Системы кондиционирования

Энергоаудит систем кондиционирования проводят с учётом наружной температуры, солнечных и внутренних теплопритоков, фактической загрузки оборудования и распределения охлаждения между зонами здания. Эти условия определяют тепловую нагрузку системы и влияют на потребление электроэнергии. Поэтому оценивать эффективность кондиционирования только по общему расходу электроэнергии без учёта погоды и условий эксплуатации помещений некорректно.

Основная задача обследования — разграничить нагрузку от солнечных теплопритоков, внутренних источников тепла и работы оборудования. Для этого сопоставляют потребление электроэнергии установками, температуры, фактическую загрузку и режимы автоматики. Результатом первоначального анализа становится план проверок, позволяющий определить, какие изменения потребления обусловлены условиями охлаждения, а какие требуют дополнительных измерений.

Наружная погода и тепловая нагрузка системы кондиционирования

Наружные погодные условия являются одним из определяющих факторов работы кондиционирования. При изменении температуры наружного воздуха могут изменяться условия теплообмена и потребность помещений в охлаждении. Поэтому энергетические показатели необходимо сопоставлять с погодой за соответствующие периоды.

Если две группы измерений получены при существенно разных наружных температурах, различие в потреблении электроэнергии не является самостоятельным доказательством изменения эффективности оборудования. Сначала необходимо установить, насколько сопоставима тепловая нагрузка.

Для анализа используют сведения о наружных условиях и фактических температурах помещений. Эти показатели должны соответствовать периодам, за которые рассматривается электрическое потребление установок.

Если погодные данные отсутствуют либо не согласованы по времени с показаниями энергопотребления, вывод о причинах изменения расхода ограничен. В таком случае необходимо уточнить исходные сведения до количественной оценки.

Солнечные теплопритоки и зональное охлаждение

Солнечные теплопритоки необходимо учитывать отдельно при анализе распределения холодильной нагрузки по зонам здания. Под теплопритоками понимают поступление тепла, которое система кондиционирования должна учитывать при поддержании требуемой температуры.

Воздействие солнечного тепла на различные зоны может отличаться. Поэтому одинаковая температура воздуха в помещениях не обязательно означает одинаковую нагрузку на оборудование, обеспечивающее их охлаждение.

При обследовании устанавливают, какие зоны обслуживаются системой и как их температурные условия связаны с наружной погодой. Затем сопоставляют эти сведения с работой соответствующих установок.

Если в определённые периоды увеличивается нагрузка оборудования, необходимо проверить, может ли изменение быть связано с солнечными теплопритоками. Однако само совпадение повышенного энергопотребления с тёплой погодой не подтверждает точную величину солнечной составляющей.

Для достоверного разграничения необходимо учитывать фактические границы зон, температурные режимы и доступные измерения. Без них нельзя обоснованно распределить общую холодильную нагрузку между отдельными помещениями.

Внутренние источники тепла

Внутренние теплопритоки формируются внутри обслуживаемых помещений и влияют на потребность в охлаждении. При энергетическом обследовании их необходимо отличать от нагрузки, связанной с наружными погодными условиями и солнечным воздействием.

Для анализа устанавливают фактические условия эксплуатации зон и сопоставляют их с температурными режимами и загрузкой системы кондиционирования.

Если внутренние теплопритоки изменяются, энергетическая нагрузка системы может изменяться даже при сопоставимой наружной погоде. Поэтому сравнение исключительно по наружной температуре не всегда позволяет объяснить различия в потреблении электроэнергии.

При наличии нескольких зон необходимо учитывать их индивидуальные условия эксплуатации. Общий показатель потребления системы не позволяет самостоятельно установить вклад внутренних источников тепла в каждой зоне.

Главная задача проверки — определить, какие сведения позволяют отличить внутреннюю составляющую тепловой нагрузки от солнечных и погодных факторов. Если подтверждённых данных недостаточно, требуется определить дополнительные измерения.

