Энергосбережение в системе кондиционирования

метки: Система, Кондиционирование, Вентиляция, Энергосберегающий, Помещение, Воздух, Энергосбережение, Режим

Энергосбережение (экономия энергии) — это реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии. Энергосбережение — важная задача по сохранению природных ресурсов.

В России и других странах бывшего СССР в настоящее время наиболее насущным является бытовое энергосбережение (энергосбережение в быту), а также энергосбережение в сфере ЖКХ. Препятствием к его осуществлению является сдерживание роста тарифов для населения на отдельные виды ресурсов (электроэнергия, газ), отсутствие средств у предприятий ЖКХ на реализацию энергосберегающих программ, низкая доля расчетов по индивидуальным приборам учёта и применение нормативов, а также отсутствие массовой бытовой культуры энергосбережения.

Актуальность проблемы энергосбережения в настоящее время становится все более масштабной и существенной. Аспектов рассмотрения данной проблемы огромное множество, но рассмотреть в одной статье их все просто не представляется возможным. Поэтому мы остановимся на таком вопросе, как уменьшение количества потребляемой энергии всеми видами субъектов хозяйствования, а также пути повышения эффективности энергосбережения в нашей стране.

Россия, являясь одной из наиболее богатых на энергоносители, и вместе с тем, одной из самых расточительных стран в мире, имеет отличные перспективы в вопросах энергосбережения. Чтобы реализовать все эти перспективы, необходимо лишь научиться максимально рационально использовать имеющиеся энергоресурсы. Цель исследования — рассмотреть особенности энергосбережения в системе кондиционирования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Исследовать цели и принципы энергосбережения
• Обозначить задачи энергосбережения и повышения эффективности в системе кондиционирования
• Проанализировать энергосберегающие мероприятия в системе кондиционирования на предприятиях РГБ

1. Основы энергосберегающей политики

Все отрасли народного хозяйства потребляют тепловую и электрическую энергию, причем оба вида получаются в основном с использованием топлива. Потребление топлива постоянно растет в связи с развитием строительства, транспорта, промышленности, механизацией сельского хозяйства. Используемые источники энергии принято подразделять на возобновляемые и не возобновляемые. Солнечная энергия, энергия ветра, гидроэнергия и некоторые другие называют возобновляемыми потому, что использование практически не уменьшает их запасы. Все ископаемые природные топлива ( уголь, нефть, газ, торф ) относятся к не возобновляемым источникам энергии.

Энергосбережение в зданиях и сооружениях

... зданий и сооружений существенно влияют на работу систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, потребляющих в настоящее время значительное количество тепловой энергии. Оценка энергоэффективности зданий и сооружений проводится на основании энергетического паспорта здания или сооружения. Типовой энергетический паспорт здания или сооружения ... Энергетическая эффективность зданий и сооружений ...

Не возобновляемые источники энергии являются сегодня основой мировой энергетики. Из них получают 90% всей потребляемой энергии. При этом темпы их расходования таковы, что запасов некоторых разведанных месторождений природного топлива хватит лишь на несколько десятков лет. Исчерпываются в основном дешевые источники энергии, а это приводит к увеличению ее стоимости. Данный фактор, а также неравномерность распределения природных ресурсов в мире привели к тому, что названо энергетическим кризисом. Не возобновляемые источники энергии сегодня обеспечивают мир энергией и будут составлять основу энергетики еще, во всяком случае, несколько столетий. Но существенного роста потребления энергии на их базе достичь не удается как в силу их ограниченности, так и из-за нежелательных воздействий на окружающую среду. Поэтому человечество занято решением вопроса более эффективного использования существующих источников энергии и добытой энергии, а помыслы его обращены к возобновляемым источникам энергии.

Научно-технический прогресс направлен на повышение энергетической эффективности общего производства, т.е. имеет энергосберегающие тенденции. Возможности стран по управлению энергопотреблением определяются целенаправленной политикой, т.е. комплексом мер по повышению эффективности использования энергоресурсов. Какими бы темпами ни развивалась энергетика, сбережение теплоты является важнейшей общегосударственной задачей. В энергетических программах каждой страны ему уделяется особое внимание.

