Ремонт дома

Организация систем отопления, вентиляции и кондиционирования офисных помещений бизнес-центров.

В России все больше появляется так называемых бизнес-центров — многоэтажныхзданий с внутренней "нарезкой" помещений под офисы.

Естественно, что вопрос о том делать или не делать климатизацию таких современных офисных центров уже не стоит. Нужно только решить — какую делать климатизацию.

На страницах журнала "Мир Климата" было много статей со всевозможными вариантами создания климата в офисах. Действительно, существует множество технических решений данной задачи. Каждый раз необходимо исходить из конкретных условий, чтобы предложить оптимальное решение как по технике, так и по стоимости оборудования и работ. При этом, как правило, Заказчик всегда желает получить самый лучший климат при минимальных затратах.

В этой статье описывается новый подход к климатизации офисных зданий, являющийся, на наш взгляд, наиболее эффективным.

В качестве рассматриваемого примера выбрано многоэтажное офисное здание как наиболее сложное из-за большого количества внутренних помещений, в которых могут быть различные условия по климату. То есть, решить в таком здании вопрос климатизации канальной вентиляцией и сплитами здесь не представляется возможным.

В настоящее время классический подход подразумевает наличие двух систем в здании: системы водяного отопления и системы вентиляции и кондиционирования. Если разложить эти системы на составляющие, то мы имеем следующую картину (рис. 1):

 

Рис. 1

 

1 — система отопления, состоящая или из собственной котельной, какправило, работающей на газу, или из теплового пункта , куда подводитсягорячаявода от центральнойтепломагистрали и где происходит разводка теплоносителя по трубам здания, регулировка и прочее;

2 — система трубопроводов для транспортировки горячей воды по этажам и непосредственно по помещениям;

2а — система трубопроводов для доставки горячей воды к теплообменникам приточных установок;

3 — конечные нагревательные элементы: радиаторы, батареи отопления;

4 — приточные установки. Задача этих установок поставлять свежий воздух в помещения. Причем, в зимнее время воздух в установках должен нагреваться, а в летнее охлаждаться до температуры, примерно равной температуре воздуха в помещении. Кроме этого, воздух в приточных установках (или центральных кондиционерах) очищается в фильтрах различного класса и, при необходимости, увлажняется;

5 — система воздуховодов для транспортировки воздуха со всеми клапанами, заслонками и вентиляционными решетками непосредственно в помещениях;

6 — вентиляторнные доводчики температуры воздуха в помещениях. Ведь даже если в систему приточной вентиляции встраиваетсякондиционирование ив помещения сразу поступает охлажденный воздух, то из-заразности расположения, количествалюдейи тепловыделяющего оборудования и из-за различных требованийлюдей, наконец, в различных помещениях будет различнаятемпература. Вкачестведоводчиковмогутиспользоваться водяные фанкойлы, фреоновые сплит — мульти-сплит — системы, VRV-системы и прочее;

7 — система водяных (или фреоновых) трубопроводов для транспортировки хладоносителя: воды/фреона от холодильной машины (чиллера), (8) компрессорно-конденсаторного блока;

8а — хладоноситель от отдельного чиллера (или часть нагрузки от общего чиллера) поступает на теплообменник приточной установки для охлаждения воздуха в летнее время;

9 — система трубопроводов для транспортировки хладоносителяот чиллера к теплообменнику приточной установки;

10 — вытяжная система вентиляции, состоящая из вытяжныхвентиляторов, системы воздуховодов, клапанов и так далее;

11 — система автоматики;

12 — газопровод к котельной, если она есть.

Вот что из себя, в целом, представляет классическая схема климатизации офисного здания.

Теперь представим эту систему в более рациональномвиде.

В основе нового подхода лежит воздушное отопление. Конечно, воздушное отопление известно довольно давно, но его применение было ограничено необходимостью использовать горячую воду для нагрева воздуха в приточных установках. При несовершенстве автоматики существует большая вероятность "разморозки" калорифера и потеря работоспособности всего здания на длительное время. Поэтому такие системы воздушного отопления, несмотря на ряд преимуществ, используются крайне редко.

Однако, инженерная мысль предложила использовать в качестве теплообменника непосредственно горелку газа, а в качестве теплоносителя — горящий газ. Такой теплообменник представляет собой изогнутую трубу из специального сплава, в которую подводится газ, оснащенную запальным устройством. Воздух, омывая внешнюю поверхность стенки теплообменника, нагревается, а дальше все по классике: воздуховоды, вентилятор и так далее. Такой теплообменник является горелкой закрытого типа, то есть продукты сгорания не смешиваются с воздухом и удаляются через отдельную дымовую трубу.

При таком подходе исчезает промежуточныйтеплоноситель — вода, и появляется ряд преимуществ:

• отсутствует сама возможность "разморозки"системы;
• повышается эффективность и, естественно, снижаются эксплуатационные расходы на теплоноситель (в данном случае расходы на газ ниже, чем расходы на горячую воду);
• исчезают необходимые опрессовки трубопроводов и радиаторов, балансировка гидравлической системы, водоподготовка и прочее;
• система отопления становитсясовсем неинерционной — есть возможность изменения температурывоздуха в помещениивтечение получаса, так как температура воздухав помещении напрямую зависитот количестватеплоты (количества сгоревшегогаза) в теплообменнике. Регулировка поступающегои сгорающего газаочень проста.

