Совмещенные системы вентиляции и воздушного отопления для складских помещений на базе компактных приточно-вытяжных агрегатов

Д. В. Капко, руководитель сектора научных исследований ООО «НПО ТЕРМЭК», otvet@abok.ru

А. Е. Иванов, главный архитектор проектов АО «ЦНИИПромзданий», член Cоюза архитекторов РФ

Г. В. Протасов, главный специалист ООО «НПО ТЕРМЭК»

В статье приведено решение совмещенной системы вентиляции и воздушного отопления для торгово-складского комплекса, которое позволило обеспечить высокую энергетическую эффективность представленного проекта.

В ряде публикаций отмечаются значительные преимущества систем воздушного отопления для помещений больших объемов (производственных, торговых, складских) [3–5] и помещений и зданий с переменным режимом обслуживания (школы, студенческие аудитории, храмы) [2, 5]. Основными из них являются:

• меньшие капитальные затраты ввиду совмещения в одном оборудовании системы вентиляции и отопления;
• низкая тепловая инерция, ввиду этого большая гибкость при изменении нагрузки на систему отопления;
• технически более простая реализация в помещениях с крупногабаритным оборудованием;
• безградиентное распределение воздуха по высоте (при грамотном расчете и подборе воздухораспределителей).

В некоторых случаях системы воздушного отопления являются практически единственным технически реализуемым решением. Яркий пример такого решения – проект легкоатлетического манежа в г. Михайловград (с 1993-го – г. Монтана, Болгария) [1].

В данной статье приведен пример применения совмещенной системы вентиляции и воздушного отопления в торгово-складском комплексе «Касторама» (рис. 1) по адресу: Московская область, Ленинский район, с. п. Булатниковское, в районе пос. Битца, архитектурные и конструктивные решения которого были разработаны специалистами АО «ЦНИИПромзданий», инженерные решения внутренних систем жизнеобеспечения – ООО «НПО ТЕРМЭК».

Торгово-складской комплекс «Касторама»

Учет стандартов зеленого строительства

По желанию заказчика проектирование объекта велось с учетом требований зеленого стандарта LEED, в проекте были отражены требования следующих категорий этого стандарта:

• экологическая рациональность, выбор участка – выбор места, доступность транспорта (общественного, автомобильного, велосипедного), контроль ливневых стоков, рациональность в освещении фасада;
• эффективность в использовании водных ресурсов – использование сточных вод, сокращение объемов потребления воды;
• экологически ответственный подход в вопросах энергосбережения и атмосферного воздуха: оптимизация энергетических затрат, экологическая оптимизация систем охлаждения и отопления, минимизация негативного воздействия на атмосферу;
• строительные и отделочные материалы и ресурсы: оптимизация работы с отходами, управление отходами, использование переработанных материалов;
• качество внутренней среды в помещениях – экологическая безопасность внутри помещения;
• применение инноваций в проектировании – инновационный экологический дизайн.

Архитектурные и конструктивные решения

Для обеспечения соответствия зеленым стандартам в проект были заложены следующие архитектурно-планировочные решения:

• устройство парковки для велосипедного транспорта;
• увеличение толщины утеплителя в ограждающих конструкциях;
• применение мембраны белого цвета на кровле для предотвращения перегрева;
• применение энергоэффективных профилей остекления;
• применение двухкамерных стеклопакетов с низкоэмиссионными стеклами;
• снижение количества витражного остекления;
• применение зенитных фонарей над кассовой зоной, а также в местах прохода посетителей и в коридоре административной зоны;
• запрет курения во всем здании;
• максимальное применение строительных материалов локального производства.

Архитектура торгово-складского здания решена в объеме прямоугольной формы, размеры которого в плане составляют 72,0 × 163,2 м.

Основной объем здания формируется помещением торгового зала площадью 9 000 м 2 , имеющим высоту 6 м до низа ферм. С юго-восточной стороны он соединяется с зоной открытой сезонной торговли, имеющей легкий навес из тентовых конструкций. С северо-западной стороны расположена двухэтажная часть здания, включающая в себя зону загрузки и административно-бытовой блок.

