Высотные здания похожи на небольшие города, упакованные в одну вертикальную структуру. Поскольку эти здания такие большие, поддерживать адекватные условия для жильцов может быть непросто. Возможно, вам интересно, как контролируется температура в высотных зданиях, особенно с точки зрения тепла.
Высотные здания отапливаются с помощью контроля температуры, который включает в себя системы вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) в дополнение к фактическому нагреву. Наиболее распространенными системами отопления для высотных зданий являются:
1. Системы водяного теплового насоса (WSHP)
2. Системы горячей / охлажденной воды
3. Тепловые насосы с воздушным охлаждением
В остальной части этой статьи будет обсуждаться все, что вам нужно знать об этих системах отопления, чтобы вы могли лучше понять контроль температуры в высотных зданиях в целом. Читайте дальше для получения дополнительной информации.
1. Система водяного теплового насоса (WSHP)
Система WSHP наиболее часто используется в современных высотных зданиях. Это связано с тем, что система водяного теплового насоса является наиболее энергоэффективной среди всех доступных в настоящее время систем ОВКВ.
Это система отопления и охлаждения, основанная на хладагенте и обслуживаемая водяным контуром. Другими компонентами системы являются:
· Трубопроводная система/контур водоснабжения здания
· Котлы
· Дозирующее устройство/устройство для теплового расширения
· Теплообменник
· Компрессор
· 4-ходовой реверсивный клапан
· Система катушек
Каждый блок или зона имеют систему отопления на основе хладагента, обслуживаемую водяным контуром, который циркулирует по зданию. Для отопления водяной контур оснащен системой добавления тепла. Добавление тепла осуществляется с помощью котлов. Бойлеры используются для поддержания оптимальной температуры воды в контуре водоснабжения здания для отопления.
Хладагент, в настоящее время представляющий собой смесь жидкости и газа при низкой температуре и низком давлении, направляется в теплообменник. Хладагент забирает тепло из контура подачи воды в здание, который проходит через теплообменник, превращая его в теплый газ низкого давления.
Затем этот газ направляется в компрессор. Сжатие повышает температуру газа, превращая его в перегретый газ высокого давления.
Затем он проходит через 4-ходовой реверсивный клапан. Клапан направляет этот перегретый газ в змеевиковую систему, которая обеспечивает обогрев помещения за счет конвекции или излучения.
Теряя тепло в змеевике, оно выходит в виде низкотемпературной жидкости под высоким давлением, которая затем направляется в измерительное устройство (устройство теплового расширения).
Он снова выходит из дозирующего устройства в виде низкотемпературной смеси газа и жидкости под низким давлением, готовой к циклическому прохождению через теплообменник и повторению процесса.
Еще одним преимуществом этой системы является то, что она намного проще, чем системы горячего водоснабжения / охлаждения. WSHP использует меньше систем трубопроводов, чем системы горячего водоснабжения / охлаждения, имеет менее дорогую градирню и проще в обслуживании.
2. Система горячей / охлажденной воды
Система охлаждения воды - это традиционно используемая система ОВКВ, используемая для высотных зданий. В нем используются следующие компоненты:
· Охладитель
· Градирня
· Котел
· Изолированная 4-трубная система
· Система вентиляторов и змеевиков
В этой системе используется охладитель для охлаждения воды, которая подается в разные помещения здания для охлаждения воздуха. В качестве альтернативы, для обогрева помещения, система котлов нагревает воду, чтобы обеспечить дополнительное отопление определенной части здания.
Централизованные котельные или коммунальное отопление подходят для высотных зданий высотой 20-60 этажей или 262-656 футов (от 80 до 200 м).
Насосы проталкивают воду через ряд труб в область, которую необходимо нагреть или охладить. Для охлаждения используется охлажденная вода для снижения температуры теплообменных змеевиков, расположенных в отдельных помещениях. Затем вентилятор обдувает охлажденные змеевики воздухом, создавая прохладный воздух.
С другой стороны, горячая вода подается в змеевики, расположенные в отдельных помещениях для отопления. Поверхностные нагреватели, такие как радиаторы, выделяют тепло за счет излучения или конвекции. Остывшая вода возвращается в котел для повторного нагрева.
