Тема: ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ЖКХ

Актуальность темы. В современных общественных и производственных зданиях расход тепла на вентиляцию нередко составляет 60-80 % от общего расхода тепла на все инженерные системы. С ростом требований к теплопотерям через ограждающие конструкции, требования к теплопотерям, связанным с нагревом приточного воздуха, не ужесточаются, что приводит к существенному перераспределению структуры теплопотребления здания. Поэтому приоритетным направлением по повышению энергетической эффективности зданий и сооружений являются мероприятия, связанные со снижением расхода энергии, затрачиваемой на нагрев приточного воздуха, что особенно актуально для районов с длительным отопительным периодом.
Тепло, используемое на подогрев приточного воздуха в общественных и производственных зданиях, безвозвратно теряется в окружающую среду с вытяжным воздухом.
Существующие способы экономии затрат на вентиляцию зданий и сооружений заключаются в утилизации тепла вытяжного воздуха [1]. Наиболее часто в современных системах применяют достаточно дорогие рекуперативные установки на базе пластинчатых и роторных теплообменников, которые позволяют использовать тепло вытяжного воздуха для нагрева приточного.
Основной недостаток применения систем вентиляции с рекуперацией тепла в условиях Сибири - обмерзание пластин теплообменной поверхности в холодный период времени, которое происходит при отрицательных температурах наружного воздуха. Это является причиной снижения их эффективности и как следствие приводит к неудовлетворительной работе системы вентиляции и увеличению затрат на ее эксплуатацию.
Одним из простых и дешевых способов повышения энергетической эффективности современных систем вентиляции является использование способа рециркуляции тепла уходящего воздуха с одновременным контролем и управлением качества воздуха в помещении, а так же с обеззараживанием вредных примесей с помощью фильтра.
Снижение эксплуатационных затрат в предлагаемом техническом решении достигается с помощью автоматизированной системы вентиляции, позволяющей регулировать количество подмешиваемого воздуха и подаваемого в помещение по мере необходимости, в то время как в установке с рекуперацией тепла оно является постоянным.
Предлагаемый способ повышения энергетической эффективности систем вентиляции и кондиционирования воздуха заключается в использовании как рекуперации тепла, так и рециркуляции воздуха. Данная схема позволяет максимально снизить затраты на эксплуатацию систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
Объектом исследования являются системы вентиляции и кондиционирования общественных и административных зданий с расходом воздуха от 1000 м3/ч и выше.
Предмет исследования - способы повышения энергетической эффективности систем вентиляции и кондиционирования.
Методы исследования включали обобщение известных научных и технических результатов, теоретические расчеты, лабораторный и опытно-промышленные исследования, обработка полученных экспериментальных данных.
Целью работы является разработка новых технических решений на основе теплофизического исследования и анализа существующих технологий, позволяющего повысить энергетическую и экономическую эффективности систем вентиляции и кондиционирования зданий.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
- анализ существующих способов повышения эффективности систем вентиляции и кондиционирования;
- определение влияния параметров наружного воздуха, режима работы рекуператора на эффективность системы вентиляции с рекуперацией тепла;
- предложение новой схемы приточно-вытяжной вентиляции, позволяющей повысить энергетическую и экономическую эффективности си¬стем вентиляции и кондиционирования воздуха;
- разработка методики, позволяющей сравнивать способы повышения эффективности систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
Купить

Основной задачей по повышению энергетической эффективности внутренних инженерных систем зданий и сооружений является снижение затрат на эксплуатацию системы вентиляции. Существующие способы экономии тепловой энергии на нагрев холодного воздуха заключаются в использовании тепла вытяжного воздуха на нагрев приточного. Наиболее часто в современных си¬стемах применяют достаточно дорогие рекуперативные установки на базе пластинчатых и роторных теплообменников, которые позволяют использовать тепло вытяжного воздуха для нагрева приточного. Однако основным препятствием к их широкому внедрению является обмерзание пластин теплообменной поверхности при отрицательных температурах холодного воздуха. С целью определения реальной эффективности современных рекуперативных установок выполнено численное моделирование воздухоподогревателя с использованием ряда упрощений. В результате установлены температуры, при которых происходит заполнение воздушных каналов льдом с последующим частичным или полным выходом из строя рекуперативной установки. Таким образом, при температуре холодного приточного воздуха -5 °С обледеневает половина живого сечения теплообменника, а при температуре -10 °С лед, образованный из влаги вытяжного воздуха, заполнит весь объем воздушных каналов. Этот факт подталкивает на поиск нового перспективного решения по повышению эффективности системы вентиляции. В качестве альтернативы рассмотрен вариант ре¬циркуляции отработанного воздуха с одновременным контролем и управлением качества воздуха в помещении, а также с обеззараживанием вредных примесей с помощью современных фильтрующих установок. Выполнен обзор существующих способов очистки вытяжного воздуха от вредных примесей с целью его повторного использования, а так же произведено их сравнение с точки зрения эксплуатационных характеристик и экономических показателей. Однако и ре¬циркуляция воздуха не дает желаемого результата по причине нерационального использования тепловой энергии в периоды времени с максимальным загрязнением воздуха в помещении, в течение которых потребуется большое количество холодного приточного воздуха для поддержания необходимого микроклимата в здании. Поэтому разработана и предложена гибридная система вентилции с использованием как рекуперации тепла, так и рециркуляции воздуха, а так же выработаны режимы работы системы автоматизации, позволяющие до¬биться максимальной энергетической эффективности. В заключительной части диссертации разработана методика, позволяющая сравнивать разные системы вентиляции с точки зрений энергетической и экономической эффективностей, на основе которой доказано, что гибридная система вентиляции обладает наименьшими затратами тепловой энергии в течение всего периода эксплуатации, а так же наименьшим сроком окупаемости, что позволяет рекомендовать гибридную системы вентиляции при проектировании новых объектов ЖКХ.
Купить