Энергосберегающие системы кондиционирования воздуха для помещений и зон в многокомнатных и многозонных административно- общественных зданиях

В последние годы ведется большое строительство крупных административных и торгово-развлекательных комплексов площадью 80 тыс.м 2 и более. Поэтому своевременно появление статьи к.т.н. М.Г. Тарабанова [1], где рассматриваются вопросы по выбору и расчету систем кондиционирования для помещений таких комплексов.

В первой части статьи [1] сделан вывод, что применение центральных СКВ с переменной рециркуляцией для торговых центров большой площади «оказалось значительно эффективнее и экономичнее как по капитальным, так и по эксплуатационным затратам, чем системы кондиционирования с «фанкойлами». СКВ с центральным приточным агрегатом, производительность которого выбирается на минимально-неизбежный расход приточного наружного LПН, регламентированного саннормами, и местными доводчиками по помещениям или зонам, в современной терминологии называют местно-центральной СКВ.

В работе [2] подробно рассмотрены энергетические и экономические преимущества этих систем по сравнению с центральной СКВ с переменной рециркуляцией, примененной М.Г. Тарабановым в торговом центре «Гранд-2», г.Химки Московской обл.[1]. В крупных торговых залах всегда проводится разбивка площади больших помещений на отдельные торговые точки. Очень часто размеры и назначения торговых точек изменяются по желаниям арендаторов, что необходимо учитывать при разработке СКВ.

Число покупателей у торговых точек значительно изменяется в течение суток и их интересам к определенным товарам. Изменения загрузки торговых точек обуславливают переменность тепловых режимов по зонам торгового помещения. При работе СКВ в помещении или зоне с переменными по времени суток тепловыми режимами необходимо соответственно изменять температуру или количество приточного воздуха.

Центральная СКВ без местных доводчиков не может обеспечить изменение параметров приточного воздуха в зонах и осуществлять энергетически эффективный режим регулирования. В местно-центральных СКВ возможна оптимизация расходов энергии на поддержание параметров воздуха в соответствии с изменяющимися режимами формирования теплового режимав каждой контролируемой зоне торгового помещения большой площади или в многокомнатном административном здании.

Можно согласиться с автором статьи [1], что выбор в качестве охладителейдоводчиков вентиляторных агрегатов, названных в статье «фанкойлами», «является данью моде и ничем не обоснован». В нашей стране местно-центральные СКВ начали применяться в 1964 г. и успешно работают до настоящего времени [3]. Длительная и надежная работа этих СКВ прежде всего определяется применением в помещениях и зонах доводчиков эжекционных [2, 3], в которых нет движущихся частей (как у вентиляторов и электродвигателей в фанкойлах).

Приготовленная в центральном кондиционере саннорма приточного наружного воздуха по соединительным воздуховодам, которые значительно меньше в диаметре по сравнению с центральной приточно-рециркуляционной СКВ, подается к местным доводчикам эжекционным (ДЭ). Выходя из сопел ДЭ, струи наружного приточного воздуха эжектируют окружающий воздух, который проходит через теплообменник.

По трубкам теплообменника ДЭ может циркулировать холодная или горячая вода, что обеспечивает изменение температуры смеси приточного от ДЭ воздуха, в соответствии с условиями изменения по времени суток и времени года теплового режима в обслуживаемом помещении или в зоне помещений большой площади. В СКВ с ДЭ принципиально возможно осуществление работы по энергосберегающим режимам, как это, например, реализовано в административном здании в Москве по ул.Б.Дмит ровка, 26 (занимаемом ныне Советом Федерации).

СКВ в этом здании успешно работает с 1983 г. В зарубежной практике СКВ с ДЭ успешно применяются в торговых центрах [4]. Поэтому правомерно провести сравнение местно-центральных СКВ с ДЭ с одинаковыми по назначению СКВ с ДВ (фанкойлами), которые рассмотрены в статье [1]. На рис.1 в статье [1] представлена принципиальная схема организации воздухообмена в зоне торгового помещения в СКВ с ДВ (фанкойлами).

