Новости

  • СОК 2019/10 Современные способы обработки осадков

    Обработка осадков производится для получения конечного продукта, наносящего окружающей среде наименьший вред, либо в идеале пригодного для использования в промышленности или сельском хозяйстве. Эта цель достигается осуществлением следующих трёх основных процессов (в различных технологических последовательностях):

    1. Стабилизацией, придающей осадкам сточных вод способность не выделять вредные продукты разложения при длительном хранении.

    2. Обезвоживанием, обеспечивающим минимальный объём осадков.

    3. Обеззараживанием, делающим осадки безопасными по санитарно-бактериологическим показателям.

    Стабилизация

    Для сырого осадка и избыточного активного ила или биоплёнки, как правило, применяют стабилизацию в аэробных или анаэробных условиях.

    Анаэробное сбраживание производят на малых сооружениях в перегнивателях, а на крупных — в метантенках с получением метана, который используется для выработки электроэнергии и тепла для нужд очистной станции.

    Для станции производительностью 500 м³/сут. используется перегниватель (септик). Время пребывания осадка в таком сооружении при средней температуре +15°C составляет не менее 40 дней, что в нашем случае составит объём: для аэротенков с первичными отстойниками — 436 м³, для сооружений без первичных отстойников — 596 м³. При сбраживании количество осадка по сухому веществу уменьшается на 25–30%, влажность осадка падает до 96%. Биологический процесс в перегнивателях происходит экстенсивно, под влиянием внешних условий.

    К достоинствам перегнивателей следует отнести их простоту, надёжность и отсутствие потребления энергии, к недостаткам — большой объём сооружений.

    Аэробная стабилизация — это процесс окисления органических субстратов в аэробных условиях, который производится в сооружениях типа аэротенков глубиной 3–5 м. Время обработки для избыточного активного ила составляет от двух до пяти суток, для смеси ила и осадка первичных отстойников — 8–12 суток.

    То есть объём стабилизатора для сооружений на 500 м³ составит:

    • для сооружений с первичными отстойниками — 109 м³;
    • для сооружений без первичных отстойников — 44,7 м³.

    Это значительно меньше, чем у перегнивателя, но за это придётся платить сооружением отстойника с временем пребывания 1,5–5 часов — это объём примерно 1,8 м³/м³ стоков, а главное — расход электроэнергии на аэрацию, 1–2 м³/м³ объёма стабилизатора в час, но не менее 6 м³/м² в час, что составляет:

    • для сооружений с первичными отстойниками — 163,5 м³/ч;
    • для сооружений без первичных отстойников — 67,5 м³/ч.

    Всё это при глубине не менее 4 м для выполнения условия «не менее 6 м³/м² в час». Это потребует наличия воздуходувки мощностью в первом случае 2,75 кВт, во втором — 1,125 кВт. То есть каждый месяц будет дополнительно расходоваться в первом случае — 8910 руб., а во втором — 3645 руб.

    Обезвоживание

    Старейший способ обезвоживания — это иловые площадки [2], к достоинствам которых относится простота конструкции и лёгкость эксплуатации (отсутствуют требования к квалификации). Недостатки — большая площадь сооружений и увеличение требуемой санитарно-защитной зоны (СЗЗ).

    В нашем случае при суточной производительности Qсут = 500 м³ площадь иловых площадок для сооружений с аэротенками составит (по СНиП [2]):

    • для сооружений с первичными отстойниками — 5570 м²;
    • для сооружений без первичных отстойников — 7614 м².

    При различных способах интенсификации (совершенствование системы дренажей, устройство прозрачной кровли от дождя и системы вентиляции, дозирование флокулянта и т. д.) производительность удаётся поднять в два раза и, соответственно, сократить площадь.

    Кроме того, согласно СНиП [2] ширина санитарно-защитной зоны при использовании иловых площадок требуется на 200 м больше (400 против 200 м).

    В современных условиях обезвоживание на иловых площадках является нерациональным, как с экономической, так и с экологической точек зрения. Поэтому применяют механическое обезвоживание на различных устройствах. Простейшими устройствами являются мешочные фильтры [3]. В таких фильтрах осадок, предварительно смешанный с флокулянтом, наливается в мешки из фильтровального материала, где обезвоживаются до влажности 85%. Далее мешки снимаются и заменяются на новые. К достоинствам установки относятся дешевизна, простота эксплуатации, удобство погрузки и транспортировки обезвоженного осадка (в целях экономии обычно мешки опорожняются и используются повторно, цена 30-литрового мешка составляет 350 руб.).

    Другие устройства, получившие широкое распространение:

    1. Центрифуги — дорогие и капризные устройства высокой производительности, применение которых оправдано только на крупных станциях.

    2. Ленточные фильтр-прессы — громоздкие и сложные устройства.

