Избыточное энергопотребление вентиляции: основные причины

Избыточное энергопотребление вентиляции может быть связано с расходом воздуха, превышающим фактическую потребность, продолжительностью работы системы, сопротивлением вентиляционной сети и особенностями регулирования приводов. Чтобы установить причину перерасхода, необходимо сопоставить расход воздуха и график работы вентиляции с нагрузкой вентиляторов, температурными параметрами и действующими настройками.

Повышенное потребление энергии само по себе не доказывает неэффективность вентиляционной системы. Часть расхода может соответствовать действительно необходимому воздухообмену. Поэтому задача анализа — отделить обоснованное энергопотребление от дополнительных затрат и проверить, какими факторами они вызваны.

Как определить причины избыточного энергопотребления

Основой проверки является сопоставление расхода воздуха, сопротивления вентиляционной сети, графика эксплуатации и регулирования приводов. Эти параметры рассматривают во взаимосвязи, поскольку наблюдаемая нагрузка вентиляторов зависит не только от количества перемещаемого воздуха, но и от условий работы системы.

Расход воздуха необходимо сопоставлять с фактической потребностью в воздухообмене. Если потребление энергии увеличивается одновременно с расходом воздуха, это ещё не позволяет считать увеличение избыточным: сначала требуется установить, соответствует ли подача воздуха потребности объекта.

График работы позволяет оценить продолжительность эксплуатации вентиляции относительно фактической потребности. При этом одинаковый расход воздуха при различной продолжительности работы может сопровождаться разным суммарным энергопотреблением.

Сопротивление сети и регулирование приводов рассматривают как взаимосвязанные условия работы вентиляторов. Для проверки их влияния необходимо сопоставить наблюдаемую нагрузку с режимами эксплуатации и настройками системы. По одному показателю потребления нельзя установить, какая из этих составляющих определяет дополнительный расход.

Исходные данные для проверки

Для анализа необходимы четыре группы сведений, каждая из которых выполняет определённую функцию.

• Расход воздуха и график вентиляции. Показывают количество перемещаемого воздуха и продолжительность работы системы. Эти данные необходимы для сопоставления фактической эксплуатации с потребностью в воздухообмене.
• Температуры притока и вытяжки. Позволяют учитывать тепловую составляющую работы вентиляции при построении воздушно-теплового баланса.
• Нагрузка вентиляторов. Характеризует энергетическую составляющую работы оборудования и используется при сопоставлении потребления с эксплуатационными режимами.
• Уставки, заслонки и режимы рекуперации. Позволяют проверить влияние настроек, управления воздушными потоками и теплообмена на наблюдаемый расход энергии.

Уставка — заданное значение, которое используется системой управления. Рекуперация представляет собой передачу части тепла удаляемого воздуха приточному потоку. При проверке учитывают фактические режимы этих процессов, а не только предусмотренные оборудованием возможности.

Эксплуатационные данные, схемы и журналы используют для подтверждения границы анализа и условий работы. Дополнительные измерения необходимы тогда, когда существующие сведения не позволяют различить конкурирующие причины перерасхода.

Как выполняют техническую проверку

Сначала устанавливают границу анализируемой вентиляционной системы и согласуют сведения о расходе воздуха, графике работы, температурах притока и вытяжки.

Затем выполняют воздушно-тепловой баланс. Он позволяет связать фактический воздухообмен с тепловой составляющей энергопотребления и проверить согласованность показателей при рассматриваемых условиях эксплуатации.

Следующее действие — сопоставление расхода воздуха с фактической потребностью. Это принципиальный этап: без подтверждения необходимого воздухообмена невозможно обоснованно отнести часть подачи воздуха к избыточной.

Если наблюдаемый расход энергии остаётся недостаточно объяснённым, проверяют сопротивление вентиляционной сети и алгоритмы управления. Такая проверка должна установить, согласуется ли нагрузка вентиляторов с расходом воздуха, режимом работы и регулированием приводов.

При изменении режимов внутри рассматриваемого периода соответствующие состояния анализируют раздельно. Если одновременно действуют несколько факторов, их влияние разграничивают и затем проверяют согласованность общего энергетического баланса.

Как различить конкурирующие объяснения

При интерпретации результатов проверяют три самостоятельные версии.

• Реально требуемый воздухообмен. Наблюдаемое энергопотребление может соответствовать необходимой работе вентиляции. Для подтверждения проверяют связь фактического расхода воздуха с потребностью объекта.
• Избыточный расход или продолжительность работы. Дополнительное потребление может объясняться подачей воздуха сверх потребности либо избыточным временем эксплуатации. Эти причины проверяют по расходу воздуха и графику вентиляции.
• Потери из-за регулирования или теплообмена. Наблюдаемое потребление может зависеть от настроек системы, положения заслонок и режимов рекуперации. Их влияние необходимо проверять отдельно от расхода и продолжительности работы.

Если наблюдаемый профиль лучше объясняется избыточным расходом воздуха или продолжительностью работы, нельзя автоматически относить дополнительное потребление к сопротивлению сети или особенностям регулирования приводов.

Если данных недостаточно для разграничения необходимого воздухообмена и потерь, связанных с регулированием или теплообменом, определяют недостающий показатель, режим или измерение. Дополнительно проверяют устойчивость полученного объяснения при изменении исходных условий.

Результат анализа и его практическое применение

Результатом становится техническая схема проверки избыточного энергопотребления вентиляции, связывающая расход воздуха, сопротивление сети, график работы и регулирование приводов с подтверждёнными исходными данными.

Если результаты согласуются с рассматриваемым механизмом, а независимая проверка не выявляет более убедительного объяснения, их можно использовать для дальнейшего технического решения. Если повышенное потребление лучше объясняется избыточным расходом воздуха или продолжительностью работы, именно это обстоятельство определяет направление последующей проверки.

При недостатке подтверждений выбирают следующий расчёт, измерение или проверку, способные различить оставшиеся причины. Такой выбор должен опираться на конкретную неопределённость, а не на предположение о наличии неисправности.

До подтверждения исходных данных, границ учёта, эксплуатационных режимов и необходимых измерений вывод остаётся условным. Анализ не устанавливает фактический дефект, количественную величину энергетических потерь или возможную экономию для конкретной вентиляционной системы.

Особенности вентиляции как объекта обследования рассматриваются на странице «Системы вентиляции». Если необходимо проверить эксплуатационные режимы оборудования, см. «Выявление неэффективных режимов работы оборудования». Другие технические вопросы представлены в разделе «Материалы».