В обслуживаемую зону приготовленный приточный воздух подается из двух приточных решеток, смонтированных в подвесном потолке. К одной решетке присоединен приточный воздуховод от центрального кондиционера.Ко второй — приточный патрубок от местного ДВ, смонтированного за подвесным потолком. Теплообменник ДВ связан трубопроводами с холодильной станцией. Между приточными решетками в подвесном потолке расположена вытяжная решетка.

Расположение двух мест притока в одну обслуживаемую зону на значительном расстоянии между ними обуславливает поступление в рабочую зону помещения двух потоков приточного воздуха. В статье [1] на рис.2 представлено построение на l-d-диаграмме расчетного режима работы СКВ с ДВ в теплый период года. Приточный наружный воздух в центральном кондиционере охлаждается до температуры tПН, близкой к температуре воздуха в рабочей зоне tв.

Забираемый из пространства подшивного потолка вытяжной воздух охлаждается и осушается в теплообменнике ДВ до температуры 12,2°С и влагосодержания 9,27 г/кг. Восприятие теплои влаговыделений в обслуживаемой зоне возлагается на охлажденный и осушенный рециркуляционный воздух. Схема СКВ с ДВ и выбранные режимы приготовления двух потоков приточного воздуха [1] имеют ряд серьезных недостатков:

• при осушке воздуха в теплообменнике ДВ выпадающий конденсат собирается в поддоне под теплообменником и по трубопроводу отводится в канализацию; в торговом зале большой площади под подвесным потолком необходимо смонтировать значительное число местных ДВ и их поддоны соединить протяженными трубопроводами отвода конденсата, что удорожает систему и создает возможности появления протечек воды через подвесной потолок при засорении протяженных канализационных трубопроводов, которые практически невозможно прочищать при их нахождении за подвесным потолком;
• автоматическое регулирование холодопроизводительности теплообменника ДВ осуществляется методом количественного изменения расхода через него холодной воды. Это приводит к изменениям не только конечной температуры охлажденного рециркуляционного воздуха, но и его влажности. Из построения на l-d-диаграмме на рис.2 [1] следует, что на осушенный и охлажденный воздух, поступающий от ДВ, возлагается задача поглощения теплои влаговыделений в обслуживаемой зоне помещения. При переменном значении влагосодержания поступающего в помещение от ДВ воздуха, в зоне обитания людей также будет различное влагосодержание, что приведет к постоянным изменениям в помещении относительной влажности воздуха и возможном ее превышении максимальной нормы ϕв.mах = 60%;
• наличие двух приточных струй неизбежно приводит к поступлению в обитаемую людьми зону помещения приточного воздуха двух параметров с различной способностью к восприятию теплои влагоизбытков; охлажденный и осушенный приточный воздух от ДВ поглощает основную часть теплои влаговыделений (см. рис. 2 в [1]; охлажденный приточный воздух от центрального кондиционера практически не влияет на тепловой режим, т.к. имеет одинаковую температуру притока с воздухом в помещении, но в дождливую погоду охлажденный приточный наружный воздух будет поступать в помещение с более высоким dн dв, что внесет дополнительные влагоизбытки.

Перечисленные недостатки устраняются при использовании в местно-центральной СКВ вместо фанкойлов (ДВ) доводчиков эжекционных(ДЭ), монтируемых в торговых помещениях под потолком [4]. В СКВ с ДЭ саннорма приточного наружного воздуха LПН осушается и охлаждается в воздухоохладителе центрального кондиционера. Выпадающий при осушке конденсат отводится из поддона в канализацию в удалении от торговых помещений, и нет опасности протечки воды через подвесной потолок в торговые зоны.

В местных ДЭ эжектируемый рециркуляционный воздух lв.э проходит через теплообменник, по трубам которого циркулирует холодная вода. Начальная температура охлаждающей воды автоматически поддерживается на уровне, близком к температуре точки росы эжектируемого внутреннего воздуха. Это обуславливает охлаждение в теплообменнике ДЭ рециркуляционного воздуха при постоянном влагосодержании. Нет конденсата, нет поддона и трубопроводов отвода конденсата, нет опасности протечек воды через потолок. Расчет режимов работы СКВ проводится с применением l-d-диаграммы, на которую первоначально наносятся (рис.1):

• нормируемые параметры воздуха в рабочей зоне; в рассматриваемом случае СКВ обеспечивает тепловой комфорт для людей, при котором в теплый период года параметры воздуха в обитаемой зоне: tв = 23–25°С и ϕв = = 40–60% (что выделено на l-d-диаграмме сектором со штриховкой);
• расчетные параметры наружного климата для Москвы по параметрам «Б»: tн = 28,5°С, Iн = 54 кДж/кг, dн = 10 г/кг (т. Н).

