Повышение экономической эффективности

Повышение
экономической
эффективности
работы
системы
кондиционирования воздуха и санитарно-гигиенических качеств
воздушной среды в номерах гостиниц.
Improvement of economic efficiency of air-conditioning system and sanitaryhygienic qualities of the air environment in rooms of hotels.
Ключевые
слова:
экономическая
эффективность,
системы
кондиционирования
воздуха,
санитарно-гигиенические
качества
воздушной среды, энергосберегающие мероприятия, гостиницы.
Key words: economic efficiency, air conditioning systems, sanitary-hygienic
air quality, energy saving measures, hotels.
Аннотация: Внедрение систем энергосбережения является важным
фактором повышения экономической эффективности бизнеса и
улучшения санитарно-гигиенических показателей в номерах гостиниц.
Решению этих задач служит разработанная в Национальном агентстве по
энергосбережению
и
возобновляемым
источникам
энергии
энергосберегающая система СКВ с двухступенчатой рекуперацией тепла
вытяжного воздуха.
Annotation: the Introduction of energy saving systems is an important factor in
increasing the economic efficiency of the business and improve health
indicators in hotel rooms. The solution of these problems is developed by the
National Agency for energy saving and renewable energy energy saving
system SLE with the two-stage heat recovery of exhaust air.
Для обслуживания номеров гостиниц в странах Европы широко
применяются системы кондиционирования воздуха (СКВ) с установкой
под окнами энергосберегающих отопительных приборов (ЭОП). Принцип
работы ЭОП показан на рис.1.
Рис.1
1. поступление санитарной нормы наружного воздуха от
центрального приточного агрегата;
2. выход из сопел наружного воздуха, количество которого отвечает
саннорме;
3. теплообменник, который снабжается горячей или холодной водой
из центральных источников;
4. эжектируемый из помещения внутренний воздух.
От центрального кондиционера на крыше здания подготовленный
приточный наружный воздух по вертикальным каналам через отводы 1
поступает к ЭОП в количестве санитарной нормы для обитаемой
комнаты гостиничного номера. Санитарная норма приточного наружного
воздуха выходит из сопел 2 и через оребрения теплообменника 3
эжектирует из обитаемой зоны номера внутренний воздух 4. Температура
воздуха в номере контролируется датчиком, который имеет импульсную
связь с автоматическими клапанами на трубопроводах подачи в
теплообменник 3 горячей или холодной воды. В холодный период года в
номере поддерживается комфортная температура воздуха tв от 200 до 220.
При tв = 200 в теплообменник 3 подается расчетный расход горячей воды.
При достижении tв = 220 автоматический клапан закрывает поступление в
теплообменник 3 горячей воды. При дальнейшем возрастании tв до
230 датчик контроля температуры воздуха подает команду на начало
поступления в теплообменник 3 холодной воды. При возрастании tв =
250 в теплообменник 3 поступает расчетный расход холодной воды.
Жильцы номеров могут сами настраивать датчик на желаемую
температуру внутреннего воздуха tв в обитаемой комнате.
Смесь приточного наружного и эжектируемого внутреннего воздуха
через приточную решетку ЭОП 5 поступает в обслуживаемое помещение.
Вытяжка загазованного и влажного воздуха осуществляется из верхней
зоны санузла, располагаемого рядом с входным тамбуром в номер. В
холодном климате большинства районов России энергетически
целесообразно использовать теплоту вытяжного воздуха на нагрев
саннормы приточного наружного воздуха.
В Национальном агентстве по энергосбережению и возобновляемым
источникам энергии (НАЭВИ) разработана энергосберегающая система
СКВ с двухступенчатой рекуперацией тепла вытяжного воздуха,
принципиальная схема которой для обслуживания номеров гостиниц
показана на рис. 2.
Рис.2.









Условные обозначения с 1 по 4 одинаковы с рис. 1;
5 - приточная решетка эжекционного доводчика;
6 - фильтр;
7 - теплоотдающий теплообменник первой ступени утилизации
теплоты вытяжного воздуха;
8 - теплоизвлекающий теплообменник в вытяжном воздухе;
9 - теплообменник конденсации рабочего агента зимой "+" и
испарения летом "-";
10 - теплообменник испарения рабочего агента зимой "-" и
конденсации летом "+";
11 - приточный вентилятор;
12 - вытяжной вентилятор.
