В России все больше появляется так называемых бизнес-центров — многоэтажных
зданий с внутренней “нарезкой” помещений под офисы.
Естественно, что вопрос о том делать или не делать климатизацию таких современных
офисных центров уже не стоит. Нужно только решить — какую делать климатизацию.
На страницах журнала “МИР КЛИМАТА” было много статей со всевозможными
вариантами создания климата в офисах. Действительно, существует множество технических
решений данной задачи. Каждый раз необходимо исходить из конкретных условий,
чтобы предложить
оптимальное решение как по технике, так и по стоимости оборудования и работ.
При этом, как правило, Заказчик всегда желает получить самый лучший климат
при минимальных затратах.
В этой статье описывается новый подход к климатизации офисных зданий, являющийся,
на наш взгляд, наиболее эффективным.
В качестве рассматриваемого примера выбрано многоэтажное офисное здание
как наиболее сложное из-за большого количества внутренних помещений,
в которых
могут быть
различные условия по климату. То есть, решить в таком здании вопрос климатизации
канальной вентиляцией и сплитами здесь не представляется возможным.
В настоящее время классический подход подразумевает наличие двух систем
в здании: системы водяного отопления и системы вентиляции и кондиционирования.
Если разложить
эти системы на составляющие, то мы имеем следующую картину (рис. 1):
 |
| Рис. 1 |
1 — система отопления, состоящая или из собственной котельной, как
правило, работающей на газу, или из теплового пункта , куда подводится
горячая
вода от центральной
тепломагистрали и где происходит разводка теплоносителя по трубам
здания, регулировка и прочее;
2 — система трубопроводов для транспортировки горячей воды по этажам
и непосредственно по помещениям;
2а — система трубопроводов для доставки горячей воды к теплообменникам
приточных установок;
3 — конечные нагревательные элементы: радиаторы, батареи отопления;
4 — приточные установки. Задача этих установок поставлять свежий
воздух в помещения. Причем, в зимнее время воздух в установках
должен нагреваться,
а в летнее охлаждаться
до температуры, примерно равной температуре воздуха в помещении.
Кроме этого,
воздух в приточных установках (или центральных кондиционерах)
очищается в фильтрах различного класса и, при необходимости,
увлажняется;
5 — система воздуховодов для транспортировки воздуха со всеми
клапанами, заслонками и вентиляционными решетками непосредственно
в помещениях;
6 — вентиляторнные доводчики температуры воздуха в помещениях.
Ведь даже если в систему приточной вентиляции встраивается
кондиционирование и
в помещения сразу поступает охлажденный воздух, то из-за
разности расположения, количества
людей
и тепловыделяющего оборудования и из-за различных требований
людей, наконец, в различных помещениях будет различная
температура. В
качестве
доводчиков
могут
использоваться водяные фанкойлы, фреоновые сплит — мульти-сплит
— системы, VRV-системы и прочее;
7 — система водяных (или фреоновых) трубопроводов для
транспортировки хладоносителя: воды/фреона от холодильной
машины (чиллера),
(8) компрессорно-конденсаторного блока;
8а — хладоноситель от отдельного чиллера (или часть
нагрузки от общего чиллера) поступает на теплообменник
приточной
установки для охлаждения
воздуха в летнее
время;
9 — система трубопроводов для транспортировки хладоносителя
от чиллера к теплообменнику приточной установки;
10 — вытяжная система вентиляции, состоящая из вытяжных
вентиляторов, системы воздуховодов, клапанов и
так далее;
11 — система автоматики;
12 — газопровод к котельной, если она есть.
Вот что из себя, в целом, представляет классическая
схема климатизации офисного здания.
Теперь представим эту систему в более рациональном
виде.
В основе нового подхода лежит воздушное отопление.
Конечно, воздушное отопление известно довольно
давно, но его применение
было ограничено
необходимостью
использовать горячую воду для нагрева воздуха
в приточных установках. При несовершенстве
автоматики существует большая вероятность
“разморозки” калорифера и потеря
работоспособности всего здания на длительное
время. Поэтому
такие
системы воздушного отопления, несмотря
на ряд преимуществ, используются крайне
редко.
Однако, инженерная мысль предложила использовать
в качестве теплообменника непосредственно
горелку газа,
а в качестве
теплоносителя — горящий
газ. Такой теплообменник представляет
собой изогнутую трубу из специального
сплава, в которую подводится газ, оснащенную запальным
устройством.
Воздух, омывая внешнюю
поверхность стенки теплообменника,
нагревается, а дальше все по классике:
воздуховоды, вентилятор и так далее.
Такой теплообменник
является горелкой закрытого
типа, то есть
продукты
сгорания не
смешиваются с воздухом и удаляются через
отдельную дымовую трубу.
При таком подходе исчезает промежуточный
теплоноситель — вода, и появляется
ряд преимуществ:
- отсутствует сама возможность “разморозки”
системы; - повышается эффективность и, естественно,
снижаются эксплуатационные
расходы на теплоноситель (в
данном случае расходы на газ
ниже, чем расходы на горячую
воду); - исчезают необходимые опрессовки
трубопроводов и радиаторов,
балансировка гидравлической
системы, водоподготовка
и прочее; - система отопления становится
совсем неинерционной —
есть возможность изменения температуры
воздуха в помещении
в
течение получаса,
так как температура воздуха
в помещении напрямую зависит
от количества
теплоты (количества сгоревшего
газа) в теплообменнике.
Регулировка поступающего
и сгорающего газа
очень проста.
Это дает возможность реальной
экономии: в дневное время
можно поддерживать
в офисных помещениях
20–22°С, а
в ночное время
и воскресные дни
— 10–16°С. Давайте
прикинем. В году 365 дней
или 8760 часов. Из них около 110
дней (2640
часов) —
праздники или выходные,
а в
оставшихся 255 днях
около 2550
часов (по
10 в день) — это ночное время.
Таким образом, из 8760 часов
в год около
5200 часов
— время,
когда в офисах практически
никого нет, а
это
больше 50 %
всего времени. Вот Вам огромнейший
потенциал экономии.
Используя систему воздушного
отопления, можно представить
следующую схему
отопления, вентиляции
и кондиционирования
(рис. 2):
 |
| Рис. 2 |
1 — приточные установки,
единственным отличием
которых от предыдущих
является наличие
газовой горелки-теплообменника.
Все остальное
такое же, как и в
обычной приточной установке:
вентилятор, фильтр, заслонки
наружного воздуха,
теплообменник для охлаждения
воздуха в летнее время
и так далее;
2 — система приточных
воздуховодов, по которым
поступает воздух
для отопления, вентиляции
и, частично, для
кондиционирования (снятия
теплоизбытков приточного
воздуха);
3 — вентиляционные
доводчики, как и
в классической
схеме;
4 — система трубопроводов
для хладоносителя;
5 — холодильная
машина (чиллер);
6 — в принципе,
для охлаждения
воздуха
в приточной
установке можно пойти
по классическому
пути: чиллер
для охлаждения
воды, теплообменник,
система
трубопроводов
(см. рис.
1). Однако,
сейчас некоторые
фирмы стали
объединять в одном агрегате
теплообменник
и
чиллер воздушного
охлаждения.
Появляется
экономия на трубопроводах
и работах;
7 — система
вытяжных
воздуховодов остается прежней.
Хотя
ее желательно
соединить
с приточной
установкой
и с помощью
регенератора
опять
получать
экономию. Кроме этого,
экономия
получается за счет
того, что
в ночное время
и воскресные
дни воздух
вентиляции
можно вообще
пускать на
рециркуляцию
и, тем самым,
не
тратить значительные
теплозатраты
на нагрев
приточного свежего
воздуха;
8 — газопровод,
который
подводится непосредственно
к приточной
установке.
Даже из
простого
визуального
сравнения
схем
видно, что количество
систем
уменьшается,
а, следовательно,
уменьшаются
и затраты
на материалы,
на работы
по
монтажу
и эксплуатации.
Существенным
отличием
нового
подхода
является
то,
что
к приточной
установке
надо
подводить
газ.
Там,
где
предполагается
ставить
собственную
котельную,
вопрос
с газом
уже
решен. Там
где
надо подводить
либо
трубу
с горячей
водой
от
тепломагистрали, либо
газ
— решение
также
легко
принять.
Стоимость
подвода
газа
намного
дешевле
подводки
водяного
трубопровода.
А вот
там,
где
горячая
вода
уже
есть, решится
на
кардинальный переход
достаточно
сложно,
несмотря
на
все экономические
преимущества.
Естественно,
возникает
вопрос,
а
может ли
воздушное
отопление
выполнять
те
же
функции,
что
и
водяное отопление,
и
не приведет
ли
переход
на
воздушное
отопление
к
существенному увеличению
размеров
воздуховодов.
Возьмем
для оценки
конкретный 7-ми
этажный офисный
центр суммарной
площадью в
19000 м2.
Расчет тепловых
и холодильных
нагрузок показывает,
что расход
тепла на
отопление составляет
360 кВт,
а расход
тепла на
вентиляцию (на
нагрев приточного
воздуха в
зимнее время)
составляет 1420
кВт. То
есть расход
тепла на
отопление составляет
всего 20
% от
суммарных затрат
тепла, что
ведет к
незначительному увеличению
мощности приточной
установки и
величины воздуховодов.
 |
| Рис. 3 |
Нельзя
также забывать,
что современные
технологии изготовления
окон практически
полностью избавили
помещения от
теплопотерь, неплотностей
и щелей
в окнах
(их просто
нет), а
также существенно
улучшили тепло-физические
характеристики самих
стеклопакетов. Кроме
этого, появились
современные теплоизоляционные
материалы,
позволяющие существенно
снизить теплопотери
от самих
стен и
кровли. Схематично
отопление, вентиляция
и кондиционирование
офисного здания
с помощью
крышных приточных
установок представлено
на рис.
3.
 |
| Рис. 4 |
Используя
тот же
принцип отопления
за счет
газовых теплогенераторов
или теплообменников,
можно отапливать,
вентилировать и
кондиционировать помещения
различного назначения.
Наиболее эффективно
это решается
в помещениях
с большим
внутренним объемом:
торговые центры,
спортивные сооружения,
склады, производственные
цеха и
т.д. Примерная
схема такого
отопления представлена
на рис.
4, 5.
 |
| Рис. 5 |
Если
в помещении
вентиляция не
нужна, то
можно применить
простые газовые
устройства, работающие
на рециркуляцию
воздуха и
позволяющие отапливать
быстро и
эффективно (рис.
6). Автоматика
позволяет включать-выключать
горелки
по термостату.
Отапливается весь
объем, так
как в
этих устройствах
есть вентилятор
и воздух
перемешивается по
помещению, в
отличие от
центрального водяного
отопления, когда
теплый воздух
поднимается вверх
и стоит
там горячей
прослойкой.
 |
| Рис. 6 |
Надеемся,
что новый
подход к
отоплению, вентиляции
и кондиционированию
в скором
времени будет
широко применяться
в России.
Кудинов А.В.,
менеджер группы компаний
“Политерм”
