«ОТЧЕТ ПО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ РАЗРАБОТКА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОЗДАНИЮ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЙ Контракт: № 02.516.11.6197 от 25.06.2009 г. с Федеральным агентством ...»
где m – число пользователей в здании.
Среднечасовой за рабочий период расход тепловой энергии на горячее водоснабжение Qhw, кВт, следует определять по формуле:
где Vhw – средний за сутки рабочего периода расход горячей воды, м3/сутки;
tc - температура холодной воды, принимаемая равной 5о С;
khl - коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения, принимаемый по таблице 5.1 МГСН 2.01-99;
Сwl – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/(кг оС) следует определять по формуле:
где коэффициент часовой неравномерности водопотребления, принимаемый по Удельный расчетный расход тепловой энергии на горячее водоснабжение qhw, Вт/м2, следует определять по формуле:
Годовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение с учетом выключения системы на ремонт, кВт-ч, следует определять по формуле:
где Zhl – продолжительность отопительного периода, сут.;
- коэффициент, учитывающий снижение уровня водоразбора в жилых зданиях в летний период;
Tcs – температура холодной воды в летний период, принимаемая равной 15о С при водозаборе из открытых источников.
Удельную энергоемкость системы горячего водоснабжения здания,, кВт-ч/м2, следует определять по формуле:
2 Математическая модель определения тепловых нагрузок холода в системах кондиционирования воздуха Практическое большинство административных зданий требует кондиционирования воздуха в холодный и переходный периоды года. Энерговооруженность рабочих мест в административных зданиях за последние 20 лет выросла в 2,0-2,5 раза за счет использования персональных компьютеров и большого количества оргтехники (ксероксы, принтеры, факсы, плоттеры и т.п.).
Количество теплоты, выделяемое от одного персонального компьютера, можно принять равным 150-250 Вт. Количество теплоты, поступающей от оргтехники, показано в табл. 2.21[103].
Таблица 2.1 - Расчетные теплопоступления от оргтехники Наименование оргтехники При учете теплоты от искусственного освещения принято считать, что вся электрическая энергия, затрачиваемая на освещение, переходит в тепло. Удельный тепловой поток, вносимый искусственным освещением, для офисных и административных помещений обычно находится в пределах 15-25 Вт на 1 м2 площади пола.
Теплопритоки следствие инсоляции через светопрозрачные конструкции зданий удобно рассчитывать по методике, приведенный в [3].
Для расчета нагрузки на систему охлаждения необходимо определить теплопотери здания.
Расчетные теплопотери определяются как интергальная сумма произведений площади отдельных наружных ограждений на их приведенный коэффициент теплопередачи с учетом расхода инфильтрующегося воздуха и расчетную разность температуры наружного и внутреннего воздуха:
Для расчета нагрузки на систему охлаждения необходимо определить теплопотери здания.
Расчетные теплопотери определяются как интегральная сумма произведений площади отдельных наружных ограждений на их приведенный коэффициент теплопередачи с учетом расхода инфильтрующегося воздуха и расчетную разность температуры наружного и внутреннего воздуха:
ki - коэффициент теплопередачи для i-го элемента наружного ограждения, Fi - площадь i-го элемента наружного ограждения, - плотность воздуха при средней температуре между наружной и внутренней, - расход инфильтрующегося воздуха через неплотности i-го элемента наружного огi раждения, - тепломкость воздуха при средней температуре между наружной и внутренней, - расчетная температура воздуха внутри помещения, - расчетная наружная температура воздуха.
Для первой части уравнения, учитывающей теплопередачу через наружные ограждения, удобно ввести приведенный для всего здания коэффициент теплопередачи. Он представляет из себя усредненный по всей поверхности знания коэффициент теплопередачи:
где - площадь всех наружных теплозащитных ограждающих конструкций здания Также для удобства введем суммарный расход инфильтрующегося воздуха:
Тогда уравнение для расчета теплопотерь (2.1) приобретет вид:
Для оценки величины полезной площади в здании относительно площади наружных ограждений удобно вводить коэффициент компактности здания:
где Fпол - суммарная полезная площадь во всем здании.
Этот показатель не требует громоздких расчетов, но может служить критерием при оценке энергетической эффективности здания. Чем выше коэффициент компактности, тем меньше потребует здание мощности для его отопления в холодный период, ниже будут инсоляционные теплопоступления в теплый период.
Алгоритм расчета нагрузки на систему вентиляции.
Расход холода на охлаждение приточного воздуха в общем случае определяется простым уравнением:
- теплота выбросного воздуха, возвращаемая приточному при наличии рекуператора в приточных установках.
Расход приточного воздуха в нерабочее время может уменьшаться до определенного предела, необходимого для удаления вредностей до начала следующего рабочего дня. Это уменьшит энергопотребление электродвигателями вентиляторов.
Характеристика климатических условий теплого и переходных периодов года.
В общественных зданиях из-за высоких внутренних тепловыделений зачастую возникает необходимость охлаждать внутренний воздух уже в переходный период. Иногда потребность в холоде перекрывает часть отопительного периода и может возникать даже при отрицательных температурах наружного воздуха. Использовать искусственный холод в переходный период года нецелесообразно.
Если потребность в охлаждении внутреннего воздуха возникает уже при отрицательных наружных температурах, то для охлаждения можно использовать свободный холод от сухих воздухоохладителей («драйкулеров») или закрытых градирен. Однако эти системы требуют некоторых энергозатрат на привод циркуляционных насосов и вентиляторов.
Для ассимиляции внутренних тепловыделений также выгодно подавать приточный воздух с температурой ниже, чем в помещении. Обычно температуру приточного воздуха не опускают ниже +18..+20 °С. Температуру же внутри помещения в таких условиях целесообразно держать как можно более высокой. Современная проектная практика предполагает возможность принятия во многих случаях значения расчетной внутренней температуры в широком диапазоне (+18..+24°С) в пределах допустимых и оптимальных параметров микроклимата.
Также в переходный период необходимо учитывать теплопотери за счет теплопередачи через наружные ограждающие конструкции и за счт инфильтрации наружного воздуха через неплотности в ограждающих конструкциях. Теплопотери компенсируют часть внутренних тепловыделений.
В переходный период необходимо как можно дольше использовать потенциал системы вентиляции для компенсации внутренних тепловыделений.
Запишем уравнение баланса в случае компенсации тепловыделений за счет вентиляции и теплопотерь:
Распишем компоненты в уравнении (2.7) Определим исходя из уравнения (2.8) максимальную температуру наружного воздуха, до которой можно обойтись без использования искусственного холода:
Таким образом, чем выше расчетная температура воздуха в помещении, чем ниже величина внутренних тепловыделений, чем ниже уровень теплозащиты ограждений здания, чем выше воздухообмен, тем продолжительность периода без потребности в искусственном холоде выше.
Более подробно остановимся на понятии условной наружной температуры воздуха. Эта величина введена для оценки влияния солнечной радиации на трансмиссионные теплопотери ограждений.
Падающий на ограждение поток солнечной радиации q0 частично отражается в окружающую среду, частично проникает внутрь здания, если ограждение светопрозрачно, а частично поглощается наружной поверхностью ограждения Коэффициент зависит в основном от структуры материала поверхности и его цвета. Значения коэффициента получены экспериментально и содержатся в справочной литературе.
Поглощенную солнечную радиацию можно рассматривать как поверхностный источник тепла, повышающий температуру поверхности:
го ограждения;
- коэффициент конвективного теплообмена на наружной поверхности.
Левая часть выражения (2.11) характеризует тепловые воздействия на ограждающие конструкции с наружной стороны, правая – тепловой поток теплопроводности через конструкцию ограждения.
Если ввести понятие эквивалентной по тепловому воздействию условной температуры наружного воздуха, то по существу структура традиционных выражений не изменится:
Метеоданные содержат среднесуточные значения падающей солнечной радиации в ясные дни для различно ориентированных поверхностей в разные периоды года.
Кроме того, ведется статистика ясных дней по периодам года для всех климатических регионов.
Для определения годовых нагрузок на систему холодоснабжения допустимо определить осредненные значения величины для периода работы системы кондиционирования.
где qi – среднесуточные значения падающей солнечной радиации, приходящейся на число ясных дней ni в период охлаждения;
ni - число дней с переменной облачностью;
nо – продолжительность периода охлаждения.
В выражении (2.15) принято допущение, что в дни с переменной облачностью величина средней падающей солнечной радиации равна половине от радиации в ясные дни.
Введение условной температуры наружного воздуха необходимо не только в теплый и переходный периоды года, но и в холодный, так как позволяет более адекватно учитывать нагрузку на систему отопления.
Базируясь на данных метеонаблюдений, построен график показателя Гс для теплого и переходного периодов года (рис. 2.5). График построен для температуры внутреннего воздуха +22о С. Для того, чтобы учесть поправку, расчет показателей Гс должен быть скорректирован:
Величина, осредненная за период охлаждения, в большинстве случаев находится в диапазоне 0,5-1о С, хотя в «солнечных регионах» страны может достигать 3-5о С. Так, в Москве по данным метеонаблюдений за 2008 г. на 150 суток периода охлаждения пришлось всего 12 ясных дней.
На рис. 2.1 приведен график среднесуточных тепловыделений и фактической потребности в холоде в течение суток. Так же, как и для отопительного периода, осреднены фактические теплопоступления в рамках периода рабочего времени.
(Вт/ м ) Рисунок 2.1 - Характер теплопоступлений в административных зданиях в теплый период года На рис. 2.2 представлен характер теплового режима помещения в теплый период года, когда температура наружного воздуха ниже расчетной температуры воздуха в помещении. Трансмиссионные теплопотери здания (зона 1) снижают нагрузку на систему холодоснабжения, которая получается из среднесуточного баланса внутренних теплопоступлений (зона 2) и теплопотерь.
Рисунок 2.2 - Тепловой режим помещений в теплый период годпри tвн> tн 2 – нагрузка на систему холодоснабжения;
Температура воздуха в помещении за счет системы кондиционирования воздуха поддерживается постоянной на заданном уровне в рабочее время.
Таблица 2.2 - Изменение годовой нагрузки на систему охлаждения в зависимости от периода работы системы кондиционирования воздуха на охлаждение (расчетная температура воздуха в помещении +22° С) воздуха, соответствующая началу работы системы охлаждения, оС По окончании рабочего времени поступление тепловыделений прекращается и температура воздуха в помещении снижается за счет теплопотерь помещения. В общем случае возможен вариант охлаждения помещения системой вентиляции в ночное время наружным воздухом без его тепловой обработки. С началом рабочего дня под воздействием внутренних тепловыделений температура внутреннего воздуха растет и при достижении заданного комфортного значения, например, +22о С, включается система охлаждения, автоматически поддерживающая эту температуру весь рабочий период.
