Отопление и вентиляция жилого дома

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Отопление и вентиляция жилого дома



Введение

ФЗ №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» принят Государственной Думой 11 ноября 2009 года, одобрен Советом Федерации 18 ноября 2009 года. Данный закон регулирует отношения по энергосбережению и повышению энергетической эффективности (далее ЭС и ПЭЭ), а также создает правовые, экономические и организационные основы стимулирования ЭС и ПЭЭ [6].

Энергосбережение - это реализация организационных, правовых, технических, экономических и иных мер, направленных на снижение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования.

Энергетическая эффективность - это характеристики, отражающие отношение полезного эффекта от использования энергоресурсов к затратам энергоресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта применительно к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу и индивидуальному предпринимателю.

Класс энергетической эффективности - характеристика продукции, отражающая ее энергетическую эффективность.

Энергетическое обследование - сбор и обработка информации об использовании энергетических ресурсов в целях получения достоверной информации об объеме используемых энергетических ресурсов, о показателях энергетической эффективности, выявления возможностей ЭС и ПЭЭ с отражением полученных результатов в энергетическом паспорте.

Основные требования по обеспечению энергетической эффективности зданий, строений, сооружений изложены в статье 11 [6]. В частности, здания, строения, сооружения должны соответствовать требованиям энергетической эффективности, которые включают в себя показатели, характеризующие удельную величину расхода энергетических ресурсов; требования к влияющим на энергетическую эффективность архитектурным, функционально-технологическим, конструктивным и инженерно-техническим решениям; требования к отдельным элементам, конструкциям и к их свойствам, к используемым устройствам и технологиям, а также требования к включаемым в проектную документацию и применяемым при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте технологиям и материалам, позволяющие исключить нерациональный расход энергетических ресурсов как в процессе строительства, реконструкции, капитального ремонта, так и в процессе их эксплуатации.

Не допускается ввод в эксплуатацию зданий, строений, сооружений, построенных, реконструированных, прошедших капитальный ремонт и не соответствующих требованиям энергетической эффективности и требованиям оснащенности их приборами учета используемых энергетических ресурсов. Обеспечить соответствие обязаны застройщики.

Собственники зданий, строений, сооружений, собственники помещений в многоквартирных домах также обязаны обеспечивать соответствие установленным требованиям энергетической эффективности и требованиям оснащенности приборами учета используемых энергетических ресурсов.

Энергетическое обследование может быть обязательным и добровольным. Оно позволяет определить уровень тепловой защиты здания и разработать эффективные мероприятия по энергосбережению.

В рамках стратегии по энергосбережению, энергетическое обследование, определение уровня тепловой защиты и разработка рекомендаций по ЭС и ПЭЭ (что и является целью данной работы) является одним из приоритетных направлений деятельности.



Исходные данные

Пятиэтажное четырехподъездное здание предназначено для строительства в г. Йошкар-Оле в зоне эксплуатации А. Общее число квартир 60. Окна с трехслойным остеклением в раздельно-спаренных деревянных переплетах. Теплый чердак отсутствует, подвал неотапливаемый. Разводка трубопроводов отопления и горячего водоснабжения нижняя. Здание подключено к централизованной системе теплоснабжения (МУП «Йошкар-олинская ТЭЦ-1»). Исходные данные (размеры, ориентация помещения, варианты конструкций) представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные к расчету

Вариант	Размеры, м	Ориентация помещения	Слой наружной стены	Вариант конструкции
	а1	а2	а3	а4	а5	О1	О2	h		1	2	3	покр.	пол
13	3	3	3	6,3	6	1,38	1,23	2,9	Ю	3	2	1	1	3

Геометрические параметры, планы этажа, подвала и схема отопления приведены на рисунках 1-3.

Рисунок 1. Обмер площадей в плане и по высоте:

1 - чердачное перекрытие; 2 - пол над неотапливаемым подвалом; 3 - бесчердачное перекрытие 

Рисунок 2. План этажа с размещением отопительных приборов и стояков и план подвала с магистралями тупиковых систем отопления с нижней разводкой.

