Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка адаптивной системы вентиляции общественных и производственных зданий, обеспечивающей не менее 50% экономии энергии

Докладчик: Капко Дмитрий Владимирович

Должность: Главный специалист

Цель проекта:
Цель прикладного научного исследования и экспериментальной разработки: - Разработка адаптивной системы вентиляции с переменным расходом воздуха в зависимости от степени наполняемости помещения людьми общественных и производственных зданий, обеспечивающей не менее 50% экономии энергии. Конечные продукты по теме: - лабораторный образец адаптивной системы вентиляции и стенд для его испытаний; - пилотный проект адаптивной системы вентиляции для общественных зданий, на примере вокзалов; - технические рекомендации по расчету и применению адаптивной системы вентиляции; - техническое задание на выполнение ОКР по теме: "Разработка опытно-промышленной установки адаптивной системы вентиляции с переменным расходом воздуха" Реализация проекта открывает новый класс систем вентиляции и кондиционирования воздуха для общественных и производственных зданий, характеризующимся поддержанием требуемого качества воздуха в помещениях с обеспечением значительной экономии энергетических ресурсов (50%) за счет динамичного соответствия переменных нагрузок (наполняемость помещения людьми) с изменением воздухообмена. По разработкам ОАО "ЦНИИПромзданий" с 2013 года введена новая система нормирования (ГОСТ Р 30494) воздухообмена в общественных зданиях по индикации концентрации углекислого газа, выдыхаемого людьми в помещении. Это новшество дает возможность управлять системами вентиляции "по потребности" в зависимости от наполняемости помещений людьми вместо старой модели по расчетной численности персонала.

Основные планируемые результаты проекта:
На основе аналитических исследований научно-технической и патентной информации разрабатываются:
- варианты схемных решений по конструктивной реализации адаптивной системы вентиляции;
- технические решения воздухораспределения в переменными воздухообменами для различных типов помещений;
- требования к основным элементам системы, включая приточные и вытяжные вентустановки, воздухораспределители, сетевые элементы, элементы управления и автоматики;
- лабораторный образец адаптивной системы вентиляции, включая стенд для его испытаний, программу и методику экспериментальных исследований;
- технические рекомендации по расчету и проектированию систем адаптивной вентиляции для общественных и производственных зданий, включая административные, офисные объекты, вокзалы, аэропорты, спортивные, торговые, учебные комплексы, предприятия легкой и машиностроительной промышленности;
- пилотный проект адаптированной системы вентиляции для реального объекта (помещение общего зала вокзала);
- технико-экономическая оценка рыночного потенциала адаптивных систем вентиляции в общественных и производственных зданиях;
- техническое задание на ОКР «Разработка опытно-промышленного образца адаптивной системы вентиляции»;
- рекомендации по использованию разработанного технического задела.
Основные характеристики планируемых результатов по разработке адаптивной системы вентиляции:
- обеспечение в обслуживаемой зоне помещений для оптимальных условий микроклимата концентрации углекислого газа не более 600 ppm и для допустимых условий микроклимата не более 1000 ppm;
- снижение установочной мощности оборудования на 10 – 15% (вентиляторы, калориферы, воздухоохладители, теплоутилизаторы);
- глубина регулирования воздухообмена – 20 – 100%;
- обеспечение снижения годовых энергетических затрат в системах адаптивной вентиляции не менее 50%.
К элементам новизны научных и технических решений относятся:
- математическая модель воздушного режима формируемого адаптивной системой вентиляции на уровне полезных моделей и изобретений;
- технические решения воздухораспределения с большой глубиной регулирования воздухообмена.
За рубежом – в США, Скандинавских странах, Германии, Франции системы адаптивной вентиляции (DCV – Demand Control Ventilation) стали применяться сравнительно недавно.
К числу не полностью решенных проблем DCV специалисты относят:
- сложность определения адекватных зон отбора проб концентрации углекислого газа в зависимости от применяемых схем воздухораспределения и режимов эксплуатации помещений (задачи воздушно-теплового режима помещений);
- аэродинамическая устойчивость схемы воздушных потоков, формируемых воздухораспределителями при большой глубине регулирования;
- сохранение высокого КПД вентиляторов при глубоком регулировании воздухообмена;
- оптимизация аэродинамики регулирующих расходы воздуха устройств с целью снижения потерь давления.
Именно на решение указанных проблем направленна настоящая работа с акцентом на импортозамещение основных элементов адаптивной системы вентиляции: приточные и вытяжные установки с утилизацией теплоты вытяжного воздуха, воздухораспределителей, отдельных элементов автоматики.
Пути и способы достижения заявленных результатов, ограничения и риски:
- основное направление реализации в практике проектирования и строительства адаптивных систем вентиляции – разработка пилотных проектов систем, технических рекомендаций по их расчету и применению на базе результатов исследований лабораторного образца, а в дальнейшем выход на разработку ОКР опытно-промышленных систем;
- ограничения применения адаптивных систем вентиляции связаны со сложностью регулирования автоматизации и относительной дороговизной средств управления в многозональных системах вентиляции (срок окупаемости 8 – 10 лет). Этих недостатков лишены однозональные системы адаптивной вентиляции (срок окупаемости 2 – 3 года). Область применения однозональных систем адаптивной вентиляции достаточно широкая: вокзалы, аэропорты, учебные заведения, торговые, спортивные, развлекательные комплексы;
- к проблемам торможения сроков реализации результатов работы на практике следует отнести: инерционность и недостаточный уровень квалификации проектных и строительных организаций особенно периферийных, необходимость разработки эксплуатационной технической документации.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Область применения адаптивных систем вентиляции – здания с переменными нагрузками и режимами эксплуатации, характеризующиеся динамикой наполняемости помещений людьми. К этой категории относятся основная часть общественных зданий, вокзалы, аэропорты, учебные, торговые, спортивные, развлекательные объекты.
Системами адаптивной вентиляции планируется заменить системы вентиляции и кондиционирования воздуха с постоянным воздухообменом по максимальной расчетной нагрузке. Применение пилотных систем адаптивной вентиляции планируется в первую очередь на объектах высокой экологической и энергетической эффективности в качестве учебно-демонстрационных моделей современных систем обеспечения комфортного микроклимата.
Запланировано внедрение адаптивных систем вентиляции на объектах футбольных стадионов Чемпионата Мира по футболу (ЧМ – 2018). Применение адаптивных систем вентиляции рекомендовано «зелеными» стандартами строительства.

Текущие результаты проекта:
Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему в области систем вентиляции с переменным расходом воздуха.
Проведены:
- патентные исследования;
- разработаны варианты схемных решений по конструктивной реализации адаптивной системы вентиляции;
- разработана математическая модель воздушного режима, формируемого адаптивной системой вентиляции;
- разработаны варианты технических решений воздухораспределения при применении адаптивной системы вентиляции.