Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Энергоэффективность объектов строительства. Курс лекций по направлению подготовки 08.04.01 «Строительство»
.pdf
в результате чего экономится более 70 млн т.у.т. в год. Во всех случаях экономическая задача заключается в том, чтобы в первую очередь использовать
те источники ВЭР, при которых эффект будет наибольшим.
С этой целью предварительно должна быть проведена паспортизация
всех источников ВЭР с указанием их количеств, температур, степени загрязнения, продолжительности и режима поступления. К числу этих источников
относятся различные технологические ресурсы (отходящие газы, пар и
нагретая вода, являющиеся результатом работы технологического оборудо-
к
вания, котельных, компрессорных и др.), а та
же вентиляционные выбросы.
Вторичные энергетические ресурсы можно разделить на четыре группы:
теплота отходящих газов и жидкостей (сюда относятся теплота ды-
мовых газов, отходящих из котельных и печей, а также теплота, содержащаяся в воде, в барде спиртовых заводов и т.д.);
теплота отработанного пара паросиловых установок и вторичного
пара теплоиспользующих установок (выпарные установки, ректификационные аппараты, сушилки, пары самоиспарения);
теплота горючих отходов (эта теплота может быть реализована при
сжигании отходов: например, лузга на маслоэкстракционных заводах используется в качестве топлива в паровых котлах);
теплота, содержащаяся в продуктах и отходах производства (к этой
группе относится теплота, содержащаяся в шлаках котельных, горячем
жоме сахарных заводов, горячем хлебе, сахаре и т.д.; к этой группе можно
также отнести нагретый воздух, удаляемый из горячих цехов).
Затем необходимо определить возможных потребителей ВЭР, это могут
быть технологические процессы, система отопления, горячее водоснабжение, система вентиляции.
Теплот
а вторичных энергоресурсов мо
жет использоваться для следую-
щих нужд:
для процессов, протекающих в основных технологических установках
внутри цеха или предприятия (замкнутые схемы);
для внешних целей, не связанных с процессами, протекающими в ос-
новных технологических установках, которые являются источниками ВЭР,
например использование вторичных тепловых ресурсов для отопления и горячего водоснабжения гражданских зданий (разомкнутые схемы);
для внутренних и внешних целей по отношению к процессу в техно-
логической установке (комбинированные схемы).
На заключительном этапе производят ранжирование всех источников
ВЭР и составляют баланс потребности в теплоте и количестве ее, получаемой при использовании этих источников.
В качестве энергосберегающих мероприятий стоит рассмотреть использование возобновляемых источников энергии для нужд систем те
снабжени
я и вентиляции.
плогазо-
111
Возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ) являются источники
энергии, непрерывно возобновляющиеся в биосфере Земли. К ВИЭ относятся:
солнечная энергия;
энергия ветра;
древесина;
энергия грунта, реки, озера, воздуха (любой низкотемпературный ис-
точник);
биогаз.
Солнечную энергию можно использовать как для приготовления горячей воды на нужды ГВС, так и для нагрева приточного воздуха для систем
вентиляции, снижая тепловую нагрузку на штатный калорифер. Принципиальная схема нагрева приточного воздуха приведена на рис. 8.1.
Ударопрочное стекло
абсорбер
утеплитель
Входное отверстие с фильтром
Наружныйвоздух
Солнечный модуль
Выходное отверстие
Нагретыйвоздух
Рис. 8.1. Солнечная вентиляция
Наружный воздух через входное отверстие поступает в систему коллекторов, которые имеют тепловую изоляцию и выполнены из материала с высокой теплопроводностью. К стенкам коллектора прикреплён солнечный
модуль, способный улавливать солнечную энергию и передавать её через
стенки коллектора нагреваемому воздуху. Наружный воздух, пройдя через
т
систему коллекторов, нагревается и поступает в систему приточной вен
и-
ляции здания.
Для приготовления горячей воды также используются коллекторы и
солнечные элементы, только вместо воздуха происходит циркуляция воды.
