Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член
Summary:

Энергосберегающая система рекуперации теплоты вновь строящегося перинатального центра

Energy Saving Heat Recuperation System in a New Perinatal Center

O.Ya. Kokorin, Professor, Doctor of Engineering, Moscow State University of Civil Engineering
A. P. Inkov, Candidate off Engineering, Director of LLC “Ecoterm”
N. V. Tovaras, Candidate of Engineering, General Director of LLC “NPF Himholodservice”

Keywords: heat recuperation, energy efficiency, heat supply, air exchange, exhaust air heat recuperation

Two-stage design of large facilities frequently leads to situations when design documents for “General design” and “Detailed design” stages are prepared by two different organizations. At the same time, specifications for connection to the heating networks are defined and approved during the first stage of the project, and further modification of the specifications, if needed, bears financial, time and organizational costs. One of the ways to avoid this problem is by using energy saving technologies in the project, that allow for more efficient use of the thermal energy received from the district networks for the building utility systems.

Описание:

При двухстадийном проектировании крупных объектов нередко возникают ситуации, когда разработка проектной документации на стадиях «Проект» и «Рабочая документация» выполняются разными организациями. При этом технические условия (ТУ) на подключение к тепловым сетям определяются и утверждаются на первой стадии проекта и корректировка ТУ при необходимости в дальнейшем связана с финансовыми, временными и организационными издержками. Одним из путей выхода из этой проблемы является использование в проекте энергосберегающих технологий, позволяющих более эффективно использовать полученную из городских сетей тепловую энергию для нужд инженерных систем здания.

Энергосберегающая система рекуперации теплоты строящегося перинатального центра

При двухстадийном проектировании крупных объектов нередко возникают ситуации, когда разработка проектной документации на стадиях «Проект» и «Рабочая документация» выполняется разными организациями. При этом технические условия (ТУ) на подключение к тепловым сетям определяются и утверждаются на первой стадии проекта и корректировка ТУ при необходимости в дальнейшем связана с финансовыми, временными и организационными издержками. Одним из путей выхода из этой проблемы является использование в проекте энергосберегающих технологий, позволяющих более эффективно использовать полученную из городских сетей тепловую энергию для нужд инженерных систем здания.

В соответствии с действующими Техническими условиями № МТК-06/2111 от 22 ноября 2010 года теплоснабжение вновь строящегося здания Федерального перинатального центра общей площадью 25 тыс. м2, расположенного по адресу Москва, ЮЗАО, ул. Академика Опарина, вл. 4, предусматривается в количестве:

  • на систему вентиляции – 2,184 Гкал/ч;
  • на систему отопления – 0,336 Гкал/ч;
  • на горячее водоснабжение – 0,51 Гкал/ч;
  • итого общий расход тепловой энергии – 3,028 Гкал/ч.

Расчеты системы вентиляции, выполненные на стадии рабочего проектирования, показали, что теплопотребление только системы вентиляции, запроектированной по традиционной схеме, без рекуперации тепловой энергии, составляет 3 474 кВт (3,00 Гкал/ч), что значительно превышает лимит тепловой энергии по действующим техническим условиям. Чтобы уложиться в выделенный лимит и снизить требуемую тепловую нагрузку на вентиляцию от тепловых сетей, необходимо использовать в проекте современные энергосберегающие решения.

Общий воздухообмен в различных помещениях центра в соответствии с нормативными требованиями [1] достигает 212 тыс. м3/ч, при этом воздухообмен в чистых помещениях равен 68 тыс. м3/ч. В принятых проектных решениях все вентиляционное оборудование было разделено на две большие группы: вентиляционное оборудование, которое обслуживает общеобменную вентиляцию, и вентиляционное оборудование, которое обслуживает чистые помещения. Перечень оборудования, вошедшего в первую (установки П1–П19, П31) и вторую (установки П21–П30, П32–П34) группы, представлен в табл. 1.

Таблица 1
Общеобменные приточные установки
Система Расход
воздуха,
м3
Утилизаци-
онный
агрегат
Блокировки
с вытяжными вентиляторами
П1 3 100 В1
П2 4 530 А2 В13, В25, В26
П3 10 650 А3 В22, В64, В71, В76, В84, В123
П4 3 920 А4 В2, В10, В85
П5 6 030 А5 В34, В35, В44, В59, В70, В81, В83, В92
П6 4 910 А6 В37
П7 9 680 А7 В15, В16, В56, В66, В60, В58, В17
П8 14 300 А8 В5, В 7, В 7, В 20, В 21, В 23, В 40, В 52, В55, В124
П9 6 930 А9 В9*, В93, В94
П10 13 000 А10 В27, В31, В45
П11 9 800 А11 В19, В38, В39, В49, В50, В51
П12 11 500 А12 В11, В12, В14, В24, В41, В42, В53, В54, В63, В75
П13 9 000 А13 В18, В32, В33
П14 11 000 А14 В3
П15 7 500 А15 В29, В30, В46, В48, В57, В72, В79
П16 4 500 А16 В62
П17 4 500 А17 В28, В82, В78
П18 4 000 А18 В4, В5, В8, В36, В73, В74
П19 4 000 А19 В57, В80, В100
П31 1 980 А31
Приточные установки чистых помещений
Система Расход
воздуха,
м3
Количество
теплоты от
ИТП, кВт
Блокировки с
вытяжными вентиляторами
П21 4 660 78,5 В114, В115
П22 4 660 78,5 В116, В117
П23 4 660 78,5 В118, В119
П24 4 660 78,5 В120, В121
П25 4 660 78,5 В95, В96
П26 8 100 138,5 В103
П27 2 100 35,5 В102
П28 9 200 155,1 В108
П29 9 200 155,1 В109
П30 9 200 155,1 В110
П32 2 200 37,6 В105
П33 2 200 37,6 В106
П34 2 600 43,8 В107