Ограждающие конструкции здания – многослойные сэндвич-панели толщиной 150 мм. Витражи, окна и входные двери выпол-няются из алюминиевых энергоэффективных профилей с двухкамерными стеклопакетами с применением низкоэмиссионных стекол (энергосберегающее стекло).

Цоколь здания – трехслойные самонесущие железобетонные панели типа «сэндвич» высотой 0,6 м от уровня земли, облицованные керамической плиткой. Двухэтажная часть имеет две лестничные клетки, обеспечивающие эвакуацию людей при пожаре. Одна из лестничных клеток поднимается на отметку кровли, в эксплуатируемую ее часть, где располагаются технические помещения котельной и насосной станции.

Здание состоит из следующих функциональных зон:

• зона торгового зала;
• зона открытой сезонной торговли;
• зона загрузки и подготовки товара;
• административно-бытовая и техническая зона.

Основная часть здания торгового центра запроектирована одноэтажной. В административно-бытовой зоне здание имеет второй этаж на отметке +4,35 м.

Стены здания монолитные, железобетонные с утеплением снаружи на глубину промерзания экструдированными пенополи-стирольными плитами.

Инженерные решения систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и холодоснабжения

В торговом зале и складской зоне была предусмотрена совмещенная система вентиляции и воздушного отопления посредством компактных приточно-вытяжных агрегатов HOVAL с рекуперацией теплоты вытяжного воздуха (рис. 2, 3). В этом режиме приточно-вытяжные агрегаты работают в отопительный сезон в рабочее время комплекса, в нерабочее время установки работают в рециркуляционном режиме (рис. 4).

Работа приточно-вытяжного агрегата в режиме нагрева с теплоутилизацией

Для обеспечения минимальных затрат на отопление локальной зоны над линией касс на уровне 3,5 м от пола были установлены гладкие водяные панели. Для оптимизации распределения температур и однородности качества воздушной среды по всему объему здания и для исключения застойных или сквозняковых зон воздушных масс в торговом зале и над линией касс предусмотрена круглогодичная работа потолочных лопастных реверсивных вентиляторов с изменяемым направлением движения воздуха. Включение вентиляторов происходит автоматически при разнице температур в верхней и нижней зонах более 5 °C. Таким образом удается добиться уменьшения времени работы приточных установок, экономии энергоресурсов и более комфортной среды для пребывания человека. Безусловно, такие решения рациональны и крайне эффективны при применении в крупных однообъемных зданиях общественного или промышленного назначения.

Графическое изображение воздушной струи, генерируемой в секции воздухораспределителя агрегатов Hoval в режиме нагрева

Графическое изображение воздушной струи, генерируемой в секции воздухораспределителя агрегатов Hoval в режиме охлаждения

Приточно-вытяжные агрегаты также используются в летний период в торговом зале в дневное время (с 8.00 до 22.00) в режиме вентиляции и охлаждения (рис. 5). Для этого в них установлены теплообменники-воздухоохладители, в которых приточный воздух охлаждается до +17 °C. В ночное время для выхолаживания торгового зала и экономии энергии на дневное охлаждение устраивается ночное проветривание: 50 % приточно-вытяжных агрегатов работают на приток (рис. 6), 50 % – на вытяжку (рис. 7). При этом запуск ночного проветривания предусмотрен при условии, что температура внутреннего воздуха не менее +23 °C, а наружного – не более +18 °C, в противном случае режим проветривания не осуществляется. Также летом при неработающей системе холодоснабжения для дополнительной вытяжной вентиляции используются фонари дымоудаления при температуре в зале более +22 °C. Открывание фонарей осуществляется как автоматически от датчика температуры, так и в ручном режиме. При этом приоритет автоматического управления фонарями отнесен к системе дымоудаления.

