Составитель: Natalia Sibilskaya | 06.04.2007 | 3:15 |
В рубриках: АСУ, Все статьи
[RATINGS]
УДК 648.81
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ В ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЯХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Е.Н. Соколова, аспирант МиАС
Московский государственный строительный университет(МГСУ)
Данная работа посвящена актуальным вопросам повышения эффективности использования материальных и энергетических ресурсов для обеспечения комфортных условий труда и жизнедеятельности человека.
- Комфортное состояние воздушной среды поддерживается с помощью системы микроклимата (вентиляция и кондиционирование). Основные параметры микроклимата: Т — температура, М — влажность, СО2 — качество воздуха по количеству содержания углекислого газа.
1.1 Т — один из важнейших показателей микроклимата, оказывающий влияние не только на самочувствие человека, но и на его трудоспособность.
1.2 М — влажность воздуха влияет на теплообмен человека и зависит от основных параметров микроклимата: температуры воздуха и теплового излучения. Высокая влажность в сочетании с высокой температурой ухудшает теплообмен человека с окружающей средой, что приводит к перегреву организма. Оптимальной считается относительная влажность воздуха в диапазоне от 30 до 60%. Верхняя граница влажности составляет около 70%.
1.3 СО2 — качественная характеристика комнатного воздуха, определяет воздушный комфорт человека в закрытом помещении и во многом зависит от количества поступающего свежего атмосферного воздуха. - Системы вентиляции относятся к достаточно дорогостоящим и энергоемким инженерным устройствам, теперь повышение их эффективности становится чрезвычайно важным.
- Сегодня широкое распространение получило строительство микрорайонов, включающих в свой состав группу жилых зданий, административные, образовательные, воспитательные, медицинские учреждения, торговые комплексы, здания для досуга и отдыха (кинотеатр, клуб, фитнесцентр и т.д.). Здания различаются не только по своему назначению, но и по ритму жизни внутри него.
- Как правило, на микрорайон такого характера устанавливаются отдельные котельные (котельная микрорайонного значения), но системы микроклимата разрозненны и независимы друг от друга.
- В настоящее время потребность строительной отрасли в качественном и экономичном регулировании микроклимата постоянно увеличивается. Это объясняется тем, что стоимость первичных ресурсов постоянно возрастает, поэтому вопрос рационального и грамотного их использования выходит на первый план.
- Предложено множество решений для поддержания в норме основных параметров микроклимата. Для обеспечения требуемой Т подачи в системе вентиляции устанавливают нагревательные и охладительные элементы. Для поддержания требуемого значения М устанавливаются пароувлажнители. Для качественного контроля за СО2 используются вентиляционные установки с элементами рециркуляции, что позволяет при необходимости не производить полную замену воздуха, а лишь частично подмешивать свежий. Такое решение обеспечивает значительную экономию энергии на нагрев или охлаждение уличного воздуха.
- На создание вентиляционно-отопительных систем и их эксплуатацию расходуются значительные материальные, энергетические и трудовые ресурсы. И вышеперечисленные решения не обеспечивают должный экономический эффект. В связи с этим оправданным считается применение тепловых насосов, обеспечивающих использование вторичного низкопотенциального источника тепла. Наиболее эффективным является включение тепловых насосов по кольцевой схеме.
- В основе кольцевой схемы лежит использование тепловых насосов, которые забирают избыток тепла из одних помещений и перекачивают его через общий водяной контур в помещения, требующие нагрев. Температура воды в водяном общем кольцевом контуре поддерживается на определенном уровне (T=24–270C).
- Существует несколько основных причин, по которым использование тепловых насосов является экономически выгодным:
9.1 Во-первых, использование низкопотенциального тепла (T=24–270C). Суть работы состоит в следующем: в испарителе теплового насоса тепло низкого температурного потенциала отбирается от некоего источника тепла и передается низкокипящему рабочему телу теплового насоса. Полученный пар сжимается компрессором. При этом температура пара повышается, и тепло на нужном температурном уровне в конденсаторе передается в систему отопления и горячего водоснабжения. После конденсатора оно дросселируется до начального давления, охлаждаясь до температуры ниже источника низкопотенциального тепла, и снова подается в испаритель. Таким образом, тепловой насос осуществляет трансформацию тепловой энергии с низкого температурного уровня на более высокий, необходимый потребителю.
9.2 Во-вторых, использование кольцевой схемы снизит потребность в использовании дополнительных источников тепла и холода. Воспользовавшись тем, что микрорайон включает в себя разные группы зданий, работающих по разному графику, мы можем распределять тепло и холод между помещениями зданий разного назначения. Пример: В зимнее время года днем в жилых зданиях в малом количестве помещений требуется нагрев (почти никого нет дома), тогда как в образовательных, воспитательных, офисных учреждениях требуется интенсивный нагрев и в связи с этим тепло (накопленное за ночь) из жилых помещений забирается и отдается в помещения, где это необходимо. В вечернее и ночное время ситуация координально меняется: люди возвращаются с работы, учебы, д/с домой и теперь из помещений, где накопилось тепло за день и где оно уже не нужно, тепло забирается и отдается в помещения жилых зданий, где это необходимо. Т.о. мы видим, что дополнительные источники не задействованы. В летнее время года в большинстве помещений требуется охлаждение, и поэтому образуются излишки тепла. Им можно нагревать воду для детских садов, школ и других учреждений. В периоды межсезонья, которые в нашем регионе занимают большее время года, в помещениях, расположенных с южной и с северной стороны здания, будут требоваться разные режимы работы (с северной — нагрев, с южной — охлаждение). И тем самым тепло из одних помещений будет передаваться в другие. - Из вышеприведенных примеров видно, что кольцевая схема включения тепловых насосов, примененная в микрорайоне может в течении всего года обеспечивать комфортные условия для человека, затрачивая при этом минимум электроэнергии и низкопотенциальное тепло. Это позволит не только снизить энерго- и ресурсозатраты, но и выведет регулирование микроклиматом на новый качественный уровень.
- Так же немаловажным является тот факт, что срок окупаемости систем с использованием тепловых насосов мал.
Эта запись была опубликована 06.04.2007в 3:36 пп. В рубриках: АСУ, Все статьи. Вы можете следить за ответами к этой записи через RSS 2.0. Вы можете оставить свой отзыв или трекбек со своего сайта.