В отечественной конструкции доводчика эжекционного модели ДЭ-1-6-180 [2] по условиям малошумности при его работе до 30 дБА номинальную производительность по приточному наружному воздуху рекомендуется применять до 180 м3/ч. Принимаем, что в торговой зоне, обслуживаемой от одного ДЭ-1-6-180, постоянно работает продавец, для которого необходимо подать санитарную норму наружного воздуха 60 м3/(ч⋅чел) и по 20 м3/(ч⋅чел) для шести покупателей. От семи человек в обслуживаемой зоне при tв = 25°С будут поступать:

• явного тепла — Qт.л. =1 × 70 + +6 × 58 = 418 Вт⋅ч;
• влаги — Wвл.л. =1 × 185 + 6 × 50 = = 485 г/ч.

При схеме воздухообмена «сверху вверх» на вытяжку поступает: tУ = tв, dУ = dв. Определяем требуемое влагосодержание приготовленного в центральном кондиционере приточного наружного воздуха по формуле: dПН = dУ – (Wвл. /lПН ×ρПН) = 11– (485/180 × 1,2) = 8,75 г/кг. Требуемое влагосодержание dпн = = 8,75 г/кг < dн = 10 г/кг. Поэтому в центральном кондиционере приточный наружный воздух должен осушаться.

При наличии теплоизбытков в обслуживаемом от СКВ помещении энергетически целесообразно режим осушения приточного наружного воздуха осуществлять одновременно с его охлаждением. Для этого в теплообменник-воздухоохладитель центрального кондиционера в целях реализации энергосберегающих режимов в СКВ подается холодоноситель. В торговых помещениях в качестве холодоносителя рационально применять холодную воду с температурой 7°C, получаемую от работы холодильных машин.

Для реализации режима осушения воздуха в теплообменнике на поверхности наружного оребрения трубок должна быть температура ниже точки росы охлаждаемого воздуха. Режим конденсации влаги проходит на той части оребренной поверхности, где охлаждаемый воздух полностью насыщен. Дальнейшее понижение температуры насыщенного воздуха приводит к образованию на поверхности влаги (к осушке воздуха).

Режим охлаждения и осушения в современных конструкциях воздухоохладителей с высокой эффективностью оребрения заканчивается при конечной относительной влажности воздуха близкой к ϕОХ =90%. Подробное рассмотрение этого вопроса вызвано тем, что часто допускаются ошибки: на l-d-диаграмме изображают режим осушения и охлаждения, заканчивающийся при малых ϕОХ. На l-d-диаграмме находим параметры охлажденного и осушенного в центральном кондиционере приточного наружного воздуха, т. ОХ: tОХ = 13,5°C; dОХ = 8,75 г/кг; ϕОХ = 90%; IОХ = 35,6 кДж/кг.

При прохождении через вентилятор и приточные воздуховоды охлажденный воздух на 1°C повышает температуру и поступает к соплам ДЭ с параметрами: tПН = 14,5°C, dПН = 8,75 г/кг (т. ПН). Соединяем т. Н ит. ОХ прямой линией, которая иллюстрирует процесс охлаждения и осушения. Энергетически рационально вытяжку удаляемого воздуха в количестве LУ = LПН производить через светильники, что позволяет отводить до 30% теплоты, эквивалентной подводимой к светильнику электроэнергии.

При использовании современных разрядных осветительных ламп требуемая освещенность в 500 ЛК в торговых точках обеспечивается при потреблении ими удельного расхода электроэнергии 30 Вт/м2. От одного ДЭ-1-6-180 в торговом помещении обслуживается площадь порядка 3 × 10 = =30м2. На освещение этой площади к лампам подводится следующий расход электроэнергии, переходящий в тепло: Qт.эл. =30 × 30 = 900 Вт⋅ч. К вытяжному воздуху в светильнике перейдет следующее количество тепла: Qт.эл.У = 0,3 × 900 = 270 Вт⋅ч.