Утилизация теплоты вытяжного воздуха осуществляется только в установках первой группы, центральные кондиционеры второй группы оборудования работают по традиционной схеме обработки воздуха для чистых помещений, без утилизации теплоты вытяжного воздуха, с целью их упрощения и повышения надежности работы. В табл. 1 также указано, с какими вытяжными вентиляционными установками сблокированы приточные установки, а также указаны специальные агрегаты (обозначенные как установки А), обеспечивающие утилизацию теплоты вытяжного воздуха.

Предлагаемое проектное решение предусматривает двухступенчатую рекуперацию теплоты вытяжного вентиляционного воздуха в холодное время года:

  • первая ступень рекуперации основана на использовании насосной циркуляции промежуточного теплоносителя;
  • вторая ступень основана на использовании работы холодильного оборудования системы кондиционирования зимой в режиме теплового насоса. Принципиальная схема систем холодоснабжения и второй ступени рекуперации теплоты прилагается (рис. 1).

Рисунок 1 (подробнее)

Принципиальная схема систем холодоснабжения и второй ступени рекуперации теплоты

Рисунок 2 (подробнее)

Схема зимней работы приточно-вытяжных установок

Первая ступень рекуперации (рис. 2) использует систему насосной циркуляции промежуточного теплоносителя. Первая ступень имеет два теплообменных аппарата, один из них (теплоизвлекающий) расположен в приточной установке П2…П19, П31, а другой (тепловозвращающий) – в вытяжном агрегате А2…А19, А31, между которыми циркулирует промежуточный теплоноситель (пропиленгликоль 40 %). Расчетная температура воздуха, поступающего в зимнее время года в приточную установку, равна –28 °C. Вытяжные агрегаты-утилизаторы А2…А19, А31 объединяют один или несколько вытяжных вентиляторов (до 10 штук), имеют свою вентиляторную секцию, а также два теплоизвлекающих теплообменника-рекуператора (первой и второй ступеней соответственно). Для передачи теплоты от вытяжных агрегатов к приточным установкам в зимнее время года используется только одна из трех холодильных машин, работающая в режиме теплового насоса (см. рис. 1, 2).

В зимнее время в автоматическом режиме запускается только одна из трех холодильных машин, поддерживающая температуру промежуточного хладоносителя –5 °C в коллекторе подачи и температуру теплоносителя +35 °C в контуре конденсации. Теплота конденсации от холодильной машины используется для нагрева воздуха во втором теплоотдающем теплообменнике приточных установок. В табл. 2 представлены сводные данные о рекуперации теплоты в первой и второй ступенях приточных установок П2…П19, П31. Окончательный догрев приточного воздуха осуществляется в калорифере, где используется горячая вода от ИТП.

Таблица 2 (подробнее)

Приточные установки с теплоутилизацией П2...П19, П31

В результате утилизации теплоты в первом контуре в холодный период года суммарная экономия тепловой энергии составляет 702 кВт. В результате утилизации теплоты во втором контуре в холодный период года суммарная экономия тепловой энергии составляет 557 кВт. При этом потребление тепловой энергии от ИТП для окончательного догрева воздуха в приточных установках составляет 1 065 кВт. Общая экономия тепловой энергии на систему вентиляции составляет 1 259 кВт (1,09 Гкал/ч).

В теплое время года все три машины работают в автоматическом режиме, поддерживая температуру хладоносителя (пропиленгликоль 40 %) +3 °C в коллекторе подачи. Вырабатываемый холод подается только на центральные кондиционеры чистых помещений и фэнкойлы, общее количество которых в здании достигает 287 штук.

Следует отметить, что подобные системы рекуперации уже используются на практике с 80-х годов прошлого века, показали высокую надежность и работоспособность [2]. Например, подобная система была реализована в здании Совета Федерации в Москве. К достоинствам такой системы относится то, что не происходит резкого увеличения стоимости оборудования, т. к. зимой используются те же холодильные машины, что и в системе кондиционирования воздуха в летнее время, только в другом режиме. При этом существенного увеличения электропотребления также не происходит.

Использование в проекте двухступенчатой рекуперации теплоты вытяжного воздуха позволяет уменьшить теплопотребление системы вентиляции от наружных тепловых сетей до 2 215 кВт (1,91 Гкал/ч), что вписывается в действующие технические условия и не требует их пересогласования.

Литература

  1. СанПиН 2.1.3.2630–10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность».
  2. Кокорин О. Я. Энергосберегающие технологии функционирования систем вентиляции, отопления, кондиционирования воздуха (систем ВОК) М. : Проспект, 1999.

Авторы статьи выражают благодарность за помощь при оформлении и подготовке статьи к печати инженеру ООО «ЭКОТЕРМ» Д.Л. Зайцеву и ведущему специалисту ООО «НПФ «Химхолодсервис» П.В. Козлову

купить online журнал подписаться на журнал
Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №2'2015

распечатать статью распечатать статью PDF pdf версия


Статьи по теме

Реклама
Реклама на нашем сайте
Яндекс цитирования

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте