10912

При возникновении пожара системы струйной вентиляции должны обеспечить продольное перемещение воздушного потока и дымовых газов от эвакуационных выходов к противопожарным нормально закрытым кла- панам, как это показано на рис.3.

Рисунок 3 – Механизм развития разноплотностных потоков воздуха и дымовых газов, обеспечивающих защиту эвакуационных выходов от задымления. 1 – вытяжка; 2

– условная граница раздела потоков воздуха; 3 – приток; 4 – расчетная граница дыма

Струйные вентиляторы в помещении автостоянки наиболее целесо- образно применять над дорожным полотном, исходя из минимальных аэродинамических потерь от трения воздушной струи об ограждающие конструкции рис.4. Взаимное же расположения струйных вентиляторов в помещении автостоянки, представлена на рис.5.

Рисунок 4 – Схема установки струйного вентилятора. 1 – струйный вентилятор; 2 – анкерные болты; 3 – направляющий аппарат; 4 – потолочная балка; Dв – диаметр корпуса

Рисунок 5 – Схема взаимного расположения струйных вентиляторов. а – соосная установка струйных вентиляторов; б – параллельная установка струйных вентиляторов

В случае необходимости система струйной вентиляции может быть спроектирована как полностью реверсивная система. При этом использу- ются вентиляторы реактивной тяги с абсолютно симметричной технологи- ей, позволяющей откачивать дым через ближайшую точку вывода рис.6.

410

Хотя абсолютно симметричной технологией могут похвастать не только реактивные струйные вентиляторы, а также и главные вытяжные вентиляторы.

Рисунок 6 – Конструкция реверсивного осевого струйного вентилятора: 1 – кор- пус вентилятора; 2 – лопасти вентилятора; 3 – электродвигатель

В итоге мы получаем более эффективное решение некоторых инже- нерных задач, с которыми сталкиваются при эксплуатации помещения крытых автостоянок. Такие как:

∙Повышение энергоэффективности.

∙Равномерное распределение воздуха (без мертвых зон);

∙Повышение безопасности эксплуатации автопарковки за счет созда- ния бездымных эвакуационных зон по высоте парковки (высота по- толка парковки не является фактором риска);

∙Уменьшение разогрева элементов парковки при пожаре;

∙Улучшение видимости при пожаре.

Одним из немаловажных факторов является снижение долгосрочных производственных расходов. У струйной вентиляции более низкое сопро- тивление по сравнению с канальными системами, а это позволяет исполь- зовать менее энергоемких вентиляторов для поддержания такого же объе- ма воздуха и показателя изменений воздуха и снижение уровня шумового загрязнения. Автоматизация струйной вентиляции в силу особенностей ее работы позволяет еще снизит затраты. А также отсутствие необходимости чистки воздуховодов. По итогу выгода использования систем струйной вентиляции достигает 10-15% рис. 7.

Использование струйной системы вентиляции также снижает перво- начальные затраты, за счет совмещения систем общеобменной и противо- дымной вентиляции, за счет стоимости воздуховодов и их монтажа. Также можно снизить стоимость строительства самого здания с помощью умень- шения высоты потолков. Это уменьшает количество материалов затрачен- ных при строительстве и повышает эффективность использования подзем- ного пространства (за счет более плотной компоновки).

411

Таблица 1 - Энергоэффективность струйной и традиционной систем вентиляции

Рисунок 7 – График энергоэффективности систем канальной и струйной венти- ляции. 1,2,3,4 – разные режимы работы систем вентиляции

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Федеральный закон от 23.11.2009 г. № 261-ФЗ (ред. от 13.07.2015) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Феде- рации» // СПС КонсультантПлюс.

2.СП 7.13130.2013 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности.

3.СП 113.13330.2016 «СНиП 21 -02-99* Стоянки автомобилей».

4.СП 154.13130.2013 «Встроенные подземные автостоянки. Требо- вания пожарной безопасности».

5.СП 300.1325800.2017 «Системы струйной вентиляции и дымоуда- ления подземных и крытых автостоянок».

6.http://flaktwoodsgroup.ru.

412

ТИХОМИРОВ С.А., кандидат техн. наук, доцент, заведующий кафедрой теплогазоснабжение и вентиляция; ФЕДОРОВСКИЙ В.Г., младший научный сотрудник, старший преподаватель кафедры теплогазоснабжение и вентиляция, ФИЛИППОВ И.С., студент гр. АИТВ-41 кафедры теплогазоснабжение и вентиляция

ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»,

г. Ростов-на-Дону, Россия, ilyafil0608@gmail.com

ИНЖЕНЕРНЫЙ СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ЗДАНИЙ УЧЕБНЫХ КОРПУСОВ

Наш ВУЗ, как и подавляющее большинство высших учебных заведе- ний получили в "наследство" здания и сооружения, далекие от совершен- ства с точки зрения энергоэффективности. Их основными болевыми точ- ками является отсутствие требуемого уровня тепловой защиты, автоматики управления подачей тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснаб- жение, а также сам непродуманный хаотичный характер застройки, нера- циональные архитектурные решения с точки зрения снижения теплопо- требления.

