Keterangan:
Saat ini, seiring dengan sistem pasokan panas terpusat, sistem desentralisasi telah tersebar luas. Sistem otonom terdesentralisasi secara konvensional berarti sistem kecil dengan daya termal terpasang tidak lebih dari (20 Gcal/g) 23 MW.
Diagram teknologi pemanasan distrik, pasokan panas, dan sistem pemanas
S.A.Chistovich, Akademisi RAASN, Presiden Persatuan Insinyur Tenaga Rusia Barat Laut
Akademisi S. A. Chistovich adalah spesialis luar biasa, salah satu pencipta sistem pemanas distrik dan pasokan panas domestik, yang telah mendapat pengakuan dunia. Pada hari jadinya, Akademisi S. A. Chistovich secara aktif terlibat dalam kegiatan ilmiah dan pengajaran, termasuk menyelesaikan karya monografi “Pemanasan distrik otomatis, pasokan panas, dan sistem pemanas”, yang diharapkan akan diterbitkan pada akhir tahun.
1. Sistem terpusat dan desentralisasi
Saat ini, seiring dengan sistem pasokan panas terpusat, sistem desentralisasi telah tersebar luas.
Sistem otonom terdesentralisasi secara konvensional berarti sistem kecil dengan daya termal terpasang tidak lebih dari (20 Gcal/g) 23 MW.
Meningkatnya minat terhadap sumber (dan sistem) panas otonom di tahun terakhir sangat ditentukan oleh kebijakan investasi dan kredit, karena pembangunan sistem pasokan panas terpusat mengharuskan investor untuk melakukan investasi modal satu kali yang signifikan pada sumber, jaringan pemanas, dan sistem internal gedung, dengan periode pengembalian tidak terbatas atau pada jangka waktu tertentu. dasar yang hampir tidak dapat dibatalkan. Dengan desentralisasi, dimungkinkan untuk mencapai tidak hanya pengurangan investasi modal karena tidak adanya jaringan pemanas, tetapi juga untuk mengalihkan biaya ke biaya perumahan (yaitu ke konsumen). Faktor inilah yang menjadi penyebabnya Akhir-akhir ini dan telah meningkatkan minat terhadap sistem pasokan panas terdesentralisasi untuk proyek pembangunan perumahan baru. Organisasi pasokan panas otonom memungkinkan rekonstruksi fasilitas di daerah perkotaan dengan bangunan tua dan padat tanpa adanya kapasitas bebas dalam sistem terpusat. Desentralisasi berdasarkan generator panas yang sangat efisien dari generasi terbaru (termasuk boiler kondensasi) dengan sistem kontrol otomatis memungkinkan Anda memenuhi sepenuhnya kebutuhan konsumen yang paling menuntut.
Faktor-faktor yang mendukung desentralisasi pasokan panas telah mengarah pada fakta bahwa hal ini sudah mulai dianggap sebagai solusi teknis non-alternatif, tanpa kerugian. Oleh karena itu, perlu untuk mempertimbangkan secara rinci masalah-masalah yang muncul dengan pendekatan yang lebih hati-hati terhadap masalah ini, untuk menganalisis kasus-kasus individual penggunaan sistem desentralisasi, yang akan memungkinkan pemilihan keputusan rasional di kompleks.
Kelayakan penggunaan sistem tersebut dibandingkan dengan sistem terpusat harus dinilai berdasarkan beberapa indikator:
– efisiensi komersial (keuangan), dengan mempertimbangkan konsekuensi keuangan proyek bagi peserta langsungnya;
– efisiensi ekonomi, dengan mempertimbangkan biaya dan hasil yang terkait dengan proyek yang melampaui kepentingan finansial langsung para pesertanya dan memungkinkan pengukuran biaya;
– biaya bahan bakar fosil – penilaian untuk indikator alami ini harus mempertimbangkan proyeksi perubahan biaya bahan bakar dan strategi pengembangan kompleks bahan bakar dan energi di wilayah (negara);
– dampak emisi atmosfer terhadap lingkungan;
– keamanan energi (untuk wilayah berpenduduk, kota, wilayah).
Saat memilih sumber pasokan panas otonom, sejumlah faktor perlu dipertimbangkan. Pertama-tama, ini adalah area di mana fasilitas pasokan panas berada, di mana panas harus disuplai (bangunan terpisah atau sekelompok bangunan). Kemungkinan zona pasokan panas dapat dibagi menjadi empat kelompok:
Zona pasokan panas distrik dari rumah boiler kota (kabupaten);
Zona pasokan terpusat dari pembangkit listrik tenaga panas kota;
Zona pasokan panas otonom;
Zona pasokan panas campuran.
Sifat pembangunan di lokasi bangunan (jumlah lantai dan kepadatan bangunan: m 2 /ha, m 3 /ha) mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap pilihan sumber pasokan panas.
Faktor penting adalah kondisi infrastruktur teknik (kondisi peralatan teknologi utama dan jaringan pemanas, tingkat kerusakan moral dan fisik, dll.).
Yang tidak kalah pentingnya adalah jenis bahan bakar yang digunakan di suatu kota (gas, bahan bakar minyak, batu bara, limbah kayu, dll.).
Penentuan efisiensi ekonomi adalah wajib ketika mengembangkan proyek untuk menciptakan sistem otonom untuk bangunan yang terletak di area pasokan panas terpusat.
Pemasangan sumber otonom dalam hal ini, meskipun menarik secara finansial bagi investor (peserta langsung dalam proyek), memperburuk efisiensi ekonomi dari sistem pasokan panas terpusat kota:
– beban panas yang terhubung ke rumah boiler kota berkurang, yang menyebabkan peningkatan biaya energi panas yang dipasok;
– dalam sistem pemanas, bagian listrik yang dihasilkan dalam siklus gabungan (berdasarkan konsumsi termal) menurun, yang memperburuk efisiensi energi stasiun.
Penentuan biaya bahan bakar organik memungkinkan, melalui pengukuran langsung, menilai kehilangan energi secara objektif di seluruh rantai teknologi dari sumber hingga konsumen akhir.
Efisiensi keseluruhan penggunaan bahan bakar dalam sistem dihitung dengan mengalikan koefisien yang mencirikan kehilangan panas di semua elemen sistem pasokan panas yang dihubungkan secara seri. Dalam produksi gabungan (di pembangkit listrik tenaga panas, di pembangkit kogenerasi), sebuah koefisien diperkenalkan yang memperhitungkan penghematan panas dibandingkan dengan produksi energi panas secara terpisah di ruang ketel dan energi listrik di pembangkit listrik kondensasi.
Ketergantungan awal untuk menentukan koefisien keseluruhan penggunaan yang bermanfaat bahan bakar untuk berbagai pilihan sistem pasokan panas diberikan dalam tabel. 1.
| Tabel 1 Ketergantungan awal untuk menentukan faktor efisiensi total tindakan berbagai opsi untuk sistem pasokan panas |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Di meja: η 0 – koefisien yang mengkarakterisasi ukuran kelebihan kerugian melalui selubung bangunan; η 1 – faktor efisiensi bahan bakar sumber panas; η 2 – koefisien yang mencirikan kehilangan panas dalam sistem rekayasa internal (pemanas dan pasokan air panas); η 3 – koefisien yang mencirikan konsumsi panas berlebih karena kelebihan pasokan panas dan ketidaksempurnaan distribusinya antar ruangan berpemanas; η 4 – koefisien kehilangan panas dalam jaringan pemanas intra-blok; η 5 – sama dalam distribusi kota dan jaringan pemanas intra-blok; η k – koefisien yang ditentukan oleh jumlah penghematan bahan bakar akibat gabungan produksi bahan bakar dan energi listrik; μ e – bagian penghematan bahan bakar yang disebabkan oleh produksi energi panas. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jumlah kelebihan panas yang hilang melalui selungkup luar bangunan (1 – jam 0), yang pengetahuannya diperlukan saat menghitung keseimbangan panas, tidak bergantung pada jenis sistem pasokan panas dan oleh karena itu mungkin tidak diperhitungkan saat membandingkan sistem terpusat dan desentralisasi.
