Отопление, вентиляция и кондиционирование офисных помещений бизнес-центров.
Организация систем отопления, вентиляции и кондиционирования офисных помещений бизнес-центров.
В России все больше появляется так называемых бизнес-центров — многоэтажных зданий с внутренней «нарезкой» помещений под офисы.
Естественно, что вопрос о том делать или не делать климатизацию таких современных офисных центров уже не стоит. Нужно только решить — какую делать климатизацию.
На страницах журнала «Мир Климата» было много статей со всевозможными вариантами создания климата в офисах. Действительно, существует множество технических решений данной задачи. Каждый раз необходимо исходить из конкретных условий, чтобы предложить оптимальное решение как по технике, так и по стоимости оборудования и работ. При этом, как правило, Заказчик всегда желает получить самый лучший климат при минимальных затратах.
В этой статье описывается новый подход к климатизации офисных зданий, являющийся, на наш взгляд, наиболее эффективным.
В качестве рассматриваемого примера выбрано многоэтажное офисное здание как наиболее сложное из-за большого количества внутренних помещений, в которых могут быть различные условия по климату. То есть, решить в таком здании вопрос климатизации канальной вентиляцией и сплитами здесь не представляется возможным.
В настоящее время классический подход подразумевает наличие двух систем в здании: системы водяного отопления и системы вентиляции и кондиционирования. Если разложить эти системы на составляющие, то мы имеем следующую картину (рис. 1.
1 — система отопления, состоящая или из собственной котельной, как правило, работающей на газу, или из теплового пункта. куда подводится горячая вода от центральной тепломагистрали и где происходит разводка теплоносителя по трубам здания, регулировка и прочее.
2 — система трубопроводов для транспортировки горячей воды по этажам и непосредственно по помещениям.
2а — система трубопроводов для доставки горячей воды к теплообменникам приточных установок.
3 — конечные нагревательные элементы: радиаторы, батареи отопления.
4 — приточные установки. Задача этих установок поставлять свежий воздух в помещения. Причем, в зимнее время воздух в установках должен нагреваться, а в летнее охлаждаться до температуры, примерно равной температуре воздуха в помещении. Кроме этого, воздух в приточных установках (или центральных кондиционерах) очищается в фильтрах различного класса и, при необходимости, увлажняется.
5 — система воздуховодов для транспортировки воздуха со всеми клапанами, заслонками и вентиляционными решетками непосредственно в помещениях.
6 — вентиляторнные доводчики температуры воздуха в помещениях. Ведь даже если в систему приточной вентиляции встраивается кондиционирование и в помещения сразу поступает охлажденный воздух, то из-за разности расположения, количества людей и тепловыделяющего оборудования и из-за различных требований людей, наконец, в различных помещениях будет различная температура. В качестве доводчиков могут использоваться водяные фанкойлы, фреоновые сплит — мульти-сплит — системы, VRV-системы и прочее.
7 — система водяных (или фреоновых) трубопроводов для транспортировки хладоносителя: воды/фреона от холодильной машины (чиллера), (8) компрессорно-конденсаторного блока.
8а — хладоноситель от отдельного чиллера (или часть нагрузки от общего чиллера) поступает на теплообменник приточной установки для охлаждения воздуха в летнее время.
9 — система трубопроводов для транспортировки хладоносителя от чиллера к теплообменнику приточной установки.
10 — вытяжная система вентиляции, состоящая из вытяжных вентиляторов, системы воздуховодов, клапанов и так далее.
11 — система автоматики.
12 — газопровод к котельной, если она есть.
Вот что из себя, в целом, представляет классическая схема климатизации офисного здания.
Теперь представим эту систему в более рациональном виде.
В основе нового подхода лежит воздушное отопление. Конечно, воздушное отопление известно довольно давно, но его применение было ограничено необходимостью использовать горячую воду для нагрева воздуха в приточных установках. При несовершенстве автоматики существует большая вероятность «разморозки» калорифера и потеря работоспособности всего здания на длительное время. Поэтому такие системы воздушного отопления, несмотря на ряд преимуществ, используются крайне редко.
Однако, инженерная мысль предложила использовать в качестве теплообменника непосредственно горелку газа, а в качестве теплоносителя — горящий газ. Такой теплообменник представляет собой изогнутую трубу из специального сплава, в которую подводится газ, оснащенную запальным устройством. Воздух, омывая внешнюю поверхность стенки теплообменника, нагревается, а дальше все по классике: воздуховоды, вентилятор и так далее. Такой теплообменник является горелкой закрытого типа, то есть продукты сгорания не смешиваются с воздухом и удаляются через отдельную дымовую трубу.
При таком подходе исчезает промежуточный теплоноситель — вода, и появляется ряд преимуществ.
отсутствует сама возможность «разморозки» системы.
повышается эффективность и, естественно, снижаются эксплуатационные расходы на теплоноситель (в данном случае расходы на газ ниже, чем расходы на горячую воду.
исчезают необходимые опрессовки трубопроводов и радиаторов, балансировка гидравлической системы, водоподготовка и прочее.
система отопления становится совсем неинерционной — есть возможность изменения температуры воздуха в помещении в течение получаса, так как температура воздуха в помещении напрямую зависит от количества теплоты (количества сгоревшего газа) в теплообменнике. Регулировка поступающего и сгорающего газа очень проста.
Это дает возможность реальной экономии: в дневное время можно поддерживать в офисных помещениях 20-22°С, а в ночное время и воскресные дни — 10-16°С. Давайте прикинем. В году 365 дней или 8760 часов. Из них около 110 дней (2640 часов) — праздники или выходные, а в оставшихся 255 днях около 2550 часов (по 10 в день) — это ночное время. Таким образом, из 8760 часов в год около 5200 часов — время, когда в офисах практически никого нет, а это больше 50 % всего времени. Вот Вам огромнейший потенциал экономии.
