За последние годы в Гонконге все больше административных зданий оборудуются автономными кондиционерами типа "сплит", а не центральными СКВ [1]. Две основные причины для этого: уменьшение первоначальных затрат (сплит-системы сравнительно дешевы) и экономия энергии. Индивидуальные установки легко оборудовать счетчиками, что позволяет всем пользователям оплачивать только собственные затраты энергии. Использование сплит-систем побуждает людей экономить энергию и, соответственно, деньги на ее оплату. Однако, известно, что обычно автономные системы менее эффективны, чем центральные [2]. Расходы по обслуживанию сплит-систем, как правило, выше, чем центральных. Таким образом, возникает необходимость провести сравнение этих систем.
В настоящей статье сравниваются энергопотребление и стоимость центральной СКВ и сплит-систем для высотного (29-этажного) офисного здания, при этом учитываются первоначальные затраты, затраты на ремонт и обслуживание и другие факторы. Площадь здания составляет 5 303 м2 (такая небольшая площадь объясняется высокими ценами на недвижимость в Гонконге). Центральная СКВ с холодильной станцией обслуживает первые четыре этажа; на всех остальных этажах в конторских помещениях, а также в лифтовом вестибюле на первом этаже установлены сплит-системы. Анализ затрат на систему за срок службы Системы сравнивались по приведенным затратам за срок службы, включающим первоначальные затраты (проектирование, затраты на приобретение оборудования, монтаж, приемка) и эксплуатационные затраты (электроэнергия, трудозатраты и стоимость материалов на обслуживание, ремонт). В этом здании капитальные затраты в расчете на единицу площади кондиционируемых помещений для центральных систем существенно выше, чем для сплит-систем. Для центральных систем эта величина составляет $ 502, а для сплит-систем - $ 198. Были проанализированы затраты на срок службы для систем различной производительности по тому и другому типу. Для обоих рассматриваемых типов систем рост производительности приводит к росту затрат, однако темпы роста при этом различны. Затраты для центральных СКВ остаются более высокими, пока обслуживаемая площадь не превышает 1 180 м2. Таким образом, когда выбор систем производится только по стоимости и обслуживаемая площадь не менее 1 180 м2 (критическое значение), в рассматриваемом здании преимущество имеют центральные СКВ. Типы укрытий Первые укрытия были выполнены просто как расширения на концах вытяжных воздуховодов. Однако при наличии поперечных сдувающих потоков и сквозняков, обычных для кухонь, они работали неэффективно. Тогда для локализации загрязнений и тепловыделений стали увеличивать объем удаляемого воздуха. Соответствующие требования зафиксированы в действующих стандартах. Например, для пристенных укрытий объем удаляемого воздуха должен составлять 508 л/с•м2, для отдельно установленных - 762 л/с•м2. Вместе с тем увеличение объема удаляемого воздуха означает увеличение объема приточного (кондиционированного) воздуха.
Для того чтобы этого избежать, было разработано укрытие «с сокращенной циркуляцией» (компенсационного типа), в котором рециркуляционный воздух в количестве 70-80% объема вытяжки возвращается в зону действия отсоса. Однако, к сожалению, указанный метод не решает проблемы ассимиляции избыточных тепловыделений. Дальнейшие исследования, как будет показано ниже, привели к созданию укрытия принципиально иного типа. В новом укрытии используется небольшое количество компенсационного воздуха (10-15% объема вытяжки) только для локализации восходящего конвективного потока и предотвращения бокового (поперечного) сдувания. В укрытиях типа «сокращенная циркуляция» объем компенсационного воздуха составляет 70-80% объема удаляемого воздуха. В укрытии нового типа локализующий поток использован только для повышения эффективности укрытия с точки зрения улавливания вредных веществ и не компенсирует объем вытяжки. На рис. 1 показано традиционное укрытие типа «сокращенная циркуляция». Укрытие нового типа представлено на рис. 2. Различия между ними очевидны. Расчет любого укрытия основан на том, что восходящий конвективный поток от источника загрязнения формируется под влиянием тепловой мощности и типа кухонного оборудования. При этом зависимость от объема удаляемого воздуха практически отсутствует. Таким образом, уменьшение «чистой» вытяжки путем увеличения объема компенсационного воздуха не приводит к повышению эффективности локализации вредных веществ. Качество работы систем кондиционирования Для сравнения качества работы двух систем кондиционирования воздуха проводились измерения температуры воздуха по сухому и мокрому термометрам в различных обслуживаемых помещениях. Показано изменение температуры в течение дня в помещениях, обслуживаемых сравниваемыми системами (при типичной для климата и времени года температуре наружного воздуха).Cплит-системы обеспечивают меньшую устойчивость температуры воздуха в помещении главным образом из-за недостатков системы регулирования температуры в этих системах. Максимальный диапазон колебаний температуры составил 5,2°С. Большие колебания температуры воздуха в помещении снижают уровень комфорта и отрицательно сказываются на производительности труда служащих. Хотя первоначальные затраты на сплит-системы кондиционирования воздуха ниже, качество их работы хуже из-за больших колебаний температуры воздуха в помещениях. Поскольку подача свежего воздуха возможна только через открытые окна, качество воздуха в помещениях также более низкое по сравнению с создаваемым центральными СКВ из-за отсутствия очистки наружного воздуха. Таким образом, с точки зрения качества работы предпочтение следует отдать центральным СКВ.
