括：燃烧器（辐射采暖设备的核心元件，用于控制设备点火和熄火的装置）、辐射管（热浸铝低碳钢管，被加热到一定高温后向采暖空间辐射热量的组件）、反射板（阻隔和反射辐射管产生热量的向上损失且反射至采暖空间）、设备吊架（用于支撑、固定设备反射板且作为设备吊装点的组件）、气流调节器（用于调节、稳定采暖设备运行时压力参数的装置）。
燃气辐射采暖的选择与对比实例
关于“燃气辐射采暖方案和报价”对比状况说明
根据我公司提供的厂房平面图和立面图、相关问题说明、温度（14度）的要求，现共有4家辐射采暖单位进行了施工方案的编制和报价。
注：XX公司与XX科技公司的报价只有燃气设备及安装费用的报价，图纸只有设备布置平面图。
XX科技公司的报价包括了室内外全部的燃气设备、燃气管道、工艺燃气管道的安装及材料费，图纸只有设备的平面布置图。
XX公司的报价包括了室内全部的燃气设备、燃气管道、工艺燃气管道的安装及材料费，图纸比较详细。
详细情况见附表：
XX项目燃气辐射采暖方案报价比选基本状况。
红外线燃气供暖
燃气红外线辐射供暖燃气红外线辐射供暖的详细信息∙品牌/型号：科福乐/KFL-50∙功率：3000（kVA）∙用途：采暖器，工厂取暖∙工作电压：380/220∙绝缘电阻：IP56∙抗电强度：3∙连续使用寿命：10年∙加热器类型：燃气辐射加热∙温度范围：7200℃∙外形尺寸：15*0.3（m）∙重量：76（kg）kg燃气红外线辐射供暖常规的对流散热器供暖方式中，用户端散热器先加热空气，由于冷热空气的密度差，空间内热空气向上流动, 冷空气向下流动，导致房间内温度产生严重的垂直失调，产生大量的无效耗热量。
目前对于高大空间建筑物的采暖，主要采用“散热器+暖风机”供暖方式。
散热器系统维持值班采暖，散热器+暖风机系统维持工作采暖。
科福乐（KEFULE)燃气辐射供暖是利用天然气、液化石油气，在特殊的燃烧装置—-辐射器内燃烧而辐射出各种波长的红外线进行供暖的。
红外线照射到物体上后，部分被吸收，部分又反射出来，对物体和人体进行二次加热。
纯净空气是理想的透射体，不吸收辐射能。
科福乐（KEFULE)燃气辐射采暖就象太阳温暖地球一样，温暖室内的人或物体。
科福乐（KEFULE)燃气辐射管供暖器是目前最流行为燃气辐射供暖器，按燃烧通风的方式又分为正压式和负压式。
按设备布置形式，又分为整体式和单元式。
按设备型式又分为直线型和U型。
负压式辐射管供暖器由于燃烧好，无泄漏，尾气排放好，代表了燃气辐射管供暖器的发展方向，但造价稍高。
正压式设备由于燃烧不好，易泄漏，将逐步退出市场，欧洲早在20年前就禁止使用正压式辐射供暖系统。
单元式设备具有布置灵活，系统工作可靠，燃烧完全等特点，是目前燃气辐射管供暖器的主流发展方向。
整体式设备不紧凑、可靠性差，占空间大，布置不灵活，沿着辐射管长度方向的温度降大，温度不均匀。
U型设备紧凑，引风机和燃烧器在同一端，接电方便，沿着辐射管长度方向的温度较均匀，辐射管的热膨胀补偿性好，是燃气辐射管的发展方向，直线型设备沿着辐射管长度方向的温度降大，温度不均匀。
燃气红外线辐射供暖设备吊装最佳高度分析
燃气红外线辐射供暖设备吊装最佳高度分析[摘要] 通过对高大空间供暖方式的技术分析，提出燃气红外线辐射供暖设备吊装的最佳高度，并介绍了这种供暖方式的舒适性、节能效果。
