Энергоэффективные системы отопления вентиляции и кондиционирования воздуха в современном строительстве

 

Энергоэффективные системы отопления вентиляции и кондиционирования воздуха в современном строительстве

Статья рассказывает, как инженеру ОВиК проектировать энергоэффективные системы в 2023 году

Строительство

В связи с ростом стоимости топлива и возникновением экологических проблем, снижение энергопотребления систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) становится все более важным.

Поэтому непрерывным заданием для исследователей является поиск новых способов снижения энергопотребления в зданиях, при этом не ущемляя комфорт и качество воздуха в помещении.

Одним из проверенных методов повышение энергетической эффективности в HVAC является проектирование систем с использованием новых конфигураций существующих компонентов. Каждая отдельная дисциплина в области HVAC имеет свои специфические требования к проектированию, и каждая из них предоставляет возможности для экономии энергии.

Энергоэффективность зданий и класс энергоэффективности

Классификация энергоэффективности зданий определяет, насколько эффективно они используют тепловую и электрическую энергию во время эксплуатации.

Существует пять классов энергоэффективности, обозначаемых латинскими буквами: A, B, C, D и E.

Класс A является наивысшим, указывая на высокую энергоэффективность здания.

Класс E является наименьшим, указывая на более низкую энергоэффективность здания.

Класс энергоэффективности эксплуатируемого здания определяется на основе следующих факторов:

  • Фактический расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
  • Фактический расход электрической энергии на общедомовые нужды.

Чем больше здание потребляет тепла и электрической энергии по сравнению с базовым зданием, характерным для данного региона, тем ниже будет класс энергоэффективности такого здания.

Информация о показателях здания и его классе энергоэффективности должна быть занесена в ГИС ЖКХ (Государственную информационную систему жилищно-коммунального хозяйства).

Класс энергоэффективности здания действует в течение 5 лет, после чего требуется переоценка и обновление классификации.

Скачать бесплатно таблицу классов энергоэффективности здания с комментарием по классу

Энергоэффективная система вентиляции и система рекуперации тепла

Во время проветривания помещения не только выводится отработанный воздух, но также теряется часть тепловой энергии. В результате этого зимой увеличиваются расходы на энергоресурсы.

Однако, чтобы снизить ненужные затраты, не ущемляя качество воздухообмена, можно использовать технологию рекуперации тепла в централизованных и локальных системах вентиляции.

Для восстановления тепловой энергии применяются различные типы теплообменников, такие как рекуператоры.

Системы рекуперации тепла представляют собой эффективное решение для снижения энергопотребления в системах HVAC зданий.

Регенерация энергии осуществляется с помощью специального рекуперационного теплообменника.

Читать статью  Противодымная вентиляция

Это устройство включает в себя теплообменный элемент и вентиляторы для направления воздушных потоков в разные направления.

Для контроля качества подачи воздуха и управления процессом используется система автоматики.

Конструкция теплообменника разработана таким образом, чтобы приточные и вытягиваемые потоки находились в отдельных отсеках и не смешивались.

Теплоутилизация происходит через стенки теплообменника.

Использование рекуперации тепла особенно актуально для зданий с принудительным выводом воздуха.

Обычно это малоинерционные конструкции, построенные с применением инновационных теплоизоляционных технологий, таких как дома из сэндвич-панелей, газосиликатных плит или пеноблоков.

В таких зданиях стены плохо задерживают тепло, а естественный воздухообмен является неэффективным.

Однако проблемы с циркуляцией воздуха также характерны для «традиционных» строений из кирпича и бетона.

Показатель КПД (коэффициент полезного действия) вентиляционной рекуперации тепла может быть следующим:

  • 0%: В случае открытого окна, теплый воздух уходит в атмосферу, а холодный воздух проникает внутрь помещения, что приводит к снижению температуры внутри.
  • 100%: Практически невозможно достичь полного разогрева приточного воздуха до температуры «отработки».
  • 30-90%: Это допустимый диапазон, где рекуперация с эффективностью 60% и более считается хорошей, а КПД свыше 80% является отличным показателем эффективности теплообмена.

Эффективность системы рекуперации зависит от типа использованного рекуператора, размеров помещения и объема воздуха, который циркулирует.

