10936

Рис. 1. Схема стенового приточного клапана с реверсом: 1, 2 – наружная и внутренняя стены; 3 – выпрямители потока; 4 – фильтры; 5 – регенератор; 6 – уплотнитель; 7 – дистанционное кольцо; 8 – шасси; 9 – реверсивный вентилятор; 10 – колпак

Рис. 2. Движение воздуха в квартире с одним приточным клапаном на комнату: I

– жилые комнаты; II – кухня; III – санузел; 1 – клапан с реверсом; 2 – вытяжные каналы; 3 – окно в режиме микропроветривания; 4 – квартирная дверь

Рис. 3. Движение воздуха в квартире с двумя приточными клапанами на комнату: I…III и 1…4 – см. рис. 2; 5 – комнатный воздухообрабатывающий агрегат [2]

161

Установка клапанов комнатах (рис. 2) при работе в режиме № 1 приведёт к нерасчётному перетеканию воздуха в помещения лестничной клетки, а также удалению части воздуха через щели в окнах помещений кухни, что может привести к образованию на них наледи в холодный период года. Часть удаляемого через сборные вентиляционные каналы воздуха при этом будет поступать в соседние по высоте здания помещения, распространяя туда неприятные запахи и повышая в них концентрацию СО2.

Режим № 2 будет сопровождаться опрокидыванием вытяжных вентиляционных каналов кухонь и сан узлов, перетягиванием воздуха из смежных квартир и лестничной клетки, а вместе с ними и неприятных запахов, и повышением концентрации СО2 теперь уже в обслуживаемых помещениях. На поверхности вентиляционных каналов, расположенных выше рассматриваемой квартиры, при прохождении через них холодного воздуха может образовываться конденсат.

Значительно снизится коэффициент рекуперации тепла, так как подтягиваемый с улицы воздух в режиме № 2, составляющем половину времени работы вентилятора, не будет нагреваться – k = 0,5·0,85 ≈ 0,43.

Для преодоления всех выше изложенных недостатков, необходимо перевести все системы вентиляции здания в механический режим работы (рис. 3). В жилых комнатах предполагается устанавливать два клапана, каждый из которых попеременно будет работать на приток и на вытяжку и поддерживать требуемый воздушный баланс жилых комнат. Кухня и санузлы оборудуются бытовыми вентиляторами для удаления воздуха и комнатным воздухообрабатывающем агрегатом с встроенным электронагревом – для подачи приточного воздуха.

В этом случае коэффициент рекуперации тепла рассматриваемых приточных клапанов составит указанные производителем k ≤ 0,85. Также будут исключены нерасчётные перетекания воздуха между квартирами.

Рабочая температура перемещаемого воздуха через клапаны составляет –15…+50 °С, относительная влажность – до 97 %. При более низких температурах наружной среды необходимо будет увеличить производительность бытовых вентиляторов и перекрыть половину комнатных приточных клапанов, отключив при этом режим реверса, для их работы без регенерации теплоты удаляемого воздуха.

Основным недостатком данной схемы является необходимость в дополнительных средствах автоматического регулирования.

Литература 1. Компактные реверсивные проветриватели с регенерацией энергии:

руководство пользователя. – Боярка: Домовент. – 14 с.

162

2. Компактное вентиляционное устройство Tion Бризер 3S: руководство по эксплуатации. – Москва: Тион. – 36 с.

Д.П. Курыхалов

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ

Ультрафильтрация – это баромембранный процесс, заключающийся в том, что жидкость под давлением «продавливается» через полупроницаемую перегородку. Размер отверстий (пор) ультрафильтрационных мембран лежит в пределах от 5 нм до 0,05-0,1 мкм.

За счет этого происходит не только безреагентная дезинфекция, но и осветление жидкости, удаление из нее тех примесей, которые в воде не растворяются.

Применение этого способа очистки воды обеспечивает полную защиту от вредных микроорганизмов – паразиты, бактерии и их споры, вирусы, колонии водорослей, механические примеси и органические вещества отсекаются мелкопористой мембраной.

Рис. 1 Схема компоновки системы ультрафильтрации воды.

В настоящее время ультрафильтрация отлично себя зарекомендовала как технология, обладающая высокой экономической эффективностью и

163

результативностью по степени очистки воды. По своей сути, ультрафильтрация относится к механической фильтрации высокой степени очистки, так как не затрагивает минерально-солевой состав воды.

Успешность применения технологии уже многократно подтвердилась в таких отраслях, как:

•пищевая промышленность;

•тепло- и электроэнергетика;

•жилищно-коммунальное хозяйство;

•химическая промышленная;

•машиностроение;

•металлургия;

•многих другие отраслях, где существует реальная потребность в очищенной воде.

Изучение зарубежного опыта показывает, что развитие ультрафильтрационных систем очистки воды развивается по нескольким ключевым направлениям, отвечающим возможностям метода и существующим проблемам при подготовке питьевой воды.

