Новый подход к отоплению, вентиляции и кондиционированию

0

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”

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here