Отводимое в светильнике тепло повысит температуру удаляемого вытяжного воздуха: tУ = tв + (Qт.эл.У × 3,6)/ (ϕУ ×ρУ × cp) = 25 + (270 × 3,6)/ (180 × 1,2 × 1) = 29,5°С. На линии dв = 11 г/кг в пересечении с изотермой 29,5°С находим т. У. Приточный наружный воздух с температурой притока tПН = 14,5°C и вытяжной воздух температурой 25°C воспримет следующее количество явного тепла Qт.У = 180 × 1,2 × 1 × ×(25 – 14,5)/3,6 = 630 Вт⋅ч. Расчетное теплопоступление в обслуживаемой зоне помещения площадью 30 м2 составляет:

• от светильников 900 – 270 = 630 Вт⋅ч;
• от служебного оборудования — 630 Вт⋅ч;
• от людей — 418 Вт⋅ч.

Обслуживаемая СКВ площадь находится во внутренней зоне торгового зала, где нет теплопритоков через наружные строительные конструкции. Расчетные теплоизбытки в обслуживаемой зоне составляют: Qт.изб. = 630 + 630 + 418 = 1678 Вт⋅ч. В теплообменнике ДЭ необходимо отводить следующее расчетное количества тепла: QОХ.ДЭ = Qт.изб. – Qт.У = = 1678 – 630 = 1048 Вт⋅ч.

Температура охлажденного в теплообменнике ДЭ эжектируемого воздуха вычисляется по формуле: tв.ДЭ = tв.э. – (QОХ.ДЭ × 3,6)/ (2) /(lПН × kэ ×ρв.э. × cp), °С, где kэ = lв.э. /lПН — коэффициент эжекции в ДЭ, который для модели ДЭ-1-6180 равен 2,8 [2]; tв.э. — температура эжектируемого воздуха, которая для принятой схемы воздухообмена равна tв.э. = tв.

По формуле (2) вычисляем температуру охлажденного в теплообменнике ДЭ воздуха: tв.ДЭ =25– (1048 × 3,6)/ /(180 × 2,8 × 1,2 × 1) = 18,8°С. Процесс охлаждения внутреннего эжектируемого воздуха в теплобменнике ДЭ протекает при постоянном влагосодержании dв = dв.ДЭ = 11 г/кг. Поэтому не требуется поддон под теплообменником местного охладительного агрегата и сооружение протяженных канализационных трубопроводов, которые требуются в режиме СКВ по статье [1].

На линии dв = 11 г/кг в месте пересечения с изотермой 18,8°C находим т. ВДЭ. Соединяем т. В ит. ВДЭ и получаем луч процесса охлаждения эжектируемого воздуха при постоянном влагосодержании. Для реализации этого режима поступающая в трубки теплообменника вода должна иметь начальную температуру twx1 не более, чем на 2°C ниже температуры точки росы охлаждаемого воздуха tр.в. = = 15,5°C. Принимаем twx1 = 14°C.

В обслуживаемое помещение от ДЭ будет поступать смесь охлажденного и осушенного приточного наружного воздуха (т. ПН) и эжектируемого воздуха (т. ВД) и температура притока вычисляется по формуле: tп = (tПН + kэ × tв.ДЭ)/(1 + kэ) = = (14,5 + 2,8 × 18,8)/(1 + 2,8) = (3) = 17,7°C. На l-d-диаграмме соединяем прямой т. ПН ит. ВДЭ. В месте пересечения прямой с изотермой 17,7°C получаем т. П с параметрами приточного воздуха: tп = 17,7°C, dп = 10,3 г/кг. Соединяем прямой т. П ит. В, получаем луч процесса поглощения в обслуживаемой зоне теплои влаговыделений. Принципиальные отличия предлагаемой СКВ с ДЭ [2] от схемы организации воздухообмена и режимов работы в СКВ с ДВ [1] обеспечивают следующие преимущества:

• приточный воздух в обслуживаемую зону поступает с одинаковой температурой смеси охлажденных наружного и внутреннего эжектируемого воздуха. Этим обеспечивается равномерность распределения холода приточного воздуха по площади в обитаемой зоне;
• охлаждение и осушение в центральном кондиционере саннормы приточного наружного воздуха до влагосодержания dПН обеспечивает ассимиляцию расчетных влаговыделений при изменяющейся влажности наружного воздуха.

