Дорогостоящее кондиционирование воздуха — только если это крайне необходимо

На протяжении последних десятилетий общество уделяет все больше и больше внимания проблеме защиты зданий от тепловых потерь. После нефтяного кризиса 70х годов стало очевидным, что интенсивное сжигание природных энергоносителей является слишком дорогостоящим и опасным для окружающей среды процессом, результат которого подобен бомбе замедленного действия.

Постоянно проводились дискуссии и дебаты о чрезмерных энергетических затратах. Активное научное развитие и фундаментальные исследования дали толчок к изучению понимания комплексной энергетической взаимозависимости зданий. Одновременно изменились понятия и требования в обществе. Если раньше хотелось иметь сухое и безопасное жилище, то сегодняшний максимум — это жить и работать в условиях оптимальной комфортности.

Чтобы получить контроль над стремительно увеличивающимися расходами на энергоресурсы, проводилась работа по совершенствованию энергосберегающих параметров продукции, особенно при разработке новых конструкций оконных рам (термическое разделение профилей), а также окон с изолированными теплозащитными стеклами (сегодня коэффициент теплопередачи < 1 Вт/м2K), проводился учет и конструктивное предотвращение холодных мостов, создание герметичных оболочек зданий, велась разработка высокоэффективных котельных установок и контролируемых систем вентиляции жилых помещений.

Стремления были направлены на то, чтобы минимизировать затраты на отопление. Активная разработка технологий и оборудования проводилась в соответствии с действующими европейскими нормами энергопотребления(EnEV).

Научно-технический прогресс приводит к тому, что разрабатываются новые аппараты для решения задач, стоящих перед проектировщиками систем кондиционирования микроклимата помещений. Один из таких аппаратов — осушитель воздуха, который все активнее применяется в помещениях различного назначения. Когда, где и как осушать воздух, можно определить специальными расчетами.

А. Г. РЫМАРОВ,
доцент, к. т. н.,
В. В. СМИРНОВ,
А. А. ШЕВЧЕНКО

На основе исследований, проведенных на кафедре отопления и вентиляции МГСУ, была составлена программа для расчета температурно-влажностного и воздушного режимов помещения бассейна. В этой программе одновременно были учтены все факторы, в совокупности влияющие на микроклимат бассейна, такие как относительная влажность, температура и влагосодержание внутреннего воздуха, температура воды, количество испаряющейся влаги, подаваемое количество, температура и влагосодержание наружного воздуха, количество людей, площадь поверхности воды и смоченных обходных дорожек, коэффициент волн и др.

Рассмотрим влажностный режим аквапарка в холодный период года. Бассейновая зона аквапарка включает в себя десять бассейнов на различных уровнях. В бассейнах предусмотрены водные фонтаны, активные струи для массажа, мощное волнообразование, имитирующее реальные морские волны. В процессе функционирования аквапарка влага будет испаряться и поступать в воздух аквапарка. В здании большая площадь остекления, что требует определения расчетного воздухообмена для предотвращения конденсации водяных паров на внутренней поверхности остекления. Даны все необходимые для проведения расчетов данные: площадь бассейнов, общая площадь пола обходных дорожек, количество посетителей аквапарка, число тренеров. Температура воздуха в бассейновой зоне аквапарка задана +32°Си воды +30°С, относительная влажность воздуха 60%, расчетная температура наружного воздуха принята равной –28°С.

В результате многовариантных расчетов были получены следующие величины: влаговыделения, кг/ч; кинематическая вязкость воздуха, м2/с; модифицированный критерий Рейнольдса; парциальное давление насыщенного пара, Па; плотность водяных паров, кг/м3; коэффициент массообмена с поверхности жидкости, м/ч; коэффициент массообмена с поверхности обходных дорожек, м/ч; количество водяного пара, поступившего с поверхности воды, кг/ч; количество водяного пара, поступившего с поверхности обходных дорожек, кг/ч.

