Энергосберегающий подход к улучшению качества воздуха
Все чаще при проектировании зданий такие факторы, как эффективность использования энергии и качество внутреннего воздуха, рассматриваются в неразрывной связи и считаются одинаково жизненно важными. Сегодня существует уже немало неопровержимых доказательств прямого влияния производственных условий на качество и производительность труда. С актуальностью контроля уровня шума, освещения, температуры и влажности воздуха уже разобрались — на очереди пристальное рассмотрение качества воздуха. Как известно, даже небольшое ухудшение качества воздуха немедленно вызывает множество симптомов так называемого синдрома больного здания. Рано или поздно важность качественной вентиляции должна была оказаться сопоставленной со стоимостью реализации необходимых технических решений.
Раньше вентиляция рассматривалась поставщиками и потребителями коммунальных услуг как необходимое зло. Как область экономии и компромиссов (при том, что гораздо более важным считался эстетический аспект). Это время прошло. Теперь, когда на повестке дня неизменно стоит вопрос энергосбережения, все более жизненной представляется необходимость скрупулезного анализа стоимости снабжения помещений здания качественным воздухом в течение всего жизненного цикла здания. Сегодня во всем мире проектирование внутридомовых систем вентиляции и кондиционирования воздуха регулируется многочисленными нормативами. В Великобритании таковые включают изменения и дополнения к действующим здесь строительным нормам и правилам, отныне уравнивающие по значимости части L1 и L2 (экономия топлива и энергии в зданиях) и часть F (вентиляция). Квинтэссенция внесенных изменений состоит в увеличении минимального притока приходящегося на одного пребывающего в здании человека свежего воздуха с 8 до 10 л/сек. Это подразумевает замещение большего количества выделяемого углекислого газа поступающим свежим воздухом во всех обитаемых зонах здания. Вообще говоря, замещение (или рекуперация) воздуха как подход, который касается и энергосбережения, и качества внутреннего воздуха, уже ряд лет используется в Великобритании. Данная технология предусматривает снабжение обитаемых помещений в их нижней части чистым свежим воздухом необходимой температуры. Использованный теплый воздух, унося с собой все возможные загрязнители, поднимается вверх и выводится за пределы здания через выхлопную пневматическую систему. Пока мощность потока подаваемого вентиляционного воздуха адекватна, система автономна. При этом эффективность вентилирования независимо от того, обитаема воздухоснабжаемая зона или нет, примерно вчетверо превышает эффективность традиционного (смешивающего) вентилирования. Системы вентиляции замещения могут поставлять свежий воздух нужной температуры, работая на низких скоростях при очень низком давлении с минимальным количеством сквозняков и низким уровнем шума. Температурный градиент, определяемый при работе такой системы, позволяет видеть, что температура в потолочной зоне выше, чем в обитаемой. Это обеспечивает более высокую температуру подаваемого воздуха, чем это возможно с использованием традиционных смешивающих систем смешивания, и таким образом способствует экономии ресурсов. Более высокая температура удаляемого воздуха представляет идеальную возможность использования этого воздуха в рекуператоре, оснащенном узлом энергетического обмена. Такой подход обещает значительное сокращение количества тепловой энергии, затрачиваемой на нагрев воздуха до требуемой комнатной температуры. Если организованная в конкретном здании рекуперационная система является идеально замкнутой (или близкой к таковой), можно даже вообще обойтись без подведения к этому зданию новых количеств энергии. То есть получить так называемый пассивный дом. С другой стороны, избыток энергии делает возможным практически бесплатное охлаждение здания в течение большой части календарного года.
Тепловоздухообменник замкнутого цикла и испаряющий увлажнитель на выходе сокращают нагрузку охлаждения, создаваемую любым узлом охлаждения или конденсации, на 50%. Использование замкнутого цикла и косвенного испаряющего охлаждения не только уменьшает пиковые нагрузки охлаждения, но также значительно увеличивает цикл охлаждения. В данном случае ключевым энергосберегающим фактором является энерговосстановительная способность описанной системы.
Современное состояние инженерной мысли в данной области ярко иллюстрирует Econet — компактная жидкостная система восстановления энергии от Flakt Woods. (Компания Flakt Woods — один из ведущих мировых поставщиков решений по воздухоснабжению с низким энергопотреблением. Работает в области воздухоснабжения зданий, а также на инфраструктурном и промышленном воздушно-климатическом рынке.) Уникальная оптимизирующая система управления данного агрегата обеспечивает и очень эффективное использование энергии, и монтажно-компоновочную гибкость, возможность вписывания узла в стесненное пространство. Агрегат включает входной и выходной контуры, инвертор с насосным приводом и все необходимые клапаны и датчики. На объект узел поставляется готовым к подключению к системе воздухоснабжения здания — выполнены не только предварительный монтаж всех труб, патрубков и отсеков, но и предварительное программирование всей обеспечивающей работу Econet электроники. Большие контуры максимализируют энергию, восстанавливаемую из удаляемого воздуха, используя воду как самую эффективную среду восстановления. До 12 витков змеевика и 76 водотоков обеспечивают эффективность восстановления энергии в размере до 70-75% как при подаче, так и при удалении воздуха. Полное нагревание и охлаждение воздуха обеспечиваются одними и теми же контурами при условии дополнения системы пластинчатыми теплообменниками горячей или холодной воды. Эффективность больших контуров позволяет этой дополнительной энергии быть низкосортной, утилизируемой или возобновляемой: вода конденсора чиллера при 35°C может обеспечить весь необходимый нагрев, а температуры воды из буровой скважины (примерно 11°C) достаточно для охлаждения подаваемого воздуха до 14°C. Датчики оптимизирующей системы управления, измеряя температуры воды на входе и выходе, рассчитывают оптимальный путь (рекуперация, утилизация тепла и т.д.) достижения необходимой температуры воздуха помещения.
Комбинация оптимайзера и управляемого инвертором насоса обеспечивает эффективность в полном объеме: если достигнута, например, 73-процентная эффективность, то эти 73% поддерживаются всеми переменными воздушного потока и системы. Результат же состоит в том, что Econet поставляет высококачественный внутренний воздух способом, характеризующимся чрезвычайно низким энергопотреблением, в перспективе обещая существенную долгосрочную экономию. С учетом того, что за 20 лет эксплуатации производственные затраты могут превзойти начальное капиталовложение примерно в 10 раз, сокращение энергопотребления имеет огромное значение в свете снижения издержек всего жизненного цикла объекта. Использование же систем с Econet (с бесплатным охлаждением, восстановлением энергии зимой, косвенным испаряющим охлаждением) сегодня к услугам и арендаторов, и владельцев зданий, равно как и всех специалистов, вовлеченных в проектную и нормотворческую деятельность, подчеркивает директор британского подразделения Flakt Woods Нейл Юл.
Воздухообменник (в данном случае вентиляционный поток стремится справа налево):
1 — подающий воздуховод;
2 — вентиляционный отсек;
3 — виброизолятор (гибкий стык);
4 — контур нагрева/охлаждения воздуха;
5 — фильтрационный отсек;
6 — вентиляционный канал смешанного (рекуперированный плюс наружный) воздуха.
Раньше вентиляция рассматривалась поставщиками и потребителями коммунальных услуг как необходимое зло. Как область экономии и компромиссов (при том, что гораздо более важным считался эстетический аспект). Это время прошло. Теперь, когда на повестке дня неизменно стоит вопрос энергосбережения, все более жизненной представляется необходимость скрупулезного анализа стоимости снабжения помещений здания качественным воздухом в течение всего жизненного цикла здания. Сегодня во всем мире проектирование внутридомовых систем вентиляции и кондиционирования воздуха регулируется многочисленными нормативами. В Великобритании таковые включают изменения и дополнения к действующим здесь строительным нормам и правилам, отныне уравнивающие по значимости части L1 и L2 (экономия топлива и энергии в зданиях) и часть F (вентиляция). Квинтэссенция внесенных изменений состоит в увеличении минимального притока приходящегося на одного пребывающего в здании человека свежего воздуха с 8 до 10 л/сек. Это подразумевает замещение большего количества выделяемого углекислого газа поступающим свежим воздухом во всех обитаемых зонах здания. Вообще говоря, замещение (или рекуперация) воздуха как подход, который касается и энергосбережения, и качества внутреннего воздуха, уже ряд лет используется в Великобритании. Данная технология предусматривает снабжение обитаемых помещений в их нижней части чистым свежим воздухом необходимой температуры. Использованный теплый воздух, унося с собой все возможные загрязнители, поднимается вверх и выводится за пределы здания через выхлопную пневматическую систему. Пока мощность потока подаваемого вентиляционного воздуха адекватна, система автономна. При этом эффективность вентилирования независимо от того, обитаема воздухоснабжаемая зона или нет, примерно вчетверо превышает эффективность традиционного (смешивающего) вентилирования. Системы вентиляции замещения могут поставлять свежий воздух нужной температуры, работая на низких скоростях при очень низком давлении с минимальным количеством сквозняков и низким уровнем шума. Температурный градиент, определяемый при работе такой системы, позволяет видеть, что температура в потолочной зоне выше, чем в обитаемой. Это обеспечивает более высокую температуру подаваемого воздуха, чем это возможно с использованием традиционных смешивающих систем смешивания, и таким образом способствует экономии ресурсов. Более высокая температура удаляемого воздуха представляет идеальную возможность использования этого воздуха в рекуператоре, оснащенном узлом энергетического обмена. Такой подход обещает значительное сокращение количества тепловой энергии, затрачиваемой на нагрев воздуха до требуемой комнатной температуры. Если организованная в конкретном здании рекуперационная система является идеально замкнутой (или близкой к таковой), можно даже вообще обойтись без подведения к этому зданию новых количеств энергии. То есть получить так называемый пассивный дом. С другой стороны, избыток энергии делает возможным практически бесплатное охлаждение здания в течение большой части календарного года.
Тепловоздухообменник замкнутого цикла и испаряющий увлажнитель на выходе сокращают нагрузку охлаждения, создаваемую любым узлом охлаждения или конденсации, на 50%. Использование замкнутого цикла и косвенного испаряющего охлаждения не только уменьшает пиковые нагрузки охлаждения, но также значительно увеличивает цикл охлаждения. В данном случае ключевым энергосберегающим фактором является энерговосстановительная способность описанной системы.
Современное состояние инженерной мысли в данной области ярко иллюстрирует Econet — компактная жидкостная система восстановления энергии от Flakt Woods. (Компания Flakt Woods — один из ведущих мировых поставщиков решений по воздухоснабжению с низким энергопотреблением. Работает в области воздухоснабжения зданий, а также на инфраструктурном и промышленном воздушно-климатическом рынке.) Уникальная оптимизирующая система управления данного агрегата обеспечивает и очень эффективное использование энергии, и монтажно-компоновочную гибкость, возможность вписывания узла в стесненное пространство. Агрегат включает входной и выходной контуры, инвертор с насосным приводом и все необходимые клапаны и датчики. На объект узел поставляется готовым к подключению к системе воздухоснабжения здания — выполнены не только предварительный монтаж всех труб, патрубков и отсеков, но и предварительное программирование всей обеспечивающей работу Econet электроники. Большие контуры максимализируют энергию, восстанавливаемую из удаляемого воздуха, используя воду как самую эффективную среду восстановления. До 12 витков змеевика и 76 водотоков обеспечивают эффективность восстановления энергии в размере до 70-75% как при подаче, так и при удалении воздуха. Полное нагревание и охлаждение воздуха обеспечиваются одними и теми же контурами при условии дополнения системы пластинчатыми теплообменниками горячей или холодной воды. Эффективность больших контуров позволяет этой дополнительной энергии быть низкосортной, утилизируемой или возобновляемой: вода конденсора чиллера при 35°C может обеспечить весь необходимый нагрев, а температуры воды из буровой скважины (примерно 11°C) достаточно для охлаждения подаваемого воздуха до 14°C. Датчики оптимизирующей системы управления, измеряя температуры воды на входе и выходе, рассчитывают оптимальный путь (рекуперация, утилизация тепла и т.д.) достижения необходимой температуры воздуха помещения.
Комбинация оптимайзера и управляемого инвертором насоса обеспечивает эффективность в полном объеме: если достигнута, например, 73-процентная эффективность, то эти 73% поддерживаются всеми переменными воздушного потока и системы. Результат же состоит в том, что Econet поставляет высококачественный внутренний воздух способом, характеризующимся чрезвычайно низким энергопотреблением, в перспективе обещая существенную долгосрочную экономию. С учетом того, что за 20 лет эксплуатации производственные затраты могут превзойти начальное капиталовложение примерно в 10 раз, сокращение энергопотребления имеет огромное значение в свете снижения издержек всего жизненного цикла объекта. Использование же систем с Econet (с бесплатным охлаждением, восстановлением энергии зимой, косвенным испаряющим охлаждением) сегодня к услугам и арендаторов, и владельцев зданий, равно как и всех специалистов, вовлеченных в проектную и нормотворческую деятельность, подчеркивает директор британского подразделения Flakt Woods Нейл Юл.
1 — подающий воздуховод;
2 — вентиляционный отсек;
3 — виброизолятор (гибкий стык);
4 — контур нагрева/охлаждения воздуха;
5 — фильтрационный отсек;
6 — вентиляционный канал смешанного (рекуперированный плюс наружный) воздуха.
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 33 за 2008 год в рубрике вода и тепло
