Экономическое обоснование выбора системы кондиционирования воздуха для административно-торгового центра

Введение.

Основной экономически затратной инженерной системой в административно-торговом центре является система кондиционирования воздуха. Здания такого типа имеют внутренние теплопоступления в течение всего года. Эти теплопоступления значительны из-за наличия большого количества людей, высокого уровня искусственного освещения, наличия различного оборудования и поступления теплоты за счет солнечной радиации. Представляет интерес система кондиционирования воздуха, называемая свободным охлаждением. Она не новая, энергетическая оценка такой системы ранее показала хорошие результаты. Рассматривается эта же система, но оценка проводится с экономической точки зрения для цен 2021 г. в г. Москве.

Материалы и методы.

Задача решается расчетным путем на примере 35-этажного административно-офисного здания в г. Москве. Изучаются различные варианты температуры наружного воздуха для перехода на свободное охлаждение. Сравниваются разные варианты установки сухих охладителей, что влияет на длину трассировки холодильных контуров. Для всех рассматриваемых вариантов выполняется расчет экономических затрат.

Результаты.

Некоторые результаты представлены в виде рисунков экономических затрат вариантов системы охлаждения воздуха.

Выводы.

Установлено, что расположение сухих охладителей сильно влияет на стоимость насосных установок. При сравнении вариантов 1 а, 1 б, 1 в с установкой сухих охладителей на кровле здания выявлено, что экономически выгоден вариант 1 в при дисконте 10 %. При сравнении вариантов 2 а, 2 б, 2 в, в случае, когда сухие охладители установлены возле здания, получено, что вариант 2 в с температурой перехода от свободного к машинному охлаждению tн = 8 °C экономически более выгоден, чем переход при tн = 5 °C варианта 2 б и при tн = 0 °C варианта 2 а.

1. Фролова А.А., Лухменев П.И. Энергетическое обоснование выбора системы кондиционирования воздуха для административно-торгового центра // Строительство: наука и образование. 2021. Т. 11. № 2. С. 38-45. DOI: 10.22227/2305-5502.2021.2.3

2. Frolova A. Determination of the amount of internal heat input in the office space // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. P. 012061. DOI: 10.1088/1757-899X/1030/1/012061

3. Hani A., Koiv T.A. Energy consumption monitoring analysis for residential, educational and public buildings // Smart Grid and Renewable Energy. 2012. Vol. 3. Рp. 231-238. DOI: 10.4236/sgre.2012.33032

4. Цыганов А.И. Обоснование возможности строительства пассивных многоэтажных жилых зданий в климатических условиях Центральной России // Строительство: наука и образование. 2021. Т. 11. № 3. С. 58-78. DOI: 10.22227/2305-5502.2021.3.4

5. Daraghmeh H., Wang C.C. A review of current status of free cooling in datacenters // Applied Thermal Engineering. 2017. Vol. 114. Pp. 1224-1239. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2016.10.093

6. Yang Y., Wang B., Zhou Q. Energy saving analysis of free cooling system in the data center // Procedia Engineering. 2017. Vol. 205. Pp. 1815-1819. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.10.239

7. Ma Y., Ma G., Zhang S., Zhou F. Cooling performance of a pump-driven two phase cooling system for free cooling in data centers // Applied Thermal Engineering. 2015. Vol. 95. Pp. 143-149. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2015.11.002

8. Суханкин В.П., Финкельштейн Б.И. Как увеличить энергоэффективность климат-контроля телекоммуникационных объектов // Главный энергетик. 2017. № 5-6. С. 83-87.

9. Panchabikesan K., Velraj R. Passive cooling potential in buildings under various climatic conditions in India // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. Vol. 78C. Pp. 1236-1252. DOI: 10.1016/j.rser.2017.05.030

10. Бройда В.А., Дорофеенко Н.С. Эффективность прямого естественного охлаждения в системе кондиционирования воздуха для помещений со значительными поступлениями тепла // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2019. № 4 (50). С. 279-287.

11. Малявина Е.Г., Фролова А.А. Выбор энергетически целесообразной теплозащиты офисных зданий с круглогодичным поддержанием теплового микроклимата // Жилищное строительство. 2019. № 1-2. С. 63-68. DOI: 10.31659/0044-4472-2019-1-2-63-68

12. Малявина Е.Г., Фролова А.А. Энергетическая и экономическая оценка теплозащиты офисного здания // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2017. № 8. С. 64-69. DOI: 10.12737/article_5968b4502ace93.00925434

13. Малявина Е.Г., Фролова А.А., Силаев А.С. Энергетическая и экономическая оценка систем свободного и машинного охлаждения для кондиционируемых помещений офисов // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2014. № 1. С. 42-46.

14. Малявина Е.Г., Фролова А.А., Силаев А.С. Энергетическая и экономическая оценка систем свободного и машинного охлаждения для кондиционируемых помещений офисов // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2014. № 2. С. 68-72.

15. Цой А.П., Бараненко А.В., Грановский А.С., Цой Д.А., Корецкий Д.А., Джамашева Р.А. Компьютерное моделирование годового цикла работы комбинированной системы хладоснабжения с использованием ночного радиационного охлаждения // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2020. Т. 4. № 3. С. 28-37. DOI: 10.25206/2588-0373-2020-4-3-28-37

16. Гаряев А.Б., Коротке Ю.В. Оценка масштабов и перспектив использования холода окружающей среды для экономии энергии // Вестник Московского энергетического института. Вестник МЭИ. 2018. № 4. С. 58-70. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-4-58-70

17. Paiho S., Abdurafikov R., Hoang H. Cost analyses of energy-efficient renovations of a Moscow residential district // Sustainable Cities and Society. 2014. Vol. 14. Issue 1. Pp. 5-15. DOI: 10.1016/j.scs.2014.07.001

18. Ермолов Д.А. Использование естественного холода в качестве нетрадиционного источника холодоснабжения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 12-1. С. 223-225.

19. Серегин А.И. Энергоэффективные решения для торговых центров // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2019. № 1. С. 30-37.

20. Евушкин А.И., Шереметьев С.С. Энергоэффективные решения кондиционирования серверных помещений // Наука, техника и образование. 2017. № 3 (33). С. 61-63.