Работа приточно-вытяжного агрегата в режиме рециркуляции

В остальных помещениях в летний период в ночное время вентиляция выключена, в дневное – включена в обычном режиме. В санузлах офисной части включение вытяжных систем и освещения сблокировано с датчиками движения, установленными в этих помещениях, что также позволяет снизить тепло- и электропотребление. Холодоснабжение теплообменников-воздухоохладителей приточно-вытяжных агрегатов в теп-лый период года предусматривается с помощью центральной холодильной станции.

Работа приточно-вытяжного агрегата в режиме притока при ночном проветривании

Работа приточно-вытяжного агрегата в режиме вытяжки при ночном проветривании

В состав холодильной станции входят: холодильная машина номинальной производительностью 465,9 кВт, аккумулятор холода емкостью 2 676 кВт•ч, насосы, теплообменник, баки и арматура.

Применяемый аккумулятор холода использует скрытое тепло замораживания воды. Трубчатый змеевик погружается в бак с водой. По змеевику циркулирует раствор этиленгликоля, который, в зависимости от режима работы аккумулятора, намораживает либо растапливает лед на поверхности трубок змеевика. Схема системы холодоснабжения и подробное описание ее работы приведены в статье [6].

Основные показатели проекта приведены в таблице.

Основные показатели проекта

Наименование показателя Величина показателя Общая площадь здания, м 2 11 100 Строительный объем здания, м 3 88 800 Расход теплоты, кВт, в том числе — на отопление — на вентиляцию — на ВТЗ 939,6 373 312* 254,6** Расход холода, кВт 653 Установленная мощность электродвигателей, кВт, в том числе — на вентиляцию — на воздушно-тепловые завесы — на отопление (с электроподогревом) — на противопожарные мероприятия (механическая вентиляция дымоудаления) — на холодоснабжение 334,767 Примечание. * – с учетом теплоутилизации вытяжного воздуха, ** – с коэффициентом одновременности работы завес 0,5. Заключение Предусмотренные проектом архитектурные, конструктивные и инженерные решения позволили не только обеспечить высокую энергетическую эффективность торгово-складского комплекса, но и в целом отнести проект здания к зеленому строительству, что подтверждено результатами проведения Всероссийского конкурса по экологическому девелопменту и энергоэффективности Green Awards и присуждением проекту победы в номинации «Торговая недвижимость». Воздушное отопление совмещенное с приточной вентиляцией Системы воздушного отопления работают по принципу рециркуляции воздуха в доме, нагревая или охлаждая помещения до заданной температуры. При этом в качестве теплоносителя используется сам циркулирующий воздух. В современных домах, построенных по энергосберегающим технологиям, помимо контроля температуры, необходимо обязательно регулировать качество воздуха, а именно содержание углекислого газа (почему это жизненно важно см. стать про СО2).Другими словами, необходима эффективная вентиляция, которая предусматривает, обычно, приточную установку с фильтром и нагревателем приточного воздуха, с вентилятором и системой подающих воздуховодов. В системе воздушного отопления подающие воздуховоды уже есть.Можно ли их использовать для вентиляции? Можно и нужно! Более того, можно с успехом использовать для вентиляции уже имеющиеся в системе воздушного отопления системный фильтр, вентилятор и нагреватель воздуха! Просто надо подмешать свежий уличный воздух к воздуху, забираемому из помещений дома, как это показано на Рис.1. Смесь воздуха из помещений и свежего приточного воздуха очистится в фильтре от механических включений, подогревается на нагревателе (или охлаждается внутренним блоком кондиционера) и с помощью вентилятора подаётся в помещения дома посредством подающих воздуховодов. Использованный воздух(с повышенным содержанием СО2) забирается из помещений с помощью возвратных воздуховодов, к нему подмешивается свежий воздух и так по кругу… Но, для того чтобы подмешать определённое количество свежего воздуха в дом надо такое же количество использованного воздуха удалить из него. Делается это через санузлы и технические помещения. Туда воздух подаётся, но оттуда не забирается, а удаляется через вытяжку.Также, по понятным, причинам, удаляется наружу воздух из кухонной вытяжки.