В любом случае, даже при КПД в 30%, использование рекуперационной вентиляции оказывается более выгодным, чем отсутствие такой системы. Кроме значительной экономии энергоресурсов, рекуперация тепла также улучшает общий микроклимат в помещении.

Мероприятия по повышению энергоэффективности или учет тепловой энергии

Повышение энергоэффективности системы теплоснабжения возможно с помощью простых и комплексных мероприятий.

Вот несколько простых мероприятий, с которых стоит начать:

1) Установка балансировочных вентилей.

2) Периодическая балансировка системы отопления.

3) Установка дверей в проемах подвальных помещений.

4) Установка дверей в проемах чердачных помещений.

5) Заделка и герметизация оконных блоков.

6) Установка приборов учета тепловой энергии.

7) Установка локальных систем регулирования отопления.

8) Оптимизация гидравлических режимов теплосетей.

9) Сокращение потерь из-за незаконных сливов теплоносителя.

Для предотвращения значительных финансовых потерь необходимо заблаговременно установить высокоэффективный тепловой узел в доме, который автоматически будет регулировать любые изменения и подбирать оптимальное соотношение температуры теплоносителя.

Тепловые узлы обычно разрабатываются инженерами hvac или инженерами отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВИК).

Проектирование тепловых узлов представляет собой одну из первоначальных стадий строительства и учета тепла.

Разработка проекта теплового узла необходима для получения согласования со стороной, предоставляющей тепло.

На данном этапе выполняются соответствующие расчеты, осуществляется выбор необходимого оборудования и определяется объем монтажных работ.

Узлы учета тепла обладают функцией автоматической самодиагностики и автокалибровки. Они способны обнаруживать возможные нарушения работы системы теплоснабжения и собственных узлов, а также отслеживать время отключения питания прибора от сети.

Это помогает предотвращать несанкционированное вмешательство в процесс учета тепловой энергии.

Читать статью  Не работает вентиляция в квартире

Теплосчетчик – это прибор, который используется для измерения отдаваемой или расходуемой тепловой энергии теплоносителем.

Он представляет собой единую конструкцию, которая позволяет определить количество тепла, полученного или отпущенного за определенный период времени.

Теплосчетчик включает в себя несколько компонентов:

  • Тепловычислитель, который осуществляет расчет количества теплоты на основе информации о массе, температуре и давлении теплоносителя.
  • Преобразователи расхода (расходомеры), которые используются для измерения расхода теплоносителя.
  • Преобразователи температуры, такие как термоэлектрические термометры и термометры сопротивления.
  • Преобразователи давления, которые применяются на объектах с тепловой нагрузкой свыше 0,5 Гкал/час.

Все эти приборы, используемые для коммерческого учета теплоносителей, должны полностью соответствовать метрологическим требованиям при заданных условиях эксплуатации.

Скачать бесплатно СП 60 Отопление Вентиляция и Кондиционирование, для проектировщика ОВИК

Использование возобновляемых источников энергии

Солнечная энергия является одним из возобновляемых альтернативных источников энергии. Приборы, работающие от солнечной энергии, могут быть классифицированы на два типа:

  1. Приборы, функционирующие исключительно на энергии солнца.
  1. Приборы, использующие дополнительную электроэнергию для работы.

Солнечные батареи или коллекторы являются примером таких приборов. Они оборудованы вентилятором и устанавливаются на южной стороне крыши, чтобы получить максимальное количество солнечных лучей.

Работа этих приборов автоматизирована: при снижении температуры воздуха, он проходит через нагревательный модуль и нагревается с помощью вентилятора. Одной солнечной батареи достаточно для обогрева площади до 35-40 м².

Для отопления всего дома могут потребоваться несколько воздушных солнечных коллекторов.

Также существуют воздушно-водяные коллекторы, которые работают по тому же принципу, но прогревают воду в баке. Если температура нагрева достаточно высока, коллектор можно подключить к системе теплого пола.

Эти технологии позволяют использовать солнечную энергию для обогрева помещений и снижения зависимости от традиционных источников энергии.

Энергоэффективные системы отопления и снижение теплопотерь

Для энергосберегающего дома нужны:

1) хорошая теплоизоляция, (тепловая изоляция трубопроводов, тепловая изоляция воздуховодов, конструкций). Также необходимо рассчитывать теплопотери ограждающих конструкций.

