Главная » Мануалы

1 ... 8 9 10 11 12 13 14

ных газов относятся табачный дым, запах пота, окислы серы далче болезнетворные бактерии (например, бактерии грипп \ В сорбционном фильтре б улавливаются аэрозольные частицы ра мером 0,01 мкм, что обеспечивает практически чистый возду^ Благодаря насыщению воздуха легкими отрицательными nonalf

Рис. 4.20. Агрегат тонкой очистки воздуха в номещенршх общественных зданий: а) внешний вид; б) конструктивная схема

обеспечивается придание воздуху свежести воздушной атмосферы горных курортов и морского побсрел^ья.

Перемещение воздуха через очистительный агрегат обеспечивается от работы двух радиальных вентиляторов двухстороннего всасывания 11, приводимых во вращение от однофазного мало-шумного электродвигателя 12 мощностью 60 Вт. Для обеспечения

безопасной работы в агрегате установлены блокирующие выклю-дахели 7, контролирующие положение открывающейся нижней тверкь! 8, обеспечивающей доступ для ревизии электрофильтров 3. дрй открывании дверцы 8 выключатели прекращают подачу тока pbicoKoro напряжения к электрофильтрам 3.

Контроль за работой очистительного агрегата осуществляется QX панели 9 через дверцу 10. На панели 9 предусмотрен ручной пускатель и две контрольные лампочки. При включении очистительного агрегата загорается лампочка зеленого цвета. При накоплении пыли на осадительных пластинах электрофильтров 3 загорается красная лампочка, сигнализирующая о необходимости остановки агрегата и промывки осадительных пластин электрофильтров 3. Фильтр грубой очистки 2 промывается по мере его за-пыления. что устанавливается опытом эксплуатации в конкретных условиях (обычно раз в месяц). Фильтр сорбционный очистки 5 по мере накопления в нем вредностей восстанавливается путем заполнения кассет новыми полотнами из угольной ткани (обычно

через 3 -4 месяца применения).

Показанный на рис. 4.20 очистительный агрегат потребляет в час 180 Вт электроэнергии и обслуживает помещение площадью до

80 м^. Масса агрегата 90 кг.

В настоящее время на рынке имеется большой выбор различного конструктивного и внешнего оформления очистительных аппаратов для различных помещений. Начиная от жилых комнат, для которых разработаны и выпускаются переносные массой 1-2 кг агрегатные фильтры круглой и прямоугольной формы. Для промышленных зданий выпускаются как стационарные (например, монтируемые на стене, как показано на фото рис. 4.19), так и передвижные с гибкими или телескопическими шлангами с заборными устройствами, располагаемыми над местами выделения вредностей. Рекомендуется расширять области применения очистительных агрегатов, позволяющих сократить вентиляционные выбросы в атмосферу и, тем самым, способствовать охране воздушной среды и спилению расхода топливно-энергетических ресурсов на функционирование систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Вовые методы тепло- и холодо снабжения в жилых зданиях 205

Глава 5

НОВЫЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОМ,

ХОЛОДОМ И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЕЙ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Традиционно СКВ обеспечиваются теплом и электроэнергией от центральных источников. Системы централизованного теплоснабжения получили больиюс развитие в нашей стране. Длительная эксплуатация протяженных теплосетей выявила их серьезные недостатки:

- значительные (до 50%) потери тепла в трубопроводах с плохой теплоизоляцией и находящихся под воздействием грунтовых вод;

- частые аварии из-за изношенности трубопроводов и прекращение из-за этого отопления зданий на значительной территории городов и поселков;

- высокая стоимость сооружения и эксплуатации сети трубопроводов и связанного с их обслуживанием хозяйства;

- инерционность протяд?енных сетей и перерасходы тепла при суточных изменениях погодных условий.

В отдельных районах страгш! часты сезонные аварийные ситуации в централизованных сетях электроснабжения, вызванные снегопадами, обледенением проводов при потеплении и затем резким похолоданием. Рассматриваемые ниже новые методы тепло-и электроснабжения позволяют избежать перечисленных выше недостатков.

5.1. Новые методы тепло- и холодо снабжения

в жилых зданиях

При строительстве современных л^илых многоэтал^ных зданий в кухнях квартир устанавливаются электрические плиты. Это потребовало подведения к квартирам суповой электропроводки мощностью не менее 12 кВт. В дневные часы эта электрическая мош-

лсть расходуется л?ильцами на приготовление пищи, освещение, аботы элюктропотребляющих бытовых аппаратов (холодильники, елевизоры, утюги, пылесосы, стиральные машины). Вся потре-дяемая в квартире электроэнергия переходит в тепло, которое в