[关键词] 燃气；红外线辐射；供暖设备；吊装高度[abstract] through the tall space heating technology are analyzed, and gas infrared ray radiation heating equipment hoisting height of the best, and introduces the of heating means comfort, energy saving effect.[keywords] gas; Infrared ray radiation; Heating equipment; Hoisting height以前，国内大空间建筑物的供暖主要采用传统供暖方式——散热器、空调或暖风机供暖。
但在高大空间建筑通常存在：空间过高、跨度过大、门窗面积大、传热系数大，大空间建筑上部为满足通风和结构要求均设有开口，传统对流采暖由于室内外温差大、室内温度梯度大，空气上下严重分层形成上热下冷现象，无法有效保证供暖效果。
由文献[1]可知，现在，对于这类高大空间建筑物采用燃气红外线辐射采暖，由于温度和辐射照度的综合影响，既可以创造理想的舒适工作环境，又可以比对流采暖降低15%以上的能耗。
1 燃气红外线辐射采暖的舒适性根据有关方面的研究结果表明，人体的舒适感与人体的各种热湿交换如对流、辐射和汗水的蒸发等有着密切的联系。
在保持人体散失总热量一定时，适当地减少人体的辐射散热而相应地增加一些对流散热，就会感到更舒适。
根据传热学理论可知，人体的辐射散热取决于人与外界的有效辐射，人体的对流散热则取决于空气环境的温度和流速。
辐射采暖时，由于人体和物体直接受到辐射热，而室内地面、墙面及物体表面的温度比对流采暖时高，使得人对外界的有效辐射减少了，虽然周围的空气温度比对流采暖时低了，却正好可以加大一些人体的对流散热，与人体的生理要求相吻合，所以会感到舒适。
燃气红外线辐射采暖在生产厂房中的应用
2016年11月燃气红外线辐射采暖在生产厂房中的应用高大的工业厂房及大空间的公共建筑其围护结构基本耗热量及冷风渗入耗热量均很大，如果采用普通散热器采暖，不仅所需散热器数量多，而且由于竖向温度梯度偏大采暖效果也不好。
本文介绍燃气红外线辐射采暖在实际工业厂房中的设计应用，并与常规暖气片采暖进行对比分析其节能性及舒适性。
山东同圆设计集团/赵啸琳燃气红外辐射采暖设备主要由四大部件组成,包括燃气发生器、辐射管、反射板、负压真空泵，系统利用天然气等可燃气体在特殊的燃烧装置—辐射管内燃烧而辐射出各种波长的红外线进行供暖的。
由于辐射热不被大气所吸收，而是被建筑物、人体、设备等各种物体所吸收并转化为热能，吸收了热的物体体温度升高，再以对流的形式加热周围的其他物体，如大气等，建筑物内的大气温度不会产生严重的垂直失调现象，其热能的利用率很高并使人体感觉很舒适，因此燃气辐射采暖是工业厂房等高大空间较理想的供暖方式。
1工程概况某医疗器械生产车间位于工业园区内，暂时没有市政采暖系统，甲方确认厂房内生产的均为医疗器械金属制品。
厂房建筑面积9025.40m 2，南北方向30m ，东西方向长度75m ，车间厂房层高一层为6m ，二四层为4~5m 。
该工程所在地区冬季室外采暖设计温度-5.3℃，根据GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》中，作业的工业建筑工作地点的室内采暖设计温度取16℃，由负荷计算软件计算得出总采暖负荷为541.598kW 。
由于生产工艺的需要，生产工位比较集中，因此该车间适合采用连续式辐射采暖系统。
