Системы вентиляции

Энергетическое обследование систем вентиляции направлено на оценку расхода воздуха, продолжительности работы вентиляционного оборудования и энергии, затрачиваемой на перемещение и обработку приточного воздуха. Главная задача — установить, соответствует ли фактический воздухообмен потребности помещений и какие причины определяют повышенное энергопотребление.

Вентиляция потребляет электрическую энергию для работы вентиляторов, а при необходимости нагрева или охлаждения наружного воздуха требует дополнительных энергетических затрат. Поэтому оценка только мощности вентиляторов не отражает всей энергетической нагрузки системы.

При обследовании различают три возможных объяснения повышенного расхода энергии: избыточный расход воздуха, лишние часы работы вентиляции и неэффективную рекуперацию тепла. Для их проверки необходимы сведения о расходе воздуха по установкам, графиках работы вентиляторов, температурах наружного и приточного воздуха, положении заслонок и рекуператоров.

Расход воздуха и фактическая потребность помещений

Основная характеристика вентиляционной системы — объём воздуха, подаваемого и перемещаемого оборудованием за определённое время. Расход воздуха влияет на электрическую нагрузку вентиляторов и затраты энергии на подготовку притока.

Первым этапом обследования становится установление фактического расхода воздуха по вентиляционным установкам. При этом определяют границы рассматриваемой системы и сопоставляют измеренные или документально подтверждённые показатели с режимом использования обслуживаемых помещений.

Сопоставление расхода воздуха с потребностью помещений означает проверку того, насколько количество подаваемого воздуха соответствует необходимому воздухообмену при фактических условиях эксплуатации.

Если расход воздуха превышает установленную потребность, возникает основание рассмотреть его регулирование. Однако превышение должно подтверждаться данными о режиме помещений. Сам по себе большой расход воздуха не свидетельствует об энергетической неэффективности.

При отсутствии достоверных данных о расходе воздуха по установкам количественный вывод по основной модели обследования невозможен. В таком случае прежде необходимо определить, какие измерения позволят установить фактический воздухообмен.

Электропотребление вентиляторов и графики работы

Энергопотребление вентиляционного оборудования определяется не только нагрузкой при работе, но и продолжительностью включения вентиляторов. Поэтому одинаковый расход воздуха может сопровождаться различными затратами электроэнергии в зависимости от графика эксплуатации.

Для оценки рассматривают графики работы вентиляторов и выполняют анализ их мощности по расходу воздуха. Смысл такого анализа — установить связь между объёмом перемещаемого воздуха и электрической нагрузкой оборудования в фактических режимах.

Графики работы позволяют отдельно проверить продолжительность эксплуатации. Если вентиляция работает дольше, чем требуется при установленном режиме помещений, повышенное энергопотребление может быть связано именно с лишними часами работы.

При этом продолжительный режим включения не является самостоятельным доказательством перерасхода. Его необходимо сопоставить с функцией вентиляции и фактической потребностью помещений в воздухообмене.

Разделение влияния расхода воздуха и времени работы необходимо для выбора мероприятия. Настройка расхода изменяет воздушную нагрузку, а корректировка расписания — продолжительность её действия.

Энергия на нагрев и охлаждение приточного воздуха

Наружный воздух, поступающий в вентиляционную систему, может требовать нагрева или охлаждения перед подачей в помещения. Поэтому изменение расхода приточного воздуха влияет не только на работу вентиляторов, но и на энергетическую нагрузку обработки воздуха.

Для проверки используют температуры наружного и приточного воздуха. Их сопоставляют с расходом по соответствующей установке и фактическим режимом её работы.

Баланс тепла на обработку приточного воздуха позволяет связать воздушную нагрузку с затратами энергии на изменение температуры воздуха. При этом необходимо учитывать, что температурные условия и продолжительность работы могут различаться между рассматриваемыми периодами.

Если расход воздуха увеличивается, потребность в его тепловой обработке также может изменяться. Но количественная оценка этого влияния требует согласованных данных о расходе и температурах. Одной установленной мощности нагревательного или охлаждающего оборудования недостаточно для определения фактических затрат.

Работа заслонок и рекуператоров

Положение заслонок и рекуператоров используют для проверки того, как система организует прохождение и обработку приточного воздуха.

Рекуперация позволяет использовать тепловую энергию удаляемого воздуха при обработке притока. Поэтому её фактический режим может влиять на потребность системы в дополнительном нагреве или охлаждении.

При обследовании сопоставляют положения заслонок и рекуператоров с расходом воздуха, температурами наружного и приточного воздуха и временем работы установки. Это позволяет проверить версию неэффективной рекуперации, не смешивая её с избыточным расходом воздуха или продолжительной работой вентиляторов.