Так, по параметрам Б для Москвы влагосодержание наружного воздуха dн = 10 г/кг. По новым климатическим нормам [5] для теплого периода года в Москве нормируемая температура наружного воздуха tПН = 26,3°C и ϕПН = 56%. Построением на l-d-диаграмме находим т. НН с влагосодержанием dНН = 12,3 г/кг и энтальпией IНН = 57,5 кДж/кг. При расчете СКВ с использованием новых норм состояния наружного воздуха [5] нужно увеличивать расчетную холодопроизводительность холодильных машин.

Затраты холода в расчетном режиме охлаждения и осушения приточного наружного воздуха определяются перепадом энтальпий: ∆IОХ = Iн – IОХ, кДж/кг. По параметрам Б удельный расход холода в центральном кондиционере равен: ∆IОХ = 54 – 35,6 = 18,4 кДж/кг. По новым климатическим нормам [5] расчетный удельный расход холода больше: ∆IОХ = 57,5 – 35,6 = 21,9 кДж/кг.

Применение при проектировании СКВ новых климатических норм (5) потребует увеличения установочной мощности холодильных машин по сравнению с параметрами Б: [(21,9 – 18,4)/18,4]× 100=19%. Температура воздуха в рабочей зоне tв = 25°C контролируется датчиком, который воздействует на привод автоматического клапана на трубопроводе поступления холодной воды в теплообменник ДЭ.

В условиях малого числа покупателей в обслуживаемой от ДЭ зоне понизятся тепловыделения. Если снижение тепловыделений составит 1100 Вт⋅ч, то из приведенного выше расчетного теплового баланса работы СКВ следует, что для поддержания tв = 25°C не требуется охлаждать эжектируемый воздух. На смещение в ДЭ будет поступать охлажденный наружный воздух tПН = 14,5°C и эжектируемый внутренний воздух tв.ДЭ = tв = 25°C.

По формуле [3] вычислим температуру приточного воздуха: tп = (tПН + kэ × tв.ДЭ)/(1 + kэ) = = (14,5 + 2,8 × 18,8)/(1 + 2,8) = 22,2°C. В холодный период года СКВ с ДВ работает по режимам, которые в статье [1] представлены построением на l-d-диаграмме рис.3. Приточный наружный воздух в калорифере приточного агрегата нагревается от tНХ = –25°C до tт = 28,3°C. В ИТП из сети централизованного теплоснабжения от ТЭЦ поступает горячая вода.

После нагрева в калорифере наружный воздух адиабатно увлажняется в форсуночной камере до влагосодержания, позволяющего наружному воздуху поглощать влаговыделения в обслуживаемой зоне. Для отведения теплоизбытков в теплообменник ДВ подается охлажденная вода с температурой 9–14°C. Охлаждение воды осуществляется в пластинчатом теплообменнике, через который от работы насоса по другую стенку пластин проходит антифриз, охлажденный в теплообменнике вентиляторного агрегата в потоке наружного воздуха.

В статье [1] этот метод использования холода нарушенного воздуха назван dry-cooler. Получая холод наружного воздуха в теплообменнике вентиляторного агрегата, с нагретым воздухом выбрасывается в атмосферу избыточное тепло из помещений. Это приводит к потере тепла, которое энергетически рационально использовать. Предлагается применить энергосберегающий режим работы СКВ с ДЭ с полезным использованием тепловыделений.

В холодный период года в климате Москвы расчетная температура наружного воздуха tНХ = –28°C (т. НХ). Проводим построение на l-d-диаграмме расчетного режима в холодный период года, когда в обитаемой людьми зоне торгового помещения tвх = 16°C, dвх = =3,4 г/кг и ϕвх = 30–50%. На рис. 2 на l-d-диаграмме это представлено заштрихованным сектором.

