ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ПАНЕЛЬНО­ЛУЧИСТОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Выбор целесообразного варианта обеспечения заданного микроклимата при совместной работе СПЛО и СКВ

При изменении р изменяется стоимость СПЛО и СКВ, стоимость холодильной установки, годовой расход холода (электроэнергии), годовой расход электроэнергии на перемещение воздуха в СКВ. Сопоставление вариантов проводится по величине приведенных затрат в соответствии с разделом 5.1, которые учитывают только составляющие, имеющие отношение к охлаждению помещения. В составе затрат, например, не учитываются затраты на нагрев наружного воздуха, которые не зависят от коэффициента р и одинаковы для всех вариантов. В то же время, в приведенных затратах учтена дополнительная стоимость приборной системы отопления в том случае, когда площадь охлаждающей поверхности недостаточна для покрытия отопительной нагрузки в холодный период.

Результаты расчета приведенных затрат сведены в таблицах 5.6-5.7.

Таблиъа 5. б. Приведенные затраты на варианты совместной работы СПЛО и СКВ в помещении читального зала

Результаты сопоставления вариантов обеспечения микроклимата в помещении по величине приведенных затрат при переменном показателе ц приведены в виде диаграмм (рис. 5.2-5.4).

Рис.5,2. Диаграмма приведенных затрат на варианты охлаждения помещения ь зависимости от принятой доли мощности СПЛО/д Москва

Рис. 5.3. Диаграмма приведенных затрат на варианты охлаждения помещения в зависимости от принятой доли мощности СПЛО /л Новосибирск

Анализ данных технико-экономического сопоставления вариантов:

1. Рассмотрены два варианта планировки и назначения тестовых помещений, в каждом из которых рассматривались два варианта ориентации (южной и северной) фасадов в трех характерных климатических зонах (Центр, Сибирь, Юг России). Принятые к рассмотрению двенадцать вариантов помещений имеют холодильную нагрузку в расчетных услозиях от 50 до! 15 Вт на 1м2 площади пола. Для первого тестового помещения было принято по пять вариантов соотношения холодильной мощности СПЛО и СКВ, а для второго - по три варианта, для которых проведен полный технико-экономический расчет. Помимо этого для расширения вариативности дополнительно рассмотрены девятнадцать вариантов работы систем. Таким образом, общее число вариантов, равное 67, представляет выборку, правомерно претендующую на высокую достоверность.

2. Моделирование совместной работы СПЛО и СКВ проведено с учетом лучисто-конвективного теплообмена в помещении и нестационарности тепловых процессов формирования температурных условий в помещении. Моделирование проводились ь расчетных и эксплуатационных условиях, что позводило определить установочные мощности оборудования и годовые энергетические затраты, составляющие основу эксплуатационных расходов. Реализация специально разработанной физико-математической модели в сочетании с климатической базой данных позволила получить уточненные параметры совместной работы СПЛО и СКВ.

3. Расчет энергетических затрат проводился в эксплуатационных условиях на основе средних многолетних значений параметров наружного климата. Определение капиталовложений в основные варианты проводился на основе расчета-подбора оборудования систем. Отмеченное обстоятельство свидетельствует о достоверности полученных результатов.

4. В качестве переменной величины принята доля холодильной мощности, приходящейся на СПЛО при ее совместной работе с СКВ. Полученные результаты свидетельствуют о преобладающем влиянии капиталовложений на величину приведенных затрат для всех вариантов.

5. В большинстве вариантов минимальные приведенные затраты соответствуют значению д, близкому к 1. Из тридцати шести вариантов распределения приведенных затрат в зависимости от д в двадцати случаях минимум затрат соответствует д=і (56%) и только в семи случаях минимум соответствует д =0.5 (19.5%). В девяти из восемнадцати случаев оптимум имеет место при д=0.5 (50%). Смещение оптимума в сторону д=0.5 наблюдается при увеличении эксплуатационных затрат и уменьшении коэффициента экономической эффективности Еэ. Последний фактор соответствует большому сроку окупаемости инвестиций и (или) малой расчетной норме дисконта г.