Generator panas apartemen modern yang menggunakan bahan bakar gas memiliki efisiensi: h 1 = 0,92–0,94%.
Faktor efisiensi penggunaan bahan bakar di rumah boiler kota yang dikaitkan dengan konsumen akhir ditentukan dari ekspresi (Tabel 1):
h c = h 1 jam 2 jam 3 jam 4 jam 5 .
Nilai koefisien ini, menurut berbagai uji lapangan, tidak lebih dari 50–60%. Jadi, dari sudut pandang efisiensi bahan bakar, penggunaan generator panas perumahan yang menggunakan bahan bakar gas jauh lebih menguntungkan.
Efisiensi penggunaan bahan bakar di pembangkit listrik termal lebih tinggi dibandingkan di rumah boiler kota karena gabungan produksi energi panas dan listrik. Ketika seluruh penghematan dikaitkan dengan produksi energi panas (h = 1,0), koefisien keseluruhan untuk CHP adalah 0,80–0,90%.
Saat memasok panas dari mini-CHP rumah, efisiensi keseluruhan, karena tidak adanya kerugian selama transportasi dan distribusi pendingin dan semua penghematan yang disebabkan oleh produksi energi panas, dapat mencapai seratus persen atau lebih.
Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa generator panas apartemen berbahan bakar gas, serta pembangkit kogenerasi yang dapat beroperasi dengan bahan bakar gas dan solar, memiliki tingkat pemanfaatan bahan bakar tertinggi. Rumah boiler otonom (dipasang di atap atau menempel pada rumah) agak kalah dengan generator panas apartemen karena kehilangan panas dalam komunikasi intra-rumah. Rumah boiler kota yang hanya menghasilkan energi panas memiliki efisiensi bahan bakar paling rendah.
Perbandingan sistem terpusat dan desentralisasi dalam hal dampaknya terhadap lingkungan di wilayah tempat tinggal masyarakat menunjukkan manfaat lingkungan yang tidak dapat disangkal dari pembangkit listrik tenaga panas besar dan rumah boiler, terutama yang berlokasi di luar batas kota.
Emisi gas buang (CO 2 , NOx) dari rumah ketel otonom kecil yang dibangun di tempat di mana energi panas dikonsumsi mencemari udara sekitar, konsentrasi zat berbahaya di kota-kota besar, karena kejenuhan transportasi bermotor, sudah melebihi yang diizinkan standar sanitasi.
Pada penilaian komparatif Keamanan energi dalam berfungsinya sistem terpusat dan desentralisasi harus mempertimbangkan faktor-faktor berikut.
– Sumber panas yang besar dapat beroperasi berbagai jenis bahan bakar (termasuk lokal dan kualitas rendah), dapat dialihkan ke bahan bakar cadangan ketika pasokan gas jaringan berkurang.
– Sumber otonom kecil (boiler atap, generator panas apartemen) dirancang untuk hanya membakar satu jenis bahan bakar – gas alam jaringan, yang tentu saja berdampak negatif terhadap keandalan pasokan panas.
– Pemasangan generator panas apartemen di gedung bertingkat, jika pengoperasian normalnya terganggu, menimbulkan ancaman langsung terhadap kesehatan dan kehidupan manusia.
– Dalam jaringan pemanas melingkar dari pemanas terpusat, kegagalan salah satu sumber panas memungkinkan Anda mengalihkan pasokan cairan pendingin ke sumber lain tanpa mematikan pemanas dan pasokan air panas ke gedung.
Perlu dicatat bahwa strategi negara untuk pengembangan pasokan panas di Rusia dengan jelas mendefinisikan ruang lingkup rasional penerapan sistem terpusat dan desentralisasi. Di kota-kota dengan kepadatan bangunan yang tinggi, sistem pemanas distrik dari pembangkit listrik tenaga panas besar, termasuk yang berlokasi di luar batas kota, harus dikembangkan dan dimodernisasi.
Untuk meningkatkan keandalan pengoperasian sistem ini, disarankan untuk melengkapinya dengan sumber pembangkitan energi panas dan listrik terdistribusi yang beroperasi pada jaringan kota umum.
Di kota-kota atau wilayah kota tertentu dengan kepadatan panas rendah, disarankan untuk menggunakan sistem pasokan panas terdesentralisasi dengan penggunaan unit kogenerasi yang lebih disukai. Penggunaan sistem pasokan panas otonom adalah satu-satunya solusi yang mungkin di daerah yang secara geografis terpencil dan sulit dijangkau.
2. Pabrik kogenerasi dan trigenerasi (CHP mikro dan mini)
Pembangkit CHP kecil termasuk pembangkit listrik termal dengan satu tenaga listrik dari 0,1 hingga 15 MW dan daya termal hingga 20 Gkal/jam. Pembangkit listrik tenaga panas kecil dapat disuplai secara lengkap, termasuk dalam versi kontainer, atau dibuat dengan merekonstruksi rumah ketel uap atau air panas dengan melengkapinya dengan unit pembangkit listrik.
Untuk menggerakkan generator listrik pembangkit listrik termal kecil, diesel, piston gas, mesin pembakaran internal piston bahan bakar ganda, turbin gas, turbin uap dengan tipe tekanan balik atau kondensasi dengan ekstraksi uap menengah dan penggunaan air yang dipanaskan dalam kondensor untuk kebutuhan proses , mesin uap putar atau sekrup digunakan.
Boiler pemulihan gas buang dan penukar panas air dingin yang beroperasi dalam mode dasar atau hanya untuk menutupi beban puncak digunakan sebagai pembangkit panas.
Tanaman trigenerasi Selain pembangkitan gabungan energi listrik dan panas, mereka menghasilkan energi dingin.
Mesin pendingin kompresi atau penyerapan uap dapat digunakan untuk menghasilkan dingin. Selama musim pemanasan, mesin pendingin dapat beralih ke mode pompa panas. Penggerak kompresor mesin kompresi uap dilakukan dari generator listrik pembangkit listrik termal kecil. Pembangkit trigenerasi serapan beroperasi dengan energi panas yang dimanfaatkan oleh stasiun-stasiun ini (gas buang, air panas, uap).
Pabrik kogenerasi dan trigenerasi dapat dibuat dengan menggunakan mesin kendaraan yang sudah habis (pesawat terbang, kapal laut, mobil).
Unit dapat beroperasi dengan berbagai jenis bahan bakar: gas alam, solar, bensin, propana-butana, dll. Limbah kayu, gambut, dan sumber daya lokal lainnya juga dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar.
Keuntungan utama pembangkit listrik tenaga panas kecil:
1. Kerugian yang rendah selama pengangkutan energi panas dibandingkan dengan sistem pasokan panas terpusat.
2. Otonomi operasi (kemandirian dari sistem energi) dan kemungkinan menjual kelebihan listrik yang dihasilkan ke sistem energi dan menutupi defisit energi panas ketika pembangkit listrik tenaga panas kecil berlokasi di zona pasokan pemanas distrik.
