<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">energsecurity</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Надежность и безопасность энергетики</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Safety and Reliability of Power Industry</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1999-5555</issn><issn pub-type="epub">2542-2057</issn><publisher><publisher-name>ООО «НПО Энергобезопасность»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.24223/1999-5555-2021-14-2-124-131</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">energsecurity-759</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЯ, РАСЧЕТЫ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>DESIGN, RESEARCH, CALCULATIONS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Исследование энергоэффективности комбинированной системы воздушного и водяного отопления общественного здания</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Research of the energy efficiency of a combined air and water heating of a public building</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Игнатьев</surname><given-names>К. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ignatiev</surname><given-names>K. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ул. Красносельская, д. 51, 420066, г. Казань</p></bio><bio xml:lang="en"><p>st. Krasnoselskaya, 51, 420066, Kazan</p></bio><email xlink:type="simple">eretekosyk@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Гиниятуллин</surname><given-names>Э. Р.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Giniyatullin</surname><given-names>E. R.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ул. Красносельская, д. 51, 420066, г. Казань</p></bio><bio xml:lang="en"><p>st. Krasnoselskaya, 51, 420066, Kazan</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Зиганшин</surname><given-names>М. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ziganshin</surname><given-names>M. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ул. Красносельская, д. 51, 420066, г. Казань</p></bio><bio xml:lang="en"><p>st. Krasnoselskaya, 51, 420066, Kazan</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Казанский государственный энергетический университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Kazan State Power Engineering University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>27</day><month>07</month><year>2021</year></pub-date><volume>14</volume><issue>2</issue><fpage>124</fpage><lpage>131</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Игнатьев К.А., Гиниятуллин Э.Р., Зиганшин М.Г., 2021</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Игнатьев К.А., Гиниятуллин Э.Р., Зиганшин М.Г.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Ignatiev K.A., Giniyatullin E.R., Ziganshin M.G.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.sigma08.ru/jour/article/view/759">https://www.sigma08.ru/jour/article/view/759</self-uri><abstract><p>В последнее время при обогреве общественных и жилых помещений активно используются схемы комбинированного воздушного и водяного отопления. Они имеют определенные преимущества в странах с теплым климатом, а в условиях умеренного климата их применение может быть не оправдано. Можно ожидать максимально эффективного регулирования системы отопления в здании, если принимаются во внимание все особенности технологии как по назначению помещения, так и по способам регулирования. Система, ориентированная только на погодное регулирование, еще не соответствует энергоэффективным классам регулирования: теплоноситель с одинаковой температурой раздается по помещениям с различными требованиями к температурновлажностным характеристикам. Рассмотрены вопросы обеспечения энергоэффективности комбинированной системы воздушного и водяного отопления в общественных зданиях для умеренного континентального климата России — учебного (УК) и лабораторного (ЛК) корпусов Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ). Отопительные приборы системы обогрева КГЭУ имеют в помещениях арматуру ручного регулирования или радиаторные клапаны с термостатирующими головками, но без комнатных контроллеров, что не соответствует энергоэффективным классам регулирования. Проведено опытное обследование функционирования системы обогрева корпусов КГЭУ в отопительные периоды 2019–2020 гг. и 2020–2021 гг. Методом оптической пирометрии выполнялись замеры температуры поверхностей окон, стен и элементов системы отопления, а также температуры и влажности воздуха в аудиториях и коридорах УК и ЛК КГЭУ. Установлено соответствие санитарно-гигиеническим требованиям параметров отопительных приборов и воздуха помещений различного назначения. При этом выявлена необходимость перехода на более высокий класс регулирования, так как при существующей ситуации параметры внутреннего воздуха зависят от наружной температуры: в аномально теплую зиму 2020 г. температура воздуха в помещениях находилась на границе максимально допустимого значения, а в нормальную по климатологии зиму 2021 г. — на границе минимально допустимого.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Combined air and water heating schemes have been actively used recently for heating public and residential premises. They have certain advantages in countries with a warm climate, whereas in a temperate climate, their use may be unfeasible. The most effective regulation of the heating system in the building can be expected, if all the technology specifics are taken into account, in terms of both the purpose of the room and the methods of regulation. A system focused only on weather-based regulation falls short of meeting to energy-efficient control classes: a heat carrier with the same temperature is distributed among rooms with different requirements for temperature and humidity characteristics. The issues of ensuring the energy efficiency of the combined air and water heating system in public buildings for the temperate continental climate of Russia — the academic building (AB) and laboratory building (LB) of the Kazan State Energy University (KSEU) have been considered. Heating devices of the KSEU heating system have manual control valves installed in the premises, or radiator valves with thermostatic heads, but without room controllers, which does not meet the energy-efficient control classes. An experimental survey of the functioning of the heating system of the KSEU buildings during the 2019 – 2020 and 2020 – 2021 heating seasons was conducted. The optical pyrometry method was used to measure the temperature of the surfaces of windows, walls and elements of the heating system, as well as the temperature and humidity of the air in lecture rooms and corridors of the AB and LB of the KSEU. The parameters of heating devices and indoor air in rooms of various purposes were found compliant with the current sanitary and hygienic requirements. At the same time, the need to switch to a higher class of regulation has been revealed, since, under the current situation, the parameters of the indoor air depend on the outdoor temperature: in the abnormally warm winter of 2020, the indoor air temperature was at the edge of the maximum permissible value, while in the normal climate of winter of 2021, it was at the edge of the minimum permissible value.