В жаркие дни теплого периода года среднесуточная наружная температура наружного воздуха может превышать заданную комфортную температуру внутреннего воздуха и в этом случае имеют место трансмиссионные теплопоступления (рис. 2.3). В этом случае к внутренним тепловыделениям (зона 2) добавляются трансмиссионные теплопоступления (зона 1) и необходимо включение системы охлаждения (зона 3) не только в рабочее время, но и за некоторый период времени до его начала. Температура внутреннего воздуха по окончании рабочего периода и выключения системы охлаждения за счет трансмиссионных теплопоступлений повышается и для приведения ее в норму к началу рабочего времени необходим утренний период работы системы охлаждения в форсированном режиме (с использованием всего запаса мощности хладоцентра).
(Вт/ м ) Рисунок 2.3 - Тепловой режим помещений в теплый период года при tвн< tн В последнее время в практику кондиционирования воздуха входят системы аккумуляции холода в ночное время. Эти системы позволяют двое снизить пиковое электропотребление за счет зарядки аккумулятора в ночное время.
На рис. 2.4 приведен характер нагрузки по холоду и электроэнергии системы холодоснабжения с аккумулятором холода.
(Вт/ м ) qmax (кВт) N max Рисунок 2.4 - Режим аккумуляции холода А и расход электроэнергии В Рисунок 2.5 - Показатель Гс – градусо-суток по данным метеонаблюдений за 2008г. для г. Москвы Годовые расходы холода в системе кондиционирования воздуха в общем случае складываются из расхода на охлаждение приточного воздуха в системе вентиляции и расхода холода в вентиляторных доводчиках.
В общем случае процессы холодоснабжения в теплый и переходный периоды года реализуются с изменением теплосодержания воздуха и расчет ведется с использованием энтальпии:
L, L - соответственно расходы воздуха в системе вентиляции и рециркуляционный расход воздуха в вентиляторных доводчиках;
I - энтальпия внутреннего воздуха в помещении;
В ряде случаев возможны оценочные расчеты по явному теплу с использованием вместо энтальпии температуры воздуха, но в большинстве случаев процессы теплообмена в приточных установках и вентиляторных доводчиках осуществляются с выделением конденсата и такой подход дает большие ошибки. Ошибки в расчетах потребности холода по «полному» и «явному» теплу может достигать 25-30%.
В остальном математическая модель определения нагрузок по холоду аналогична расчетам по отоплению.
Вместо показателя градусо-суток предлагается использовать показатель Эс – энтальпиясутки.
Метеонаблюдения по регионам страны ведется по сопряженным значениям температуры и влажности воздуха и больших затруднений построение графика энтальпии-суток не вызывает.
На рис. 2.6 приведен график числа стояния энтальпии по суткам для метеоусловий Количество суток, n -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +10 +11 +12 +13 +14 +15 +16 +17 +18 +19 +20 +21 +22 +23 +24 +25 +26 +27 +28 +29 +30 +31 +32 +33 +34 +35 +36 +37 +38 +39 +40 +41 +42 +43 +44 +45 +46 +47 +48 +49 +50 +51 +52 +53 +54 +55 +56 +57 +58 +59 +60 +61 +62 +63 + Осреднение расходов вентиляционного воздуха проводится с учетом переменных режимов работы Годовой расход холода в системах кондиционирования воздуха определяется по формулам:
где I – расчетный перепад энтальпии для вентиляторных доводчиков;
Z, Z - период работы систем вентиляции и доводчиков в теплый и переходный период года.
Периоды работы системы охлаждения определяются по времени наступления баланса осредненных внутренних тепловыделений и трансмиссионных теплопотерь. От этой реперной точки исчисляется показатель Эс – энтальпия-сутки с использованием графика 2.6.
3 Математическая модель определения затрат электрической энергии в трубопроводных сетях инженерных систем На привод насосов и вентиляторов в системах инженерного обеспечения административных зданий расходуется от 30 до 70% всего электропотребления инженерных систем.
Электроэнергия расходуется на преодоление гидравлического (аэродинамического) сопротивления трубопроводных сетей: отопления, водоснабжения, холодоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Гидравлические потери складывают из двух составляющих:
- линейные потери, обусловленные потерями на трение в трубопроводах;
- потери в местных сопротивлениях, обусловленные изменением направления трубопроводов (отводы), слиянием и разделением потоков (тройники, крестовины, коллекторы), изменением скорости и направления движения (регулирующая арматура, сетевое оборудование).
Как правило, потери в местных сопротивлениях обусловлены дискретным характером сетевых элементов (типоразмеры клапанов, грязевиков и т.п.), которые имеют фиксированные значения коэффициентов местного сопротивления. Задача выбора энергоэффективного сетевого элемента сводится к частному решению оптимизации расходов энергии и стоимости ближайшего ряда изделий.
Проектная практика ориентирована на использование трубопроводов минимальных сечений, исходя из допустимых скоростей (как правило, по акустическим требованиям) движения рабочей среды. Сетевые элементы применяются также соответствующие минимальным сечениям трубопроводов. Протяженность трубопроводных сетей, как правило, проектируют максимальной из всех возможных конструктивных вариантов. Каких-либо нормативных ограничений или методических рекомендаций в части энергосбережения в трубопроводных сетях инженерных систем зданий в практике проектирования не используется.
Экспертная оценка проектных решений, выполненная авторами отчета, показала, что затраты энергии на привод насосов и вентиляторов в трубопроводных сетях завышены в 2- раза по сравнению с оптимальными по экономическим соображениям.
Целью настоящего раздела является построение математической модели определения затрат электроэнергии в трубопроводных сетях инженерных систем здания и разработка критериев их энергоэффективности.
Постановка задачи:
При известных объемах (расходах) рабочей среды и трассировке трубопроводных сетей определить расчетные (максимальные) и годовые расхода электроэнергии на ее транспортировку. Определить критерии энергоэффективности трубопроводных сетей.
Расчетная мощность нагнетателя определяется известной формулой где: L – массовый расход рабочей среды, м3/ч;
- коэффициенты полезного действия соответственно нагнетателя, передачи и регулятора производительности.
Годовой расход электроэнергии нагнетателя в общем случае можно записать как:
где: Zi – продолжительность работы нагнетателя с расходом Li и напором Рс;
Величина Li является, как правило, заданной величиной и характеризует потребность здания или его отдельных зон в рабочей среде (расход теплоносителя в системе отопления, воздухообмен в системе вентиляции и т.п.).
Следует отметить, что в большинстве случаев в системах инженерного обеспечения используется качественного регулирование. Так, системы отопления весь отопительный период работают с постоянным расходом теплоносителя, меняется только его температура. Системы вентиляции также в рамках заданного режима поддерживают постоянный расход воздуха.
К системах с переменным режимом следует отнести водопровод, расходные характеристики которого имеют ярко выраженную суточную неравномерность.
В редких случаях в системах отопления и охлаждения может применяться качественно-количественное регулирование, предусматривающее в зависимости от тепловой нагрузки изменение и количества, и температуры теплоносителя по специально заданному алгоритму.
Формула (3.2) применима ко всем случаям регулирования инженерных систем.
Рассмотрим наиболее распространенный режим работы трубопроводных сетей с постоянным расходом рабочей среды в заданный промежуток времени.
Самое распространенное сечение трубопроводов – круг, другие каналы прямоугольного сечения несложным образом приводятся к «эквивалентному» кругу.
В общем случае потери давления в трубопроводной сети пропорциональны динамическому давления в трубопроводе:
Ki li - коэффициент трения и длина участка со скоростью Ui$ i – коэффициент местных сопротивлений на участке i;
1…n – число участков с переменной скоростью.
Величина коэффициента трения определяется двумя главными факторами:
- режимом течения рабочей среды;
- степенью шероховатости внутренней поверхности трубопровода, которую принято характеризовать «мелкозернистой шероховатостью» - отношением радиуса трубопровода к размерам микровыступов по нормам к стенкам R/Ks/ На рис. 3.1 приведена характеристика течения в трубах с гладкими и шероховатыми стенками в зависимости от числа Red [11].
Рисунок 3.1 - Характеристика течения в трубах с гладкими и шероховатыми стенками как функции числа Рейнольдса Red и относительной шероховатости R/Ks I – ламинарное течение;
II – гладкие стенки;
III – шероховатые стенки;
Ks, R – высота эквивалентной зернистой шероховатости и пазухи трубы.
Для дальнейшего анализа необходимо позиционировать реальные режимы течения рабочей среды в трубопроводах инженерных систем.
На рис. 3.2 показана зависимость числа Red от скорости движения и температуры воды при малом диаметре трубы 0,02 м, а на рис. 3.3 та же зависимость от расходной характеристики трубы Ud – произведения скорости на диаметр.
Рисунок3.2 - Зависимость числа Рейнольдса от скорости и температуры Рисунок 3.3 - Зависимость числа Рейнольдса от расходной характеристики Учитывая, что в водяных трубопроводах инженерных систем здания существуют ограничения по минимальной скорости 0,2 м/с из условия воздухоудаления, то можно сделать вывод о турбулентном характере течения в водяных системах здания (Red 2300).
Аналогичный вывод можно сделать и для рабочей среды – воздух в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.
На рис. 3.4 приведены значения Red в зависимости от диаметров воздуховодов и скорости движения воздуха.
Рисунок 3.4 - Зависимость числа Рейнольдса от диаметра трубки =1510-6 (м2/с) Уже при минимальных диаметрах воздуховодов – 0,1 м и скорости воздуха больше 0, м/с имеет место развитый турбулентный режим.
В условиях турбулентного режима может быть использована формула Альтшуля для коэффициента гидравлического трения:
где Кэ – коэффициент гидравлической шероховатости.
Расчеты по формуле (3.4) дают хорошую сходимость с результатами экспериментальных исследований, положенными в основу проектных расчетных таблиц [12].
Таблица 3.1. Коэффициент трения для течения воды в стальных трубах Запишем формулу (3.3) для линейного элементарного участка трубопровода без местных сопротивлений:
Перейдя от величины скорости к расходу и диаметру трубопровода, получим:
Подставив в формулу (3.4) расшифровку числа Red, получаем:
Тогда потери давления в сети можно записать как:
Учитывая, что L является заданной величиной, а переменной величина d, то формулу (3.8) можно представить в виде:
где: А1 – комплекс заданных величин Электрическую мощность на транспортировку рабочей среды можно представить как Расход электроэнергии за заданный период Z при постоянном расходе L составит:
В качестве критериев энергоэффективности трубопроводных сетей могут выступать экологические показатели. В первом приближении может быть использован метод приведенных затрат. Снижение диаметров трубопроводов приводит к росту расхода электроэнергии, но снижению капитальных затрат. Задача является оптимизационной: выбрать диаметр трубопровода при заданной рабочей среде, ее расходе, трассировке и числу часов работы в году, который бы отвечал минимуму приведенных затрат.