    3. Шнековые дегидраторы — современные, надёжные и экономичные устройства для обезвоживания осадка — после того, как появилось много отечественных производителей, их стоимость стала вполне приемлемой.

    Следует также отметить, что для всех устройств обезвоживания требуется станция приготовления и дозирования флокулянта (полиэлектролита).

    Современные способы обработки осадков. 10/2019. Фото 1

    Обеззараживание осадков

    Исследования показали, что даже сброженные в мезофильных условиях осадки сточных вод содержат большое количество гельминтов и патогенных микроорганизмов. Попадая в благоприятные условия яйца гельминтов становятся способными заражать людей и животных. Поэтому в случае дальнейшего использования в качестве органических удобрений для сельского хозяйства необходимо произвести обеззараживание осадка. Для этих целей широкое практическое применение получили биотермические, термические и химические методы.

    Биотермический процесс разложения органических веществ осадков, осуществляемый под действием аэробных микроорганизмов с целью стабилизации, обеззараживания и подготовки осадков к утилизации в качестве удобрения, называется компостированием. Компостирование позволяет существенно сократить расходы на топливо или электроэнергию и улучшить санитарно-гигиенические показатели за счёт гибели болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок мух. Для приготовления компоста желательно использование сырого, несброженного остатка, так как в процессе жизнедеятельности аэробных организмов происходит потребление и расход органических веществ и их нагрев.

    Процесс компостирования производится обычным (экстенсивным) способом на компостных площадках или траншеях с продолжительностью несколько месяцев, либо по ускоренной технологии в специальных аппаратах (компостерах) в течение пяти-семи дней. В результате проведения компостирования получают компост в виде сыпучего материала влажностью 40–50%.

    Готовый компост не имеет запаха, не загнивает и является хорошим удобрением. При этом решается проблема песка — его можно также засыпать в компостер, и он органично войдёт в состав полученного компоста, при этом нет необходимости отмывать его от органики в сложных и дорогостоящих устройствах. Следует отметить, что для компостирования важно поддержание оптимального соотношения C:N и начальной влажности, которые для осадков сточных вод достигают внесением углеродосодержащих добавок — опилок, сухой листвы, сухой травы, бумаги, веток, соломы, торфа и т. д., в зависимости от местных условий. В условиях Сочи отличной добавкой может служить помёт с Адлерской птицефабрики, образующийся в количестве 250 тонн в месяц и являющийся для фабрики обузой, или органические компоненты твёрдых бытовых отходов (ТБО).

    Таким образом, оптимальной для сооружений производительностью 500 м³/ сут. представляется следующая схема обработки осадка:

    • уплотнение осадка в илоуплотнителеотстойнике;
    • дальнейшее обезвоживание на шнековом дегидраторе;
    • ускоренное компостирование совместно либо с подстилочным помётом в компостере периодического или непрерывного действия (например, с вращающимся барабаном), либо с органическими компонентами ТБО [7].

    При производительности КОС свыше 50 тыс. м³/сут. для переработки осадков сточных вод, отходов животноводческих комплексов и органических компонентов ТБО целесообразно использование сухой ферментации смеси обезвоженных осадков [6] и отходов жизнедеятельности людей и животных для переработки в биогаз и удобрение, а для биологической очистки сточных вод свободноплавающего активного ила, избыток которого можно использовать в качестве корма рыбам, а также птицам и прочим домашним животным, после сгущения и обезвоживания ила с подачей его в специальные кормушки [6].

    Сухая ферментация: от биомусора до биогаза

    Технология сухой ферментации позволяет получать энергию из отходов сельского хозяйства и озеленения. Это экологически безопасное, стабильное и CO2-нейтральное производство. Для получения биогаза не используются продукты питания и корм, только отходы.

    Несомненно, использование возобновляемых источников энергии положительно влияет не только на экологию, но и на сохранность ископаемых природных ресурсов. Важным является и то, что биологические отходы являются «национальным сырьём» для каждой страны, то есть нет необходимости закупать их за границей, а значит, цена на них не зависит от политической ситуации. При удачном расположении биогазовой установки затраты на транспорт сырья также могут стать несущественными. Биогаз легко хранить и транспортировать, поэтому нет необходимости располагать биогазовую установку в непосредственной близости от потребителя. В одной только Германии на сегодняшний день более 3,5 млн семей покрывают свои потребности в электроэнергии благодаря биогазу. В сельских районах строительство биогазовых установок способствует созданию новых рабочих мест.

    При ферментации биомассы получается биогаз с высоким содержанием метана и низким содержанием сероводорода.

    В сравнении с влажной ферментацией требуются значительно меньшие капитальные затраты и количество исходного сырья. Любая органика, которая может быть ферментирована, как, например, биологические отходы, обрезки, навоз (содержание твёрдого вещества до 60%), может быть использована для получения биогаза. Более того, нет необходимости в сортировке либо дополнительной предварительной подготовке материала.