3. Meningkatkan keandalan pasokan panas:
– gangguan pasokan energi listrik ke ruang ketel tidak mengakibatkan terhentinya pengoperasian sumber panas;
– ketika pembangkit listrik tenaga panas kecil terletak di zona pasokan panas terpusat, pasokan panas minimum yang diizinkan ke bangunan dipastikan jika terjadi kecelakaan pada jaringan pemanas.
4. Kemungkinan pasokan panas dan daya ke objek otonom (tidak terhubung ke satu sistem kelistrikan): terpencil, sulit dijangkau, tersebar di area yang luas, dll.
5. Menyediakan pasokan panas dan listrik darurat dengan pembangkit listrik bergerak.
Fitur pembangkit listrik tenaga panas kecil dari berbagai jenis.
Keunggulan unit diesel, seperti halnya mesin gas dengan penyalaan bunga api, adalah koefisiennya yang tinggi tindakan yang bermanfaat untuk pembangkitan listrik, praktis tidak bergantung pada satuan daya mesin. Selain itu, instalasi tidak sensitif terhadap perubahan beban termal. Oleh karena itu, mereka banyak digunakan dalam transportasi darat dan air, dimana bebannya dapat bervariasi dari saat idle hingga menggunakan daya maksimum.
Kemungkinan pemulihan panas pada instalasi tersebut menurun seiring dengan penurunan beban panas, karena suhu gas buang juga sedikit menurun. Jika pada beban penuh suhu gas buang adalah 400–480 °C, maka pada beban mesin 50% dari daya pengenal suhu turun menjadi 175–200 °C. Hal ini memerlukan pemasangan boiler puncak atau melengkapi boiler pemulihan panas gas buang dengan tungku api. Untuk memastikan pengoperasian mesin yang andal, suhu di sirkuit utama sistem pendingin air dijaga pada 90–95 °C.
Rasio pembangkitan listrik terhadap pembangkitan panas pada pembangkit kogenerasi yang dipertimbangkan biasanya berada pada kisaran 1:1.2.
Keunggulan unit piston bahan bakar ganda dibandingkan mesin diesel dan gas adalah kemampuannya untuk beralih ke bahan bakar diesel tanpa adanya gas alam.
Dibandingkan dengan CHPP bolak-balik (CHPP diesel dan mesin gas), CHPP turbin gas, dibuat sesuai dengan skema klasik (turbin gas - boiler - penukar panas limbah), memiliki berat jenis dan dimensi yang jauh lebih kecil (kg / kW dan m 3 / kW ). Itulah sebabnya unit turbin gas menggantikan mesin piston dalam penerbangan, dan ini memungkinkan peningkatan produksi pesawat terbang ke tingkat yang baru secara kualitatif. Pada saat yang sama, efisiensinya dalam menghasilkan listrik menurun secara nyata seiring dengan berkurangnya beban. Jadi, ketika beban dikurangi hingga 50%, efisiensi listrik turbin gas berkurang hampir setengahnya.
Nilai efisiensi tertinggi (pada beban pengenal) adalah sekitar 40% untuk turbin gas dan mesin piston gas. Bagian beban listrik dalam kaitannya dengan beban termal pada pembangkit CHP turbin gas dengan pengiriman lengkap adalah 1: (2–3).
Saat memasang turbin gas yang telah dihubungkan sebelumnya ke boiler pemanas air yang ada, yaitu dengan gas buang yang dibuang ke tungku boiler, porsi beban listrik dan beban panas biasanya tidak melebihi 1:7. Peningkatan produksi listrik berdasarkan konsumsi panas hanya dapat dicapai jika unit boiler direkonstruksi secara serius.
Melengkapi pemanas uap dan rumah ketel industri dengan unit turbin uap memungkinkan untuk memanfaatkan perbedaan tekanan uap di dalam ketel dan yang diperlukan di depan penukar panas untuk menghasilkan listrik, baik untuk memenuhi seluruh kebutuhan untuk kebutuhan sendiri, maupun untuk memindahkannya ke luar.
Turbin uap untuk pembangkit listrik tenaga panas kecil, tergantung pada sifat beban panas yang terhubung, diproduksi dalam dua jenis: dengan tekanan balik dan turbin kondensasi dengan ekstraksi uap menengah. Uap hasil ekstraksi antara dengan tekanan 0,5–0,7 MPa digunakan untuk kebutuhan proses dan untuk memanaskan air jaringan pada sistem suplai panas. Air yang dipanaskan dalam kondensor juga dapat digunakan untuk kebutuhan teknologi dan, sebagai tambahan, dalam sistem pemanas air dengan potensi rendah.
Selain turbin, pemanas uap dan rumah ketel industri dapat dilengkapi dengan jenis unit daya lainnya: mesin putar uap atau mesin sekrup auger.
Keunggulan mesin ini dibandingkan turbin uap adalah sensitivitasnya yang rendah terhadap kualitas uap, kesederhanaan dan keandalan dalam pengoperasiannya. Kerugian: efisiensi lebih rendah.
3. Diagram teknologi sistem pemanas terpusat dan karakteristiknya sebagai objek kontrol
Sistem pemanas terpusat (DHS), seperti diketahui, adalah kompleks dari berbagai struktur, instalasi, dan perangkat, yang secara teknologi saling berhubungan melalui proses umum produksi, transportasi, distribusi, dan konsumsi energi panas.
Secara umum SCT terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut:
Sumber atau sumber pembangkitan energi panas (CHP, ATPP, rumah boiler, pembangkit kogenerasi kecil atau trigenerasi);
Jalur transit dan jaringan pemanas utama dengan gardu pemompaan (lebih jarang pelambatan) dan penutup untuk mengangkut energi panas dari fasilitas pembangkit ke kawasan pemukiman besar, pusat administrasi dan publik, kompleks industri, dll.;
Jaringan distribusi panas dengan titik pemanas distrik (RTP), titik pemanas sentral (CHP) untuk distribusi dan suplai panas ke konsumen;
Sistem yang mengonsumsi panas dengan titik pemanas individual (IHP) dan sistem rekayasa internal (pemanas, pasokan air panas, ventilasi, AC), instalasi distribusi panas perusahaan industri untuk memenuhi kebutuhan konsumen akan pasokan energi.
Mode pengoperasian sistem pemanas sentral ditentukan oleh kondisi pengoperasian objek yang mengonsumsi panas: kehilangan panas yang bervariasi ke lingkungan bangunan dan struktur, cara konsumsi air panas oleh penduduk, kondisi pengoperasian peralatan teknologi, dll.
Sistem ini terdiri dari sejumlah besar elemen yang saling bergantung yang dihubungkan secara seri dan paralel, memiliki karakteristik statis dan dinamis yang berbeda: instalasi pembangkit energi (boiler, turbin, dll.), jaringan pemanas eksternal dan komunikasi intra-rumah, peralatan titik pemanas , perangkat pemanas dalam ruangan, dll.
Harus diingat bahwa, tidak seperti sistem pasokan air lainnya (pasokan air, pasokan gas, dan pasokan panas), mode pengoperasian jaringan pemanas dicirikan oleh dua parameter yang sifatnya berbeda. Jumlah energi panas yang dilepaskan ditentukan oleh suhu cairan pendingin dan penurunan tekanan, dan oleh karena itu, aliran air dalam jaringan pemanas. Pada saat yang sama, karakteristik dinamis jalur: jalur transmisi tekanan (perubahan aliran) dan jalur transmisi suhu sangat berbeda satu sama lain.
Selain hubungan internal antara elemen-elemen sistem pemanas sentral, terdapat hubungan fungsional eksternal dengan sistem rekayasa kota dan kompleks industri lainnya: sistem pasokan bahan bakar, pasokan listrik, dan pasokan air.