Используя систему воздушного отопления, можно представить следующую схему отопления, вентиляции и кондиционирования (рис. 2.
1 — приточные установки, единственным отличием которых от предыдущих является наличие газовой горелки-теплообменника. Все остальное такое же, как и в обычной приточной установке: вентилятор, фильтр, заслонки наружного воздуха, теплообменник для охлаждения воздуха в летнее время и так далее.
2 — система приточных воздуховодов, по которым поступает воздух для отопления, вентиляции и, частично, для кондиционирования (снятия теплоизбытков приточного воздуха.
3 — вентиляционные доводчики, как и в классической схеме.
4 — система трубопроводов для хладоносителя.
5 — холодильная машина (чиллер.
6 — в принципе, для охлаждения воздуха в приточной установке можно пойти по классическому пути: чиллер для охлаждения воды, теплообменник, система трубопроводов (см. рис. 1). Однако, сейчас некоторые фирмы стали объединять в одном агрегате теплообменник и чиллер воздушного охлаждения. Появляется экономия на трубопроводах и работах.
7 — система вытяжных воздуховодов остается прежней. Хотя ее желательно соединить с приточной установкой и с помощью регенератора опять получать экономию. Кроме этого, экономия получается за счет того, что в ночное время и воскресные дни воздух вентиляции можно вообще пускать на рециркуляцию и, тем самым, не тратить значительные теплозатраты на нагрев приточного свежего воздуха.
8 — газопровод, который подводится непосредственно к приточной установке.
Даже из простого визуального сравнения схем видно, что количество систем уменьшается, а, следовательно, уменьшаются и затраты на материалы, на работы по монтажу и эксплуатации.
Существенным отличием нового подхода является то, что к приточной установке надо подводить газ. Там, где предполагается ставить собственную котельную, вопрос с газом уже решен. Там где надо подводить либо трубу с горячей водой от тепломагистрали, либо газ — решение также легко принять. Стоимость подвода газа намного дешевле подводки водяного трубопровода. А вот там, где горячая вода уже есть, решится на кардинальный переход достаточно сложно, несмотря на все экономические преимущества.
Естественно, возникает вопрос, а может ли воздушное отопление выполнять те же функции, что и водяное отопление, и не приведет ли переход на воздушное отопление к существенному увеличению размеров воздуховодов.
Возьмем для оценки конкретный 7-ми этажный офисный центр суммарной площадью в 19000 м 2. Расчет тепловых и холодильных нагрузок показывает, что расход тепла на отопление составляет 360 кВт, а расход тепла на вентиляцию (на нагрев приточного воздуха в зимнее время) составляет 1420 кВт. То есть расход тепла на отопление составляет всего 20 % от суммарных затрат тепла, что ведет к незначительному увеличению мощности приточной установки и величины воздуховодов.
Нельзя также забывать, что современные технологии изготовления окон практически полностью избавили помещения от теплопотерь, неплотностей и щелей в окнах (их просто нет), а также существенно улучшили тепло-физические характеристики самих стеклопакетов. Кроме этого, появились современные теплоизоляционные материалы, позволяющие существенно снизить теплопотери от самих стен и кровли. Схематично отопление, вентиляция и кондиционирование офисного здания с помощью крышных приточных установок представлено на рис. 3.
Используя тот же принцип отопления за счет газовых теплогенераторов или теплообменников, можно отапливать, вентилировать и кондиционировать помещения различного назначения. Наиболее эффективно это решается в помещениях с большим внутренним объемом: торговые центры, спортивные сооружения, склады, производственные цеха и т.д. Примерная схема такого отопления представлена на рис. 4, 5.
Если в помещении вентиляция не нужна, то можно применить простые газовые устройства, работающие на рециркуляцию воздуха и позволяющие отапливать быстро и эффективно (рис. 6). Автоматика позволяет включать-выключать горелки по термостату. Отапливается весь объем, так как в этих устройствах есть вентилятор и воздух перемешивается по помещению, в отличие от центрального водяного отопления, когда теплый воздух поднимается вверх и стоит там горячей прослойкой.
Надеемся, что новый подход к отоплению, вентиляции и кондиционированию в скором времени будет широко применяться в России.
Кудинов А.В. менеджер группы компаний «Политерм.
Предоставлено журналом Мир климата.
Дата публикации 20.12.15.
Здравствуйте! Изучаю вопрос вентиляции и кондиционирования воздуха и наткнулся на Вашу страницу изучив появились вопросы связанные со схемой №1 и №2. В схеме №1 под номером 10 идёт вытяжная вентиляция но стрелки подачи воздуха направлены в помещение, разве это ошибка. И если это вытяжная система то как я смог понять её выгоднее пускать через чиллер для рекуперации энергии тепла, так или нет? На рисунке №2 обрисована та же ситуация с вытяжной системой, направление воздуха которой показано внутрь помещения, а не из вне. А второй момент, на схеме не указанна система управления температурным режимом, как в данном случае происходит управление системой. И почему чиллер под номером 5 не привязан к общей системе, а изображён отдельным звеном.
С уважением, Сергей.
О новых возможностях обогрева с помощью кондиционеров в зимнее время от Mitsubishi Electric читайте в статье «Японская революция на рынке климатического оборудования» Подробнее.
Mitsubishi Electric серии ZUBA-DAN отличаются от традиционных кондиционеров, имеющих режим обогрева, тем, что теплопроизводительность новой системы сохраняет номинальное. Подробнее.
Стремительное развитие технологий мультизональных систем кондиционирования Haier в течение последних 15 лет привело к разработке целого спектра новых устройств. Подробнее.