падидионпых системах естественной или механической вытял?-}10Й вентиляции выбрасывается нарул^у. Дополнительные тепло-рыделения в квартирах имеют место от потребления горячей воды на мытье посуды, мытье в душе или ванной, стирку белья. Наши расчеты показывают, что утилизация выбросного тепла из квартир в дневные часы холодного периода года полностью покрьшает потребности квартир в теплоте на компенсацию трансмиссионных теплопотерь через огра?кдающие конструкции и нагрев санитарной нормы приточного наружного воздуха [8]. Наиболее энергетически эффективной являются двухступенчатая утилизация теплоты вытяжного воздуха, притщипиальная схема которой рассмотрена выше в описании к рис. 2.9. Проведены натурные испытания схемы двухступенчатой утилизации в системе отопления, вентиляции и кондиционирования коттедл?а площадью 260 м^, построенного при участии автора в Московской области. Эти испытания показали, что энергетический показате.ль преобразования электрической энергии в тепловую составляет 8кВт-ч тепла на 1кВт-ч, электроэнергии, затраченной на работу аппаратов в схеме двухступенчатой утилизации. В Московской области утверлден двухста-Бочный тариф оплаты за потреб-ляемую электроэнергию:

- с 23 до 7 стоимость 0,11 руб/(кВт ч);

- в остальное время суток 0,44 руб/(кВт ч). Наибольшие нагрузки на системы отопления в лшлых здагшях

имеют место в ночные часы суток, когда наблюдаются наиболее низкие температуры наружного воздуха, нет солнечной радиации и малы бытовые тепловыделения в жилых помещениях, которые

составляют не более 10Bт/м^, что обязательно учитывается при определении нагрузок на системы огопления [15]. Поэтому основное время работы компрессора в режиме теплового насоса, потребляющего наибольшую ДО.ЛЮ электроэнергии, расходуемой в двух-сгупснчатой схеме утилизации, приходится на ночные часы холодного периода года при низких температурах наружного воздуха. Стоимость 8кВт-ч тепла, вырабатываемых от расхода 1кВт-ч ЗДектроэнергии, в ночные часы оценивается:

т.двк.ут.н

0,11 8

= 0,014руб/(кВт- ч).

В традиционных системах централизованного теплоснаб/кени стоимость 1 кВт ч тепла составляет порядка 0,3 руб. Сравнение щ называет, что новые методы теплоснабжения зданий путем у^ц' лизации теплоты вытяжного воздуха обеспечивают работу систем отопления и вентиляции с оплатой энергии дешевле в 0,3/0,014 г; = 21,5 раза. Стоимость аппаратов двухступенчатой утилизации оказывается ниже стоимости сооружения протяженных присоеди. нительных трубопроводов, оплаты за присоединение к сетям тец-лоснабй<ения, уменьшении стоимости сооружения ИТП. В днев. ные часы холодного периода года при активной жизнедеятель-ности хозяев квартир бытовые тепловыделения возрастают до 20-40 Вт/м^. Это обусловливает рост температуры удаляемого вы-тяркного воздуха и, соответственно, повышение тепловой эффективности работы установки утилизации с насосной циркуляции антифриза (первая ступень утилизации) при остановленном компрессоре (вторая ступень), что обеспечивает повышение энергетического показателя преобразования 1 кВт ч электроэнергии в 16 кВт-ч тепла. Тогда в дневные часы стоимость утилизируемой теплоты составит:

0,44 16

0,028 руб/(кВт-ч).

Или теплота, утилизируемая в дневные часы, дешевле теплоты центральных систем отопления в 0,3/Q,028 = 10,7 раза.

Благодаря применению двухступенчатой утилизации теплоты вытяжного воздуха нагрузка на системы отопления и вентиляции в н^илых зданиях сокращается на 80%. Оставшиеся 20% потребностей в теплоте энергетически и экономически рационально компенсировать местными системами теплоснабления. В жилых домах с электрическими плитами потребление электроэнергии в ночные часы сокращается на 90% от дневных нагрузок. Ночное сниление потребления электроэнергии из централизованных сетей создает значите.дьпые трудности для электростанций. Необходимо снижать выработку электроэнергии или передавать се по протял^ен-ным сетям в регионы страны, где другие временные пояса. Для снятия ночных провалов электроэнергии в Москве и Московской области под г. Сергиев Посад построена гидравлическая система ночного потребления электроэнергии насосами, перекачивающими воду из нил^него водоема в верхний. В дневные часы суто! вода из верхнего водоема слулит источником выработки электроэнергии на гидравлических турбинах.

®

©

©

©

©

Рис. 5.1. Типовой этаж многоэтажного жилого дома с расположением на этаже оборудования систем теплоснаблчения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

два приточно-вытяжных агрегата, обеспечивающих круглогодовое приготовление и подачу в лшлые помещения санитарной нормы приточного нарулшого воздуха и вытяжку из квартир отепленного и загазованного воздуха. В приточно-вытяжных агрегатах встроено оборудование для двухступенчатой утилизации теплоты вытяжного воздуха, что позволяет нагревать приточный наружный

Автором совместно с Ю. А. Сарумовым предложено в ночные иовалы электрических нагрузок в жилых домах с электрическими лйтами использовать электроэнергию для ночного нагрева воды на цели отопления и горячего водоснабл^ения.