Хотя эта система может быстро реагировать на температурные и климатические потребности жильцов и пользователей здания, у нее также есть несколько недостатков.
Недостатком этой системы является то, что она намного сложнее, чем система WSHP, учитывая, что для нее требуется больше систем трубопроводов и насосов. Они нуждаются в более квалифицированном специалисте, когда дело доходит до технического обслуживания и ремонта.
Поскольку это централизованная форма отопления, она может повлиять на все здание, когда необходимо выполнить техническое обслуживание. Это приводит к необходимости некоторого резервирования систем, что может привести к резкому увеличению затрат на систему горячего / холодного водоснабжения.
По сравнению с КПД систем WSHP в 500%, эффективность систем горячего и охлажденного водоснабжения составляет всего 80-90%.
3. Тепловые насосы с воздушным охлаждением
Это обычные решения, которые вы можете увидеть в семейных резиденциях и небольших отелях и мотелях. Тем не менее, довольно много высотных зданий, особенно кондоминиумов, по-прежнему используют тепловые насосы с воздушным охлаждением для обеспечения отопления своих помещений.
Тепловые насосы с воздушным охлаждением имеют блоки отопления / охлаждения, установленные на каждой площади. Эти устройства могут охлаждать и обогревать только небольшое пространство по сравнению с системами WSHP или горячей / охлажденной воды. Поэтому необходимо установить несколько блоков.
Тепловые насосы с воздушным охлаждением имеют внутреннее и наружное оборудование. В наружном блоке хладагент проходит через компрессор, превращая его в перегретый газ.
Для нагрева перегретый газ направляется во внутренний блок, который проходит через внутреннюю змеевиковую систему. Затем тепло рассеивается в пространстве посредством конвекции или излучения.
Когда температура хладагента снова становится низкой или теплой, он готов вернуться в наружный блок и компрессор для повторения процесса.
Одним из преимуществ этой системы отопления является то, что потребление энергии можно легко точно контролировать, установив единицу измерения на площадь, например, на дом в кондоминиуме. Только одно место жительства будет затронуто, когда потребуется выполнить техническое обслуживание устройства. В то же время операции могут продолжаться в обычном режиме по всему остальному зданию.
Основным недостатком использования индивидуальных тепловых насосов с воздушным охлаждением является их влияние на эстетику здания. Поскольку каждый блок имеет свое собственное внешнее оборудование, оно может легко испортить внешний вид здания.
Кроме того, компрессор, расположенный прямо за пределами каждого помещения, может быть немного шумным для конечных пользователей.
Как определить лучшую систему отопления для вашего высотного здания
Существует ряд систем отопления и охлаждения, которые вы можете выбрать для высотного здания. Этот выбор будет зависеть от нескольких различных факторов:
· Функция самого высотного здания
· Высота здания
· Сложность системы отопления
Давайте обсудим каждый из этих факторов более подробно:
Назначение здания
При определении функции высотного здания следует учитывать следующие вопросы:
· Для чего используется здание?
· Кто будет посещать это здание на регулярной основе?
· Существуют ли какие-либо уникальные факторы, характерные для вашего конкретного здания, например, неисправная изоляция?
· Здание жилое или коммерческое?
· Будет ли он использоваться для офисов?
· Будет ли это многофункциональное здание?
· Как можно поддерживать температуру в этом конкретном здании (кто будет отвечать за техническое обслуживание)?
Назначение здания будет влиять на то, какую систему лучше всего установить, будь то центральная система или сплит-системы.
Центральная система больше подходит для коммерческих помещений, поскольку там больше совместных пространств. Сплит-системы больше подходят для применения в жилых помещениях, поскольку элементы управления будут более специфичны для каждого устройства и их будет легче контролировать.
Функциональность высотного здания часто напрямую связана с тем, какая система отопления наилучшим образом соответствует индивидуальным потребностям самого здания в дополнение к жильцам, которые будут часто посещать внутренние помещения здания.
Высота здания
Одной из самых отличительных особенностей высотного здания является, как вы уже догадались, – высота.
Высотные здания обычно встречаются в коммерческих районах крупных городов. Они часто используются как в жилых, так и в коммерческих целях, и в зависимости от предполагаемой функциональности они могут иметь широкий диапазон различных высот.
