Прокладка кабелей в блоках 2 page

Задача выбора теплозащиты стен и перекрытий - технико-экономическая. Усиление теплозащиты стен достигается увеличением толщины теплоизоляционного слоя в её конструкции (для современных мно­гослойных конструкций) или самой конструкции (для однослойных). При увеличении толщины стены возрастает её стоимость, но сокращается тепловая нагрузка на систему отопления и стоимость потреб­ления тепловой энергии. Расчеты для условий Москвы показывают, что экономически целесообразным является двойное остекление в раздельных переплётах, а коэффициент теплопередачи для стен в за­висимости от ориентации фасада должен изменяться от 1 Вт/кв. м*°С для южного фасада до 0,85 Вт/кв. м.*°С для северного.

Энергетическая оценка различных архитектурно-планировочных факторов для двух способов регулиро­вания в условиях Москвы приводится в Табл. 1.1. (для зданий площадью 7200 кв. м., размеры 12х60 м., 10 этажей).

Рис.1 Система технических мер энергосбережения.

Совмещение функций ограждений и систем

Снижение тепловой

Применение тепловых на­сосов

Регенеративные и

Рекуперативные

Выбор рацио­нального вида систем О, В и КВ

Теплообменники

Архитектурно-

Планировочные

Энергосбережение в системах отопления (О), вентиляции (В) и кондиционирования воздуха (КВ)

Использование до­полнительных источ­ников энергии для те­плоснабжения систем О, В и КВ

Меры

Системы с

Солнечными

Коллекторами

Снижение расхода воз­духа с уче­том сани­тарных норм

Системы с

Солнечными

Осуществление экономичных режимов работы систем О, В и КВ

Абсорберами

3 - традиционно применяемые параметры здания с экономически целесообразными теплозащитой и степенью остекления здания

А - ориентации фасадов здания по основным румбам - юг, север, восток, запад

Б - ориентации фасадов здания по промежуточным румбам - юго-восток, юго-запад, северо-восток, се­веро-запад

Как видно из Табл. 1.1., применение экономически целесообразных размеров здания даёт 37% экономии тепловой энергии, переход на экономически целесообразный уровень теплозащиты обеспечивает ещё 10% экономии. Переход на пофасадное регулирование в чистом виде даёт экономию 1-2%, в южных районах значительно больше, например в Ташкенте до 10%. Однако пофасадное или индивидуальное регулирование позволяет правильно распределить тепло между фасадами и повысит качество отопле­ния.

Следует иметь в виду, что приведенные цифры были получены для действовавших ранее тарифов и стоимостей. В связи с реформами в экономике, очевидно, будут изменены соотношения в стоимости строительных материалов и энергоносителей, что неизбежно скажется на результатах. Опыт зарубеж­ных стран свидетельствует о тенденции к увеличению теплозащиты здания и, следовательно снижению затрат энергии на его отопление.

Совмещение функций ограждений и систем. Эффективным способом снижения тепловой нагрузки в сис­темах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в промышленных и общественных зданиях служит удаление вытяжного воздуха через межстекольное пространство окон (Рис. 1.1.). Этот способ особенно хорош в помещениях, в которых не допускается рециркуляция внутреннего воздуха. Экономия энергии в холодное время года (на отопление) достигается за счет утилизации тепла выбросного возду­ха, которая осуществляется в межстекольном пространстве. Вентилирование окна позволяет значи­тельно повысить температуру поверхности остекления, что улучшает гигиенические условия в помеще­нии в холодное время года.

В тёплое время года при вентилировании межстекольного пространства из него удаляется поглощённое тепло солнечной радиации, проникающей через стёкла (см. Рис. I.2.). При этом снижается теплопоступ - ление от солнечной радиации и тепловая нагрузка на системы вентиляции и кондиционирования возду­ха.

