Совмещение вентиляции и воздушного отопления с использованием побудителей движения воздуха

Размещено на http://www.allbest.ru

Совмещение вентиляции и воздушного отопления с использованием побудителей движения воздуха

Вероника Павловна Варганова,

Александр Александрович Ивашкевич

COMBINING VENTILATION AND AIR HEATING

WITH THE USE OF AIR MOVEMENT STIMULATORS

Abstract

This article discusses the issues of rational use of microclimate systems of buildings. The problem of maintaining the microclimate in large rooms due to overheating of the upper zone is noted. The joint operation of ventilation and air heating systems is described. The use of destratifiers in the design is considered. There are advantages and disadvantages of such technology.

Keywords: ventilation, air heating, air-heating units (VOA), air movement stimulators, destratifiers.

Абстракт

вентиляция воздушное отопление

В данной статье рассматриваются вопросы рационального использования систем микроклимата зданий. Отмечается проблема поддержания микроклимата в больших помещениях за счет перегрева верхней зоны. Описывается совместная работа систем вентиляции и воздушного отопления. Рассматривается использование дестратификаторов при проектировании. Преимущества и недостатки такой технологии.

Ключевые слова: вентиляция, воздушное отопление, воздушно-отопительные агрегаты (ВОА), побудители движения воздуха, дестратификаторы.

1. Постановка задачи исследования. Вопросы рационального использования тепловой энергии для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха особенно актуальны в условиях постоянного роста стоимости электроэнергии. Очевидно, что здания и помещения больших объемов являются основными потребителями энергии и наиболее привлекательными с точки зрения ее экономии. Характерными представителями такого вида зданий являются:

магазины и супермаркеты;

склады;

теплицы;

промышленные здания;

спортзалы;

торговые центры;

выставочные залы.

Важной проблемой поддержания параметров микроклимата в больших помещениях является возможность перегрева верхней зоны, так как теплый воздух под действием гравитационных сил стремится подниматься вверх. Для исключения подобного явления и выравнивание параметров воздуха по площади и объему помещения внутренний воздух необходимо перемешивать. Эту задачу могут выполнять как приточные вентиляционные струи, так и отдельные устройства, имеющие в своем составе вентилятор (потолочные вентиляторы, фэнкойлы, отопительные агрегаты, внутренние блоки систем кондиционирования). Они создают интенсивные струи, препятствующие расслоению воздуха, поэтому их можно назвать дестратификаторами. Включение дестратификаторов в климатическую систему здания может сократить расходы на отопление здания и упростить применяемые технические решения.

Совмещение вентиляции и воздушного отопления. Побудители движения воздуха. Воздушное отопление - одна из разновидностей систем отопления зданий, оно и широко применяется в помещениях значительных размеров, перечисленных выше, так как именно в этом случае можно получить ряд существенных преимуществ. В случае воздушного отопления теплоносителем является подогретый воздух, в отличие от водяного или парового отопления. При этом возможны два подхода к поддержанию параметров микроклимата.

В первом случае вентиляция и воздушное отопление осуществляются различными системами. Этот вариант применяют в тех случаях, когда расчетный вентиляционный воздухообмен небольшой, и его не хватает для осуществления активного перемешивания воздуха в объеме помещения. Применение систем вентиляции с переменным расходом тоже не позволяет использовать их для отопления, так как в отдельные периоды расход на вентиляцию становится слишком малым.

Во втором случае используется одна система (это называется совмещением вентиляции и воздушного отопления). Чаще всего такое решение применяется в помещениях, для которых расчетный воздухообмен получается значительным, и его достаточно, чтобы создать интенсивные струи, хорошо перемешивающие воздух. Такое решение позволяет существенно уменьшить капитальные затраты, так как не требуется делать отдельную систему отопления. Оно широко применялось в зрительных залах театров и кинотеатров, где неэффективны водяные системы и мало места для установки нагревательных приборов. В нерабочее время система вентиляции работала как система дежурного отопления в режиме периодического натопа со 100% рециркуляцией, поддерживая заданную температуры в зале до прихода зрителей, после чего ее переключали в обычный режим работы для вентиляции помещения.

Сегодня во многих современных торговых и культурно-развлекательных центрах применяется именно воздушное отопление при помощи воздушноотопительных агрегатов (ВОА). То есть уже имеются устройства, способные интенсивно перемешивать воздух в помещении. И при этом мы видим под потолком длинные воздуховоды с многочисленными распределителями воздуха, которые тоже предназначены для перемешивания приточного воздуха с внутренним. Таким образом, налицо явное дублирование функций двумя системами. Если бы приточный воздух подавался непосредственно к ВОА, или в зону их действия, то они выполняли бы роль перемешивателей воздуха и дестратификаторов, и это сняло бы много требований к типу воздухораспределителей. Все многочисленные и порой достаточно дорогие воздухораспределители со значительной частью воздуховодов были бы излишними, так как достаточно было бы подать воздух самыми простыми устройствами к нескольким ВОА, которые прекрасно перемешали бы приточный воздух с внутренним. Такой подход позволил бы существенно уменьшить капитальные затраты на создание систем поддержания внутреннего микроклимата.

