Системы вентиляции
Энергетическое обследование систем вентиляции позволяет определить, соответствует ли фактический воздухообмен назначению помещений и насколько обоснован расход энергии на перемещение и подогрев воздуха. Проверяют механическую и естественную вентиляцию, работу вентиляторов, регулирование их оборотов, сопротивление воздуховодов и фильтров, а также использование тепла удаляемого воздуха в рекуператорах.
Главный вопрос обследования — почему вентиляционная установка потребляет определённое количество энергии. Повышенное электропотребление может быть связано с избыточным расходом воздуха или высоким сопротивлением фильтров. Однако рост нагрузки может быть и обоснованным: например, если на производстве изменились условия эксплуатации и увеличилась потребность в удалении загрязнений.
Поэтому оценку начинают с проверки необходимого воздухообмена. Снижать производительность вентиляции ради экономии допустимо рассматривать только при условии сохранения безопасных условий в обслуживаемых помещениях.
Воздухообмен и назначение помещений
Для системы вентиляции полезный результат работы — обеспечение необходимого воздухообмена. В механической системе движение воздуха создаётся вентиляторами; при естественной вентиляции оно обеспечивается без механического побуждения. Энергетическое обследование учитывает фактическую схему объекта и взаимодействие этих способов воздухообмена.
Основой проверки служит воздушный баланс помещений: сопоставление поступающего и удаляемого воздуха с предусмотренными условиями эксплуатации. Для этого используют проекты, измеренные расходы притока и вытяжки, а также сведения о графиках использования помещений.
Если фактический расход воздуха превышает необходимый, возникает основание проверить режим вентиляционной установки. Однако превышение должно быть установлено относительно подтверждённой потребности, а не произвольно выбранного меньшего значения.
Особенно существенно это для производственных помещений. Дополнительный воздухообмен может быть необходим из-за изменения требований к удалению загрязнений. В таком случае увеличение электрической и тепловой нагрузки нельзя автоматически считать неэффективностью.
Электропотребление вентиляторов: расход воздуха и сопротивление системы
Электрическая нагрузка вентилятора связана с количеством перемещаемого воздуха и сопротивлением, которое необходимо преодолеть при его движении. Для её оценки сопоставляют фактический расход, напор, мощность вентилятора и характеристики воздуховодов.
При обследовании важно различать две причины повышенного потребления.
Чрезмерный расход воздуха означает, что установка перемещает больше воздуха, чем требуется для рассматриваемого режима помещения. В этом случае проверяют соответствие производительности фактической потребности и работу регулирования.
Высокое сопротивление фильтров относится к другой части процесса. Даже при необходимом расходе воздуха вентилятору может требоваться дополнительный напор для преодоления сопротивления. Для проверки используют измеренные потери давления и сведения о характеристиках вентиляционного оборудования.
Эти механизмы требуют разных решений. Уменьшение расхода воздуха не является правильным ответом на любое повышение электрической мощности, особенно если фактический воздухообмен необходим для эксплуатации помещения.
Поэтому вывод о возможном резерве делают после совместного анализа расхода воздуха, напора и электрической нагрузки, а не только по показаниям энергосчётчика.
Регулирование оборотов и графики работы
При изменении потребности в воздухообмене необходимо установить, как вентиляционная установка регулирует свою производительность. Для этого сопоставляют графики использования помещений, фактические расходы воздуха и режимы работы вентиляторов.
Регулирование оборотов позволяет изменять работу вентилятора в зависимости от условий эксплуатации. Однако энергетическая целесообразность такого изменения определяется характеристиками конкретной установки и требуемым воздухообменом.
Если помещения используются с переменной интенсивностью, обследование должно показать, соответствует ли режим вентиляции этим изменениям. При этом нельзя считать работу установки вне часов основной деятельности заведомо избыточной: необходимость воздухообмена определяется назначением помещения и фактическими условиями его эксплуатации.
Для сравнения выбирают базовый период — исходный интервал с известными режимами работы. Сопоставимая нагрузка означает достаточно близкие условия использования помещений и потребности в воздухообмене. Без такого сопоставления изменение электрического расхода не позволяет достоверно оценить эффективность регулирования.
Подогрев наружного воздуха и рекуперация тепла
В холодный период приточный наружный воздух может требовать подогрева. Поэтому энергопотребление вентиляции включает не только электрическую нагрузку вентиляторов, но и тепловую энергию, используемую для обработки воздуха.
Рекуператор позволяет использовать часть тепла удаляемого воздуха для подогрева приточного потока. При обследовании оценивают фактический температурный режим и работу рекуперации, сопоставляя их с расходами приточного и вытяжного воздуха.
Для такой проверки важны температуры воздуха до и после соответствующих участков обработки, фактические расходы и режимы работы установки. По одному значению температуры нельзя достоверно определить количество возвращённого тепла или эффективность рекуператора.
При сравнении периодов необходимо учитывать наружные условия. Более низкая температура воздуха может увеличивать потребность в подогреве даже при неизменном техническом состоянии оборудования.
Результат проверки должен показывать, насколько существующие измерения позволяют оценить работу рекуперации и какие параметры требуется уточнить для количественного вывода.
Документы и измерения для обследования
Основными исходными материалами являются воздушные балансы помещений, схемы воздуховодов, характеристики вентиляторов и архивы автоматики.
Воздушный баланс помогает сопоставить приток и вытяжку с назначением помещений. Схемы воздуховодов необходимы для определения обслуживаемых зон и структуры системы. Характеристики вентиляторов используют при оценке фактических расходов воздуха, напора и потребляемой мощности. Архивы автоматики позволяют связать измеренные параметры с действующими режимами работы.
Для проверки необходимы согласованные данные о расходах притока и вытяжки, графиках помещений, мощности вентиляторов, потерях давления и температурах воздуха.
Границы учёта определяют, какие установки охвачены конкретными показаниями. Если один счётчик учитывает несколько вентиляционных агрегатов, суммарный расход не подтверждает энергопотребление каждого из них. Аналогично измерения расхода и напора, выполненные при разных режимах, нельзя непосредственно использовать как характеристики одной рабочей точки.
Если необходимые данные отсутствуют, специалист фиксирует ограничение и определяет, какие дополнительные измерения позволят разграничить возможные причины повышенной нагрузки.
Результат энергетического обследования вентиляции
Результатом становится оценка режимов вентиляционных установок с сопоставлением фактического воздухообмена и назначения помещений. Для проверенных режимов определяют доступные показатели расхода воздуха, напора и энергопотребления, а также состояние измерительной основы для оценки рекуперации.
В материалах обследования разграничивают подтверждённые отклонения и причины, требующие дальнейшей проверки. Например, превышение необходимого воздухообмена и повышенное сопротивление фильтров рассматривают отдельно, поскольку для их подтверждения нужны разные данные.
Полученные результаты позволяют выбрать адресные измерения и рассмотреть возможные изменения регулирования. При этом предполагаемый резерв не считается доказанной экономией, пока не установлены фактические энергетические параметры и допустимость нового режима.
Ключевое ограничение: вентиляцию производственных помещений нельзя сокращать ниже необходимого безопасного воздухообмена. Практическая задача обследования — определить, где энергозатраты соответствуют необходимой функции системы, а где имеются подтверждённые основания для дальнейшей технической проверки.
Для рассмотрения вентиляции совместно с холодильным оборудованием и системами обработки воздуха предусмотрен раздел «Вентиляция и холодоснабжение».