Снижение тепловой нагрузки на системы вентиляции и кондиционирования воздуха можно достичь ис­пользованием ночного проветривания помещений. Такой способ энергосбережения основан на охлаж­дении помещений наружным воздухом с пониженной температурой и особенно эффективен в местности со значительным суточным ходом температуры наружного воздуха. При ночном проветривании система вентиляции работает ночью, когда в помещении отсутствуют люди. При этом имеет место дополнитель­ный расход электроэнергии на перемещение воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воз­духа. Ночное проветривание позволяет удалять из помещения тепло, аккумулированное за день ограж­дениями и оборудованием помещения и аккумулировать в них холод. За счет этого мероприятия удаёт­ся значительно понизить тепловую нагрузку на систему в дневные и особенно в утренние часы, а также сократить воздухообмен или расход искусственного холода в СКВ. Эффективность ночного проветрива­ния помещений возрастает, если использовать пустотные междуэтажные перекрытия в качестве возду­ховодов (см. Рис. 1.1.). В этом случае перекрытие играет роль аккумулятора ночного холода и позволяет дополнительно понизить температуру приточного воздуха в СКВ в дневные часы.

Междуэтажные перекрытия или каналы в стенах могут использоваться в холодное время в качестве ак­кумуляторов тепла системы отопления. В случае, когда тёплый воздух проходит через каналы в ограж­дениях, а затем попадает в помещение, говорят о панельно-воздушной комбинированной системе ото­пления. Такая система обеспечивает хороший гигиенический эффект и позволяет экономить тепло. Применять тепловую аккумуляцию ограждений возможно в этом случае при использовании прерывисто­го отопления, которое возможно во многих помещениях.

Известны способы использования ночного холода с аккумуляцией его в грунте или специальных мас­сивных насадках. В подземном вентиляционном канале, предназначенном для подачи в здание наруж­ного воздуха, устанавливается насадка из крупного булыжника. В ночное время воздух с пониженной температурой, проходя через насадку, охлаждает её. В дневные часы, когда по каналу поступает воздух с относительно высокой температурой, происходит его охлаждение на 3 - 6 °С. Использование такого способа эффективно в районах с жарким континентальным климатом при суточной амплитуде темпера­туры 10 °С.

Энергосбережение при осуществлении экономичных режимов работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Регулирование мощности систем позволяет повысить их энергетическую эффективность. В рассматри­ваемых системах существует большое число способов регулирования, обеспечивающих снижение рас­хода энергии. Здесь представлены лишь некоторые способы, показательные сточки зрения энергосбе­регающей технологии.

Снижение температуры воздуха в нерабочее время. В холодное время года может быть допущено сни­жение тепловой мощности систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с понижением температуры воздуха в нерабочее время до допустимого предела. В промышленных зданиях эта тем­пература равна +5°С, а в общественных местах зависит от назначения помещения. Особенно целесооб­разно снижение тепловой мощности дежурной системы отопления в помещениях, в которых допускается существенное снижение температуры воздуха. Теплопоступления от системы отопления в конечном итоге входят как одна их составляющих в тепловую нагрузку на СВ или СКВ. Снижение нагрузки на СВ или СКВ позволяет в холодное время года сократить воздухообмен до минимального по санитарной норме, что в свою очередь даёт ощутимую экономию энергии.

Снижение суммарного числа часов работы систем. Сокращения суммарной продолжительности работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха за сутки можно достичь периодическим включением и выключением этих систем. При этом возникают колебания температуры и других пара­метров внутреннего воздуха. Нормируемые ограничения на колебания параметров определяют условия периодического включения систем. Возможны такие ситуации, когда периодическое выключение систем недопустимо, и они должны работать постоянно.

Под периодическим отоплением понимается работа системы отопления в дневные часы и перерыв в нерабочее время. С понижением температуры наружного воздуха периодическое отопление возможно до тех пор, пока значение температуры воздуха в нерабочее время выше допустимого. Охлаждение по­мещения в нерабочее время зависит от теплозащиты помещения, поэтому указанное мероприятие предпочтительно в хорошо утеплённых зданиях. В связи с тем, что в нерабочее время охлаждаются и ограждения, и оборудование, - для их разогрева к моменту начала эксплуатации требуется предвари­тельный нагрев за счет работы системы в форсированном режиме.