下面对红外线辐射采暖系统的选型计算进行详细介绍。
1.1系统设计（1）按照对流采暖的方式计算出围护结构耗热量，并根据公式（1）得出燃气红外线辐射供暖系统热负荷，详表1。
特别要考虑经常开关的大门对热损失的影响，还应注意机械通风和漏风的影响。
Q f =Q1+R R =QCA η（t sh -t w）η=εη1η2（1）表1层数1层2层3层4层采暖面积/m 22250225022502250围护结构耗热量/kW 148.25119.24119.24154.88供暖系统热负荷/kW125.42103.92103.92131.4326Q f———燃气红外线辐射供暖系统热负荷，W；Q———围护结构耗热量，W；R———特征值；C———常数，11W/（m2·K）；A———供暖面积，m2；ε———辐射系数，本工程取0.75；η1———辐射供暖系统的效率，一般为系统的测定值。
燃气红外线辐射采暖在工业厂房中的应用浅析
0引言现阶段，由于大部分工业厂房内部空间高度达4m ~20m ，促使热梯度呈现出上热下冷的现象。
普通的以对流传热为主的采暖方式如散热器、暖风机等，往往不能满足这些建筑对于室内温度湿度、卫生标准的要求，且不易实现室温及分区分时控制，容易造成能源的浪费。
燃气热辐射采暖的出现很好解决了以上问题，因此其在高大空间工业厂房中得到了非常广泛的应用。
1工作原理燃气红外辐射采暖设备主要由以下四部分组成（如图1所示），分别为燃气发生器、负压真空泵、辐射管、反射板。
发生器是整个热辐射采暖装备的核心，它具备点火、检测、故障自动停止等功能；燃气在辐射管内燃烧，管材选用高温渗铝工艺，可以使4μm ~25μm 波长范围内的红外线辐射率大大增加；真空泵安装在辐射管尾部，具备耐高温特性，它可以产生一定负压，在确保燃烧机正常工作的同时，可将燃烧后的CO 2、水蒸汽排出室外。
2辐射采暖的优点2.1热舒适度好人体的对流散热取决于空气环境的温度和流速，而人体的辐射散热则受人与外界的有效辐射影响。
采用对流采暖时，加热后的热空气上浮，使得房间上部的无效热损失增大而在人员的工作空间内温度偏低，很难满足工作人员和设备所需的舒适温度的要求。
辐射采暖时，由于人体和物体直接受到辐射热，且人对外界的有效辐射少，虽然周围空气温度较人体温度低，人体会产生适量的对流散热，但这与人体的生理要求相吻合，所以人在这种环境内会感到舒适。
2.2运行简单燃气辐射采暖与锅炉相比不需建锅炉房，无须专人职守或操作，在空间上减少了管道数量，使厂房内整洁美观。
此外，由于燃气红外辐射采暖系统是独立存在的一种采暖系统，它不受其他外界条件的影响及限制，可根据自身需求，随时开启、关闭，结构灵巧、自动控制，与传统采暖方式相比运行、维护、检修保养的工作量大大减少。
2.3节能、环保在采暖过程中，燃气热辐射采暖技术在进行地面传导时不会造成任何热量的损失，所有产生的热量都会被物体和人体有效吸收，避免产生热量损耗。
低强度连续式燃气红外线辐射供暖系统的应用
而燃气红外线辐射采暖系统通过燃气设备把天然气等能源 转化为红外线辐 射 热 能，对 辐 射 到 的 区 域 进 行 直 接 加 热，辐 射 热 能被地面、人和各种物体所吸收，并通过这些物体进行二次辐射， 从而加热四周的其他物体，使人体感受到类似晒太阳的感觉（ 见 图 1） 。
收稿日期： 2012-12-13 作者简介： 刘利梅（ 1980- ） ，女，工程师
第 39 卷 第 4 期
·116· 2 0 1 3 年 2 月
山西建筑