Analisis struktur teknologi yang ada untuk membangun sistem pasokan panas terpusat, diagram jaringan pemanas, diagram sirkuit input pelanggan dan sistem pemanas pelanggan, desain peralatan teknologi yang digunakan menunjukkan bahwa mereka tidak sepenuhnya memenuhi persyaratan modern untuk objek kontrol otomatis.
Dalam sistem pasokan panas besar, banyak instalasi pelanggan terhubung ke jaringan pemanas utama, sebagai suatu peraturan, tanpa unit kontrol perantara. Akibatnya, sistem menjadi kurang bermanuver, tidak fleksibel, dan jumlah air yang berlebihan harus dialirkan melalui jaringan, dengan fokus pada pelanggan dengan kondisi terburuk.
Jaringan pemanas perkotaan dirancang untuk alasan penghematan biaya dan, biasanya, bersifat buntu. Tidak ada sambungan cadangan antar bagian jaringan pemanas, yang memungkinkan pengorganisasian pasokan panas ke beberapa konsumen jika terjadi kerusakan (tidak berfungsi) pada suatu bagian. Dalam beberapa kasus, kemungkinan pengoperasian jaringan pemanas dari beberapa sumber yang menggabungkan jaringan pemanas umum tidak disediakan.
Kerugian dari metode yang diterapkan dalam mendistribusikan energi panas ke berbagai titik pemanasan terutama terlihat selama periode cuaca dingin yang tajam, ketika konsumen tidak menerimanya. kuantitas yang dibutuhkan karena fakta bahwa suhu air yang disuplai dari sumber panas jauh lebih rendah daripada yang disyaratkan menurut jadwal pengendalian.
Ruang bawah tanah bangunan tempat tinggal yang dialokasikan untuk penempatan titik pemanas tidak banyak berguna untuk pemasangan dan kondisi pengoperasian normal sistem kontrol otomatis lokal.
Untuk kontrol otomatis individu atas perpindahan panas dari perangkat pemanas, sistem pemanas air pipa tunggal vertikal, yang paling umum dalam konstruksi perumahan massal, tidak optimal. Karena perpindahan panas sisa yang tinggi dari perangkat pemanas (ketika regulator ditutup), pengaruh timbal balik yang signifikan dari perangkat selama pengoperasian regulator dan faktor lainnya, kemungkinan pengaturan individu yang efektif dalam sistem ini sangat rendah.
Akhirnya, perlu dicatat bahwa tipikalnya skema teknologi rumah boiler pemanas air distrik tidak memenuhi persyaratan otomatisasi yang kompleks sistem pasokan panas. Skema ini difokuskan pada jadwal pasokan energi panas berkualitas tinggi, yaitu mempertahankan aliran air yang konstan dalam pipa pasokan (atau tekanan konstan pada pengumpul ruang ketel).
Dalam sistem pasokan panas otomatis dengan lokal regulasi otomatis di kalangan konsumen, serta dalam kondisi kolaborasi beberapa sumber ke jaringan pemanas umum, mode hidrolik di jaringan di pintu keluar dari ruang ketel harus bervariasi.
Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa semua jalur pasokan panas (sumber, jaringan pemanas, titik pemanas, sistem pemanas pelanggan) dirancang tanpa memperhitungkan persyaratan untuk mengotomatisasi mode operasinya. Oleh karena itu, penciptaan sistem kendali pasokan panas otomatis harus dibarengi dengan modernisasi sistem ini di seluruh rantai teknologi: produksi – transportasi – distribusi dan konsumsi energi panas.
Perkiraan skema kontrol teknologi dalam sistem pemanas dan pemanas terpusat kota diberikan dalam Tabel. 2.
| Meja 2 Skema kontrol teknologi dalam sistem pemanas dan pemanasan distrik |
||||||||||||||||||||||||||||
|
4. Cara untuk meningkatkan pengendalian mode teknologi sistem pasokan panas dengan pembangkitan energi panas dan listrik yang terdistribusi
Penting kemunduran fisik jaringan pipa dan peralatan, struktur usang dalam membangun sistem pasokan panas terpusat yang diajukan, bersama dengan tugas untuk segera mengganti peralatan yang usang, tugas mendesak untuk mengoptimalkan solusi sirkuit-teknis dan mode operasi sistem ini.
Mempertimbangkan keadaan sistem pasokan panas yang sangat terbengkalai di Rusia, modernisasi lengkapnya untuk memastikan kemampuan beroperasi dalam mode desain dengan suhu cairan pendingin 150 °C (dengan batas atas grafik pada 130 °C) selama 20-30 tahun ke depan hampir tidak mungkin dilakukan di sebagian besar kota. Hal ini memerlukan relokasi ratusan ribu kilometer jaringan pemanas, penggantian peralatan usang di puluhan ribu sumber panas dan di ratusan ribu instalasi pelanggan yang memakan panas.
Berdasarkan analisis keadaan pasokan panas di berbagai wilayah negara, usulan untuk mengoptimalkan skema, solusi teknis dan mode pengoperasian sistem pasokan panas terpusat adalah sebagai berikut:
Orientasi sistem pasokan panas terpusat untuk mencakup beban panas dasar dengan suhu cairan pendingin maksimum di pintu keluar dari CHP (rumah boiler kota) sebesar 100–110 °C;
Penerapan teknologi hemat energi, solusi sirkuit, bahan dan peralatan selama rekonstruksi sistem pasokan panas;
Pembangunan sumber panas puncak lokal, sedekat mungkin dengan sistem konsumsi panas;
Konversi rumah boiler kota kabupaten (dalam beberapa kasus, rumah blok) menjadi CHP mini dan mikro;
Penerapan siklus termodinamika biner (uap-gas) untuk meningkatkan efisiensi pembangkit listrik termal perkotaan;
Penciptaan sistem kontrol otomatis untuk pasokan panas, termasuk otomatisasi proses produksi, transportasi, distribusi dan konsumsi energi panas.
Ketika sistem pasokan panas diorientasikan untuk menutupi beban panas dasar, biaya modal untuk rekonstruksi jaringan pemanas berkurang secara signifikan (karena jumlah kompensator yang lebih sedikit, kemungkinan penggunaan pipa yang lebih murah dan tidak korosi yang terbuat dari bahan polimer, dll. ). Dengan dana yang dialokasikan, dimungkinkan untuk merekonstruksi jaringan pemanas dalam jumlah yang jauh lebih besar, meningkatkan keandalannya dan mengurangi kerugian selama pengangkutan cairan pendingin.
Penggunaan teknologi, material dan peralatan hemat energi memungkinkan penurunan konsumsi panas spesifik sebesar 40–50%, yaitu:
– isolasi selubung bangunan;
– transisi dari sistem pemanas pipa tunggal vertikal ke sistem horizontal dengan pengukuran panas apartemen demi apartemen;
– pemasangan meteran air apartemen dalam sistem pasokan air dingin dan panas, pemasangan titik pemanas otomatis, dll.
Dengan demikian, dampak kehilangan panas dari jaringan eksternal selama periode terdingin musim pemanasan akan terkompensasi.
Penghematan energi memungkinkan Anda menghemat tidak hanya sejumlah besar bahan bakar dan sumber daya energi, tetapi juga menyediakan kondisi kenyamanan termal dengan pasokan panas "dasar" dari jaringan pemanas.
