Осушение по-американски

Влага всегда была главным врагом строителей: это одна из основных причин повреждения и даже разрушения зданий. А если в них размещаются торговые центры, проблем, вызванных водой, становится еще больше. Она вызывает коррозию оборудования, образование плесени, которая портит продукты и способствует появлению пылевых клещей, вредных для здоровья покупателей и персонала.

Эти трудности характерны для любого климата (особенно на стыке времен года), но особенно они актуальны в условиях повышенной влажности, которой отличается Петербург. А потому здесь наверняка будет интересен опыт регулирования атмосферы в торговом зале, применяемый в странах с такой же погодой - например, в северной части США.

«Однажды в Америке»
Там в 1998 году в одном из крупных торговых центров корпорации Wall-Mart впервые была установлена газовая система осушения подаваемого воздуха. Она обеспечивала непрерывную его подачу, контроль температуры и влажности в зале. Система отличалась пониженным потреблением энергии, а соответственно, и невысокими эксплуатационными расходами.
Данный проект был разработан во исполнение требований новой редакции стандарта “Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении”, выпущенного в 1989 году Американским обществом инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE).
Институт исследований газа (Gas Research Institute) подверг новый подход к кондиционированию научным исследованиям. В течение 15 месяцев его специалисты вели непрерывный контроль за работой системы осушения и анализировали эксплуатационные характеристики двух крупных розничных торговых центров: одного экспериментального, а другого - построенного по стандартному проекту. Эти два магазина были почти идентичны в смысле величины, конструкции и состава торгового оборудования.

«Две большие разницы»
В торговом центре, построенном по стандартному проекту во Фремонте (штат Небраска), наружный воздух подавался через систему, сочетающую крышные агрегаты и установку осушения воздуха, которая находилась непосредственно в зоне торговли продовольственными товарами. Производительность вентиляции магазина варьировалась от 10195 до 15293 куб. м воздуха в час.
В экспериментальном магазине в Норфолке (тот же штат) подача наружного воздуха осуществлялась непосредственно через установки осушения, которыми оснастили крышные агрегаты. Две из них обслуживали зону торговли промтоварами, а одна - зону продовольственных. Каждая из них подавала в зал требуемое для этого участка количество наружного воздуха и поддерживала необходимую влажность.
В ходе нормальной эксплуатации приток воздуха с улицы составлял 40% от общего объема, но когда в зале становилось особенно душно (например, в период отопительного сезона) - и все 100%. Это показывали датчики углекислого газа, установленные на стенах в торговой зоне. Форсированный режим сохранялся до тех пор, пока содержание CO2 не возвращалось к норме.
Долю воды в воздухе всех трех зон Норфолкского центра регулировали небольшие датчики относительной влажности, также размещенные на стенах. Когда содержание влаги в атмосфере превышало 45%, они подавали сигналы на установку осушения. Та автоматически включалась и работала до тех пор, пока влажность не сжалась до первоначального показателя.
Основное охлаждение всего здания обеспечивали крышные агрегаты, но установки осушения тоже были оснащены холодильным змеевиком. Отчасти прохлада обеспечивалась и с помощью теплообменника. В течение отопительного сезона, когда установки кондиционирования работали в форсированном режиме, тепловые трубы последнего использовали для утилизации тепла из удаляемого воздуха.

К чему пришли
Исследования показали, что в торговом центре Фремонта относительная влажность воздуха варьировалась в диапазоне от 45 до 60%. В Норфолкском же магазине она держалась на уровне ±5% от положенных 45%. К тому же, там встраивание устройств осушения приточного воздуха в систему вентиляции и кондиционирования позволило значительно сократить часть традиционного оборудования для охлаждения, а следовательно, уменьшить расходы на его обслуживание. Чистая экономия от использования одного устройства для осушения дополнительно подаваемого воздуха (производительностью 16992 куб. м/ч и стоимостью 63 тыс. долларов) в торговом центре составила в среднем от 30 до 40 тыс. долларов.
В ходе исследования измерялся также и расход электроэнергии. В течение двух месяцев общие затраты на энергоресурсы во Фремонтском центре составили 12063 долларов, а аналогичный показатель для Норфолка был равен 10448 долларам. Сэкономить оказалось возможно за счет контроля температуры и влажности. Таким образом, энергетические затраты в Норфолкском торговом центре уменьшились на 13% по сравнению с объектом во Фремонте.

Институт рекомендует
Данные исследования подтвердили, что американские стандарты к вентиляции в одном зале магазина можно соблюсти с помощью одного устройства осушения приточного воздуха. Но в Норфолке по требованиям местных властей, следящих за доскональным соблюдением стандартов, крышные агрегаты оснастили заслонками для наружного воздуха, которые приводились в действие, когда уровень CO2 превышал норму. А поскольку такое происходило редко, то затраты на энергию и комфорт составили не так уж много.
По результатам исследования Gas Research Institute дал проектировщикам системы вентиляции дополнительные рекомендации. Например, сделать централизованной подачу наружного воздуха с последующим его распределением по всему помещению, а для обработки использовать только газовые осушители.
Кроме этого, магазину посоветовали пересмотреть нагрузки по охлаждению воздуха во избежание избыточности производительности техники и подавать его с улицы в постоянном объеме, чтобы предотвратить сквозняки.
Работа газовых систем осушения в Wall-Mart благоприятно отразилась на состоянии оборудования, качестве продуктов и самочувствии посетителей магазина. После эксперимента подобными установками были оборудованы и другие магазины этой корпорации.
Таким образом, становится очевидным, что американцев к совершенствованию климатических систем подталкивают новые стандарты. Остается только пожалеть, что у нас их пока нет.

Марина Карусева

По материалам журнала “ASHRAE Journal”.