Часть энергоресурсов расходуется на отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, а также зданий и сооружений производственного назначения. Общий расход топлива на эти цели составляет около 30% общего энергопотребления страны. Цель использования -создание и поддержание микроклимата помещений и зданий для обеспечения комфортного пребывания человека и проведения определенных технологических процессов.

Снижение расходов энергии в системах инженерного обеспечения зданий теплотой основывается на комплексном рассмотрении факторов, определяющих возможность экономии.

К этим факторам относятся:

• Оптимизация в тепловом отношении архитектурно-строительных, светотехнических и технологических решений зданий.
• Создание и использование более экономичных и совершенных систем теплоснабжения и вентиляции и оборудования для них.
• Совершенствование процессов производств, осуществляемых в зданиях и влияющих на энергетические затраты систем обеспечения микроклимата помещений.
• Утилизация теплоты вентиляционных выбросов и сточных вод в зданиях различного назначения.
• Более полное использование вторичных тепловых ресурсов промышленных предприятий для удовлетворения потребностей в энергии на нужды отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения.
• Широкое использование возобновляемых источников энергии.

В условиях экономического кризиса энергосбережение становится приоритетной государственной задачей, т.к. позволяет относительно простыми методами государственного регулирования значительно снизить нагрузку на бюджеты всех уровней, сдержать рост энергетических трафиков, повысить конкурентоспособность экономики и увеличить предложение на рынке труда.

Пути повышения энергоэффективности технических систем зданий

... повышения технической эксплуата­ции систем отопления; автоматического регулирования отпуска теплоты на отопление; учета тепловой энергии ... определенные положительные результаты. Кроме прямой экономии энергоресурсов, термореновация зданий позволила значительно улучшить их внешний ... в зданиях (по данным специалистов БелТЭИ) Элементы конструкции здания Количество тепловых потерь, % Окна 36 Вентиляция 28 ...

Комплексный подход к анализу потребления теплоты, возможности вовлечения вторичных энергетических ресурсов в тепловой баланс зданий, создание систем утилизации теплоты в зданиях, использование возобновляемых источников энергии позволят решить проблемы энергосбережения со снижением общего расхода энергии и топлива.

2. Пути экономии энергии

экономия энергия вентиляция кондиционирование

Решение проблемы по экономии энергии в системах вентиляции и кондиционирования воздуха начинается при разработке проектной документации на здание или сооружение. Энергосбережение является многоплановой задачей и затрагивает все этапы проектирования — от выбора исходных данных до проекта автоматизации. Основным инструментом при определении объемных расходов воздуха и его характеристик, организации воздухообмена в помещениях, аэродинамических показателей систем служит математическое моделирование. Его применение позволяет оптимизировать условия организации микроклимата помещений в летний и зимний периоды по величине энергетических затрат.

Уменьшение энергопотребления зависит от уменьшения значений входящих в них величин (в основном от производительности вентиляционной системы по воздуху).

Большое влияние на количество энергии, потребляемой системой вентиляции и кондиционирования воздуха, оказывает правильный выбор подачи и распределения приточного воздуха в помещении. Комфортные условия в нем достигаются за счет смещения приточного и внутреннего воздуха до приемлемых кондиций или замещения отработанного воздуха, а также выбора рабочей разности температур.

Вид вентиляции (естественной или механической) для зданий различного назначения существенно сказывается как на качестве воздуха, так и на затратах энергии для его приготовления. В системах механической вентиляции расход энергии за счет подготовки воздуха и привода вентиляторов больше, чем в системах естественной вентиляции при одних и тех же его расходах. В то же время механическая вентиляция лучше обеспечивает стабильность воздухообмена и контроль качества микроклимата.