Pembangunan sumber panas puncak (lokal) yang sedekat mungkin dengan sistem konsumsi panas akan memungkinkan, pada suhu udara luar yang rendah, untuk meningkatkan suhu cairan pendingin yang berasal dari jaringan pemanas ke parameter yang diperlukan untuk ruangan berpemanas.
Perkuatan sistem pemanas distrik dengan sumber puncak secara signifikan meningkatkan keandalan pengoperasiannya. Jika terjadi kecelakaan pada jaringan eksternal, sumber puncak dialihkan ke mode operasi otonom untuk mencegah pembekuan sistem pemanas dan melanjutkan pengoperasian fasilitas pemakai panas yang terletak di area yang terputus dari jaringan pemanas. Selama penghentian preventif pasokan panas masuk waktu musim panas bangunan yang terhubung ke sumber puncak juga akan disuplai panas.
Pembangunan sumber puncak pada dasarnya berarti transisi dari sistem pasokan panas terpusat yang telah ada di negara kita selama beberapa dekade ke sistem “terpusat-lokal”, yang memiliki keandalan lebih tinggi dan sejumlah keunggulan lainnya.
Berbeda dengan sumber pasokan panas otonom dan individual (dipasang di daerah padat penduduk di kota-kota utara), beroperasi sepanjang tahun dan berbahaya bagi lingkungan (bahkan ketika menggunakan bahan bakar gas), total emisi ke atmosfer dari sumber puncak, yang hanya menghasilkan 5–10 % dari total pasokan panas tahunan akan diabaikan.
Pada tingkat modern Dalam peralatan pemanas gas, memusatkan produksi energi panas sendiri, sebagai suatu peraturan, tidak masuk akal secara ekonomi. Efisiensi generator panas gas modern tinggi (92–94%) dan praktis tidak bergantung pada daya unitnya. Pada saat yang sama, peningkatan tingkat sentralisasi menyebabkan peningkatan kehilangan panas selama pengangkutan cairan pendingin. Oleh karena itu, rumah boiler distrik yang besar ternyata tidak kompetitif dibandingkan dengan sumber yang otonom.
Peningkatan tajam dalam efisiensi rumah boiler distrik dapat dicapai dengan merekonstruksinya menjadi mini-CHP, dengan kata lain, dengan melengkapinya dengan unit pembangkit listrik dan mengalihkan pengoperasian rumah boiler ke mode kogenerasi.
Diketahui bahwa efisiensi pengoperasian pembangkit kogenerasi semakin tinggi, semakin besar jumlah jam per tahun listrik dihasilkan berdasarkan konsumsi termal. Beban panas sepanjang tahun di kota-kota (tidak termasuk beban teknologi perusahaan industri) adalah pasokan air panas. Dalam hal ini, menghitung kekuatan pembangkit kogenerasi (dalam sistem pemanas distrik dari rumah boiler) untuk menutupi beban pasokan air panas memastikan operasinya sepanjang tahun dan, oleh karena itu, yang paling penggunaan yang efisien. Di sisi lain, biaya modal spesifik untuk pembuatan instalasi pembangkit listrik menurun seiring dengan peningkatan kapasitas unitnya.
Oleh karena itu, untuk rekonstruksi rumah boiler di mini-CHP, pertama-tama disarankan untuk memilih yang terbesar dengan beban pasokan air panas yang dikembangkan.
Peningkatan signifikan dalam efisiensi pengoperasian pembangkit listrik tenaga panas perkotaan dapat dicapai dengan memasang turbin gas di depan bagian turbin uap stasiun. Mentransfer pengoperasian pembangkit listrik tenaga panas turbin uap ke siklus uap-gas (biner) meningkatkan efisiensi pembangkitan listrik dari 35–40 menjadi 50–52%.
Berkelanjutan dan kerja yang efektif Sistem pasokan panas terpusat dari pembangkit listrik tenaga panas kota dan rumah boiler distrik, diubah menjadi mini-CHP, dengan sumber panas puncak yang beroperasi dalam mode otomatis dan titik pemanas otomatis, tidak mungkin dilakukan tanpa sistem kontrol pasokan panas otomatis. Oleh karena itu, pembuatan sistem kendali otomatis merupakan prasyarat untuk rekonstruksi sistem pasokan panas.
Tujuan utama ventilasi - menjaga kondisi yang dapat diterima di dalam ruangan - tercapai organisasi pertukaran udara. Pertukaran udara biasanya dipahami sebagai pembuangan udara yang tercemar dan penyediaan udara bersih ke dalam ruangan.Pertukaran udara diciptakan oleh pengoperasian sistem pasokan dan pembuangan. Secara tradisional, preferensi diberikan pada metode ventilasi paling sederhana yang menyediakan kondisi tertentu. Saat merancang sistem ventilasi, mereka berupaya mengurangi kinerjanya dengan mengurangi masuknya panas berlebih dan emisi berbahaya lainnya ke udara dalam ruangan. Proses teknologi yang tidak sempurna dapat mengakibatkan ketidakmampuan menyediakan parameter udara yang dibutuhkan di area kerja dengan menggunakan alat ventilasi.
Sistem ventilasi disebut seperangkat perangkat untuk memproses, mengangkut, memasok atau mengeluarkan udara.
Dengan sengaja sistem ventilasi dibagi menjadi suplai dan pembuangan. Sistem kabel memasok udara ke ruangan. Sistem yang mengeluarkan udara dari suatu ruangan biasa disebut knalpot. Melalui aksi gabungannya, arus masuk dan sistem pembuangan mengatur pasokan dan ventilasi pembuangan ruangan.
Dalam literatur teknis Anda sering dapat menemukan konsep tersebut unit ventilasi. Istilah ini diterapkan pada sistem ventilasi yang menggunakan kipas angin sebagai stimulator angin. Unit ventilasi adalah bagian dari sistem ventilasi yang tidak mencakup jaringan saluran dan saluran udara yang dilalui udara, serta perangkat untuk memasok (distributor udara) dan mengeluarkan udara (kisi-kisi pembuangan, unit hisap lokal). Unit ventilasi pasokan terdiri dari alat pemasukan udara, katup berinsulasi, filter untuk membersihkan udara dari debu, pemanas udara dan unit ventilasi yang terdiri dari kipas angin dan motor listrik. Beberapa unit penanganan udara mungkin tidak memiliki filter. Unit ventilasi pembuangan termasuk perangkat untuk membersihkan emisi ventilasi dari zat polusi dan unit ventilasi. Jika pemurnian udara yang dibuang ke atmosfer tidak diperlukan, yang biasa terjadi pada bangunan sipil dan beberapa tempat industri, tidak ada alat pemurnian dan unit ventilasi terdiri dari unit ventilasi. Baru-baru ini mereka mulai menggunakannya unit ventilasi pasokan dan pembuangan, menggabungkan unit suplai dan pembuangan dalam satu unit. Hal ini menjadi mungkin karena perkembangan dan produksi industri unit suplai dan pembuangan rangka panel, yang desainnya menyediakan kemungkinan kombinasi semacam itu. Alasan utama penggunaan unit suplai dan pembuangan adalah kebutuhan untuk memanfaatkan panas dari udara buangan. Unit suplai dan pembuangan sering kali menggunakan penukar panas permukaan umum, yang mentransfer panas dari udara buangan ke udara suplai dingin. Selain itu, unit suplai dan pembuangan memerlukan lebih sedikit ruang untuk penempatannya dibandingkan unit suplai dan pembuangan terpisah.
