10795

Таблица 1– Элементы несущего остова здания детского сада «Градиент» и

принятые ограждающие конструкции

Общая толщина внешней стеновой конструкции, с учётом теплотехнического расчёта для принятого региона строительства (г. Москва), составит 315 мм.

Теплотехнический расчёт был проведён по СП 50.13330.2010. [2], СП

131.13330.2020 [3], СанПиН 1.2.3685-21 [4], на основании которого принято следующее решение стеновой конструкции, представленное на рисунке 3.

110

Отопление: Система отопления детского сада двухтрубная c тупиковым движением теплоносителя с нижней разводкой.

Вентиляция: Система механическая и естественная.

Электросиловое оборудование и электроосвещение: Вводно-распределительные устройства устанавливаются в помещении электрощитовой на 1 этаже.

Устройство связи и сигнализации: Здание детского сада оснащается следующими системами: телефонизация, проводное радиовещание, телевидение, система видеонаблюдения, система контроля и управления доступом (домофон), система тревожной сигнализации.

Краткая характеристика проектируемого здания детского сада «Градиент» На первом этаже имеются 4 комнаты для ясельных групп (3-4 года) и 3 комнаты для

групп среднего возраста (4-5 года), комната персонала с душевой и санузлом, кухня с разделочной и моечной, медицинский блок с процедурной и двумя палатами, щитовой

(рисунок 4).

Рисунок 4 План первого этажа на отметке 0.000

На втором этаже расположены 2 комнаты для групп среднего возраста (4-5 года), 3

комнаты для групп старшего возраста (5-6 года), 2 комнаты для подготовительных групп

(6-7 года), музыкальный и спортивный залы (рисунок 5).

112

УКД 378.1

ПОЛУЧЕНИЕ СВЕРХЧИСТОГО ВОДОРОДА С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОЛИЗА

Ларин А.А.1, Репин А.Р.1, Гуреев О.С.1

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: larin.larin-34@yandex.ru

В данной работе мы рассматриваем получение сверхчистого водорода путем электролиза дистиллированной воды. Показываем плюсы данного способа и его потенциал.

Ключевые слова: водород, электролиз, дистиллированная вода, индустриализация 4.0.

PRODUCTION OF ULTRAPURE HYDROGEN BY ELECTROLYSIS

Larin A.A.1, Repin A.R.1, Gureev O.S.1

1Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering, Nizhny Novgorod, e-mail: larin.larin34@yandex.ru

In this paper, we consider the production of ultrapure hydrogen by electrolysis of distilled water. We show the advantages of this method and its potential.

Keywords: hydrogen, electrolysis, distilled water, industrialization 4.0.

На сегодняшний день водород является очень важных химическим элементом промышленности. Его используют как неотъемлемый элемент для азотных удобрений,

производства пластмасс и синтетических волокон. [1] Но в последнее время водород приобрел еще большую ценность, так как ученые смогли увидеть в нем огромный энергетический потенциал. В скорейшем времени водородное топливо сможет заменить дизельное и бензиновое, так как сырья для водородного топлива в природе больше, добыча легче, а эффективность от водородного топлива выше. [2]

Для топлива и некоторых промышленных целей должен использоваться сверхчистый водород. Один из способов его получить это метод электролиза. Для осуществления данного способа требуется только дистиллированная вода, которая помещается в электролитическую ячейку. После чего подается постоянный ток, что вызывает химическую реакцию с делением на 2H2 и О2. [3]

2H2O 2H2 O2

Данный метод является очень эффективным, экологичным и экономичным. Уровень чистоты получившегося водорода достигает 99,9%, а самое главное, нет вредных выбросов,

так как используются только 2 компонента: вода и ток, а это может быть еще и очень дешево. [4] На данный момент это один из самых перспективных методов получения сверхчистого водорода.

Данный способ постоянно модернизируется и буквально одним из первых входит в сферу индустриализации 4.0, так как большую часть превращения воды в водород уже отслеживаются с помощью компьютерных технологий. Машины автоматически поддерживают необходимую силу тока в 1500 А и напряжение 80 В. Человек же во всем этом процессе практически не участвует, так как выполняет лишь контроль над

114

бесперебойной работой системы, которая автоматически сигнализирует о случившейся

проблеме. [5]

Список литературы

1.Koc R., Kazantzis N. K., Ma Y. H. // Int. J. Hydrogen Energy. 2011. Vol. 36. P. 4934.

2.Кулешов Н.В., Коровин Н.В., Терентьев А.А., Рыжиков А.В. Отечественные электролизеры – необходимая составляющая водородной энергетики России //Труды Международного симпозиума по водородной энергетике. Москва,1-2 ноября 2005 г. - М.: Издательство МЭИ, 2005. – С. 156-162.

