Предлагается способ защиты населения и промышленных объектов при аномально жарком лете.

Рост максимальных летних температур и аномально жаркое лето 2010 г. вызвали необходимость защиты населения и промышленных объектов от жары. В Москве смертность населения в августе 2010 г. увеличилась в 1,5–2 раза. В 2010 г. из-за аномальной жары в Европейской части России погибли 56 тыс. человек (это второе место по количеству жертв из-за стихийных бедствий, на первом — землетрясение в Гаити, которое унесло жизни 222 тыс. человек).

Летняя жара и пиковые нагрузки при включении промышленных холодильников и кондиционеров на полную мощность вывели из строя трансформаторную подстанцию Чагино в Москве и ряд других трансформаторных подстанций и передающих сетей в центре России.

Чтобы защитить население от жары, создать оптимальный температурный режим на рабочих местах, снизить пиковые нагрузки на трансформаторные подстанции и электрические сети, чтобы не строить новые генерирующие и передающие мощности для систем кондиционирования воздуха, предлагается использовать систему охлаждения воздуха в здании. Данная система предназначена для охлаждения воздуха в жаркий период года путем использования системы отопления зданий без слива теплоносителя.

В настоящее время в связи с глобальным потеплением проблема охлаждения воздуха в зданиях в жаркий летний период становится крайне острой, особенно для южных регионов России, где расход холода на кондиционирование летом превышает расход тепла на отопление зимой.

Для создания комфортных условий нахождения в зданиях применяют различные системы кондиционирования воздуха, которые характеризуются высокой стоимостью оборудования и затратами на его обслуживание, а также высоким потреблением энергии и использованием экологически вредных фреоносодер-жащих хладагентов.

В летний период неоправданно мало внимания уделя ется холоду, попутно вносимому в здание с водой систе мы холодного водоснабжения и бесполезно теряемому при сбросе этой воды в канализацию после ее использования. С одной стороны имеется острая потребность зданий в холоде в летний период, с другой — наличие бесплатного, но неиспользуемого холода. Предлагаемая система утилизирует холод водопроводной воды для ох лаждения воздуха в здании путем использования систе мы центрального отопления.

Система охлаждения воздуха состоит из действующих систем отопления зданий и теплового пункта, в котором устанавливаются теплообменник-охладитель, запорно-регулирующая арматура, контрольно-измерительные приборы и блок автоматики.

В тепловом пункте теплообменник-охладитель подключается к системе отопления через запорно-регулирующую арматуру, и система отопления работает как система охлаждения, а теплоноситель служит хла-доносителем.

Источник холода — холодная вода системы холодного водоснабжения, которая сначала пропускается через охладитель, где отдает холод хладоносителю и забирает от него тепло, а затем поступает на 1-ю ступень системы горячего водоснабжения и раздаточные устройства.

Специально на охлаждение холодная вода не расходуется. Хладоноситель циркуляционным насосом системы охлаждения (отопления) подается в помещения на радиаторы, конвекторы, фанкойлы, калориферы, которые охлаждают воздух.

Задача — понижение температуры воздуха в помещении с 32 до 25 °C при температуре наружного воздуха 34–35 °C, так как, согласно международному стандарту ASHRAE —75, температура воздуха в помещении летом не должна превышать 25,5 °C.

Температура холодной воды в водопроводных сетях не нормируется, летом она не превышает 15 °C. Чтобы не образовывался конденсат на трубах и приборах отопления (охлаждения), температура теплоносителя (хладоносителя) регулируется в диапазоне 16–18 °C на выходе из охладителя при температуре точки росы 14–15 °C.

Наиболее эффективны в качестве отопительно-охладительных приборов фанкойлы, вентиляторные конвекторы и калориферы, так как за счет прину дительной вентиляции теплоотдача увеличивается при обогреве в 1,75–4,74 раза, при охлаждении — в 1,67–2,62 раза. Энергетическая эффективность (отношение полезной энергии холода к затраченной для этого электрической энергии) фанкойлов в режиме охлаждения водопроводной водой колеблется от 29,2 до 50,5. Для сравнения: энергетическая эффективность системы «чиллер — фанкойл» — 2–4; системы «тепловой насос — фанкойл» — 3–7.

