Вентиляция и холодоснабжение
Энергетическое обследование вентиляции и холодоснабжения позволяет разграничить расход энергии на перемещение воздуха, его нагрев и охлаждение, а также работу холодильного оборудования. Эти функции могут выполняться отдельными установками или объединяться в одной климатической системе. Поэтому общий расход электроэнергии не всегда показывает, какая часть потребления связана с воздухообменом, а какая — с отводом теплопритоков из помещений.
Для определения границ обследования специалист сопоставляет воздушные и холодильные схемы, расход наружного воздуха, температуры, влажность, графики присутствия людей и энергетические показатели оборудования. Основная задача — установить, какие нагрузки формируются вентиляторами и обработкой приточного воздуха, а какие относятся к самостоятельному холодильному контуру.
Разграничение вентиляции и холодоснабжения
Вентиляция обеспечивает поступление, перемещение и удаление воздуха. При необходимости приточный воздух нагревается или охлаждается до предусмотренных параметров. Холодоснабжение выполняет другую энергетическую функцию — отводит теплоту, поступающую в помещения или технологические зоны.
Различие принципиально для энергетического баланса. Работа вентилятора связана с перемещением определённого объёма воздуха, тогда как холодильная нагрузка определяется количеством теплоты, которое необходимо отвести для поддержания требуемых температурных и влажностных условий.
При этом оборудование может быть функционально связано. Например, климатическая установка способна одновременно подавать наружный воздух, обеспечивать его охлаждение и участвовать в поддержании микроклимата помещения.
В таком случае расход установки нельзя целиком относить к вентиляции или кондиционированию. Необходимо определить, какие энергетические потоки сопровождают перемещение воздуха, какие — его температурную обработку и какие формируются отдельным холодильным оборудованием.
Энергетические границы климатических установок
Энергетический баланс — сопоставление поступившей и использованной энергии в выбранных границах. Для климатических систем его составляют с учётом функций оборудования и фактических режимов эксплуатации.
На первом уровне определяют расход электроэнергии на привод вентилятора. Затем выделяют энергетические затраты на нагрев или охлаждение приточного воздуха, если соответствующие устройства входят в состав установки. Самостоятельный холодильный контур рассматривают в отдельной измерительной границе.
Такое разделение необходимо, поскольку электрический привод вентилятора и холодильная машина выполняют разные задачи. Первый обеспечивает движение воздуха, вторая — создание холодопроизводительности для отвода тепла.
Если вся климатическая установка подключена к одному счётчику, его показания характеризуют совокупное потребление оборудования. Без дополнительной информации нельзя достоверно определить расход отдельного вентилятора или компрессора холодильной машины.
При наличии раздельных энергетических показаний специалист сопоставляет их с режимами работы соответствующих компонентов. Если раздельного учёта нет, определяют, какие дополнительные измерения необходимы для формирования достоверного баланса.
Влияние расхода наружного воздуха
Количество наружного воздуха влияет одновременно на работу вентиляционной установки и энергетические затраты его подготовки. Воздух необходимо переместить через систему, а при отличии его параметров от требуемых — нагреть или охладить.
Поэтому изменение расхода наружного воздуха может сопровождаться изменением нескольких энергетических составляющих. Оно влияет на режим вентилятора и на потребность в тепловой или холодильной обработке притока.
Для обследования специалист сопоставляет фактический воздухообмен с графиком присутствия людей и параметрами наружного воздуха. Это позволяет определить, соответствует ли производительность установки условиям эксплуатации обслуживаемых помещений.
Однако увеличение потребления в период интенсивного воздухообмена не доказывает завышенную производительность. Дополнительный расход может быть обусловлен необходимостью подачи воздуха при фактическом использовании помещений.
Для обоснованного вывода необходимо установить требуемый воздухообмен и проверить, соответствует ли ему фактический расход. Только после этого можно определить, имеются ли основания для изменения режима работы установки.
Нагрев и охлаждение приточного воздуха
Энергия на подготовку воздуха зависит от различия между параметрами наружного воздуха и условиями, которые требуется обеспечить после обработки. Поэтому одинаковый расход воздуха в разные периоды может сопровождаться неодинаковыми энергетическими затратами.
При понижении наружной температуры может возрастать потребность в нагреве притока. В тёплые периоды определяющее значение может приобретать его охлаждение.
При обследовании специалист сопоставляет температуры и влажность с фактическим расходом воздуха и режимом установки. Эти показатели необходимы, чтобы отделить изменение нагрузки, обусловленное наружными условиями, от изменения производительности оборудования.
Если выросла нагрузка на обработку воздуха, нельзя автоматически считать её признаком неэффективности. Сначала необходимо определить, насколько изменились параметры наружного воздуха и какие условия требовалось поддерживать в помещениях.
В то же время общий показатель охлаждения притока не следует смешивать с работой самостоятельной холодильной системы. Для такого разграничения используют схему оборудования и установленные энергетические границы.
Теплопритоки помещений и холодильная нагрузка
Охлаждение помещений связано с отводом тепла, поступающего в обслуживаемую зону. На фактическую нагрузку могут влиять условия наружного воздуха и присутствие людей. Поэтому изменение холодопотребления не обязательно связано с ухудшением работы холодильного оборудования.