    Технически усовершенствованные системы

    Рассматриваемые технологии позволяют перерабатывать отходы в действительно ценный материал. Получаемая в результате электроэнергия может продаваться в сеть, а тепло, выделяемое в процессе выработки электричества, можно использовать для собственных нужд, тем самым экономя. Остатки сырья после сбраживания являются прекрасным натуральным, высококачественным удобрением.

    Сухая ферментация открывает новые возможности для озеленительных фирм, пищевой промышленности и прочих предприятий, где имеется большое количество биологических отходов. Отпадает необходимость платить за вывоз и утилизацию мусора, его можно перерабатывать, получая ценные энергоресурсы. При должном подборе оборудования сроки окупаемости установки сравнительно невелики, а вклад в защиту окружающей среды неоспорим. Продажа удобрений, полученных в процессе ферментации, может дать существенный доход. При сбраживании сырья в сухих ферментерах достигается постоянно высокий выход газа. Благодаря современным технологиям существенно сократилось время простоя, приводящего к падению доходов. По сравнению с влажной ферментацией процесс происходит быстрее, требуется меньше работы персонала, меньше места, меньший расход воды и энергии.

  • СОК 2019/10 Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок

    В настоящее время количество автономных энергоустановок с поршневыми двигателями внутреннего сгорания (ДВС) в России достигает 50 тыс., а их суммарная установленная электрическая мощность составляет 17 млн кВт [1]. Только 4,5% энергоустановок (включая технологические), относящихся к малой энергетике, оборудовано системами когенерации, утилизирующими сбросовое тепло систем охлаждения, смазки и отвода отработавших газов первичного двигателя. Суммарная доля когенерации при производстве тепловой энергии в РФ составляет лишь 31% (в основном за счёт крупных электростанций). Для сравнения, в США и Великобритании доля когенерации достигает 80%, Нидерландах — 70%, Германии — 50% [2].

    Государственной программой «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2010 года №2446-р) предусмотрено увеличение доли утилизируемого вторичного тепла до 68% к 2020 году. Увеличение доли теплоэнергетических установок на базе поршневых ДВС может дать экономию топлива до 12% в отрасли малой теплоэнергетики и до 4% от общей выработки тепла в России.

    К дополнительным положительным эффектам когенерации относятся:

    • снижение суммарных выбросов вредных веществ в атмосферу генерирующими установками;
    • уменьшение «теплового загрязнения» окружающей среды, в том числе за счёт снижения выбросов углекислого газа;
    • снижение затрат на прокладку тепловых сетей и подключение к ним и сокращение тепловых потерь (автономные когенерационные теплоэнергетические установки размещаются непосредственно в местах потребления тепловой энергии);
    • общее повышение надёжности теплоснабжения.

    На российском рынке энергоустановок с первичными ДВС доля отечественной продукции составляет от 3% (с дизелями) до 5% (с газопоршневыми двигателями), при этом доля установок с системами утилизации сбросового тепла двигателя ещё ниже. Можно сказать, что отечественные когенерационные теплоэнергетические установки выпускаются как единичные экземпляры под конкретных заказчиков. Одной из причин этого является низкий технический уровень продукции, вызванный стремлением изготовителей минимизировать затраты на расчёт, испытания и конструктивную доводку энергоустановок.

    Решение данной проблемы тесно связано с более широким внедрением специализированного программного обеспечения (ПО) для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок с поршневыми ДВС, позволяющего, с одной стороны, частично заменить дорогостоящие и трудоёмкие натурные испытания виртуальными, а с другой — повысить точность выполняемых расчётов.

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 1

    Для имитационного моделирования поршневых ДВС наиболее часто применяется коммерческое программное обеспечение AVL Boost, Ricardo Wave, GT-Suite, AmeSim и другое аналогичное. Реализованные в этом программном обеспечении математические модели не предназначены для расчёта теплоэнергетических установок, содержащих системы когенерации, процессы в которых должны быть сопряжены с процессами ДВС, и не включают граничные условия, отражающие особенности режимов функционирования тепловых и электрических сетей. Общим недостатком ПО и математических моделей теплоэнергетических установок, с точки зрения их применения для решения задач совершенствования первичных ДВС энергоустановок, является недостаточно детальное описание поршневого двигателя, что не позволяет оценивать влияние конструктивных и режимных параметров установки на тепловую и механическую напряжённость деталей ДВС, выбросы вредных веществ с отработавшими газами.

    Чаще всего для математического описания двигателя в составе энергоустановок применяются модели с усреднёнными по циклу параметрами (MVEM). Отдельные системы и механизмы двигателя в таких моделях не описаны совсем.