2) качественные окна,

4) вентиляционные установки,

5) отсутствие тепловых мостов и т.д.

Если говорить об энергосберегающих системах отопления, то сюда можно отнести следующее отопительное оборудование:

  • электрические конвекторы нового поколения;
  • инфракрасные обогреватели;
  • тепловые панели;
  • тепловые насосы;
  • солнечные батареи;
  • кварцевые отопительные приборы;
  • индукционные котлы;
  • пленочные обогреватели.

Желательно, чтобы все эти приборы были интегрированы в систему умного дома.

Не у всех энергосберегающих отопительных систем есть такая возможность.

Системы инфракрасного обогрева – классические и ПЛЭН

Инфракрасные обогреватели – это хороший вариант для отопления помещения, но стоит оговориться, что при использовании этих приборов есть свои нюансы.

Читать статью  Вентиляция аккумуляторной

Суть работы инфракрасного обогревателя заключается в распространении инфракрасного излучения на стоящие рядом предметы.

Само излучение ощутить нельзя, тепло в помещение поступает от нагретых им предметов. КПД таких приборов равен примерно 98-99%.

Они отдают практически столько же энергии, сколько и получают.

Чаще всего инфракрасные отопительные приборы размещаются на потолке, так они могут прогреть максимальное количество предметов и, соответственно, быстрее прогреется само помещение.

Индукционные электрокотлы являются энергосберегающими системами благодаря их экономичному потреблению электроэнергии и высокому КПД.

Этот тип оборудования занимает небольшое пространство, но его дизайн предполагает скрытое размещение.

Работа индукционного электрокотла основана на принципе электромагнитной индукции. Состоит он из корпуса, металлической катушки, через которую проходит электрический ток, и стержня, находящегося внутри катушки, который под воздействием индукции нагревается и отдает тепло.

В данном случае вода, являющаяся теплоносителем, не прямо соприкасается с нагревательным элементом, что обеспечивает длительный срок службы индукционного котла.

Такие котлы могут использоваться для отопления не только домов и квартир, но и хозяйственных помещений.

Тепловой насос представляет собой еще один энергоэффективный вариант системы отопления, для снижения теплопотерь.

Он состоит из наружного и внутреннего блоков.

Прогретый воздух поступает в помещение и распределяется по комнатам через воздуховоды, проложенные вдоль периметра дома.

Тепловой насос способен эффективно работать при наружной температуре до -25 °C. У него высокий КПД, однако энергозатраты не являются очень низкими.

Однако некоторые типы тепловых насосов могут быть подключены к водяному контуру, обеспечивая горячую воду без дополнительного электропотребления.

Строительство и монтаж такого оборудования являются сложными задачами, и часто требуют профессиональных специалистов.

Также стоимость тепловых насосов относительно высока. Их использование может быть не только для отопления домов и квартир, но и для хозяйственных помещений.

Если в планах установка системы «умный дом», необходимо проверить совместимость теплового оборудования с этой системой.

На сегодняшний день, конвекторы являются одним из наиболее подходящих вариантов отопления в России для частных домов, квартир, офисов и торговых помещений.

Они способны быстро и эффективно обогревать помещения, при условии правильного выбора мощности в соответствии с особенностями помещения и целями использования.

Скачать бесплатно Главный документ по энергосбережению — СП 50 Тепловая защита ОВИК

Где обучить специалиста

Если Вы хотите научиться проектировать системы HVAC, или повысить свою квалификацию, Институт ЕВИДПО поможет Вам в этом.

По окончанию обучения выдаем вот такой диплом:

ИТОГИ:

Путем реконфигурации традиционных систем можно создать энергоэффективные системы HVAC, более эффективно использующие существующие компоненты.

Последние исследования показали, что комбинация существующих технологий кондиционирования воздуха может предложить эффективные решения для снижения энергопотребления и обеспечения теплового комфорта.

Поэтому постоянные улучшения и инновации в области проектирования систем HVAC играют важную роль в обеспечении энергоэффективности зданий и устойчивого развития.

Источник https://evidpo.ru/blog/%D0%AD%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%BE%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B%20%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D0%B8%20%D0%B8%20%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%85%D0%B0%20%D0%B2%20%D1%81%D0%BE%D0%B2%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%BC%20%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *