11046

1. Наличие встроенной автоматики Системы вентиляции со встроенной автоматикой более

функциональны, удобны в управлении и надежны.

Встроенную автоматику имеют только вентиляционные установки фирм Systemair и Swegon. Системы приточно-вытяжной вентиляции Korf и Remak не комплектуются автоматикой, и, как следствие, для обеспечения автоматического управления требуют установки внешних щитов управления. К плюсам в пользу систем приточно-вытяжной вентиляции Korf и Remak можно отнести их сравнительно невысокую стоимость.

2. Возможность монтажа вне здания Данная эксплуатационная характеристика весьма актуальна для

случаев, когда архитектурно-планировочные решения здания не позволяют разместить оборудование внутри здания из-за ограниченного объема помещений либо их отсутствия либо по иным причинам.

Установки Korf и Remak малопригодны для монтажа вне здания или в неотапливаемых помещениях. Для монтажа вне здания более подходит оборудование Systemair и Swegon. Причем монтаж системы приточно- вытяжной вентиляции Systemair будет возможен в том случае, если обеспечить защиту оборудования от атмосферных осадков. Как следствие, стоимость устройства такого специального помещения увеличивает стоимость всей вентиляционной системы.

Совместимость с системой диспетчеризации Диспетчеризация систем вентиляции позволяет осуществлять

удаленный контроль и управление работой оборудования с целью обеспечения расчетных режимов работы и предотвращения возникновения аварийных ситуаций.

Подобный вариант комплектации установок предлагается производителем приточно-вытяжных систем компании Swegon. Вентиляционные агрегаты фирм Korf, Remak и Systemair не имеют модулей сопряжения с системами управления климатом в здании и т.п.

Возвращение влаги в помещение в зимнее время

150

В холодный период года, как правило, наблюдается снижение относительной влажности воздуха в обслуживаемых помещениях, что отрицательно сказывается на состоянии микроклимата. Отчасти решение подобной проблемы возможно при использовании приточно-вытяжных установок. Так, частично потерю влаги в помещениях в зимнее время способны компенсировать системы приточно-вытяжной вентиляции фирмы Swegon благодаря конструкции роторного рекуператора.

Конструкция рекуператоров вентиляционных установок Korf, Remak и Systemair не позволяет возвращать влагу из отработанного воздуха. Т.е. для обеспечения требуемой относительной влажности в помещении при использовании вентиляции Korf, Remak и Systemair требуется установка увлажнителя воздуха. Очевидно, что в подобных установках неизбежны дополнительные затраты на работу увлажнителя воздуха.

Ниже приведены результаты сравнения эксплуатационных показателей вентиляционного оборудования на примере обслуживания здания со следующими основными характеристиками:

обслуживаемая площадь: 300 м²; высота потолков: 3 м;

количество людей в помещениях: 5 человек; расчетная температура наружного воздуха: −28,5°С; расчетная температура внешнего воздуха: +22°С; относительная влажность внутреннего воздуха: 74 %; расчетная кратность воздухообмена: 2; производительность: 1800 м³/ч.

Примечание: *- без учета пространства, необходимого для доступа к вентиляционному оборудованию с целью сервисных и ремонтных работ.

1. К.п.д. теплоутилизации Анализ современных устройств для утилизации теплоты удаляемого

воздуха позволяет сделать вывод о том, что рекуператоры компаний Systemair и Swegon имеют более высокие показатели эффективности (к.п.д. теплоутилизации до 85 %). В установках Korf и Remak подобный показатель не превышает 60 %. Специалистами отмечается, что преимущества удается достичь за счет применения в установках Systemair

151

и Swegon более эффективной конструкции роторного теплоутилизатора, тогда как, приточно-вытяжные системы Korf и Remak оборудованы пластинчатыми рекуператорами (при прочих равных критериях сравнения). В случае комплектации установок Korf и Remak роторным рекуператором, их эффективность ниже, чем, например, у приточно- вытяжной вентиляции Swegon. В этом случае теряется и ценовая привлекательность в среднем более дешевого оборудования Korf и Remak ввиду высокой стоимости варианта с регенератором.