Э – эксплуатационные затраты, равные стоимости затраченной электроэнергии за нормативный срок;
К – первоначальные капитальные затраты;
Е – коэффициент окупаемости капитальных затрат.
В такой постановке стоимость затраченной электроэнергии пропорциональна тарифу на электроэнергию S и прогнозному коэффициенту роста тарифов за рассматриваемый период Капитальные затраты на трубопроводную сеть могут быть выражены формулой:
где К1 – коэффициент на стоимость монтажа трубопроводов;
К2 – коэффициент стоимости полезного объема здания, занимаемого трубопроводной сетью;
К3 – коэффициент на стоимость арматуры, установленной на сети;
A, n - апроксимационный коэффициент и показатель степени стоимости труб, определяемой их типом.
Так, стоимость труб из сшитого полиэтилена с достаточной точностью апроксимируется зависимостью:
Таким образом, приведенные затраты можно записать:
Подставив формулу (3.13), получим:
Очевидно, выражение (3.19) имеет экстремум, соответствующий минимуму приведенных затрат Упрощая зависимость (3.20), запишем Для труб из сшитого полиэтилена оптимальный диаметр трубопровода определяется из зависимости Для массива данных, характеризующих рабочие режимы работы трубопроводных сетей отопления, водоснабжения, холодоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха, по предложенной математической модели были выполнены расчеты и проанализированы технико-экономические показатели.
В таблице 3.2 приведены значения расходов воды, проходящих через трубопроводы стандартных диаметров в рабочем диапазоне скорости движения, характерном для инженерных систем.
Таблица 3.2 - Расход перекачиваемой жидкости, L (м3/с) 15 0,0000176625 0,000035325 0,0000529875 0,0000883125 0,000123638 0,000176625 0,00021195 Расходы электрической энергии для транспортировки воды и потери давления в стандартных стальных трубах для трассы длиной 100 м приведены в таблице 3.3.
Учитывая, что удельные потери на трение существенно отличаются в зависимости от диаметра трубопровода и скорости движения, удельный расход электроэнергии на транспортировку м3 воды в рабочем диапазоне характеристик трубопроводов может отличаться на 2 порядка (таблица 3.4).
Так, транспортировка 1 м3 воды по трубопроводу диаметров 15 мм со скоростью 0,1 м/с требует затрат энергии на 100 мм менее 1 Вт-ч, в то время как со скоростью 1,2 м/с уже 107 Вт-ч.
Тот же объем воды в трубопроводе диаметром 100 мм при скорости движения 0,1 м/с потребует всего 0,069 Вт-ч.
Для трассы длиной 100 м значения расходов электроэнергии и ее стоимость приведены в таблице 3.5.
Очевидно, что выбор диаметра трубопровода трассы и скорости движения рабочей среды в инженерных системах технико-экономическая задача.
Основываясь на разработанной математической модели и анализе ценовых показателей, можно подготовить практические рекомендации по проектированию энергоэффективных трубопроводных сетей.
В таблицах 3.6, 3.7, 3.8 приведены показатели стоимости трубопроводов наиболее применяемых для инженерных систем: стальные и полиэтиленовые для жидкостных сред (вода, раствор этиленгликоля) и оцинкованных воздуховодов для систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
Таблица 3.3 - Затраты электрической энергии - числитель (Вт) и потери давления - знаменатель (Па) для трассы стальных трубопроводов длиной 100 м 15 0,946417551 3,398796886 7,306174098 19,48269781 37,45346638 75,34501062 107,000334 Таблица 3.5 - Удельный расход электроэнергии – числитель (Втч/м3) и стоимость электроэнергии – знаменатель (коп./м3) при транспортировке воды на 1 п.м.
15 0,00946418 0,03398797 0,07306174 0,19482698 0,37453466 0,75345011 1,07000334 Таблица 3.6 - Стоимость стальных трубопроводов в ценах 2009 г.
Таблица 3.7 - Стоимость трубопроводов из сшитого полиэтилена PEX в ценах 2009 г.
Таблица 3.8 - Стоимость воздуховодов в текущих ценах 2009 г.
При оценке капитальных затрат на трубопроводные сети инженерных систем помимо стоимости учитывать косвенные составляющие:
- теплоизоляцию трубопроводов;
- стоимость монтажа, включая крепежные изделия;
- стоимость полезного объема здания, занимаемую сетью, включая зону для ее обслуживания.
В первом приближении для оценочных расчетов примем следующие показатели:
- стоимость теплоизоляции и фитинга 50% от стоимости труб - стоимость монтажа 80% от стоимости труб - стоимость полезного объема здания, занимаемого сетью Полагается, что для прокладки и обслуживания трубопровода достаточно по 10 см с каждой стороны.
В оценочных расчетах стоимость полезного объема здания принята 20.000 руб./м3.
Тогда капитальные затраты на трубопроводную сеть составят:
Примем тариф на электроэнергию в размере 2,56 руб./кВт-ч.
В таблице 3.9 приведены значения капитальных затрат на трубопроводы с учетом косвенных затрат.
Таблица 3.9 - Стоимость затрат на 1 п.м. трассы стальных трубопроводов, включая сопутствующие затраты Очевидно, что эксплуатационные затраты на электроэнергию в трубопроводных сетях в значительной степени зависят от их загруженности.
В таблицах 3.10-3.15 приведены значения приведенных затрат на 1 п.м. сети из стальных труб при их пропускной способности и загрузке от 5000 до 100000 м3/год.
Таблица 3.10 - Приведенные затраты на 1 п.м труб для расхода теплоносителя 5 000м3/год Диаметр трубы Таблица 3.11 - Приведенные затраты на 1 п.м труб для расхода теплоносителя 10 000м3/год Диаметр трубы Таблица 3.12 - Приведенные затраты на 1 п.м труб для расхода теплоносителя 20 000м3/год Диаметр трубы Таблица 3.13 - Приведенные затраты на 1 п.м труб для расхода теплоносителя 50 000м3/год Диаметр трубы Таблица 3.14 - Приведенные затраты на 1 п.м труб для расхода теплоносителя 70 000м3/год На рис. 3.5 и 3.6 приведены графические зависимости расхода электроэнергии и ее стоимости при транспортировке воды в стальных трубопроводах.
Рисунок 3.5 - Зависимость удельной мощности Nуд, кВтч/м3м от скорости Рисунок 3.6 - Зависимость удельной стоимости Суд, коп/м3м от скорости Рисунок 3.7 - Зависимость приведенных затрат от диаметров трубопроводов отопления с учетом потерь на трение при расходе 0,1 л/с Рисунок 3.8 - Зависимость приведенных затрат от диаметров трубопроводов отопления с учетом потерь на трение при расходе 1 л/с На рис. 3.7 и 3.8 показаны зависимости приведенных затрат от диаметра трубопровода в зависимости от расхода воды. Для малых расходов воды (0,1 л/с), что характерно для систем отопления, энергоэффективным получается диаметр трубопровода 25 мм, что соответствует средней скорости теплоносителя 0,2 м/с. Для средних систем холодоснабжения с расходом воды 1 л/с оптимальным диаметром будет 50 мм со средней скоростью порядка 0,5 м/с.
Таблица 3.16 - Рекомендуемые средние скорости движения воздуха в воздуховодах систем вытяжной вентиляции Вытяжные системы производительностью до 500 м3/ч Вытяжные системы производительностью от 500 до Вытяжные системы производительностью от 2000 до 5000 м3/ч при числе часов работы в году Вытяжные системы производительностью свыше 5000 м3/ч при числе часов работы в году Таблица 3.17 - Рекомендуемые средние скорости движения воздуха в системах приточной вентиляции Прямоточные системы вентиляции производительностью до 3000 м3/ч при числе часов работы в году Прямоточные системы вентиляции производительностью от 3000 до 10000 м3/ч при числе часов работы в Прямоточные системы вентиляции производительностью свыше 10000 м3/ч при числе часов работы в году Системы приточной вентиляции со встроенными утилизаторами теплоты вытяжного воздуха производительностью при числе часов работы в году Системы приточной вентиляции с переменным расходом воздуха при числе часов работы в году * - максимальная скорость.
Таблица 3.18 - Рекомендуемые средние скорости движения холодоносителя (40% раствор этиленгликоля) в системах центрального холодоснабжения Хладоцентр мощностью до 500 кВт - контур холодоснабжения при числе часов работы в - контур градирни при числе часов работы в году Хладоцентр мощностью от 500 до 3000 кВт - контур холодоснабжения при числе часов работы в - контур градирни при числе часов работы в году Хладоцентр мощностью свыше 3000 кВт - контур холодоснабжения при числе часов работы в - контур градирни при числе часов работы в году Таблица 3.19 - Рекомендуемые средние скорости движения теплоносителя в системах отопления Однотрубная вертикальная с замыкающими участками Двухтрубная вертикальная при числе часов работы в Горизонтальная двухтрубная при числе часов работы в Таблица 3.20 - Рекомендуемые скорости движения воды в системе водоснабжения Циркуляционная линия горячего водопровода Холодный и горячий водопровод при коэффициенте неравномерности суточного потребления (отношение максимального расхода к среднему) * - максимальные скорости Проанализировав показатели энергоэффективности трубопроводных сетей инженерных систем зданий, были выработаны рекомендации по выбору оптимальных скоростей движения рабочей среды:
- для вытяжных вентиляционных систем (табл. 3,16);
- для приточных вентиляционных систем (табл. 3,17);
- для систем холодоснабжения (табл. 3.18);
- для систем отопления (табл. 3.19);
- для систем водоснабжения (табл. 3.20).
Выработанные рекомендации были использованы при разработке проектной документации на инженерные системы административных зданий.
4 Расчет энергетических нагрузок инженерных систем административных зданий Энергопотребление в административном здании в расчетном режиме за год рассчитывались на примере трех существующих зданий, расположенных в г. Москве и Московской области, проекты инженерных систем которых выполнены в ООО «НПО ТЕРМЭК».
Административно-офисное здание «Пушкинский дом», расположенное в г. Москва на Страстном бульваре.
Здание представляет собой комплекс из двухэтажного реконструируемого дома с мансардным этажом и вновь возводимого девятиэтажного офисного комплекса. Под зданиями находится трехэтажная подземная автомобильная парковка.