Как известно, количество тепла, необходимое на отопление здания, определяется:

-состоянием теплозащиты и воздухопроницаемости наружных ограждений (стен, окон, дверей, покрытий, цокольных перекрытий),

-эффективностью управления подачей тепла на отопление и распре- деления теплоносителя по отопительным приборам,

-решениями по организации вентиляции отапливаемых помеще- ний и здания в целом [5].

Основой целью работы является выбор методов и методик расчета для оценки потенциала энергосбережения и поиска оптимального решения снижения теплопотребления действующих кампусов ДГТУ. Принимая во внимание большой потенциал энергосбережения и повышения энергетиче- ской эффективности при потреблении учебными заведениями тепловой энергии важно учитывать данные оценки реального потенциала энергосбе- режения, основанные на качественных результатах энергетических обсле- дований зданий [6].

Количество тепловой энергии, требуемой для отопления и вентиля- ции зданий за отопительный период Qhy, можно определить по следующей

где Qh – теплопотери здания через наружные ограждения за отопи- тельный период, МДж, которые рассчитываются с учетом площади каждо-

413

го ограждения и его приведенного сопротивления теплопередаче, с учетом фактических обмеров;

Qint – бытовые теплопоступления за отопительный период, МДж.

Qs – нормативные теплопоступления через наружные светопрозрач- ные ограждения от солнечной радиации с учетом ориентации фасадов по 8 румбам за отопительный период, МДж;

v – коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций;

z – коэффициент эффективности систем автоматического регулиро- вания подачи тепла на отопление;

bh – коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления [5].

Врезультате первого этапа работы составлены энергетические пас- порта зданий, определены балансы потребления энергоресурсов, проведе- ны оценка показателей эффективности их использования и сравнение про- ектных и фактических значений теплоэнегетических показателей учебных корпусов.

Входе второго этапа работы были проведены анализ решений по модернизации систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, экономическая оценка, а также целесообразность увеличения сопротивле- ния теплопередачи ограждающих конструкций учебных корпусов[1-3].

График 1 – Потребность в тепловой энергии на отопление кампусов ДГТУ за отопи- тельный период, Гкал (К – коэффициент эффективности систем автоматического регу- лирования подачи тепла на отопление)

414

График 2 – Экономия затрат на тепловую энергию, руб (К – коэффициент эф- фективности систем автоматического регулирования подачи тепла на отопление)

Таким образом при снижении теплопотребления и минимальных за- тратах в результате модернизации тепловых пунктов авторегулированием на вводе с коррекцией по температуре внутреннего воздуха возможная экономия денежных средств составляет 12,7 [4].

Размер платы за горячее водоснабжение в учебных корпусах опреде- ляется исходя из показаний узла учета расхода тепловой энергии. Ежегод- но во время поверки средств измерений, тарификация рассчитывается ис- ходя из объема потребления, определенного согласно нормативу. Из этого следует, что переплата составляет 13,7 от годовой платы за тепловую энергию.

Одной из инновационных идей по снижению энергозатрат в теплое время года является установка гелиоустановок для покрытия нагрузки го- рячего водоснабжения. При установке такой системы отключение стояков от ИТП производится после 1го этажа с установкой шарового крана, чтобы при необходимости осуществлять подачу горячей воды по старой схеме из централизованной сети.

Таблица 1 – Расшифровка капитальных затрат на блочные тепловые пункты

415

График 3 – Фактическое потребление горячей воды учебными корпусами за

2015-2018г.

На основании проведенных исследований определен инженерный способ снижения теплопотребления зданий учебных корпусов, стоимость материалов и монтажа при модернизации тепловых пунктов и внедрении гелиосистем, сроки окупаемости инвестиций.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

416

1.Тихомиров С.А., Федоровский В.Г., Стасенко П.В. «Организация учета тепловой энергии комбинированных схем автономного теплоснаб- жения» В книге: Строительство - 2015: Современные проблемы строитель- ства. Материалы международной научно-практической конференции. ФГБОУ ВПО "Ростовский государственный строительный университет", Союз строителей южного федерального округа, Ассоциация строителей Дона. 2015. С. 229.

2.Тихомиров А.Л., Тихомиров С.А. «Организация теплоснабжения поселений, городских округов» В книге: Строительство - 2015: Современ- ные проблемы строительства. Материалы международной научно- практической конференции. ФГБОУ ВПО "Ростовский государственный строительный университет", Союз строителей южного федерального окру- га, Ассоциация строителей Дона. 2015. С. 223-225.

3.Sheina S.G., Tikhomirov S.A., Minenko E.N. «Implementation of green building project within the example of techno-eco-park, Rostov-on-Don» International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. No 12. С. 31389-31402.

4.Тихомиров С.А., Василенко А.И. «Проблемы перехода на закрытые системы теплоснабжения» Инженерный вестник Дона. 2013. No 4 (27). С. 285.

5.Ливчак В. И. Энергоаудит и энергетическая паспортизация жилых зданий – путь стимулирования Энергосбережения [Электронный ресурс] / В. И. Ливчак //АВОК. – 2002. – (№ 2). − Режим доступа: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=1443, свободный. − Загл. с

экрана.