Результаты расчетов представлены на рис. 1–3. На рис. 1 показана зависимость количества испарившейся воды с поверхности бассейнов от влагосодержания наружного воздуха при заданной его температуре и при заданных параметрах внутреннего воздуха и температуры воды. Рис. 2 иллюстрирует процесс испарения воды с поверхности бассейнов при различных воздухообменах. На рис. 3 показано, как изменяется относительная влажность внутреннего воздуха в зависимости от воздухообмена.

На рис. 4 показана разность между температурой внутренней поверхности остекления и температурой точки росы при различных воздухообменах и при заданных значениях приведенного сопротивления теплопередаче 0,65 (м2•°С)/Вт и 0,9 (м2•°С)/Вт. Если разность между температурой внутренней поверхности и точки росы меньше нуля, то конденсат выпадает, если разность температуры больше нуля, то конденсата на поверхности окна нет. Из графика видно, что конденсат не будет выпадать при воздухообмене больше240 тыс. м3/ч (для 0,65 (м2•°С)/Вт),180 тыс. м3/ч (для 0,9 (м2•°С)/Вт).

При отключении системы вентиляции и при отсутствии осушителя воздуха будет происходить повышение относительной влажности примерно до величины90%. Количество влаги, поступающей в воздух бассейнов с поверхности воды, с ростом относительной влажности уменьшается, а влагосодержание внутреннего воздуха растет. Рост относительной влажности до 100% не произойдет, т.к. начнется активное конденсатообразование на поверхностях наружных ограждающих конструкций, в первую очередь на окнах, а затем и на стенах, что приведет к некоторому осушению воздуха, а также в аквапарке будет иметь место незначительный воздухообмен за счет процесса инфильтрации наружного сухого воздуха.

Применение осушителя позволит снизить эксплуатационные расходы, связанные с работой системы вентиляции в ночное время. Осушитель может работать, периодически включаясь, снижая относительную влажность до заданной величины. Контроль за значением относительной влажности происходит с помощью датчика, который фиксирует значение относительной влажности, сравнивает ее с величиной, занесенной в память и включает или отключает систему осушения.

По материалам канд. техн. Наук
Е. П. ВИШНЕВСКОГО

Как известно, здания, построенные15 и более лет назад, проектировались без учета возросших в последнее время требований по энергосбережению, вследствие чего характерной была высокая степень инфильтрации наружного воздуха (естественная вентиляция, аэрация). Современные здания имеют более высокую степень герметичности, вследствие чего в качестве побочного эффекта при недостаточной вентиляции возникают серьезные проблемы, связанные с повышенной влажностью воздуха, образованием плесени и грибков, формированием устойчивых запахов.

Мировая общественность серьезно озабочена в настоящее время так называемым «синдромом больных зданий»(Sick Building Syndrome, SSB). В современных жилых и общественных зданиях возможно повышенное содержание следующих газовых и аэрозольных примесей:

• формальдегиды, выделяемые из отделочных материалов;

• окись углерода и двуокись азота в результате неполного сгорания газа и других топливных материалов;

• биологические загрязнения, включая споры грибков и плесени, бактерии и др.;

• радон и его дочерние продукты, асбестовые волокна, аэрозоли, содержащие свинец и другие тяжелые металлы.

Характерными признаками SSB являются следующие виды недомоганий:

• головная боль, головокружение, тошнота;

• быстрая утомляемость, постоянное чувство слабости;

• аллергические проявления (дерматиты, раздражения слизистых оболочек).

Вошедшие в моду системы индивидуального кондиционирования воздуха с использованием так называемых сплит систем не способствуют выходу из положения, поскольку, как правило, не обеспечивают приток свежего воздуха в помещение. Возникает проблема «мятого» воздуха, когда субъективные тепловые ощущения не адекватны фактическому состоянию воздушной среды, характеризуемой застоем и постепенным накоплением газовых и аэрозольных примесей. К тому же энергетическая эффективность таких систем достаточно сомнительна.