2. Тепловая мощность калорифера При рассмотрении приведенных в таблице показателей становится

очевидным, что наибольшую нагрузку имеют калориферы приточно- вытяжных систем Korf и Remak. Как было отмечено выше, подобной энергоэффективности в установках – “конкурентах” удается достичь за счет применения рациональных способов утилизации теплоты уходящего воздуха.

3. Потребляемая электрическая мощность В этой части сравнения заметно отличается показатель лишь для

установки Systemair. По нашему мнению, это связано с более полной комплектацией, например, устройствами автоматического управления режимами работы системы вентиляции.

4. Необходимая площадь вентиляционной камеры

Требуемая площадь для размещения установок Systemair и Swegon в 3–4 раза меньше, чем площадь под приточно-вытяжную вентиляцию Korf и Remak. Необходимо также отметить, что оценивалась площадь вентиляционной камеры без учета пространства, необходимого для доступа к оборудованию с целью проведения сервисных и ремонтных работ. Т.е. на самом деле площадь вентиляционных камер должна быть еще больше.

Однозначный вывод о преимуществе одних установок перед другими возможен лишь на базе единого комплексного показателя эффективности работы систем вентиляции, выявление которого не являлось целью настоящего исследования.

Достаточно обобщенный анализ эксплуатационных характеристик современных вентиляционных установок, весьма распространенных в проектных решениях зданий различного назначения, позволяет сделать вывод о том, что в стоимостном выражении более предпочтительным является оборудование торговых марок Korf и Remak. С точки зрения энергоэффективности, экологической безопасности (снижение тепловых выбросов, снижение объемов сжигаемого органического топлива для нужд теплоснабжения воздухонагревателей т.д.) более перспективными можно считать системы на базе приточно-вытяжного оборудования Systemair и

Swegon.

152

Литература

1.Каталог продукции Корф [Электронный ресурс] – Режим доступа https://korf.nt-rt.ru/

2.Каталог продукции Swegon [Электронный ресурс] – Режим доступа http://www.swegon.ru/

3.Каталог продукции Systemair [Электронный ресурс] – Режим

доступа https://systemair-rus.ru/

4. Каталог продукции Systemair [Электронный ресурс] – Режим доступа http://remakvent.ru/

И.Г. Пищаскин, Е.А. Лебедева

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

КОГЕНЕРАЦИЯ В ВОДОГРЕЙНОЙ КОТЕЛЬНОЙ С КОТЛАМИ

WIЕSSMANN

Впроцессе реконструкции жилых кварталов возникает необходимость дополнительного электроснабжения и теплоснабжения объектов строительства. Стоимость подключения реконструируемых объектов к инженерным сетям города в большинстве случаев соразмерна с объемом инвестиций в собственный когенерационный источник, обеспечивающий надежность электроснабжения и дополнительную прибыль при эксплуатации жилого комплекса.

Втеплоэнергетике когенерация играет ведущую роль. Задача любой котельной – бесперебойная подача теплоты потребителю, но не всегда это возможно. В случае аварии на линии централизованного электроснабжения, котельная перестаёт функционировать, следовательно, теплоснабжение объектов становится невозможным. Автономное электроснабжение котельной решит задачу стабильного снабжения потребителей теплотой и может надежно обеспечить электроэнергией такие объекты, как больница, детский сад и др. Котельная при этом превращается в мини-ТЭЦ.

Рассмотрим возможность внедрения когенерационной технологии в водогрейную котельную.

Котельная предназначена для обеспечения теплотой систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения района города.

Система теплоснабжения - закрытая двухтрубная одноконтурная. Расчетные параметры теплоносителя: температура воды в подающей подающей магистрали -140°С, в обратной - 65°С.

153

В котельной установлено 4 водогрейных котельных агрегата VIESSMANN 200-HW, работающих на газовом топливе - природном газе. Установленная тепловая мощность отопительной котельной - 66 МВТ.

Необходимость внедрения когенерационной технологии обусловлена отсутствием бесперебойного электроснабжения водогрейной котельной. К тому же перспективное увеличение мощности котельной невозможно, из- за дополнительной нагрузки на сеть централизованного электроснабжения.

