Энергосберегающие технологии систем вентиляции и кондиционирования воздуха

ТАБЛ. ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ НА ДОГРЕВ И ОХЛАЖДЕНИЕ ПРИТОЧНОГО ВОЗДУХА, КВТ/Ч (ГОД) СРОК ОКУПАЕМОСТИ РЕКУПЕРАТОРА ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНОЙ УСТАНОВКИ GAZELLE ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ 100 000 КУБ. М/Ч (В МЕСЯЦ)

Оптимизация теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс дает следующие результаты:

•для наиболее холодной пятидневки — снижение затрат тепловой и электрической энергии на подогрев и увлажнение приточного воздуха;

•для самого жаркого месяца — снижение установочной мощности систем кондиционирования воздуха;

•для периода охлаждения — снижение затрат энергии на охлаждение приточного воздуха;

•для расчетного года — снижение затрат энергии на обработку и распределение приточного воздуха.

В общем случае, специалисту ясно, что задачей проектирования и расчета СКВ является определение количества энергии и способа ее распределения при высоком уровне экономии энергоресурсов.

Одним из наиболее эффективных способов снижения энергоресурсов при эксплуатации СКВ является внедрение технологии утилизации вторичных потоков — в частности, по системам вентиляции, утилизации тепла вытяжного воздуха. Удаляемый из помещений воздух — самый энергоемкий вторичный поток. Так, из квартиры общей площадью 100 кв. м с удаляемым воздухом (около 300 куб. м/ч) выбрасывается на улицу в холодный период года 5040 Вт тепла, в теплый период года — 400 Вт холода.

В современных домах системы с теплоутилизацией позволяют сэкономить до 50% тепла по сравнению с конвективными системами отопления. Мощность системы отопления в квартире 100 кв. м снижается на 10%, годовое потребление тепла снижается примерно с 40 до 15 кВт/(кв. м в год).

В Германии успешно работают в 5-, 10- и 11-этажных домах децентрализованные поквартирные приточно-вытяжные системы вентиляции с утилизацией тепла. Эти системы, несмотря на достаточно высокую стоимость, позволяют постоянное вентилирование всего жилого пространства, экономия тепла составляет около 20%.

Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные специалистами СЗНИИМЭСХ для систем обеспечения микроклимата животноводческих помещений, показали, что величина экономии энергозатрат в системах с утилизацией тепла зависит от климатических условий и может достигать 80%. При этом устойчивая работа теплоутилизаторов обеспечивается при температуре наружного воздуха выше –28оС и эффективности 30% и при температуре выше –11оС и эффективности 70%. Исследования показали, что нецелесообразно стремиться к высокой эффективности теплоутилизации. Оптимальная тепловая эффективность соответствует порядка 50%, при этом система устойчиво работает до температур выше –20оС, практически исключая режим обмерзания.

В настоящее время известны четыре типа утилизаторов тепла вытяжного воздуха: пластинчатые и роторные теплообменники, тепловые трубы и утилизаторы на основе промежуточного энергоносителя (как правило, этиленгликоля). В пластинчатых и роторных теплообменниках передача тепла осуществляется через стенку. В тепловых трубах тепло переносится изменением агрегатного состояния теплоносителя. В теплообменниках с промежуточным теплоносителем тепло переносится потоком мелкодисперсного материала или жидкости. Фактически такой теплообменник состоит из двух, они могут располагаться на значительном расстоянии друг от друга. Использование того или иного типа теплообменника в каждом конкретном случае должно быть обосновано технико-экономическим расчетом, поскольку каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Наибольшее распространение в системах вентиляции получили рекуперативные пластинчатые и роторные теплообменники и теплообменники с промежуточным теплоносителем.

Роторный рекуператор имеет очень высокую эффективность регенерации тепла. Он изготовлен из гофрированного алюминия. Эффективность достигает 85% и зависит от рабочего режима. Ротор смонтирован на выдвижных «салазках», и для осмотра его можно выдвинуть из агрегата со стороны обслуживания. Рекуператор оснащен эффективным уплотнением вокруг ротора и между потоками воздуха. Плавное регулирование скорости производится встроенным в агрегат электронным регулятором VARIMATIC. Рекуператор поставляется с двумя типами приводов:

•с нерегулируемой скоростью — привод осуществляется от 3-фазного редукторного электродвигателя, рекуператор работает всегда с максимальной утилизацией тепла;

•с регулируемой скоростью — регулятор имеет средства отображения работы ротора и в случае непреднамеренной остановки включает аварийную сигнализацию; для реализации этой функции подключается датчик скорости и внешний аварийный индикатор.

Роторные рекуператоры применяются в тех случаях, когда в системах вентиляции допускается перетекание вытяжного воздуха в приточную систему (не более 5%).

При низких температурах наружного воздуха ротор передает также влагу, конденсирующуюся из удаляемого воздуха.