В системах как естественной, так и механической вентиляции эффективное использование энергии может быть обеспечено при организации переменного режима расхода воздуха по результатам текущего контроля концентрации вредностей.

В вентилируемых помещениях может быть установлен один из следующих датчиков качества воздуха:

• Датчик углекислого газа.
• Датчик газовой смеси, измеряющий содержание газов и паров во внутреннем воздухе.
• Датчик присутствия.

При использовании систем, регулируемых в зависимости от меняющейся концентрации загрязняющих веществ, экономия энергии достигает до 50% в год (по сравнению с системами с постоянным расходом воздуха) без ухудшения качества воздуха.

Системы кондиционирования воздуха

... современных систем центрального кондиционирования воздуха. Уже в те годы существовали водоохлаждающие машины-чиллеры, внутренние блоки-фанкойлы и нечто напоминающее современные центральные кондиционеры. Со временем ... усиленным или заторможенным обменом веществ (расходом энергии). Температура кожного покрова человека зависит от параметров окружающего воздуха и, в среднем, равна 33'С. На рис.1. ...

Таким образом, на сегодняшний день существуют самые разнообразные пути экономии электроэнергии, которые могут оказаться либо эффективными, либо не очень. Рассмотрим способы экономии электроэнергии, которые наиболее часто встречаются в работе предприятий и организаций и позволяют существенно сокращать объем используемого электричества, при этом сохраняя, а порой и увеличивая полезный эффект от его применения.

В системы экономии электроэнергии на предприятии должны входить и контроль за режимом горения осветительных приборов, и установка в схемах электроснабжения устройств защитного отключения, и использование реле времени, датчиков присутствия и движения, и комплексная замена устаревшего электрооборудования на более совершенное, а значит, и более экономичное. В офисах рационально использовать компьютерную и оргтехнику, что позволит реально сэкономить ни один десяток кВт•ч в месяц.

3. Система кондиционирования

3.1 Характеристика системы кондиционирования

Основные функции и режимы кондиционеров

• Обогрев (для «теплых» моделей) и охлаждение. Кондиционер и основные его режимы работы, которые используются для обогрева и кондиционирования и помещений.

— Вентиляция. Такой режим работы, при котором функционирует только вентилятор блока находящегося внутри помещения, с не включенным компрессором. Применяется для распределения воздуха равномерно по всему помещению и может применяться, допустим, зимой, когда теплый воздух от батарей центрального отопления и обогревателей концентрируется под потолком, а полы остаются холодными.

• Режим автоматический. При таком режиме кондиционер выбором режима работы управляет сам (Вентиляция, Обогрев или Охлаждение) для поддержания комфортных температур.

— Осушение. Работая в режиме осушения, кондиционер влажность воздуха уменьшает. Иначе говоря, осушение воздуха практически всегда сопровождается его охлаждением. С холодным теплообменником (в данном случае с радиатором) внутреннего блока соприкасается теплый воздух, в результате чего, на теплообменнике происходит конденсация влаги, которая через дренажный шланг отводится. По такому же принципу работают абсолютно все осушители воздуха современности. Потому при режиме осушения кондиционер функционирует точно так же, как и при режиме охлаждения, лишь в помещении температура воздуха понижается не более 1°С.

— Очистка воздуха. Для того, чтобы очистить воздух в помещении перед теплообменником внутреннего блока кондиционера монтируют один или несколько фильтров. Главный фильтр кондиционера предназначается для очистки воздуха от крупных частиц пыли (именуемый фильтром грубой очистки).

Такой фильтр имеет вид обычной мелкой сетки и не столько стоит на защите находящихся в кондиционируемом помещении, сколько само оборудование кондиционера. Для очистки такого фильтра требуется лишь промыть его теплой водой. Добавочные фильтры (именуемые фильтрами тонкой очистки) предназначаются для очистки воздуха от мелкой пылевой взвеси, пыльцы растений и дыма. Сплит-системы вполне возможно комплектование различными фильтрами тонкой очистки — угольными (для устранения неприятных запахов), электростатическими фильтрами (для задержания мелких частиц) и прочими.