Для регулирования количества поступающего с улицы воздуха устанавливается механическая заслонка или заслонка с приводом.Механическая заслонка самый простой и дешевый способ регулирования количества приточного воздуха, но ей не получится управлять удаленно или автоматически. Заслонка с электрическим приводомможет управляться с помощью контроллера углекислого газа (Фото1) При такой конфигурации уличный воздух будет поступать в помещение только тогда, когда это необходимо, что позволит значительно экономить на вентиляции помещений в те часы, когда в доме никого нет. Можно поступить и проще:контроллер СО2, включается в цепь управления вентилятором системы воздушного отопления. Дело в том, что подмес свежего воздуха в дом происходит только тогда, когда система воздушного отопления работает в рабочем режиме (нагрев или охлаждение) и системный вентилятор работает на рабочих оборотах, осуществляя механическую подвижку воздуха в доме. При достижении на системном термостате установленной температуры, рабочий режим нагрева (охлаждения) выключается, вентилятор останавливается и, соответственно, останавливается и приток свежего воздуха в дом. Если же контроллер СО2 показывает, что уровень углекислого газа превышает установленное на нем значение, то системный вентилятор включается контроллеромавтономно на обороты рабочего режима (без нагрева или охлаждения), поддерживая таким образом приток свежего воздуха до снижения концентрации СО2. Это, так называемый, режим «Проветривания». Уникальной особенностью оборудования «АТМ Климат» является режим «Фоновая вентиляция», которого нет в оборудовании других производителей. Этот режим аналогичен режиму «Проветривание», но позволяет устанавливать небольшую (фоновую) скорость вентилятора специально для этого режима. Это даёт возможность сохранить приток свежего воздуха в небольших количествах при практически незаметной подвижке воздуха в системе, что способно поддерживать постоянное ощущение свежести воздуха в доме. Кстати, и этот режим можно включать или выключать контроллером СО2 для экономии энергоресурсов. Максимальный объем поступаемого воздуха с улицы в систему зависит от сечения приточного воздуховода и вытяжной трубы. Надо помнить, что удаляемый из дома вытяжной воздух уносит с собой и значительное количество тепла (или холода при использовании кондиционера). Для сохранения этого тепла (холода) с успехом можно воспользоваться приточно-вытяжной установкой с встроенным рекуператором. Рекуператор – это, как правило, пластинчатый теплообменник в котором происходит передача тепла (холода) от одного потока воздуха к другому. Типичная схема установки рекуператора показана на Рис.2.Как видно из схемы в рекуператоре происходит нагрев (охлаждение) приточного воздуха за счет вытяжного воздуха. Этот вариант рационально использовать при отоплении дорогими теплоносителями (электричество, дизельное топливо и т. д.), так как рекуператор может значительно снижать затраты на нагрев (охлаждение) приточного воздуха (рекуперация до 80% в зависимости от модели и производителя установки). Выводы: Вентиляция встраивается в систему воздушного отопления наиболее просто и органично. При этом, в самом простом случае, не требуется дополнительного оборудования и прокладки специальных подающих воздуховодов. К тому же, часто система вентиляции на дом стоит примерно столько же, сколько стоит вся система воздушного отопления с функцией вентиляции! Оцените статью Вам также может понравиться 2 трубная только отопление Схемы двухтрубных систем отопления для частного дома 2 трубная система отопления частного дома своими руками схема Двухтрубная система отопления: все нюансы, которые 2 трубная система отопления диаметр труб Необходимый диаметр труб для разных систем отопления 2 питьевой пояс водоснабжения Постановление Главного государственного санитарного 2 питьевое водоснабжение для предприятия Водоснабжение промышленных предприятий: виды систем 2 категория водоснабжения для расчета штатного расписания муп Штатное расписание. Унифицированная форма Т-3 Штатное 1 категория водоснабжения требования Исполнительная документация Какие бывают категории 354 постановление правительства холодное водоснабжение Постановление Правительства РФ от 06.05.2011 N 354 (ред. Контакты Правообладателям Политика конфиденциальности