工程反射板控 制了辐射途径
控制箱及集水器组成。发生器的连接方式与电气设备连接类似， 有串联、并联及串、并联混合连接方式。
4 工程实例
未受控制的辐射能 量向各个方向散发
表面粗糙或黑色的物质较易吸收或放射辐射热，表面平滑或
1． 1 什么叫热辐射
我们知道，热的传播方式有三种： 传导、对流和辐射。传导指 热经由物体从高温处传播到低温处的传热方式，主要为固体间的 传热方式。对 流 为 热 经 由 气 体 或 液 体 流 动 而 随 之 传 播 的 方 式。 辐射为热不凭借任何物质当媒介，而直接传播的方式。
地板再次辐射热量
2． 1 节能
图 1 辐射采暖
节能效果主要体现在以下几个方面：
1） 在建立同样舒适条件的前提下，辐射供暖时房间的设计计
算温度可以降低 2 ℃ ～ 5 ℃ ，可以大大降低供暖能耗； 2） 由于辐射
(二)供暖设施设备选型的原则和要求
(二)供暖设施设备选型的原则和要求1.概述供暖设施设备选型是建筑工程设计中至关重要的一环，合理的选型可以保证系统的高效运行、节能降耗、满足居民舒适度要求等。
本文将介绍供暖设施设备选型的原则和要求，帮助设计人员和决策者在供暖工程中做出明智的选择。
2.火力锅炉的选型原则和要求火力锅炉是常见的供暖设备之一，其选型需要考虑以下几个原则和要求：适应燃料类型与燃烧方式-：根据供暖区域的实际情况，选择适合的燃料类型（如燃煤、燃气、柴油等）和燃烧方式（如流化床燃烧、链条炉排燃烧等）。
热负荷匹配-：根据供暖区域的设计热负荷，选择合适的锅炉规格和容量，确保能够满足供暖需求。
节能高效-：优先选择节能型的锅炉设备，如采用先进的燃烧技术和热能回收技术。
安全可靠-：锅炉设备要满足国家相关标准和规范，具备良好的安全性能和可靠性。
舒适性要求-：锅炉设备运行时噪音、振动等要求符合相关标准，考虑到居民的舒适感受。
3.热泵的选型原则和要求热泵是一种新型的供暖设备，其选型需要考虑以下几个原则和要求：适应环境温度-：根据供暖区域的气候条件，选择适合的热泵类型，如空气源热泵、地源热泵等。
热负荷匹配-：根据供暖区域的设计热负荷，选择合适的热泵规格和容量，确保能够满足供暖需求。
节能环保-：选用符合能效要求的热泵设备，提高系统的能效比，减少能源消耗和环境污染。
可靠性和安全性-：热泵设备要具备良好的运行稳定性和可靠性，同时要满足安全防护的要求。
经济性评估-：综合考虑热泵设备的投资和运行成本，并进行经济性评估，确保选型具备合理的经济性。
4.暖通空调系统的选型原则和要求暖通空调系统是大型建筑中常用的供暖设备，其选型需要考虑以下几个原则和要求：多功能性-：暖通空调系统需要能够同时满足供暖、通风、空调等多种需求，具备适应性强的设计。
热负荷匹配-：根据建筑的热负荷特点，选择适当的暖通设备和系统，确保能够准确控制室内的温度、湿度等参数。
节能与环保-：选择高效节能的设备，如采用节能型风机、变频器控制等技术，降低能耗和环境污染。
探究高大空间燃气红外线辐射采暖技术
除湿 ， 以及水冷调温 的相关技术进行相应的制约。
３ ． ２ 基 本 参数
关键 指标 的考核 。在进行 预 冷式 热 回收 型新 风 机组 的 性能 评 价 时 ， 可 以