Проектирование системы кондиционирования воздуха для офисного помещения

... диаграмме этот процесс можно проследить по линии Т=const (слева направо). Рисунок 1.4 - Процесс кондиционирования воздуха на летний период Рисунок 1.5 - Процесс кондиционирования воздуха на зимний период 1.2.11 Расчет ... с помощью i – d диаграммы (рисунок 1.4, 1.5). При расчете установки кондиционирования воздуха необходимо знать не только величину суммарных тепло- и влаговыделений, но и их ...

— Установка температуры. Для режимов Обогрев и Охлаждение возможно управление температурой воздуха с показателем точности порядка 1°С при диапазоне порядка от 16-18 и до температуры 30°С. Обычно температурный датчик монтируется во внутреннем блоке кондиционера, но кое-какие модели оборудованы дополнительным датчиком, который встроенный непосредственно в пульт ДУ. В таком случае пользователь может персонально выбирать, в какой точке будут производиться измерения температуры.

— Скорость вентилятора. Вращение вентилятора во внутреннем блоке может производиться с разными скоростями, при этом, соответственно изменяется количество проходящего сквозь внутренний блок воздух (такой параметр именуется производительностью по воздуху или «прокачкой» кондиционера и единицей измерения является кб.м/час).

Обычно вентилятор обладает от 3-х до 5-ти фиксированными скоростями плюс режим автомата. В режиме автомата производится выбор скорости вентилятора, которая исходит из температуры текущей и заданной. Чем больше показатель текущей температуры отличается от заданного, тем, соответственно, скорость вентилятора выше.

— Воздушный поток и его направление. Направление потока воздуха, который создается внутренним блоком, можно регулировать по вертикали при помощи горизонтальных пластин (или просто жалюзи), имеющих фиксированные положения от 5 до 7. При режиме охлаждения воздушный поток обычно направляется горизонтально вдоль поверхности потолков, чтобы поток холодного воздуха не попадал на людей. При работе в режиме обогрева воздушный поток направляется вниз, так как горячий воздух во много раз легче холодного и он, разумеется, поднимается к верху. Помимо этого, жалюзи в режиме автомата могут раскачиваться вверх-вниз, распределяя равномерно воздушный поток по всему помещению. В отдельных моделях кондиционеров обладающих мощностью более 5 кВт имеются вертикальные автоматические жалюзи, которые регулируют воздушный поток в направлении горизонтально.

• Таймер на включение и выключение. При помощи 24-х часового таймера возможна установка времени включения и выключения кондиционера автоматически, допустим, можно включить кондиционер за час до вашего прихода с работы.

— Режим ночной. После включения такого режима кондиционер сам ставит минимальную скорость вращения вентилятора (для снижения уровня шума), а затем плавно повышает (в охлаждающем режиме) или же снижает (в обогревающем режиме) температуру на 2-3 градуса на протяжении нескольких часов. Считается, что такой температурный режим наиболее оптимален для сна. Спустя 7 часов после включения такого режима кондиционер отключается.

3.2 Энергосбережение в системе кондиционирования на предприятиях РГБ

• Применение инверторных систем кондиционирования.

Инвертор представляет собой печатный узел (плата с электронными компонентами), установленный в наружный блок кондиционера, который регулирует частоту вращения компрессора за счет изменения амплитуды и частоты напряжения, приложенного к его электродвигателю. Встроенный микропроцессор собирает информацию с многочисленных датчиков, отслеживающих рабочие условия, и вычисляет необходимую производительность компрессора для быстрого достижения комфортной температуры в помещении при оптимальном энергопотреблении.

Проектирование системы кондиционирования воздуха

... при изучении курса, и приобретение практических навыков расчета и проектирования систем кондиционирования воздуха. Наряду с учебной используется периодическая литература, нормативно-техническая документация, ... другая специальная литература. Все это позволяет грамотно освоить методику проектирования систем кондиционирования воздуха и достигнуть требуемого уровня знаний по дисциплине для последующего ...