На рис. 5.1 показан типовой этаж в многоэталшом жилом здании, проект которого разработан под руководством Ю. А. Сарумова jучастии автора. На техническом этаже дома располагается

1. Новые методы тепло- и холодоснабжения в жилых зданиях 209

- , . . . - - ------------- - - - ----

воздух в расчетных условиях холодного периода года с темдеп. туры i = -26°С до = 10°С. Приготовленный приточный воздух по вертикальным шахтам I подводится к распределитель ным устройствам 2 для каждой квартиры. От распределитель пых устройств 2 по воздуховодам 3, заделанным в заливку пода квартир, приготовленный наружный воздух подводится к камерах первичного воздуха доводчиков э?кекционных , установленных под окнами комнат по схеме, показанной па рис. 2.4. Отепленный и загазованный воздух через вытяжные воздуховоды 5, 6. у и 8 поступает в вытяжную вертикальную шахту 10, из которой через сбо})пые коллекторы вытяжной воздух поступает к вытя;кному агрегату на техническом этаже здания.

Для снабжения горячей водой теплообменников доводчиков эжекционных 4 и горячего водоснабжения квартир в помещении бой.перной 11 монтируются водяные баки с электронагревателями. На каждую квартиру на этале в бойлерной 11 монтируются свои баки Электр онагр сва воды. Для создания воздушных тепловых завес по вертика.(1ьным шахтам 9 па эталш подастся подогретый воздух, который через воздуховоды 12 подводится к воздушным завесам.

На рис. 5.2 показана принципиальная схема размещения в помещении бойлерной на этале оборудования для теплоспаб/кения

Рис.. 5.2. Принципиа.тгьная схема автономного горячего водоснабжения квартиры с исноль.зованием для нагрева воды в ночное время суток электроэнергии по льготным тарифам двухставочной оплаты

квартиры на примере системы горячего водоснабжения. Из общего водопроводного вертикального коллектора 39 по отводу <?

через счетчик расхода 22 поступает вода холодного водоснабже-jH на три объекта потребления в квартире. По отводу 38 вода холодного водоснабжения поступает в квартиру по трубопроводам, улояенным в полу, от которых по вертикальным стоякам осуществляется присоединение к местам водоразбора. По трубопроводу после вентиля 34 холодная вода последовательно проходит для нагрева электрическими нагревателями в емкостных баках 27 и скоростном водсшагревателе 13. В расчетном потреблении жильцами горячей воды достаточно запаса нагретой до температуры /лугбак - 90 °С в баках-аккумуляторах 27. При открытых вентилях 14 и закрытых вентилях 15 от работы насоса 36 горячая вода забирается из баков 27 и смешивается с холодной водопроводной водой, поступающей по обводному трубопроводу 33 к трехходовому смесительному автоматическому клапану 18. Температура смешения = 50°С контролируется датчиком 17, имеющим импульсную связь с электроприводом трехходового смесительного клапана 18.

Если жильцы допускают перерасход горячей воды, нагретой ночью в баках 27, то в скоростной водонагреватель 13 через баки 27 будет поступать холодная водопроводная вода. Датчик контроля температуры нагретой воды, уста1ювленный в баке скоростного водонагревателя и связанный с датчиком 17 контроля ivvr = 50 °С, подает команду на включение днем электронагревателей в скоростном водонагревателе 13. Нагретая в скоростном водонагревателе 13 вода будет источником горячего водоспаб?кения квартиры, где жильцы перерасходовали установленную нормую. Жильцам придется за перерасход платить дорол^е, так как в скоростном водонагревателе используется электроэнергия, хюторая учитывается по счетчику дневного замера и стоимость этой энергии в четыре раза выше ночного тарифа. По трубопроводу 37, улолчснному в заливке пола, горячая вода подводится в квартире к местам ее водоразбора.

С помощью вентилей 15 мо/кно открывать проход но обводным трубопроводам у баков 27, 13 и насоса 36. Регулировочный вентиль 25 обеспечивает контроль дав-ления в сети горячего водоснабжения. Принципиальная схема подготовки горячей воды для системы отопления квартиры сходна со схемой на рис. 5.2. Отличие заключается в том, что к автоматическому смесительному лапану 18 и к водонагревательным бакам 27 и 13 сделаны отводы от обратного трубопровода системь! отопления. Датчик 17 Контролирует постоянство начальной температуры горячей воды

для системы отопления iwri = 40° С путем смешения обратной воды с температурой ;С^об = 30°С с нагретой ночью в баках Д и 27 горячей водой с температурой twr.6aK = 90 °С. Подающий и обратный трубопроводы системы отопления прололены в заливке пола квартиры и имеют вертикальные стояки для присоединения теплообменникам ДЭ. У теплообменников ДЭ установлены регули. ровочные вентили для расхода горячей воды по л^елаемой величине температуры воздуха в ?ки.пых комнатах.