Рисунок 3. Аксонометрическая схема системы отопления насосной, однотрубной, с нижней разводкой, тупиковой

Характеристики наружных ограждающих конструкций представлены на рисунках 4-6 и в таблицах 2-4.

Рисунок 4. Конструкция наружной стены

энергетический теплотехнический дом здание

Таблица 2 - Характеристики элементов конструкции наружной стены

Номер слоя	Номер варианта	Наименование строительного материала	д, м	г, кг/м3	л, Вт/(м*0С)
					А
3	1	Кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе	0,38	1800	0,70
2	2	Пенополиуретан	-	60	0,041
1	3	Кирпич глиняный обыкновенный на цементно-перлитовом растворе	0,12	1600	0,58
4	-	Штукатурка из известково-песчаного раствора	0,02	1600	0,70

Рисунок 5. Конструкция покрытия



Таблица 3 - Характеристики элементов конструкции покрытия

Вариант	Номер слоя	Наименование строительного материала	д, м	г, кг/м3	л, Вт/(м*0С)
					А
1	1	Рубероид	0,04	600	0,17
1	2	Цементно-перлитовый раствор	0,02	800	0,21
1	3	Маты минеральные	Х	125	0,064
1	4	Пароизоляция	0,01	600	0,17
1	5	Керамзитобетон	0,24	800	0,20

Рисунок 6. Конструкция пола

Таблица 4 - Характеристики элементов конструкции пола

Вариант	Номер слоя	Наименование строительного материала	д, м	г, кг/м3	л, Вт/(м*0С)
					А
3	1	Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе	0,02	1600 1400	0,29 0,23
3	2	Цементно-песчаный раствор	0,02	1800	0,76
3	3	Плиты полужесткие минераловатные	Х	200 125	0,076 0,060
3	4	Бетон на зольном гравии	0,22	1200 1000	0,41 0,3



1. Расчет теплотехнических и энергетических параметров здания

Цель расчета: определить уровень тепловой защиты пятиэтажного четырехподъездного здания, намеченного к строительству в г. Йошкар-Оле.

Общая информация

адрес здания - регион РФ, город или населенный пункт, название улицы и номер здания - Марий Эл, г. Йошкар-Ола;

разработчик проекта - название головной проектной организации - МарГТУ, каф. энергообеспечения предприятий;

адрес и телефон разработчика - почтовый адрес, номер телефона и факса дирекции - пл. Ленина, д. 3;

шифр проекта - номер проекта повторного применения или индивидуального проекта, присвоенный проектной организацией.

Расчетные условия

1 Расчетная температура внутреннего воздуха , принимается по таблице 1 [5]. Для жилого здания в г. Йошкар-Оле .

2 Расчетная температура наружного воздуха . Принимается значение температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 согласно таблице 1 [3]. Для г. Йошкар-Олы .

3 Расчетная температура теплого чердака . В данном проекте теплый чердак отсутствует, поэтому .

4 Расчетная температура техподполья (технического подвала) . При наличии в подвале труб систем отопления и горячего водоснабжения эта температура принимается равной не менее + 2°С, исходя из расчета теплопоступлений от инженерных систем и вышерасположенных жилых помещений. В данном проекте подвал неотапливаемый (температура в техподполье <14 согласно пп. 9.2.1 [5]), принимаем (согласно пп. 9.3.2 [5]).

5 Продолжительность отопительного периода (со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10°С) . Принимается согласно таблице 1 [3]. Для г. Йошкар-Олы

6 Средняя температура наружного воздуха за отопительный период (со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10°С) . Принимается согласно таблице 1 [3]. Для г. Йошкар-Олы .

7 Градусо-сутки отопительного периода вычисляются по формуле (2) [4]:

,

где - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°С;

, - средняя температура наружного воздуха,°С, и продолжительность, сут, отопительного периода.

Для г. Йошкар-Олы .