Зональное распределение охлаждения

Зональное охлаждение предполагает обеспечение температурных условий в отдельных частях здания. При обследовании важно установить, какие помещения относятся к рассматриваемой системе и как распределяется её фактическая нагрузка.

Если несколько зон обслуживаются общим оборудованием, суммарный расход электроэнергии характеризует работу установки в целом. Он не позволяет без дополнительных сведений определить энергетические затраты на каждую зону.

При анализе сопоставляют температуры зон с условиями эксплуатации, солнечными и внутренними теплопритоками. Такое сопоставление помогает установить, где различия холодильной нагрузки могут быть связаны с особенностями обслуживаемых помещений.

При этом разница температур между зонами не подтверждает автоматически неисправность системы. Необходимо учитывать предусмотренные температурные режимы и фактическую работу оборудования.

Результатом проверки становится определение границ зонального анализа и состава данных, необходимых для оценки распределения охлаждения.

Потребление электроэнергии установками кондиционирования

Потребление электроэнергии необходимо рассматривать совместно с фактической тепловой нагрузкой системы. Изменение электрического расхода может сопровождать изменение наружных условий, внутренних теплопритоков и загрузки оборудования.

При обследовании определяют техническую границу, в которой учитывается электроэнергия кондиционирования. Если один прибор охватывает несколько установок или других потребителей, его показания нельзя без дополнительных данных полностью относить к отдельной системе.

Энергетический баланс представляет собой сопоставление поступления и использования энергии в установленном техническом контуре. Для кондиционирования важно согласовать измерения электрического потребления с границами оборудования и периодами его эксплуатации.

Если расход электроэнергии известен, но отсутствуют сведения о погоде и тепловой нагрузке, нельзя достоверно установить, чем обусловлено изменение показателя. Аналогично одинаковый расход за два периода не подтверждает одинаковую эффективность оборудования, если условия охлаждения различались.

Поэтому электрические показатели используют как часть совместного анализа, а не как самостоятельное основание для вывода о потерях.

Температуры, загрузка оборудования и режимы автоматики

Для анализа работы системы кондиционирования необходимо сопоставить измеренные температуры, фактическую загрузку установок и режимы автоматики. Эти данные характеризуют, какие условия обеспечивает оборудование и каким образом оно работает при изменении тепловой нагрузки.

Температурные показатели необходимо связывать с конкретными зонами и периодами измерений. Если температуры зарегистрированы при одном режиме, а данные электропотребления относятся к другому, их непосредственное сопоставление может быть необоснованным.

Загрузка оборудования необходима для оценки его фактической работы. Установленная мощность характеризует технические возможности агрегата, но не заменяет сведения о реальной нагрузке.

Режимы автоматики рассматривают относительно необходимых температурных условий и изменения нагрузки. При анализе важно установить, как предусмотренное управление связано с фактической работой установок.

Если наблюдается повышенное энергопотребление, нельзя заранее признавать причиной автоматику или загрузку оборудования. Для такого вывода необходимо сопоставить соответствующие режимы с погодными условиями, теплопритоками и температурой обслуживаемых зон.

Разграничение причин изменения холодильной нагрузки

Центральная проверка кондиционирования заключается в разделении влияния солнечных теплопритоков, внутренних источников тепла и фактической работы оборудования.

Эти составляющие необходимо рассматривать совместно, но не смешивать. Наружная погода характеризует внешние условия эксплуатации. Солнечные теплопритоки влияют на нагрузку отдельных зон. Внутренние источники определяют дополнительную тепловую составляющую помещений. Загрузка и режимы автоматики характеризуют реакцию оборудования на соответствующие условия.

Если в рассматриваемый период увеличилось потребление электроэнергии, необходимо установить, какие из этих условий изменились. Выявление одного совпадающего фактора не позволяет исключить влияние остальных.

При недостаточности измерений допустимо определить вероятные направления дальнейшей проверки, но нельзя представлять предполагаемое распределение нагрузки как подтверждённый результат.

Для количественного разграничения необходимы согласованные по времени сведения о погоде, температурах, загрузке оборудования и электропотреблении. Их достаточность оценивают применительно к фактической технической схеме системы.