В этом случае холодная вода поступает из водопровода в коллектор, затем,
112
нагреваясь, поступает в систему ГВС потребителя, при необходимости вода
после коллектора догревается обычными теплогенерирующими установками. В отсутствие водоразбора вода, нагретая с помощью солнечных элементов, аккумулируется в специальном, теплоизолированном баке-аккумуляторе.
Принципиальная схема системы ГВС с использованием солнечной энер-
гии приведена на рис. 8.2.
Солнечный коллектор
Рис. 8.2. Принципиальная схема системы ГВС
с использованием солнечной энергии
Пример монтажа солнечных элементов приведён на рис. 8.3 и
рис. 8.4.
113
Рис. 8.3. Пример монтажа солнечных элементов
на крыше индивидуального жилого дома
Рис. 8.4. Пример монтажа солнечных элементов
на крыше многоквартирного жилого дома
Для снабжения электрической энергией электродвигателей насосов и
вентиляторов, установленных в системах отопления и вентиляции, может
использоваться энергия ветра.
114
Рис. 8.5. Принципиальная схема электрической ветровой установки
Принципиальная схема такой установки приведена на рис. 8.5. Ветер приводит в действие ветрогенератор, который вырабатывает электрическую энергию, которая может накапливаться в аккумуляторных установках, а затем использоваться для электропитания приводов насосов и вентиляторов.
Внешний вид типовых ветрогенераторов промышленного изготовления
приведен на рис 8.6 и рис 8.7.
Рис. 8.6. Внешний вид ветрогенераторов
115
Рис. 8.7. Внешний вид типовых ветрогенераторов
В деревообрабатывающих цехах, мебельных производствах, в местах
проведения лесозаготовок, на предприятиях, отвечающих за содержание городских лесопарковых зон и городских парков, всегда имеется большое количество древесных отходов, которые могут быть использованы для получения тепловой энергии для собственных нужд, а именно для отопления и
горячего водоснабжения собственных производственных и административных зданий.
Принципиальная схема котла, работающего на древесны
х отходах, при
-
ведена на рис. 8.8.
Рис. 8.8. Принципиальная схема котла,
работающего на древесных отходах
116
Котел состоит из бункера для хранения запаса топлива (древесных отходов или пелет), механизма дозированной подачи топлива в камеру сгорания, топки и системы автоматики.
Рис. 8.9. Внешний вид теплогенерирующей установки,
работающей на древесных отходах
Источником энергии может быть грунт, скальная порода, озеро, воздух,
вообще любой источник тепла с температурой – 1 градус Цельсия и выше,
доступный в зимнее время. Это может быть река, море, сточные воды, выход
теплого воздуха из системы вентиляции.
Внешний контур, собирающий тепло окружающей среды, представляет
собой трубопровод, уложенный в землю или в воду.
ре
Устройство для пе
носа тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой называется тепловым насосом. На
рис. 10.10 приведена принципиальная схема теплового насоса.
Тепловая энергия, полученная с помощью теплового насоса, может быть
использована для нужд отопления и вентиляции здания.
Генерация тепловой энергии для нужд отопления и вентиляции также
зультате
возможна с использованием биогаза, топлива, получаемого в р
е
брожения органических отходов.
В процессе микробиологического метаболизма различных групп бактерий образуется биогаз, в котором содержится около 60 % метана, 35 % двуокиси углерода, 5 % – это воздух и водяные пары, также могут появляться
следы сероводорода, который необходимо отслеживать и удалять во избежание коррозионных процессов.
117
Рис. 8.10. Принципиальная схема производства тепла
с помощью теплового насоса
По мере наполнения метантенков биогаз перекачивается в хранилище
газа (газгольдер). Из газгольдера биогаз подается на газовую рампу двигателя внутреннего сгорания когенерационной станции.
Газопоршневой когенератор – одна из эффективных установок исполь-
3
зования биогаза, в которой экономический эффект от сжигания 1 м
топлива
в 2 раза выше, чем в обычной котельной.