В дневные часы и переходный период года нагрева воды в ба-ках 13 и 27 па нужды отопления не требуется, так как трансмиссионные теплопотери покрываются бытовыми тепловыделениями, а нагрев наружного воздуха обеспечивается в установке утилизации с насосной циркуляцией антифриза, включенной в конструкцию центральных приточно-вытялшых агрегатов, смонтированных на техническом этаже здания. По нашим расчетам удельные годовые затраты энергии на работу систем отопления и вентиляции составляет порядка 40кВт- ч/(м^ год).

По нормам МГСН [15] для многоэталшых жилых здан]рй величина удельного годового расхода тепла не должна превышать

95кВт ч/(м^ - год). Предлагаемая система автономного теплоснаб-л^ения лчилых зданий позво,пяет экономить энергию в следующих % по сравнению с нормами [15]:

95-40 95

X 100 = 58%.

Это указывает на высокую энергетическую эффективность предложенных принципиально новых автономных систем теплоснабжения, отоп,11ения и вентиляции жилых зданий.

Наличие в приточно-вытял^ном агрегате холодильной машины П03В0.ДЯСТ в теплое время года использовать ее в рел^име охлал^де-ния приточного нарул^ного воздуха, подаваемого к камерам первичного воздуха ДЭ, установленным в жилых комнатах квартир.

Для достилепия экономии энергии на охлаждение необходимо провести анализ особенностей формирования теплового релшма в жилых комнатах. Фирма Даичи *) располагает оригина.т1ь-ной программой для анализа на компьютере особенностей формирования теплового релчима в помещениях. Под руководством

) Москва, тел. (095) 73-73-733; факс (095) 73-73-732.

автора сотрудник фирмы А. Б. Харитонов провел анализ особенностей формирования тепловых режимов в комнате, имеющей внутренние строительные перегородки из бетонных плит толщиной ] 40мм. Наличие мебели и других предметов в комнате не учитывалось. Анализ выполнен для 6 суток в июне при расчетных температурах наружного воздуха в климате Москвы по параметрам Б [18J при дневной максимальной температуре нарулшого воздуха tn = 28,5 °С. В ночные часы температура нарулшого воздуха снилается до 18.1°С, что отвечает нормируемой суточной амплитуде 10,4 °С [18]. Трансмиссионные теплопритоки через нарул^-ные ограждения достигают максимума в 13 часов. В ночные часы трансмиссионных теплопритоков нет. В дневные часы имеют место теплопритоки от людей и электроприборов.

На рис. 5.3 показаны графики суточных колебаний температур наружного tn и внутреннего t воздуха. Из графиков хорошо прослел^ивается нарастание температуры внутреннего воздуха t за шесть суток, что обусловлено постепенным дневным прогревом и накоплением теплоты в строительных конструкциях квартир. На пятые сутки температура внутреннего воздуха равна tj = = 28,7 °С в 13 часов и становится выше расчетной температуры наружного воздуха tn = 28,5 °С. На шестые сутки температура внутреннего воздуха достигает наибольшего значения t = 29,3 °С. Полученный расчетный характер нарастания температуры внутреннего воздуха при непрерывном стоянии жарких летних дней хорошо согласуется с натурными наблюдениями в лчилых помещениях, где в комнате пет принудительной подачи приточного нарул^-ного воздуха или местных установок для охлаледения внутреннего воздуха (например, воздухеохладите.лей сплит систем). Повышение температурь! внутреннего воздуха выше допустимых параметров [18] отрицательно сказывается на самочувствии и здоровье людей, которые далче в ночные часы из-за радиации от нагретых за день внутренних стен, испытывают тепловой диС1 омфорт. Как говорят на бытовом уровне - люди изнывают от л^ары.

Применение организованной приточно-вытял^ной вентиляции позволяет обеспечить охлал^дение помещений. Из графика на рис. 5.3 видно, что температура нарул^ного воздуха ниже ее комфортного значения t - 25 °С [18] сохраняется более 68% времени суток. Из этого следует валшый вывод, что принудительная по-Дэча в помещение воздуха с температурой tn < 25°С позволяет охлал^дать ограждающие конструкщ^и, мебель и другие предметы, находящиеся в жилой 1юмнатс. Испсльзование естественного хо-

лода наружного воздуха является эффективным и энергетически рациональным средством улучшения микроклимата в лшлых по мощениях.

На рис. 5.4 представлены графики суточного изменения те\ь ператур наруяшого t и внутреннего воздуха за шесть суто!