根据功率除湿量的单位输入 、 机组 中的预冷除湿量和总除湿量的比值进行相 对 于 预冷 式 热 回收 型新 风 机组 的风 中 的蒸发 器 当 中 ， 进 行进 一 步 的处 理 ； 第 四步 ， 在 这一 步 当中 ， 我 们 可 以 运用 关评 价 。机 组 工作 的正 常工 作 温度 范 围 ， 低温 冷源 当中 的冷凝 热 回收 装置 对 经过深 度 除湿 的 新风 进 行再 加 热 ， 这 样 一 冷 式 的冷却 进 风温 度 与水 冷式 的冷 却进 水 温度 都 是有 一 个上 限 值 的 ，但 是 ， 来， 新风的温度 ， 以及湿度都达到了机组送风温度与湿度的要求 了； 第五步， 首先要保证进风的温度保持在４ ３ ℃。 这是 整 个 机组 共 组 的最 后一 步 ， 那就 是 把 经 过湿 度 ， 以及 温 度 处 理过 的 新 风
『 ２ ］ 汪晓鹏 ， 陈启 民， 张永 显， 连 钦， 贺建梅 ， 张 定 军 建筑 用 聚苯 乙烯 泡沫 塑料 的 绝 热保 温性 能测 试和 分析 明 塑料 科技 ． ２ ０ ０ ９ （ １ ２ ） 李静 基 于 系统优 化 的 高校体 育馆 自然 采光 和 通 风节 能 设计 研 究Ｉ Ｄ 】 哈尔
滨 工 业大 学２ ０ １ ０
【 １ １ 杨清 华．关 于 对外 墙保 温 建 筑节 能的 思 考 Ｕ 】 工程 与 建设 ， ２ ０ ０ ７ ， ２ １ （ ４ ） ： ５ ６ ７ （ 上接 第１ ４ ２ 页） 意 能否 满足 。 参 考 文献
燃气红外线辐射供暖的应用与设计
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。
燃气红外线辐射采暖大管、小管设备对比
设备选型理论
总结起来说，红外线波长3-5μ m，温度在306-693℃之间的辐射穿过空气时
的透射率是最好的，不易被H2O和CO2吸收，因此可以获得两个好处：1、高度衰
减可以忽略不计 2、对人体造成的危害小，是红外线波长中具备用于高空热辐射 最佳热特性的红外线波段。
中温小管的表面温度根据维恩位移定律 Λ t=0.0029 m·K，通常波长集中在
3.75-5(300-500摄氏度) μ m之间，在热辐射波长的最佳热特性范围之内。 低温大管的表面温度在100-300摄氏度之间对应波长在5-7.8μ m之间，此段
波长将被空气中的H2O和CO2大量的吸收，辐射热在传输过程中距离越远损失越大， 因此此类设备不宜高空安装，比较适合于12m以下的空间。
2
辐射管
3
产品 应用优势
产品 应用优势
4
产品 设计优势
产品 设计优势
5 6 7 8
荷载 辐射热 利用率 热效率 维护
荷载 辐射热 利用率 热效率 维护
局部线性荷载大，线性荷载高达30kg/m，增加屋顶 网架结构投资费用 （红外线辐射能的利用率低）50% 92% 一旦失灵，大面积瘫痪
采用壁厚4mm螺旋焊管直径DN300、表面涂红色漆、 作为辐射管，由于管壁厚、传热效果不好 辐射管 表面温度最高300℃、辐射能低，参考相关的国外 产品网站及样册建议设备应用高度不超过12m，同 等条件下，投资造价高 单台发热功率过大，对于1个设计热负荷300Kw的 场合，仅采用一套功率300Kw的大管设备，如果出 现故障，整个场合采暖瘫痪，影响很大
设计推荐小管设备的原由
1、大管设备的在国内目前一直没有设计与应用的国家标 准，尤其是室外燃气管线与燃烧系统（机电设备）的安装没有 明确的施工验收规范 2、大管设备因其辐射管表面温度低，在应用高度上有一 定的限制，不适合12m以上的建筑物 3、大管设备的荷载大，将增加建筑屋面的荷载造价 4、产品热效率高，辐射能利用率高 5、控制灵活，维修方便
(建筑电气工程)燃气红外辐射加热技术
