CC BY
56Л.А. Посельская
НАПРАВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ
Одной из важнейших социальных задач, решаемых инженерными системами зданий различного назначения, является создание определённой среды обитания микроклимата. Здоровье и, главное, эффективность трудовой, в том числе и познавательной деятельности, напрямую зависит от параметров внутреннего воздуха. Одновременно с расширением номенклатуры технических средств обеспечения микроклимата становится актуальной задача повышения их энергетической эффективности.
Ключевые слова: энергосбережение, энергоэффективность, вентиляция, вентиляция общеобразовательных учреждениях, системный подход.
Требования энергетической эффективности зданий должны соблюдаться при проектировании объектов строительства и реконструкции [2]. Для систем вентиляции такие требования в первую очередь изложены в таком нормативном документе, как СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» [3]. В нем предписано применить приточно-вытяжные системы с механическим побуждением, с утилизацией теплоты удаляемого воздуха. Предлагается также применить системы с рециркуляцией воздуха, систем с переменным расходом воздуха, применения систем утилизации тепла уходящего воздуха теплообменными аппаратами с промежуточным теплоносителем. Причем, если заказчик прописал в задании на проектирование требования предусмотреть энергосберегающие технологии, то их нецелесообразность в основном экономическая, должна доказываться расчетом. Нецелесообразность энергосберегающих мероприятий наступает в двух случаях. В первом - при сроках окупаемости инвестиционных энергосберегающих проектов более 5^10 лет. Во-вторых - при затрате энергии на производство материалов, изделий и оборудования большей, чем энергия, которая при использовании вышеперечисленных материальных ресурсов будет сэкономлена. Таким оценкам посвящено значительное количество работ, например [7, 8, 9, 10, 11].
Ведомственный нормативный документ - стандарт организации «Рекомендации по повышению энергетической эффективности систем вентиляции и кондиционирования воздуха» [12] обращает внимание на следующие направления повышения энергоэффективности инженерных систем: применение вен-тоборудования с регулируемой производительностью; изменение теплоутилизаторов (регенеративных, рекуперативных, с промежуточным теплоносителем).
Также предлагается использовать теплонасосные установки. Документ указывает и на возможность использования систем вентиляции по потребности, например когда концентрация СО2 (углекислого газа), как индикатора степени загрязнения воздуха [4], превысит 600 см3/м3 (600 ppm) при максимальной допустимости 1000 см3/м3 (1000 ppm), где 1ppm - одна миллионная часть.
Автор [13] рассматривает вариант систем вентиляции с переменным расходом воздуха в зрительном зале на 300 мест. При этом режим работы системы вентиляции из условия повышения концентрации до величины ПДК двуокиси углерода (СО2).
В работе [14] как основным энергосберегающим мероприятий предлагается утилизация теплоты вытяжного воздуха, приведены примеры расчетов пластинчатых перекрестноточных теплообменников и схем с промежуточным теплоносителем-антифризом.
Справочное пособие [15] дает подробное описание использования вторичных энергоресурсов в системах вентиляции с помощью регенеративных теплоутилизаторов, рекуперативных теплообменников, контактных теплоутилизаторов. Также дано описание процесса эксплуатации системы вентиляции «по необходимости».
Использованию тепла уходящего воздуха и экономической оценке этого мероприятия посвящено издание [16]. Подсистеме утилизации теплоты и холода вторичных ресурсов посвящен фундаментальный труд [17]. Опыт строительства высотных зданий [18] показал, что естественная вентиляция с притоком
© Посельская Л.А., 2021.
Научный руководитель: Угорова Светлана Вениаминовна - зав. кафедрой ТГВиГ, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Россия.
через стеновые клапаны не обеспечивает расчетных расходов на нижних этажах на 15-25 %, на верхних на 50-62 % (при условиях воздухоплотных окон и дверей). При механическом притоке и естественной вытяжке (5 °0), наоборот, на нижних этажах - перекрытия нормы на 10-15% на верхних до 9%. Варианты использования вторичных энергетических ресурсов в системах вентиляции приведены в [19].
Вопросам энергосбережения в системах вентиляции посвящено и большое количество текущих публикаций в виду отдельных статей. Так в [20, 21] упомянуты способы утилизации. В столице Российской Федерации было проведено энергетическое обследование типового здания школы [25]. В здании предусмотрено воздушное отопление классов, совмещенное с приточной установкой П1. Для других помещений была запроектирована система П2 (столовая, актовый зал, спортзал). Система П2 не эксплуатировалась. Система П1 работала с двойной перегрузкой. Предлагалось модернизировать системы вентиляции (воздушного отопления) с устройством систем автоматики, осуществить на них наладочные работы.
В работе посвященной системам климатизации зданий высшей школы в Израиле описывается устройство систем централизованного кондиционирования с доводчиками - фэнкойлами. Сплит-системы - только для серверных Источник энергии - теплонасосные установки [26].
