|
7.3 Использование низкотемпературных вторичных энергетических ресурсов
Современные здания и сооружения оборудованы, как правило, системами
вентиляции и кондиционирования воздуха. Эти системы предназначены для
удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью
обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в
обслуживаемой или рабочей зоне. Работа системы вентиляции не должна
оказывать негативное влияние на температурно-влажностный режим помещения.
Поэтому в холодный период года система вентиляции обязательно должна
предусматривать подогрев приточного воздуха до температуры воздуха в
обслуживаемой или рабочей зоне. Таким образом, система вентиляции потребляет
как теплоту, так и электрическую энергию.
Теплота в системах вентиляции расходуется в основном на подогрев
приточного воздуха. Расход теплоты на эти цели (при отсутствии рекуперации)
может быть определен по формуле:
Q = L
п
∙ρ
н
∙c
рв
(t
в
– t
н
),
(6.1)
где L
п
– расход приточного воздуха, м
3
/с; ρ
н
– плотность наружного воздуха, кг/м
3
;
c
рв
– массовая изобарная теплоемкость воздуха, кДж/(кг∙ ºС); t
в
и t
н
– температуры
внутреннего и наружного воздуха.
Электрическая энергия, затрачиваемая на перемещение воздуха в системе
вентиляции, определяется по формуле:
N = L
п
∙Δp∙/η,
где Δp – суммарное падение давления в вентиляционном тракте, Па; η – КПД
вентилятора.
По
данным
/28/,
приточная
вентиляционная
установка
производительностью 2000 м
3
/ч при климатических условиях г. Москвы должна
иметь воздухонагреватель (калорифер) с тепловой мощностью 30 кВт и
вентилятор мощностью 0,4 кВт. Такое соотношение свидетельствует о том, что
преобладающая часть энергии в системах вентиляции расходуется в виде теплоты
и энергосберегающие мероприятия должны, прежде всего, быть направлены на
снижение потребления теплоты.
109
По способу перемещения воздуха системы вентиляции разделяются на
системы с естественным побуждением движения воздуха и системы с
искусственным побуждением. В системах с естественным побуждением воздух
перемещается за счет гравитационных сил и ветрового давления. В системах с
искусственным побуждением воздух перемещается с помощью вентиляторов,
поэтому такие системы называются системами механической вентиляции.
1) В массовом жилищном строительстве в нашей стране наибольшее
применение нашли системы естественной приточно-вытяжной вентиляции. Эти
системы обладают рядом достоинств, среди которых простота обустройства и
невысокая стоимость, а также простота эксплуатации, связанная с тем, что
подобные системы требуют минимального объема обслуживания. В жилых
зданиях
«премиум»
класса,
зданиях
производственного
назначения,
административных зданиях получили распространение механические системы
приточно-вытяжной вентиляции. В таких системах имеется возможность
использования теплоты удаляемого воздуха для предварительного подогрева
приточного воздуха. Подобные системы получили название системы вентиляции
с рекуперацией теплоты вытяжного воздуха. При использовании системы
рекуперации возможно существенное (20–35 %) снижение расхода теплоты на
системы вентиляции и отопления.
Схемы систем вентиляции с рекуперацией теплоты вытяжного воздуха
представлены на рис. 7.4 и 7.5 .
Рис. 7.4. Схема системы
механической приточно-
вытяжной вентиляции с
утилизацией теплоты вытяжного
воздуха (индивидуальные
утилизаторы)
ж. п. – жилое (офисное)
помещение;
к, с/у – вспомогательные
помещения;
1– приточное устройство;
2– вытяжное устройство;
3– отопительный прибор;
4– вытяжные каналы;
5– приточные каналы;
6– утилизатор теплоты;
7– вытяжной зонт;
8– вытяжной вентилятор;
9 – уравновешивающий клапан;
10 – обратный клапан.
110
Рис. 7.5. Схема системы
механической приточно-
вытяжной вентиляции с
утилизацией теплоты
вытяжного воздуха
ж. п. – жилое (офисное)
помещение; к, с/у –
вспомогательные помещения;
1 – приточное устройство;
2 – вытяжное устройство;
3 – отопительный прибор;
4 – вытяжные каналы;
5 – приточные каналы;
6, 7 – приточная и вытяжная
камеры с утилизатором теплоты;
8 – трубопровод
промежуточного
теплоносителя;
9 – циркуляционный насос;
10 – местное вытяжное
устройство;
11– уравновешивающий клапан.
Децентрализованная рекуперация рис.7.4 может быть реализована в жилых
зданиях (многоквартирных домах и загородных коттеджах), не оборудованных
централизованной приточно-вытяжной вентиляцией. Централизованная система
рекуперации рис.7.5 целесообразна при наличии в здании механической
приточно-вытяжной системы вентиляции. Установка теплоутилизаторов при
строительстве и реконструкции позволяет частично снизить нагрузку на систему
отопления всего здания и отказаться от части традиционного отопительного
оборудования. Расходы на установку теплоутилизаторов – это инвестиции не
только в снижение затрат на отопление, но и в обеспечение оптимальных
климатических условий в помещениях и, в конечном счете, в здоровье людей.
Максимального эффекта от использования рекуператоров можно достичь, прежде
всего, в зданиях с полностью автоматизированной механической приточно-
вытяжной вентиляцией помещений. Затраты на установку теплоутилизаторов
окупаются, как правило, за несколько лет эксплуатации. В системах вентиляции
зданий
различного
назначения
используются
следующие
типы
теплоутилизаторов:
а) теплоутилизаторы рекуперативного типа;
б) теплоутилизаторы регенеративного типа;
в) теплоутилизаторы с промежуточным теплоносителем.
111
Для
характеристики
энергетической
эффективности
работы
теплоутилизатора используется коэффициент эффективности, представляющий
собой отношение передаваемой в аппарате теплоты к максимально возможной.
Количество теплоты может быть рассчитано по разности температур или
энтальпий воздуха. Чаще пользуются разностью температур. В этом случае
температурный коэффициент эффективности может быть рассчитан по формуле:
1
2
1
1
Do'stlaringiz bilan baham: |
