ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМАХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ

ENERGY SAVING IN ENGINEERING SYSTEMS OF EDUCATIONAL INSTITUTIONS

Igor Semenov

undergraduate, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

Maxim Rachkov

university lecturer, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

Вентиляция школ является энергетически затратной инженерной системой. Любая экономия энергии в системе вентиляции позволит сократить суммарные расходы на содержание здания.

ABSTRACT

School ventilation is an energy-consuming engineering system. Any energy savings in the ventilation system will reduce the overall cost of maintaining the building.

Ключевые слова: энергосбережение, вентиляция, школа, утилизация теплоты, микроклимат, тепловая энергия, эффективность.

Keywords: energy saving, ventilation, school, heat recovery, microclimate, thermal energy, efficiency.

Под энергосбережением понимается комплекс мер [2, с. 4], направленных на рациональное, максимально эффективное расходование топливно-энергетических ресурсов. Целью энергосберегающих мероприятий в образовательном учреждении является увеличение экономических показателей, повышение эффективности расходования энергии, экономия денежных средств, при одновременном улучшении условий внутренней среды.

Обследования школ старой постройки [2, с. 3] выявило, что причиной нарушения микроклимата повсеместно является неудовлетворительно функционирующая система вентиляции. В некоторых школах вентиляция классов попросту была отключена по разным причинам, чаще всего из-за выхода из строя (ремонтировать сложно и дорого, отключили и все).

Окна в школах постепенно заменяются на герметичные пластиковые. Это позволяет несколько улучшить тепловой режим в помещениях. Однако, свежий воздух через такие окна практически не проникает. А, значит, углекислый газ и влага, выделяемые в процессе дыхания школьников и учителей, не удаляются из помещения. В классе под конец урока становится душно.

Проблема ухудшения воздуха временно решается проветриванием на переменах. Но в период пандемии изменились правила поведения школьников. Если раньше на перемене они передвигались по школе, не сидели в классах, то теперь им практически запрещено выходить из помещений классной комнаты. Запрет введен для минимизации контакта учеников разных классов между собой, чтобы снизить вероятность распространения инфекций.

В таком режиме работы проветривание приводит к переохлаждению учеников, как следствие, к простудным заболеваниям. Решение проблем организации требуемого микроклимата в помещениях школы должно производиться одновременно с решением задач энергосбережения.

Для реализации программ энергосбережения [1, с. 28] нужно проводить мероприятия, направленные на рационализацию использования энергии при одновременном улучшении параметром среды в помещениях (или, как минимум, их не ухудшение).

Закончился период острой нехватки детских садов. Детей дошкольного возраста было очень много в предыдущие 10-15 лет. Государственная программа по обеспечению максимального количества мест в детских садах реализована и справилась с поставленной задачей. Дети подрастают, и сейчас наблюдается рост притока школьников. Если в конце прошлого века небольшая школа набирали по три класса в параллель, то сейчас это уже пять и шесть классов.

Старые школы уже не способны вместить такое количество учащихся, они требуют реконструкции. При модернизации существующих зданий нужно учитывать изменяющиеся технические требования (возросли требования к энергоэффективности, требования к параметрам микроклимата, к оснащению, к безопасности и т.д.).

В процессе проектирования новых зданий и реконструкции существующих, [5, с. 44] большое внимание нужно уделять вопросам энергетической эффективности.

В России кое-где началось внедрение энергосберегающих мероприятий в общественных зданиях. Но чаще всего это касается частных структур, где владельцем является не государство. Реализация любых энергосберегающих модернизаций стоит денег, а окупается весьма небыстро. Выделение средств из бюджета на такие мероприятия сопряжено с большими трудностями, директора школ зачастую не получают средств на необходимые ремонты, что уж говорить о перспективных вложениях.

При строительстве новых зданий образовательной направленности, еще есть возможность реализации эффективных решений. Однако, как правило, финансирование также строго ограничено, и особо не разбежаться.

Для возврата тепловой энергии, уносимой с вытяжным воздухом, можно реализовывать утилизатор, в котором будет нагреваться приточный воздух. При установке автоматизированной системы подачи свежего воздуха по сигналу датчиков концентрации углекислого газа (система вентиляции отдельно от отопления), система вентиляции будет включаться только тогда, когда это действительно необходимо.

Систему воздуховодов можно выполнить с разделением подачи воздуха в образовательные кабинеты с разделением на несколько изолированных зон. Когда школьники заканчивают занятия в одной из зон, система вентиляция локально отключается в этой зоне. Особенность капитальных вложений в повышение энергетической эффективности зданий [4, с. 26] заключается в их перспективной бесприбыльности. То есть экономическая целесообразность инвестиций определяется не ростом прибыли или дохода, а в уменьшении эксплуатационных затрат после реализации. при нынешних ценах на энергоресурсы разница может быть весьма значительная.

Если при модернизационных мероприятиях улучшается микроклимат в помещениях здания, то это приводит к повышению качества оказываемых образовательных услуг, что является дополнительным стимулом для руководителей организаций для повсеместного внедрения энергосберегающих и энергоэффективных технологических решений в системах отопления и вентиляции.

Тепловой насос позволяет использовать энергию окружающей среды, даже если она имеет невысокую температуру.

Тепловые насосы выгодно использовать там, где имеется большое количество теплоносителя с повышенной относительно окружающей среды температурой. В вытяжном воздухе вентиляционной системы школьных санузлов содержится определенное количество теплоты, которую можно и нужно использовать для нагрева вентиляционного воздуха, в системе отопления помещений или обеспечения ГВС [3, с. 43].

В школах имеется большое количество санузлов, вытяжку из которых нельзя объединять и с какими другими системами. Можно использовать теплоту вытяжного воздуха санузлов на нагрев приточного воздуха учебных классов. Такая система возможна, поскольку прямого контакта в этом случае не будет, теплота будет передаваться с использованием промежуточного теплоносителя.

Повышение энергетической эффективности систем вентиляции школы позволит экономить энергию на нагрев вентиляционного воздуха и, как следствие, снизить затраты на инженерные системы.

Список литературы:

1. Алексеев М.В. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности образовательных учреждений // The Scientific Heritage. 2021. №71-2.
2. Бодруг Н. С. Энергосбережение в школах // Проблемы региональной энергетики. 2012. №1.
3. Ковалёв О.А. Окупаемость промышленных тепловых насосов // Журнал "СОК" №3, 2016. с. 31-35
4. Самарин О.Д. Выбор оптимального сочетания энергосберегающих мероприятий при реконструкции зданий образовательных учреждений // Жилищное строительство. 2015. №2.
5. Смолина С.И., Киселева О.В. Мировой опыт формирования школьных зданий на основе энергосберегающих технологий // Творчество и современность. 2018. №2 (6).