6.Курочкина К.Ю., Горшков А.С. «Влияние авторегулирования на параметры энергопотребления жилых зданий» В журнале: Строительство уникальных зданий и сооружений Издательство: Производственное, науч- но-исследовательское и проектно-конструкторское учреждение "Венчур" (Санкт-Петербург). 2015. С. 220-231.

417

АНИСИМОВ А.А., студент, ЗАВЬЯЛОВ В.И., студент, ПУЗИКОВ Н.Т., к.т.н., доцент кафедры теплогазоснабжения, БОЛДИН С.В. , к.т.н., доцент кафедры теплогазоснабжения

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия, smekov@nngasu.ru.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕТАНДЕР-ГЕНЕРАТОРОВ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ

За последние 15–20 лет в большинстве промышленно развитых стран созданы и внедрены установки для преобразования энергии органического топлива в электрическую энергию и теплоту. Дальнейшее повышение технико-экономических показателей таких установок требует поиска новых нетрадиционных методов, применение которых позволило бы существенно повысить технико-экономические показатели работы энергетического оборудования и одновременно улучшить его экологические показатели [1].

Одной из возможностей решения этой проблемы на промышленных предприятиях, использующих в качестве топлива природный газ, является применение детандер-генераторных агрегатов (ДГА).

Детандер-генераторный агрегат представляет собой устройство, в котором энергия потока транспортируемого природного газа преобразуется сначала в механическую энергию в детандере, а затем в электрическую энергию в генераторе.

Существует также принципиальная возможность получения одновременно с электроэнергией теплоты различных температурных уровней (высокотемпературной – для обогрева и низкотемпературной – для создания холодильных установок и систем кондиционирования), образующейся при работе ДГА. Основными составными частями ДГА являются: детандер, электрический генератор, теплообменники подогрева газа, регулирующая и запорная арматура, система КИП и автоматики.

ДГА используются в системе газоснабжения на станциях технологического понижения давления газа (газораспределительных станциях (ГРС) и газорегуляторных пунктах (ГРП)). Обычно понижение давления газа на ГРС и ГРП осуществляется за счет дросселирования газового потока.

ДГА возможно использовать по двум направлениям: 1) в системе газоснабжения на станциях технологического понижении давления газа (газораспределительных станциях ГРС); 2) в газорегуляторных пунктах ГРП.

418

Температура газа на входе на ГРС и ГРП зависит от времени года и составляет в Приволжском регионе от –10 до +10 оС. Если газ перед детандером не подогревать, то после расширения его температура может понизиться до –80 и –100 оС, что недопустимо по двум причинам. Во- первых, существуют температурные ограничения при эксплуатации газовых трубопроводов после ГРС и ГРП, запрещающие эксплуатировать эти трубопроводы при температуре ниже минус 30 оС.

Эта причина принципиально может быть устранена за счет простого конструктивного решения:

установки подогревателя газа на выходе из детандера непосредственно за последней ступенью. Во-вторых, согласно требованиям ГОСТ 5542-87, температура газа на выходе со станции понижения давления должна быть выше точки росы для данного газа. Точка росы зависит от влажности, давления и температуры транспортируемого газа и находится в пределах от –7 до –12 °С. При низких температурах в газе могут образовываться кристаллогидраты. Гидраты углеводородов, или кристаллогидраты СН4*6Н2О, СН4*7Н2О, С3Н8*7Н2О и С4Н10*7Н2О представляют собой белые кристаллические образования, похожие на лед или плотный снег. Гидраты могут образовываться как в жидкой, так и в твердой фазах, что при неблагоприятных условиях может привести к нарушению нормального режима работы детандера.

Работа ДГА на ГРС. Для подогрева газа в ДГА, работающих на газораспределительных станциях, обычно используются теплообменники, греющей средой в которых является вода, нагретая в котлах, сжигающих органическое топливо.

Если на ГРС внедрить двухступенчатую ГРТ, включенную в газораспределительную систему параллельно дроссельному устройству, газ в первой ступени ГРТ расширится от начального давления 40–43 бар до промежуточного давления ~14,6 бар, а во второй – до конечного давления 4,8–5,2 бар (в зависимости от времени года). Газ перед первой ступенью расширения. нагревается до 63 оС, а перед второй – до 61 оС водой, которая поступает из котельной установки. Количество производимой электроэнергии составляет около 70 % от количества тепла, затрачиваемого на нагрев газа, что почти вдвое выше эффективности тепловых электростанций.

ДГА, работающие на ГРП. При подогреве газа перед ДГА, расположенном на пристанционном ГРП, могут использоваться пар отборов, питательная вода, сетевая вода и уходящие газы котлов или газовых турбин.

На тепловой электростанции можно установить четырехступенчатый агрегат, подсоединенный параллельно дроссельным устройствам на ГРС. Диапазон рабочего давления на входе составляет 40–60 бар, давление на выходе равно 2–5 бар, температура газа на входе равна 170 оС, температура

419