Системы вентиляции

При энергетическом обследовании систем вентиляции оценивают потребление энергии вентиляторами, нагрев приточного воздуха и работу оборудования, обеспечивающего удаление воздуха из помещений. Основная задача — установить, насколько фактический воздухообмен соответствует эксплуатационным потребностям объекта и какие изменения режимов работы позволяют уменьшить энергопотребление без нарушения необходимых условий вентиляции.

Для этого проверяют фактический расход воздуха, перепады давления, работу рекуперации тепла и автоматики управления. Полученные показатели сопоставляют с кратностью воздухообмена, графиком занятости помещений и реальной нагрузкой вентиляционного оборудования. Особое внимание уделяют разграничению избыточного потребления и нагрузки, необходимой для выполнения технологической задачи.

Энергопотребление вентиляторов, приточного нагрева и вытяжки

Система вентиляции использует энергию для перемещения воздуха и, при наличии соответствующего оборудования, для его нагрева. Эти процессы необходимо учитывать раздельно, поскольку причины изменения их энергетических показателей различаются.

Вентиляторы обеспечивают движение воздуха через вентиляционную систему. Их электрическая нагрузка связана с фактическим расходом воздуха и сопротивлением, которое необходимо преодолеть для его перемещения. Поэтому изменение электропотребления следует сопоставлять не только с продолжительностью работы вентиляторов, но и с измеренными параметрами воздушного потока.

Нагрев приточного воздуха формирует отдельную энергетическую нагрузку. Её величина зависит от условий подготовки воздуха и фактического объёма притока. Если расход приточного воздуха изменяется, это может влиять и на потребность в тепловой энергии.

Удаление воздуха рассматривают с учётом назначения вытяжной системы. Для общеобменной вентиляции существенны условия использования помещений, а для технологической вытяжки — необходимость удаления воздуха в соответствии с требованиями обслуживаемого процесса.

При обследовании устанавливают границы энергетического баланса — сопоставления поступления и использования энергии в пределах выбранной системы. Это необходимо, чтобы не приписывать вентиляции потребление другого оборудования и не смешивать электрическую нагрузку вентиляторов с тепловой нагрузкой подготовки приточного воздуха.

Исходные данные для обследования вентиляции

Для оценки работы системы необходимы сведения о требуемом воздухообмене, фактических режимах эксплуатации и энергетических потоках.

• Кратность воздухообмена. Характеризует, сколько раз за определённый период объём подаваемого или удаляемого воздуха соотносится с объёмом помещения. Этот показатель используют для проверки соответствия фактического воздухообмена установленной задаче.
• График занятости помещений. Позволяет сопоставить продолжительность работы вентиляции с периодами фактического использования обслуживаемых зон.
• Перепады давления. Необходимы для оценки условий движения воздуха и проверки работы вентиляционного оборудования при соответствующем расходе.
• Схема энергетических потоков и границы учёта. Позволяет установить, какое электрическое и тепловое потребление относится к рассматриваемой вентиляционной системе.
• Графики работы и величины фактической нагрузки. Используются для сопоставления энергопотребления с продолжительностью эксплуатации и изменением воздухообмена.

Эти данные необходимо рассматривать совместно. Кратность воздухообмена характеризует объёмную сторону работы вентиляции, но не показывает самостоятельно электрическое потребление вентиляторов. Перепад давления помогает оценить условия перемещения воздуха, однако без сведений о фактическом расходе не позволяет определить эффективность режима.

График занятости показывает, когда помещения используются, но не всегда определяет допустимое время работы вентиляции. Если система обслуживает технологический процесс, потребность в удалении воздуха может сохраняться независимо от присутствия людей.

Проверка фактического расхода воздуха

Один из основных этапов обследования — сопоставление фактического расхода воздуха с потребностью обслуживаемых помещений или технологических процессов.

Специалист определяет, какой воздухообмен обеспечивается системой в рассматриваемом режиме, и сопоставляет его с установленными условиями эксплуатации. При этом необходимо учитывать, какие помещения или процессы обслуживает оборудование и как изменяется их нагрузка.

Если фактический расход воздуха превышает величину, необходимую для соответствующего режима, это может стать основанием для проверки возможности регулирования. Однако само превышение должно быть подтверждено сопоставимыми данными: без установления требуемого воздухообмена нельзя достоверно признать расход избыточным.

Если расход воздуха оказывается недостаточным, приоритетом становится выяснение причин несоответствия. Сокращение энергопотребления при таком режиме не может рассматриваться как обоснованная экономия, поскольку система может не выполнять свою эксплуатационную задачу.