    Основные научные проблемы имитационного моделирования теплоэнергетических установок с поршневыми двигателями внутреннего сгорания обусловлены следующими факторами:

    • различным масштабом времени сопряжённых процессов в системах и механизмах энергоустановки и двигателя (например, быстротекущие — газодинамические в газовоздушном тракте и камере сгорания, медленные — термодинамические в системе утилизации сбросового тепла) влекущим необходимость, с одной стороны, детального математического описания быстротекущих процессов, с другой стороны, снижения трудоёмкости расчёта медленных процессов;
    • многообразием конструктивных решений энергоустановок с поршневыми ДВС и системами когенерации, которые невозможно описать в рамках одной универсальной модели.

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 2

    В ходе работы, основные результаты которой изложены в данной статье, были обоснованы и программно реализованы общие принципы технологии имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок и двигателей в их составе, основанные на следующих подходах:

    • системном — энергетическая установка рассматривается как динамическая система с изменяемой структурой, состояние которой декларативно описывается системой алгебраических и дифференциальных уравнений;
    • компонентном — имитационная модель энергоустановки составляется из готовых библиотечных компонентов, «аказуально» (то есть без явно алгоритмически выраженных причинно-следственных связей) связанных между собой;
    • объектно-ориентированном — из математического описания выделяются компоненты и связи, реализующие аналогичные методы преобразования данных.

    Функциональные возможности математической имитационной модели (и, соответственно, основанного на ней программного обеспечения) должны позволять описывать транзиентные, мультидоменные и сопряжённые процессы различного масштаба времени.

    Каждый компонент имитационной модели обменивается со связанными компонентами (включая компоненты граничных условий) мощностью:

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 3

    где f(t) и e(t) — потоковая и потенциальная фазовая переменные, соответственно; — время.

    Состояние компонента в любой момент времени описывается следующим компонентным уравнением:

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 4

    Объединение компонентов осуществляется в виде топологических уравнений баланса потенциальных переменных:

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 5

    а также в виде непрерывности потоковых переменных:

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 6

    Полная модель представляет собой систему алгебраических и обыкновенных дифференциальных уравнений, связывающих фазовые переменные. Для реализации компонентного подхода используется метод ненаправленных графов связей (бондграфов [3]), которые представляют совокупность элементов, соответствующих элементарным типам преобразования энергии: источники/стоки энергии, аккумуляторы, диссипативные элементы и собственно преобразователи. Для элемента графа уравнение мощности (1) дополняется уравнением энергии:

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 7

    и аналогичными уравнениями обобщённых перемещения и импульса.

    За время Δt = t — t0 через связь (которая тоже является объектом) и соответствующий порт компонента передаётся энергия, выражаемая следующим образом:

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 8

    В соответствии с объектно-ориентированным подходом была выполнена декомпозиция обобщённой имитационной модели теплоэнергетической установки и выделены связи. Переменные, входящие в систему уравнений (1–6), были интерпретированы для элементов системы когенерации и двигателя внутреннего сгорания и сгруппированы по базовым доменам (газо-, гидрои термодинамика, динамика механизмов и так далее). Созданы математические описания методов объектов (компонентов и их связей) в составе энергоустановки.

    Например, газодинамическая связь компонентов будет описываться следующей системой уравнений:

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 9

    где G — масса газа проходящего через связь (потоковая переменная); Р — давление (потенциальная переменная); р — номер связи.

    Компонент «переменный объём газа» описывается системой уравнений массового, энергетического балансов и состояния. Одномерная модель газовой динамики потоков учитывает волновые явления. Термодинамические характеристики рабочих сред зависят от их температуры. Термодинамика «твёрдых» компонентов описывается уравнением Фурье-Кирхгофа, которое для выравнивания масштаба времени компонентов (методом конечных разностей) приведено к виду обыкновенного дифференциального уравнения первого порядка. Возможна как одномерная, так и двухили трёхмерная постановка расчётной задачи.

    Аналогично математически описаны компоненты и связи, принадлежащие другим доменам теплоэнергетической установки, а также граничные условия, моделирующие тепловую и электрическую нагрузку и другие внешние условия её функционирования. Математические модели гидродинамических компонентов (систем смазки, охлаждения, когенерации и другие) отличаются от газодинамических моделей тем, что не учитывают сжимаемость жидкости. Модели турбины и компрессора основаны на системе уравнений баланса энтальпии газа.

    Генератор — синхронная явнополюсная машина с короткозамкнутым ротором (используется в большинстве энергоустановок с ДВС), при необходимости можно использовать и другие модели. В отдельные функции выделены зависимости, не относящиеся к базовым доменам. Более детальное описание математических моделей компонентов и связей приведено в публикациях [4, 5].