В центральном приточном агрегате готовится суммарный расход
приточного наружного воздуха ΣLпн, который очищается в фильтре 6 и
нагревается от теплоты выбросного вытяжного воздуха ΣLу в двух
ступенях рекуперации. В первой ступени рекуперации наружный воздух
нагревается в теплоотдающем теплообменнике 7, в трубки которого от
работы насоса (на рис.2 не показан) поступает антифриз, нагретый в
трубках теплообменника 8, где охлаждается и осушается влажный
теплый вытяжной воздух ΣLу, забираемый вытяжным вентилятором 12
из санузлов гостиничных номеров. В расчетных условиях благодаря
утилизации теплоты вытяжного воздуха в теплоизвлекающем
теплообменнике 8, приточный воздух в теплоотдающем теплообменнике
7 нагревается на 220 С. Во второй ступени рекуперации, от работы
компрессора (на схеме рис.2 не показан), между теплообменниками 9 и
10 циркулирует рабочий агент (обычно фреон R-22). В режиме нагрева
приточного наружного воздуха ΣLпн, в теплообменник 9 компрессором
нагнетаются горячие пары фреона R-22. При прохождении со стороны
оребрения трубок теплообменника 9 холодного воздуха происходит
охлаждение в трубках фреона R-22 и переход его паров в жидкое
состояние. При охлаждении и конденсации фреона R-22 в трубках
теплообменника 9 температура приточного наружного воздуха, со
стороны оребрения трубок, повышается на 140 С. Жидкий фреон R-22, с
помощью компрессора, через терморегулирующее автоматическое
устройство (на схеме рис. 2 не показан), поступает в трубки
теплообменника 10 при низком давлении. Это обуславливает кипение
фреона в трубках теплообменника 10 и дальнейшее охлаждение и
осушение вытяжного воздуха. Охлажденный и осушенный вытяжной
воздух ΣLу , от работы вентилятора 12, выбрасывается в атмосферу, а
нагретый приточный наружный воздух ΣLпн по присоединительным
воздуховодам 1 поступает в ЭОП.
Отличительной особенностью применения ЭОП под окном номера в
гостинице, по схеме на рис. 2, по сравнению со схемой на рис. 1, является
эжекция внутреннего воздуха из верхней зоны номера, с его спуском по
поверхности остекления окна. Под потолком в номере зимой воздух
имеет температуру до 240 и его эжекция в ЭОП по поверхности
холодного остекления окна обеспечивает нагрев холодного стекла. Это
исключает обмерзание и обеспечивает снижение отрицательной радиации
от поверхности остекления зимой, что улучшает тепловую комфортность
людей в номере.
Второй отличительной особенностью является поступление приточного
воздуха от ЭОП непосредственно в зону обитания людей. От людей,
отделочных материалов и бытового оборудования выделяются тепло,
водяные пары, вредные газы и запахи, которые имеют температуру выше
tв. Поэтому эти вредные выделения поднимаются под потолок и через
вытяжное отверстие в санузле удаляются от работы вытяжного
вентилятора 12. При поступлении приточного воздуха в обитаемое
пространство гостиничного номера из верхней зоны помещения,
происходит вовлечение приточной струей поднимающихся вверх
вредностей и возвращение до 60% этих вредностей обратно в зону
обитания людей. Такая организация воздухообмена значительно
ухудшает санитарно-гигиенические качества воздушной среды в зоне
нахождения людей.
В схеме на рис.2 приточный воздух вытесняет вредности под потолок,
что отвечает наиболее качественной, по санитарно-гигиеническим
требованиям, схеме "вытесняющей вентиляции". В летний период года
приточный наружный воздух Lпн нужно охлаждать и осушать. В этом
режиме насос первой ступени рекуперации останавливается и прекращает
циркуляцию антифриза через теплообменники 7 и 8. Во второй ступени
рекуперации автоматический четырехходовой вентиль (на схеме рис. 2 не
показан)
переключает
направление
движения
фреона
R-22.
Первоначально компрессор нагнетает горячие пары в трубки
теплообменника 10. Проходящий со стороны оребрения трубок
теплообменника 10 вытяжной воздух ΣLу обеспечивает отвод теплоты
конденсации фреона. Жидкий фреон через терморегулирующее
устройство поступает в трубки теплообменника 9. При кипении фреона в
трубках теплообменника 9, проходящий со стороны оребрения
приточный воздух ΣLпн охлаждается и осушается. Изменяя число
оборотов электродвигателя компрессора, достигается требуемое
охлаждение приточного воздуха и снижение суточных расходов
электроэнергии на поддержание комфортного микроклимата в
гостиничном номере.
В отечественной практике получили применение местно-центральные
СКВ с вентиляторными доводчиками (фанкойлами) [2]. На рис.
3 представлена принципиальная схема такой СКВ.
Рис.3











приточный воздуховод от центрального кондиционера;
отвод саннормы наружного воздуха с глушителем для подачи в
верхнюю зону номера;
регулятор расхода саннормы наружного воздуха;
доводчик вентиляторный (фанкойл);
забор рециркуляционного воздуха в подвесном потолке тамбура;
приточная камера с приточной решеткой под потолком номера;
санузел и ванная комната;
электрообогрев пола в санузле;
вытяжной отвод из санузла;
вытяжной воздуховод;
конвектор электрический
За подвесным потолком коридора смонтирован приточный воздуховод 1.
От него, через отвод, глушитель и регулятор расхода 3, саннорма
приготовленного приточного наружного воздуха, через приточную
камеру 6, поступает к приточной решетке, расположенной под потолком
жилой комнаты гостиничного номера. За подвесным потолком входного
тамбура смонтирован вентиляторный доводчик (фанкойл) 4. Через
решетку 5 рециркуляционный воздух из тамбура забирается в фанкойл 4.