То же самое можно сказать и о системах кондиционирования. Без них сегодня трудно представить общественное здание. Наиболее широко сегодня применяются фреоновые системы с внутренними блоками различного типа. Подпотолочные, кассетные или канальные блоки, расставленные под потолком торговых и других залов, - это готовые побудители движения воздуха и дестратификаторы. Необходимо только подвести приточный воздух к этим устройствам. Принцип работы такой комбинированной схемы состоит в том, что к внутренним блокам кондиционеров от приточной установки по воздуховодам подается воздух. Его даже не обязательно подавать через воздушную камеру с патрубками для подключения воздуховодов, во многих случаях можно просто подать струей на воздухозаборную решетку, установленную в задней стенке блока. В зависимости от времени года воздух в устройстве либо нагревается до заданной температуры (режим отопления в зимнее время), либо охлаждается (режим охлаждения в летнее время).

Отметим важную особенность использования предлагаемого подхода обеспечения микроклимата с использованием побудителей движения, в отличие от традиционной системы воздушного кондиционирования. В случае необходимости нагрева помещения зимой и охлаждения его летом в традиционной системе необходимо иметь воздухораспределители, в которых имеется возможность автоматического дистанционного изменения типа формируемой приточной струи: отопление желательно осуществлять сосредоточенными интенсивными и мощными струями, охлаждение - веерными струями значительно меньшей мощности. Такие воздухораспределители стоят достаточно дорого.

Дестратификаторы. В случае использования дестратификаторов (побудителей движения воздуха) и подаче воздуха к ним от системы вентиляции тип воздухораспределителя практически не имеет значения - достаточно иметь обычную решетку или отверстие с сеткой. Не важна и температура приточного воздуха. Потому что в этом случае струя формируется не воздухораспределителем, а побудителем движения воздуха. Отметим попутно, что сами ВОА и внутренние блоки систем кондиционирования часто имеют жалюзи для регулирования направления воздушного потока, что позволяет лучше адаптировать их для реализации режимов отопления или охлаждения.

Рисунок 1. Принцип работы побудителей движения воздуха

Если в помещении не предполагается устанавливать воздушноотопительные агрегаты или блоки кондиционирования, то в качестве побудителей движения могут служить потолочные вентиляторы, которые чаще всего эти вентиляторы располагаются под потолком помещения на некотором расстоянии от него.

Теплый или охлажденный приточный воздух струями подается в зону всасывания вентилятора (над ним), откуда он забирается вентилятором и подается закрученной струей сверху вниз, к обслуживаемой зоне. Так как расход, подаваемый вентилятором, превышает расход приточного воздуха, то происходит активное перемешивание внутреннего и приточного воздуха. Установка таких устройств является эффективным методом борьбы с температурной стратификацией воздуха в высоких помещениях, препятствует расслоению воздуха и созданию под потолком помещений устойчивого теплого слоя.

Рисунок 2. Потолочный вентилятор

Рисунок 3. Принцип работы дестратификатора

В нерабочее время приточно-вытяжная установка переходит в режим полной рециркуляции. На потолочный вентилятор подается воздух расчетной температуры для отопления, далее вентиляторы также перемешивают воздух, и направляют его вниз. Таким образом, реализуется режим дежурного воздушного отопления. Перед началом рабочего дня система переходит в обычный режим.

Рисунок 4. Приточно-вытяжная установка с возможностью рециркуляции воздуха

Заслонки на воздухозаборе, выбросе и в смесительной секции поворачиваются синхронно. При полностью открытых клапанах на воздухозаборе и выбросе (горизонтальное положение пластины) оба канала полностью открыты. В смесительной камере пластина заслонки тоже горизонтальна, и проходное отверстие закрыто. Это режим прямотока, без рециркуляции.

При частично открытых клапанах реализуется режим с частичной рециркуляцией.

При полностью закрытых клапанах на воздухозаборе и выбросе (вертикальная пунктирная линия) оба канала полностью закрыты. В смесительной камере пластина заслонки тоже стоит вертикально, и проходное отверстие полностью открыто. Это режим 100% рециркуляции, нет подмеса наружного воздуха.

Из опыта реализации проектов с дестратификаторами, преимуществами являются:

меньшие затраты ввиду совмещения системы вентиляции и отопления;

упрощение разводки воздуховодов и отказа от многочисленных дорогостоящих распределителей приточного воздуха.

Недостатками такой технологии являются добавочные затраты на приобретение вентиляторов, канальных кондиционеров, прокладку достаточно длинных линий электроснабжения к ним и периодическое обслуживание. Само расположение вентиляторов под потолком затрудняет обслуживание оборудования на такой высоте. Однако во многих ситуациях преимущества такого подхода вполне могут перекрыть указанные недостатки.

Заключение

Проектирование систем микроклимата зданий должно осуществляться по принципу их комплексной работы - это позволит эффективнее обеспечивать требуемые параметры микроклимата, при этом снижая затраты на обогрев или охлаждение.

Библиографические ссылки

Сканави А.Н. Отопление: Учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению «Строительство», специальности 290700/ Л.М. Махов. - М.: АСВ, 2002. - 576 с.: ил. ISBN 5 - 93093 - 161 - 5, 5000 экз.

Рекомендации «АВОК».

https://tent-pro.ru/zakazchiku-bystrovozvodimyh-zdanii/Sovmestnaja-rabota- destratifikatorov/

Размещено на Allbest.ru