Диссертация (1143906), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Из них: 5 статей в журналах из Перечня рецензируемых научных изданий ВАК РФ, 3 - без соавторов.Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференции «Энергосбережение в инженерных сетейах промышленных зданий» врамках деловой программы XII Международного промышленного форума«Российский промышленник», 2008 г.; на ежегодных Неделях науки ГОУСПбГПУ: Всероссийских межвузовских научно-технических конференцияхстудентов и аспирантов, 2008 - 2010 гг.; на 68-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантовГОУ ГАСУ 2010-2011 гг.; на семинаре в Военно-космической академии имени А.Ф.
Можайского в 2012 г.; на заседании кафедры кондиционированиявоздуха Института холода и биотехнологий в 2012 г.; на семинаре кафедры«Промышленная теплоэнергетика» в 2013 г.; на семинарах кафедр «Гидравлика» и «Гидравлика и прочность» в 2016-2017 гг.; на объединенном научном семинаре трех кафедр ИСИ (каф. «ГиП», каф. «СУЗиС», каф. «СК») в2018 г.; на расширенном (совместном) заседании кафедр «Гидравлика ипрочность» Инженерно-строительного института и «Атомная и тепловаяэнергетика» Института энергетики и транспортных сетей ФГАОУ ВО«СПбПУ» в 2018 г.Реализация работы:Рекомендации по проектированию внутренних инженерных сетейкрупных объектов с единым контуром теплонасосных установок используются в Некоммерческом партнерстве «Объединение проектных организаций«СтройПроект» (г.
Санкт-Петербург).9Результаты работы используются в Санкт-Петербургских ПНИПКУ«Венчур», ООО СК «РИТМ», ООО «Проектно-строительная компания «ПитерЛиК» при проектировании сетей жизнеобеспечения зданий.Результаты работы внедрены в учебный процесс в ФГАОУ ВО«СПбПУ» при подготовке инженеров и магистров по направлению «Строительство».Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трехглав и заключения, списка литературы (120 наименований), приложения,включающего акты внедрения результатов диссертационной работы.
Она изложена на 114 страницах машинописного текста, включающих 33 рисунка и4 таблицы.101. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯСИСТЕМ С ТЕПЛОВЫМИ НАСОСАМИНа протяжении последнего десятилетия в Российской Федерации отмечается интерес к использованию теплонасосных установок (ТНУ) в тепловыхсистемах с целью экономии энергетических ресурсов и создание оптимальных тепловых систем для защиты окружающей среды [5-7, 10, 11, 16, 18, 22].Это объясняется техническими особенностями ТНУ, в частности, возможностью преобразовывать теплоту низкопотенциальных источников в теплотувысокого потенциала для дальнейшего использования ее в тепловых системах [23, 24, 27, 30, 70, 72, 97].1.
Энергосберегающая политика страныи источники вторичных энергоресурсовПромышленность любой страны потребляет теплоту и электрическуюэнергию. Они либо производятся на территории страны, либо закупаются всоседних странах. Но, так или иначе, для их производства требуется топливо– газ, нефть, уголь. Глобальная экономика показывает ежегодный рост, основанный, в том числе, на развитии промышленности, что обязательно влечетувеличение потребления топлива и связанные с ним возрастающие темпы егодобычи [29, 37].Природные ресурсы, используемые для получения теплоты и электрической энергии для энерго- и теплоснабжения крупных объектов промышленного и гражданского назначения, относят к возобновляемым и невозобновляемым природным источникам [19, 21].11К возобновляемым природным источникам относят энергию, получаемую от ветра, солнца, водных объектов, грунта. Эта энергия практическинеисчерпаема.
К невозобновляемым природным источникам относят топлива, добываемые из земных недр – нефть, газ, уголь. Эти топлива можно сразуиспользовать для получения тепло- и электроэнергии, без применения дополнительных технологий в отличие от энергии возобновляемых источников.Поэтому ископаемые топлива составляют основу мировой энергетики. Причем, чем проще добывать эти топлива, тем получаемая энергия дешевле, аесли учесть также неравномерное их распределение на планете, то все этифакторы вместе с проводимой внешней политикой некоторых государств вызывают локальные военные конфликты.
Поэтому повсеместно ведется поискрешений вопросов как по снижению потребления топлива, так и увеличениюдоли использования возобновляемых источников энергии.Часть энергоресурсов (около 30% [28]) расходуется на отопление, теплоснабжение вентиляции, кондиционирование воздуха и горячее водоснабжение крупных объектов промышленного и гражданского назначения с целью создания и поддержания внутреннего микроклимата внутри зданий. Если получится сэкономить потребляемую энергию внутренними системами,например, на 1%, то это приведет к сохранению миллионов тонн условноготоплива.Ранее в Советском Союзе не уделялось должного внимания технологиям, позволяющим экономить теплоту и электрическую энергию. В послевоенное время основной государственной задачей было восстановление страныи обеспечение приемлемым жильем народа в кратчайшие сроки. Поэтому нарациональность использования теплоты системами теплоснабжения внимание обращалось в последнюю очередь, отчасти такая позиция была связана сложным осознанием обладания безграничными и, главное, дешевыми невозобновляемыми природными источниками энергии.На текущий момент в Российской Федерации, которая является страной-преемницей Советского Союза, уделяется большое внимание технологи-12ям энерго- и ресурсосбережения, в том числе на государственном уровне[99].Согласно Федеральному закону «Об энергосбережении и о повышенииэнергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23 ноября 2009 года №261,утвержденному премьер-министром РФ Владимиром Путиным Распоряжением от 1 декабря 2009 года №1830-р, был принят план мероприятий поэнергосбережению и повышению энергетической эффективности в Российской Федерации.