Использование периодического отопления в зрительных залах кинотеатров, в которых возможно пони­жение температуры внутреннего воздуха в нерабочее время до +8°С, даёт экономию тепла до 7% (при повышенной теплозащите помещений).

Принцип действия периодической вентиляции основан на том, что при вентилировании помещения све­жим воздухом концентрация вредности (например, углекислого газа в общественном помещении) убы­вает быстро (по экспоненциальному закону), а при бездействии вентиляции повышение концентрации вредности в воздухе помещения протекает медленнее (по линейному закону). На этом же принципе ос­нован традиционный и эффективный метод периодического проветривания помещений.

Режим работы системы вентиляции в общественных зданиях определяется накоплением в воздухе вы­деляемой людьми углекислоты, поэтому эффективность периодической вентиляции зависит от интен­сивности выделения углекислоты (количества людей в помещении) и объёма помещения. Скорость про­ветривания определяется кратностью вентиляции. Во всех случаях требуемая продолжительность про­ветривания равна в часах кратности воздухообмена, поделённой на 3. То есть при кратности воздухо­обмена, равной 3, требуется 1 час, чтобы проветрить помещение. Частота включения вентиляции не зависит от кратности и целиком определяется объёмом помещения. Поэтому эффективность периоди­ческой вентиляции особенно велика в помещениях большого объёма при переменном заполнении по­мещений людьми. В промышленных зданиях периодическая вентиляция может эффективно использо­ваться при технологических процессах с переменным выделением вредных газов.

Так как при периодическом включении системы вентиляции имеет место колебание температуры и дру­гих параметров воздуха, то там, где такие колебания не допускаются, требуется синхронизация работы вентиляции и регулирования тепловой мощности отопления.

При круглогодичном использовании периодической вентиляции её энергетическая эффективность воз­растает. Работа системы вентиляции в режиме периодического включения может осуществляться вруч­ную, с помощью таймера или вестись полностью автоматически. Наиболее удобно автоматическое ре­гулирование включения вести по сигналу датчика концентрации углекислого газа или другой газовой вредности.

Учёт концентрации газовых вредностей. Снижения расхода энергии в системах вентиляции и кондицио­нирования воздуха можно достичь, обеспечивая их работу с переменным расходом воздуха. В помеще­ниях общественных и промышленных зданий с тепло-влагоизбытками возможность уменьшения расхода в эксплуатационных условиях открывается в связи со снижением нагрузки на систему относительно рас­четного значения. На снижение расхода имеется два ограничения. Первое ограничивает минимальное количество наружного воздуха по санитарной норме. Второе связано с ограничением температуры при­точного воздуха по условиям воздухораспределения.

Описанные выше способы снижения нагрузки на системы вентиляции и кондиционирования воздуха позволяют преодолеть первое препятствие. Второе ограничение можно значительно отодвинуть, если ввести уменьшение расхода приточного воздуха на основе регистрации концентрации вредности в воз­духе помещения. Применительно к общественным зданиям такой вредностью является избыток угле­кислоты и расход наружного воздуха можно менять по мере заполнения помещения людьми. Автомати­чески такое изменение осуществляется по датчику концентрации углекислоты. Снижение расхода воз­духа относительно расчётной величины возможно как в тёплое так и в холодное время года.

Энергосбережение при использовании дополнительных источников энергии для теплоснабжения сис­тем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Утилизация теплоты выбросного воздуха. Среди множества вторичных энергоресурсов, образующихся при работе различных технологических установок и энергетического оборудования на промышленных предприятиях можно выделить основные, пригодные для утилизации: теплота уходящих дымовых газов котлоагрегатов, печей, других теплоиспользующих установок; теплота сжатого воздуха компрессоров; теплота охлаждающей воды от технологического оборудования; теплота парогазовых потоков от су­шильных установок; теплота вытяжного воздуха систем вентиляции и кондиционирования и другие. С точки зрения теплоснабжения систем вентиляции и кондиционирования воздуха утилизация теплоты выбросного воздуха представляет наибольший интерес. Следует отметить, что к настоящему времени в нашей стране отсутствует крупносерийное производство широкой номенклатуры теплоутилизаторов. Нет однозначно определенной области целесообразного применения тех или иных их видов. Отечест­венные образцы утилизаторов теплообменников сведены в Табл. III.1.