3.Получение водорода // Интех ГмбХ URL: https://intechgmbh.ru/h2_production/#water%20electrolysis_extra_pure (дата обращения: 11.04.22).

4.Маракушев А.А., Маракушев С.А. // Альтернативная энергетика и экология.2008

5.С. А. Григорьев,В. И. Порембский,В. Н. Фатеев,Р. О. Самсонов,С. И. Козлов Получение водорода электролизом воды: современное состояние, проблемы и перспек // Транспорт на альтернативном топливе. - 2008. - №3. - С. 62-69.

УКД 378.1

ПОЛУЧЕНИЕ СВЕРХЧИСТОГО ВОДОРОДА С ПОМОЩЬЮ ПАЛЛАДИЕВОЙ МЕМБРАНЫ

Ларин А.А.1, Репин А.Р.1, Гуреев О.С.1

1Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: larin.larin-34@yandex.ru

В данной статье мы рассмотрим получение сверхчистого водорода с помощью палладиевой мембраны, а также предложим сверхинтеллектуальный датчик, действующий по принципу камеры Вильсона, который отлично бы вписался в сферу индустриализации 4.0.

Ключевые слова: датчик, мембрана, водород, палладий.

PRODUCTION OF ILTRAPURE HYDROGEN USING A PALLADIUM MEMBRANE

Larin A.A.1, Repin A.R.1, Gureev O.S.1

Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering, Nizhny Novgorod, e-mail: larin.larin34@yandex.ru

In this article, we will consider the production of ultrapure hydrogen using a palladium membrane, and also propose a superintelligent sensor operating on the Wilson camera principle, which would ideally fit into the sphere of industrialization 4.0.

Keywords: sensor, membrane, hydrogen, palladium.

На сегодняшний день водород является очень важных химическим элементом промышленности. Его используют как неотъемлемый элемент для азотных удобрений, производства пластмасс и синтетических волокон. Но в последнее время водород приобрел еще большую ценность, так как ученые смогли увидеть в нем огромный энергетический потенциал. В скорейшем времени водородное топливо сможет заменить дизельное и бензиновое, так как сырья для водородного топлива в природе больше, добыча легче, а эффективность от водородного топлива выше.

Для топлива и некоторых промышленных целей должен использоваться сверхчистый водород (чистота водорода должна составлять не менее 99%). Одним из способов получения такого водорода является очистка газовой смеси прогоном через

115

палладиевую мембрану [1, с. 911]. Палладиевая мембрана не состоит целиком из палладия,

а лишь содержит часть палладия в себе, так как этот материал очень хрупкий и сложно производимый. Срок годности такой мембраны в среднем составляет 5 лет. Срок ее службы зависит от множества факторов: объёма газа, проходящего через мембрану; состав газа;

способ изготовления и толщина самой мембраны [2, с. 133].

Рисунок 1 – Палладиевая мембрана.

Для анализирования состояния мембраны, а также состава сверхчистого водорода предлагается использовать интеллектуальные датчики, действующие по принципу камеры Вильсона [3]. Данный датчик сможет определять сколько частиц за промежуток времени проходит через газопровод на выходе из мембраны в режиме настоящего времени, в

отличие от анализаторов, которые используются порционно, а также исследовать получившийся водород на наличие примесей, так датчик сможет определять состояние мембраны и состав смеси. [4]

Рисунок 2 – Камера Вильсона.

Данное новшество позволит экономить средства на постоянных анализах водородного топлива, так как не придется исследовать отдельные партии водородного топлива с помощью анализатора. Своевременно предупреждать персонал о возникших

116

проблемах и предотвращать аварии, что также положительно скажется с экономической точки зрения и уменьшить количество людей в процессе очистки водорода, что понизит человеческий фактор при чрезвычайных ситуациях [5].

Список литературы

1.Мембраны палладиевые. Date Views 11.04.2022

2.Гришин В. М., Глухих И. Н., Никитин В. А., Соколов Б. А., Старостин А. Н., Чернов С.

В., Щербаков А. Н., Фофанов Г. А., Григорович Д. Н. // Альтернативная энергетика и

экология. 2008.

3.Маракушев А. А., Маракушев С. А. // Альтернативная энергетика и экология. 2008.

4.Мордокович В. З. // Химия и жизнь. 2006. № 5.

5.Лукьянов Б. Н., Лысиков А. И., Окунев А. Г. // Химия уст. разв. 2010.

