Системы вентиляции

Энергетическое обследование систем вентиляции позволяет определить, насколько фактический воздухообмен соответствует потребностям помещений и какие затраты электроэнергии и тепла необходимы для его обеспечения. Проверяют приточные и вытяжные вентиляторы, фильтры, воздуховоды, заслонки, рекуператоры и калориферы. Основное внимание уделяют расходу воздуха, сопротивлению вентиляционной сети, мощности оборудования и режимам его работы.

Задача обследования — отличить обоснованное энергопотребление от затрат, связанных с постоянной работой на максимальной производительности, загрязнением фильтров, подсосами воздуха или неправильным положением заслонок. Для этого проектные параметры сопоставляют с фактическими измерениями по отдельным ветвям системы и условиями эксплуатации помещений.

Соответствие воздухообмена фактической потребности

Воздухообмен характеризует количество воздуха, подаваемого в помещение или удаляемого из него за определённое время. Необходимый расход зависит от назначения помещения и условий его использования. Поэтому одинаковый режим вентиляции не всегда подходит для всех обслуживаемых зон.

При обследовании сравнивают проектные и фактические расходы воздуха. Измерения выполняют с учётом распределения потоков по ветвям воздуховодов. Это позволяет установить, обеспечивает ли установка требуемый воздухообмен во всех обслуживаемых помещениях или часть воздуха распределяется неравномерно.

Отдельно рассматривают системы, постоянно работающие с максимальным расходом. Если потребность в воздухообмене меняется в течение суток, такой режим может приводить к дополнительному потреблению электроэнергии вентиляторами и энергии на обработку приточного воздуха.

Однако снижение производительности допустимо не во всех случаях. Сначала необходимо определить минимальный расход, обеспечивающий санитарные и технологические требования соответствующего помещения.

Сопротивление воздуховодов, фильтров и заслонок

Вентилятор расходует электроэнергию на перемещение воздуха через систему, в которой существуют аэродинамические сопротивления. Они связаны с воздуховодами, фильтрами и другими элементами воздушного тракта.

При загрязнении фильтра возрастает перепад давления на нём. Это изменяет условия работы вентилятора и может влиять на расход воздуха и электрическую мощность. Характер изменения зависит от оборудования и способа регулирования, поэтому вывод делают по совместным измерениям давления, расхода и мощности.

Другая возможная причина отклонений — несогласованное положение заслонок. Если отдельные ветви чрезмерно прикрыты, а другие получают избыточный поток, распределение воздуха может не соответствовать потребности помещений. В таком случае увеличение общей производительности установки не обязательно устраняет проблему.

При обследовании также проверяют возможные подсосы воздуха. Негерметичность воздушного тракта способна приводить к расхождению между количеством воздуха, перемещаемого установкой, и расходом, фактически поступающим в обслуживаемые зоны.

Рост электрической мощности вентилятора не следует автоматически связывать с увеличением количества людей в помещениях. Прежде необходимо исключить изменение сопротивления сети, загрязнение фильтров и нарушения распределения воздуха.

Электропотребление вентиляторов и режимы регулирования

Для оценки работы вентилятора сопоставляют электрическую мощность с фактическим расходом воздуха и давлением, которое необходимо преодолеть в системе. Эти параметры рассматривают одновременно: один показатель потребления не позволяет установить, насколько эффективно обеспечивается требуемый воздухообмен.

Если вентиляция обслуживает помещения с переменной занятостью, проверяют, предусматривает ли система изменение производительности в зависимости от потребности. При этом сравнивают режимы работы оборудования с графиками использования помещений.

Постоянный максимальный расход может оказаться избыточным в отдельные периоды. Но возможность его сокращения определяется фактическими требованиями к воздухообмену, а не только наличием свободного времени в графике эксплуатации.

Для установок с несколькими воздушными ветвями важно проверить согласованность регулирования. Изменение производительности вентилятора должно обеспечивать необходимые расходы в обслуживаемых зонах, а не создавать недостаток воздуха на отдельных участках.

