Ефективна вентиляція з використанням установок рекуперативного типу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ефективна вентиляція з використанням установок рекуперативного типу

В даній статті розглянуто проблему нереалізованого потенціалу енергозбереження системи вентиляції на нагрівання та охолодження. Шлях до вирішення проблеми раціонального використання енергії - проведення активної енергозберігаючої політики та створення енергоефективного устаткування. При розробці та проектуванні систем вентиляції задача економії енергоресурсів відчувається особливо гостро: використання механічної вентиляції будівель може призвести до значних втрат енергії. Вони можуть досягати 45% і більше загальних теплових втрат будівель

Поява нових, абсолютно герметичних пластикових віконних систем практично звела нанівець можливість забезпечувати притік свіжого повітря за допомогою інфільтрації. Якщо в приміщенні, в якому встановлені такі віконні блоки, відсутній притік свіжого повітря, його необхідно регулярно провітрювати. Та не завжди є така можливість, оскільки за вікном більшості жителів мегаполісів загазоване брудне повітря. Але, якщо не забезпечити в приміщенні достатній притік свіжого повітря, то буде спостерігатися нестача кисню, підвищена вологість або сухість (в залежності від пори року) і забрудненість. Також можливий варіант, коли в будинку погано працює витяжка, як наслідок - грибок на стінах та у ванній кімнаті, конденсат на вікнах та підвіконнях, підвищена вологість, псування шпалер та меблів, неприємний запах в приміщені. Крім того, вищеперераховані явища можуть стати причиною підвищення ризику захворювань серцево-судинної та дихальної системи людини.

Постановка задачі

В процесі своєї життєдіяльності людина виділяє вологу в результаті потовиділення і при диханні. В середньому, в звичайних умовах, при диханні виділяється 40грамм/год рідини у вигляді пари. При фізичних навантаженнях кількість виділяється людиною водяної пари збільшується в кілька разів. Крім того, волога виділяється тваринами, акваріумами, рослинами; ми готуємо їжу - при цьому виділяється багато пари; також волога утворюється при умовно, прийняття ванни і душа, миття посуду і т.д. Надмірна вологість в приміщенні сприяє утворенню грибків, цвілі, хвороботворних мікробів, що несприятливо позначається на нашому самопочутті, здоров'я дітей і близьких.

У сучасних містах з величезною кількістю промислових підприємств, транспорту, різного роду котелень, що спалюють тонни вугілля, мазуту та ін., повітря дуже забруднене, і звичайне провітрювання шляхом відкривання вікон не завжди можливо. Особливо, в будинках, що знаходяться в безпосередній близькості від шумних транспортних магістралей, промислових підприємств та інших об'єктів, що забруднюють повітря. Що робити в такій ситуації?

Основна частина. Способів рішення даної проблеми безліч - від простого провітрювання приміщення через певні проміжки часу до облаштування центральних автоматизованих систем вентиляції. Як відомо, за способом, що викликає рух повітря, системи вентиляції бувають природні та штучні (з механічним спонуканням), за призначенням - приточні і витяжні. У кожного способу є свої переваги і недоліки.

Природна вентиляція відзначається своєю дешевизною та простотою облаштування, незалежністю від електрозабезпечення, проте продуктивність природної вентиляції безпосередньо залежить від таких природних чинників, як різниця температур зовнішнього і внутрішнього повітря, напряму і сили вітру, різниці тиску. Ця залежність робить ефективність природної вентиляції украй не стабільною. Також суттєвий недолік полягає в тому, що повітря вводиться в приміщення без попереднього очищення і підігріву, а що видаляється - не очищається від викидів і забруднює зовнішнє повітря.

Якщо ж потрібна ефективна, комфортна та енергозберігаюча вентиляційна систему, яка б не залежала від погоди, то потрібно надати перевагу приточно-витяжній механічній вентиляції.

В сучасних будівлях з теплими стінами і герметичними вікнами в міру зниження теплових втрат через вікна і стіни все більшу роль стали грати втрати енергії на обробку повітря, що подається в приміщення. Це навіть, скоріше, не втрати, а вимушені витрати енергії, так як в холодну пору року для підтримки комфортної температури в житловому приміщенні доводиться підігрівати свіже повітря, що надходить ззовні, а в літній час - навпаки, його охолоджувати, а потім, після часткового використання , відправляти назад, тобто, в певному сенсі опалювати або охолоджувати вулицю. Що ж тут можна зробити?

Найбільш ефективним способом є технологія рекуперації, тобто утилізації теплоти.

Неконфліктне енергозбереження та збалансований приточно-витяжний повітрообмін у приміщенні забезпечують системи вентиляції з теплообмінниками - утилізаторами різних типів, які дозволяють в зимовий період використовувати теплоту повітря, що видаляється з приміщення, для нагрівання холодного повітря, що надходить у приміщення. У літній період приточне повітря охолоджується за рахунок витяжного. Також це збільшує тепловий комфорт мешканців будівлі, так як температура приточного повітря наближається до комфортного рівня. Коефіцієнт корисної дії рекуператорів може коливатися в широкому діапазоні - від 36 до 95%. Цей показник визначається видом використовуваного рекуператора, швидкістю руху повітряного потоку крізь теплообмінник і різницею температур відведеного і надходить повітря.