Если данные о положении заслонок и рекуператоров отсутствуют, исключить неэффективную рекуперацию как возможное объяснение повышенной энергетической нагрузки нельзя.

Отклонение температурного режима само по себе не доказывает нарушение работы рекуператора. Вывод должен учитывать фактическое положение соответствующего оборудования и условия работы вентиляционной установки.

Разграничение причин повышенного энергопотребления

При энергетическом обследовании необходимо определить, какая из возможных причин подтверждается исходными данными и какие причины могут действовать одновременно.

Избыточный расход воздуха

Эту версию проверяют по расходу воздуха по установкам и результатам сопоставления воздухообмена с потребностью помещений.

Если фактический расход превышает подтверждённую потребность, можно оценивать возможность изменения режима подачи воздуха. При этом проверяют энергетическое влияние как на работу вентиляторов, так и на обработку притока.

Без подтверждения необходимого воздухообмена снижение расхода нельзя считать обоснованным мероприятием.

Лишние часы работы

Для проверки этой причины используют графики работы вентиляторов. Их сопоставляют с периодами, когда помещения действительно нуждаются в соответствующем воздухообмене.

Если повышенные затраты связаны преимущественно с продолжительностью включения оборудования, изменение расхода воздуха не обязательно является первоочередным решением. В таком случае рассматривают обоснованность действующего расписания.

Избыточный расход воздуха и лишние часы работы могут присутствовать одновременно. Их влияние необходимо разделить по независимым сведениям о расходе и продолжительности эксплуатации до расчёта энергетического результата.

Неэффективная рекуперация

Эту причину проверяют по положению заслонок и рекуператоров совместно с температурными параметрами приточного воздуха.

Если данные указывают на возможное отклонение в работе рекуперации, необходимо определить его влияние на энергию обработки притока. При этом повышенный расход энергии на нагрев воздуха нельзя автоматически связывать с рекуператором без проверки фактического расхода и режима установки.

Исходные данные и их значение для обследования

Для построения проверяемой модели вентиляционной нагрузки необходимы четыре группы исходных данных.

• Расход воздуха по установкам. Определяет фактический воздухообмен и служит основой для сопоставления с потребностью помещений.
• Графики работы вентиляторов. Позволяют оценивать продолжительность эксплуатации и проверять влияние времени работы на расход электроэнергии.
• Температуры наружного и приточного воздуха. Используются при оценке энергии, необходимой для обработки притока, и при составлении соответствующего теплового баланса.
• Положение заслонок и рекуператоров. Необходимо для проверки фактического режима регулирования и возможной неэффективной рекуперации.

Схемы и техническая документация в границах объекта позволяют установить состав вентиляционных установок и соответствующие измерительные границы. Архивы учёта, режимные журналы и доступные измерительные данные используют для подтверждения фактической работы оборудования.

При противоречиях между источниками сначала уточняют измерительные границы и достоверность исходных сведений. Если режим вентиляции изменялся, количественное сравнение выполняют за сопоставимые периоды.

Недостаток данных не следует заменять предположениями о фактической неисправности или потерях энергии. В таком случае результат обследования должен показывать, какие зависимости подтверждены, а для каких требуются дополнительные измерения.

Профиль вентиляционной нагрузки и выбор решений

Результатом энергетического обследования является профиль вентиляционной нагрузки по воздуху, времени и обработке притока. Он объединяет фактический расход воздуха, продолжительность работы вентиляторов, температурные условия и режим рекуперации.

Профиль позволяет определить, какой механизм влияет на энергопотребление и какое направление проверки или настройки обосновано исходными данными.

Если подтверждён избыточный расход воздуха, рассматривают настройку его подачи. Если выявлены лишние часы работы, проверяют возможность изменения расписания. Если обнаружены признаки неэффективной рекуперации, уточняют соответствующий режим оборудования.

Принципиальное ограничение результата заключается в том, что снижение расхода воздуха нельзя считать энергосберегающим мероприятием без проверки требуемого воздухообмена и режима помещений. Энергетическая эффективность вентиляции должна оцениваться с сохранением её основной функции.

Обследование вентиляции отличается от оценки холодильной установки тем, что основной переменной здесь является расход наружного воздуха и энергия его перемещения и обработки, а не холодопроизводительность сама по себе.

Общая взаимосвязь воздушных и холодильных нагрузок рассматривается в разделе «Вентиляция и холодоснабжение». Комплексное обследование оборудования предусмотрено в услуге «Энергоаудит инженерных систем». Дополнительный разбор возможных причин расхода энергии представлен в материале «Избыточное энергопотребление вентиляции: основные причины».