    Разработанные математические модели были реализованы в виде программного обеспечения [6], представляющего собой инструмент для решения практических задач создания и совершенствования теплоэнергетических установок с поршневыми ДВС. Одной из основных особенностей разработанных математических моделей является наличие аказуальных связей между компонентами, поэтому для её программной реализации должны быть использованы программные средства, обеспечивающие соответствующую функциональность.

    Существует универсальное ПО, позволяющее создавать из готовых библиотек компонентные модели с аказуальными связями, например, MathWorks Simscape, Controllab 20-Sim, Siemens Simcenter AmeSim и другие. Недостатком любого универсального программного обеспечения является повышенная трудоёмкость создания оригинальных моделей и их расчёта из-за «избыточности» кода и неоптимизированной под решение специфических задач функциональности.

    Более целесообразным является разработка оригинального ПО с применением языков программирования, реализующих декларативную парадигму. Для решения задач данного исследования в наибольшей степени подходит Modelica, разрабатываемая некоммерческой организацией Modelica Association. Modelica является декларативным, объектно-ориентированным, мультидоменным языком компонентно-ориентированного моделирования сложных систем [7]. Важным является и то, что язык является некоммерческим и существуют некоммерческие реализации средств разработки с открытым кодом, например, OpenModelica, использованная в настоящей работе (рис. 1). Для решения системы уравнений, описывающей теплоэнергетическую установку, использовался решатель Differential / Algebraic System Solver (DASSL).

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 10

    Его выбор обусловлен более высокой устойчивостью, по сравнению с традиционными методами (Euler, Runge-Kutta, Adams-Bashfort и т. д.), а также возможностью решать жёсткие дифференциальные уравнения, описывающие химическую кинетику процесса горения топлива.

    С программным обеспечением можно работать как в текстовом, так и в графическом режиме (что удобнее). Библиотека классов не привязана к конкретному графическому интерфейсу, кроме OMEdit может использоваться программное обеспечение Siemens Dymola, MapleSim, Wolfram System Designer и др. В графическом режиме имитационная модель создаётся в следующей последовательности:

    • методом drag and drop из библиотечных элементов составляется структура модели (рис. 1 и 2);
    • в окне настройки выполняется параметризация и инициализация компонентов, при этом пользователь выбирает, какие переменные задавать (например, давление), а какие инициализируются решателем (например, масса теплоносителя);
    • настраивается решатель;
    • выполняется расчёт, его результаты сохраняются в формате *.mat или *.csv;
    • при необходимости результаты моделирования визуализируются встроенными средствами редактора либо сторонними программами, например, Excel.

    Относительно простотой и интуитивно понятный интерфейс ПО позволяет любому инженеру, не вдаваясь в нюансы математического моделирования, быстро создавать достаточно сложные модели (модель на рис. 2 содержит более 4000 уравнений, половина из которых дифференциальные) и выполнять разнообразные расчёты, включая оптимизационные.

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 11

    Для верификации разработанного ПО был разработан и изготовлен макетный образец теплоэнергетической установки на основе четырёхцилиндрового ДВС с газотурбинным наддувом типа 4ЧН15 / 20.5 и теплообменников охлаждающей жидкости и масла типа ВХД/МХД и отработавших газов.

    Методика верификации включала методику экспериментальных исследований макетного образца энергоустановки и методику проведения тестовых расчё- тов с использованием имитационной модели (рис. 2). Тепловая нагрузка имитировалась с учётом требований СНиП 41-01-2003. Электрическая нагрузка задавалась ступенями — 0,25; 50; 75 и 100% от номинальной. Испытания были проведены в аккредитованной Росстандартом лаборатории АО «НИИ «Автотракторной техники», что гарантирует соблюдение метрологических требований и достоверность результатов. Была разработана методика испытаний ПО (по ГОСТ 19.301–79) с целью подтверждения соответствия его функциональных возможностей заявленным требованиям.

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 12

    В ходе стендовых испытаний макетного образца автономной теплоэнергетической установки были получены экспериментальные данные. Верификация имитационной модели с их использованием (примеры на рис. 3 и 4) подтвердила адекватность математических моделей компонентов, используемых для имитационного моделирования. Коэффициенты парной корреляции расчётных и экспериментальных данных — не ниже 0,97. Испытания ПО для создания и расчёта имитационных моделей теплоэнергетических установок с поршневыми ДВС подтвердили соответствие его функциональных возможностей заявленным требованиям. Время расчёта процессов в поршневом ДВС соизмеримо с зарубежным (неполным) аналогом — AVL Boost.

    Программное обеспечение для имитационного моделирования автономных теплоэнергетических установок. 10/2019. Фото 13

    Итак, в ходе выполненных работ было достигнуто следующее:

    • разработаны общие принципы имитационного моделирования теплоэнергетических установок с поршневыми ДВС, включающие системный, компонентный, и объектно-ориентированный подходы, использование теории бондграфов;
    • созданы декларативные, мультидоменные, транзиентные математические модели компонентов и связей между ними для целей имитационного моделирования теплоэнергетических установок с поршневыми двигателями;
    • разработано программное обеспечение, реализующее разработанные принципы имитационного моделирования и матмодели компонентов и связей;
    • выполнена верификация тестовой имитационной модели по результатам экспериментальных исследований макетного образца автономной теплоэнергетической установки, которая подтвердила адекватность математических моделей компонентов, используемых для имитационного моделирования.