Темиерапура. С 28,9

18,1 У

1 сутки

2 СУТКИ

л сутки

4 с>тки / 5 сутки

6 сутки

о

24-0

24-0

24-0

24-0 24-0

Время сугок, ч

Рис. 5.3. Графики изменения за шесть суток температур наружного (i ) и внутреннего (в) воздуха в помещениях без средств охлаждения и принудительной приточной вентиляции

л^арких дней в июне при повышении днем температуры наружного воздуха до 28,5°С - расчетных параметров Б в климате Москвы [18]. В ночные часы снилчается до 18,1 °С, как это регламентируется нормами суточных изменений температуры наружного воздуха [18]. В рассматриваемом ?килом помещении трансмиссионные и бытовью теплопоотупления одинаковы с данньши по рис. 5.3. В ночные и дневные часы при < 25°С в Лчилое помещение подается наружный воздух, что обеспечивает охлал^де-ние помещения естественным холодом и температура внутреннего воздуха coxpaimeT значения на комфортном уровне. Хо.подиль-ная машина для подачи холода в местных во.здухоохладителях включается только при достижении 25 °С. Из графиков на рис. 5.4 видно, что время работы холодильной машины изменяется по суткам непрерывного стояния расчетного = 28,5 °С. В первые

сутки наступления жарких дней работы холодильной машины не потребовалась. И только от подачи холодного нарулшого воздуха и накопления ночного холода в строительных конструкциях удается поддерживать = 24,6 °С, что отвечает тепловому комфорту [18]. Во вторые сутки из-за накопления стенами комнат в дневные часы

Температура °С

18,1

I су гки 12 сутки

3 сутки / 4 сутки \ 5 с>тки

6 сутш

О

24-0

24-0

24-0

24-0 24-0 Время суток, ч

Рис. 5.4. Графики изменения за шесть суток температур наружного и внутреннего (<в) воздуха в помещениях, в которые ночью подавался холодный наружный воздух, а днем автоматически включались воздухоохладители

теплоты время работы холодильной машины составило 28% предо л длительности времени суток. На третьи сутки время работы холодильной машины возросло до 33% продолжительности времени суток. На шестые сутки стояхшя лшрких дней время работы холодильной машины возросло до 45% продоллштельности времени суток.

Результаты расчетов по графикам на рис. 5.4 позволяют сделать

следующие выводы:

- для сокращения времени работы холодильных машин в составе СКВ зданий энергетически целесообразно в теплый период года во время состояния < 25 °С увеличивать производительность приточных агрегатов по подаче в помещения наружного приточного воздуха, что позволяет увеличить отвод тепла от вну-

тренних строительных конструкций, мебели и других предмею в комнатах;

- конструктивно ночное повышение притока нарулшого воздуха выполняется путем применения приводных электродвигателей у приточных и вытяжных вентиляторов на две скорости вра-шения. В расчетных условиях холодного и теплого периодов года энергетически рационально производительность приточных и вытяжных вентиляторов поддерживать на минимально-неизбежном уровне, регламентированном саннормами [18]. В теплый период года в условиях < 25 °С электродвигатели вентиляторов переводятся на повышение расхода приточного наружного и отепленного вытяжного удаляемого воздуха. В жилых помещениях, где нех установок кондиционирования, уменьшение перегрева комнат может быть достигнуто путем открытия летом окон и установки около них вентиляторов, что позволит интенсифицировать режимы ночного охлаждения стен, пола и мебели.

5.2. Новые методы тепло- и холодоснабжения СКВ

в административных зданиях

В зависимости от предполагаемого релшма работы и использования помещений административного здания принимаются рациональные схемы СКВ и их тепло- и холодоснабжения. Если здания используются одной организацией, с одинаковым релшмом работы помещений, рациональной молчст быть местно-центральная СКВ с распололением приточного агрегата, холодильной машины и теплового пункта в подвале и вытялшых установках на техническом этаже. Для зданий, где помещения будут сдаваться в аренду, рационально размещать оборудование центральных приточных агрегатов иа каладом этаже. Центры теплоснабжения и холодоснабжения могут быть на эталах или в подвальном помещении. В последнем случае на этаже должны быть счетчики расхода тепла и холода. Производительность по воздуху приточных и вытяжных установок энергетически рационально в расчетных условиях холодного и теплого периодов года поддерживать на минимально-допустимом уровне, определяемом саннормами [18]. Необходимо отметить, что в административных зданиях саннорма приточного наружного воздуха в два раза больше, чем в лшлых помещениях, и составляет 60м^/(ч чел). При современных методах повышения термического сопротивления ограл^дающих конструкций в холодный период года доля трансмиссионных теплопотерь в общей

нагрузке на системы отопления снижается до 10%. Наибольшая составляющая нагрузки на системы отопления и вентиляции приходится на подогрев саннормы приточного нарулшого воздуха.