Когенерационная электростанция представляет собой мини-ТЭЦ и состоит из:
двигателя внутреннего сгорания, где происходит преобразование
энергии газового топлива в механическую энергию;
генератора, преобразующего механическую энергию в электриче-
скую;
теплообменников, где происходит передача тепловой энергии, выде-
лившейся в процессе получения механической энергии, теплоносителю системы теплоснабжения;
системы управления и системы связи;
системы утилизации тепла выхлопных газов.
Преимуществом современных мини-ТЭЦ перед классическими ТЭЦ является их распределённость – тепловая и электрическая энергия вырабатывается непосредственно на месте потребления, тем самым сокращаются потери энергии на распределение и транспортировку.
Установки, работающие на биогазе, являются комплектными изделиями, и имеют специальное исполнение узлов двигателя, предотвращающее
118
ускоренный износ. Принципиальная схема биогазовой мини-ТЭЦ приведена на рис. 8.11.
Рис. 8.11. Принципиальная схема биогазовой мини-ТЭЦ
Потребителями электрической нагрузки являются электродвигатели и
системы освещения.
Основным потребителем теплофикационной нагрузки могут быть административно-бытовые корпуса (системы отопления, вентиляции и ГВС).
Также часть тепловой энергии может расходоваться на технологические
нужды.
Контрольные вопросы
1. Как используются ВЭР в системах ОВК?
Как используется теплоты удаляемого вентиляционного воздуха?
2.
Как используется солнечная энергия для отопления зданий?
3.
119
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. СП 60.13330.2012. Отопление, вентиляция и кондиционирование воз-
духа. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 [Текст]. – М.: Минрегион России, 2012.
СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная
2.
версия СНиП 23-01-99 [Текст]. – М.: Минрегион России, 2012.
СП 50.13330.2012 .Тепловая защита зданий. Актуализированная ре-
3.
дакция СНиП 23-02-2003 [Текст]. – М.: Минрегион России, 2012.
СП 54.13330.2011. Здания жилые многоквартирные. Актуализирован-
4.
ная редакция СНиП 31-01-2003 [Текст]. – М.: Минрегион России, 2012.
СП 118.13330.2012. Общественные здания и сооружения. Актуализи-
5.
рованная редакция СНиП 31-05-2003 [Текст]. – Минрегион России, 2012.
ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микро-
6.
климата в помещениях [Текст]. – М.: Госстрой России, 1999.
ГОСТ 21.602-2003. Правила выполнения рабочей документации отоп-
7.
ления, вентиляции и кондиционирования [Текст]. – М.: Госстрой России,
2013.
ГОСТ Р 8.563-2009. Государственная система обеспечения единства
8.
измерений (ГСИ). Методики (методы) измерений [Текст]. – М.: Госстрой
России, 2009.
ГОСТ 7076-99. Материалы и изделия строительные. Методы опреде-
9.
ления теплопроводности и термического сопротивления при стационарном
тепловом режиме [Текст]. – М.: Госстрой России, 1999.
ГОСТ 23250-78. Материалы строительные. Метод определения
10.
удельной теплоемкости [Текст]. – М.: Государственный комитет СССР по
делам строительства, 1978.
ГОСТ 25380-2014. Здания и сооружения. Метод измерения плотно-
11.
сти тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции.
[Текст]. – М.: Госстрой России, 2014.
ГОСТ 26253-84. Здания и сооружения. Метод определения тепло-
12.
устойчивости ограждающих конструкций [Текст]. – М.: Государственный
комитет СССР по делам строительства, 1984.
ГОСТ 26602.1-99. Блоки оконные и дверные. Методы определения
13.
сопротивления теплопередаче [Текст]. – М.: Госстрой России, 1999.
ГОСТ 26629-85. Здания и сооружения. Метод тепловизионного кон-
14.
троля качества теплоизоляции ограждающих конструкций [Текст].– М.:
Государственный комитет СССР по делам строительства, 1985.
ГОСТ 31166-2003. Конструкции ограждающие здания и сооружения.
15.
Метод калорического определения коэффициента теплопередачи [Текст]. –
М.: Госстрой России, 2003.
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]