• Использование частотного управления двигателем компрессора и вентилятора.

Система основывает свое действие на изменение частоты вращение двигателей вентиляторов и компрессора в холодильных машинах, при уменьшении энергопотребления. Обычные холодильные агрегаты основывают свое действие на переменной работе компрессоров и вентиляторов, т.е. как только система достигает необходимых параметров холодоносителя, происходит отключение электродвигателей, и последующее их включение по мере необходимости. Подобная работа не только увеличивает энергопотребление системы, но и значительно снижает ресурс деталей. Применение частотного преобразователя позволяет значительно улучшить ситуацию, поскольку подобная система получает более плавную регулировку, уменьшает время реагирования и увеличивает срок службы оборудования.

• Применение систем с использование рециркуляции.

Система рециркуляции представляет собой подмешивание воздуха, удаляемого из помещения, к наружному воздуху, и подача этой смеси в помещение. Рециркуляция воздуха в системе приточно-вытяжной вентиляции и воздушного отопления применяется в холодное время года в целях экономии тепла, так как при этом приходится нагревать не весь приточный воздух, а только наружный воздух, необходимый для дыхания людей. Кроме того, использование рециркуляции позволяет стабилизировать режим распределения воздуха в помещении, так как система работает при постоянном расходе, и скорости приточных струй имеют постоянное значение во все периоды года.

В режиме рециркуляции не происходит никакого воздухообмена, часть воздуха, удаляемого из помещений, после соответствующей очистки от производственных вредностей снова направляется в помещение.

При использовании принципа рециркуляции необходимо соблюдать следующие условия:

• количество чистого приточного воздуха должно составлять не менее 10% от общего количества воздуха подаваемого в помещение;
• воздух, поступающий в помещение, должен содержать не более 30% вредных веществ по отношению к их предельно допустимой концентрации.

Применение рециркуляции недопустимо в помещениях, в воздушной среде которых могут быть вредные вещества 1, 2 и 3-го классов опасности, неприятные запахи и болезнетворные микроорганизмы или возможно резкое увеличение концентрации вредных и взрывоопасных пылей, паров и газов (в производствах категории А, Б, В1-В4 по взрывопожарной опасности).

• Применение систем с использование рекуперации.

Принцип рекуперации основан на использовании теплоты вытяжного воздуха. Передача тепла происходит за счет теплообменных агрегатов, различающихся по типу исполнения и способу движения воздуха.

В качестве установок рекуперации тепла принято использовать следующее оборудование:

• Пластинчатый рекуператор;

— Конструкция изготовлена из алюминиевых пластин, создающих систему каналов для протекания потоков воздуха. За счет высокой теплопроводности стенок каналов происходит передача тепла от вытяжного воздуха к приточному. КПД подобных установок достигает 70%.

• Роторный рекуператор;

— Система роторного рекуператора представляет собой барабан, состоящий из множества алюминиевых ячеек, вращающихся вокруг своей оси. Ячейка, попадая в зону вытяжного воздуха, нагревается. Попадая в зону приточного воздуха, ячейка отдает накопленное тепло приточному воздуху. КПД данных установок достигает 85%.

Кондиционирование воздуха в общественных зданиях

... рециркуляцией. Рис. 5.12.Схема с рециркуляцией Рис. 5.13. Построение процессов на I-d диаграмме Таблица 5.6 Параметры воздуха в ... Gдп = 39898 – 11867 = 28031кг/ч Расход воздуха, необходимый для первой рециркуляции найдём из системы: ( 4.10) Gр1 = 28031 – 14400=13631кг/ч ( ... в соответствии с номенклатурой по производительности УКВ. Тип кондиционера КТЦ3-63 нормальный режим работы. Холодный период По ...

• Система с промежуточным теплоносителем.