Предлагаемая система может работать при различных схемах теплоснабжения: от котельных, бойлерных, тепловых пунктов с зависимым и независимым подключением систем центрального отопления; при открытом или закрытом способе.

Стоимость модернизации котельной, бойлерной или теплового пункта для 1000 квартир — 1,5 млн. руб., для одной квартиры — 1,5 тыс. руб. Для сравнения стоимость трех сплит-систем экономкласса General Climat и их монтажа в двухкомнатной квартире — 70 тыс. руб. Инвестиционная привлекательность системы охлаждения воздуха в здании очевидна.

По предварительным расчетам стоимость услуги охлаждения воздуха за год для двухкомнатной квартиры — 1200 руб. При кондиционировании такой же квартиры тремя сплит-системами General Climat расходы за год составят: на электроэнергию — 700 руб.; на ежегодную дозаправку фреоном, очистку фильтров и подготовку наружных блоков к зиме — 4500 руб.; на реновацию (ежегодные затраты) трех сплит-систем при сроке службы 10 лет — 7 тыс. руб. Всего эксплуатационные расходы за год на три сплит-системы составят 12 200 руб., что в 10 раз больше таких же расходов для предлагаемой системы.

Тем, у кого уже установлены кондиционеры, также выгодно применять данную систему, так как не исполь зуются вредные фреоносодержащие хладагенты и не будет высоких эксплуатационных расходов.

Оппоненты предполагают, что система охлаждения воздуха в здании не будет работать при полном отсутствии расхода холодной воды или при малом ее расходе. Однако исследования, выполненные Московским государственным строительным университетом, показывают, что в стоквартирном доме (300 жильцов) водоразбор непрерывен и минимальный расход в ночные часы составляет 0,17 л/с или 0,612 м³ /ч. Проведенные испытания, показали, что кратковременное полное прекращение подачи холодной воды заметно не сказывается на функционировании фанкойла, при уменьшении водоразбора с 0,7 до 0,25 мч, т.е. на 65 %, тепловая эффективность снижается незначительно: на 10–15 %. Это объясняется тем, что теплоемкость воды более чем в 4000 раз превышает теплоемкость воздуха. Кроме того, использование воды по времени в основном совпадает с нахождением и жизнедеятельностью человека в помещении (жилом, административном или производственном).

Оппоненты также предполагают, что система охлаждения воздуха в здании не будет функционировать, так как летом проводится ремонт систем центрального отопления и тепловых сетей. Тепловые сети не входят в предлагаемую систему, поэтому их ремонт может проводиться летом в любое время. Ремонт систем центрального отопления необходимо сдвинуть на апрель–май, сентябрь–октябрь.

Кроме того, современные методы позволяют сокращать время ремонта и отключения домов от отопления.

Сомнение оппонентов вызывает тот факт, что предоставление коммунальной услуги по подаче охлажденного воздуха в жилые помещения не предусмотрено Правилами предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 6 мая 2011 г. № 354. В связи с выходом Жилищного кодекса Российской Федерации этот вопрос решается путем заключения договоров с собственниками многоквартирных домов по решению общего собрания.

Таким образом, предлагаемая система имеет практическое значение для решения вопроса охлаждения воздуха в многоэтажных зданиях и на промышленных предприятиях. Система проста и надежна в эксплуатации, экологически чиста, адаптирована к существующим системам тепло- и водоснабжения зданий, не требует дополнительных водных ресурсов и строительства генерирующих мощностей и передающих систем, снижает летом пиковые нагрузки на трансформаторных подстанциях и передающих системах и в целом повышает их надежность и безопасность.

Данная система позволяет охлаждать воздух со значительно меньшими материальными и энергетическими затратами по сравнению с известными системами того же назначения, повышает безопасность и комфортность жилья и рабочих мест в жаркий период года.