Jika seluruh volume ruangan atau nya zona kerja dengan adanya sumber emisi berbahaya yang tersebar. Ventilasi disebut pertukaran umum ventilasi suplai dan pembuangan. Mengeluarkan udara langsung dari peralatan yang menghasilkan emisi berbahaya atau menyuplai udara langsung ke tempat kerja atau ke bagian ruangan tertentu disebut ventilasi lokal. Ventilasi pembuangan lokal lebih efektif daripada ventilasi pembuangan umum, karena menghilangkan emisi berbahaya dengan konsentrasi lebih tinggi dibandingkan dengan ventilasi pembuangan umum, namun lebih mahal, karena memerlukan lebih banyak saluran udara dan peralatan. hisap lokal.
Menurut metode pengorganisasian ventilasi ruangan membedakan terpusat Dan terdesentralisasi sistem ventilasi. Dalam sistem ventilasi terpusat, unit ventilasi suplai dan pembuangan melayani sekelompok ruangan atau bangunan secara keseluruhan. Dalam hal ventilasi ruangan wilayah yang luas Skema ventilasi terdesentralisasi dengan beberapa unit pasokan dan pembuangan mungkin lebih baik. Metode pengorganisasian ventilasi ini memungkinkan Anda melakukannya tanpa jaringan saluran udara yang luas. Unit ventilasi khas untuk jenis ventilasi ini adalah Hoval, Mode Pengoperasian LHW.
Dengan metode merangsang pergerakan udara sistem dibagi menjadi sistem yang digerakkan secara mekanis(menggunakan kipas, ejektor, dll.) dan sistem dengan tarikan gravitasi(aksi gravitasi, angin).
Udara dapat disuplai (atau dikeluarkan) ke ruangan berventilasi melalui jaringan saluran udara yang luas (sistem seperti itu disebut saluran) atau melalui bukaan pada pagar (ventilasi ini disebut tanpa saluran).
Di lokasi bangunan sipil atau industri diatur ventilasi suplai dan pembuangan.
Sistem saluran yang digerakkan secara mekanis adalah yang paling banyak digunakan. Sistem ventilasi suplai dengan penggerak mekanis dapat dibuat dengan mendaur ulang. Resirkulasi adalah pencampuran udara buangan dengan udara suplai. Resirkulasi bisa lengkap atau sebagian. Resirkulasi parsial digunakan dalam sistem ventilasi konvensional di waktu kerja, karena ruangan memerlukan masuknya udara luar. Jumlah minimum udara luar tidak boleh kurang dari standar sanitasi. Penggunaan resirkulasi memungkinkan Anda menghemat konsumsi panas di musim dingin.
Sistem berikut dapat dipasang di bangunan sipil dan industri.
Ventilasi suplai dan pembuangan adalah aliran langsung. Ini digunakan terutama di kawasan industri di mana penggunaan daur ulang dilarang. Alasan pelarangan tersebut mungkin karena pelepasan uap dan gas beracun, bakteri patogen, dll ke udara dalam ruangan. Konsumsi panas untuk pemanasan pasokan udara maksimum
Ventilasi suplai dan pembuangan dengan resirkulasi parsial. Ini digunakan untuk ventilasi tempat sipil dan industri dengan panas berlebih tanpa pelepasan uap dan gas beracun, bau menyengat, dll ke udara.
Sistem pasokan dan pembuangan dengan resirkulasi penuh. Digunakan saat sistem ventilasi beroperasi pemanasan udara setelah jam kerja. Ini adalah jenis ventilasi khusus yang digunakan di pesawat luar angkasa, stasiun luar angkasa, kapal selam, dll.
Sistem ventilasi darurat Untuk bangunan satu lantai sering kali terdiri dari ruang suplai yang menyuplai ruangan dengan asupan tiba-tiba jumlah besar zat beracun atau mudah meledak di udara luar yang tidak dipanaskan. Udara yang terkontaminasi dibuang melalui lubang khusus di dalam selungkup atau poros pembuangan.
Pasokan sistem ventilasi tanpa saluran dengan penggerak mekanis dilakukan dengan memasang kipas, biasanya aksial, pada bukaan suplai. Ini digunakan untuk ventilasi tempat produksi dan tambahan dengan sejumlah kecil pekerja dan tanpa adanya tempat kerja permanen. Ventilasi dapat dilakukan secara berkala baik pada periode hangat maupun dingin sepanjang tahun. Terkadang digunakan sebagai ventilasi tambahan pada sistem operasi utama. Udara dikeluarkan melalui lubang terbuka.
Pasokan dan pembuangan ventilasi pertukaran umum tanpa saluran dengan impuls alami sehubungan dengan bangunan industri mendapat nama tersebut aerasi. Aerasi dilakukan melalui bukaan suplai dan pembuangan aerasi khusus dengan perangkat kontrol yang memungkinkan Anda mengubah jumlah pertukaran udara atau menghentikannya sama sekali. Banyak digunakan untuk menghilangkan kelebihan panas dari tempat industri.
Pasokan ventilasi saluran lokal digunakan di tempat industri. Berfungsi untuk menyuplai pasokan udara melalui jaringan saluran udara ke tempat kerja yang selalu tercemar atau terkena radiasi termal. Lebih dikenal sebagai mandi udara udara luar. Pasokan udara telah diolah terlebih dahulu (dipanaskan atau didinginkan secara adiabatik, atau menggunakan pendingin buatan)
Pasokan ventilasi lokal tanpa saluran dengan penggerak mekanis adalah jenis pancuran udara tempat kerja dengan udara ruangan internal. Diproduksi oleh unit ventilasi khusus yang disebut aerator, aliran udara yang diarahkan tempat kerja. Mengisi udara internal dapat digunakan jika udara di dalam ruangan tidak tercemar secara signifikan.
Pasokan ventilasi lokal tanpa saluran dengan impuls alami Jarang digunakan sendiri. Hal ini dilakukan dengan memasang lubang aerasi tambahan di dekat tempat kerja permanen, yang aliran udaranya langsung masuk ke tempat kerja. Digunakan dalam kombinasi dengan aerasi.
Saluran pembuangan umum tanpa saluran dengan penggerak mekanis, biasanya dilakukan kipas atap dipasang pada lubang-lubang di atap. Masuknya masuk melalui jendela yang terbuka atau bukaan aerasi khusus di dinding.
Saluran pertukaran umum pembuangan dengan impuls alami khas untuk bangunan tempat tinggal dan sipil. Masuknya ke dalam bangunan masuk melalui tepian jendela dan kebocoran lainnya pada struktur penutup. Dalam literatur teknis, sistem ventilasi ini disebut: sistem ventilasi pasokan dan pembuangan dengan gaya gravitasi dan aliran masuk yang tidak terorganisir.
Saluran pembuangan lokal dengan penggerak mekanis digunakan di bangunan industri untuk menghilangkan zat berbahaya dari tempat pelepasannya melalui tempat perlindungan khusus - hisap lokal. Sebelum dilepaskan ke atmosfer, udara yang dibuang biasanya dibersihkan dari kotoran berbahaya.
Sistem pasokan dan pembuangan aliran langsung dengan aliran masuk pertukaran umum dan pembuangan lokal digunakan di lokasi industri tanpa pelepasan uap dan gas berbahaya ke udara (misalnya, bengkel pengerjaan kayu).
Saluran pembuangan lokal dengan induksi alami juga digunakan di bangunan industri untuk menghilangkan udara panas yang tercemar dari tungku proses, peralatan, dll.