Функциональное назначение, тип и конструктивное решение здания

8 Назначение - жилое.

9 Размещение в застройке - отдельностоящее.

10 Тип - четырехподъездное, пятиэтажное.

11 Конструктивное решение - кирпичное.

Геометрические и теплоэнергетические показатели

Геометрические показатели

12 Общая площадь наружных ограждающих конструкций здания определяется согласно подразделу 5.4 [5]. Устанавливается по внутренним размерам «в свету» (расстояния между внутренними поверхностями наружных ограждающих конструкций, противостоящих друг другу).

Площадь стен, включающих окна, балконные и входные двери в здание, витражи, , м², определяется согласно пп. 5.4.5 [5] по формуле (И.1) приложения И [5]:

,

где - длина периметра внутренней поверхности наружных стен этажа, м;

- высота отапливаемого объема здания (от поверхности пола первого этажа до поверхности потолка последнего этажа), м;

- дополнительная площадь наружных стен (лестничных клеток, лифтовых шахт), выходящих за пределы основного фасада (выше уровня потолка последнего этажа и ниже уровня пола первого этажа), м². В данном случае .

,

где 0,22 м - толщина перекрытий между этажами.

Площадь наружных стен , м², определяется согласно пп. 5.4.5 [5] по формуле (И.2) приложения И [5]:

,

где - площадь окон, , определяется как сумма площадей всех оконных проемов.

В рассматриваемом здании , где 1,55 м - высота оконного проема. Из них площадь оконных проемов в лестнично-лифтовом узле

Тогда (в том числе продольных стен - , торцевых стен - .

Площадь покрытия , м², и площадь перекрытия над подвалом , м², равны согласно пп. 5.4.6 [5] площади этажа , м², которая вычисляется согласно пп. 5.4.1 [5]:

Общая площадь наружных ограждающих конструкций , определяется по формуле (И.3) приложения И [5]:

.

13 Площадь отапливаемых помещений (площадь квартир) , определяется согласно пп. 5.4.1 [5] и равна:

(считаем, что отапливается все, кроме лестничных клеток).

14 Полезную площадь (общественных зданий) не рассчитываем.

15 Площадь жилых помещений , рассчитывается согласно пп. 5.4.3 [5]:



(считаем только жилые комнаты).

16 Расчетную площадь (общественных зданий) не рассчитываем.

17 Отапливаемый объем здания , м³, вычисляется согласно пп. 5.4.4 [5] как произведение площади этажа , м², (площади, ограниченной внутренними поверхностями наружных ограждений) на высоту , м, этого объема, представляющую собой расстояние от пола первого этажа до потолка последнего этажа:

.

18 Коэффициент остекленности фасада здания вычисляется по формуле (И.5) приложения И [5] и не должен превышать нормируемого значения:

,

где - нормируемый коэффициент остекленности фасада жилых зданий согласно п. 5.11 [4];

19 Показатель компактности здания вычисляется по формуле (10) [4] и не должен превышать нормируемого значения:

,

где - нормируемый показатель компактности жилых пятиэтажных зданий согласно п. 5.14 [4].



2. Теплоэнергетические показатели

Теплотехнические показатели

20 Согласно [4] приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений должно приниматься не ниже нормируемых значений , которые устанавливаются по нормам таблицы 4 [4] в зависимости от градусо-суток отопительного периода. Для нормируемое сопротивление теплопередаче равно для:

- стен ;

- покрытий и перекрытий над проездами ;

- перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами ;

- окон и балконных дверей .

Согласно примечанию 3 к таблице 4 [4] нормируемые значения сопротивления теплопередаче чердачных и цокольных перекрытий, отделяющих помещения здания от неотапливаемых пространств с температурой t (t_ext < t < t_int), следует уменьшать умножением на коэффициент n, определяемый по примечанию к таблице 6 [4]:

Подбираем требуемые толщины изоляции так, чтобы действительное сопротивление теплопередаче наружных ограждений было не ниже нормируемых значений.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяется по формуле:

где - толщина i-го слоя конструкции, м;

- теплопроводность i-го слоя конструкции, .

