Вентиляция и холодоснабжение
Энергетическое обследование вентиляции и холодоснабжения направлено на оценку расхода энергии при перемещении, подготовке и охлаждении воздуха. Основная задача — разграничить нагрузку, необходимую для обеспечения воздухообмена и температурных условий, и возможное избыточное потребление вентиляторов и холодильного оборудования.
Вентиляция и холодоснабжение связаны между собой через тепловую нагрузку. Количество подаваемого наружного воздуха, его температура и режим работы приточно-вытяжных установок могут влиять на потребность в охлаждении. Поэтому при обследовании важно определить не только показатели отдельных агрегатов, но и границы их взаимодействия.
Энергетические границы вентиляции и холодоснабжения
При определении состава обследования необходимо разделить две технические задачи: обеспечение требуемого воздухообмена и поддержание необходимого температурного режима.
Вентиляционная система перемещает воздух и обеспечивает его подачу и удаление в соответствии с назначением обслуживаемых помещений. Энергопотребление вентиляторов связано с фактическим расходом воздуха и условиями его перемещения.
Холодоснабжение обеспечивает отвод тепла, поступающего в обслуживаемые зоны. Работа холодильного оборудования зависит от тепловой нагрузки, характеристик установки и продолжительности отдельных режимов охлаждения.
Эти нагрузки необходимо разграничивать при составлении энергетического баланса. Если один показатель потребления охватывает одновременно вентиляторы и холодильное оборудование, его нельзя без дополнительных измерений использовать для оценки эффективности каждого из них.
Взаимосвязь воздухообмена и потребности в охлаждении
Работа приточно-вытяжной установки способна изменять потребность помещения в холоде. При поступлении наружного воздуха его температурные характеристики влияют на тепловую нагрузку, которую необходимо учитывать при охлаждении обслуживаемой зоны.
Поэтому изменение расхода воздуха может сопровождаться изменением энергопотребления холодильного оборудования. Однако совпадение этих изменений во времени ещё не доказывает наличие избыточной нагрузки.
Для проверки необходимо сопоставить воздушный баланс, расходы и температуры воздуха с фактическими режимами охлаждения. Воздушный баланс характеризует соотношение поступающих и удаляемых воздушных потоков в установленной границе системы.
Если объект включает несколько взаимосвязанных установок, сначала определяют, какие потоки воздуха относятся к каждой из них и каким образом они влияют на общую тепловую нагрузку. Затем проверяют отдельные режимы работы оборудования.
Рекуперация тепла и сопротивление воздушного тракта
Рекуперация представляет собой передачу тепла между воздушными потоками, позволяющую изменять потребность в последующей подготовке приточного воздуха.
При энергетическом обследовании рекуперацию рассматривают совместно с параметрами воздушного тракта. Её влияние на потребление энергии нельзя оценивать исключительно по изменению температуры воздуха: необходимо учитывать условия движения потоков и связанное с ними давление.
Работа вентиляционной установки должна одновременно обеспечивать требуемое качество воздуха. Поэтому энергетическая оценка рекуперации не должна ограничиваться предполагаемым сокращением тепловой нагрузки без проверки расхода воздуха и условий эксплуатации.
Для предварительного анализа используют схемы вентиляции, воздушные балансы и температурные показатели. Если отсутствуют данные о фактическом расходе воздуха, невозможно достоверно определить, соответствует ли рабочий режим назначению установки.
Переменные нагрузки и условия технической проверки
Воздухообмен и потребность в охлаждении могут изменяться в течение эксплуатации объекта. При обследовании необходимо установить, какие нагрузки являются постоянными, а какие зависят от текущего режима работы помещений или технологических процессов.
Большое энергопотребление вентиляционного оборудования не всегда свидетельствует о технической неэффективности. Значительный воздухообмен может быть необходим при наличии технологических выбросов или специальных требований к чистоте воздуха.
Аналогично высокая нагрузка холодильной машины может соответствовать фактическим теплопритокам. Поэтому для определения возможного избыточного потребления необходимо сопоставлять измеренные показатели с полезной функцией оборудования.
Сопоставимый режим — это период, в котором условия работы рассматриваемых систем позволяют корректно сравнивать их энергетические показатели. Если измерения вентиляции относятся к одному эксплуатационному режиму, а характеристики охлаждения — к другому, нельзя достоверно определить их взаимное влияние.
При смешанном составе инженерных систем сначала разграничивают воздушные и тепловые потоки по режимам и источникам нагрузки. После этого устанавливают, какие показатели требуют дополнительного подтверждения.
Исходные данные для выбора обследования
Основу предварительной оценки составляют воздушные балансы, расходы и температуры воздуха, схемы вентиляции и характеристики холодильных машин.
Воздушные балансы и схемы позволяют установить границы вентиляционных систем и взаимосвязь воздушных потоков. Данные о расходах и температурах характеризуют фактические условия воздухообмена и подготовки воздуха.
Характеристики холодильного оборудования необходимы для определения состава установок, участвующих в охлаждении, и оценки доступности показателей их работы.
Особое значение имеют временные интервалы измерений. Данные о работе вентиляции и холодоснабжения следует сопоставлять за одинаковые периоды, позволяющие разграничить постоянную и переменную нагрузку.
Если имеются только электрические показатели вентилятора, но отсутствуют измерения расхода воздуха и сведения о микроклимате, нельзя достоверно определить эффективность выполнения вентиляционной задачи. Измерение мощности характеризует потребление электроэнергии, но не подтверждает достаточность или избыточность воздухообмена.
Как выбрать направление обследования
Выбор зависит от того, какой полезный процесс необходимо проверить: перемещение и подготовку воздуха либо производство и распределение холода. При взаимосвязанных системах сначала определяют границы каждого процесса, затем рассматривают их совместную работу.
- Системы вентиляции — направление для проверки необходимого воздухообмена, фактических расходов воздуха и энергетических затрат на его перемещение и подготовку.
- Системы кондиционирования — направление для оценки охлаждения помещений, работы холодильного оборудования и соответствия холодопроизводительности переменной тепловой нагрузке.
Если на объекте вентиляционная установка непосредственно влияет на нагрузку системы кондиционирования, обследование необходимо организовать с учётом этой связи. При этом результаты отдельных измерений не следует смешивать: для каждого вида оборудования сохраняют собственную границу энергетического баланса.
Результат определения состава обследования
Результатом предварительного анализа становится матрица выбора обследования вентиляции либо кондиционирования с обозначением границ взаимодействия систем.
Она позволяет установить, какие установки относятся к рассматриваемой задаче, какие исходные показатели доступны и какие измерения необходимы для дальнейшей оценки. Отдельно определяется, где изменение воздухообмена может влиять на тепловую нагрузку и работу холодильного оборудования.
Для технического заказчика такая матрица служит основанием для выбора следующего обследования и согласования состава измерений. Если данных недостаточно, результат должен фиксировать необходимость их уточнения, а не предполагаемую величину энергетических потерь.
Избыточность работы вентиляторов или компрессоров нельзя подтверждать только по величине потребляемой мощности. Необходимо установить фактический расход воздуха, условия микроклимата, тепловую нагрузку и соответствующие эксплуатационные ограничения. Лишь после проверки этих параметров можно обоснованно оценивать возможные изменения режимов оборудования.