Кондиционирование гостиниц в прибрежных районах

Ильин Ю.П., Репетин Л.Н. — Морское отделение Украинского научно-исследовательского

гидрометеорологического института, г. Севастополь

Влох П.Г. — ООО «КАРНО», г. Киев

Актуальные проблемы эффективного использования энергоносителей и развития энергосберегающих технологий стимулируют разработку новых технических решений, ориентированных на использование разнообразных природных ресурсов прибрежной зоны моря. Одним из них является предложение использовать морскую воду для нужд холодоснабжения систем вентиляции и кондиционирования прибрежных хозяйственных объектов, в первую очередь - рекреационного комплекса. В дальнейшем предполагается решить на той же основе задачу теплоснабжения.

Безумному разбазариванию природных невосполнимых источников энергии в стране с цивилизирующейся экономикой приходит логический конец. Огромный потенциал энергии, заключенный в море может и должен (рано или поздно) быть использован. Раз уж он есть, то кто-то должен его взять. Вопрос: «Как?»

Принципиальная схема

Данная схема, без сомнения, кроме видимых достоинств, имеет и некоторые недостатки:

1. Возможные сложности устройства водовода морской воды (удаленность объекта от расчетной глубины залегания требуемых вод, отложения морских организмов на стенках водовода). Но говорить о нерешаемой сложности нельзя, не привязываясь к конкретному местоположению.
2. Необходимость строительства локального водоочистного сооружения (ВОС).
3. Высокие массо-габаритные показатели (по сравнению с традиционными схемами).
4. Отсутствует 100% гарантия получения параметров морской воды для расчетной производительности (хотя и 100% гарантии электороснабжения тоже никто не дает).

Последнее может быть опущено как погодозависимый критерий, как коэффициента невязки между температурой моря и температурой воздуха, или упрощенного коэффициента одновременности, часто применяющегося в аналогичных расчетах для обеспечения равномерной нагруженности основного технологического оборудования.
(Можно дополнить своими соображениями)

Наряду с перечисленными недостатками, имеется и неоспоримое преимущество - при равновеликих капиталовложениях, снижение эксплуатационных расходов в 2 раза.

Разработанная ООО «КАРНО» принципиальная схема холодогенерирующей установки (ХГУ) экономически обоснована на примере приморского пансионата на 180 мест с рестораном и кухней, подсобными, административными и техническими помещениями. Произведено сравнение технико-экономической эффективности модели ХГУ-200 и стандартной реализованной схемы холодильная машина - центральный кондиционер. Стоимость проектных, монтажных и пусконаладочных работ, а также воздуховодов и вытяжных систем принята в первом приближении одинаковой для обоих вариантов. Несмотря на дополнительные затраты, связанные со спецификой ХГУ-200 (вывод в море водозаборных трубопроводов, локальные очистные сооружения и насос для морской воды), ее общая стоимость оказалась на 15% ниже. Однако основной экономический эффект ожидается от существенного снижения дальнейших эксплуатационных расходов (потребляемая мощность ХГУ-200 более чем в 2 раза меньше) при использовании морской воды с температурой 10-15 °С в основном блоке установки. Кроме того, очищенная и подогретая до ~ 20 °С морская вода на выходе ХГУ может использоваться, например, в плавательном бассейне.

Основная проблема реализации проекта - это наличие и доступность для практического использования в прибрежной зоне моря холодных вод (с температурой 10-15 °С и менее). Предварительные исследования, имеющие цель географического и океанографического обоснования выбора места реализации проекта, выполнены в МО УкрНИГМИ. При выполнении работы использованы данные натурных измерений температуры воды Черного моря, выполненных на береговых станциях морской сети Госгидрометслужбы Украины, а также в ходе судовых экспедиционных исследований различных ведомств и стран.

По данным береговых станций, среднемноголетний переход температуры воды через 15 °С на всем украинском побережье Черного моря в период прогрева происходит в 3-ей декаде мая, а в период охлаждения - в октябре. При этом раньше всех понижается температура в северном мелководном районе СЗЧМ - в первой декаде октября; у западных и юго-западных берегов Крыма переход через 15 °С происходит во второй декаде октября, а у южных и юго-восточных берегов Крыма - в третьей декаде октября. Таким образом, в среднем с мая по октябрь у берегов Украины температура морской воды превышает 15 °С. Даже в теплый период года у берегов Украины нередко происходит выход к поверхности вод с температурой ниже 15 °С вследствие сгонных процессов.

Если не брать в расчет явления сгонов (апвеллинга), то доступность холодных подповерхностных вод (ниже 15 °С ) в период май-октябрь определяется близостью глубин залегания изотерм заданного диапазона  к береговой линии.

В среднем, наиболее глубоко изотерма 15 °С опускается в сентябре: до 24 м у мыса Тарханкут, 29 м - севернее Севастополя, 26-27 м - у ЮБК и ЮВБК. Изотерма 10 °С располагается на еще больших глубинах. Таким образом, оконечность водозаборного трубопровода для холодных вод должна располагаться на глубинах не менее 25-30 м. Однако, если учесть явления нагонов, которые наблюдаются, прежде всего, в районах ЮБК, то трубопровод следует довести до глубины, по крайней мере, 50 м. Наиболее близко эта изобата подходит к берегу в районах мысов Сарыч, Кикинеиз, Айтодор - на расстоянии 600-800 м. Поскольку у мыса Тарханкут интенсивные нагоны не развиваются вследствие особенности береговой линии, здесь следует ориентироваться на изобату 30 м, которая проходит на расстоянии около 2 км от берега.

После выбора места строительства установки необходим более тщательный анализ не только термических условий на основе всех доступных первичных данных наблюдений в этом районе, но и подробное описание метеорологических (прежде всего, ветровых) и гидрологических (режим течений, волнения, уровня моря) условий. Эти исследования должны быть дополнены моделированием всех возможных гидрометеорологических ситуаций с помощью современного комплекса численных гидродинамических моделей.