С учетом этого, а также рисунков 4-6 и таблиц 2-4 имеем путем итеративного расчета с помощью прикладной программы:

для стены толщина слоя пенополиуретана , сопротивление теплопередаче ;

для покрытия толщина минеральных матов , сопротивление теплопередаче ;

для перекрытия (пола) над неотапливаемым подпольем толщина пропитанных минеральных матов , сопротивление теплопередаче ;

для окон согласно приложению к [1] для деревянных окон с тройным остеклением для .

Проверяют принятые величины сопротивлений теплопередаче на ограничение по температурному перепаду (расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин , установленных в таблице 5 [4]) подставляя их в формулу (4) [4]:

где n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в таблице 6 [4];

- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года,°С;

- расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°С;

- приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, ;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, , принимаемый по таблице 7 [4].

Для стен стены по условиям ограничения температурного перепада проходят.

Для покрытия покрытие по условиям ограничения температурного перепада проходит.

Для перекрытия (пола) над неотапливаемым подпольем перекрытие по условиям ограничения температурного перепада проходит.

Так как температура внутренней поверхности конструктивных элементов остекления окон зданий (кроме производственных) должна быть не ниже плюс 3°С, . В этом случае:

для окон окна по условиям ограничения температурного перепада проходят.

21 Приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания [4]:



22 Средняя кратность воздухообмена жилого здания за отопительный период :

где - количество приточного воздуха в здание при неорганизованном притоке либо нормируемое значение при механической вентиляции, м³/ч;

- число часов работы механической вентиляции в течение недели, ч;

168 - число часов в неделе;

- количество инфильтрующегося воздуха в здание через ограждающие конструкции, кг/ч;

- коэффициент учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях;

- число часов учета инфильтрации в течение недели, ч;

- средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м³;

- коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций, при отсутствии данных принимать _v = 0,85;

- отапливаемый объем здания, м³;



- кратность воздухообмена в жилых помещениях здания, ;

- кратность воздухообмена за счет инфильтрирующегося воздуха в лестнично-лифтовом узле, .

При этом количество приточного воздуха в здание для жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 20 м² общей площади и менее на человека) - 3A_l (A_l - площадь жилых помещений, м²) согласно Г.4 [4], т.е.:

.

Так как механическая вентиляция в здании работает круглосуточно, то .

Тогда кратность воздухообмена в жилых помещениях здания равна:

.

К этому воздухообмену следует добавить объем инфильтрующегося воздуха через окна и балконные двери лестничной клетки, лифтовых холлов наружных пожарных переходов. Чтобы определить воздухообмен через отмеченные конструкции, необходимо выполнить следующие расчеты:

1) средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м³, определяется по формуле (Г.7) приложения Г [4]:

;

2) количество инфильтрующегося воздуха в здание через ограждающие конструкции, кг/ч:

,



где - для лестничной клетки суммарная площадь окон и балконных дверей, м²;

- для лестничной клетки требуемое сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей, м²ч/кг;

- для лестничной клетки расчетная разность давлений наружного и внутреннего воздуха для окон и балконных дверей, определяют по формуле (13) [4] для окон и балконных дверей с заменой в ней величины 0,55 на 0,28, Па.

Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых и общественных зданий, R_inf^des, должно быть не менее нормируемого сопротивления воздухопроницанию R_inf^req, определяемого по формуле (15) [4]:

где - нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м²ч), принимаемая по таблице 11 [4] для окон и балконных дверей жилых зданий в деревянных переплетах равной 6,0 кг/(м²ч);

- разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па;

- разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях светопрозрачных ограждающих конструкций, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию R_inf^des.

Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, определяется по формуле (13) [4]. С учетом замены коэффициента 0,55 на 0,28:



где - высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м;

- удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³;

- максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более, принимаемая по таблице 1 [3] равной 6,2 м/с.