Sistem ventilasi campuran. Sistem pasokan dan pembuangan lokal jarang digunakan secara mandiri. Seringkali mereka merupakan komponen sistem ventilasi campuran, di mana pancuran udara, pembuangan gravitasi lokal, dan pembuangan mekanis lokal dapat terjadi. Komponen wajib juga merupakan pertukaran udara mekanis atau alami secara umum. Sistem campuran ventilasi digunakan karena dua alasan:
1) efektivitas penghisapan lokal tidak mutlak, sebagian emisi berbahaya dari sumber tersembunyi masuk ke udara ruangan;
2) secara ekonomi tidak layak, dan secara teknis seringkali tidak mungkin untuk memasang knalpot lokal dari semua sumber emisi berbahaya, sehingga emisi berbahaya masuk ke udara ruangan dari sumber yang tidak dilindungi oleh pengisapan lokal.
Tugas pertukaran udara umum selama ventilasi campuran adalah untuk menghilangkan emisi berbahaya yang masuk ke volume ruangan dari sumber yang tidak terlindungi dan, sebagian, dari sumber yang dilindungi oleh pengisapan lokal.
Kehadiran berbagai solusi desain ventilasi di atas memungkinkan Anda memilih yang paling cocok untuk setiap kasus. pilihan terbaik.
Sistem ventilasi terpisah. Sistem ini membuang panas berlebih dengan menggunakan mesin pendingin yang terdiri dari dua unit: eksternal dan internal. Berikut ini dipasang di bagian luar: mesin pendingin, kondensor dan kipas pendingin udara. Pada bagian dalam terdapat evaporator dan kipas yang mengalirkan udara melalui evaporator. Pasokan standar udara sanitasi dipastikan baik dengan memasang sistem ventilasi pasokan dan pembuangan khusus, atau dengan menggunakan resirkulasi parsial.
Persyaratan Eropa untuk efisiensi energi bangunan memerlukan kaca dan penyegelan isolasi termal modern cangkang luar, pertanyaan yang pasti muncul tentang ventilasi paksa tempat.
Unit pusat unit ventilasi domestik dapat dipasang di bawah atap, seperti model ini RecoVair.
Di masa depan, ventilasi rumah yang terkendali dapat menjadi faktor penentu dalam menciptakan iklim mikro yang nyaman di gedung-gedung baru dan gedung-gedung yang dimodernisasi energi.
Perubahan iklim global dan meroketnya harga sumber daya energi fosil memperketat persyaratan untuk mengurangi kerugian melalui sistem ventilasi bangunan.
Oleh karena itu, pemilik rumah berupaya meningkatkan perlindungan termal pada jendela dan memperbarui pintu. Dampaknya, bangunan menjadi lebih kedap udara. Dalam upaya menghindari penggunaan energi panas yang boros, penghuni lebih jarang memberikan ventilasi pada ruangan mereka. Kelembaban tinggi menyebabkan munculnya jamur, yang pada gilirannya menyebabkan kerusakan struktur bangunan.
Dan ini adalah tren berkelanjutan yang dihasilkan dari pengurangan biaya pemanasan. Saat ini, bahkan di Jerman yang makmur, 22% rumah dan 7 juta apartemen terkena jamur, sementara beban untuk menghilangkan dampaknya berada di pundak pemilik rumah atau penyewa.
Pertukaran udara yang optimal
Menurut Eropa peraturan bangunan, ketika merencanakan ventilasi dan tindakan teknis, tingkat kekencangan bangunan diperhitungkan, dalam menentukan sistem perhitungan khusus yang digunakan. Cangkang kedap udara tertentu memerlukan sistem pertukaran udara yang sesuai yang diperlukan untuk melindungi struktur bangunan.
Saat ini, persyaratan ini diterapkan melalui sejumlah tindakan, termasuk pembukaan jendela secara otomatis. Namun, solusi paling praktis adalah dengan menggunakan ventilasi paksa terkontrol dengan pemulihan panas, yang pemasangannya memperhitungkan interaksi peralatan pemanas dan ventilasi.
Penghematan nyata pada pemanasan
Dalam waktu dekat, peralatan pemanas akan berorientasi pada nilai konsumsi energi spesifik yang ditentukan dalam paspor energi gedung.
Saat ini, ketika menghitung beban pemanasan dan menentukan kehilangan panas, peran ventilasi terkontrol sering kali tidak diperhitungkan, yang dapat menyebabkan kurangnya investasi pada peralatan pemanas.
Misalnya, saat melengkapi rumah dengan pompa kalor, hal ini berarti menggunakan generator yang lebih kecil, serta mengurangi permukaan perpindahan panas pada kolektor atau probe.
Ventilasi terkontrol tidak hanya berkontribusi pada penghematan energi dan kepatuhan terhadap standar sanitasi dan higienis, tetapi juga menjaga integritas struktur bangunan. Berdasarkan peraturan penghematan energi Eropa yang baru, instalasi semacam itu dapat menjadi bagian dari perlengkapan standar baik di gedung baru maupun yang direnovasi di masa depan.
Opsi yang memungkinkan untuk sistem ventilasi terkontrol mungkin memiliki desain berbeda.
1. Ventilasi suplai dan pembuangan terpusat
Ventilasi terpusat disediakan oleh kipas aliran langsung yang sangat efisien dengan aliran udara yang dapat disesuaikan. Dalam hal ini, udara buangan dibuang, dan udara segar masuk ke dalam gedung.
Kontrol pusat memastikan pemulihan panas yang sangat efisien: panas dari udara buangan melewati penukar panas dan dipindahkan ke udara suplai. Semakin baik isolasi termal bangunan, semakin cepat instalasi tersebut membuahkan hasil.
Penggunaan kembali hingga 95% energi panas memberikan penghematan energi yang sangat efisien. Dalam hal ini heat exchanger harus dilengkapi dengan fungsi untuk mencegah terbentuknya kondensasi dan pembekuan. Sistem ventilasi sentral dilengkapi dengan filter yang memerangkap debu.
2. Unit penanganan udara terdesentralisasi
Sistem seperti itu menyediakan pertukaran udara di satu atau dua ruangan. Menjadi alternatif yang lebih murah dibandingkan sistem terpusat, solusi ini menimbulkan sejumlah masalah, misalnya kebutuhan akan kontrol individu di kamar mandi atau kamar tidur.
Biasanya, unit pemulihan panas kedap suara dipasang di dekat jendela dan dikombinasikan dengan perangkat pemanas pasokan udara dipanaskan. Kemampuan penyaringan udara bervariasi tergantung pada fitur model tertentu.
3. Unit pembuangan terpusat
Versi terpusat menggunakan exhaust fan dengan gril atau katup si kecil. Ini menghilangkan udara bekas dari dapur dan kamar mandi, menyebabkan sedikit penurunan tekanan, yang menyebabkan masuknya udara segar melalui anemostat yang beroperasi secara pasif di dinding luar.
Dalam sistem ini, fungsi pemulihan panas disarankan melalui penggunaan pompa panas atau pengaturan volume udara buangan, yang menjamin modus optimal pertukaran udara dan penghematan energi. Pekerjaan pemasangan dalam hal ini hanya sebatas menata saluran pembuangan udara, sedangkan pemasukannya dilakukan tanpa pipa khusus.
4. Unit pembuangan terdesentralisasi
Exhaust fan kedap suara dipasang di dinding luar dapur atau kamar mandi dan memungkinkan udara buangan keluar ke luar. Berkat sedikit penurunan tekanan, udara segar masuk ke anemostat di dinding luar. Biaya pemasangan lebih rendah dibandingkan dengan sistem terpusat, namun tidak ada pemulihan panas.
Ventilasi terkontrol dengan pemulihan panas memberikan penghematan 20 persen energi panas yang diarahkan ke bangunan lain.
Pilihan untuk ruangan terpisah.