Для оценки работы вентиляторов фактический расход воздуха сопоставляют с перепадами давления и электрической нагрузкой. Это позволяет определить, какие отклонения относятся к условиям перемещения воздуха и какие режимы требуют дополнительной проверки.

Работа рекуперации и автоматики вентиляции

Рекуперация позволяет использовать часть тепла удаляемого воздуха для подготовки приточного потока, если соответствующее оборудование предусмотрено системой. При энергетическом обследовании проверяют фактическую работу рекуперации и её связь с режимами вентиляции.

Для корректной оценки необходимо установить, при каких условиях работает система, какие воздушные потоки участвуют в теплообмене и как изменяется потребность в нагреве приточного воздуха.

Наличие рекуперационного оборудования само по себе не подтверждает величину экономии. Для такого вывода необходимо сопоставить фактические энергетические показатели при соответствующих эксплуатационных условиях.

Автоматику вентиляции проверяют с точки зрения соответствия управляющих режимов реальной потребности в воздухообмене. Специалист сопоставляет графики работы оборудования с занятостью помещений, фактическим расходом воздуха и нагрузкой системы.

Если вентиляция работает с постоянной производительностью при изменяющейся потребности, необходимо проверить возможность согласования режима управления с эксплуатационной задачей. При этом допустимость изменения определяется назначением системы, а не только продолжительностью присутствия людей.

Совместная проверка расхода воздуха, рекуперации и автоматики помогает определить, связано ли повышенное энергопотребление с фактической нагрузкой или имеются основания для уточнения режима работы оборудования.

Когда высокая нагрузка вентиляции обоснована

Особое значение имеет различие между избыточной вентиляционной нагрузкой и расходом энергии, необходимым для технологического вытяжного процесса.

Высокое электропотребление вытяжных вентиляторов не обязательно свидетельствует о неэффективной работе системы. Если оборудование обеспечивает требуемое удаление воздуха в рамках технологического процесса, соответствующая нагрузка может быть эксплуатационно необходимой.

Поэтому при обследовании сначала определяют назначение вытяжки и необходимый воздухообмен. Затем сопоставляют фактические расходы воздуха, перепады давления и графики работы с условиями выполнения технологической задачи.

Например, изменение графика занятости помещений не является достаточным основанием для сокращения работы технологической вытяжки. Если потребность в удалении воздуха определяется производственным процессом, режим вентиляции необходимо оценивать относительно этого процесса.

Такое разграничение позволяет избежать ошибочного вывода о перерасходе энергии и не предлагать изменения, которые уменьшат вентиляционную производительность без подтверждения их допустимости.

Выбор экономичных режимов воздухообмена

Практический результат энергетического обследования — определение режимов вентиляции, при которых обеспечивается необходимый воздухообмен без необоснованной энергетической нагрузки.

Для этого специалист сопоставляет кратность воздухообмена, фактический расход воздуха, перепады давления, работу рекуперации и автоматики. Отдельно анализируют соответствие графиков работы оборудования занятости помещений и условиям технологических процессов.

Если подтверждено несоответствие фактического расхода воздуха эксплуатационной потребности, результаты обследования позволяют рассмотреть изменение режима вентиляции. Если отклонение связано с работой автоматики, предметом дальнейшей проверки становятся соответствующие настройки управления. Если выявлены вопросы к работе рекуперации, необходимо уточнить её влияние на потребление энергии для нагрева притока.

При выборе мероприятий учитывают не только электрическую нагрузку вентиляторов, но и потребление энергии на подготовку приточного воздуха. Изменение воздухообмена может влиять на обе составляющие, поэтому энергетический результат следует оценивать в установленных границах системы.

При этом снижение расхода воздуха не является самостоятельным критерием эффективности. Выбранный режим должен соответствовать назначению вентиляции и обеспечивать необходимый воздухообмен.

Результаты обследования и границы выводов

По итогам проверки определяют фактические режимы работы вентиляционной системы, выявленные отклонения и направления возможной корректировки управления или воздухообмена.

Результаты могут использоваться для подготовки технического заключения с указанием проверенных энергетических показателей, исходных допущений и условий, необходимых для подтверждения эффекта предлагаемых мероприятий.

Если отсутствуют достоверные сведения о кратности воздухообмена, графике занятости, перепадах давления или фактических нагрузках, причины повышенного потребления остаются предположениями. Без измерений и сравнения сопоставимых эксплуатационных режимов нельзя подтвердить величину возможной экономии.

Энергетическое обследование систем вентиляции позволяет связать потребление электрической и тепловой энергии с фактическим воздухообменом, проверить работу рекуперации и автоматики и определить экономичные режимы эксплуатации. Основой выбора мероприятий служит подтверждённое соответствие режима потребностям помещений или технологического процесса, а не простое стремление сократить время работы вентиляторов.