На -3 подземном этаже помимо помещений автостоянки также располагаются технические помещения (венткамеры, холодильный центр, насосная и т.д.). На -2 и -1 этажах располагается автостоянка. На цокольном этаже находится автостоянка, производственные помещения столовой, офисные помещения. На 1 этаже здания располагается входная группа, горячий цех, обеденные залы столовой, административные помещения здания. На 2-9 этажах расположены офисные помещения. Также вентиляционное и холодильное оборудование частично располагается на кровле здания.
Основные принципиальные решения инженерных систем здания:
Теплоснабжение. Теплоснабжение здания осуществляется от городских сетей через индивидуальный тепловой пункт. Подключение систем теплоснабжения вентиляции и отопления осуществляется по независимой схеме через отдельные пластинчатые теплообменники.
Отопление. В автостоянке предусматривается воздушное отопление совмещенное с приточной системой вентиляции. В остальных помещениях предусматривается водяное периметральное отопление местными нагревательными приборами. В качестве нагревательных приборов используются стальные панельные радиаторы. Система отопления вертикальная двухтрубная с нижней разводкой. Стояки и магистральные трубопроводы выполнены из стальных водогазопроводных труб, горизонтальные ветки выполняются из металлопластиковых труб. Подающие магистральные трубопроводы проходящие по подвалу теплоизолируются.
Вентиляция. Во всех помещениях предусмотрена приточно-вытяжная система вентиляции с механическим побуждением.
Воздухообмен в офисных помещениях принят по санитарной норме. В помещениях стоянки и общепита по расчету, в остальных помещениях по кратности. Тепловыделения от освещения, оборудования и т.д. приняты по технологическим заданиям.
В помещениях автостоянки вытяжка осуществляется из верхней и нижней зоны поровну, приточный воздух раздается вдоль проездов. Для помещений офисов и столовой предусмотрена комбинированная система кондиционирования воздуха. Центральные приточные системы обеспечивают подачу охлажденного воздуха в объеме санитарной нормы, ассимиляция тепло- влагоизбытков осуществляется системой охлаждения воздуха с вентиляторными доводчиками установленными в каждом кондиционируемом помещении. В вентиляторных доводчиках рециркуляционный воздух круглогодично фильтруется и охлаждается, обеспечивая поддержание заданной температуры в обслуживаемом помещении. Приточные и вытяжные системы вентиляции предусматриваются раздельными для помещений различного функционального назначения.
Все приточные и вытяжные системы оборудованы современными системами автоматизации и диспетчеризации, а также системами противопожарной защиты.
Холодоснабжение. Для обеспечения потребностей в холоде в здании запроектированы две системы холодоснабжения.
Система холодоснабжения №1 предусматривает подачу холодной воды к местным воздухоохладителям.
Холодильный центр системы №1 расположен на -3 этаже здания. Воздушные охладители располагаются на кровле здания. Охлаждение воды осуществляется в теплый и, частично, переходный период года с помощью фреоновых холодильных машин. Охлаждение конденсаторов холодильных машин осуществляется путем циркуляции 40% раствора гликоля по замкнутой системе через наружные воздушные охладители жидкости. Параметры воды для холодильной машины 12/7 оС. При снижении температуры наружного воздуха до 0 оС система холодоснабжения переводится на зимний режим работы, в котором охлажденный гликоль после наружных воздухоохладителей поступает в пластинчатый теплообменник и охлаждает воду. Теплообменник подобран на расходы по зимнему режиму. Параметры и расходы теплоносителя поддерживаются автоматически за счет реле давления, датчиков температуры наружного воздуха и регулирующего клапана с эл. приводом и обратной связью, при этом работа сухих охладителей также регулируется, обеспечивая защиту водяного контура теплообменника от замораживания (включение-отключение части вентиляторов).
Система холодоснабжения №2 предназначена для охлаждения 40% раствора этиленгликоля, используемого в качестве холодоносителя с температурой 12/7 оС в системе холодоснабжения воздухоохладителей приточных установок. Малошумный реверсивный тепловой насос моноблочного типа размещается на кровле здания. Насосы системы холодоснабжения № 2, расширительная емкость и электрощиты располагаются на -3 этаже здания. Холодильная машина работает в теплый период года при температуре наружного воздуха выше +5 оС, при температуре ниже +5 оС система холодоснабжения №2 переходит в режим работы теплового насоса для обеспечения подогрева воздуха в приточных установках в переходный период года. Холодильная машина укомплектована средствами регулирования. Модуль управления агрегата обеспечивает все функции регулирования и защиты.
Система горячего водоснабжения. Водоснабжение здания осуществляется от городских сетей. Приготовление горячей воды осуществляется в ИТП здания, который располагается на этаже здания.
Система Т3, Т4 проектируется однозонной, тупиковой, с нижней разводкой, с циркуляцией по разводящим магистралям и стоякам. Циркуляция в системе осуществляется принудительно циркуляционным насосом, устанавливаемым на общей магистрали Т4, перед водонагревателем, в помещении ИТП здания. В верхних точках сети устанавливаются воздухоотводчики.
Магистральные трубопроводы и стояки сети Т3, Т4 монтируются из стальных водогазопроводных оцинкованных труб. Трубопроводы прокладываются по возможности скрыто. В местах установки распределителей и отключающей арматуры предусматриваются лючки. Магистральные трубопроводы и стояки сети Т3 теплоизолируются ППУ изоляцией. Требуемый напор в системе Т3 обеспечивается напором насосной установки системы В1.
Основные показатели инженерных систем здания сведены в таблицы и представлены ниже.
Таблица 4.1 - Основные показатели объекта Офисные и вспомогательные помещения вспомогательные вспомогательные Технические и вспомогательные Площадь ограждающих конструкций здания – 11200 м2;
Коэффициент компактности здания – 1,51;
Приведенный уровень теплозащиты наружных ограждений – 1,01 м С/Вт;
Таблица 4.2 - Характеристика систем отопления Расчетные параметры теплоносителя Тип системы (двухтрубная, горизондвухтрубная, горизонтальная Тип отопительных приборов Расчетная теплопроизводительность кВт Удельная теплопроизводительность на 1 м2 обслуживаемой площади Потребляемая электроэнергия циркукВт ляционного насоса Таблица 4.3- Характеристика приточных систем вентиляции Показатели Тип вентустановки Расчетная теплопроизводительность Вт Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Тип вентустановки Расчетная теплопроизводительность Вт Расчетная холодопроизводительность Вт 19.
Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная температура притока Расчетная теплопроизводительность Вт Расчетная холодопроизводительность Вт Теплоноситель/холодоноситель) 29.
Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная температура притока Расчетная теплопроизводительность Вт Расчетная холодопроизводительность Вт Теплоноситель/холодоноситель) 39.
Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная температура притока Расчетная теплопроизводительность Вт Расчетная холодопроизводительность Вт Теплоноситель/холодоноситель) 49.
Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная температура притока Расчетная теплопроизводительность Вт Расчетная холодопроизводительность Вт Теплоноситель/холодоноситель) 59.
Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная температура притока Расчетная теплопроизводительность Вт Расчетная холодопроизводительность Вт Теплоноситель/холодоноситель) 69.
Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная температура притока Расчетная теплопроизводительность Вт Расчетная холодопроизводительность Вт 79.
Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Тип вентустановки Расчетная теплопроизводительность Вт Расчетная холодопроизводительность Вт 89.
Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Таблица 4.4 - Характеристика вытяжных вентсистем Тип (марка) вентустановки на 1 м3/ч воздухообмена Воздухопроизводительность м3/ч Тип (марка) вентустановки на 1 м3/ч воздухообмена Воздухопроизводительность м3/ч Тип (марка) вентустановки на 1 м3/ч воздухообмена Воздухопроизводительность м3/ч Электропотребление вентилятора кВт Тип (марка) вентустановки 1 м3/ч воздухообмена Электропотребление вентилятора кВт Тип (марка) вентустановки 1 м3/ч воздухообмена Электропотребление вентилятора кВт Тип (марка) вентустановки 1 м3/ч воздухообмена Электропотребление вентилятора кВт Тип (марка) вентустановки 1 м3/ч воздухообмена Электропотребление вентилятора кВт Тип (марка) вентустановки 1 м3/ч воздухообмена Электропотребление вентилятора кВт Тип (марка) вентустановки 1 м3/ч воздухообмена Таблица 4.5 - Характеристика систем холодоснабжения Тип холодильного оборудования:
- холодильная машина Холодильный коэффициент машины для YRHP-0395) Потребляемая электроэнергия: кВт Административно-офисное здание на пересечении Боровского шоссе и МКАД.
Здание представляет собой часть многофункционального комплекса. Здание состоит из десяти надземных этажей административно-офисного назначения и автостоянки расположенной в цокольном этаже здания.
На цокольном этаже помимо помещений автостоянки также располагаются венткамеры, комната отдыха водителей и комната охраны. На 1 этаже здания располагается входная группа, производственные помещения и обеденные залы столовой, административные помещения здания.
На 2-10 этажах расположены офисные помещения. 10 этаж здания является VIP зоной. Также вентиляционное и холодильное оборудование частично располагается в теплом помещении расположенном на кровле здания.
Основные принципиальные решения инженерных систем здания:
Теплоснабжение. Теплоснабжение здания осуществляется от центрального теплового пункта многофункционального комплекса. На 3 этаже здания расположен тепловой пункт. Тепловой пункт предназначен для присоединения системы отопления к ЦТП существующего комплекса.
Система отопления офисного здания присоединяется к магистрали теплоснабжения вентиляции при помощи узла смесительных насосов. Система теплоснабжения вентиляции офисного здания присоединяется к магистрали с помощью подкачивающих насосов, устанавливаемых в венткамере 3 этажа.
Отопление. В автостоянке предусматривается воздушное отопление совмещенное с приточной системой вентиляции. В остальных помещениях предусматривается водяное периметральное отопление местными нагревательными приборами. В качестве нагревательных приборов используются стальные панельные радиаторы. Система отопления двухтрубная попутнотупиковая с нижней разводкой магистралей с отдельными горизонтальными поэтажными ветвями.
Стояки и магистральные трубопроводы выполнены из стальных водогазопроводных труб, горизонтальные ветки выполняются из труб из сшитого полиэтилена. Подающие магистральные трубопроводы проходящие по подвалу теплоизолируются.
Вентиляция. Во всех помещениях предусмотрена приточно-вытяжная система вентиляции с механическим побуждением.
Воздухообмен в офисных помещениях принят по санитарной норме. В помещениях стоянки и общепита по расчету, в остальных помещениях по кратности. Тепловыделения от освещения, оборудования и т.д. приняты по технологическим заданиям.