Melalui lubang di dinding luar, kipas aliran langsung hemat energi Ventilasi Lingkungan pompa di udara atmosfer. Penukar panas pelat aluminium yang sangat efisien dan berukuran besar menyediakan penggunaan kembali lebih dari 70% energi panas.
Menciptakan sistem ventilasi selama rekonstruksi bangunan yang ada bukanlah tugas yang mudah, terutama jika menyangkut monumen arsitektur awal abad ke-20. Biasanya, skema dan solusi tradisional tidak cocok di sini: arsitektur, tata letak, dan keadaan komunikasi internal bangunan memberlakukan banyak batasan. Dalam situasi seperti itu, perkembangan modern di bidang sistem ventilasi yang terdesentralisasi dan sangat efisien membantu para desainer.
Gedung lima lantai Kementerian Kesehatan Federasi Rusia yang terletak di pusat kota Moskow dengan luas total 21.000 m2 adalah monumen arsitektur. Selama pembangunannya, tidak ada sistem ventilasi yang disediakan. Namun, gedung administrasi modern di pusat kota metropolitan tidak dapat berfungsi secara normal tanpa sistem seperti itu.
Pada tahun 2009, keputusan dibuat untuk merekonstruksi bangunan tersebut. Persyaratan pelanggan dirumuskan. Persyaratan utama untuk sistem ventilasi baja: pemasangan peralatan dalam waktu sesingkat mungkin dan konsumsi panas dan listrik minimal oleh sistem di lokasi.
Selama pemeriksaan bangunan, ditemukan bahwa karena kekhasan tata letaknya, tidak mungkin memasang lubang ventilasi vertikal. Selain itu, tidak ada ruang untuk menampung peralatan utama sistem ventilasi sentral. Akhirnya, terungkap ketidakcukupan batas energi yang ada dan ketidakmungkinan memasok sumber listrik dan panas tambahan. Pembatasan yang ketat seperti itu segera membuat banyak solusi tradisional menjadi tidak sesuai.
Sebagai salah satu opsi, sebuah skema dipertimbangkan di mana udara, di bawah pengaruh kipas angin yang dipasang di koridor, akan mengalir melalui kisi-kisi transfer. bingkai jendela. Akibatnya, skema ini harus ditinggalkan, karena udara yang masuk ke dalam ruangan tidak memenuhi persyaratan kebersihan dan suhu.
Namun vektornya keputusan yang tepat sudah jelas - kita perlu mencari sistem ventilasi yang terdesentralisasi, namun lebih terintegrasi dibandingkan sistem tanpa saluran yang digunakan di ruang gudang besar.
Unit pasokan dan pembuangan udara mini dengan penukar panas pelat logam cukup cocok dengan konsep yang diterima. Tetapi setelah mempelajari prinsip operasinya dengan cermat, saya harus berhenti menggunakannya. Faktanya adalah bahwa pada suhu udara di bawah sekitar -8 °C, sistem kontrol instalasi tersebut membuka saluran bypass dan udara dingin, melewati recuperator, masuk langsung ke ruangan yang tidak cocok untuk fasilitas ini. Beberapa instalasi jenis ini, sebagai alternatif saluran bypass, dilengkapi dengan pemanas listrik untuk memanaskan udara di depan recuperator, namun dalam kondisi kekurangan energi, solusi seperti itu tidak dapat diterima.
Setelah mempelajari secara rinci perkembangan terkini di bidang teknologi ventilasi, diputuskan untuk menggunakan sistem dengan penukar panas pelat membran. Di pasar Rusia, peralatan serupa diwakili oleh unit penanganan udara dari beberapa produsen: Mitsubishi Electric (Lossnay) dan Electrolux (STAR). Instalasi Lossnay dipasang di situs ini.
Pelat recuperator sistem tersebut terbuat dari bahan berpori khusus dengan selektif keluaran. Keuntungan penting dari recuperator membran adalah kemampuannya untuk mentransfer tidak hanya panas, tetapi juga uap air dari udara buangan ke udara suplai.
Efisiensi penukar panas tersebut mencapai 90%, dan bahkan pada suhu udara luar yang rendah, unit suplai dan pembuangan dapat menyuplai udara dengan suhu 13–14 °C ke dalam ruangan tanpa pemanasan tambahan, yang jika terjadi pembangkitan panas berlebih di kantor, juga memungkinkan AC ruangan di musim dingin.
Tidak adanya kondensasi akibat perpindahan uap air memungkinkan instalasi ditempatkan di posisi apa pun tanpa masalah, sedangkan penukar panas pelat tradisional memerlukan pengaturan sistem drainase, yang secara signifikan mempersempit cakupan penerapannya.
Solusi desain menggunakan instalasi dengan recuperator membran yang disediakan untuk penempatan supply dan exhaust manifold di lantai demi lantai di koridor dengan pintu keluar di ujung bangunan. Instalasinya sendiri, karena ketinggiannya yang rendah, dipasang langsung di kantor belakang atap yang dinaikan. Karena tingkat kebisingan peralatan tersebut sangat rendah, tidak diperlukan tindakan isolasi kebisingan tambahan. Hal ini, serta tidak adanya kebutuhan untuk mengatur sistem drainase kondensat, memungkinkan pengurangan waktu pemasangan secara signifikan.
Otomatisasi sistem tersebut memungkinkan Anda memprogram operasinya selama seminggu dengan mode malam dan siang. Fungsi ini dapat berguna saat menggunakan unit ventilasi gedung kantor. Dalam hal ini, memprogram instalasi untuk dimatikan pada malam hari memungkinkan Anda lebih menghemat energi. Untuk instalasi yang melayani ruang konferensi, program hidup dan mati terjadwal dapat ditentukan. Selain itu, otomatisasi internal memiliki fungsi melindungi penukar panas dari pembekuan (ketika suhu pasokan udara turun secara signifikan, biasanya di bawah –20 °C), memilih kecepatan kipas dan memantau kontaminasi filter berdasarkan waktu pengoperasian.
Sudah pada tahap desain menjadi jelas bahwa solusi yang dipilih adalah yang terbaik untuk objek tertentu dan memiliki banyak keunggulan. Hanya satu kelemahan yang teridentifikasi: sejumlah besar unit ventilasi, dan menurut proyek terdapat lebih dari 150 unit, dapat menyebabkan kesulitan tertentu dalam pemeliharaannya, yang dalam hal ini berujung pada penggantian filter dan pembersihan recuperator. Frekuensi pelaksanaan prosedur ini tergantung pada kebersihan udara yang masuk ke instalasi. Diputuskan untuk melakukan pra-pembersihan udara luar dengan filter tambahan yang dipasang di manifold suplai lantai demi lantai, yang memungkinkan untuk menggandakan masa pakai filter suplai standar dan interval servis recuperator.
Berkat jumlah saluran udara yang minimal dan kemudahan pemasangan unit itu sendiri, pekerjaan pemasangan dapat diselesaikan lebih cepat dari yang direncanakan.
Saat ini, sistem beroperasi tanpa mode darurat dan beroperasi secara stabil pada suhu rendah pada musim dingin nyata yang terjadi tahun ini, yang menegaskan kebenaran solusi desain yang dipilih.
Sebagai kesimpulan, perlu dicatat bahwa pendekatan yang dijelaskan dapat diterapkan tidak hanya di wilayah dengan iklim sedang, tetapi juga di kondisi iklim yang lebih parah. Namun, dalam hal ini tidak mungkin lagi dilakukan tanpa memasang pemanas listrik eksternal.
Artikel ini disiapkan oleh departemen teknis perusahaan