（建筑电气工程）燃气红外辐射加热技术燃气红外辐射加热技术1燃气和其燃烧所需的空气全部预混以后，在壹定条件下进行无焰燃烧，能够直接产生红外辐射用于各种加热过程。
燃气红外加热技术在工业和民用燃烧设备中得到了广泛的应用。
实践证明它比传统的对流加热具有投资省、启动快、效率高、污染少等优点。
经过特殊设计的红外辐射器仍能够发射出波长较长的远红外辐射，对某些物体更有效地加热，进壹步节约能源。
常用的燃气辐射器有金属网辐射器和多孔陶瓷板辐射器俩种。
目前国际上大力发展各种优质多孔陶瓷板燃气辐射器，它具有燃烧均匀、辐射波波长较长和不易回火等优点。
同济大学燃气红外研究所采用壹种全新的干法成型工艺，研究成功了 x 型复合层多孔陶瓷板燃气辐射器。
1.2X 型多孔陶瓷板燃气辐射器的研究X 型复合层多孔陶瓷板燃气辐射器有以下主要结构特点：(1)具有高发射率表面层多孔陶瓷板燃气辐射器在正常工作时其表面温度为 800—850o C，在这种温度下其主要的辐射能量波长为 2—6 微米。
然而，普通陶瓷在这壹波段内的发射率却是很低的(见图 2，c)。
为了提高辐射器的辐射能力，我们研究了壹种高发射率材料，作为复合层多孔陶瓷板的表面层。
它具有广谱高发射率的特点(见图 2，b)，从而弥了陶瓷的缺点，使辐射能力提高。
X 型复合层多孔陶瓷板采用干压法成型工艺，基板和表面层在模具中壹次压成，人窑后壹起烧结，结合牢固不会脱落。
和热压铸成型法相比，干压法不需要石蜡和制蜡饼工序，不需埋烧脱蜡过程，缩短了烧成周期，且大大提高了窑位的利用率。
据估算，用新的干压法工艺制造多孔陶瓷板，其原材料、辅助材料和能源的消耗约为热压铸法工艺的 1／2 左右。
(2)机械强度和抗热震性能较好通过对基板材料配方、粉体制备和烧结工艺等反复研究和改进，提高了多孔陶瓷板的械械强度。
又由于降低了热膨胀系数，其抗热震性能较好，能长期承受冷、热急变而不破坏。
表 1 所示多孔陶瓷板的物理性能。
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燃气红外辐射采暖技术设备选型
燃气辐射供暖是利用可燃气体出各种波长的红外线进行供暖的，能量集中，热效应显著，使人体感觉很舒适，是工业厂房较理想的供暖方式。
燃气辐射型供暖省去了将高温烟气热能转化为低温热媒热能这样一个能量转换环节，热效率高、安装方便、初投资和运行费用低、操作简单、智能化程度高、无噪声、环保洁净等优点。
在国外，被广泛地运用在工厂车间、体育场馆、仓库、飞机修理库、温室大棚、养殖场、游泳池、剧院、礼堂、超市等等地方……
燃气红外辐射采暖技术应用
燃气红外辐射采暖系统尤其适用于传统采暖方式难以解决的场合，
如开敞空间的场合，高大空间及热损失大的场合，快速或间断时间采暖的场合，大量换气场合等。
根据辐射强度的不同，燃气辐射型采暖器分为高强度、中强度、低强度型设备。
高强度设备通常用在空间高度特别高大的建筑物中（20米以上），辐射体表面的温度一般在900℃以上。
中强度设备辐射体表面温度一般在600℃左右，适合于中等高度的建筑物（3米以上，20米以下），低强度设备辐射体表面温度一般在500℃以下。
天然气作为清洁能源在工业生产和国民生活的能源消费中所占比例将越来越大。
在这种情况下，更好地推广天然气在暖通空调业的应用的问题，是摆在业内人士尤其是暖通空调设备制造厂家……
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