    Результаты исследования используются Южно-Уральским государственным университетом и Южно-Уральским институтом управления и экономики при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию автономных теплоэнергетических установок на базе поршневых двигателей внутреннего сгорания [8].

  • На заметку: 11.02.2020 14:00, Москва, Крокус Экспо (в рамках выставки Aquatherm Moscow 2020), семинар «Передовое оборудование и лучшие проекты инженерного обустройства зданий и сооружений»

    Конференция «Передовое оборудование и лучшие проекты инженерного обустройства зданий и сооружений»

    Организаторы: журнал «С.О.К.», Hyve Group, Reed Exhibitions
    Дата проведения: 11 февраля 2020 года
    Время проведения: 14.00–18.00 (регистрация — с 14:00)

    РЕГИСТРАЦИЯ НА КОНФЕРЕНЦИЮ

    ПРОГРАММА КОНФЕРЕНЦИИ

    14:00–14:15 — Регистрация делегатов

    14:15–14:20 — Вступительное слово, обзор тем конференции. Александр Гудко, Главный редактор журнала С.О.К.

    14:20–14:30 — Нормативные и технические нюансы проектирования инженерных систем в современных условиях и лучшие реализованные проекты в Москве. Представитель Ассоциации проектировщиков Московской области

    14:40–15:00 — Каскадные системы NAVIEN: перспективы развития блочно-модульных котельных и энергосбережения в РФ и лучшие реализованные проекты. Вячеслав Кашурин, Менеджер по развитию объектных поставок ООО «Навиен Рус»

    15:10–15:20 — Строительство современных умных очистных сооружений и подбор надежного оборудования для проектов — залог благоприятной и экологически безопасной среды проживания. Светлана Гафарова, Исполнительный директор Ассоциации водоснабжения и водоотведения Московской области

    15:30–15:40 — ООО «БДР Термия Рус»

    15:50–16:00 — Опыт Ассоциации производителей трубопроводных систем в борьбе с фальсифицированной и контрафактной продукцией в области полимерных трубопроводных систем. Владислав Ткаченко, Генеральный директор Ассоциации производителей трубопроводных систем

    16:10–16:20 — Использование оборудования Thermex в комплексных решениях инженерного обустройства зданий и сооружений: эффективность интеграции и лучшие практики. Евгений Петралай, Руководитель направления «Газовое оборудование — регион Восточная Европа» корпорации «Термекс», Михаил Смирнов, Руководитель товарного направления «Водонагревательное оборудование» корпорации «Термекс»

    16:30–16:40 — HORTEK: 2 МВт на ДВУХ квадратных метрах. Игорь Голобородько, Генеральный директор ООО «ХорТЭК»

    16:50–17:00 — Борьба с наледью на крышах и ступенях зданий, открытых площадках. Внедрение систем электрообогрева в сферы строительства и ЖКХ. Компания VITEX

  • СОК 2019/10 Оптимизация выбора теплоизоляционного материала для наружных ограждений

    Энергосберегающие технологии решают задачи экономии энергоресурсов, уменьшения загрязнения окружающей среды, увеличения рентабельности предприятий. Повышение энергетической эффективности зданий — результат применения комплексных архитектурно-строительных решений.

    Законодательные нормы стран Скандинавии в строительстве учитывают экономические интересы собственников жилья и инвесторов. При этом энергосберегающие технологии позволяют повысить уровень энергоэффективности с помощью применения эффективной теплоизоляции.

    Анализируя мероприятия по повышению энергетической эффективности зданий и сооружений нашего города, мы пошли по пути оптимизации широкого ассортимента стройматериалов и тепловой изоляции, представленного на рынках нашего города, и небольшого перечня материалов, предлагаемых производителями. Теплотехническим расчётом определялись толщина предлагаемого теплоизоляционного слоя и общая толщина ограждающей конструкции с учётом необходимых санитарно-гигиенических и комфортных условий микроклимата.

    Обязательным условием определения расхода материалов было проведение анализа технологии изготовления теплоизоляционного материала, теплотехнических характеристик и определения степени экологической безопасности.

    Был изучен ассортимент теплоизоляционных материалов оптовых рынков для строительной отрасли Приднестровской Молдавской Республики (ПМР): пенопласт плотностью 20 и 50 кг/м³, каменная вата плотностью 40 и 90 кг/м³.

