Вентиляция и холодоснабжение

Энергетическое обследование систем вентиляции и холодоснабжения позволяет определить, сколько энергии расходуется на перемещение воздуха, его нагрев и охлаждение, а также поддержание необходимых условий в помещениях. В границы обследования входят приточные и вытяжные установки, рекуператоры, холодильные машины, кондиционеры и системы автоматического управления.

Основная задача — сопоставить фактическое энергопотребление с требуемым воздухообменом, температурой, влажностью и режимом эксплуатации помещений. При этом важно разграничить электрическую энергию, потребляемую вентиляторами и холодильным оборудованием, и тепловую энергию, используемую для обработки приточного воздуха. Такое разделение позволяет определить, какое направление обследования необходимо и где могут находиться причины повышенного расхода ресурсов.

Границы энергетического обследования

Вентиляция и холодоснабжение могут обслуживать одни помещения и работать согласованно, но выполняют разные технические задачи. Вентиляция обеспечивает подачу, удаление и перемещение воздуха. Холодоснабжение обеспечивает получение и передачу холода для поддержания требуемых температурных условий.

При обследовании специалист устанавливает состав оборудования и прослеживает основные энергетические потоки:

Перемещение воздуха — потребление электроэнергии приточными и вытяжными вентиляторами.
Нагрев приточного воздуха — расход тепловой энергии на достижение необходимой температуры подачи.
Получение и распределение холода — энергопотребление холодильных машин, кондиционеров и связанного с ними оборудования.
Рекуперация тепла — использование энергии удаляемого воздуха для уменьшения потребности в обработке приточного воздуха.

Если одна установка одновременно перемещает и охлаждает воздух, её энергопотребление необходимо разделять по соответствующим процессам. Нельзя суммировать общий расход установки с уже включённым в него потреблением отдельных агрегатов: это приведёт к двойному учёту энергии.

Воздухообмен и фактическая потребность помещений

Воздушный расход показывает количество воздуха, проходящего через вентиляционную систему за определённое время. Для энергетической оценки его сопоставляют с необходимым воздухообменом и режимом использования помещения.

Избыточный воздухообмен означает подачу или удаление большего количества воздуха, чем требуется для соответствующего режима. Это может увеличивать электрическую нагрузку вентиляторов и расход энергии на нагрев или охлаждение притока.

Однако повышенный воздушный расход нельзя считать избыточным без проверки назначения объекта. Например, технологическая вытяжка может обеспечивать удаление выделений производственного процесса. Её параметры определяются технологическими условиями и не могут оцениваться по тем же критериям, что и обычная комфортная вентиляция административного помещения.

Поэтому специалист сначала определяет требуемые условия воздухообмена, затем сопоставляет их с фактическими расходами и графиками работы установок. Возможность изменения режима рассматривают только при сохранении необходимых условий эксплуатации помещения.

Температура, влажность и совместная работа оборудования

Расход энергии на обработку воздуха зависит не только от его количества, но и от температурных условий. Чем больше разница между параметрами поступающего воздуха и требуемыми условиями подачи, тем существеннее может быть нагрузка на нагревательное или холодильное оборудование.

При обследовании используют данные о температуре и влажности воздуха, графики эксплуатации и параметры работы установок. Это позволяет оценить, как меняется потребность в обработке воздуха при изменении наружных условий и режима помещений.

Отдельного внимания требует одновременный нагрев и охлаждение. Если оборудование в одном технологическом контуре расходует энергию на противоположные процессы, необходимо выяснить, предусмотрен ли такой режим условиями обработки воздуха или он связан с несогласованной работой автоматики.

Сам факт одновременной работы нагрева и охлаждения не доказывает неэффективность: значение имеют требуемые температура и влажность, схема оборудования и последовательность его регулирования. Вывод делают после сопоставления этих параметров.

Почему может увеличиваться потребление электроэнергии

Рост электрической нагрузки вентиляции и холодоснабжения имеет несколько возможных причин. Например, загрязнённые фильтры могут увеличивать сопротивление движению воздуха и изменять условия работы вентиляционной установки. При этом характер изменения электрической мощности зависит от оборудования и способа его управления.

Другая ситуация — увеличение нагрузки холодильной машины при изменении потребности в охлаждении. В обоих случаях общий счётчик может показывать рост электропотребления, но техническая причина будет различной.

Одинаковое увеличение расхода электроэнергии может быть связано как с вентиляторами, так и с холодильным оборудованием. Поэтому по общему показателю нельзя однозначно определить источник отклонения.

Для разграничения причин специалист сопоставляет электрическую мощность оборудования с воздушными расходами, температурными параметрами и режимами эксплуатации. Если измерения охватывают только всю систему целиком, необходимо установить, какие составляющие потребления можно подтвердить, а какие требуют дополнительной детализации.

Какие данные необходимы для обследования

Основой анализа служат схемы вентиляции и холодоснабжения, эксплуатационные записи и измерительные данные. Наибольшее значение имеют:

Воздушные расходы — для сопоставления фактического воздухообмена с потребностью помещений.
Температура и влажность — для оценки условий нагрева и охлаждения воздуха.
Графики эксплуатации — для определения продолжительности работы оборудования и изменения нагрузки.
Параметры электрической мощности — для разграничения энергопотребления вентиляторов и холодильных установок.
Схемы оборудования и автоматики — для установления связей между перемещением воздуха, нагревом, охлаждением и регулированием.

Данные необходимо сопоставлять за согласованные периоды. Например, измеренная электрическая мощность вентилятора в одном режиме не должна использоваться для объяснения расхода электроэнергии холодильной машины в другом.

При отсутствии аэродинамических и температурных измерений невозможно достоверно распределить общий расход энергии между подсистемами. В таком случае предварительно определяют необходимые точки измерения и уточняют границы дальнейшего обследования.

Как выбрать направление детального обследования

Выбор зависит от того, какой энергетический процесс вызывает вопросы: перемещение и обработка воздуха либо получение и распределение холода.

Системы вентиляции — обследование приточных и вытяжных установок, воздушных расходов, сопротивления воздуховодов, рекуперации и режимов воздухообмена. Это направление выбирают, когда необходимо разобраться в работе вентиляторов и обеспечении требуемого количества воздуха.
Системы кондиционирования — обследование холодильных машин, кондиционеров, эффективности охлаждения и регулирования температурных режимов. Это направление выбирают, когда основной вопрос связан с получением холода и поддержанием температурных условий.

Если системы работают совместно, сначала устанавливают общие границы измерений и распределение нагрузок. Это помогает избежать повторного учёта электроэнергии и определить, какие проверки относятся к вентиляции, а какие — к холодоснабжению.

Результат определения границ обследования

Результатом предварительного анализа становится схема энергетических потоков вентиляции и холодоснабжения с указанием потребителей электрической и тепловой энергии, режимов их работы и доступных точек измерения.

На её основе определяют, требуется ли в первую очередь проверить воздухообмен, работу холодильного оборудования или согласованность автоматического управления. Отдельно выделяют предполагаемые причины отклонений, которые пока не подтверждены измерениями.

Для оценки взаимосвязанных инженерных систем может применяться энергоаудит инженерных систем. Связь воздухообмена с расходом тепловой энергии подробнее раскрыта в материале «Влияние вентиляции на теплопотери и энергопотребление здания».

Разделение воздушных, тепловых и холодильных нагрузок позволяет выбрать обоснованное направление дальнейшего обследования. До получения необходимых измерений предполагаемые потери и возможную экономию нельзя представлять как установленные величины.