1. Законодательство Российской Федерации, нормативные документы по обеспечению микроклимата в общественных зданиях требуют обеспечения энергоэффективности работы систем вентиляции в общеобразовательных учреждениях.
2. В качестве объекта исследования принята общеобразовательная школа, в частности системы вентиляции этого здания.
3. Анализ доступных источников информации показал наличие множества путей улучшения работы систем вентиляции с точки зрения ее энергоэффективности и обеспечения нормативного качества воздуха в зонах пребывания людей. По принципу Парето 80 % результатов вызвано 20 % действий. Поэтому следующей задачей исследования является выбор наиболее экономичных, но действенных путей достижения поставленной цели.
Библиографический список
1. ГОСТ Р 51387-99 Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения. (http://docs.cntd.ru/document/1200005848)
2. Федеральные законы РФ №261-ФЗ от 23.11.2009 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации " (http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_93978/)
3. СП 60.13330-2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» (http://docs.cntd.ru/document/456054205)
4. ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» (http://aeroprof.ru/snip/gost-30494_2011 -parametry-mikroklimata-v-pomeshcheniyakh.pdf)
5. СанПиН 2.4.2.2821-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях» (http://docs.cntd.ru/document/902256369)
6. СП 118.13330.2012 «Общественные здания и сооружения» (http://docs.cntd.ru/document/1200092705)
7. Богословский В.Н. «Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). СПб: АВОК Северо-Запад, 2006.400 с.
8. Дмитриев А.Н., Табунщиков Ю.А., Ковалев И.Н., Шилкин Н.В. Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия. М.: АВОК-ПРЕСС, 2005.120 с.
9. Савин В.К. Строительная физика: энергоперенос, энергоэффективность, энергосбережение. М.: Лазурь, 2005.432 с.
10. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002.194 с.
11. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М., Шилкин Н.В. Энергоэффективные здания. М.: АВОК-ПРЕСС, 2003.200 с.
12. СТО НП «АВОК» 2.2.4-2015 «Рекомендации по повышению энергоэффективности систем вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: АВОК-ПРЕСС, 2015.23 с.
13. Купшинов Ю.З. Энергосбережение в системе обеспечения микроклимата зданий.-М.: АСВ.2010.-300 с.
14. Кокорин О.Я. Энергосберегающие технологии функционирования систем вентиляции. Отопления, кондиционирования воздуха.-М.: «Проспект». 1999.-208 с.
15. Богуславский Л.Д., Ливчак В.И., Титов В.П. и др. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справ. Пособие.-М.: Стройиздат,1990.-624 с.
16. Богосковский Л.Д. Снижение расхода жнергии при работе систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.-М.:Стройиздат,1982.256 с.
17. Сотников А.Г. Процессы, аппараты и системы кондиционирования воздуха и вентиляции. Т.2 ч.1 С-Пб.-Издательство «АТ-РП^КНЩ&>, 2006,-416 с.
18. Бродач М.М., Малявина Е.Г и др. Инженерное оборудование высотных зданий/под общ. Ред. М.М. Бродач.-М.: АВОК-ПРЕСС, 2007.-320 с.
19. Ананьев В.А., Балцева Л.Н. и др. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. Учеб. Пособие -М.: «Евроклимат», изд. «Арина», 2000-416 с.
20. Смирнова О.Н., Стахов А.Е. Улучшение микроклимата и энергоэффективности зданий за счет систем вентиляции // Прорывные научные исследования как двигатель науки. Сборник статей Международной научно-практической конференции 4 декабря 2018 г. Часть 3. - МЦИИ ОМЕГА САЙНС Магнитогорск, 2018. - С. 140-142.
21. Смирнова О.Н., Стахов А.Е. Особенности систем вентиляции и кондиционирования общественных мест. Традиционная и инновационная наука: история, современное состояние, перспективы. Часть 2. Сборник статей Международной научно-практической конференции 11 января 2019 г. - МЦИИ ОМЕГА САЙНС | ICOIR OMEGA SCIENCE УФА, 2019. - С. 86-89.
22. Сибейн А.А., Ленкенди Р. Зашита от шума в системах климатизации школьных зданий// АВОК.-2004,№.
23. Школа как образец энергоэффективности. Материал департамента образования г. Рыбинска//Энергосбере-жение.-2013.-№.
24. Васильев Г.П., Крундышев Н.С. Энергоэффективная сельская школа в Ярославской области//АВ0К.-2002.-
N5.
25. Опыт снижения энергопотребления, полученный на типовом здании школы. Материалы департамента топливно-энергетического хозяйства г. Москвы. Госсбережение.2007.-№.
26. Мельцер. Опыт проектирования и эксплуатации систем вентиляции и кондиционирования воздуха зданий учебных центров. АВОК.-2007.-Ш,4.
ПОСЕЛЬСКАЯ ЛЮБОВЬ АНАТОЛЬЕВНА - магистрант, Владимирский государственный университет им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Россия.
