Файл: Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР).pdf

Пользуясь прямой 1, можно найти значения температур и интенсивности радиации, при которых начинается или кон­ чается теплопоступление в

здание.

242

Изложенную методику определения нагрузок холодопотребления и режимных показателей охладительного периода можно рекомендовать к использованию для перспективных расчетов.

§ 3—13. Выбор источников и схем холодоснабжения

Определенного улучшения внутреннего микроклимата по­ мещения можно добиться и без специальной системы холодо­ снабжения. Как известно, наиболее простым методом охлаж­ дения здания является их вентилирование наружным возду­ хом. В районах континентального климата, где суточные ко­ лебания температур наружного воздуха достигают значитель­ ной величины, население этим методом широко пользуется (в вечерние часы). В сочетании с солнцезащитными мероприяти­ ями в дневные часы вечернее сквозное проветривание поме­ щения может значительно улучшить внутренний микроклимат. Однако надежность сквозного проветривания резко снижает­ ся как при сильном ветре (особенно при значительной запы­ ленности воздуха), так и в периоды полного безветрия.

Кратковременное проветривание в вечерние часы оказы­ вается малоэффективным, особенно для зданий с легкими на­ ружными ограждениями и высоким коэффициентом остекле­ ния. Для искусственного вентилирования гражданских зда­ ний в течение ночного периода требуются специальные меро­ приятия, регулирующие направления и скорость воздушных потоков в допустимых по гигиеническим условиям пределах.

Естественными и почти даровыми источниками холода могут служить артезианская вода и вода горных рек.

Однако непосредственное использование воды в качестве хладоносителя в большинстве случаев оказывается нецелесо­ образным из-за ограниченности ее ресурсов в районах сухого и жаркого климата. В этом смысле наиболее эффективным является применение средств испарительного охлаждения воздуха.

Возможность использования стеновых и потолочных па­ нелей одновременно для отопления в зимний период и охлаж­ дения здания в летний период является важным преимущест­

торных и натурных исследований был уточнен механизм .кон­

243

вективного теплообмена на охлаждающих поверхностях (па­ нелях). Оказалось, что на увеличение интенсивности тепло­ обмена значительное влияние оказывает циркуляция воздуха в помещении, причем, чем выше по высоте расположена ох­ лаждающая панель, тем больше значение коэффициента теп­ лоотдачи (от 5 до 15% по сравнению с панелями в нижней части помещения). Было также установлено, что наиболее ин­ тенсивно охлаждающими поверхностями могут служить по­ толочные панели — экраны (при одинаковых условиях их коэффициент теплоотдачи по сравнению с вертикальными па­

нелями больше на 25—30%).

Эти разработки показали, что в районах сухого, жаркого климата Армянской ССР радиационная система охлаждения в сочетании со сквозным проветриванием помещения может найти широкое применение в гражданских зданиях (особенно с узким корпусом) для нормализации внутреннего микрокли­ мата. Эффективность радиационного охлаждения была под­ тверждена исследованиями, выполненными в других республи­ ках Союза, в том числе в Грузинской и Узбекской ССР [Л. 9], а также за рубежом. Однако применение этой системы связа­ но с определенными трудностями.

При значительном влагосодержании воздуха или очень низкой температуре хладоносителя возможна конденсация имеющихся в воздухе водяных паров на охлаждающих по­ верхностях. Поэтому минимальные температуры этих поверх­ ностей должны быть выше точки росы. С этой точки зрения ра­ диационная система охлаждения эффективно может работать при не очень больших теплоизбытках и в условиях достаточно сухого воздуха (влагосодержание не больше 15 -% 20 г/кг.). Однако отсутствие в достаточном количестве холодной воды в летний период года и очень медленное внедрение в строитель­ стве отопительных панелей значительно ограничивают воз­ можность применения этих систем. Армянская ССР обладает достаточно большими запасами подземных вод, но использова­ ние их из-за значительной минерализованности сопряжено с трудностями и требует специального изучения. Вообще эти и подобные вопросы могут найти рациональное решение только

при комплексном рассматривании всей проблемы городского водоснабжения. Так, например, в отдельных случаях при нали­ чии достаточно прохладной и чистой технической воды ее мож­ но было бы сначала использовать для охлаждения здания, а затем для промышленных, а возможно, и коммунально-быто­ вых нужд (плавательные бассейны и прочее).

В некоторых случаях при развитом горячем водоснабже­ нии может оказаться целесообразным его сочетание с радиа­ ционным охлаждением (водопроводная вода предварительно нагревается в охлаждающих панелях и затем направляется в

244

бойлерный узел). Такого же сочетания можно достигнуть устройством водоналивных кровель [Л. 97], при этом теплопостунление в здание может быть сокращено до 30%, а использо­ вание нагретой воды для целей горячего водоснабжения сэко­

номит в среднем на каждое здание около 5—6 тусловного топ­ лива. Осуществление этой наиболее простой системы летнего теплоохлаждения связано с преодолением ряда трудностей, в основном строительного характера (гидроизоляция, защита водяного слоя от загрязнения и т. д.).