При tвх = 16°C от одетых в теплую одежду покупателей выделяется явного тепла qл.я. = 30 Вт/чел и влаги 40 г/чел. Вычисляем по формуле (1) требуемое влагосодержание саннормы приточного наружного воздуха для поглощения влаговыделений в зоне 295 г/ч: dПН = 3,4 – [295/(180 × 1,23)] = = 2,07 г/кг. Тепловыделения в зоне в холодный период года:

• от светильников 630 Вт⋅ч;
• от служебного оборудования 630 Вт⋅ч;
• от людей 600 Вт⋅ч.

Общие теплопритоки: Qт.изб.Х = 630 + 630 + 600 = 1860 Вт⋅ч. Вытяжной воздух после светильников будет иметь температуру: tУХ = 16 + 4,5 = 20,5°C. Часть тепловыделений воспринимается приточным наружным воздухом, поступающим к соплам ДЭ с температурой tПНХ = 4°C, dПНХ = 2,07 г/кг и IПНХ =10 кДж/кг (т. ПНХ). Для получения этих параметров необходимо нагреть холодный наружный воздух с tНХ = –28°C до tНК = 8,8°C, что позволит получить энтальпию: IНК = IПНХ = 10 кДж/кг (т. НК).

С параметрами т. НК подогретый наружный воздух поступает в блок адиабатного увлажнения в орошаемом слое. Применение современных адиабатных увлажнителей позволяет в несколько раз понизить затраты электроэнергии для работы насоса циркуляции воды, по сравнению с применением для адиабатного увлажнения форсуночной камеры, как это принято в статье [1]. На l-d-диаграмме рис.2 соединяем т. НХ ит. НК, что отвечает режиму нагрева приточного наружного воздуха в центральном кондиционере.

Рассмотрим возможности снижения расхода тепла от ТЭЦ на нагрев наружного воздуха. Соединяя прямой т. НК ит. ПНХ, получаем изображение расчетного режима адиабатного увлажнения. На вертикальной линии dвх = 3,4 г/кг в месте пересечения с изотермой 20,5°C находим т. УХ. Соединяя прямой т. ВХ ит. УХ, получаем изображение процесса охлаждения удаляемым вытяжным воздухом работающих на расчетную мощность светильников.

Оцениваем количество теплоизбытков, которое может быть воспринято приточным наружным воздухом, поступающим к соплам ДЭ с tПНХ = 4°C и вытяжным воздухом с tУ = tв = 16°C: Qт.УХ = 180 × 1,23 × 1 × ×(16 – 4)/3,6 = 737 Вт⋅ч. В теплообменнике ДЭ должны быть отведены остальные тепловыделения: QОХ.ДЭ = Qт.изб.Х – Qт.УХ = = 1860 – 737 = 1128 Вт⋅ч. Температуру эжектируемого внутреннего воздуха после охлаждения в теплообменнике ДЭ вычисляем по формуле (2): tв.ДЭ.х =16– (1123 × 3,6)/ /(180 × 2,8 × 1,23 × 1) = 9,5°C.

По формуле (3) вычисляем температуру смеси в ДЭ приточного воздуха: tПХ = (4 + 2,8 × 9,5)/(1 + 2,8) = 8°C. Для охлаждения эжектируемого внутреннего воздуха в теплообменнике ДЭ до температуры 9,5°C необходимо охладить воду до twx = 6°C. Для охлаждения воды предлагается применить новую схему использования холода наружного воздуха. В центральном кондиционере после фильтра устанавливается теплообменник, соединенный трубопроводами с пластинчатым теплообменником.

Эта система заполнена антифризом. К каналам обратной стороны пластин в пластинчатом теплообменнике присоединяются трубопроводы насосной циркуляции воды через теплообменники ДЭ. Через теплообменник в центральном кондиционере в расчетном режиме проходит холодный наружный воздух, который через стенки трубок охлаждает проходящий по трубкам антифриз до температуры примерно: tаф2 = –2°C.