Планируется провести комплекс мероприятий по повышению энергоэффективности для населения, в том числе в жилом секторе и приновом жилищном строительстве [76, 99]. Один из разделов плана предусматривает оснащение потребителей предметами учета энергоресурсов и стимулирование потребителей для перехода на энергосберегающие технологии.Раздел 11 СП 60.13330.2012 [87] определяет необходимость и обязывает использовать альтернативные источники энергии в инженерных системахзданий и сооружений.СП 50.13330.2012 [86] диктует нормы, на основе которых необходимопроектировать и строить здания, обеспечивая в них микроклиматические параметры при минимальном потреблении теплоты в течение года.К мерам, комплексное сочетание которых приводит к экономии энергоресурсов [3, 6] и обеспечивает снижение расхода теплоты в системах жизнеобеспечения зданий крупных объектов промышленного и гражданскогоназначения, относятся: применение эффективных архитектурно-строительных решений,усовершенствованных наружных массивных и светопрозрачныхограждений [36]; применение совершенных и эффективных схемных решений систем жизнеобеспечения, включая также современные вентмашины, насосное оборудование, балансировочно-регулирующую арматуру [79];13 оптимизация технологических процессов производств, для удаления теплоизбытков от которых применяются системы поддержания параметров микроклимата; применение технологий, сочетающих в себе рекуперацию и утилизацию теплоты, например, от систем вытяжной вентиляции, атакже низкопотенциальную теплоту, содержащуюся в стоках систем канализации; применение технологий для использования энергии возобновляемых природных источников [7, 27].Все эти методы и технологии подразумевают увеличение доли использования возобновляемых источников энергии.
Это особенно актуально на текущий период экономического развития Российской Федерации при увеличивающемся санкционном давлении США, в том числе в сфере технологий,применяемых в нефтегазовой отрасли.141.2 Существующие инженерные сети и установкиМногозонные здания обладают двумя характеристиками, важность которых часто недооценивается специалистами по вентиляции и кондиционированию воздуха: разброс и сезонные перепады нагрузок.Разброс нагрузок может быть определен как отсутствие нагрузки в одной части системы и присутствие в другой.
Вероятность того, что все расчетное количество людей присутствуют в здании, все освещение и отоплениевключено и работает в режиме пиковой проектной нагрузки, слишком мала,и еще меньше – в больших зданиях. Большинство проектировщиков учитывает разброс нагрузок на систему охлаждения путем выбора оборудования спроизводительностью, меньшей, чем максимальная потенциальная нагрузка.Строго говоря, разброс – это оценочный фактор.
Если проектировщик ошибся, или характер пользования зданием меняется, система охлаждения можетстать избыточной или неадекватной.Почти все централизованные системы вентиляции и кондиционирования воздуха имеют низкую эффективность при частичной нагрузке. При проектной величине нагрузки, хорошие централизованные системы кондиционирования работают прекрасно, однако в течение большей части года, онипотребляют непропорциональное количество энергии, поддерживая заданныепараметры, и затрачивают очень мало энергии на фактическое отопление илиохлаждение здания.Желательность наличия отопления или охлаждения в каждой помещении [8, 9], и в любое время, очевидна, но большинство централизованных систем удовлетворяет эту потребность путем «дробления» энергии, при котором кондиционирующая среда (воздух или вода) делится на две части – одначасть перегревается, а другая – переохлаждается.
Среда доставляется в помещение, смешивая холодную и горячую части в требуемой пропорции длядостижения требуемой температуры помещения.15Другие системы являются энергетически нейтральными, а их последние версии неправомерно расхваливаются как энергосберегающие системы.По сравнению с их расточительными предшественниками, они представляютсобой значительный шаг вперед, хотя фактически они не сохраняют излишкиэнергии для последующего использования.Первым крупным шагом в сокращении годового потребления энергии взданиях является отход от создания централизованных систем в помещениях,где они продемонстрировали свою непригодность – отопление и охлаждениеразличных помещений [1, 4]. Установка локального устройства в каждойзоне или помещении обеспечивает гарантированное сбережение энергии.Каждое такое устройство обеспечивает нагревание или охлаждение, когдапотребуется, только до нужного уровня, реализуя таким образом разнообразие отопления, охлаждения и потребления электроэнергии.1.3.
Принцип работы и устройство парокомпрессионнойхолодильной машины, в том числе имеющей возможность работать врежиме реверсированияКак известно, для выработки холода в системах жизнеобеспечения зданий крупных объектов промышленного и гражданского назначения применяются холодильные машины или чиллеры.
Они представляют собой устройства, работающие, как правило, по принципу парокомпрессионной холодильной машины (ПХМ) [17, 31, 96].Принципиально искусственный холод получают при изменении фазового состояния хладоагента – кипении и конденсации. Элементарные процессы в ПХМ описываются T-S диаграммой [17, 31].всасыванием насыщенных паров хладоагента на lgP-i диаграмме.Рис.1. Теоретический цикл одноступенчатой парокомпрессионной холодильной машины со16Рис. 2. Приближенный к реальному расчетный цикл одноступенчатой парокомпрессионнойхолодильной машины со всасыванием насыщенных паров хладоагента на lgP-i диаграмме.1718Из-за сложности определения удельных количеств теплоты как площадей фигур под соответствующими линиями термодинамических процессовэта диаграмма не применяется при практических расчетах. Вместо нее используют таблицы хладонов (рабочих тел ПХМ) и их lgP-i диаграммы, преимуществом которых, в том числе, является наглядность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