В современных административных зданиях характерно наличие в служебных помещениях большого количества служебного оборудования, потребляющего электроэнергию (персональные компьютеры, ксероксы и др.), которая переходит в тепло. Расчеты по-1азывают, что постоянные тепловыделения от работы слул<1ебного оборудования и людей составляют более 40Bт/м^. В рабочих рс-й^имах функционирования помещений административных зданий внутренние тепловыделения полностью перекрывают трансмиссионные теплопотери. В работе [8] показано, что даже в расчетных усдовиях Х0.Л0ДН0Г0 периода года в климате Москвы в рабочие часы при подаче в помещения нарулшого приточного воздуха с температурой tji = triH == 20°С нужно отводить тепловыделения. Поэтому выбор энергетически рациональных режимов работы СКВ достигается регулированием тепло- или холодопроизводительности местных установок, монтируемых непосредственно в обслуживаемом помещении. Наличие значительных внутренних тепловыделений определяет интенсивные тепловые потоки под потолок. При традиционных схемах организации воздухообмена сверху-вверх приточный воздух возвращает часть загазованного теплого воздуха из верхней в рабочую зону, что выравнивает температуры воздуха по высоте, ухудшает санитарно-гигиенические качества воздуха в рабочей зоне и снижает температуру вытялшого воздуха.

В современных административных зданиях применение установок утилизации вытяжного воздуха является обязательным элементом систем теплоснабжения и обеспечивает значительное (до 60%) сниление расходов тепла от центральных источников.

Энергетически наиболее эффективно применение в помещениях административных зданий доводчиков эжекционных ДЭ, устанавливаемых под окнами по схеме, как это показано на рис. 2.4. Для административных помещений в рабочие часы использования комнат в холодный период года под потолком собирается теплый воздух с температурой до 26°С. Это повышает энергетическую эффективность использования установок утилизации теплоты вытялшого воздуха. При применении двухступенчатой утилизации достигается до 90% снижения расхода тепла на цели отопления и вентиляции. Использование ДЭ позволит подавать в помещения нагретый в установке двухступенчатой утилизации централь-

) кондиционера приточный наружный воздух с температурой = 8,6°С. который служит источником естественного холотта

txm - Uj v. riujLupjDiia L.jiy/i\n± Ml гичнишлм естественного ХОЛОДа

ДЛЯ поглощения внутренних тепловыделений.

Для современных административных зданий характерно применение значительного количества слулебных аппаратов, интенсивного освещения и других устройств, потребляющих значительные мощности электроэнергии. Поэтому удельные тепловыделения в таких помещениях достигают 40-80 Вт/м^, что перекрывает расчетные теплопотсри через нарулшые ограждения [8]. Подача от ]1,Э первичного воздуха с температурой tun = 8,6 °С позволяет по-

лезно использовать теплоизбытки для его догрева до комфортных температур = 20-22°С для холодного периода года [18].

В административных зданиях потребление значительной электрической мощности характерно только для дневного и вечернего периодов. В ночные часы льготных тарифов оплаты подведенная к зданию электрическая мощность пе используется. Нащи расчеты 8] показывают, что испо.яьзование ночного аккумуляционного нагрева воды на нулады ночного отопления и дневного горячего ро-доснаблчения энергетически и экономически более выгодно, чем использование традиционных методов централизованного тепло-снабл^епия от ТЭЦ. При использовании административного здания одной организацией рационально применять электроаккумулирую-щее оборудование для ночного накопления теп.ла для всего здания и располагать это оборудование в техническом подвале. При использовании административрюго здания для сдачи в аренду по эта-л^ам оборудование СКВ и ночного аккумуляционного нагрева воды рационально распололшть по этажам. Это позволит выбирать режимы работы местных систем теплоснабжения и СКВ с учетом загрулюнности эталей арендующими организациями, вести учет расхода энергии по эталам.

Затраты на соорулчоние в административных зданиях автономных систем теплоснабления и СКВ с доводчиками элчекцион-пыми по нащим оценкам составляет не более 100 у.е./м^. Традиционные системы стоят значительно доролче (до 160у.е./м^). Так например, стоимость строительства многоэтал^ного административного здания фирмы Макдональдс на ул. Тверской в Москве

составила 12 млн у.е. Здание имеет площадь 9000 м^. Удельная стоимость здания составила:

12000000 9000

1300 y.e./м^.

По результатом обобщения зарубслшых и отечественных про-eiaOB административных зданий, оснащенных СКВ и имеющих дентрализовагпюе теплоснабжение, стоимость этих систем соста-ряяет 15% от общей стоимости здания. Вычисляем з^дельную сто-jiocTb традиционных систем в административном здании:

Сскв = 0,15 X 1300 = 195 у.е./м^.

Достигаемая экономия в стоимости сооругкепия оборудования но-рых методов теплоснаблчения и кондиционирования по сравнению с традиционными системами составляет:

195 - 100

---X 100 = 49%.