В фанкойле 4 имеется теплообменник, который по двухтрубной схеме
соединен трубопроводами с источником снабжения горячей водой с
температурным перепадом 80 – 650 С. Работа фанкойла 4 обеспечивает
воздушное отопление номера. Для устранения обмерзания и
отрицательной радиации от остекления окон, в их нижней части
установлены электрические конвекторы 11.
Вытяжка загазованного, отепленного, влажного воздуха осуществляется
через вытяжное устройство по отводу 9, присоединенному к
магистральному вытяжному воздуховоду 10. Для экономии
электроэнергии в проекте принято, что вытяжка из санузла 7
осуществляется периодически. Большую часть времени будет создаваться
положительный дисбаланс, т.к. система вытяжки в каждом помещении
работает только при включении света в ванной.
Расположение рециркуляционной решетки 5 в подвесном потолке
тамбура, напротив двери в санузел, создает условия при которых,
большую часть времени суток в фанкойл 4, на рециркуляцию, забирается
загрязненный и влажный воздух из санузла 7. Это приводит к
значительному ухудшению санитарно-гигиенических качеств приточного
воздуха, поступающего в жилую комнату гостиничного номера.
В теплый период года в теплообменник фанкойла 4 по двухтрубной
схеме подается холодная вода. Снабжение теплообменников фанкойлов 4
осуществляется по четырехтрубной схеме. В переходный период года
номера на облученном солнцем фасаде гостиницы нуждаются в
охлаждении. В теплообменники фанкойлов 4 этих номеров поступает
холодная вода и охлаждается рециркуляционный воздух. В номерах, со
стороны фасадов находящихся в тени, требуется отопление, что
достигается поступлением в теплообменник фанкойлов 4 горячей воды.
В каждый номер, общей площадью 40 м2, подается 100 м3/час приточного
наружного воздуха. На расчетный нагрев этого воздуха до tв = 200, в
климате Москвы, при tнх = - 280, требуется тепла:
Qт.пн. = 100 (20+28)х3,6 = 1733 Вт
На СКВ расходуется тепла 84 Вт/м2, что на номер площадью 40 м2
составит:
Qт.СКВ х 40 = 3360 Вт
Эти расчеты показывают, что в проекте СКВ нет энергосберегающих
мероприятий.
В предлагаемом нами варианте, с применением в номерах ЭОП марки
ДЭ-2-6-100 и использованием в СКВ схемы НАЭВИ, с двухступенчатой
рекуперацией тепла вытяжного воздуха, в номера к ЭОП будет поступать
приточный наружный воздух нагретый с tнх = - 28о до tпн = 8о. Расход
тепла в ЭОП на догрев воздуха до tв = 20о составит:
Qт. НАЭВИ = 100 (20 - 8)х3,6 = 407 Вт
По сравнению с традиционной схемой СКВ для гостиниц расход тепла на
нагрев саннормы приточного наружного воздуха в СКВ с ЭОП по схеме
НАЭВИ понизился:
1733/407 = 4,3 раза или на 1326 Вт/ч
При стоимости 1 кВт электроэнергии равной 4,5 руб. экономия с одного
номера составит 5,967 руб. в час. При наличии 100 номеров в гостинице
экономия в год составит 5227 тыс. руб.
Дополнительным преимуществом СКВ по схеме НАЭВИ является
поступление приточного воздуха в зону обитания людей в номере и
исключение возможности смешения приточного воздуха с загазованным
и влажным воздухом из санузла, как это имеет место в схеме СКВ по
рис.1. Кроме этого, в теплый период года температура и энтальпия
вытяжного воздуха, удаляемого вытяжной вентиляцией, будет
значительно выше чем tв = 25о. Это обеспечивает до 40% снижение
расхода холода на отведение расчетных теплопритоков в номерах
гостиниц.
Список использованной литературы.
1. Air conditioning systems for Hotels // Fläkt.- 2013.- Catalogue 84. – С. 27 34.
2. Садовская Т.И. Высотная гостиница на Краснохолмской стрелке //
АВОК.- 2004.- № 4.- С. 16 - 22.
УДК 338.054.23
Можаев Евгений Евгеньевич, доктор экономических наук,
профессор, Национальное агентство по энергосбережению и
возобновляемым источникам энергии, директор по научным и
образовательным программам, 1988 г. Всесоюзный
сельскохозяйственный институт заочного образования, докторская
диссертация защищена в 2010 г. в Мичуринском государственном
аграрном университете по теме: "Развитие научно-технического
прогресса в сельскохозяйственном производстве: теория, методология,
практика", 143966 Московская область, г. Реутов, ул. Новая, д.19, кв.126,
8-929-92715-40.
Сафронов Николай Степанович, кандидат экономических наук,
Национальное агентство по энергосбережению и возобновляемым
источникам энергии, генеральный директор, 1989 г. Высшая школа
управления Московского института управления им. С. Орджоникидзе,
кандидатская диссертация защищена в 2012 г. в Российском
государственном аграрном заочном университете по теме:
"Инновационное развитие зернового производства", 117463 Москва, ул.
И. Арманд, д. 4, корп. 1, кв. 529, 8-985-970-51-70.