Принципиально для утилизации теплоты выбросного воздуха используется шесть видов утилизаторов, имеющих разную эффективность. Наиболее высокой эффективностью обладают регенеративные теп­лообменники с вращающейся насадкой. Наша промышленность такие установки не выпускает. На Рис. III.1. показано устройство такого аппарата фирмы ФЛЭКТ (Швеция). Теплообменник устанавливается в параллельных потоках приточного и вытяжного воздуха (см. Рис. III.2.), разделённых стенкой и передаёт тепло (а при определённых условиях и влагу) из выбросного воздуха в приточный. Причём процесс теп­лообмена идет непрерывно.

В 1982 г. в САНТЕХНИИПРОЕКТ был разработан технический проект крышной приточно-вытяжной уста­новки (см. Рис. III.3.). В верхней части камеры горизонтально расположен вращающийся регенеративный теплоутилизатор, разработанный совместно ЗИЛ и МНИИТЭП. Теплообменник представляет собой ба­рабан, образованный лентами из гофрированной и гладкой алюминиевой фольги. Частота вращения 10 об/мин. К внутреннему воздуховоду предусмотрено присоединение воздухораспределителя ВВР. Об­ласть применения крышных приточных теплоутилизаторов в основном - общественные здания (произ­водительность по воздуху 5-20 тыс. куб. м./ч.). Как и любой утилизатор такого типа, его не следует приме­нять при загрязнении воздуха токсичными, взрывоопасными и пахнущими веществами. При температуре выбросного воздуха +20°С и наружного -20°С установка обеспечивает нагрев наружного воздуха до +8°С и имеет при этом тепловую мощность от 47 до 187 кВт в зависимости от воздухопроизводительно - сти.

Помимо регенеративных теплообменников с вращающейся насадкой известны конструкции с неподвиж­ными насадками. Принцип их действия основан на попеременном движении нагретого и нагреваемого потоков воздуха через теплообменники. В качестве примера конструкция одного из простейших тепло­обменников показана на Рис. III.4.

Достаточно высокой эффективностью обладают пластинчатые воздухо-воздушные теплообменники - утилизаторы. В них обменивающиеся теплом потоки воздуха разделены стенкой, поэтому нет ограниче­ний на состав воздуха.

Использование теплоты солнечной радиации. Прямое использование солнечной радиации сулит суще­ственные выгоды. Солнечная радиация обладает экологической чистотой, доступностью. Однако пря­мое использование тепла солнца затруднено из-за относительной сложности поглощения и трансфор­мации, а также из-за несовпадения во времени прихода и потребления энергии.

Все гелиоиспользующие установки подразделяются на пассивные и активные. Первые - наиболее про­стые и дешевые позволяют использовать солнечное тепло за счет архитектурно-планировочных мер. В качестве примера на Рис. III.5. показано устройство так называемой стены Тромба, позволяющей улав­ливать и аккумулировать тепло солнечной радиации в обычной наружной стене здания, имеющей до­полнительный слой остекления.

Активные системы имеют разного рода гелиоприёмники, в которых нагревается теплоноситель. Такие системы подразделяются на воздушные и водяные по виду теплоносителя, получающего тепло. Вода является удобным теплоносителем, однако имеет существенный недостаток - замерзает. В местностях с низкой температурой наружного воздуха используются системы со спиртовыми растворами в качестве теплоносителя. Воздух в этом отношении обладает преимуществом, однако он имеет малую удельную теплоёмкость, что требует увеличенных габаритов установки.