В помещениях автостоянки вытяжка осуществляется из верхней и нижней зоны поровну, приточный воздух раздается вдоль проездов. Для помещений офисов и столовой предусмотрена комбинированная система кондиционирования воздуха. Центральные приточные системы обеспечивают подачу охлажденного воздуха в объеме санитарной нормы, ассимиляция тепло- влагоизбытков осуществляется системой охлаждения воздуха с вентиляторными доводчиками установленными в каждом кондиционируемом помещении. В вентиляторных доводчиках рециркуляционный воздух круглогодично фильтруется и охлаждается, обеспечивая поддержание заданной температуры в обслуживаемом помещении. Приточные и вытяжные системы вентиляции предусматриваются раздельными для помещений различного функционального назначения.
Все приточные и вытяжные системы оборудованы современными системами автоматизации и диспетчеризации, а также системами противопожарной защиты.
Холодоснабжение. Для обеспечения потребностей в холоде в здании запроектирована система холодоснабжения, которая предусматривает подачу холодной воды к местным воздухоохладителям и воздухоохладителям приточных установок.
Холодильный центр системы расположен в техническом помещении на кровле здания. В качестве источника холода служат три моноблочные холодильные машины расположенные на кровле здания. Охлаждение воды осуществляется в теплый и, частично, переходный период года с помощью фреоновых холодильных машин. Холодильные машины охлаждают 40% раствор гликоля, который в пластинчатых теплообменниках охлаждает воду, подаваемую потребителям. Параметры гликоля для холодильной машины 10/5 оС. Параметры воды подаваемой потребителям 12/ С. Параметры и расходы теплоносителя поддерживаются автоматически за счет реле давления, датчиков температуры наружного воздуха и регулирующего клапана с эл. приводом и обратной связью, при этом работа холодильных машин также регулируется, обеспечивая защиту водяного контура теплообменника от замораживания. Холодильные машины укомплектованы средствами регулирования. Модуль управления агрегата обеспечивает все функции регулирования и защиты.
Система горячего водоснабжения. Водоснабжение комплекса осуществляется от центральных сетей. Приготовление горячей воды осуществляется в ЦТП комплекса, здание присоединяется к существующим магистралям горячего водоснабжения с установкой повысительных насосов в помещении теплового пункта.
Система Т3, Т4 проектируется однозонной, тупиковой, с нижней разводкой, с циркуляцией по разводящим магистралям и стоякам. Циркуляция в системе осуществляется принудительно циркуляционным насосом, устанавливаемым на общей магистрали Т4, перед водонагревателем, в помещении ИТП здания. В верхних точках сети устанавливаются воздухоотводчики.
Магистральные трубопроводы и стояки сети Т3, Т4 монтируются из стальных водогазопроводных оцинкованных труб. Трубопроводы прокладываются по возможности скрыто. В местах установки распределителей и отключающей арматуры предусматриваются лючки. Магистральные трубопроводы и стояки сети Т3 теплоизолируются ППУ изоляцией. Требуемый напор в системе Т3 обеспечивается напором насосной установки системы В1.
Основные показатели инженерных систем здания сведены в таблицы и представлены ниже.
Таблица 4.6 - Основные показатели объекта Офисные и вспомогательные помещения вспомогательные вспомогательные вспомогательные Площадь ограждающих конструкций здания – 9350 м2;
Коэффициент компактности здания – 1,88;
Приведенный уровень теплозащиты наружных ограждений – 0,54 м С/Вт;
Таблица 4.7 - Характеристика систем отопления Тип системы (двухтрубная, горизонтальная, тупиковая, Тип отопительных приборов Удельная теплопроизводительность на 1 м2 обслуживаеВт/м Потребляемая электроэнергия циркуляционного насоса кВт Таблица 4.8 - Характеристика приточных систем вентиляции Показатели Тип вентустановки Расчетная теплопроизводительность кВт Расчетная холодопроизводительность кВт Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч возВт-ч/м духообмена Тип вентустановки Расчетная холодопроизводительность кВт Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч возВт-ч/м Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная холодопроизводительность кВт Теплоноситель/холодоноситель) Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздуВт-ч/м Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная холодопроизводительность кВт Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздуВт-ч/м Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная холодопроизводительность кВт Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздуВт-ч/м Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная холодопроизводительность кВт Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздуВт-ч/м Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная холодопроизводительность кВт Теплоноситель/холодоноситель) Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздуВт-ч/м Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная холодопроизводительность кВт Теплоноситель/холодоноситель) Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздуВт-ч/м Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная холодопроизводительность кВт Теплоноситель/холодоноситель) Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч возВт-ч/м духообмена Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная холодопроизводительность кВт Теплоноситель/холодоноситель) Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч возВт-ч/м духообмена Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная теплопроизводительность кВт Расчетная холодопроизводительность кВт Теплоноситель/холодоноситель) Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч возВт-ч/м духообмена Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная теплопроизводительность кВт Расчетная холодопроизводительность кВт Теплоноситель/холодоноситель) Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч возВт-ч/м духообмена Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная теплопроизводительность кВт Расчетная холодопроизводительность кВт Теплоноситель/холодоноситель) Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздуВт-ч/м Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная холодопроизводительность кВт Теплоноситель/холодоноситель) Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздуВт-ч/м Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная холодопроизводительность кВт Теплоноситель/холодоноситель) Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздуВт-ч/м Таблица 4.9 - Характеристика вытяжных вентсистем Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м В Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Таблица 4.10 - Характеристика систем холодоснабжения Тип холодильного оборудования:
- драй-кулер Административно-офисное здание в Б. Кисловском пер. г. Москвы.
Отдельно стоящее офисное здание имеет три подземных этажа автостоянки и семь надземных этажей.
На -3 и -2 подземных этажах располагается автостоянка. На -1 подземном этаже помимо помещений автостоянки также располагаются технические помещения (венткамеры, индивидуальный тепловой пункт, холодильный центр, насосная и т.д.). На 1 этаже здания располагается входная группа, офисные помещения, административные помещения здания и встроенная трансформаторная подстанция. На 2-7 этажах расположены офисные помещения. Также вентиляционное и холодильное оборудование частично располагается на кровле здания.
Основные принципиальные решения инженерных систем здания:
Теплоснабжение. Теплоснабжение здания осуществляется от городских сетей через индивидуальный тепловой пункт. Подключение систем теплоснабжения вентиляции и отопления осуществляется по независимой схеме через отдельные пластинчатые теплообменники.
Отопление. В автостоянке предусматривается воздушное отопление совмещенное с приточной системой вентиляции. В остальных помещениях предусматривается водяное периметральное отопление местными нагревательными приборами. В качестве нагревательных приборов используются стальные панельные радиаторы. Система отопления горизонтальная двухтрубная с периметральной поэтажной разводкой. Стояки и магистральные трубопроводы выполнены из стальных водогазопроводных труб, горизонтальные ветки выполняются из труб из сшитого полиэтилена. Подающие магистральные трубопроводы проходящие по подвалу теплоизолируются.
Вентиляция. Во всех помещениях предусмотрена приточно-вытяжная система вентиляции с механическим побуждением.
Воздухообмен в офисных помещениях принят по санитарной норме. В помещениях стоянки по расчету, в остальных помещениях по кратности. Тепловыделения от освещения, оборудования и т.д. приняты по технологическим заданиям.
В помещениях автостоянки вытяжка осуществляется из верхней и нижней зоны поровну, приточный воздух раздается вдоль проездов. Для помещений офисов и столовой предусмотрена система кондиционирования воздуха с использованием местных вентиляторных доводчиков. Центральные приточные системы обеспечивают подачу неохлажденного воздуха в объеме санитарной нормы, ассимиляция тепло- влагоизбытков осуществляется системой охлаждения воздуха с вентиляторными доводчиками установленными в каждом кондиционируемом помещении. В вентиляторных доводчиках рециркуляционный воздух круглогодично фильтруется и охлаждается, обеспечивая поддержание заданной температуры в обслуживаемом помещении. Приточные и вытяжные системы вентиляции предусматриваются раздельными для помещений различного функционального назначения.
Все приточные и вытяжные системы оборудованы современными системами автоматизации и диспетчеризации, а также системами противопожарной защиты.
Холодоснабжение. Для обеспечения потребностей в холоде в здании запроектирована системы холодоснабжения, которая предусматривает подачу холодной воды к местным воздухоохладителям.
Холодильный центр системы расположен на -1 этаже здания. В качестве источника холода служит моноблочная холодильная машина расположенная на кровле здания. Охлаждение воды осуществляется в теплый и, частично, переходный период года с помощью фреоновой холодильной машины. Холодильная машина охлаждает 40% раствор гликоля, который в пластинчатом теплообменнике охлаждает воду, подаваемую потребителям. Параметры гликоля для холодильной машины 12/7 оС. Параметры воды подаваемой потребителям 14/9 оС. Параметры и расходы теплоносителя поддерживаются автоматически за счет реле давления, датчиков температуры наружного воздуха и регулирующего клапана с эл. приводом и обратной связью, при этом работа холодильных машин также регулируется, обеспечивая защиту водяного контура теплообменника от замораживания. Холодильные машины укомплектованы средствами регулирования. Модуль управления агрегата обеспечивает все функции регулирования и защиты.
При снижении температуры наружного воздуха ниже +5 оС система холодоснабжения отключается.
Холодильная машина укомплектована средствами регулирования. Модуль управления агрегата обеспечивает все функции регулирования и защиты.
Система горячего водоснабжения. Водоснабжение здания осуществляется от городских сетей. Приготовление горячей воды осуществляется в ИТП здания, который располагается на - этаже здания.
Система Т3, Т4 проектируется однозонной, тупиковой, с нижней разводкой, с циркуляцией по разводящим магистралям и стоякам. Циркуляция в системе осуществляется принудительно циркуляционным насосом, устанавливаемым на общей магистрали Т4, перед водонагревателем, в помещении ИТП здания. В верхних точках сети устанавливаются воздухоотводчики.
Магистральные трубопроводы и стояки сети Т3, Т4 монтируются из стальных водогазопроводных оцинкованных труб. Трубопроводы прокладываются по возможности скрыто. В местах установки распределителей и отключающей арматуры предусматриваются лючки. Магистральные трубопроводы и стояки сети Т3 теплоизолируются ППУ изоляцией. Требуемый напор в системе Т3 обеспечивается напором насосной установки системы В1.
Основные показатели инженерных систем здания сведены в таблицы и представлены ниже.