Тепловые затраты и рекуперация

Приточная вентиляция может требовать нагрева наружного воздуха до предусмотренной температуры. На эти цели используется тепловая энергия, а её расход зависит от количества подаваемого воздуха и температурных условий.

При обследовании анализируют работу калориферов и сопоставляют температуры воздуха с фактическим расходом. Это позволяет определить, как изменение воздухообмена влияет на тепловую нагрузку вентиляционной установки.

Рекуперация предусматривает использование части теплоты удаляемого воздуха для предварительной обработки притока. При наличии рекуператора специалист проверяет температурные условия его работы и оценивает, насколько фактический возврат теплоты соответствует предусмотренному режиму.

Оценка рекуперации требует учитывать параметры обоих воздушных потоков. По одной температуре приточного воздуха невозможно достоверно определить, сколько тепловой энергии возвращается системой.

Технологическая вытяжка и общеобменная вентиляция

При обследовании необходимо различать общеобменную вентиляцию и технологическую вытяжку. Общеобменная вентиляция обеспечивает необходимые условия воздушной среды помещений. Технологическая вытяжка предназначена для удаления воздуха в связи с работой определённого производственного оборудования или процесса.

Для технологической вытяжки расход воздуха может определяться обязательными условиями удаления выделений. Поэтому режим, который выглядит избыточным при сравнении с фактической занятостью помещения, может быть необходим для производственного процесса.

Отдельно учитывают ограничения рециркуляции — повторного использования удаляемого воздуха. Возможность рециркуляции зависит от характера воздушной среды и назначения системы. Нельзя рассматривать её как универсальный способ снижения затрат на нагрев притока.

Таким образом, режимы общеобменной вентиляции и технологической вытяжки оценивают по разным исходным условиям. Их энергопотребление можно сопоставлять, но возможности регулирования определяют отдельно.

Исходные данные для обследования

Для анализа вентиляционной системы необходимы сведения, связывающие потребность помещений с работой оборудования:

• Проектные и фактические расходы воздуха — для проверки соответствия воздухообмена назначению обслуживаемых помещений.
• Измерения давления по ветвям — для оценки аэродинамического режима и распределения воздуха.
• Перепады давления на фильтрах — для проверки их состояния и влияния на сопротивление системы.
• Электрическая мощность вентиляторов — для сопоставления затрат электроэнергии с обеспечиваемым расходом воздуха.
• Температуры воздушных потоков — для оценки затрат на нагрев и работы рекуперации.
• Графики эксплуатации помещений — для проверки возможности изменения воздухообмена при переменной потребности.

Измерения расхода, давления и мощности необходимо сопоставлять в одинаковых режимах работы установки. Например, данные о сопротивлении фильтра, полученные при одном расходе воздуха, нельзя без дополнительной проверки использовать для объяснения энергопотребления вентилятора при другом расходе.

Результат энергетического обследования

Результатом становится аэродинамическая и тепловая карта системы вентиляции. В ней отражают фактические расходы воздуха по ветвям, характер сопротивлений, электрическую нагрузку вентиляторов, температурные режимы и условия возврата теплоты вытяжного воздуха.

По этой карте определяют участки, где необходимы проверка фильтров, уточнение герметичности воздуховодов, согласование положения заслонок или оценка переменных режимов работы. Отдельно фиксируют ограничения для технологической вытяжки и других систем с обязательным воздухообменом.

Полученные данные могут использоваться при решении задачи выявления потерь энергии в инженерных системах. Возможные причины избыточного расхода дополнительно рассмотрены в материале «Избыточное энергопотребление вентиляции: основные причины».

Снижать расход воздуха ниже санитарно и технологически необходимого уровня нельзя. Возможности регулирования и величину потенциальной экономии определяют только после подтверждения требуемого воздухообмена, фактических режимов и энергопотребления оборудования.

Другие объекты обследования представлены в категории «Вентиляция и холодоснабжение».