    Стоимость пенопласта плотностью 20 кг/м³ составляет 13,8 руб. ПМР за 1 м², пенопласт плотностью 50 кг/м³–46 руб. ПМР за 1 м². Стоимость каменной ваты плотностью 40 кг/м³ составляет 61 руб. ПМР за 1 м², плотностью 90 кг/м³–147 руб. ПМР за 1 м².

    Пенопласт изготавливается из пенополистирола посредством его вспенивания. Практически на 98% он состоит из газа. Каменная вата — минеральная вата, изготовленная из расплава горных пород методом плавления при температуре свыше 1500°C и последующим распылением на волокна. Общие технические свойства исследуемых теплоизоляционных материалов — низкая теплопроводность, устойчивость к биологическому и химическому воздействию, сохранение первоначальных теплотехнических свойств каменной ваты, — в три раза выше, чем у пенопласта. Она обладает ветрозащитными и звукоизоляционными свойствами, имеет низкое водопоглощение, отличается простотой монтажа и использования. Каменная вата устойчива к влаге, обладает высокими свойствами шумопоглощения и пожаростойкостью.

    Теплотехнический расчёт толщины теплоизоляционного слоя для наружного ограждения без окон размером 3,5×2,5 м проведён по установленной методике СНиП II-3–79* «Строительная теплотехника» и СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

    Исходные данные: tв = 18°C; tн = tx.c = −22°C; Zо.п = 163 сут.; tо.п = +0,7°C; n = 1; Δtн = 4°C; αв = 8,7 Вт/ ( м²·°C); αн = 23 Вт/( м²·°C); r = 0,7.

    Конструктивное решение проектируемого ограждения позволяет обеспечить необходимые санитарно-гигиенические и комфортные условия микроклимата, требуемое сопротивление теплопередаче R0 тр, ( м²·°C)/Вт:

    Оптимизация выбора теплоизоляционного материала для наружных ограждений. 10/2019. Фото 1

    Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), °C·сут.:

    ГСОП = (tв — tоп)Zоп
    ГСОП = (18–0,7) × 163 = 2820°C·сут.  (2) 

    Приведённое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций соответствует теплозащитным свойствам R0 пр = 1,164 (м·°C)/Вт.

    Четырёхслойная конструкция наружного ограждения: штукатурка известковопесчаная, плиты из пиленого известняка, штукатурка цементно-песчаная. Утеплитель предлагался четырёх видов: пенопласт плотностью 20 и 50 кг/м³; каменная вата плотностью 40 и 90 кг/м³.

    Основные теплотехнические показатели строительных материалов для предлагаемой четырёхслойной наружной стены приведёны в табл. 1.

    Оптимизация выбора теплоизоляционного материала для наружных ограждений. 10/2019. Фото 2

    Предварительная толщина слоя утеплителя:

    Оптимизация выбора теплоизоляционного материала для наружных ограждений. 10/2019. Фото 3

    Расчёты по данной формуле дают величины δут: 35, 40, 45 и 50 мм.

    Расход материала и затраты на утепление стены площадью 9 м² в рублях Приднестровской Молдавской Республики (табл. 2) даёт понимание проблемы выбора теплоизоляционного материала, которую можно решить в ходе конструктивного диалога между проектировщиком и заказчиком проекта реконструкции наружных ограждений сооружений.

  • СОК 2019/09 Компактные VRF-системы Multi V S на базе хладагента R32

    Компактные VRF-системы Multi V S на базе хладагента R32. 9/2019. Фото 1

    LG Electronics (LG) первой в отрасли запустила массовое производство одновентиляторных мини-VRF-систем производительностью 4–6 л.с. (2,94–4,41 кВт) с хладагентом R32, которые наиболее популярны в применении для небольших офисов и магазинов, а также премиальных жилых объектов и других случаях, где есть ограничения по площади размещения наружных блоков систем кондиционирования. На сегодняшний день Multi V S является самой компактной и лёгкой мини-VRFсистемой (наружным блоком) на базе хладагента R32 c самыми высокими показателями энергоэффективности.

    «Затрагивая тему экологии, мы видим, что в мире наблюдается тенденция постепенного ужесточения законов по регулированию выделений фторированных парниковых газов, в связи с чем многие производители уже начали применение хладагента R32. Говоря о Multi V S, важно отметить характеристики самого хладагента. R32 известен своим низким уровнем индекса потенциала глобального потепления (Global Warming Potential, GWP), который ниже, чем у R410a, на 68 процентов. Также он является более эффективным по характеристикам теплопередачи и более чем в два раза более дешёвым по сравнению с R410a (оценка в евро для модели производительностью шесть лошадиных сил)», — рассказывает Алексей Огибалов, технический директор и руководитель учебного центра LG Elecronics.

