ПRвышение энеTгRэффективнRсти систем RтRSления и ......

122 06’2014 НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Для Западной Сибири ввиду суровых климатическихусловий и достаточно продолжительного отопи-тельного периода (до 10 мес) актуальна проблема,

связанная с повышением энергоффективности системотопления и вентиляции зданий. В материальном отноше-нии ее решение заключается в снижении потребленияэнергетических ресурсов при сохранении полезного эф-фекта от их использования, т.е. поддержании микрокли-мата помещений на нормируемом уровне. Как показаланализ требований нормативных документов [1], приопределенных конфигурации здания, числе и площади по-мещений, которые можно оборудовать общей системойприточной вентиляции, целесообразно применение ре-циркуляции воздуха в помещении с подмешиванием тако-го воздуха к холодному приточному с целью снижения за-трат электроэнергии на отопление. При этом происходитпредварительная очистка рециркуляционного воздуха спомощью мокрого однозонного электрофильтра.

В основу работы данного устройства положен прин-цип электростатической очистки воздушного потока приего прохождении через поле коронного разряда. Прин-цип работы заключается в следующем: при определен-ном напряжении, приложенном к  межэлектродномупромежутку, напряженность поля около коронирующе-го электрода становится достаточной для появления ко-ронного разряда. В результате внешняя часть межэлек-тродного промежутка заполняется в  основном отрица-тельно заряженными ионами. Последние под действиемсил электрического поля движутся от  коронирующихэлектродов к  осадительным. Взвешенные частицы, на-ходящиеся в потоке, вследствие адсорбции на их поверх-ности ионов приобретают в межэлектродном промежут-ке электрический заряд и под влиянием сил электриче-ского поля движутся к электродам, на поверхности кото-рых осаждаются. Таким образом, происходит улавлива-

ние из воздушного потока пыли, бактерий, находящихсяна пылевых частицах, и аэрозоля.

Для повышения эффективности очистки был разрабо-тан специальный двухступенчатый мокрый однозонныйэлектрофильтр (ДМЭФ), состоящий из двух последова-тельно соединенных мокрых однозонных электро-фильтров, схема которого приведена на рисунке.

Первая ступень ДМЭФ предназначена для очисткивоздуха от крупных пылевых частиц и аэрозоля, вто-рая – для очистки воздушного потока от мелкодисперс-ной пыли (размером до 1 мкм) и доочистки от аэрозоля.Таким образом, при прохождении через ДМЭФ воздухпочти полностью очищается (эффективность очисткипревышает 90 %) и становится возможной дальнейшаяего подача на вход приточной вентиляционной системы.

А.А. Дмитриев, В.П. Фрайштетер, к.т.н. (ОАО «Гипротюменнефтегаз», Группа ГМС)

Ключевые слова: двухступенчатый электрофильтр,рециркуляция, очистка воздуха, энергоэффективность.

УДК 621.3:622.276 © А.А. Дмитриев, В.П. Фрайштетер, 2014

ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ

Адрес для связи: gtng@gtng.ru

Improving energy efficiency of building heatingand ventilation systems by use of two-stage electrostatic precipitator

A.A. Dmitriev, V.P. Frayshteter (Giprotyumenneftegaz OAO, HMS Group, RF, Tyumen)

E-mail: gtng@gtng.ru

Key words: two-stage electrostatic precipitator , recycling, air purification,energy efficiency.

A method to reduce energy consumption for heating and ventilation of build-ings is proposed. It is based on air purification using single-zone two-stage wetelectrostatic precipitator. The principle of operation of the given device, its de-sign features are described. A method for calculating the volume of fresh sup-plied air, which is based on compensation of an oxygen lack in the air mixture,rather than maintaining the desired room temperature, is suggested.

Повышение энергоэффективности систем отопления и вентиляции зданий путем использованиядвухступенчатого электрофильтра

Схема двухступенчатого мокрого однозонного электрофильтра:h1, h2 – межэлектродное расстояние, м; u1, u2 – скорость воздуш-ного потока, м/с; l1, l2 – активная длина электрофильтра; индексы1 и 2 соответствуют первой и второй ступеням

НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО 06’2014 123

Кроме того, из формулы расчета эффективности очи-стки воздуха для двухступенчатого электрофильтра [2]следует, что за счет увеличения в 2 раза активной длиныэлектрофильтра при неизменной эффективности очи-стки возможно повышение скорости воздушного потока,а следовательно, и производительности устройства

где w1, w2 – скорость дрейфа частиц соответственнодля первой и второй ступени.

Используя в системах вентиляции рециркуляционныйвоздушный контур с предварительной очисткой, можнопересмотреть методику расчета объема воздуха, пода-ваемого в помещение системами приточной вентиляции[3], и исходить из необходимости восполнения содержа-ния кислорода в воздушной смеси, а не поддержания за-данной температуры в помещении. Предлагается управ-ление приточной вентиляционной системой выполнитьна основе постоянного анализа физического состававоздушной смеси в помещении.

При достижении предельно допустимой концентра-ции углекислого газа, выдыхаемого находящимся в по-мещении персоналом, будет осуществляться подачабольшего объема свежего наружного воздуха, осталь-ное время система приточной вентиляции будет рабо-тать в дежурном режиме с малой производитель-ностью, рассчитанной только на восполнение текущихтеплопотерь через строительные конструкции здания.

При этом в качестве дублирующего необходимо сохра-нить управление подачей воздуха в зависимости оттемпературы в помещении. Данное резервное управле-ние необходимо для нерабочего времени, когда персо-нал отсутствует, а теплопотери через строительныеконструкции здания не меняются.

Теоретически предлагаемый вариант имеет большойпотенциал в плане повышения энергоэффективности си-стем отопления и вентиляции зданий. Однако это следу-ет подтвердить практически, реализовав пилотный про-ект с использованием вышеописанной системы очисткирециркуляционного воздуха.

Список литературы

1. Дмитриев А.А., Фрайштетер В.П. Оценка целесообразности приме-нения мокрого однозонного электрофильтра для очистки рециркуля-ционного воздуха в системах вентиляции на объектах нефтегазовогокомплекса // Нефтяное хозяйство. – 2013. – №5 – С. 114–116.

2. Разработка полной методики расчета эффективности очистки воз-духа от пыли, микроорганизмов и вредных газов с помощью двухсту-пенчатого мокрого электрофильтра/ А.А. Дмитриев, А.Г. Возмилов,Л.Н. Андреев, Б.В. Жеребцов // Электротехнические и информацион-ные комплексы и системы. – 2013. – Т.9. – №4. – С. 60-65.

3. СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Ак-туализированная редакция СНиП 41-01-2003 (дата введения 01.01.13 г.).

References1. Dmitriev A.A., Frayshteter V.P., Neftyanoe khozyaystvo – Oil Industry, 2013,no. 5, pp. 114–116.

2. Dmitriev A.A., Vozmilov A.G., Andreev L.N., Zherebtsov B.V., Elektrotekhnich-eskie i informatsionnye kompleksy i sistemy, 2013, V. 9, no. 4, pp. 60-65.

3. SP 60.13330.2012, Otoplenie, ventilyatsiya i konditsionirovanie (Heating, venti-lation and air conditioning), SNiP 41-01-2003 (data vvedeniya 01.01.13 g.).

w l h u w l h uh u h u

1 exp ,п1 1 2 2 2 2 1 1

1 1 2 2

η = − −+

ЭН

ЕРГО

ОБ

ЕСП

ЕЧЕН

ИЕ