Данные устройства представляют собой два жидкостных теплообменника. Один из теплообменников расположен в вытяжном канале, другой — в приточном. Теплоноситель нагревается вытяжным воздухом, а затем передает тепло приточному воздуху. Данный тип рекуператоров применяется, когда недопустимо смешивание приточного и вытяжного воздуха. КПД данных установок составляет порядка 60%.

• Применение системы «freecooling».

Данная система представляет собой дополнительный режим естественного свободного охлаждения, использующийся в системах кондиционирования. Принцип работы данной системы заключается в непосредственном использовании холодного воздуха в осенне-зимний период для охлаждения помещений и технологического оборудования. Для этого система кондиционирования с чиллером дополняется отдельным контуром охлаждения с незамерзающей жидкостью (водным раствором незамерзающей жидкости).

Данный режим позволяет сократить время работы компрессора, являющегося основным потребителем электроэнергии в подобных системах.

Под термином «энергосбережение» понимается экономия топлива, тепла, холода и электрической энергии, а также утилизация вторичных и природных энергетических ресурсов.

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха потребляют до 40% добываемого в стране твердого и газообразного топлива и до 10% производимой электрической энергии. Поэтому энергосбережению надо уделять особое внимание на всех этапах создания сооружений и систем, учитывая, что от качества проектных решений в значительной мере зависит потребление энергии при эксплуатации. Для достижения эффективных проектных решений должна быть обеспечена согласованная работа архитекторов и конструкторов с технологами, гигиенистами и специалистами по СКВ, отоплению, вентиляции, светотехнике, водоснабжению и канализации, теплоснабжению и холодильной технике.

Внедрение энергосберегающей технологии нередко сопряжено с дополнительными капитальными затратами в строительство и смежные отрасли промышленности, с освоением новых видов материалов и изделий. Поэтому в первую очередь надо применять способы и средства энергосбережения на объектах, где достигается наибольший теплотехнический и экономический эффект при минимальных дополнительных капитальных вложениях.

Заключение

Современное стремление к энергосбережению не является частью человеческой прихоти. Подобные технологии призваны, в первую очередь, свести к минимуму стоимость эксплуатации систем. Снижение затрат на поддержание микроклимата помещений позволяет не только повысить уровень жизни населения, но и увеличить конкурентоспособность промышленных предприятий за счет перенаправления образовавшихся свободных средств на более важные нужды.

Повышение энергоэффективности при производстве, передаче и потреблении на промышленных предприятиях, зданиях, энергетических установках, на транспорте и при кондиционировании воздуха становиться наиболее важным аспектом в наши дни. В связи с этим различные системы разрабатываются таким образом, чтобы обеспечить наиболее оптимальное расходование природных ресурсов.

Кондиционирование воздуха

... [11]. Целью работы является: ознакомление с системами кондиционирования воздуха и их классификация, расчет системы кондиционирования для трикотажного цеха. Глава 1. Основные требования к системам кондиционирования воздуха 1.1 Санитарно-гигиенические ... притока или с частичной подачей (до 40%) свежего наружного воздуха или на рециркуляционном воздухе (от 60 до 100%), который забирается из помещения и ...

Повышение эффективности работы систем и снижение их эксплуатационных затрат является наиболее важным направлением в условиях современного конкурентного рынка. Использование данных систем, а также привлечение опытных инженеров для их установки и эксплуатации значительно увеличивает производительность и эффективность работы современных предприятий и повышает его конкурентоспособность. Кроме того, данные системы являются экологически чистыми, что также не менее важно в настоящее время.

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/energosberegayuschie-sistemyi-konditsionirovaniya-i-ventilyatsii/

1. Энергосбережение в системах тепло-газо снабжения, вентиляции, кондиционирования. (А.М.Протасевич)

2. Теплоэнергетика и энергосбережение. (А.Н.Штым)

3. http://ru.wikipedia.org

4. http://aenergy.ru/energosberegajuwie-sistemy-kondicionirovanija-i-ventiljacii