Вентиляция и холодоснабжение
Энергетическое обследование систем вентиляции, кондиционирования и холодоснабжения позволяет определить, сколько электрической и тепловой энергии расходуется на воздухообмен, поддержание микроклимата и технологическое охлаждение. Эти системы могут использовать общее оборудование и работать одновременно, но выполняют разные функции. Поэтому их энергетические затраты необходимо оценивать раздельно.
Вентиляция обеспечивает подачу и удаление воздуха, кондиционирование поддерживает необходимые параметры микроклимата, а холодильные установки охлаждают продукцию, технологические среды или специальные помещения. Для каждой системы определяют собственную полезную нагрузку и сопоставляют её с потреблением вентиляторов, нагревателей, компрессоров и другого обслуживающего оборудования.
Как разделяют энергопотребление вентиляции, кондиционирования и холодоснабжения
Основное различие между этими направлениями заключается в назначении энергетических затрат. Один и тот же вид оборудования может участвовать в разных процессах, поэтому принадлежность нагрузки устанавливают по выполняемой функции, а не только по наименованию установки.
- Вентиляция. Обеспечивает необходимый воздухообмен. Для оценки важны объём подаваемого и удаляемого воздуха, продолжительность работы вентиляторов и энергия, затрачиваемая на обработку приточного воздуха.
- Кондиционирование. Поддерживает заданные параметры воздуха в помещениях. Его энергетические затраты сопоставляют с температурой, влажностью и фактической потребностью в охлаждении.
- Холодоснабжение. Обеспечивает охлаждение технологических сред, продукции и холодильных камер. Основными показателями становятся холодильная нагрузка, режимы компрессоров и необходимые температуры охлаждения.
Например, электрическая энергия, потребляемая компрессором холодильной камеры, не относится к затратам на вентиляционный воздухообмен, даже если камера и вентиляционная установка находятся в одном здании. Аналогично электроэнергия вентилятора, перемещающего наружный воздух, не характеризует непосредственно эффективность охлаждения продукции.
Такое разделение необходимо для построения энергетического баланса. Без него рост технологической холодильной нагрузки можно ошибочно принять за увеличение затрат на вентиляцию или кондиционирование.
Воздухообмен и энергетические затраты вентиляции
Вентиляционная система перемещает воздух между наружной средой и обслуживаемыми помещениями. Электрическую нагрузку формируют прежде всего вентиляторы, а при необходимости тепловой обработки приточного воздуха дополнительно расходуется энергия на его нагрев.
Для оценки работы вентиляции определяют требуемый и фактический расход воздуха, продолжительность работы установок и параметры приточного воздуха. Полученные сведения сопоставляют с электрическим потреблением вентиляторов и тепловой нагрузкой нагревателей.
Например, увеличение расхода наружного воздуха может сопровождаться ростом затрат на его перемещение и нагрев в холодный период. Однако само увеличение энергопотребления не означает неэффективности: сначала необходимо установить, соответствует ли воздухообмен фактической потребности помещений.
Важное значение имеет рекуперация — передача части тепла удаляемого воздуха приточному потоку. При её использовании уменьшается потребность в дополнительном нагреве наружного воздуха при подходящих условиях эксплуатации.
Поэтому эффективность вентиляции нельзя оценивать только по электрическому потреблению вентиляторов. Необходимо учитывать и тепловую энергию, расходуемую на подготовку воздуха, включая влияние рекуперации на общий баланс.
Кондиционирование и поддержание микроклимата
Системы кондиционирования обеспечивают необходимые температурные и влажностные условия в помещениях. Их работа зависит от тепловой нагрузки, поступления наружного воздуха и заданных параметров микроклимата.
При обследовании сопоставляют фактическую температуру и влажность воздуха с уставками управления, режимами работы оборудования и электрическим потреблением холодильных машин или компрессоров.
Особенно важно учитывать связь кондиционирования с вентиляцией. Наружный воздух, поступающий в помещение, может создавать дополнительную нагрузку на систему охлаждения. Если объём притока увеличивается, кондиционеру может потребоваться больше энергии для поддержания прежних температурных условий.
Например, рост электрического потребления системы кондиционирования может быть обусловлен увеличением подачи наружного воздуха, а не снижением эффективности холодильного оборудования. Чтобы различить причины, необходимо проверить расход приточного воздуха, его температуру и влажность, а также фактическую нагрузку системы охлаждения.
При этом уменьшение воздухообмена не может рассматриваться как самостоятельная мера экономии без проверки потребности помещений в наружном воздухе. Сохранение необходимых условий микроклимата остаётся обязательной границей технических изменений.
Холодильные установки и технологическое охлаждение
Холодоснабжение отличается от комфортного кондиционирования назначением полезной нагрузки. Холодильные установки могут охлаждать продукцию, технологические среды и специальные помещения, для которых предусмотрены собственные температурные режимы.