Таблица 4.11 - Основные показатели объекта Офисные и вспомогательные помещения вспомогательные вспомогательные Площадь ограждающих конструкций здания – 5900 м2;
Коэффициент компактности здания – 0,93;
Приведенный уровень теплозащиты наружных ограждений – 2,08 м С/Вт;
Таблица 4.12 - Характеристика систем отопления Расчетные параметры теплоносителя (под/обр) оС Тип системы (двухтрубная, горизонтальная, тупигоризонтальноковая, лучевая и т.п.) Тип отопительных приборов Удельная теплопроизводительность на 1 м2 обВт/м служиваемой площади Потребляемая электроэнергия циркуляционного Таблица 4.13 - Характеристика приточных систем вентиляции Показатели Тип вентустановки Расчетная теплопроизводительность кВт Расчетная холодопроизводительность кВт Потребляемая электроэнергии вентилякВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч Тип вентустановки Тип вентрешеток Расчетная холодопроизводительность кВт Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч возВт-ч/м духообмена Тип вентустановки Тип вентрешеток Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздуВт-ч/м Тип вентустановки Тип вентрешеток Потребляемая электроэнергии вентилятора кВт Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздуВт-ч/м Таблица 4.14. Характеристика вытяжных вентсистем Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухообВт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухообВт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухообВт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Тип (марка) вентустановки Удельное электропотребление на 1 м3/ч воздухооб- Вт-ч/м Таблица 4.15 - Характеристика систем холодоснабжения п/п Тип холодильного оборудования:
Холодильный коэффициент машины На основе выполненных проектов административных зданий по разработанным математическим моделям были выполнены расчеты удельных показателей годового энергопотребления в инженерных системах.
Таблица 4.16 - Удельные показатели годового энергопотребления инженерных систем административных зданий Отопление (тепло) Вентиляция (тепло) Вентиляция (холод) Система фанкойлов (холод) Водопровод (тепло) Отопление (электроэнергия) Водопровод (электроэнергия) Вентиляция (электроэнергия) Фанкойлы (электроэнергия) Холодоснабжение (электроэнергия) 11.
Общее теплопотребление Общее электропотребление Анализ полученных результатов свидетельствует о сопоставимости принятых инженерных решений и энергоемкости по трем рассмотренным административным зданиям.
Интересна структура затрат тепловой энергии: на теплоснабжение системы отопления приходится от 8 до 12% энергии, на вентиляцию – 60-66%.
В структуре затрат на электроэнергию от 30 до 40% приходится на освещение, на привод вентиляторов – около 30%, привод холодильных машин – 20-25%, привод насосов – 3-6%.
Рассмотрим основные нереализованные резервы энергосбережения по этим проектам.
- устройство утилизации теплоты вытяжного воздуха для нагрева приточного - экономия тепловой энергии 60-75% (40-50 кВт-ч/м2);
- оптимизация скорости воздуха в воздуховодах – экономия электроэнергии 40-50% (8-12 кВт-ч/м2).
- повышение светоотдачи источников света на 20-25% - экономия электроэнергии 5кВт-ч/м2);
- применение управляемой системы освещения с использованием датчиков освещенности и присутствия – экономия электроэнергии 20-25% (5-7 кВт-ч/м2).
Комплексная реализация перечисленных мероприятий позволит довести в этих административных зданиях удельное теплопотребление до 50-60 кВт-ч/м2, электропотребление до 45-55 кВт-ч/м2, добиться снижения пиковых тепловых нагрузок на 35-40%, а электрических – на 30-35%.
Расчетная программа определения удельных годовых нагрузок Программы представляют из себя расчетные комплексы, выполненные в среде Microsoft Excel. Они реализуют алгоритмы, описанные в главах [1-3]. Программа выполнена в стандартном для среды Excel табличном виде. Для расчета необходимо в заглавной части ввести с исходные данные обсчитываемого здания. Вид программы для расчета нагрузки на систему отопления в зимний период представлен на рис.4.1. Расчет с помощью программы не требует е долгого освоения. Основные шаги расчета представлены в окне программы.
Реализация в среде Excel была выбрана по критерию удобства работы с массивными табличными данными. Обширные метеорологические данные по времени стояния температуры и количеству градусосуток записаны в программе в виде таблиц. По рассчитываемой в программе температуре, до которой продолжается отопительный период, из таблицы производится выбор данных по продолжительности отопительного периода и количеству градусо-суток в нм.
Далее вычисляются суммарные трансмиссионные теплопотери по показателю градусосуток (пункт 5), а так же суммарные внутренние тепловыделения за отопительный период в рабочее время. Из показателя теплопотерь вычитаются внутренние тепловыделения (пункт 7) и получается значение среднегодовой удельной нагрузки на единицу площади.
Схожая программа написана для расчета нагрузки на систему кондиционирования в теплый и переходный период. Внешний вид программы показан на рис.4.2. Программа определяет температуру наружного воздуха, при которой возникает потребность в охлаждении внутреннего воздуха. Затем по данной температуре наружного воздуха программа выбирает из таблицы метеорологических данных количество дней периода с охлаждением и величину градусосуток.
Далее программой рассчитываются теплопритоки в рабочее время за весь период охлаждения. Также рассчитывается ассимиляция теплопритоков приточной вентиляцией и теплопотери в переходный период, снимающие часть нагрузки с системы кондиционирования. Далее (пункт 7) рассчитывается суммарная удельная нагрузка на систему кондиционирования.
Исходные данные:
1. Расчетные трансмиссионные теплопотери при расчетной наружной температуре Qр=Fн*(tв-tн)/R= 2. Среднее значение тепловыделений в течение рабочей недели qср=(qраб*Zраб+qнраб*Zнраб)/168= 3. Продолжительность отопительного периода tн=tв-qвн*Rзд*fзд= 4. Количество дней в отопительном периоде и показатель градусосуток Гс= 1080 [град*сут] - количество градусо-суток в отопительном периоде 5. Трансмиссионные теплопотери за отопительный период составят Qтр=24*Fно*Гс/Rзд = 129600 [кВт*ч] Показатель на 1м отапливаемой площади:
6. Внутренние тепловыделения за отопительный период составят:
qвн=qвн.р.*n*(S/7)= 7. Нагрузка на систему отопления:
Рисунок 4.1 - Внешний вид программы для расчета нагрузки на систему отопления Исходные данные:
Удельные внутренние тепловыделения: в рабочее время, qвн.р.,Вт/м2 1. Среднее значение тепловыделений в течение рабочей недели qср=(qраб*Zраб+qнраб*Zнраб)/168= 2. Продолжительность теплого и переходного периода до температуры:
tн=tв-qвн*Rзд*fзд= где fзд=Fобщ/Fно= 0,8 - показатель компактности здания 3. Количество дней в периоде и показатель градусосуток:
4. Внутренние тепловыделения за теплый и переходный период составят:
qвн=qвн.р.*n*(S/7)= Qвн=qвн.р.*n*(S/7)*Fобщ= 5. Ассимиляция тепловыделений приточным воздухом:
Qвозд=(S/7)*nвент*r*Ср*Lпр*(tвн.расч-tпр) = 127677 [кВт*ч/год] 6. Расчет трансмиссионных теплопотерь в теплый и переходный период 7. Расчет суммарной нагрузки на систему охлаждения Qхол=Qвн-Qвозд-Qтп= qхол=Qхол/Fобщ Рисунок 4.2 - Внешний вид программы для расчета нагрузки на систему холодоснабжения 5 Разработка технической документации на энергосберегающие инженерные системы для административных зданий Техническая документация на энергосберегающие инженерные системы для административныхзданий представлена в дополнительном томе научно-технического отчета – в Приложении А.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. На втором этапе проекта в развитие результатов первого этапа, включающих разработку показателей энергоэффективности зданий и энергосберегающих схемных решений инженерных систем, разработаны математические модели и выполнены расчеты энергетических нагрузок для систем:горячего водоснабжения;
трубопроводных сетей.
2. Математические модели позволяют выполнить расчеты всей номенклатуры показателей энергоэффективности административных зданий:
удельные затраты тепловой энергии на здание (кВт-ч/м2 год);
удельные затраты электрической энергии на здание (кВт-ч/м2 год);
показатель эквивалентности тепловой и электрической энергии ( );
удельный расход тепловой энергии на систему отопления (qот), вентиляцию (qвент), горячее водоснабжение (qГВС) (кВт-ч/м2 год);
удельный расход электрической энергии на освещение (qосв) (кВт-ч/м2 год);
удельный расход электрической энергии на привод вентиляторов (nвент) (кВт-ч/м удельный расход электрической энергии на привод насосов (ny) (кВт-ч/м2 год);
удельный расход электрической энергии на привод оборудования хладоцентра (nх) линейные затраты электрической энергии в трубопроводных системах: водоснабжения (lвс), вентиляции (lвент), отопления (lот), холодоснабжения (lх), приведенные к единице объема рабочей среды (кВт-ч/м3).
Разработанная система показателей является наиболее полной и адекватной для оценки энергоэффективности административных зданий по сравнению с действующими как в отечественной, так и в зарубежной практике.
3. Математические модели позволяют выявить резервы энергосбережения систем инженерного обеспечения и выполнить расчеты показателей годового энергопотребления инновационных решений инженерных систем.
Схемные решения энергосберегающих инженерных систем отопления и теплоснабжения базируются на оригинальных технических решениях зональных периметрально-лучевых систем, обеспечивающих за счет малоинерционности и управляемости снижение теплопотребления до 20В схемных решениях систем вентиляции и кондиционирования предусмотрена утилизация теплоты вытяжного воздуха для подогрева приточного с эффективностью 75-85%. Столь высокая эффективность достигается за счет применения инновационных роторных теплообменников с регулируемой скоростью вращения. Важным элементом системы является возможность влагопереноса до 60-70% из удаляемого воздуха в приточный, при гарантированной защите от переноса загрязняющих веществ в воздушных теплообменивающихся потоках.
Предусмотрены новые схемные решения гибридных, сочетающих естественную и механическую, систем вентиляции с переменных расходом воздуха. Система позволяет максимально использовать естественную вентиляцию при соответствующих погодных условиях, а кроме того, изменять производительность (воздухообмен) при изменении наполняемости рабочих помещений персоналом. Такие схемные решения дают дополнительную экономию тепловой и электрической энергии до 35-40%.
В схемных решениях систем холодоснабжения разработана инновационная система аккумуляции холода в ночное время (по льготному тарифу на электроэнергию) на базе оригинальной конструкции кассетного аккумулятора с линейными контейнерами, заполненными соляным раствором, используемым в качестве рабочей среды с фазовым переходом. Энергоемкость аккумуляторов холода достигает 40 кВт-ч/м3. Новые схемные решения позволяют снизить пиковые нагрузки в 2-2,5 раза и снизить среднесуточное электропотребление на 20-25%.