Дополнительным преимуществом предлагаемых новых автономных систем теплоснабжения и местно-центральных СКВ, функционирующих по э1юргосберегающей технологии, яв.ляется сни/ке-ние в три раза стоимости тепла и электроэнергии, потребляемой круглогодично этими системами, по сравнению с традиционными решениями.

Известно, что системы централизованного электро- и теплоснаблчения от ТЭЦ или теплоснаблчение от районных котельных, начиная с 50-х годов, получили основное применение в России. За последнее время из-за изношенности оборудования и трубопроводов часто возникают аварийные ситуации и значительные трудности в нормальном э.пектро- и тепло сна блчении целых городов и поселков.

При строительстве крупных комплексов в существующих районах городов часто нет свободных мощностей по э.лектроэпергии и теплу, которые требуются для функционирования вновь строя-пшхся объектов. Местное руководство ставит перед застройщиками и инвесторами требования в выделении значительных средств для расширения и реконструкции существующих центра.лизован-ных источников энергоснабжения. Такие требования заставляют инвесторов вкладывать значительные средства в объекты, которые не будут их собственностью и пе имеют перспектив к окупаемости.

Принципиально другие возможности открываются перед инвесторами при переходе на строительство собственных автономных источников электро-, тепло-, холодоснабл^ения. Зарубежными фирмами за последние годы созданы и широко применяются автономные газогенераторные установки, вырабатываюниге электроэнергию. Системы жидкостного охлаждения двигателя и отходящих дымовых газов позволяют получать тепло в форме горячей

воды с температурой до 110 °С или пар низкого давления. Вкда, дывая средства в строительство автономного источника, которые становится собственностью инвестора, создается независимость ох постоянного повышения стоимости электроэнергии и тепла. рынке имеется большой выбор автономных газогенераторов мощ. ностью по выработке электроэнергии от 40 кВт (отдельный семейный дом) до 5000 кВт (крупные здания и комплексы). Благодаря использованию теплоты охла?кдающей системы двигателя и отходящих дымовых газов одновременно с выработкой электроэнергии обеспечивается получение горячей воды. В зависимости от размеров и эффективности теплообменника утилизации теплоты выбросных дымовых газов удается на каждый киловатт выработанной электроэнергии получать от 1,1 до. 1,6 кВт тепла.

Раздел написан совместно с безвременно ушедшим из жизни крупнейшим специалистом по системам ВОК Кронфельдом Я.Г.

В холодный период года потребность в тепле на цели работы систем отопления, вентиляции является максимальной в ночные часы, когда потребность в электропотреблении здания снижается до 10% от расчетных дневных нагрузок. Пропорционально снижению выработки электроэнергии снижается и выработка тепла. Несовпадения максимальных расчетных нагрузок покрываются применением баков-аккумуляторов, где в дневные часы накапливается избыток вырабатываемого тепла от работы электрогенератора.

На отопление зданий наибольшие потребности в тепле имеют место в ночные часы из-за ночного понижения температуры наружного воздуха, отсутствия солнечной радиации и очень малых внутренних тепловыделений (ночное освещение, мало людей). Поэтому на крупных строительных объектах принимают решения о дополнительной установке пиковых котлов на газовом топливе. В целях повышения надежности и гибкости регулирования производства электроэнергии целесообразно энергетический автономный центр оборудовать не менее, чем из 4-5 газогенераторных агрегатов. Ступенчатым включением и выключением газогенераторных агрегатов осуществляется регулирование потребления электрической энергии в объекте. Потребление тепла объектом принимается с учетом не только работающих элсктротеплогенера-торов, но и па.личия бака-аккумулятора горячей воды или пиковых газовых котлов,

В теплый период года потребность в тепле зданий значительно снижается и на горячее водоснабжение здания расходуется не более 20% расчетной тепловой производительности автономного ис-

точника, который можно назвать мини-теплоэлектр о станцией (ТдС). Излишки тепла от работы электротеплогенераторов в теплый период года традиционно сбрасываются в атмосферу через воздухоохладители и.ли градирни.

Принципиально другие возмолности повышения энергетиче-(.их показателей ТЭС появляются при использовании сбросного хепла в теплый период года для выработки холода для систем кондиционирования воздуха (СКВ) и другие нулады здания. С помощью тепла выработка холода достигается в абсорбционных холодильных машинах. Для применения в комплексе мини-ТЭС наиболее подходят абсорбционные холодильные машины типа ABSC, работающие на теплоносителе - горячая вода с перепадом температур 110°С/70°С. Компания TRANE выпускает 22 типа размера абсорбционных бромисто-.литисвых холодильных машин на холодопр о изводите льность от 390 до 6000 кВт.