УКД 378.1

ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

Ларин А.А.1, Репин А.Р.1, Гуреев О.С.1

1Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: larin.larin-34@yandex.ru

В этой статье мы расскажем о преимуществах использования тепловых насосов на малых предприятиях, а также для частных домов и прочих небольших сооружений. Укажем за счёт чего можно будет достигнуть экономической и экологической выгоды по сравнению с централизованным теплоснабжением.

Ключевые слова: тепловые насосы, теплоноситель, экономическая выгода, теплоснабжение.

HEAT PUMPS

Larin A.A.1, Repin A.R.1, Gureev O.S.1

1Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering, Nizhny Novgorod, e-mail: Larin.larin34@yandex.ru

In this article, we will talk about the benefits if using heat pumps in small business, as well as for private houses and other small buildings. We will indicate how it will be possible to achieve economic and environmental benefits compared to district heating.

Keywords: heat pumps, heat carrier, economic benefit, heat supply.

В ЖКУ (жилищно-коммунальных услугах) огромным спросом пользуются теплонасосные установки (ТНУ), их используют для горячего теплоснабжения. Условно их можно разделить на два направления: первое независимое (автономное) теплоснабжение от тепловых насосов; второе для централизованного теплоснабжения. В первом случае (для частных домов, коттеджей, школ, больниц и т.д.) используются тепловые насосные установки мощностью от 10 до 30 кВт, а во втором случае ТНУ мощность до 5 МВт. [1] Как сырье для теплоты с низким потенциалом задействуют грунтовые воды. Из-за особенности децентрализованного теплоснабжения можно использовать СО (систему отопления)

теплоносителям низкой температуры (примерно до 60 ºС), которые дают высокий показатель коэффициента преобразования от 3,5 до 5. [2]

117

Применение децентрализованной системы теплоснабжения позволяет решить некоторые проблемы, такие как: экономические, экологические и др. Единственный кто может с ними посоперничать - это мини-котельная.

Отличительной чертой российского теплоснабжения является её централизованность. Данный способ используется относительно долгое время и имеет преимущество в рациональном использовании топлива. Хоть данный метод и обладает рядом минусов (потеря теплоты (низкопотенциальной) в период не отопительного сезона,

пережог топлива в частных случаях, затраты теплоты на нагрев сетевой воды и дефицит последней). [3]

Использование тепловых насосов в централизованном теплоснабжении может улучшить экономические данные, так как можно будет избавиться примерно на половину от всех потерь низкопотенциального тепла и в большей мере чем у централизованного теплоснабжения отказаться от органического топлива – это будет возможно в том случае,

если будут задействованы низкопотенциальные тепловые выбросы. [4] В промышленности тепловые насосы находят себя для выведения теплоты в водообороте, вентиляции,

сбросных водах, а также для подогрева подпиточных вод.

Главной перспективой для промышленных предприятий являются ТНУ,

использующие вентвыбросы. Во многих промышленных предприятиях используется воздушное отопление. Установки по утилизации теплоты позволяют нагреть поступающий в цех воздух до +8 оС, а температуру сетевой воды для ТНУ поддерживает до 70 оС. В таком режиме ТНУ используется с высоким коэффициентом преобразования.

118

Тепловые насосы могут работать в связке с холодильными установками что очень полезно пищевой промышленности. Это более экономично и экологично.

На данный момент идет пересмотр экономической составляющей для ТНУ, так как мелким (небольшим) предприятиям дешевле пользоваться таким методом, чем просто платить за электроэнергию. [5]

Список литературы

1. Тепловые насосы в современной промышленности и коммунальной инфраструктуре.

Информационно – методическое издание. — М.: Издательство «Перо», 2016. — 204 с

2. Тепловые насосы : производственно-практическое издание / Д. Рей, Д. Макмайкл ; Пер.

с англ. Е. И. Янтовского. - М. : Энергоиздат, 1982. - 220 с.

3.Гомелаури В. И., Везиришвили О. Ш. Опыт разработки и применения теплонасосных установок.- Теплоэнергетика, - 4, 1978, с. 22 - 25.

4.Перспективы внедрения «ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ» в различных секторах экономики //

ООО "ИЭТ-Геотерм" URL: http://teplovoy-nasos.com/Информация/Перспективы-

внедрения-тепловых-насосов-в-различных-секторах-экономики.html (дата обращения:

17.04.22).

5. Каплан А. М. Тепловые насосы, их технико-экономические возможности и области применения. Работы ЦКТИ. Кн. 4, вып. 1.- М.- Л.: Машгнз, 1947, с. 3 - 30. В. Ложкин А. Н.

Трансформаторы тепла.- М.-Л.: Машгнз, 1948.- 200 с.

119