Удельные веса наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, рассчитываются по формуле (14) [4]:

,

, - температура внутреннего воздуха для неотапливаемой лестничной клетки согласно п. 5.5 [4].

.

.

3) коэффициент учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях для окон и балконных дверей с двойными раздельными переплетами согласно Г.4 [4];

4) число часов учета инфильтрации в течение недели для зданий со сбалансированной приточно-вытяжной вентиляцией согласно Г.4 [4].

Тогда кратность воздухообмена за счет инфильтрирующегося воздуха в лестнично-лифтовом узле составит:

.

Таким образом, средняя кратность воздухообмена жилого здания за отопительный период равна:

.

23 Условный коэффициент теплопередачи здания , учитывающий потери за счет инфильтрации и вентиляции, определяется по формуле (Г.6) приложения Г [4]:

,

где - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг°С).

.

24 Общий коэффициент теплопередачи здания , определяется по формуле (Г.4) приложения Г [4]:

.

Энергетические показатели

25 Общие теплопотери через наружные ограждающие конструкции здания за отопительный период , определяются по формуле (Г.3) приложения Г [4]:

.

26 Удельные бытовые тепловыделения , для жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 20 м² общей площади и менее на человека) принимаются равными 17 согласно Г.6 [4].

27 Бытовые теплопоступления в течение отопительного периода , определяются по формуле (Г.10) приложения Г [4]:

.

28 Теплопоступления в здание от солнечной радиации (только через окна) за отопительный период , определяются по формуле (Г.11) приложения Г [4]:

,

где - коэффициент, учитывающий затенение светового проема окон непрозрачными элементами заполнения, принимается равным 0,5 согласно таблице 3.4 [2] для тройного остекления в деревянных раздельно-спаренных переплетах;

- коэффициент относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений окон, принимается равным 0,83 согласно таблице 3.4 [2] для тройного остекления в деревянных раздельно-спаренных переплетах;

- площадь светопроемов фасадов здания, соответственно ориентированных по четырем направлениям, м²;

- средняя суммарная за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, соответственно ориентированная по четырем фасадам здания, МДж/м².

Поскольку заданная ориентация помещения - восток, то считаем, что сторона дома с подъездами выходит на восток, противоположная ей - на запад. С северной и южной сторон окон нет. Тогда:

;

.



Согласно таблице 3.5 [2] .

Следовательно:

.

29 Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода , определяется по формуле (Г.2) приложения Г [4]:

,

где - коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций; рекомендуемое значение v = 0,8;

- коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления; принимается равным 0,85 в однотрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования на вводе;

- коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения; для многосекционных и других протяженных зданий _h = 1,13.

.

3. Коэффициенты

30 - 31 Расчетный коэффициент энергетической эффективности системы централизованного теплоснабжения здания от источника теплоты ₀^des; расчетный коэффициент энергетической эффективности поквартирных и автономных систем теплоснабжения здания или стационарного электроотопления _dec не рассчитываем, поскольку здание подключено к централизованной системе теплоснабжения, и данные коэффициенты для этого случая в расчете не фигурируют.

32 Коэффициент эффективности авторегулирования =0,85 (см. п. 29 данного расчета).

33 Коэффициент учета встречного теплового потока k=0,8 (см. п. 22, пп. 3 данного расчета).

34 Коэффициент учета дополнительного теплопотребления _h=1,13 (см. п. 29 данного расчета).

4. Комплексные показатели

35 Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период или , определяется по формуле (Г.1) приложения Г [4]:

;

.

36 Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление здания принимается в соответствии с таблицей 9 [4] для пятиэтажного жилого здания равным:

;

.

Удельный расход тепловой энергии на отопление здания или , должен быть меньше или равен нормируемому значению или . В данном случае:

;

.

