Лекция 8. Энергосбережение в системах вентиляции и кондиционирования

Системы вентиляции являются вторым по значимости, а для общественных и промышленных зданий нередко и первым потребителем тепловой энергии после систем отопления. Помимо теплоты приточные вентиляционные системы потребляют электрическую энергию, но соотношение между ними таково, что теплота составляет примерно 90 % общего потребления энергоресурсов.

Назначение вентиляции — удаление из обслуживаемого помещения избытков теплоты, влаги, снижение концентрации вредных веществ ниже уровня предельно допустимых значений, а взрывоопасных веществ - до концентрации ниже предела взрываемости. I

Различают естественную вентиляцию, аэрацию и вентиляцию с принудительным побуждением (механическая вентиляция или принудительная). Движение потока воздуха при естественной вентиляции создается разности его полных давлений в верхней точке вентиляционной шахты нулевой отметке. Естественная вентиляция нашла широкое применение в жилых зданиях.

При аэрации поток воздуха создается за счет разности плотностей воздуха снаружи помещения и внутри его. Она применяется для венттиляции промышленных зданий с большими избытками теплоты.

Рассмотрим механическую вентиляцию как требующую значительных затрат тепловой энергии для подогрева приточного воздуха.

Механическая вентиляция подразделяется на общеобменную (приточную и вытяжную) и местную. При общеобменной вентиляции воздух подаётся или удаляется из всего объема вентилируемого помещения.

При местной вентиляции чистый воздух подают на определенные рабочие места (местная приточная вентиляция), а загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

К местной приточнойвентиляции относятся воздушные души (целенаправленный приток воздуха); воздушные оазисы — участки помещений, отгороженные от основного помещения передвижными перегородками высотой 2,0—2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой; воздушные тепловые завесы, создающие преграды для холодного воздуха, врывающегося в помещение через открытые двери или ворота.

Воздушные души обеспечивают подачу чистого воздуха к постоянным местам, обдувая рабочих и снижая температуру окружающего воздуха в зоне действия душа.

Кондиционированием воздуха называется создание и автоматическое содержание нормируемых параметров воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещений. Поддерживаются в пределах регламентируемых норм такие параметры воздушной среды, как температура, относительная влажность, давление, содержание вредных примесей, газовый и ионный состав, а также скорость движения воздуха. Для большинства объектов промышленности и общественного строительства, как правило, ограничивается только часть перечисленных параметров воздушной среды.

Для работы установки кондиционирования воздуха необходимы источники теплоты (нагрев воздуха) и холодной воды для увлажнения или охлаждения. Источником тепловой энергии является горячая вода, поступающая из тепловой сети, источником холодной воды может быть водопроводная вода. Если температура воды недостаточна для нужд охлаждения воздуха, то используется вода, охлажденная холодильной машиной.

Следует отметить, что снижение энергопотребления системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не может осуществляться в ущерб оптимальным (комфортным) условиям и допустимым параметрам микроклимата. Кроме того, снижение энергопотребления должно оправдано экономически, т.е. должны использоваться решения, которые экономически обоснованы.

Для уменьшения потерь энергии в вентиляционных системах исполь­зуются традиционные решения.

- Создание переходных камер на дверях (тамбуров).

- Установка автоматической системы включения воздушных за­вес при открытии дверных проемов.

- Уплотнение строительных ограждающих конструкций здания.

- Проверка герметичности вентиляционных воздуховодов.

- Отключение вентиляции в ночное и нерабочее время.

- Широкое применение местной вентиляции.

- Применение систем частотного регулирования двигателей вен­тиляторов вместо регулирования заслонкой. Потребная мощность привода вентсистем при применении ЧРП обратно пропор­циональна расходу воздуха в третьей степени.

- Увеличение внутреннего диаметра воздуховода при возрастании нагрузки вентсистем в два раза, скорость воздуха снижается в четыре раза, а потери давления уменьшаются обратно пропор­ционально диаметру канала в пятой степени. Удвоение скорости потока в 4 раза увеличивает необходимое давление вентилятора и в 8 раз потребляемую системой мощность приводов венти­ляторов.

- Правильное согласование рабочих характеристик вентилятора с характеристикой вентиляционной системы путем подбора передаточного отношения привода вентилятора.

- Своевременная очистка воздушных фильтров для уменьшения их гидравлического сопротивления.

- Организация рекуперации теплоты (реально не менее 50%) уда­ляемого воздуха.