Пластинчатый рекуператор применяется в тех случаях, когда потоки воздуха должны оставаться разделенными, например, для предотвращения попадания запахов в подаваемый воздух, а также когда нежелательна передача влаги, например, в системах осушения. Эффективность пластинчатого рекуператора достигает 60–70%.

Рекуператор выполняется из алюминиевых листов со специальным покрытием поверхности, которая оптимизирует характеристики рекуператора, обеспечивая высокий КПД и низкое аэродинамическое сопротивление. Рекуператор имеет встроенный байпас, который можно использовать для регулирования и прекращения рекуперации при угрозе замерзания. Такая система имеет два клапана: один в рекуператоре, другой — в байпасе. Управлять обоими клапанами можно с помощью одного электродвигателя. Под рекуператором устанавливается поддон для сбора конденсата. В линии отвода конденсата должен быть установлен водяной сифон с достаточной высотой затвора. Наиболее популярными моделями установок с рекуператорами являются установки компаний SYSTEMAIR (Швеция, Дания), PM-LUFT (Швеция), WESPER и CARRIER (Франция), TRANE (Англия), «КЛИМАТ» и «ВЕЗА» (Россия).

Эффективность рекуператоров зависит от условий эксплуатации и режима работы. Оптимальную эффективность можно рассчитать по номограммам, приведенным в справочном руководстве. С понижением температуры наружного воздуха эффективность утилизации возрастает. Максимальная эффективность пластинчатого рекуператора достигается при температуре

~ –15оС, при более низких температурах эффективность падает и возникает угроза обмерзания. Для защиты от обмерзания часть вытяжного воздуха пропускается через байпас мимо теплообменника. Роторный теплообменник имеет высокую эффективность до температуры –50оС. Этим, кстати, объясняется широкое применение приточно-вытяжных установок с роторным рекуператором в странах Скандинавского полуострова (более 70% всех продаж таких установок приходится на Швецию, Норвегию, Финляндию и Данию).

Наибольшей популярностью пользуются установки небольшой мощности, поскольку рациональнее установить на объект несколько систем обработки воздуха, чтобы объект можно было разделить на зоны обслуживания и обеспечить оптимальный режим работы оборудования и условия технического обслуживания.

Расчеты показывают, что применение теплоутилизаторов — выгодное и просто необходимое мероприятие. По нашим расчетам (усредненным по всем регионам), экономия от внедрения утилизатором может быть до 75%, по расчетам г-на Сотникова, для Санкт-Петербурга экономия составит 60%. Расчет окупаемости установки выполнялся согласно формуле:

где Kдоп. — стоимость рекуператора; СТгод — годовая экономия средств; СД год — дополнительный расход энергии, возникающий из-за использования рекуператора; 0,18хKдоп. — отчисления из капитальных затрат на амортизацию, ремонт, общественные расходы.

Если не учитывать затраты энергии, производимые вентилятором рекуператора, получим 1,344 года, или на 1,6% меньше. Нетрудно подсчитать, что разница составляет

8 дней, что пренебрежимо мало и заведомо меньше корректив, которые вносит погода. Даже если заложить стоимость ежегодного обслуживания рекуператора в $100 (что заведомо превышает все разумные пределы), срок окупаемости вырастет менее чем на

1 месяц тепла, передаваемого утилизатором в управляемом режиме, и мы получим в результате число 2,86. То есть ожидаемые сроки окупаемости составят около трех лет. С учетом всех замечаний получим срок окупаемости рекуператора:

Существует предубеждение, что рекуперация — очень дорогое удовольствие, которое может окупиться только при очень высоких затратах на энергоносители. Стало быть, в России использовать их пока невыгодно. Это ошибочное мнение. В России цены на энергоносители пока существенно ниже европейских, однако и климат у нас резко континентальный: при одинаковых среднегодовых температурах зима холоднее, а лето — жарче. Поэтому системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуператорами окупаются довольно быстро. Так, для установки GAZELLE-10 производительностью 10 000 куб. м/ч при температуре в помещении 20оС, температуре наружного воздуха –2оС и продолжительности рабочего дня 8 часов затраты на догрев приточного воздуха в электрокалорифере составляют (при стоимости электроэнергии 80 коп. за 1 кВт/ч) 40,32 руб. в сутки.

При этом затраты на подогрев приточного воздуха в простых приточных установках составляют 107,52 руб. в сутки, т. е. экономия при применении рекуператора составляет 62%. Срок окупаемости для различных регионов приведен в таблице.

Таким образом, в установках Systemair нашли применение перспективные решения энергосберегающих технологий, характеризующиеся применением высокоэффективных рекуператоров тепла; применением усовершенствованной системы микропроцессорного управления скоростью ротора; возможностью конструирования более 100 вариантов установок.

СМУ-53: слово предоставляется молодежи.

«Как мы стали первыми…».

Президент и ипотека: диалог с Россией.

Ипотечное кредитование: практический опыт.

Качество превыше всего.

Согревает кровь и радует сердце.

"Ижора": разумный комфорт вашего дома.

Главная Публикации