Сопоставимость удельного энергопотребления

Удельное энергопотребление представляет собой количество энергии, отнесённое к выбранной единице полезного результата или другой величине сравнения. Для систем кондиционирования такой показатель необходимо интерпретировать с учётом погодных условий и фактической холодильной нагрузки.

Если два периода отличаются наружной температурой или внутренними теплопритоками, непосредственное сравнение удельного расхода может привести к ошибочному выводу. Перед оценкой необходимо установить сопоставимость условий эксплуатации.

Отдельное значение имеет зональное охлаждение. При различном составе обслуживаемых зон показатели потребления могут характеризовать неодинаковые технические задачи. Поэтому нельзя сравнивать их без согласования границ системы.

Изменение удельного показателя служит основанием для анализа, но не подтверждает само по себе энергетические потери. Для определения причин необходимо сопоставить расход электроэнергии с тепловой нагрузкой и работой оборудования.

Исходные данные для подготовки обследования

Перед проведением энергоаудита необходимо подготовить технические схемы систем кондиционирования и сведения об условиях эксплуатации обслуживаемых помещений.

Основное значение имеют следующие группы данных:

• Наружные погодные условия — для определения сопоставимости периодов и анализа изменения нагрузки.
• Сведения о солнечных и внутренних теплопритоках — для разграничения факторов, влияющих на потребность помещений в охлаждении.
• Границы зонального охлаждения — для установления состава обслуживаемых помещений и соответствующих технических контуров.
• Потребление электроэнергии установками — для оценки фактических энергетических затрат в согласованных границах.
• Измерения температуры — для сопоставления условий помещений и режимов работы оборудования.
• Сведения о загрузке и автоматике — для анализа фактической работы установок при изменении тепловой нагрузки.

Эти данные необходимо согласовать по времени и техническим границам. Если измерения относятся к различным эксплуатационным периодам, их использование в одном сравнении требует дополнительного обоснования.

Если отсутствуют сведения о погодных условиях, ограничивается возможность оценить причины изменения холодильной нагрузки. Если нет данных о внутренних теплопритоках, нельзя достоверно разграничить внутреннюю и внешнюю составляющие. При отсутствии сведений о загрузке и автоматике невозможно полноценно объяснить работу установок при рассматриваемых условиях.

Недостаток данных необходимо устранять выбором дополнительных измерений, а не предполагаемым распределением энергетического расхода.

План энергетических проверок системы кондиционирования

Результатом первоначального анализа становится план проверок, направленный на разделение нагрузки от солнечных теплопритоков, внутренних источников и работы оборудования.

В плане устанавливают технические границы системы и зоны охлаждения, определяют сопоставимые погодные и эксплуатационные периоды, а затем выбирают необходимые измерения электроэнергии, температуры и загрузки установок.

Отдельно предусматривают проверку режимов автоматики относительно фактической холодильной нагрузки. При этом вывод о неэффективной работе оборудования допустим только после сопоставления его энергетических показателей с условиями, в которых оно обеспечивает охлаждение.

Если существующие данные не позволяют разграничить влияние внешних и внутренних теплопритоков, план должен предусматривать уточнение исходной информации и дополнительные измерения. Предварительный анализ не заменяет подтверждения технических причин изменения потребления.

Для рассмотрения смежных инженерных систем предусмотрен раздел «Вентиляция и холодоснабжение». Если кондиционирование обследуется в составе производственного объекта, можно обратиться к странице «Энергоаудит предприятия». При планировании технических изменений предусмотрено направление «Подготовка к модернизации инженерных систем и оборудования».

Практический результат энергоаудита систем кондиционирования — установление проверяемой связи между погодными условиями, теплопритоками, зональной нагрузкой и работой оборудования. Сравнение энергопотребления без учёта погоды и фактической холодильной нагрузки не позволяет достоверно оценить эффективность. Для подтверждения конкретных потерь и расчёта эффекта мероприятий необходимы фактические измерения и сопоставимая исходная база.