С целью экономии энергии и воды в схемах холодного и горячего водоснабжения применены:
насосы с частотным регулируемым приводом, позволяющим экономить при переменных режимах водопотребления до 30-35% энергии;
водосберегающая разборная арматура, позволяющая экономить 20-30% воды.
Для административных зданий разработана управляемая схема энергоэффективного освещения с использованием датчиков освещенности и присутствия. В качестве источников света приняты компактные люминесцентные лампы последнего поколения (КЛЛ-4). По сравнению с системами освещения с лампами накаливания энергопотребление снижается до 20-25%.
В работе разработаны схемные решения снижения сетевых энергетических потерь в трубопроводных сетях отопления, водоснабжения, вентиляции, холодоснабжения за счет оптимизации скорости транспортировки рабочей среды и рационального выбора степени централизации систем.
Определены диапазоны оптимальной скорости рабочей среды: для отопления 0,35-0,45 м/с, для холодоснабжения 0,4-0,5 м/ч, для циркуляционного водопровода 0,2-0,25 м/с, для систем вентиляции 3-4 м/с. Оптимизация позволяет примерно вдвое сократить сетевые энергопотери.
4. Новизна научно-технологических решений разработки заключается в:
новом подходе к разработке и проектированию систем инженерного обеспечения зданий как к функционально связанному комплексу технических решений с целевой функцией минимального энергопотребления;
разработке энергосберегающих инженерных систем отопления, теплоснабжения, вентиляции, кондиционирования воздуха, холодоснабжения, холодного и горячего водоснабжения, электроосвещения и методов их расчета;
разработке схемных решений снижения сетевых энергетических потерь в трубопроводных инженерных системах и оценка энергоемкостей сетей.
5. Результаты работы предназначены для использования при проектировании и строительстве новых и реконструируемых административных зданий со снижением энергопотребления на 40-45% по отношению к традиционным современным проектам. Масштабы нового строительства и реконструкции административных зданий составляют около 1.5 млн. м2 в год. Реализация энергосберегающих решений в этих зданиях позволит высвободить до 90 МВт-ч тепловой и до 50 МВт-ч электрической энергии.
Результаты работы применимы к использованию при проектировании и строительстве офисных коммерческих объектов, что при ежегодном вводе в эксплуатацию 8-10 млн. м2 объектов может дополнительно сэкономить до 500 МВт-ч тепловой и до 300 МВт-ч электрической энергии.
Пилотная апробация результатов работы предусмотрена при реальном проектировании двух объектов:
здание Высшего арбитражного Суда РФ (45 тыс. м2);
многофункционального здания «Меркурий Сити Тауэр» (14 участок «Москва-Сити») 6. В рамках проекта разработана проектная документация на инженерные системы многофункционального здания «Меркурий Сити Тауэр».
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
М. М. Бродач. Теплоэнергетическая оптимизация ориентации и размеров здания // Науч.тр. НИИСФ: Тепловой режим и долговечность зданий. М., 1987.
Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002.
Ю. А. Табунщиков. Основы математического моделирования теплового режима здания как единой энергетической системы: Дис. д-ра техн. наук. М.: НИИСФ, 1983.
Ю. А. Табунщиков, Д. Ю. Хромец, Ю. А. Матросов. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1986.
Вытесняющая вентиляция в непроизводственных зданиях: Справочное руководство REHVA. М.: АВОК-ПРЕСС, 2003.
Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач, Н. В. Шилкин. Энергоэффективные здания. М.: АВОКПРЕСС, 2003.
Бродач М.М. Энергетический паспорт зданий / АВОК, 1993, № 1/2.
Труды научно-технической конференции РААиСН "Строительная теплофизика и энергосбережение здания", 1966-2000.
Комплект учебников и учебных пособий по специальности "Теплогазоснабжение и вентиляция (ТГВ)". (Строительная теплофизика. Отопление. Вентиляция. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. Основы автоматики систем ТГВ. Теплоснабжение. Теплогенерирующие установки). МИСИ, 1980-1993.
10. Труды Съездов АВОК, 1990-2000.
11. Труды конгресса "Клима - 2000", 1982-1998.
12. Труды семинара-выставки "Москва - энергоэффективный город", 1992-2000.
13. Трубы конгресса "Внутренний воздух, качество и комфорт", 1990-1999.
14. Труды конгресса "Здоровое здание", 1990-1999.
15. Журналы "АВОК", 1993-2000.
16. Научно-технический отчет по теме критической технологии снижения энергозатрат вновь возводимых и реконструируемых зданий. НИИСФ РААиСН, 1997.
17. Богословский В. Н. Аспекты создания здания с эффективным использованием энергии / AВОК №5/2000.
18. Шилкин Н. В. Здание высоких технологий / AВОК №7/2003.
19. Табунщиков Ю. А., Бродач М. М. Научные основы проектирования энергоэффективных зданий/ AВОК №1/1998.
20. Граник Ю. Г., Магай А. А., Беляев В. С. Конструкции наружных ограждений и инженерные системы в новых типах энергоэффективных жилых зданий / Энергосбережение №5/2003.
21. Шарипов А. Я., Силин В. М. Энергосберегающие и энергоэффективные технологии – основа энергетической безопасности / AВОК №4/2006.
22. Табунщиков Ю. А. Интеллектуальные здания / AВОК №3/2001.
23. Табунщиков Ю. А. Мировой взгляд на строительную энергетику и энергосбережение / AВОК №6/2007.
24. Гертис К. Здания XXI века – здания с нулевым потреблением энергии / Энергосбережение №3/2007.
25. Максименко В. А., Вроблевский Р. В. Мировые тенденции и перспективы развития строительства интеллектуальных зданий в России / AВОК №6/2005.
26. Муравьев В. В., Фрейдман А. В., Баранов А. А. Интеллектуальные здания и новейшие технологии инженерного обеспечения и автоматизации при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений / Энергосбережение №5/2002.
27. Дегтев Г. В. Территориальные аспекты энергосбережения в коммунальном хозяйстве крупного города /Энергосбережение. 2001. № 6.
28. Гашо Е. Г., Спиридонов А. Г. Функциональные особенности отопительных систем и комплексная оценка их эффективности /Новости теплоснабжения. 2001. № 3.
29. Байдаков С. Л., Рогалев Н. Д. Комплексный территориальный подход к повышению энергетической эффективности коммунального хозяйства города / Энергосбережение №1/2002.
30. Лешко М. Ю. Влияние конструктивных особенностей воздухораспределительных устройств на генерируемый шум / AВОК №5/2005.
31. Поз М. Я., Кац Р. Д., Лесков Э. А., Лешко М. Ю. Исследования аэродинамических и акустических характеристик высокоскоростных воздуховыпускных устройств в системах вентиляции и кондиционирования воздуха // Водоснабжение и санитарная техника. 1980. № 3.
С. 26–28.
32. Тарнопольский М. Д., Салихов А. А., Гомберг С. Л., Алесковский В. Н., Лесков Э. А., Лешко М. Ю. Воздухораспределители спортивного комплекса «Олимпийский» // Водоснабжение и санитарная техника, 1983. № 4. С. 17–19.
33. Табунщиков Ю. А. От энергоэффективных к жизнеудерживающим зданиям / AВОК №3/2003.
34. Табунщиков Ю. А., Шилкин Н. В., Бродач М. М. Энергоэффективное высотное здание / AВОК №3/2002.
35. Шилькрот Е. О. Эффективность систем отопления и вентиляции зданий / AВОК №4/2003.
36. Рысин С. А. Вентиляционные установки машиностроительных заводов. Справочник. – М.:
Машгиз, 1961.
37. Шилькрот Е. О. Эффективное использование энергии – где и как? / AВОК №7/2006.
38. Булгаков С.Н. Энергоэффективные строительные системы и технологии / AВОК №2/1999.
39. В.Н. Богословский “Три аспекта создания здания с эффективным использованием энергии.” М., АВОК, № 3, 1998 г.
40. Х. Шпербер “Постановление о тепловой защите зданий. Новый подход к вопросу о техническом оборудовании зданий.” Бонн, 1996 г., Издательство Союза немецких инженеров.
41. М.М. Грудзинский, В.И. Ливчак, Поз М.Я. “Отопительно-вентиляционные системы зданий повышенной этажности.” М., Стройиздат, 1982 г.
42. В.И. Ливчак, А.Н. Дмитриев.О нормировании тепловой защиты жилых зданий / М., АВОК, № 3, 1997 г.
43. Табунщиков Ю. А. Энергоэффективное здание как критерий мастерства архитектора и инженера / AВОК №2/2001.
44. Аванесов М. П., Римшин В. И. Энергосбережение: проблемы, опыт, перспективы / AВОК №2/1998.
45. Булгаков С.Н. Энергосберегающие технологии вторичной застройки реконструируемых жилых кварталов / AВОК №2/1998.
46. Волынский Б. Н. Kонструктивные решения энергосберегающих зданий / Энергосбережение №3/2001.
47. Смотрелкин В. М. Городская система управления энергоэффективностью и энергосбережением / Энергосбережение №3/2008.
48. Хихлуха Л. В. Oстекление зданий: энергоэффективность и микроклимат / Энергосбережение №3/2001.
49. Табунщиков Ю. А., Бродач М. М., Шилкин Н. В. Энергоснабжение высотного здания с использованием топливных элементов / AВОК №3/2003.
50. Ливчак В. И. Энергосбережение при строительстве и реконструкции жилых зданий в России / Энергосбережение №5/2001.
51. Дыховичная Н. А. Опыт ЦНИИЭП жилища по совершенствованию типовых проектов жилых домов в части повышения их теплозащиты //«Энергосбережение» 2007, № 6, с. 68–70.
52. Совершенствование проектных решений жилых и общественных зданий в части экономии топливно-энергетических ресурсов: Материалы Всесоюзного совещания. – М. ВДНХ СССР, 1980. – С. 21–24.
53. Грудзинский М. М. Совершенствование проектных решений жилых и общественных зданий, строящихся в Москве, в части экономии топливно-энергетических ресурсов / Энергосбережение №7/2007.
54. Фортов Е. В. Энергосбережение – перспективный вид бизнеса [Текст] / В. Е. Фортов // Энергополис. – 2009. – № 1–2.
55. Табунщиков Ю. А. Выученные и невыученные уроки энергосбережения [Текст] / Ю. А.
Табунщиков // Энергосбережение. – 2009. – № 1.
56. О городской целевой программе «Энергосбережение в г. Москве на 2009–2011 годы и на перспективу до 2020 года» [Текст] // Энергосбережение. – 2008. – № 7.