1.Первое направление – использование ультрафильтрации в качестве альтернативы традиционным методам обеззараживания: обычные ультрафильтрационные мембраны с размером пор 0,01–0,05 мкм служат надежным барьером для патогенных микроорганизмов и вирусов. Они позволяют достичь 99,99%-го удаления вирусов и цист патогенных микроорганизмов, в том числе Giardia и Cryptosporidium, и практически 100%-го задержания бактерий и простейших [1].

2.Использование ультрафильтрации для дезинфекции воды. Стандартные модули ультрафильтрации обеспечивают удаление бактерий и вирусов на уровне не менее 99,99%, показывая высокую технологическую и санитарную надёжность. Если сравнивать с традиционными методами дезинфекции воды (ультрафиолетовое обеззараживание, хлорирование, озонирование и т. д.), то при ультрафильтрации происходит физическое устранение микроорганизмов из воды. Это объяснимо тем, что диаметр пор в ультрафильтрационной мембране значительно меньше размеров вирусов или бактерий (вирус – 0,02…0,4 мкм, бактерия – 0,4…1,0 мкм, пора – 0,01 мкм).

Находящиеся в воде микроорганизмы не в состоянии протиснуться через мембрану ультрафильтрации.

3.Использование ультрафильтрации в качестве предварительной ступени перед системами обратного осмоса.

Если в качестве предварительной фильтрации перед обратным осмосом используется технология осветлитель+коагуляция, то требуется тщательный выбор флокулянтов. Обратноосмотические мембраны имеют

164

отрицательный заряд, поэтому не допускается использование катионных флокулянтов. Использование анионных и неионогенных флокулянтов допускается при минимальных дозах. Восстановить работоспособность мембран после блокировки пор флокулянтом очень трудно.

Используя ультрафильтрацию вместо традиционной схемы водоподготовки, включающей коагуляцию, отстаивание и многоступенчатое фильтрование, можно получить воду с очень низким содержанием взвешенных и коллоидных веществ и в результате повысить производительность и продолжительность службы обратноосмотических мембран, сократить частоту их химических промывок.

Рис. 2 Схема очистка воды ультрафильтрацией и обратным осмосом.

4. Использование ультрафильтрации в качестве предварительной ступени перед ионообменными фильтрами.

Осветлительные фильтры предварительной очистки эффективны для удаления взвешенных частиц размером свыше 5,0 мкм. Ионообменные смолы достаточно хорошо задерживают коллоиды величиной 0,1-1,0 мкм, но вместе с этим происходит их «закупоривание». В результате снижается интенсивность ионного обмена и ресурс смол. Избежать этого можно, уменьшив мутность исходной воды ниже 3 NTU (нефелометрические единицы мутности). Ультрафильтрация позволяет обеспечить мутность до

0,1 NTU.

5.Ультрафильтрационная обработка хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод.

Мировые тенденции направлены на повторное использование очищенных сточных вод. Выгоднее не сбрасывать их в открытый водоем, а направлять после обработки ультрафильтрацией для промышленного использования. Снижается техногенная нагрузка на водоемы хозяйственнопитьевого назначения.

6.Ультрафильтрационная обработка речной, озерной воды и вод поверхностных источников.

На сегодняшний день обеспечение населения чистой и качественной

питьевой водой стало действительно государственной проблемой.

165

Большинство традиционных способов получения воды питьевого качества на основе коагулирования, флотации, хлорирования, отстаивания и фильтрования обладают целым рядом существенных недостатков:

•значительное колебание качества очищенной воды;

•большие габариты и ресурсоемкость оборудования;

•возможность образования опасных канцерогенов при обеззараживании хлорсодержащими реагентами; потребление больших количеств дорогостоящих химических реагентов, а

также необходимость в организации их хранения и приготовления. Вышеперечисленных недостатков лишен ультрафильтрационный

мембранный метод очистки воды (ультрафильтрация), применяемый для получения питьевой воды в промышленности и коммунальном хозяйстве непосредственно из поверхностного источника.

Использование мембранных установок дает следующие преимущества:

– повышает эффективность проведения процесса коагуляции и отстаивания, обеспечивая эффект очищенной воды даже при сниженных дозах коагулянта и неполной коагуляции;

– позволяет отказаться от первичного хлорирования, что, соответственно, снижает опасность образования хлорорганических соединений;

– снижает общую хлороемкость очищенной питьевой воды и, соответственно, дозу хлора. Задача хлорирования очищенной воды сводится к защите от повторного размножения бактерий в водопроводной сети [3].

Втаблице 1 представлена информация об эффективности очистки воды – данные взяты из доклада Ю. А. Рахманина [2].

Таблица 1 Эффективность очистки (традиционная технология/ ультрафильтрация)

166

Литература

1.Академик РАН, РАЕН Ю.А.Рахманин, Актуализация проблем водообеспечения и пути их решения для повышения качества жизни россиян, III Всероссийский съезд водоканалов, Алушта, республика Крым

22-24.04.2015.

2.Knops F.N.M., Franklin B. [Пер.] Мембранные технологии в очистке воды и сточных вод. Ultrafiltration for 90 MLD Cryptosporidium and Giardia free drinking water: a case study for the Yorkshire Water Keldgate Plant. // Proc. of the Conf. on Membranes in Drinking and Industrial Water Production (Paris, 3-6 October). 2000. V. 1, p. 71-78.