Britannica определяет высотные здания как здания, высота которых превышает высоту, по которой люди будут готовы ходить. Большинство из этих уникальных зданий оснащены каким-либо типом вертикального механического транспорта, такого как лифты и эскалаторы. Эти способы транспортировки чаще встречаются в больших зданиях и могут помочь вам точно определить, насколько велико ваше здание на самом деле.
Некоторые небоскребы могут достигать более 328 футов (100 метров) в высоту. Хотя высота варьируется от здания к зданию, вы должны ожидать, что любое высотное здание будет значительно выше большинства сооружений.
Поскольку высота высотных зданий может сильно различаться, важно знать точную высоту вашего здания, чтобы определить, сколько или как мало отопления требуется для помещения. Это потому, что разные системы отопления подходят для разных площадей.
Например, температура ближе к земле может значительно отличаться от температуры на верхних этажах здания. Это вызвано эффектом стека, который включает в себя подъем и опускание горячего и холодного воздуха внутри конструкции. Это может привести к большому разрыву между потребностями в отоплении разных этажей.
Существует также проблема статического давления. Насосы и котлы имеют максимальное давление в системе. По мере увеличения площади, которую система должна обслуживать, давление также увеличивается.
Из-за этого важно отметить, что большинство конструкций небоскребов не всегда могут полагаться на единую систему отопления. Для этих массивных зданий характерно разделение рабочей зоны системы на зоны или секции, каждая из которых оснащена системой поддержания температуры, отвечающей потребностям этой конкретной области.
Преимущество использования секций для систем отопления заключается в том, что это не повлияет на все здание, а только на его части, когда требуется техническое обслуживание и ремонт.
Проще говоря, высота высотного здания имеет важное значение для определения того, какая система (или системы) отопления необходима для помещения.
Сложность системы отопления
Некоторые системы контроля температуры более сложны в установке и часто должны быть интегрированы в чертежи здания до его постройки. Другие системы кондиционирования воздуха могут быть добавлены поверх существующей конструкции.
Когда дело доходит до сложности системы, вам нужно иметь в виду:
· Дизайнер и планировщик: они отвечают за планы здания и будут следить за тем, как система встроена в структуру здания. Сложность повлияет на простоту процесса проектирования.
· Управляющий зданием: Сложность системы повлияет на простоту обслуживания и обслуживания системы ОВКВ здания.
· Конечный пользователь: это относится к тем, кто будет использовать здание. К ним относятся владельцы отдельных квартир (для кондоминиумов), сотрудники офисов или клиенты коммерческих помещений. Сложность систем может повлиять на простоту использования и доступность для конечных пользователей и их уровень комфорта.
· Владелец: Это может относиться к владельцу здания и конечным пользователям, сдающим в аренду или владеющим частями здания. Сложность системы может повлиять на стоимость установки и обслуживания системы ОВКВ, которую возьмет на себя владелец/владельцы.
Системы отопления для высотных зданий и жилых домах
В отличие от отопления жилого помещения, системы, необходимые для управления теплом, вентиляцией и кондиционированием воздуха (HVAC) в высотном здании, намного сложнее. Это связано с огромной высотой здания в дополнение к потребностям каждой отдельной секции конструкции.
Основное различие между поддержанием температуры в высотных зданиях и жилых домах заключается в количестве задействованных систем. Высотные здания часто требуют сочетания нескольких систем, в то время как дома намного меньше и, следовательно, требуют меньшей сложности.
Заключительные мысли
В высотных зданиях для обеспечения отопления используются системы, охватывающие все здание. Стандартные системы отопления высотных зданий основаны на среде, такой как вода или хладагент, которая нагревается и циркулирует по различным помещениям здания.
Используемая система зависит от нескольких факторов, включая назначение и высоту здания, а также сложность используемых систем.
Вот наиболее распространенные системы отопления, встречающиеся в высотных зданиях:
· Системы водяного теплового насоса (WSHP)
· Системы горячей / охлажденной воды
· Тепловые насосы с воздушным охлаждением
Надеюсь, эта статья помогла вам лучше понять системы отопления в высотных зданиях.
При поддержке БСУ-37