57. Оглоблина М. Е. Экономическая стратегия энергосберегающей политики / Энергосбережение №1/2009.
58. Гертис К. Cтеклянные двойные фасады. Имеют ли смысл, с точки зрения строительной физики, новые разработки фасадов? / AВОК №7/2003.
59. Васильев И.К., Малявина Е.Г. Инженерные системы жилых зданий со свободной планировкой квартир / AВОК №2/1999.
60. Васильев Г.П. Энергоэффективные здания с теплонасосными системами теплоснабжения // ЖКХ. 2002. №12.
61. Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергетических ресурсов и нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Москомархитектура. ГУП "НИАЦ", 2001.
62. Энергоэффективный жилой дом в Москве // АВОК. 1999. № 4.
63. Васильев Г. П. Энергоэффективный экспериментальный жилой дом в микрорайоне Никулино-2 // АВОК. 2002. № 4.
64. Васильев Г. П., Шилкин Н. В. Использование низкопотенциальной тепловой энергии земли в теплонасосных системах / AВОК №2/2003.
65. Граник Ю. Г., Магай А. А., Беляев В. С. Конструкции наружных ограждений и инженерные системы в новых типах энергоэффективных жилых зданий / Энергосбережение №5/2003.
66. Лешко М. Ю. Влияние конструктивных особенностей воздухораспределительных устройств на генерируемый шум / AВОК №5/2005.
67. Дегтев Г. В. Территориальные аспекты энергосбережения в коммунальном хозяйстве крупного города //Энергосбережение. 2001. № 6.
68. Гашо Е. Г., Спиридонов А. Г. Функциональные особенности отопительных систем и комплексная оценка их эффективности //Новости теплоснабжения. 2001. № 3.
69. Байдаков С. Л., Рогалев Н. Д. Комплексный территориальный подход к повышению энергетической эффективности коммунального хозяйства города / Энергосбережение №1/2002.
70. Бродач М. М., Шилкин Н. В. Многоэтажное энергоэффективное жилое здание в НьюЙорке / AВОК №4/2003.
71. Граник Ю. Г., Магай А. А., Беляев В. С. Объемно-планировочные решения при формировании новых типов энергоэффективных жилых зданий / Энергосбережение №4/2003.
72. Аллард Ф., Сеппанен О. Политика Европы в области повышения энергетической эффективности зданий / Энергосбережение №6/2008.
73. Реформа ЖКХ уперлась в тарифы на услуги?! Трубопроводы и экология, № 2, 2003, с. 7– 74. Сирота М. Н. Реформы систем водоснабжения и канализации. Водоснабжение и санитарная техника. 2004, № 6, с.6–9.
75. Ромейко В. С. Реформа в жилье– чистая вода, надежное тепло и… пластмассовые трубы.
Трубопроводы и экология, № 2, 2003, с. 2–3.
76. Храменков С. В., Примин О. Г, Орлов В. А. Бестраншейные методы восстановления трубопроводов. М. Изд-во Прима–Пресс – М. 2002, 284 с.
77. Выставка «Реконструкция, ремонт и строительство трубопроводов. Трубопроводы и экология, № 1, 2003, с. 4–6.
78. Бухин В. Е. Современная экология и трубопроводы. Трубопроводы и экология, № 2, 2003, 79. Харькин В. А. Замена трубопроводов из традиционных материалов на пластмассовые.
ROBT, 2002, № 1, с. 20–23.
80. Устюгова О. В. Трубопроводы из полимерных материалов: качество, надежность, долговечность. Трубопроводы и экология, № 3, 2003, с. 3–4.
81. Отставнов А. А. Харькин В. А., Орлов В. А. К технико-экономическому обоснованию выбора способа бестраншейной реконструкции ветхих водопроводов. Сантехника, № 3, 2004, с. 34–36.
82. Ширяев В. А. О практике применения труб из полимерных материалов в инженерных сетях. Трубопроводы и экология, № 2, 2003, с. 5–6.
83. Отставнов А. А. СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ – ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАДАЧ РЕФОРМЫ ЖКХ / Сантехника №4/2004.
84. Шарупич Т. С. Экспериментальный жилой дом / AВОК №5/2005.
85. Стивен М. Энергетические и экологические характеристики зданий:
исследование REHVA / Энергосбережение №5/2009.
86. Шарипов А. Я. Энергоэффективные и энергосберегающие технологии в системе теплоснабжения жилого района Куркино г. Москвы / Энергосбережение №5/2001.
87. Наумов А. Л. Совершенствование систем отопления / AВОК №1/1990, с. 20.
88. Наумов А. Л., Шилькрот Е. О. Повышение эффективности отопления и вентиляции / AВОК №1-2/1993, с. 10.
89. Наумов А. Л. Инженерные системы индивидуальных домов / AВОК №1/1997, с. 15.
90. Васильев Г. П., Наумов А. Л., Табунщиков Ю. А. энергоэффективный жилой дом в Москве (2 часть) / AВОК №4/1999, с. 4.
91. Наумов А. Л. Тенденции развития теплоснабжения в России / AВОК №6/2001, с. 4.
92. Шилькрот Е. О. Качество микроклимата и энергосбережение – стратегические задачи «АВОК» / AВОК №4/2002, с. 6.
93. Наумов А. Л. Концепция научно-методологического сопровождения реформы теплоэнергетики жилищно-коммунального хозяйства / AВОК №6/2002, с. 6.
94. Шилькрот Е. О., Живов А. М. распространение воздуха и загрязняющих веществ в зданиях и помещениях / AВОК №6/2003, с. 28.
95. Наумов А. Л., Реутов Б. Ф., Абрамченко А. П. Пыжов И. Н. теплоэнергетический мониторинг – инструмент объективной оценки технологий теплоснабжения / AВОК №61/2003, с.
96. Лифчак И. Ф., Наумов А. Л. Регулируемая вентиляция жилых многоэтажных зданий / AВОК №5/2004, с. 8.
97. Наумов А. Л. Выбор энергоэффективных систем кондиионирования воздуха офисных зданий / AВОК №5/2005, с. 20.
98. Наумов А. Л. К вопросу о перспективах развития инженерных систем зданий / Энергосбережение №4/2000, с. 24.
99. Наумов А. Л. Энергоаудит – инструмент энергосбережения / Энергосбережение №4/2000, 100. Мельникова Е. А. Оптимизация гидравлической схемы системы отопления / Энергосбережение №2/2004, с. 42.
101. Лифчак И. Ф., Наумов А. Л. Вентиляция многоэтажных жилых зданий / Авок-пресс, 2005г.
102. Наумов А. Л., Мельникова Е. А. регулирование воздушно-теплового режима квартиры / Промышленное и гражданское строительство №6/2004.
103. COOL APPLIENCES, OESD, 2003.
УДК 696/697-021.27; 628.1/.2-021.27 Экз. № _ Номер гос. регистрации 01200958924 Архивный № Инв.
УТВЕРЖДАЮ
ПО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
«РАЗРАБОТКА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОЗДАНИЮ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЙ»
в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы»Этап II: «Разработка математической модели здания с энергопотребляющими системами, методы их Техническая документация на энергосберегающие системы Руководитель работ: _ А.Л. Наумов
СОДЕРЖАНИЕ
Лист 1. Принципиальная схема ИТП Лист 2. Планы расстановки оборудования ИТП Лист 3. План типового офисного этажа с системами отопления Лист 4. Схема системы отопления Лист 5. Узлы подключения распределительных гребенок системы отопления Лист 6. План технического этажа на отм. 57, Лист 7. План технического этажа на отм. 61,95 и 61, Лист 8. План систем тепло холодоснабжения на отм.57, Лист 9. План технического этажа на отм.182,04 с системами вентиляции.Лист 10. План систем вентиляции технического этажа на отм.181,1.
Лист 11. План систем тепло и холодоснабжения на отм.182, Лист 12. Схема теплоснабжения приточных установок Лист 13. Схема холодоснабжения приточных установок Лист 14. Принципиальная схема холодильного центра № Лист15. План расположения холодильного оборудования на отм. 53, Лист16. План расположения холодильного оборудования на отм. 57, Лист17. План расположения холодильного оборудования на отм. 61, Лист18. Схема систем холодоснабжения фанкойлов офисных этажей (начало) Лист19. Схема систем холодоснабжения фанкойлов офисных этажей (продолжение) Лист20. Принципиальная схема насосной станции водоснабжения Лист21. План технического этажа на отм.57,72 с сетями водопровода.
Лист22. План техэтажа на отм.57,72 с сетями канализации Лист23. План техэтажа на отм.61,15 с сетями канализации Лист24. Схема систем горячего и холодного водоснабжения офисных этажей Лист25. Схема систем горячего и холодного водоснабжения офисных этажей(стояки) Номер гос. регистрации 01200958924 Зам. Генерального директора
ПО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
«РАЗРАБОТКА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОЗДАНИЮ
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ
АДМИНИСТРАТИВНЫХ ЗДАНИЙ»
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы»Этап III: «Разработка алгоритмов интегрального управления
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
Должность, звание Подпись, дата ФИО, главы отчета монтажного отделаРЕФЕРАТ
Отчет 97 с., 36 рисунков, 13 таблиц, 110 источников, 1 приложение.
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ, ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ЗДАНИЯ, ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ, АЛГОРИТМ РЕГУЛИРОВАНИЯ, АВТОМАТИЗАЦИЯ, ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ, МОНИТОРИНГ, СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЗДАНИЕМ, ДАТЧИКИ, КОНТРОЛЛЕР, СЕРВЕР, УДАЛЕННЫЙ ДОСТУП, ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, РЕГУЛИРУЮЩИЕ И БАЛАНСИРОВОЧНЫЕ КЛАПАНЫ.
В отчете представлены материалы по следующим разделам:Разработка интегральной схемы управления энергосберегающими системами.
Разработка алгоритмов и схем локальной автоматизации инженерных систем.
Разработка алгоритмов интегрального управления, автоматизации диспетчеризации и мониторинга инженерными системами.
Разработка технического задания на рабочую документацию по инженерным системам административных зданий.
Технико-экономическая оценка рыночного потенциала энергосбережения административных зданий.
Разработанные инновационные технологии позволяют сократить энергопотребление в системах инженерного обеспечения административных зданий на 40% за счет регулирования переменного воздушно-теплового режима зданий из условий фактической заполняемости помещений персоналом вместо традиционной модели поддержания стабильного режима по расчетным нагрузкам.
Разработки применены при проектировании многофункционального офисного комплекса «Меркурий Сити Тауэр» и при разработке технического задания на новое здание Высшего Арбитражного Суда РФ.