6. Функция приведенных затрат с уменьшением д от 1 медленно растет до д=0.5 и с дальнейшим уменьшением д возрастает более интенсивно.

Выводы из технико-экономического анализа:

1. Изложенные выше соображения позволяют сделать вывод об относительном равенстве приведенных затрат на варианты в области соотношения холодильной мощности СПЛО и СКВ 0.5 < д <1, которая является экономически оптимальной.

2. Площадь охлаждающей поверхности следует определять, исходя из отопительной нагрузки. В том случае, если в теплое время года принятая площадь является избыточной, следует повысить температуру охлаждающей поверхности. Если в режиме охлаждения при принятой площади имеется недостаток холодильной мощности, его следует компенсировать воздушным охлаждением, совмещенным с вентиляцией.

3. Холодильную мощность СКВ следует определять при расходе воздуха по санитарной норме. При этом температура приточного воздуха должна быть равна минимальному значению, которое рассчитывается из условия обеспечения относительной влажности.

4. Практическое определение соотношения нагрузкок следует вести с помощью вычислительного комплекса подбором величин [л и температуры охлаждающей поверхности t0. Сначала подбором /л следует добиться равенства расхода воздуха санитарной норме, а затем подбором tQ добиться равенства площади охлаждающей поверхности предварительно определенной величине в расчетных зимних условиях.

Основные выводы

1. Данные по комфортности тепловой обстановки при ПЛО на основе специальных исследований отсутствуют или ограничены. Как правило, исследователи рекомендуют пользоваться в этом случае общими данными о тепловом комфорте, выделяя значения температуры в верхней части предлагаемого общего диапазона температуры воздуха, радиационной температуры и температуры помещения.

2. Рекомендации по выбору области комфортного сочетания температуры дополнены рекомендациями по выбору граничных температурных условий, основанных на российских нормах и исследованиях. Для обычных при ПЛО параметров системы дополнительные ограничения по температуре поверхности, налагаемые в связи с образованием ниспадающей конвективной струи, не существенны.

3. Рекомендуется обеспечивать температурные условия в помещении совместным действием двух систем:

- системой панельно-лучистого охлаждения, действующей круглосуточно (фоновая система);

- системой кондиционирования воздуха (приточной вентиляции), действующей в течение рабочего времени.

4. В качестве условия определения мощности фоновой СПЛО предложено исходить из известной мощности параллельно работающей СКВ, определенной по санитарной норме расхода воздуха. При круглосуточной работе фоновой СПЛО и пониженной мощности параллельно действующей СКВ суммарная холодильная, в том числе и установочная, мощность двух систем снижается по сравнению с работой одной СКВ.

5. Результаты расчетов показали, что величина удельной холодоотдачи в существенной степени зависит от доли конвективной составляющей тепловой нагрузки. Влияние соотношения размеров, температуры охлажденной поверхности на рассматриваемую величину оказывается значительно меньше. Наибольшее

значение удельной холодоотдачи соответствует варианту расположения поверхности в потолке, самое низкое - расположению панели в полу.

6. В качестве показателя эффективности вариантов расположения холодной поверхности - принято отношение теплового баланса в объеме рабочей зоны помещения к холодоотдаче поверхности СПЛО. Результаты расчета показали, что наибольшее значение показателя эффективности соответствует расположению поверхности в боковых стенах помещения у потолка, наименьшее значение показателя приходится на расположение панели у пола.

7. Для оценки эффективности вариантов совместной работы СКВ и СПЛО введен коэффициент /л, показывающий долю мощности СПЛО в общей холодильной мощности системы кондиционирования воздуха

8. При анализе режимов совместной работы систем установлено: с уменьшением величины /л имеет место нелинейное возрастание Оскв, при этом возрастает суммарная холодильная установочная мощность охлаждающих систем; с уменьшением [л от 1 до 0.5 годовой расход холода уменьшается, а затем остается неизменным, несколько уменьшаясь или увеличиваясь; наличие оптимума в середине шкалы внешние климатические условия оказывают существенное влияние на годовое потребление холода.

9. Анализ полученных опытных показателей эффективности СПЛО показал хорошую сходимость с теоретическими результатами, что подтверждает достоверность теоретических результатов.