37 Здание имеет класс энергетической эффективности В (высокий) согласно таблице 3 [4], так как величина отклонения расчетного (фактического) значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания q_h^des от нормативного, %, составляет . Классы А, В устанавливают для вновь возводимых и реконструируемых зданий на стадии разработки проекта. Для достижения классов А, В органам администраций субъектов Российской Федерации рекомендуется применять меры по экономическому стимулированию участников проектирования и строительства.

Расчет стоимости отопления 1 м² площади здания

В настоящее время в г. Йошкар-Оле действует тариф РСТ на тепловую энергию равный 1253,75 руб. / Гкал. Стоимость отопления 1 м² с 1 января 2011 года составляет 30,09 руб./ (м²мес) при нормативном потреблении тепловой энергии 0,024 Гкал/(м²мес).

Рассчитаем действительную стоимость отопления 1 м² проектируемого здания при действующем тарифе на тепловую энергию:

Полученное значение приблизительно на 41% меньше, чем действующая стоимость отопления в г. Йошкар-Оле. Это говорит о высокой энергоэффективности проектируемого здания и о целесообразности введения расчетов за потребляемую тепловую энергию по индивидуальным приборам учета, а также о возможности эффективного применения индивидуального регулирования потребления тепловой энергии.

38 Проект здания соответствует [4] при следующих сопротивлениях теплопередаче наружных ограждающих конструкций:

стен - ;

покрытий - ;

перекрытий первого этажа - ;

окон и балконных дверей - .

39 Поскольку проект здания удовлетворяет требования [4], он не требует доработки. Однако, считаем возможным дать некоторые рекомендации по повышению энергетической эффективности.

энергетический теплотехнический дом здание

5. Указания по повышению энергетической эффективности

40 Рекомендуем: использование рекуперации теплоты воздуха, удаляемого вентиляцией (потери теплоты с вентиляцией превышают потери через наружные ограждения); применение систем автоматического регулирования (на вводе в здание и индивидуальных) при расчетах по показаниям тепловых счетчиков.

Расчет теплоэнергетических показателей свидетельствует о том, что намеченное к строительству здание обладает высоким классом энергетической эффективности. Расчет стоимости отопления 1 м² площади (см. с. 16 расчета) говорит об экономической целесообразности применения поквартирного учета потребления тепловой энергии для жильцов, поскольку в этом случае плата за отопление снижается по сравнению с действующей на 41%. Положительные результаты введения систем поквартирного учета (или, при невозможности их внедрения, системы учета на дом) будут оказывать стимулирующее действие на жильцов, призывая их экономить тепловую энергию. Следовательно, целесообразным является и внедрение индивидуального (поквартирного) регулирования потребления теплоты.

Ниже подробнее рассмотрим рекуперацию.

Рекуперация - возвращение части материала или энергии, расходуемых при проведении того или иного технологического процесса, для повторного использования в том же процессе.

Плюсом рекуперации является экономия энергии, и как следствие, экономия средств на эксплуатацию системы вентиляции. Минусом являются необходимые дополнительные первоначальные вложения на установку рекуператора.

Рекуперация тепла или обратное получение тепла - процесс теплообмена, при котором тепло забирается от удаляемого воздуха и передается свежему нагнетаемому воздуху. Рекуперация применяется с использованием приточно-вытяжных установок. Процесс проходит в рекуперационном теплообменнике таким образом, что выбрасываемый и свежий воздух отделены друг от друга, чтобы не произошло их смешивание.

Важной характеристикой рекуператоров является коэффициент эффективности рекуперации тепла, который выражает отношение между максимально возможным полученным теплом и теплом, полученным в действительности. Теоретически эффективность может меняться от 30 до 90%. Эта характеристика зависит от стоимости, производителя и типа рекуператора.

Типы рекуператоров:

а) Пластинчатые рекуператоры

Удаляемый и приточный воздух проходят с обеих сторон целого ряда пластин. В пластинчатых рекуператорах на пластинах может образовываться некоторое количество конденсата, потому они оборудованы отводами для конденсата. Конденсатосборники имеют водяной затвор, не позволяющий вентилятору захватывать и подавать воду в канал. Из-за выпадения конденсата существует серьезный риск образования льда в холодное время года. Пластинчатые рекуператоры характеризуется высокой эффективностью (50-80%), являются самыми распространенными и относительно дешевыми, широко используются на малых предприятиях, и в небольших зданиях, коттеджах, магазинах.

