Системы кондиционирования

Энергетическое обследование систем кондиционирования позволяет определить, насколько эффективно холодильное оборудование отводит тепло из помещений при фактических условиях эксплуатации. Для этого сопоставляют потребление электроэнергии с холодопроизводительностью, учитывают температуру и влажность воздуха, внутренние теплопритоки и режимы работы чиллеров и фанкойлов.

Главная особенность обследования — изменяющаяся холодильная нагрузка. Даже при одинаковой температуре наружного воздуха потребность в охлаждении может различаться из-за работы оборудования, занятости помещений и требований к влажности. Поэтому эффективность системы оценивают не только по паспортным характеристикам холодильной машины, но и по её фактической загрузке.

Холодопроизводительность и потребление электроэнергии

Холодопроизводительность показывает, какое количество теплоты система способна отводить за единицу времени. Электрическая мощность характеризует энергозатраты на работу холодильного оборудования. Эти показатели необходимо рассматривать совместно: одинаковое потребление электроэнергии при разной фактической холодопроизводительности означает различную энергетическую эффективность.

Для оценки сопоставляют электроэнергию, потреблённую холодильной машиной, с количеством отведённого тепла за соответствующий период. Такое соотношение позволяет характеризовать эффективность производства холода в наблюдаемом режиме.

При этом необходимо правильно определить границы измерений. Если известно только общее электропотребление оборудования, но отсутствуют данные о фактическом отводе теплоты, достоверно оценить коэффициент эффективности холодильной машины невозможно.

Работа холодильного контура при частичной нагрузке

Чиллер не всегда работает с номинальной холодопроизводительностью. По мере изменения теплопритоков потребность в охлаждении может уменьшаться, и оборудование переходит на частичную нагрузку.

При обследовании сопоставляют графики работы холодильных машин с фактической холодопроизводительностью и электрическим потреблением. Особое внимание уделяют периодам малой загрузки: частые пуски и остановки компрессоров могут снижать эффективность по сравнению с устойчивой работой в подходящем режиме.

На энергетический результат также влияют температуры испарения и конденсации хладагента. Они характеризуют условия работы холодильного контура и связаны с затратами энергии на получение требуемого охлаждения. Поэтому изменение потребляемой мощности необходимо рассматривать с учётом этих температур, а не объяснять исключительно величиной нагрузки.

Режимная оценка позволяет установить, в каких условиях холодильная машина работает менее эффективно и достаточно ли имеющихся данных для определения причины.

Внутренние теплопритоки и управление климатическими зонами

Холодильная нагрузка зависит не только от наружной температуры. Тепло, выделяемое оборудованием и другими внутренними источниками, увеличивает потребность помещения в охлаждении. Поэтому рост потребления электроэнергии в жаркую погоду или при изменении внутренних нагрузок не обязательно свидетельствует о неисправности холодильной машины.

Для оценки необходимо сопоставить температурные условия, фактическую загрузку оборудования и графики работы чиллеров и фанкойлов. Фанкойлы обеспечивают охлаждение обслуживаемых зон, а их режимы должны соответствовать потребности соответствующих помещений.

Если разные зоны имеют неодинаковые теплопритоки, одинаковые настройки управления не всегда обеспечивают рациональное распределение холода. При обследовании проверяют, как фактическое управление связано с назначением помещений и их температурными условиями.

Особенности серверных и офисных помещений

При обследовании необходимо учитывать назначение климатической зоны. В серверной значительная часть теплопритоков может формироваться постоянно работающим оборудованием. Поэтому потребность в охлаждении сохраняется независимо от присутствия людей и отличается от режима обычного офиса.

В офисных помещениях внутренние нагрузки могут заметно изменяться в течение рабочего дня. При анализе рассматривают, насколько работа фанкойлов и холодильного оборудования соответствует этим изменениям.

Различие имеет практическое значение: режим, подходящий для периодически используемого офиса, нельзя автоматически применять к серверной. Энергетическая оценка должна учитывать требуемые параметры каждой зоны и фактическую непрерывность её тепловой нагрузки.

Влияние влажности и осушения воздуха

Кондиционирование связано не только со снижением температуры, но и с изменением влажности воздуха. При необходимости осушения холодильное оборудование отводит дополнительную теплоту, связанную с изменением влагосодержания воздуха.

Поэтому одинаковое снижение температуры в двух помещениях не обязательно требует одинаковых энергозатрат. Если в одном случае необходимо дополнительно осушать воздух, нагрузка охлаждения будет иметь другую структуру.

При обследовании сопоставляют температуру и влажность с фактической холодопроизводительностью. Это позволяет не принимать дополнительную нагрузку осушения за необъяснимое снижение эффективности холодильной машины.

Причины повышенного энергопотребления

Рост расхода электроэнергии системой кондиционирования может иметь несколько объяснений. К ним относятся высокая наружная температура, увеличение внутренних теплопритоков, загрязнение теплообменников и неправильная работа управления.

Высокая температура наружного воздуха и дополнительные внутренние теплопритоки могут увеличивать фактическую потребность в холоде. Загрязнение теплообменников способно ухудшать условия передачи теплоты, а несоответствующее управление — приводить к работе оборудования в неэффективном режиме.

Эти причины необходимо разграничивать. Например, повышенное электропотребление при возросшей холодопроизводительности не равно снижению эффективности. Для технического вывода сопоставляют изменение расхода энергии с нагрузкой, температурными условиями и режимом холодильного контура.

Без подтверждающих измерений перечисленные причины остаются гипотезами, а не установленными неисправностями.

Исходные данные для обследования

Для энергетической оценки необходимы данные о потреблении электроэнергии холодильными машинами, фактической холодопроизводительности, температуре и влажности воздуха, внутренних нагрузках и графиках работы чиллеров и фанкойлов.

Эти сведения должны относиться к сопоставимым рабочим периодам. Важно учитывать состояние объекта и границы доступного учёта, поскольку изменение состава работающего оборудования может существенно влиять на суммарное потребление.

Графики работы позволяют выделить режимы полной и частичной загрузки. Температурные параметры холодильного контура помогают оценить условия производства холода, а данные о климатических зонах — связать холодопроизводительность с фактической потребностью помещений.

Результат энергетического обследования

Результатом становится режимная оценка холодильного контура и обслуживаемых климатических зон. Она показывает, как потребление электроэнергии связано с фактическим отводом теплоты, частичной загрузкой оборудования и изменением потребности помещений в охлаждении.

На основании полученных данных определяют, какие режимы требуют дополнительной проверки: работа компрессоров при малой нагрузке, температурные условия конденсации и испарения либо управление отдельными зонами. Это позволяет уточнить состав необходимых измерений и выбрать следующее техническое решение.

Граница достоверности: по одному потреблению электроэнергии чиллера нельзя определить коэффициент эффективности или доказать неисправность оборудования. Для этого необходимо знать фактическое количество отведённой теплоты и условия работы системы.

Взаимосвязь вентиляционных и холодильных нагрузок рассмотрена в разделе «Вентиляция и холодоснабжение». Задачи снижения электрического потребления представлены на странице «Снижение потребления электроэнергии». Связь обработки воздуха с энергетическими затратами здания дополнительно раскрыта в материале «Влияние вентиляции на теплопотери и энергопотребление здания».