Для оценки специалист рассматривает температуры и влажность помещений совместно с графиками присутствия и энергетическими показаниями холодоснабжения.
Если количество присутствующих людей изменяется, могут изменяться и теплопритоки. Для поддержания предусмотренного микроклимата системе охлаждения требуется соответствующий режим работы.
При анализе необходимо отличать изменение требуемой холодильной мощности от возможного завышения производительности оборудования. Первый случай связан с фактической нагрузкой помещения, второй требует подтверждения того, что оборудование работает с большей производительностью, чем необходимо.
По одному увеличению расхода электроэнергии холодильной установки разграничить эти причины невозможно. Для вывода нужны сопоставимые сведения об условиях помещения и фактическом режиме холодоснабжения.
Суточные и сезонные режимы эксплуатации
Вентиляция и холодоснабжение могут изменять нагрузку по разным причинам и в разные периоды. Расход воздуха связан с использованием помещений и необходимым воздухообменом. Холодильная нагрузка зависит от теплопритоков и требуемых температурно-влажностных условий.
Поэтому при обследовании специалист сопоставляет графики присутствия людей, параметры наружного воздуха и работу климатических установок за соответствующие интервалы.
Если вентиляция продолжает работать вне основного периода использования помещения, необходимо установить, требуется ли такой воздухообмен в действующем режиме. Если охлаждение сохраняется при изменении присутствия людей, необходимо учитывать другие фактические условия поддержания микроклимата.
Сезонное увеличение расхода на охлаждение также нельзя сравнивать с периодом, когда холодильная нагрузка отсутствовала, без учёта назначения системы. Такое сравнение показывает изменение общей потребности, но не подтверждает энергетические потери.
Для оценки используют согласованные временные интервалы: энергетические показания должны относиться к тем же периодам, что и сведения о воздухообмене, температуре, влажности и присутствии людей.
Выбор направления детального обследования
После разграничения энергетических потоков определяют, какая из двух систем требует самостоятельной технической проверки.
- Системы вентиляции — обследование расхода воздуха, режимов его перемещения и энергетических нагрузок приточно-вытяжного оборудования.
- Системы кондиционирования и холодоснабжения — обследование холодопроизводительности, охлаждения помещений и поддержания температурно-влажностных условий.
Если основная задача связана с расходом наружного воздуха, графиками воздухообмена и работой вентиляторов, приоритетом становится проверка вентиляционной системы.
Если необходимо установить причины изменения холодильной нагрузки и оценить соответствие холодоснабжения фактическим теплопритокам, требуется отдельное обследование кондиционирования и холодильного оборудования.
Если обе функции объединены в одной установке, сначала уточняют измерительные границы. Наличие общего оборудования не означает, что механизмы энергопотребления следует оценивать как один неразделимый процесс.
Исходные данные для определения границ обследования
Для обследования необходимы воздушные и холодильные схемы, графики присутствия людей, температуры и влажность наружного и внутреннего воздуха, сведения о расходе наружного воздуха и энергетические показания вентиляторов и систем холодоснабжения.
Воздушные схемы позволяют установить, какие установки обеспечивают перемещение и подготовку воздуха. Холодильные схемы определяют границы оборудования, обеспечивающего отвод тепла.
Графики присутствия необходимы для сопоставления режимов вентиляции с фактическим использованием помещений. Температуры и влажность позволяют оценивать условия, определяющие потребность в нагреве и охлаждении воздуха.
Сведения о расходе наружного воздуха характеризуют выполняемую вентиляцией задачу. Энергетические показания показывают потребление в доступных границах учёта.
Если часть этих данных отсутствует, необходимо определить, какие функции климатической системы остаются неразграниченными. Особенно важно не представлять общий расход электроэнергии как измеренное потребление отдельного компонента оборудования.
Результат разграничения вентиляции и холодоснабжения
Результатом становится согласованная схема энергетических нагрузок на перемещение воздуха, обработку притока и самостоятельное охлаждение. Она позволяет установить, какие расходы подтверждаются измерениями и какую систему необходимо обследовать детально.
Если изменение потребления совпадает с увеличением расхода наружного воздуха, необходимо проверить соответствие воздухообмена фактическому использованию помещений. Если меняются температура, влажность или теплопритоки, требуется учитывать изменение нагрузки на охлаждение.
Когда подтверждено несоответствие производительности оборудования необходимому режиму, возникает основание для дальнейшей технической проверки. Однако величину возможного сокращения расхода нельзя устанавливать без измерений соответствующей энергетической составляющей.
Результаты могут использоваться при выявлении неэффективных режимов работы оборудования. Изменение энергетических нагрузок во времени дополнительно рассматривается в материале «Суточные и сезонные графики нагрузки: анализ и интерпретация». Другие инженерные системы представлены в разделе «Что обследуем».
Вентиляция и холодоснабжение выполняют связанные, но разные задачи. Вентиляция обеспечивает необходимый воздухообмен и подготовку воздуха, а холодоснабжение отводит теплопритоки и поддерживает требуемые условия охлаждения. Без раздельных показаний и данных о фактических режимах общий расход климатической установки нельзя достоверно распределить между вентилятором, обработкой приточного воздуха и холодильным оборудованием.