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>Энергоэффективность</kwd><kwd>воздушное отопление</kwd><kwd>водяное отопление</kwd><kwd>микроклимат помещения</kwd><kwd>тепловой комфорт</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>Energy efficiency</kwd><kwd>air heating</kwd><kwd>water heating</kwd><kwd>indoor microclimate</kwd><kwd>thermal comfort</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zakia Afroz, GM Shafiullah, Tania Urmee, Gary Higgins. Modeling techniques used in building HVAC control systems: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2018. (83): 64 – 84. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.10.044</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zakia Afroz, GM Shafiullah, Tania Urmee, Gary Higgins. Modeling techniques used in building HVAC control systems: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2018. (83): 64–84. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.10.044 (in Eng.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Nadine Aoun, Roland Bavière, Mathieu Vallée, Antoine Aurousseau, Guillaume Sandou. Modelling and flexible predictive control of buildings space-heating demand in district heating systems. In Energy. 2019; 188. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116042</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nadine Aoun, Roland Bavière, Mathieu Vallée, Antoine Aurousseau, Guillaume Sandou. Modelling and flexible predictive control of buildings space-heating demand in district heating systems. In Energy. 2019; (188). https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116042 (In Eng.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тарасенко Ю. А. Энергоэффективное управление инженерными системами. Автоматизация и безопасность зданий. 2019; 70. https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:55de0e88-bfcc-42de-b7e6-14356bd1d4a0/energyefficiecy-management-ofengineering-systems-brochure-ru.pdf</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tarasenko Yu. A. Energy efficient management of engineering systems. Building Automation and Safety. 2019; (70). https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:55de0e88-bfcc-42deb7e6-14356bd1d4a0/energyefficiecy-management-of-engineeringsystems-brochure-ru.pdf (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шилин А. С. Математическая модель оптимизации систем обеспечения микроклимата общественных зданий. Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке: IX Международная научнотехническая конференция. Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики 2019;: 273–278.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shilin A. S. Mathematical model of optimization of systems for providing microclimate in public buildings. Low-temperature and food technologies in the XXI century: IX International scientific and technical conference. St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics 2019;: 273–278. (in Rus.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Захаров А. А., Захарова И. Г., Ромазанов А. Р. Моделирование теплового режима и управление теплоснабжением помещений умного здания. Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика 2018; 4(2): 105–119.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zakharov A. A., Zakharova I. G., Romazanov A. R., Shirokikh A. V. The Thermal Regime Simulation and the Heat Management of a Smart Building. Tyumen State University Herald. Physical and Mathematical Modeling. Oil, Gas, Energy 2018; 4(2): 105–119. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бисмарк М. Использование прогноза погоды для оптимизации энергозатрат при оптимальных условиях комфорта. АВОК. 2018. http://www.sauter-bc.ru/rru/download/file_pdf/Meteomodul_Unidom.pdf</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bismarck M. Using weather forecast to optimize energy consumption under optimal comfort conditions. ABOK. 2018. http://www.sauter-bc.ru/rru/download/file_pdf/Meteomodul_Unidom.pdf. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бисмарк М. Предиктивное управление с использованием метеоданных-интеллектуальный инструмент управления климатизацией здания. АВОК 2020; (3): 52–57.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bismarck M. Predictive control using meteorological data – an intelligent tool for managing building climate control. ABOK 2020; (3): 52 – 57 (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Germán Ramos Ruiz, Eva Lucas Segarra, Carlos Fernández Bandera. Model Predictive Control Optimization via Genetic Algorithm Using a Detailed Building Energy Model. Energies 2019, 12(1), 34; https://doi.org/10.3390/en12010034</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Germán Ramos Ruiz, Eva Lucas Segarra, Carlos Fernández Bandera. Model Predictive Control Optimization via Genetic Algorithm Using a Detailed Building Energy Model. Energies 2019, 12(1), 34; https://doi.org/10.3390/en12010034 (In Eng.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тарасенко Ю. А. Предиктивное управление отоплением. 2019. https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:ce9eebd6-ad34-473d-925d-b93b3acc4c80/predictive-management-of-heatingarticle-ru.pdf</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tarasenko Yu. A. Predictive heating control. 2019. https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:ce9eebd6-ad34-473d925d-b93b3acc4c80/predictive-management-of-heating-article-ru.pdf (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Martins Miezis, Dzintars Jaunzems, Nicholas Stancioff. Predictive Control of a Building Heating System. Energy Procedia 2017; (113): 501–508. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.04.051</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Martins Miezis, Dzintars Jaunzems, Nicholas Stancioff. Predictive Control of a Building Heating System. Energy Procedia 2017; (113): 501 – 508. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.04.051 (In Eng.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Abdul Afram, Farrokh Janabi-Sharifi, Alan S. Fung, Kaamran Raahemifar. Artificial neural network (ANN) based model predictive control (MPC) and optimization of HVAC systems: A state of the art review and case study of a residential HVAC system. Energy and Buildings 2017; (141): 96–113. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.02.012</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abdul Afram, Farrokh Janabi-Sharifi, Alan S. Fung, Kaamran Raahemifar. Artificial neural network (ANN) based model predictive control (MPC) and optimization of HVAC systems: A state of the art review and case study of a residential HVAC system. Energy and Buildings 2017; (141): 96–113. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.02.012 (In Eng.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
