ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

IMPROVING THE EFFICIENCY OF THE AIR CONDITIONING SYSTEM

Anna Akhmetzyanova

student, department of industrial heat power engineering, Smolensk branch of the Moscow Energy institute,

Russia, Smolensk

Irina Kabanova

scientific adviser, candidate of technical sciences, associate professor, department of industrial heat power engineering, Smolensk branch of the Moscow Energy institute,

Russia, Smolensk

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены различные системы кондиционирования воздуха и методы экономии энергии в них. Разработана и рассчитана система кондиционирования воздуха для тренажерного зала в спортивном комплексе. Произведена оценка эффективности использования схемы с рециркуляцией в системах кондиционирования воздуха по сравнению с прямоточной схемой.

ABSTRACT

The article discusses various air conditioning systems and methods of saving energy in them. The air conditioning system for the gym in the sports complex has been developed and calculated. The efficiency of using a recirculating circuit in air conditioning systems in comparison with a direct-flow circuit is evaluated.

Ключевые слова: кондиционирование, прямоток, рециркуляция, энергосбережение, эффективность кондиционирования.

Keywords: air conditioning, direct flow, recirculation, energy saving, air conditioning efficiency.

Проблемы энергосбережения приобретают все большую актуальность в современных условиях. Современное энергоснабжение более чем на 80% базируется на невозобновляемых источниках энергии. Именно поэтому остро встает вопрос о снижении энергозатрат.

Рассматривая различные системы энергообеспечения можно отметить, что системы вентиляции и кондиционирования относятся к достаточно энергоемким системам. В целом эти системы в России потребляют более 20 млрд. кВт/ч электроэнергии и более 40 млн тонн условного топлива в год [1].

Целью выполненного исследования была разработка системы кондиционирования и рассмотрение вопросов энергосбережения в системах кондиционирования. Расчеты были выполнены для теплого и холодного периодов года, в качестве объекта исследования к рассмотрению принят тренажерный зал спортивно-оздоровительный комплекса, расположенный в одноэтажном здании.

Реализация мер по энергосбережению в существующих зданиях сопряжена с дополнительными затратами, а иногда и с изысканием свободной площади, что всегда затруднительно. Меры, которые можно выполнить в данных условиях, аналогичны применяемым в новых зданиях: горизонтальное и вертикальное озеленение;  устройство навесов, жалюзи;  наклеивание лучеотражающих пленок на стекла; замена обычного остекления отражающим;  применение утепленных ставень или штор [2].

Среди специфических для существующих зданий мер  по энергосбережению следует отметить: уменьшение инфильтрации в летнее время посредством включения воздушных завес у дверей и проемов в наружных ограждениях; применение переменной рециркуляции вместо постоянной; встраивание утилизаторов тепла и холода в СКВ.

Одним из эффективных методов повышения эффективности работы систем вентиляции и кондиционирования воздуха с точки зрения, как эксплуатационных затрат, так и капитальных вложений является применение рециркуляции воздуха. Использование рециркуляции в подготовке воздуха дает возможность экономить энергию путем доведения наружного воздуха до необходимых параметров с помощью смешения его с удаляемым из помещения воздухом.

В рамках исследования было выполнено сравнение схем с использованием рециркуляции в холодный период года: прямоточной схемы и схемы подготовки с использованием рециркуляции, а также в теплый период года: прямоточной схемы и схемы подготовки с использованием рециркуляции. Предельные значения по количеству рециркуляционного воздуха определяются в соответствии с требованиями СанПиН для определенной категории помещений. Принимаем для помещений спортивного назначения величину рециркуляции воздуха 30%.

Расчетные параметры воздуха в спортивном зале устанавливаются в результате притока и отвода тепла и влаги. Тепло, поступающее в помещение или уходящее из него, рассчитывают по формуле [2]:

теплопоступление/потери тепла через ограждающие конструкции-солнечная радиация, кВт;

.

Общее количество влаги, поступаемое в помещение, либо поглощаемое в нем подсчитывают по формуле:

где,

 влаговыделение от обрабатываемых материалов

При расчете установки кондиционирования воздуха необходимо знать не только величину суммарных тепло- и влаговыделений, но и их отношение тепловлажностное отношение .

Для проектирования системы кондиционирования рассчитываем производительность СКВ для теплого периода года для ассимиляции явных теплопоступлений, полных теплопоступлений и полных влаговыделений, за необходимое принимается большее значение.

Расход теплоты в первом воздухонагревателе, кДж/ч [3]:

Расход теплоты во втором воздухонагревателе, кДж/ч:

Количество воды, кг/ч, испарившейся при адиабатическом увлажнении воздуха в ОКФ:

Расход холода в оросительной камере (ОКФ), кДж/ч:         

Количество сконденсированных паров воды из воздуха в ОКФ, кг/ч:

Для определения термодинамических параметров в формулах (4) - (8) выполнены построения процессов обработки воздуха в h-d диаграмме влажного воздуха.

а)                                                                                 б)

Рисунок 1 –Процессы подготовки воздуха на h-d диаграмме в теплый период: НО- процесс осушки и охлаждения  воздуха в ОКФ, ОП`-нагрев воздуха во втором воздухонагревателе, П`П- нагрев воздуха в воздуховодах и вентиляторе, ПВУ- процесс изменения состояния воздуха в помещении

а) прямоточная схема; б)схема с использованием рециркуляции

а)                                                                   б)

Рисунок 2. Процессы подготовки воздуха на h-d ди грамме в холодный период: КУ- процесс смешивания наружного и рециркуляционного воздуха, НК-нагрев воздуха в воздухонагревателе первой ступени, СО- обработка воздуха в оросительной камере, ОП- нагрев воздуха в к воздухонагревателе второй ступени, ПВУ- процесс изменения состояния воздуха в помещении

а) центральная пря момоточная рециркуляции схема; б) схема с использованием рециркуляции

Результаты расчетов представлены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты расчетов потреблений

Для прямоточной схемы энергопотребление принимается равным 100 %.

Исходя из полученных данных, можно отметить, что использование схем с рециркуляцией является эффективным, так как процент экономии энергии в теплый период составил 15,85%, а в холодный период года 26,69%.

Таким образом, для рассматриваемого помещения спортивного зала можно рекомендовать к проектированию системы кондиционирования с рециркуляцией, что позволит обеспечить значительную экономию энергии при обработке воздуха при незначительном увеличении первоначальных затрат на монтаж системы.

Список литературы:

1. Белова Е.М. Центральные системы кондиционирования воздуха в здании Библиотека климатехника. -М.: 2006. -640с
2. Шиляев, М.И. Типовые примеры расчета систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: учебное пособие / М.И. Шиляев, Е.М. Хромова, Ю.Н. Дорошенко. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2012. – 288 с
3. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях: учебник для вузов/О.Л. Данилов, А.Б. Гаряев, И.В. Яковлев и др.; под ред. А.В. Клименко. — М. Издательский дом МЭИ, 2010 — 424с.