3.Андрианов А.П., Первов А.Г. Перспективы применения мембранных методов ультрафильтрации и нанофильтрации на крупных водопроводных станциях // Проекты развития инфраструктуры города: Сб. науч. трудов. Вып. 4. Комплексные программы и инженерные решения в области экологии городской среды. М., 2004.

А.А. Смыков, Д.А. Линёв, С.Г. Васильев, С.Д. Богданов, А.А. Хашов

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

АВТОМАТИЗАЦИЯ ИТП

Повышение энергетической эффективности жилых зданий является актуальным вопросом. Именно в сфере ЖКХ энергетические затраты, выраженные в денежной форме, стали особенно обременительными для российского бюджета. Автоматизация ИТП является одним из наиболее эффективных инструментов для снижения затрат на оплату тепловой энергии.

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) — комплекс устройств, расположенный в обособленном помещении, состоящий из элементов тепловых энергоустановок, обеспечивающих присоединение этих установок к тепловой сети, их работоспособность, управление режимами теплопотребления, преобразование, регулирование параметров теплоносителя и распределение теплоносителя по видам потребителей.

Система автоматизации ИТП – комплекс устройств, благодаря которому тепловой пункт становится еще более эффективным и простым в процессе эксплуатации. Автоматика четко следит за текущими рабочими

167

параметрами, корректирует их в соответствии с реальными потребностями, своевременно реагирует на отклонения от нормальных показателей, предотвращая аварийные ситуации

Основные функции автоматизированного теплового пункта:

•Автоматическая корректировка положения клапанов регулировки, насосов, отвечающих за циркуляцию воды, электромагнитных ограничителей в соответствии с реальными потребностями и текущими параметрами работы комплекса;

•Обеспечение дистанционного контроля над рабочими параметрами, осуществление управления в соответствии с определенными алгоритмами;

•Стабилизация рабочих характеристик и режимов;

•Максимальная точность регулировки текущих параметров;

•Стабилизация и оптимизация работы;

•Достижение максимальной безопасности и защиты оборудования от вероятных сбоев, связанных с непредвиденными отклонениями от нормативных значений;

•Ограничивается предельный расход теплоносителя в соответствии с сигналами, подаваемыми счетчиками;

•Гидравлическое оборудование надежности защищается от превышений давления;

•Исключение сухого хода насосов.

Общий набор устройств, используемых при обеспечении автоматизации:

•Щит автоматизации ИТП, в котором находится основной контроллер, отвечающий за регулировку температуры воды, управление группами насосов;

•Модуль выходного расширения;

•Температурный датчик, фиксирующий температуру воздуха

снаружи;

•Температурные датчики, каждый из которых обслуживает собственный контур, то есть контур ГВС, отопительный контур, а также прямые и обратные трубопроводы;

•Датчики, считывающие текущие показатели давления;

•Запорно-регулирующие клапаны;

•Сетевые шлюзы для дистанционного управления.

Функциональные возможности шкафа ИТП:

• ручное местное, дистанционное и автоматическое управление электродвигателями насосных групп;

168

•поддержание температуры в контурах отопления по заданному графику теплоснабжения;

•поддержание температуры горячего водоснабжения;

•защита электродвигателей насосов от перегрузок по току и коротких замыканий;

•защита насосов от сухого хода по датчикам-реле давления в

контурах;

•автоматическое переключение насосов основной/резервный по времени наработки;

•световая индикация состояний работы и аварии;

•работа систем отопления по индивидуальному расписанию Регулятор перепада давления — это регулирующая трубопроводная

арматура, предназначенная для автоматического поддержания заданной разницы давлений воды, в местах отбора импульсов. Поддержание постоянного перепада давлений осуществляется изменением проходного сечения клапана регулятора. Принцип работы регулятора прямого действия основан на использовании энергии воды для управления клапаном без подвода энергии от внешнего источника. Степень открытия клапана пропорциональна степени отклонения перепада от заданного значения. Наиболее широкое применение регуляторы перепада давления получили в системах отопления с динамическим гидравлическим режимом. С их помощью стабилизируют давление на вводе тепловых сетей, создают оптимальные условия для регулирующих клапанов, балансируют системы отопления и защищают оборудование от нулевого расхода путём перепуска

В контроллер вносится таблица зависимости температуры воды поступающей в систему отопления от температуры наружного воздуха, называемая температурным графиком. Программе можно задать температуру снижения на которую контроллер понизит температуру теплоносителя по температурному графику в зависимости от дня недели и времени суток, что часто используется зданиями с фиксированным графиком эксплуатации, например, школами, офисными и производственными помещениями.

Автоматизация тепловых пунктов дает возможность:

•уменьшить и оптимизировать расход теплоносителя;

•снизить энергопотребление;

•поддержать высокую точность соблюдения технологических параметров;

•увеличить межсезонные циклы в 1,5-2 раза и срок службы оборудования в целом;

•уменьшить риск возникновения аварийных ситуаций;

169