Потребление электроэнергии холодильным оборудованием зависит от необходимой холодильной мощности, режима компрессоров и условий работы охлаждаемого объекта. Поэтому при обследовании параметры холодильной установки сопоставляют с фактической технологической нагрузкой.
Например, холодильная камера может продолжать работать после остановки производственного оборудования, поскольку требуется поддерживать температуру хранящейся продукции. Такое электропотребление не следует автоматически считать расходом при производственном простое.
Если холодильные машины обслуживают технологические процессы и кондиционирование помещений, необходимо определить границы соответствующих нагрузок. При общем электропитании оборудования суммарный расход не позволяет непосредственно установить, какая часть энергии использована для каждого направления.
При недостаточном раздельном учёте определяют дополнительные параметры и точки измерения, необходимые для распределения холодильной нагрузки.
Взаимное влияние воздушных и холодильных систем
Вентиляция, кондиционирование и холодоснабжение могут быть связаны общей системой управления или тепловыми потоками. Поэтому при составлении баланса необходимо учитывать их взаимодействие, не объединяя при этом разные полезные функции.
Вентиляционная рекуперация изменяет потребность в нагреве приточного воздуха. Поступление дополнительного наружного воздуха может увеличивать нагрузку кондиционирования. Технологические холодильные установки, напротив, могут работать независимо от температуры комфорта и присутствия людей в помещениях.
Например, если одновременно выросло общее электропотребление объекта и увеличился объём охлаждаемой продукции, необходимо проверить нагрузку технологических холодильных машин до того, как связывать изменение с вентиляцией.
Если же увеличилась продолжительность работы приточных установок, оценивают не только электрическую нагрузку вентиляторов, но и возможное изменение затрат на нагрев или охлаждение поступающего воздуха.
Таким образом, общие энергетические показатели объекта служат начальной точкой анализа. Для установления причины изменения потребления необходимо распределить нагрузки по назначению оборудования и фактическим режимам.
Какие данные необходимы для обследования
Состав исходных сведений должен позволять определить полезную функцию каждой системы и связанные с ней энергетические затраты.
- Схемы воздуховодов. Показывают состав вентиляционных систем и направления движения воздуха.
- Схемы холодильных контуров. Позволяют установить, какое оборудование обеспечивает охлаждение помещений, технологических сред и продукции.
- Графики работы приточных установок. Необходимы для сопоставления воздухообмена с электрическими и тепловыми нагрузками.
- Данные о расходе воздуха. Позволяют оценить фактический воздухообмен относительно потребности обслуживаемых помещений.
- Температуры и влажность воздуха. Используются при анализе вентиляционной обработки и кондиционирования.
- Параметры работы компрессоров. Помогают охарактеризовать режим холодильных установок.
- Уставки и журналы управления. Позволяют установить заданные параметры и фактические режимы работы оборудования.
- Данные учёта электроэнергии и тепла. Необходимы для составления энергетических балансов в установленных границах.
При использовании общих приборов учёта важно определить, какие установки входят в измеряемую нагрузку. Если один счётчик учитывает вентиляцию, кондиционирование и технологическое охлаждение одновременно, нельзя достоверно распределить его показания между системами без дополнительных данных.
Как выбрать направление дальнейшего обследования
Выбор зависит от того, какую полезную функцию необходимо проверить и с какими параметрами связано изменение энергопотребления.
- Системы вентиляции. Обследование воздухообмена, работы вентиляторов, обработки приточного воздуха и влияния рекуперации на тепловую нагрузку.
- Системы кондиционирования. Анализ затрат на поддержание температуры и влажности воздуха в помещениях, включая влияние наружного притока.
- Холодильные установки и системы холодоснабжения. Оценка холодильной нагрузки, работы компрессоров и энергопотребления при охлаждении продукции и технологических сред.
Если отклонение связано с общим оборудованием, сначала устанавливают распределение нагрузки между обслуживаемыми процессами. После этого можно определить, какое направление требует самостоятельной технической проверки.
Результаты энергетического обследования
Результатом анализа становится схема разграничения энергетических потоков вентиляции, кондиционирования и технологического холодоснабжения. Она показывает назначение оборудования, основные потребляемые ресурсы, доступные измерения и участки, где необходимо уточнить распределение нагрузки.
Для вентиляции определяют связь расхода воздуха с электрическими и тепловыми затратами. Для кондиционирования — соответствие энергопотребления параметрам микроклимата и фактической нагрузке охлаждения. Для холодильных установок — зависимость потребления от технологических температур и режимов компрессоров.
Если данные не позволяют разделить эти направления, формируют перечень необходимых дополнительных измерений. Величину потерь или предполагаемой экономии нельзя достоверно установить только по общему электропотреблению здания.
Энергетическая эффективность систем вентиляции и холодоснабжения определяется соответствием затраченной энергии выполняемой функции. Раздельный анализ воздухообмена, комфортного кондиционирования и технологического охлаждения позволяет выбрать обоснованные направления обследования без нарушения необходимого микроклимата и температурных условий технологических процессов.