ОСОБЕННОСТИ ОБОГРЕВА ОТКРЫТЫХ ПЛОЩАДОК И ТРЕБОВАНИЯ К ГОРЕЛКАМ
С появлением горелок инфракрасного излучения, работающих на относительно дешевом топливе (газе) и создающих довольно мощный поток лучистой энергии, представилась возможность организации обогрева людей и оборудования на открытом воздухе при низких температурах, причем при использовании сжиженного газа обогрев может быть осуществлен в любом месте, независимо от источника снабжения газом.
Правда, условия работы горелок на открытом воздухе значительно отличаются от условий работы их в помещениях. При расположении горелки на открытом воздухе при низкой его температуре она подвергается не только значительному охлаждению, но прежде всего обдуванию ветром, что отрицательно сказывается на ее аэродинамике. Набегающие на излучающую поверхность горелки струи воздуха, во-первых, охлаждают ее, и, следовательно, снижают мощность лучистого потока, во-вторых, создают подпор, препятствуя удалению продуктов сгорания из зоны горения и, следовательно, вызывают неполноту сгорания газа. При некоторой скорости ветра, направленного на излучающую поверхность горелки, последняя вообще может погаснуть. Как показали исследования, обычные горелки инфракрасного излучения, применяемые в помещениях и имеющие даже стабилизирующую горение металлическую сетку, гаснут при скорости ветра свыше 2—3 м/сек. При скорости ветра свыше 0,3— 0,5 м/сек горелка уже работает неустойчиво — резко снижается температура излучающей поверхности (с 800—900 до 600— 550° С, а на отдельных участках — и до более низкой температуры), увеличивается неполнота сгорания газа.
В целях повышения стабильности горения газа в горелках при обдувании их ветром стремятся либо повысить аэродинамическое сопротивление горелок путем уменьшения сечения огневых отверстий и повышения давления газа перед горелкой, либо уравновесить давление воздуха перед огневыми отверстиями и инжектором путем устройства специальных кожухов, сообщающих входное отверстие инжектора с атмосферой со стороны излучающей поверхности.
Здесь, однако, следует сказать, что эти мероприятия дают только некоторое повышение сопротивляемости горелки задуванию (погасанию), но отнюдь не обеспечивают в какой-либо степени стабильность мощности излучения, что, как известно, является главным в работе излучателя. Поэтому одной из основных задач в решении вопроса обогрева открытых площадок горелками инфракрасного излучения является создание горелок, снабженных экраном с максимальной пропускной способностью инфракрасного излучения и защищающим излучающую поверхность от непосредственного обдувания ветром.
К сожалению, до настоящего времени таких горелок еще не создано, и, по нашему мнению, это является первоочередной обязанностью ученых и конструкторов, связанных с разработкой и использованием газовых горелок инфракрасного излучения для обогрева открытых площадок.
Применение газовых горелок инфракрасного излучения для обогрева на открытых площадках, особенно при работе их на сжиженном газе, дает целый ряд преимуществ перед другими видами обогрева, в том числе и с помощью теплушек.
Обогревательные установки с ГИИ позволяют включать их в работу немедленно. Также немедленно может быть произведено и их выключение.
С помощью горелок инфракрасного излучения можно осуществлять обогрев людей непосредственно на рабочем месте, не прерывая производственного и трудового процесса. Это выгодно отличает их от теплушек, обогрев в которых связан с перерывами в работе.
Больше того, если по условиям безопасности (пожаровзрывоопасность) нельзя организовать обогрев непосредственно на рабочем месте, то создается обогревательный пост, оборудованный инфракрасными горелками. Время и средства, затрачиваемые на создание такого обогревательного поста, во много раз меньше, чем на создание теплушки.
Обогрев в теплушках, связанный с перерывами в работе и с резкими изменениями в тепловом режиме человека, по сравнению с непрерывным обогревом с помощью ГИИ на рабочем месте отрицательно сказывается на самочувствии человека него производительности труда. Здесь, с одной стороны, нередко преждевременный перерыв в работе, вызванный потребностью согреться, рассеивает внимание и нарушает трудовую сноровку рабочего. С другой стороны, как показывают исследования, процесс согревания в теплушках за счет конвективного обогрева протекает довольно медленно (20—30 мин и более). Кроме того, значительная разница между температурой наружного воздуха и внутри теплушки вызывает неприятное ощущение по выходе из последней и даже нежелание вновь выходить наружу.
Непрерывный (длительный) обогрев горелками инфракрасного излучения непосредственно на рабочем месте, даже менее интенсивный по сравнению с теплушкой, более благоприятно действует на тепловые ощущения человека, поскольку для него в этом случае обеспечивается относительная стабилизация теплового режима.
Обогревательные установки с горелками инфракрасного излучения имеют сравнительно небольшой вес, поэтому они весьма транспортабельны. Они могут быть смонтированы на тележках или на салазках. Это позволяет осуществлять обогрев перемещающихся объектов, а также быстро менять места обогрева.
Горелки инфракрасного излучения позволяют обогревать направленным излучением только те места (участки), которые нас интересуют, например, только человека или его руки, когда ему приходится длительное время держать слишком холодные предметы. Горелками можно подогревать посуду с расплавленным битумом, строительный раствор, стык труб перед сваркой или шов после сварки и т. д.
Поскольку в настоящее время еще нет проверенных данных о дозах облучения людей на открытом воздухе в зависимости от его температуры, скорости ветра, вида одежды, характера выполняемой работы и т. д., можно рекомендовать лишь следующее.
Горелки должны располагаться так, чтобы облучались прежде всего спина и ноги. Конечно, равномерное облучение всей поверхности человека является наилучшим решением обогрева, однако это не всегда возможно выполнить. Вертикальное облучение, создающее максимальную дозу облучения на голову человека, следует считать наихудшим условием обогрева, так как в этом случае возникают резкие температурные (тепловые) перепады между головой и ногами, что отрицательно влияет на тепловое ощущение. Расстояние между горелками и человеком следует устанавливать по его тепловым ощущениям, учитывая, однако, при этом условия безопасности (ожог, воспламенение одежды, материалов и т. д.).
При интенсивной работе человека или при резком потеплении (облучении солнцем), когда не требуется первоначальная интенсивность облучения, горелки могут быть отодвинуты, повернуты на соответствующий угол или выключены совсем. Таким образом, имеется возможность довольно тонкой регулировки интенсивности облучения, а следовательно и обогрева.
При облучении людей, стоящих непосредственно на земле или на площадках, покрытых снегом, следует принимать меры против увлажнения последних путем предварительного удаления снега или подстилки специальных матов из мало-теплопроводных и влагонепроницаемых материалов.
Помимо обеспечения стабильности работы горелок при организации обогрева открытых площадок необходимо также гарантировать минимальное воздействие ветра на обогреваемый объект.
Как известно, с увеличением скорости движения воздуха вблизи обогреваемого предмета происходит отъем тепла от него. В предыдущих разделах уже рассматривался вопрос влияния скорости движения воздуха на тепловые ощущения человека и было показано, что с увеличением этой скорости даже при неизменности температуры окружающего воздуха и дозы облучения происходит охлаждение тела человека и он ощущает холод.
Следовательно, одним из основных условий обеспечения комфорта на открытой площадке, помимо защиты от атмосферных осадков, является устройство ограждений (перегородок, щитов и т. п.), защищающих человека или другой обогреваемый объект от обдувания ветром.
Эти ограждения также должны защищать от обдувания и горелки, если они не имеют специальных ветрозащитных экранов.
Для обеспечения максимальной освещенности обогреваемого участка ограждения должны быть прозрачными (плестиглаз, стекло).