С целью выбора типа когенерационной установки выполнен анализ существующих когенерационных систем. Установлено, что оптимальным вариантом применительно к водогрейным котельным являются газопоршневые установки (ГПУ), в которых приводом электрического генератора является поршневой двигатель внутреннего сгорания, использующий в качестве источника первичной энергии газообразное топливо.

Выбор ГПУ обусловлен следующими особенностями газо- поршневых когенерационных установок:

-необходимое давление газа от 1 до 3 бар;

-рабочий диапазон единичного генератора от 50 до 100% номинальной мощности;

-теплота снимается с системы утилизации в виде горячей воды до 100 градусов;

-время принятия нагрузки 2-3 минуты;

-наивысший электрический КПД около 40%.

Для определения мощности поршневого двигателя выполнен расчет потребности котельной и внешних потребителей в электроэнергии. В котельной установлено следующее электропотребляющее оборудование:

освещения требуется 0,5 кВт., а внешняя нагрузка составляет 200 кВт. Таким образом, суммарная потребность в электроэнергии:

∑Э = 40*4+21,7*2+5,5*2+18,5*2+0,5+200 = 451,9 кВт

Проект внедрения когенерации заключается в установке двух когенерационных установок на базе поршневого двигателя CATERPILLAR G3412 электрической мощностью 280 кВт. Технические характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики поршневого двигателя

154

Фрагмент водогрейной котельной после реконструкции представлен на рис.1.

Рис.1. Фрагмент водогрейной котельной после реконструкции: 1-водогрейный котел WIESSMANN; 2 – газопоршневая установка; 3 - дымовая труба

В результате установки газопоршневых двигателей котельная становится электронезависимой.

Особо следует отметить, что кроме электрической энергии газопоршневая установка является источником тепловой энергии, которая получается путем использования теплоты уходящих газов (температура выхлопных газов на выходе из двигателя составляет ~ 390 ± 10° С) и системы охлаждения двигателя. Суммарная теплота, которую можно получить от двух ГПУ (1380 квт), используется на первичный подогрев сетевой воды.

Кроме того, продажа электроэнергии внешним потребителям позволит окупить внедрение когенерационных технологий за более короткий срок эксплуатации. Выполненный технико-экономический

155

расчет показал, что срок окупаемости предложенной модернизации водогрейной котельной не превышает 2 лет.

Таким образом, внедрение когенерации в теплоэнергетике является выгодной перспективой развития отрасли. Помимо получения существенного экономического эффекта, достигается повышение надёжности системы теплоснабжения потребителей.

М.С. Морозов, Т.И. Астахина, К.А. Иванова, А.И. Ожиганов

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКИ ОБОСНОВАННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ НАРУЖНЫХ СТЕН МНОГОКВАРТИРНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА

В течение продолжительного периода времени капитальный ремонт строительных ограждающих конструкций, заключающийся не только в полном или частичном ремонте несущих элементов, но и в модернизации тепловой оболочки многоквартирных жилых домов, выполняется по методической нормативной базе на проектирование новых жилых зданий [2]. Выбор типа, марки тепловой изоляции, конструктивных особенностей расположения относительно несущего слоя, компоновки и зональности расположения при проведении капитального ремонта в каждом конкретном случае ложится на подрядчика и проектировщика. Однако этот подход является экономически и технически необоснованным.

Основной целью инженера-проектировщика при выполнении капитального ремонта пассивных систем обеспечения параметров микроклимата (тепловой защиты) многоквартирных жилых домов является решение двух основных задач.

1.Определение экономически обоснованной величины сопротивления теплопередаче дополнительного утепляющего слоя существующих наружных конструкций и соответственно его толщины.

2.Выбор типа (марки) утепляющего слоя наружной ограждающей конструкции.