б) Роторные рекуператоры

Тепло передается вращающимся между удаляемым и приточным каналами ротором. Это открытая система, и потому здесь велик риск того, что грязь и запахи могут перемещаться из удаляемого воздуха в приточный, однако, некоторые производители утверждают, что в их рекуператорах исключено смешивание. Уровень рекуперации тепла может регулироваться скоростью вращения ротора. Обладают самой высокой эффективностью (75-90%), и соответственно ценой. Преимущественно используются на крупных промышленных предприятиях, в цехах, в больших зданиях.

в) Рекуператоры с промежуточным теплоносителем

Вода или водно-гликолиевый раствор циркулирует между двух теплообменников, один из которых расположен в вытяжном канале, а другой в приточном. Теплоноситель нагревается удаляемым воздухом, а затем передает тепло приточному воздуху. Теплоноситель циркулирует в замкнутой системе и отсутствует риск передачи загрязнений из удаляемого воздуха в приточный. Передача тепла может регулироваться изменением скорости циркуляции теплоносителя. Эти рекуператоры имеют низкую эффективность (45-60%). Обладая низкой эффективностью, используются в случае, если удаляемый воздух сильно загрязнен или токсичен, когда смешивание недопустимо.

г) Камерные рекуператоры

Камера разделяется на две части заслонкой. Удаляемый воздух нагревает одну часть камеры, затем заслонка изменяет направление воздушного потока таким образом, что приточный воздух нагревается от нагретых стенок камеры. Загрязнение и запахи могут передаваться из удаляемого воздуха в приточный. Характеризуется высокой эффективностью (70-80%).

д) Тепловые трубы

Данный рекуператор состоит из закрытой системы трубок, заполненных фреоном, который испаряется при нагревании удаляемым воздухом. Когда приточный воздух проходит вдоль трубок, пар конденсируется и вновь превращается в жидкость. Имеет низкую эффективность (50-70%).

Выбор типа рекуператора должен осуществляться на основе технико-экономического расчета, учитывающего экономию от использования выбранной системы и срок окупаемости капитальных вложений. Предварительно считаем возможным рекомендовать применение пластинчатого либо роторного рекуператора, обладающего высокой эффективностью. Коэффициенты эффективности рекуперации тепла у этих рекуператоров колеблются от 50 до 90%. Рассчитаем стоимость отопления 1 м² площади при эффективности 50 и 90%.

Если эффективность составляет 50%, то 50% тепла возвращается обратно в систему. Следовательно, считаем что условный коэффициент теплопередачи здания , учитывающий потери за счет инфильтрации и вентиляции, уменьшается на 50%, т.е. становится равным:

Тогда общий коэффициент теплопередачи здания , станет равен:

,

а общие теплопотери через наружные ограждающие конструкции здания за отопительный период , станут равны:

.



Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода , будет равен:

,

а стоимость отопления составит:

.

Следовательно, стоимость отопления уменьшится 37% по сравнению с вентиляционной системой без такого рекуператора при расчетах с населением по приборам учета.

Если эффективность составляет 90%, то 90% тепла возвращается обратно в систему. Следовательно, считаем что условный коэффициент теплопередачи здания , учитывающий потери за счет инфильтрации и вентиляции, уменьшается на 90%, т.е. становится равным:

Тогда общий коэффициент теплопередачи здания , станет равен:

,

а общие теплопотери через наружные ограждающие конструкции здания за отопительный период , станут равны:

.

Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода , будет равен:

,

а стоимость отопления составит:

.

Следовательно, стоимость отопления уменьшится 71% по сравнению с вентиляционной системой без такого рекуператора при расчетах с населением по приборам учета.

Размещено на Allbest.ru