Одним из характерных примеров автономного энергоэкономичного варианта осуществления автономного электро-, тепло-, холодоснабжения является построенный под Москвой торговый комплекс Три кита . Правительство Московской области выделило инвестору строительную площадь у Минского шоссе. В качестве источника энергоснабжения выделено газовое топливо среднего давления, а электрическую и тепловую энергию инвестору нужно было обеспечивать самому. Учитывая, что помещения торгового центра нуждаются в работе СКВ, инвестор принял решение строить комплексный автономный центр выработки от слшгания газа электроэнергии, горячей и холодной воды.

На расстоянии 60 м от здания торгового центра построено специальное здание из двух частей. Внешний вид здания показан на фото рис. 5.5. В одной части этого здания размером 20 х 15 м и высотой 6 м смонтированы четыре газовых генератора электрической мощностью по 1449 кВт и тепловой мощностью 1471кВт каладый. Во второй части этого здания размером 20 х 15 х 6 (высота) м размещены две абсорбционные холодильные машины типа ABSC-520 холодопроизводительностью 1100 кВт каждая. Огнезащитная стена разделяет обе половины здания, в каждой из которых предусмотрен самостоятельный вход и выход.

На рис. 5.6 представлена принципиальная схема комплексного электро-, тепло-, холодеснаблчения торгового центра Три кита .

Тепло Электр о генератор австралийской фирмы Йенбахср работает Ст сл;игания газового топлива в двигателе i, поступающего через соответствующую автоматику по трубопроводу 22. Вращение вала

двигателя 1 переподастся иа электрогенератор £. Вырабатываемая электроэнергия через распределительный электрощит 3 поступает

1

I I

j: . т. f

Рис. 5.5. Внешний вид центра автономного электро-, тепло- и холодоснабжения торгового центра Три кита

К потребителю. В газовом двигателе I имеется система водяного охлаждения, туда поступает обратная вода от потребителей тепла с температурой .об = 70°С. В случаях снигкения потребления тепла в обслулчиваемом объекте температура обратной воды будет выше 70°С. а это вызовет автоматическое включение осевого вентилятора у воздушного охладителя 5 двигателя 1. В дымоходе от двигателя 1 установлен противоточный теплообменник 6, где вода нагревается до fwri = 110°С. Для выделения вредных газов из дымовых газов служит катализатор 7. Глушение шума по тракту прохода дымовых газон осуществляется в глушителе 8. Через трубу 9 очищснью и охлажденные дымовые газы выбрасываются в атмосферу. Для снижения шума от работающего двигателя и генератора па их корпусах устанавливаются шумопоглощающие устройства в форме матов из ультратонкого стекловолокна с на-рулчным покрытием а.пюминисвой фольгой.

Огнезащитная стена 11 отделяет помещение размещения четырех газогенераторов 1 от помещения размещения двух абсорбционных машин 12.

Для осуществленрш теплоснаблчеиия горячей водой от генератора 1 отходят трубопроводы 10, которые проходят через стену 11 и разделяются на отводы 15 к кондесатору абсорбционной холодильной машины 12. Если в абсорбционной машине 12 вырабатывается холод для СКВ здания, вентили на трубопроводах 21

IJ т =110

Рис- 5-6. Принципиальная схема автономного источника электрс-, тепло-, холодо снаблчеыия: 1 - газовый двигатель; 2 - электрогенератор; 3 - раслре-делительный электрощит; 4 - водяное охлаждение двигателя; 5 - воздушное охлаждение двигателя; 6-теплообменник нагрева воды дымовыми газами; 7- каталрхзатор; 8- глушитель; 9- дымовая труба; 10- трубопроводы горячей воды; 11 - огнестойкая стена; 12- абсорбционная холодильная машина: 13 - подача горячей воды к концентратору; Ц - градирня; 15 - сборный бак охлажденной воды в градирне; 16 - трубопроводы охлаждения водой абсорбера и конденсатора; 17-абсорбер; 18-конденсатор; 19 - испаритель охлаждения воды для СКВ; £0- трубопроводы подач! охлажденной воды к аппаратам СКВ; 21 - подача горячей воды к потребителям в обслулчиваемом здании; 22 - подача газа к двигателю

открыты толыю на малую степень подачи горячей воды на ну?кды горячего водоснабжения здания.

Для работы абсорбционной машшпл 12 через абсорбер 17 и конденсатор 18 насосом из бака 15 подается вода, охлалчдснная в вентиляторной градирне Ц- От работы сетевого насоса через испаритель 19 от трубопроводов 20 проходит рабочая вода от СКВ, которая с конечной температуры *об = 12 °С охлалчдается в испарителе 19 до рабочей температуры холодной воды = 7С-

В холодный период года вентили на трубопроводах 13 закрываются и все элементы абсорбционной холодильной машины не работают. Вентили на трубопроводах 21 открываются полностью

1 ... 8 9 10 11 12 13 14