Опрос пользователей
Для выявления субъективных оценок удобства эксплуатации различных систем кондиционирования был проведен опрос пользователей этих систем. Наибольшее число жалоб относилось к колебаниям температуры и высокому удельному энергопотреблению сплит-систем. Однако, при этом большинство опрошенных все же предпочитают сплит-системы, так как их удобнее включать и выключать. Обследование показало, что 75 % пользователей сплит-систем выключали кондиционеры в зимнее время для экономии энергии. Лишь половина пользователей центральных СКВ выключали зимой вентиляторные доводчики (в Гонконге оплата за центральные СКВ производится в зависимости от обслуживаемой площади и ориентации помещения). В результате собеседований выяснилось, что пользователи выбирают сплит-системы по причине невысокой стоимости и удобства включения-выключения, не придавая значения суммарным затратам за срок службы, показателю качества воздуха, безопасности и прочим факторам. Если бы в центральных СКВ измерение расхода энергии производилось отдельно для каждого помещения и оплата исчислялась в зависимости от этой величины, у пользователей появился бы стимул экономии энергии и, возможно, именно эти системы стали более популярными. Полные первоначальные затраты на центральную СКВ составляют $ 610/м2 ,(для условий Крыма – $150/ м.кв.), а на сплит-систему - $ 237/м2.(Для условий Крыма - $40/ м.кв.). В рассматриваемом здании первоначальные затраты для центральных СКВ в расчете на единицу площади охлаждаемых помещений существенно выше. Хотя кондиционеры типа "сплит" обходятся дешевле, качество кондиционирования воздуха при этом более низкое из-за больших колебаний температуры воздуха в помещениях. Затраты за срок службы той и другой системы возрастают с увеличением обслуживаемой площади, но темп роста затрат при этом различен. При норме амортизации 7 % критическая величина обслуживаемой площади составляет 1 180 м2. При другом значении амортизации и различиях в проекте критическая величина обслуживаемой площади может измениться. Годовой расход энергии сплит-системами примерно на 35 % больше, чем центральными СКВ; это различие особенно очевидно в летнее время. Несмотря на то, что пользователи сплит-систем жалуются на большие колебания температуры в помещениях и значительные энергозатраты, они все же отдают предпочтение именно этим системам. Для крупных зданий с большой зоной обслуживания рекомендуется использовать центральные системы кондиционирования, так как они в этом случае имеют преимущества по первоначальным затратам, энергосбережению, качеству воздуха в помещениях, регулированию, обслуживанию и др. Если в таких зданиях существующие сплит-системы заменить центральными, срок окупаемости затрат, например для условий Гонконга, составит 3,9 года. Сравнение по другим показателям При выборе типа систем кондиционирования для коммерческих зданий многое принимается в расчет. Такие факторы, как комфорт, надежность, местные обычаи и др., достаточно сложно оценивать [3]. Центральные системы кондиционирования воздуха обладают преимуществами по сравнению со сплит-системами: более высокой располагаемой холодопроизводительностью, лучшей системой регулирования холодопроизводительности в соответствии с текущей нагрузкой, повышенной эффективностью, большим сроком службы и т. д. Полные первоначальные затраты на центральную СКВ составляют $ 610/м2 ,(для условий Крыма – $150/ м.кв.), а на сплит-систему - $ 237/м2.(Для условий Крыма - $40/ м.кв.). В рассматриваемом здании первоначальные затраты для центральных СКВ в расчете на единицу площади охлаждаемых помещений существенно выше. Хотя кондиционеры типа "сплит" обходятся дешевле, качество кондиционирования воздуха при этом более низкое из-за больших колебаний температуры воздуха в помещениях. Затраты за срок службы той и другой системы возрастают с увеличением обслуживаемой площади, но темп роста затрат при этом различен. При норме амортизации 7 % критическая величина обслуживаемой площади составляет 1 180 м2. При другом значении амортизации и различиях в проекте критическая величина обслуживаемой площади может измениться. Годовой расход энергии сплит-системами примерно на 35 % больше, чем центральными СКВ; это различие особенно очевидно в летнее время. Несмотря на то, что пользователи сплит-систем жалуются на большие колебания температуры в помещениях и значительные энергозатраты, они все же отдают предпочтение именно этим системам. Для крупных зданий с большой зоной обслуживания рекомендуется использовать центральные системы кондиционирования, так как они в этом случае имеют преимущества по первоначальным затратам, энергосбережению, качеству воздуха в помещениях, регулированию, обслуживанию и др. Если в таких зданиях существующие сплит-системы заменить центральными, срок окупаемости затрат, например для условий Гонконга, составит 3,9 года.
При использовании материалов сайта ссылка на http://www.osnova.od.ua обязательна