    Благодаря собственным инновационным разработкам специалистам LG удалось создать систему, которая по сравнению с предшественниками стала меньше на 40% по объёму и на 23% по весу. В результате этого для монтажа потребуется ещё меньше пространства, времени и трудовых затрат, при этом расширился спектр сложности архитектурных проектных решений, где возможно применение Multi V S.

    Компактные VRF-системы Multi V S на базе хладагента R32. 9/2019. Фото 2

    И, как дополнительный плюс, — снижение необходимого объёма заправки хладагента. Ранее идентичной по производительности системе на базе хладагента R410a требовалось минимум 5,6 кг, в то время как новой системе необходимо всего 4,3 кг хладагента R32.

    Шумовые характеристики (уровень звукового давления) наружного блока сохранились на прежнем низком уровне, а именно — 50–52 дБ(A), что, для сравнения, равносильно уровню шума обычного разговора.

    Самой важной задачей для инженеров было достичь перечисленных выше характеристик без понижения показателей энергоэффективности. В итоге сезонные коэффициенты энергоэффективности (SEER и SCOP) новой системы соответствуют самым высоким требованиям признанных во всём мире независимых европейских комиссий, проводящих испытания систем в области ОВиК на собственных площадках на равных для всех условиях. По результатам испытаний, оперируя понятиями SEER и SCOP, рейтинг энергетической эффективности Multi V S попадает под категории А++ и A+++, что выше показателей большинства аналогичных систем на рынке.

    Повысить показатели энергоэффективности удалось за счёт собственных уникальных разработок, а именно — новой технологии R1 Compressor. По сути, это новый инверторный спиральный компрессор компании LG Elecronics с механизмом компрессии в нижней части. Подобное изменение конструкции позволило уменьшить требуемый объём масла в картере, отказаться от масляного насоса, снизить износ механизма и уровень вибрации. По результатам внутренних испытаний компрессор R1 показал высокую стабильность и эффективность. Особо высокие показатели были достигнуты в условиях частичной нагрузки. С использованием нового компрессора система Multi V S стала ещё более экономичной и отвечает самым высоким техническим и экологическим требованиям.

    Компактные VRF-системы Multi V S на базе хладагента R32. 9/2019. Фото 3

    Также удалось применить ряд уникальных технологий из других систем продуктовой линии Multi V от LG. Одной из таких технологий является Dual Sensing. Технология позволяет повысить комфорт и эффективность за счёт работы системы на основе двух факторов, влияющих в том числе и на комфорт: температуры и влажности. Также применены технология Ocean Black Fin (технология покрытия специальной антикоррозийной плёнкой с двойной защитой от агрессивных веществ, таких как соль и песок, а также промышленных загрязнений) и инновационная биометрическая конструкция вентилятора (технология увеличения расхода воздуха без значительных изменений в габаритах самого вентилятора).

    «Новая VRF-система Multi V S на хладагенте R32, будучи самой компактной и лёгкой в своём классе, стала ещё более удобной в монтаже и проектировании и по-прежнему выдаёт самые высокие показатели энергоэффективности, что крайне важно для монтажников, проектировщиков и заказчиков при выборе ОВиК решения, — комментирует появление новинки Алексей Огибалов. — LG на постоянной основе проводит исследования и разного рода испытания для обеспечения мировых потребностей в более экономичных и экологичных продуктах».

    На данный момент новейшая система Multi V S на базе хладагента R32 представлена моделями производительностью 12, 14 и 16 кВт с возможностью подключения от восьми до 13 внутренних блоков. Все внутренние блоки серии Multi V, работающие на хладагенте R410a, совместимы с новой системой.

  • На заметку: 23.01.2020, г. Тула, ул. Щегловская засека, д. 31, ворота №20, семинар «Монтаж, запуск в эксплуатацию и сервисное обслуживание установок водоподготовки Ёлка»

    23 января 2020 года компания «Геффен» проведет обучающий семинар «Монтаж, запуск в эксплуатацию и сервисное обслуживание установок водоподготовки Ёлка».

    Во время обучения будет предоставлена возможность, на практике, совместно со специалистами фирмы ООО «Геффен» произвести монтаж и запуск в эксплуатацию установок водоочистки Ёлка. На примере работающей установки будут сгенерированы самые распространенные ситуации неработоспособности оборудования и показаны решения данных проблем. Будут разобраны вопросы по сервисному обслуживанию установок с управляющими клапанами разных производителей.

    В процессе практического обучения будет проходить семинар на котором рассмотрим типы установок водоочистки их назначение и устройство, схемы потоков в режиме сервиса и промывки, а также типовые схемы водоочистки для частного дома, коттеджа. После прохождения обучения всем участникам выдается сертификат.

    Обучение бесплатное. Запись на семинар по телефону +7 (960) 607-49-05 или на сайте.

Страницы: 1 2 3 4 5 ... 10 20 30 40 50 60 70 ... в конец »