Одним з таких найбільш популярних пластинчатих рекуператорів є приточно-витяжна установка Lossnay, від компанії Mitsubishi. Вентиляційна установка Lossnay утилізує явну і приховану теплоту повітря, тобто майже вирівнює не тільки температуру приточного і витяжного повітря, але і його вологовміст. Матеріал рекуператора має виборчу проникність до різних газам, що забезпечує вільне проходження водяної пари і перешкоджає проникненню забруднюючих речовин (вуглекислий газ, аміак) через стінки теплообмінника.

Прорахуємо можливу економію теплової енергії, на прикладі такої установки, для приміщення з загальною подачею повітря 500 м3 /год. Використаємо метеорологічні дані - температуру зовнішнього повітря та вологість -, які були взяті з архіву погоди за 26.07.14 та 26.12.14. - рис. 1.

Рис.1 Метрологічні дані за 26.07.14 та 26.12.14

Провівши моделювання процесів рекуперації тепла вентиляційного повітря на базі ретроспективних даних для київського регіону по вищезазначених датах отримали наступні результати на рис.2 :

Рис.2 Тривалість температурних режимів за 26.07.14 та 26.12.14

Розрахункова внутрішня температура 20єС, вологість 50%. В результаті розрахунку для моделі Lossnay LGH-50RX5-Ex в літню пору року економія теплової енергії становить18,8 кВт•год/добу, взимку - 129,2 кВт•год/добу.

Аналогічні розглянемо найтеплішу та найхолоднішу добу зими та літа в якості пікових точок для чіткого розуміння можливого потенціалу енергозбереження при впровадженні даної технології. Найхолоднішим днем літа в 2014 є 16.06.14, а найтеплішим 04.08.14. Для зими це 08.01.15 та 24.12.14 відповідно. Графіки наведені на рис.3 та рис. 4.

Рис.3 Тривалість температурних режимів за 04.08.14 та 16.06.14

Рис.4 Тривалість температурних режимів за 08.01.15 та 24.12.14

Економія теплової енергії, яка змінюється в залежності від температурного режиму наступна:

Таблиця

З отриманих результатів видно, що діапазон зміни потенціалу економії теплової енергії напряму залежить від погодних умов. Взимку, коли різниця внутрішньої та зовнішньої температур є найбільшою, маємо 151,8 кВт•год/добу зекономленої теплової енергії.

Беручи до уваги невпинний ріст тарифів на ЖКГ дані цифри є досить вагомими. Можливо такий шлях ефективного енергозбереження набуде широкого використання в Україні і в найближчому майбутньому саме вентиляція рекуперативного типу буде зустрічатися в кожній будівлі?!

Висновки

енергозбереження вентиляційний регіон

1. Якщо порівнювати ефективність традиційної природної канальної витяжної вентиляції та інженерних систем нового покоління за критеріями якості повітря, витрат теплової енергії в системах вентиляції та акустичного режиму, можна зробити висновок, що найкращим є приточно-витяжна вентиляція з механічним спонуканням і утилізацією теплоти вилученого повітря в рекуперативних теплообмінниках.

2. Діапазон зміни потенціалу економії теплової енергії, від використання вентиляційної установки рекуперативного типу, напряму залежить від погодних умов. Взимку економія теплової енергії є більш суттєвою ніж влітку.

Список використаної літератури

енергозбереження вентиляційний регіон

1.Суходуб І.О. Енергетичні процеси перехресноплинного рекуперативного теплоутилізатора систем вентиляції // міністерство освіти та науки України національний технічний університет України «київський політехнічний інститут», - 2014

2.Барон В.Г. Взавплив рекуператорів тепла витяжного повітря і вентиляційних каналів в сучасних спорудах // Новини теплопостачання. - 2008. - № 3 (91). - С. 46-48.

3.ДБН В.2.5-67:2013. Опалення, вентиляція та кондиціонування.

4.Гершкович В.Ф. Енергозберігаючі системи житлових будівель. Посібник з проектування [Електронний ресурс] // COK - 2006. - № 8. Режим доступу: http://www.cok.com.ua/content/view/467/ (01.09.2013).

5.Богословський В. Н. Теплофізика апаратів утилізації тепла систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря / В. Н. Богословський, М. Я Поз. - М .:

6.Теплообмінники. Визначення експлуатаційних характеристик теплообмінників та загальна методика випробування для встановлення експлуатаційних характеристик усіх теплообмінників: ДСТУ EN 305-2001 - [Чинний від 01.04.02]. - К.: Держспоживстандарт України, 2003. - 15 с.

7.Беккер А. Системи вентиляції / А. Беккер - М .: Техносфера, Евроклімат, 2005. - 232 с.

8.Нестеренко О.В. Основи термодинамічних розрахунків вентиляції та кондиціонування повітря: Навч. посібник, вид. 3, доп. / А.В. Нестеренко - М .: Вища школа, 1971. - 460 с.

9.Гусєв В.М. Теплотехніка, опалення, вентиляція і кондиціювання повітря: Підручник для вузів / В.М. Гусєв, Н.І. Ковалев, В.П. Попов, В.А. Потрошки, під ред. В.М. Гусєва. - Л .: Стройиздат, 1981. - 343 с.,

Размещено на Allbest.ru