Основным элементом системы является гелиоприёмник. Различают несколько видов этих теплообмен­ников. Концентрирующие гелиоприёмники состоят из сферических или цилиндрических поверхностей, в фокус которых помещается нагреваемый элемент (см. Рис. III.6). Такие приёмники могут обеспечивать нагрев теплоносителя до 100°С.. Они эффективно работают только при прямом облучении и требуют периодической очистки.

Наибольшее распространение получили плоские гелиоприёмники или солнечные коллекторы, состоя­щие из стеклянного или пластикового покрытия (одинарного, двойного, тройного), тепловоспринимаю - щей панели и тепловой изоляции обратной стороны панели. Под действием солнечных лучей поверх­ность нагревается до 70-80°С. Для увеличения эффективности поверхностей их покрывают специаль­ными плёнками или вакуумируют объём над поверхностью. Технические характеристики, выпускаемых в СНГ коллекторов, приведены в Табл. III.2.

Более простые устройства для поглощения солнечной радиации называются солнечными абсорберами. Эти теплообменники не имеют защитного остекления, в связи с чем нет надобности в корпусе, гермети­зации, очистке стекла (см. Рис. III.7). В отличие от солнечных коллекторов, абсорберы могут работать лишь в сочетании с тепловым насосом.

Системы гелиоснабжения бывают индивидуальными и централизованными. Для выравнивания несоот­ветствия поступления и потребления тепла они оборудуются аккумуляторами. Последние, в свою оче­редь, в зависимости от назначения, могут быть суточными и сезонными.

Тепловые насосы. Гелиоиспользующие установки, утилизаторы низкопотенциального тепла включают в свой контур теплонасосные установки (ТНУ). Значительные экономические и экологические преимуще­ства ТНУ делают их перспективными в области тепло-холодоснабжения.

Энергетическая эффективность ТНУ оценивается коэффициентом преобразования, равным от­ношению полученной теплоты в конденсаторе к тепловому эквиваленту затраченной на привод ком­прессора электроэнергии. Обычно этот коэффициент равен 3-4, т. е. на единицу мощности привода из­влекаются 3-4 единицы тепловой мощности низкопотенциального тепла.

Рассмотренные выше энергосберегающие меры представляют собой лишь часть общего комплекса средств повышения энергетической эффективности систем отопления, вентиляции и кондиционирова­ния воздуха. Осуществление этих или других энергосберегающих решений подразумевает нормальную эксплуатацию систем, спроектированных и смонтированных в соответствии с существующими нормами. В реальной жизни, к сожалению, часто допускаются нарушения правил эксплуатации. Наведение поряд­ка в отопительно-вентиляционном хозяйстве организации или предприятия - это одна из наиболее эф­фективных мер в энергосбережении. Второе важное условие энергосбережения состоит в учёте расхода энергоресурсов. Реализация этих условий открывает путь к внедрению энергосбережения.

26. Выпариванием называют процесс концентрирования растворов твердых нелетучих или мало летучих веществ путем удаления летучего растворителя и отвода образовавшихся паров.

Выпаривание в промышленности обычно проводится при кипении раствора. При выпаривании растворов твердых веществ в ряде пищевых производств достигают насыщения раствора. При дальнейшем удалении растворителя из такого раствора происходит кристаллизация, в результате которой выделяется растворенное вещество.

Выпаривание применяется для повышения концентрации разбавленных растворов или выделения из них растворенного вещества путем кристаллизация. Процесс выпаривания широко используется не только при производстве сгущенных молочных продуктов, но и в сахарном, и кондитерском производстве и т.д.

В пищевой промышленности выпаривают, как правило, водные растворы.

Выпаривание проводят в выпарных аппаратах.

Процесс выпаривания может проводиться непрерывно и периодически. Аппараты периодического действия используются в основном в производствах малого масштаба.

В крупнотоннажных производствах применяются непрерывно действующие выпарные установки, площадь поверхности нагрева которых достигает 6000-10000 м". При таких поверхностях нагрева решающим фактором, который определяет экономичность установки, является расход греющего чара и воды.

Выпаривание осуществляется как пол вакуумом, так и при атмосферном и избыточном давлениях.