Отводимое от антифриза тепло в количестве QОХ.ДЭ = 1123 Вт⋅ч воспринимает холодный приточный наружный воздух и увеличивает температуру до значения: tНХ2 = (Qх.ДЭ × 3,6)/(lПН ×ρПН × cp) + + tНХ = (1123 × 3,6)/(180 × 1,38 × 1) – – 28 = –11,7°C. На l-d-диаграмме рис.2 это т. НХ2. Охлажденный в теплообменнике центрального кондиционера антифриз с tаф2 = –2°C насосом подается в пластинчатый теплообменник, где через стенку пластин к антифризу передается тепло в количестве QОХ.ДЭ, воспринятое водой в теплообменниках ДЭ, и вода охлаждается до twx = 6°C.

Вторым источником для нагрева приточного наружного воздуха является теплота выбрасываемого вытяжного воздуха LУ, который поступает в вытяжной агрегат с температурой 20,5°C (т. УХ). В вытяжном агрегате после фильтра устанавливается теплообменник, соединенный трубопроводами с теплообменником, смонтированным в центральном кондиционере вторым по ходу LПН. Система из теплообменников в центральном кондиционере и вытяжном агрегате и соединительные трубопроводы заполнены антифризом.

От работы насоса в трубки теплообменника в вытяжном агрегате поступает антифриз с температурой tаф2 = 0°C. Проходя по трубкам этого теплообменника, антифриз отепляется примерно до tаф1 = 4°C. В теплообменнике вытяжного агрегата вытяжной воздух LУ охлаждается с tУХ1 = 20,5°C до tУХ2 = 6°C. В вытяжном агрегате процесс охлаждения проходит при постоянном влагосодержании и количество отведенного тепла равно: Qт.УХ = lУ ×ρУ × cp × ×(tУX1 – tУX2)/3,6 = 180 × 1,25 × 1 × ×(20,5 – 6)/3,6 = 906 Вт⋅ч.

При прохождении отепленного антифриза через второй теплообменник в центральном кондиционере приточный наружный воздух в расчетном режиме холодного периода года повысит температуру до величины (т. НХ3): tНХ3 = (Qт.УХ × 3,6)/(lУ ×ρУ × cp) + + tНХ2 = (906 × 3,6)/(180 × 1,26 × 1) – – 11,7 = 2,7°C. Второй теплообменник в теплый период года используется в качестве воздухоохладителя, а теплообменник в вытяжном агрегате — для охлаждения конденсатора холодильной машины.

Третьим по ходу приточного наружного воздуха в центральном кондиционере смонтирован калорифер, в который подается горячая вода, подаваемая насосом из ИТП, куда подведены трубопроводы теплоснабжения от ТЭЦ. В калорифере к приточному наружному воздуху передается следующее количество тепла, получаемое от ТЭЦ: Qт.ТЭЦ = lПН ×ρПН × ср × ×(tНК – tНХ3)/3,6 = 180 × 1,28 × 1 × ×(8,8 – 2,7)/3,6 = 390 Вт⋅ч.

В статье [1] по построению на рис.3 принят режим нагрева приточного наружного воздуха теплом от ТЭЦ на температурный перепад: ∆tТЭЦ = 28 + 25 = 53°C. В предлагаемой СКВ с ДЭ применение энергосберегающих режимов по построению на рис.2 сокращает нагрев приточного наружного воздуха теплом от ТЭЦ до температурного перепада: ∆tТЭЦ.э.обр = 8,8 – 2,7 = 6,1°C. Применение предлагаемых энергосберегающих режимов нагрева приточного наружного воздуха позволило понизить потребление тепла от ТЭЦ по сравнению с предложенным в статье [1] режимом нагрева: ∆tТЭЦ/∆tТЭЦ.э.с.р =53/6,1 = 8,7 раза. Или в процентном выражении расчетное снижение расхода тепла составляет: [(53 – 6,1)/53]× 100=88%.

При повышении температуры наружного воздуха процент снижения расхода тепла увеличится. При средней температуре наружного воздуха в отопительный период в климате Москвы tн.ср.от = –3,1°С [5] расхода тепла от ТЭЦ в предлагаемой энергосберегающей СКВ с ДЭ не будет. С учетом ежегодного роста цен на топливо и энергоносители применение рассматриваемых энергосберегающих решений СКВ с ДЭ в многокомнатных и многозальных административно-общественных зданиях обеспечивает значительный экономический эффект по снижению расходов энергии и на их оплату за круглогодичную работу систем.