Это дает возможность реальной экономии: в дневное время можно поддерживать в офисных помещениях 20-22°С, а в ночное время и воскресные дни — 10-16°С. Давайте прикинем. В году 365 дней или 8760 часов. Из них около 110 дней (2640 часов) — праздники или выходные, а в оставшихся 255 днях около 2550 часов (по 10 в день) — это ночное время. Таким образом, из 8760 часов в год около 5200 часов — время, когда в офисах практически никого нет, а это больше 50 % всего времени. Вот Вам огромнейший потенциал экономии.

Используя систему воздушногоотопления, можно представитьследующую схемуотопления, вентиляциии кондиционирования(рис. 2):

 

Рис. 2

 

1 — приточные установки, единственным отличием которых от предыдущих является наличие газовой горелки-теплообменника. Все остальное такое же, как и в обычной приточной установке: вентилятор, фильтр, заслонки наружного воздуха, теплообменник для охлаждения воздуха в летнее время и так далее;

2 — система приточных воздуховодов, по которым поступает воздух для отопления, вентиляции и, частично, для кондиционирования (снятия теплоизбытков приточного воздуха);

3 — вентиляционныедоводчики, как и в классическойсхеме;

4 — система трубопроводов для хладоносителя;

5 — холодильная машина (чиллер);

6 — в принципе, для охлаждениявоздухав приточной установке можно пойтипо классическомупути: чиллердля охлажденияводы, теплообменник, систематрубопроводов(см. рис.1). Однако, сейчас некоторыефирмы стали объединять в одном агрегатетеплообменникичиллер воздушногоохлаждения. Появляется экономия на трубопроводахи работах;

7 — система вытяжных воздуховодов остается прежней. Хотя ее желательно соединить с приточной установкой и с помощью регенератора опять получать экономию. Кроме этого, экономия получается за счет того, что в ночное время и воскресные дни воздух вентиляции можно вообще пускать на рециркуляцию и, тем самым, не тратить значительные теплозатраты на нагрев приточного свежего воздуха;

8 — газопровод, который подводится непосредственно к приточной установке.

Даже изпростоговизуальногосравнениясхем видно, что количествосистемуменьшается, а, следовательно, уменьшаютсяи затратына материалы, на работыпомонтажуи эксплуатации.

Существенным отличием нового подхода является то, что к приточной установке надо подводить газ. Там, где предполагается ставить собственную котельную, вопрос с газом уже решен. Там где надо подводить либо трубу с горячей водой от тепломагистрали, либо газ — решение также легко принять. Стоимость подвода газа намного дешевле подводки водяного трубопровода. А вот там, где горячая вода уже есть, решится на кардинальный переход достаточно сложно, несмотря на все экономические преимущества.

Естественно, возникает вопрос, а может ли воздушное отопление выполнять те же функции, что и водяное отопление, и не приведет ли переход на воздушное отопление к существенному увеличению размеров воздуховодов.

Возьмем для оценки конкретный 7-ми этажный офисный центр суммарной площадью в 19000 м². Расчет тепловых и холодильных нагрузок показывает, что расход тепла на отопление составляет 360 кВт, а расход тепла на вентиляцию (на нагрев приточного воздуха в зимнее время) составляет 1420 кВт. То есть расход тепла на отопление составляет всего 20 % от суммарных затрат тепла, что ведет к незначительному увеличению мощности приточной установки и величины воздуховодов.

 

Рис. 3

 

Нельзя также забывать, что современные технологии изготовления окон практически полностью избавили помещения от теплопотерь, неплотностей и щелей в окнах (их просто нет), а также существенно улучшили тепло-физические характеристики самих стеклопакетов. Кроме этого, появились современные теплоизоляционные материалы, позволяющие существенно снизить теплопотери от самих стен и кровли. Схематично отопление, вентиляция и кондиционирование офисного здания с помощью крышных приточных установок представлено на рис. 3.

 

Рис. 4

 

Используя тот же принцип отопления за счет газовых теплогенераторов или теплообменников, можно отапливать, вентилировать и кондиционировать помещения различного назначения. Наиболее эффективно это решается в помещениях с большим внутренним объемом: торговые центры, спортивные сооружения, склады, производственные цеха и т. д. Примерная схема такого отопления представлена на рис. 4, 5.

 

Рис. 5

 

Если в помещении вентиляция не нужна, то можно применить простые газовые устройства, работающие на рециркуляцию воздуха и позволяющие отапливать быстро и эффективно (рис. 6). Автоматика позволяет включать-выключать горелки по термостату. Отапливается весь объем, так как в этих устройствах есть вентилятор и воздух перемешивается по помещению, в отличие от центрального водяного отопления, когда теплый воздух поднимается вверх и стоит там горячей прослойкой.

 

Рис. 6

 

Надеемся, что новый подход к отоплению, вентиляции и кондиционированию в скором времени будет широко применяться в России.

Кудинов А. В.,менеджер группы компаний"Политерм"

Предоставлено журналом Мир климата