Разработка систем динамического микроклимата и создание на их основе энергосберегающих режимов работы оборудования

• Автор: Гаранин, Алексей Валентинович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 209 с. : ил.

Введение
В настоящее время проблема энергосбережения при поддержании микроклимата в промышленных зданиях затронута значительно меньше, чем для жилых и общественных зданий. Так для жилых и общественных зданий разработан целый ряд норм и стандартов 1,2, 3, опубликовано множество статей по повышению их тепловой эффективности например 4, 5, с помощью которых можно определить как расход тепловой энергии на системы ОВК, так и эффективность применения различных энергосберегающих мероприятий. Для промышленных зданий вс ограничивается справочником проектировщика 6, 7 и требованиями к воздуху рабочей зоны 8. При этом промышленность, только в Москве, потребляет тепловой и электрической энергии 9, а в насыщенных производством регионах Урала и Сибири эта доля значительно выше.
По опубликованным данным в России с по годы наибольший рост потребления энергии наблюдался в промышленности. За указанное время он составил почти млн. т.у.т. Это говорит о высоком потенциале энергоэффективности, сосредоточенным в промышленной сфере. На сегодняшний день среди всех секторов российской экономики промышленный сектор занимает вторе место и составляет млн. тонн нефтяного эквивалента .

В сформулированы основные принципы, определяющие политику энергосбережения

а энергоресурсы имеют критическое значение не только для поддержания и улучшения качества жизни, но также для обеспечения независимости и безопасности страны
б энергетическая политика XXI века будет основана на применении технологий, использующих возобновляемые источники энергии
в приори тет при выборе энергосберегающих технологий имеют технические решения, способствующие улучшению микроклимата помещении
Публикующийся в настоящее время обширный материал , , , , посвященный энергосбережению в системах теплоэнергоснабжения и климатизации зданий, позволяет сделать следующие выводы
а энергосбережение в мировой строительной практике обеспечено государственной поддержкой и развитой гибкой законодательной системой стимулирования, экономически привлекательно и прозрачно для инвесторов и переживает период реализации продуктивных, перспективных решений
б энергосбережение в российском строительстве до настоящего времени не обеспечено законодательным стимулированием, а проектирование и строительство зданий осуществляется на базе традиционных технологий без обязательного сравнительного техникоэкономического обоснования, выбора технологий, конструкций с высокой энергоэффективностыо и экономической оптимизации параметров выбранного решения.
Такой подход искажает представление о действительном потреблении теплоты зданием и осложняется оценка эффективности применения энергосберегающих мероприятий, как для расчтного цикла эксплуатации здания, так и для конкретно заданного момента времени изза не учта динамики всех тепловых процессов проходящих внутри, снаружи, а так же в оболочке здания .
Актуальность


Практическая значимость работы. Предложена математическая модель, динамического микроклимата промышленного здания, дающая возможность рассчитать график нагрузки на систему кондиционирования с учтом динамического режима эксплуатации здания. Разработан алгоритм реализации математической модели динамического микроклимата на ЭВМ. С помощью разработанной модели выполнены численные эксперименты по определению энергопотребления промышленным зданием в зависимости от различных факторов, определяющих микроклимат и энергозатраты на его создание. Разработанная математическая модель реализована в виде программного комплекса, предназначенного для автоматического управления системами кондиционирования воздуха. Реализация результатов работы. МКБ Факел для расчта годовых потребностей зданий в энергии и выбора наиболее эффективных энергосберегающих мероприятий с учтом обеспечения требуемых параметров воздуха в рабочей зоне. Программный комплекс передан для проведения энергетического аудита и проектирования в ООО НТЦ Промышленная энергетика и используется в учебном процессе на кафедре Промышленная теплоэнергетика при подготовке инженеров по специальности Промышленная теплоэнергетика и Энергообеспечение предприятий. В разработке модели динамического микроклимата и отдельных алгоритмов, характеризующих внешние и внутренние воздействия на здание. В проведении физического эксперимента по проверке адекватности разработанной математической модели. В выполнении вычислительных экспериментов по исследованию тепловых процессов в многослойных ограждающих конструкциях и определении затрат энергии промышленным зданием при динамическом режиме его эксплуатации. В расчте с использованием математической модели нагрузок на систему кондиционирования для создания динамического микроклимата в промышленном здании. Математическая модель динамического микроклимата промышленного здания и отдельные алгоритмы, характеризующие внешние и внутренние воздействия на это здание. Результаты проверки адекватности разработанной модели. Результаты численных экспериментов по исследованию тепловых процессов в многослойных ограждающих конструкциях. Результаты моделирования динамического микроклимата в здании и предложенные энергосберегающие мероприятия. Основные положения диссертации, результаты теоретических и расчтных исследований и проверки адекватности разработанной математической модели докладывались и обсуждались на Региональной научнотехнической конференции студентов и аспирантов Теплоэнергетика г. Иваново г. Международной научнотехнической конференции Состояние и перспективы развития энерготехнологии XIV Бенардосовские чтения г. Иваново г. Энергия г. Иваново г. Международной научнотехнической конференции Состояние и перспективы развития электротехнологии XV Бенардосовские чтения г. Иваново г, на пятой региональной научнотехнической конференции студентов и аспирантов Энергия г. Иваново г. Г1ТЭ Ивановского энергетического университета г. Иваново г. ТМПУ Московского энергетического института технического университета г. Москва г. Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 9ти печатных работах. Объм и структура диссертации. РЕЖИМА ЗДАНИЯ. Как известно, тепловой комфорт человека обеспечивается при равенстве тепловых потоков вырабатываемого человеком при данном виде деятельности и отдаваемого в окружающую среду при нормальном функционировании системы терморегуляции. О степени напряжения системы терморегуляции гигиенисты судят по ряду физиологических показателей и субъективным оценкам теплового состояния. Имеются достоверные границы количественных изменений этих показателей, по которым принимаются допустимые сочетания параметров микроклимата, обеспечивающие необходимый отвод теплоты от человека. К 1 БК , 1. Тц относительное в долях часа время воздействия совокупности параметров воздуха и остальных факторов. В таблице 1. При этом для сокращения объма в таблицу внесены лишь значения изменяющихся параметров, а остальные, оставшиеся в данном исследовании без изменений, опущены.