Первую поставленную задачу по определению Rэк можно решить при помощи уравнения [3]

156

где nут – коэффициент, учитывающий отношение термического

сопротивления утеплителя к сопротивлению теплопередаче;

tв , tот – температура внутреннего воздуха в помещении и средняя

температура отопительного периода, оС;

m – коэффициент, учитывающий дополнительные потери теплоты на инфильтрацию наружного воздуха;

Zот – продолжительность отопительного периода, ч/год; Ст – стоимость тепловой энергии, руб/ккал;

lт – коэффициент, учитывающий изменение стоимости тепловой энергии на перспективу;

E– норматив для приведения разновременных затрат, 1/год;

λут – принятый расчетный коэффициент теплопроводности

теплоизоляционного слоя ограждающей конструкции, ккал/(м ∙ ч ∙ оС); Сут – стоимость теплоизоляционного слоя ограждающей

конструкции, руб/м3.

Величина Rэк зависит от региона строительства, стоимости теплоизоляционного слоя и тепловой энергии и не является постоянной величиной при одинаковом значении величины ГСОП для разных населенных пунктов, то есть определяется отдельного для каждого рассматриваемого случая.

Вторая задача по выбору материала теплоизоляционного слоя решается при анализе совокупных дисконтируемых затрат (СДЗ) различных конструктивных решений наружных ограждений в зависимости от наименьшего срока окупаемости.

Величина СДЗ определяется по формуле [1]

где ∑Кi – общие капитальные затраты на дополнительное утепление конструкций при i-ом варианте теплоизоляционного материала, руб;

р – норма дисконта, равная ставке рефинансирования ЦБ РФ, %; Т – расчетный срок, лет;

Эi – суммарные годовые эксплуатационные издержки при i-ом варианте утепления, руб/год.

Максимальный дисконтированный расчетный срок Tmax принимается по согласованию с заказчиком, но не более 10 лет.

Пример выбора материала, толщины тепловой изоляции наружных стен пятиэтажного панельного жилого дома по серии 84-061.1.88 при проведении в нем капитального ремонта для города Нижнего Новгорода приведены для двух вариантов на рисунках 1 и 2. Первый вариант – использование в качестве теплоизоляционного материала минеральной ваты с ρ = 100 кг/м3; второй вариант – утепление наружных стен

157

экструдированным пенополистиролом (ЭПП). Значение сопротивления теплопередачи Rэк наружных стен в обоих вариантах принято одинаковым.

В результате расчетов двух различных вариантов утепления наружных стен панельного здания наименьший срок окупаемости Ток = 3,8 лет имеет ЭПП в качестве теплоизоляционного слоя.

Рис. 1. Расчет срока окупаемости утепления наружных стен при использовании в качестве теплоизоляционного материала ЭПП: 1 – при толщине теплоизоляционного слоя 50 мм, 2 – при толщине теплоизоляционного слоя 100 мм, 3 – при толщине теплоизоляционного слоя 120 мм, 4 – при отсутствии утепления (эталонное значение), 5 – при толщине теплоизоляционного слоя по величине Rэк

158

Рис. 2. Расчет срока окупаемости утепления наружных стен при использовании в качестве теплоизоляционного материала минеральной ваты: 1 – при толщине теплоизоляционного слоя 50 мм, 2 – при толщине теплоизоляционного слоя 100 мм, 3 – при толщине теплоизоляционного слоя 120 мм, 4 – при отсутствии утепления (эталонное значение), 5 – при толщине теплоизоляционного слоя по величине Rэк

Утепление наружных ограждающих конструкций при проведении капитального ремонта многоквартирных жилых домов это комплексная задача, решение которой сводится к определению экономически целесообразного сопротивления теплопередаче, а затем к выбору варианта материала тепловой изоляции. Действующие требования в области тепловой защиты зданий должны выделять капитальный ремонт многоквартирных жилых домов в отдельный класс по нормированию.

Литература

1.СП 345.1325800.2017 Здания жилые и общественные. Правила проектирования тепловой защиты. М.: НИИСФ РААСН, 2018. 51 с.

2.СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. М.: ФАУ «ФЦС», 2012. 96 с.

3.Руководство по определению экономически оптимального сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий различного назначения. М.: Стройиздат, 1981. 31 с.

159