Учитывая значительные колебания в суточных графиках потребления холода и горячей воды, надежная работа указан­ ных систем потребует наличия больших емкостей — аккумуля­

торов и опять-таки будет связано с условиями водоснабжения. Однако при значительных трудностях, связанных с очень ог­ раниченными ресурсами холодной воды и сложностью осуще­ ствления комбинированных схем прямоточного водоснабже­ ния, целесообразность радиационного охлаждения здания на базе естественных источников холода окажется сомнительной. В этом аспекте наиболее надежной является оборотная систе­ ма циркуляции воды с ее искусственным охлаждением.

В определенных условиях такое охлаждение хладоносителя можно осуществить и без холодильной установки путем ис­ парительного охлаждения в башенных градирнях и прудах.

Технико-экономические исследования и внедрение систем лучистого охлаждения в настоящее время задерживаются изза отсутствия окончательной оценки ее со стороны гигиенистов, поскольку без четкой оценки влияния лучистого охлаждения на здоровье и самочувствие людей трудно определить наиболее целесообразные области его применения.

Очевидно, что в тех случаях, когда теплоизбытки в поме­ щениях достигают значительных величин и особенно, если за­ грязненность окружающего воздуха в связи с работой про­ мышленных ' предприятий достигает внушительных размеров, радиационная система охлаждения не обеспечит должных ком­ фортных условий. В тех районах, где воздух отличается особен­ но низким влагосодержанием (до 7—8 г/кг), целесообразность кондиционирования воздуха путем прямого одноступенчатого или двухступенчатого (охлаждение в поверхностном воздуш­ ном теплообменнике, а затем адиабатическое охлаждение ц увлажнение в камере) испарительного охлаждения может ока­ заться достаточо обоснованной. Однако таким методом высо­ кого уровня комфорта можно достигнуть только для граждан­ ских зданий, отличающихся не очень большими теплоизбытками.

Во всех остальных случаях наиболее радикальным мето­ дом достижения высокого уровня бытового и, тем более, тех­ нологического комфорта в летний жаркий период года являет-

243

ся кондиционирование воздуха с искусственным его охлажде­ нием. Оно может быть осуществлено практически при любых теплоизбытках независимо от природно-климатических факто­ ров, причем и в условиях напряженного водного баланса райо­ на. Однако следует учесть, что «полное» кондиционирование в первую очередь необходимо для многоэтажных зданий тех районов, которые отличаются жарким и резко континенталь­

ным климатом. * Наиболее распространенными источниками искусственного

холода являются пока компрессорные холодильные машины, которые могут быть использованы для всех систем КВ цент­ рализованных, местных, автономных и смешанных (таблица

3—9).

Наиболее дешевыми и экономичными являются аммиачнокомпрессорные холодильные машины. Однако применение пос­ ледних ограничивается из-за возможности попадания аммиака в окружающую среду. В последнее время и для крупных холо­ дильных установок значительное применение находят в каче­ стве хладоагентов фреоны, которые в отличие от аммиака сравнительно безвредны, химически инертны и почти не взры­ воопасны.

Важным преимуществом фреоновых компрессорных хо­ лодильных машин является возможность их использования и для децентрализованного хладоспабжения в автономных сис­ темах КВ. Автономные кондиционеры оконного и подоконного типа не требуют каких-либо коммуникаций для транспорта хладоносителя, подвода охлаждающей воды и т. д. Они могут быть легко смонтированы и в построенных зданиях. Однако при значительном загрязнении окружающего воздуха его очи­ стка в автономных кондиционерах оказывается недостаточно эффективной. Вызванный при их работе шум частично сводит на нет улучшение внутреннего комфорта, особенно в промыш­ ленных и центральных районах городов. При значительной су­ хости воздуха они не могут обеспечить требуемые параметры внутреннего воздуха.

В последнее время важное значение придается также соз­ данию рациональных конструкций полупроводниковых холо­ дильных машин.

Широкое внедрение индивидуальных систем КВ будет свя­ зано со значительным ростом потребления электрической энер­ гии и со смещением пика годового графика электрических на­ грузок в летние месяцы (как это имеет место сейчас в США). Таким образом, без серьезных сдвигов в энергетике (прежде всего улучшения экономических показателей тепловых электро­ станций), а также в машиностроении достаточно широкое рас­ пространение автономных кондиционеров с компрессорными или полупроводниковыми холодильными машинами почти не-

246