Совместная работа дестратификаторов воздуха и отопительно вентиляционных систем промышленных зданий — Новосибирск

Проектирование систем отопления и вентиляции необходимо рассматривать как единый комплекс. Имеется много данных о проектировании этих систем в общественных зданиях, но мало сведений об их применении для промышленных зданий. Рассмотрим работу систем дестратификации воздуха, вентиляции и отопления как единого комплекса; проведем анализ влияния этих систем на аэродинамические и теплотехнические процессы, имеющие место в отапливаемых помещениях. Также рассмотрим вопрос энергосбережения при работе систем, обеспечивающих микроклимат — в статье показан способ работы систем дестратификации воздуха по принципу понижения уровня «виртуального потолка»; перечислены основные этапы проектирования; произведен технико-экономический расчет с целью определения окупаемости данных систем.

Автор Александр КОТЕНКО, Душан ПЕТРАШ (экс-президент REHVA), Словацкий технологический университет в Братиславе (строительный факультет)

К определению принципа схемы дестратификации отоплении ИК-излучателями

Введение

Вопросы рационального использования тепловой энергии для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха особенно актуальны в условиях постоянного роста стоимости топлива. До 40% от общего расхода энергии потребляется в зданиях. Этот показатель является самым большим среди потребителей энергии. Очевидно, что здания больших объемов являются основными потребителями энергии и наиболее привлекательными с точки зрения ее экономии.

Характерными представителями такого вида зданий являются промышленные объекты, которые характеризуются большим соотношением между площадью пола и высотой помещений. Наряду с устройством систем отопления и вентиляции, в них целесообразна дестратификация воздуха.

Дестратификация воздуха как составная часть систем отопления и вентиляции

Одним из эффективных способов повышения энергосбережения в зданиях — усовершенствования работы систем ОВК как единого комплекса, обеспечивающего равномерный тепловой и воздушный режим зданий, и поддерживающего условия комфортности. Для промышленных зданий данный комплекс представляет собой совокупность трех систем:

Поддержание теплового режима обе-спечивается работой системы отопления путем компенсации потерь тепловой энергии. Теплопотери рассчитываются как сумма теплового потока через ограждающий конструкции и теплопотерь на нагрев вентиляционного воздуха:

Тепловой поток через ограждающие конструкции рассчитывается для каждого элемента по формуле:

где F — расчетная площадь ограждающей конструкции, м2; K — коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м2⋅°С); tп — температура данной ограждающей конструкции,  °С; tн — расчетная отопительная температура наружного воздуха, °С; α — дополнительные теплопотери (на положение конструкции, на учет ветра и т.д.), принимаемые в долях от основных.

Потери тепловой энергии на нагрев инфильтруемого воздуха определяются по формуле:

где ρ — плотность воздуха внутри помещения, кг/м3; c — массовая теплоемкость воздуха, Дж/(кг⋅°С); V — объем помещения, м3; h–1 — кратность воздухообмена в помещении, ч–1.

Поддержание воздушного режима помещения обеспечивается работой системы вентиляции, что описывается следующим уравнением:

где Gпi — расход приточного воздуха, кг/ч; Gвi — расход вытяжного воздуха, кг/ч. 

Последняя в этом списке, система дестратификации воздуха, не является самостоятельной системой, а представляет собой составную и связующую часть систем отопления и вентиляции, которая обеспечивает работы данных  систем микроклимата как единого комплекса.

Дестратификаторы обеспечивают уменьшение расходов тепловой энергии, а следовательно и топлива, за счет перемещения более нагретого воздуха из-под потолка в рабочую зону. 

Дестратификаторы являются устройствами, которые помогают улучшить циркуляцию внутреннего воздуха, а следовательно снижают концентрацию вредных веществ в помещении. 

При помощи работы систем дестратификации воздуха могут быть достигнуты два условия комфортности: 

Первое условие комфортности температурной обстановки устанавливает зону сочетаний tв и tR, при которых человек, находясь в середине обслуживаемой зоны, не испытывает чувства перегрева или переохлаждения, что описывается зависимостью:

где tR — температура поверхностей ограждающих конструкций,°С; tП — температура «помещения», °С. 

Второе условие комфортности температурной обстановки определяет допустимые температуры нагретых и охлажден