Оценка энергетической эффективности регулирования насосов и вентиляторов

При технико-экономическом сопоставлении вариантов систем отопления и вентиляции (кондиционирования) энергозатраты следует определять с учетом производимого регулирования. Оценка вариантов по установочной мощности N_p может привести к ошибочным выводам.

Рассмотрим следующий пример. Сравниваются два варианта установки вентиляторов для работы в теплый период года в дополнение к круглогодичной системе вентиляции.

Вариант 1: Один вентилятор N_p= 10 кВт.

Вариант 2: Два вентилятора N_р= 6,5 кВт.

Во втором варианте суммарная установочная мощность будет 13 кВт.

Годовое число часов работы τ =792 час.

Сравнение по установочной мощности.

Вариант 1. Энергозатраты Е = N_p· τ= 10·792=7920 кВт·час.

Вариант 2. Е =2·6,5·792=10296 кВт·час.

При таком расчете первый вариант оказывается выгоднее, что справедливо лишь при отсутствии регулирования.

Пусть в обоих случаях вентиляторы имеют трехступенчатые регуляторы. При работе по второму варианту допускается выключение одного из вентиляторов при уменьшении избытков теплоты. Таким образом, в первом варианте будет трехступенчатое регулирование, а во втором ‒ шестиступенчатое. Энергозатраты определяются по зависимости:

E =∑N_i∙τ_i (4.24)

Здесь: τ_i ‒ число часов работы при расходе мощности N_i.

Для первого варианта Е =4831 кВт·час, для второго Е =4333 кВт·час. Таким образом, второй вариант энергетически выгоднее, однако и он не является идеальным. Идеальным будет такое регулирование, при котором подача воды(воздуха) будет минимальной из условия соблюдения санитарных, технологических,

противопожарных стандартов в течение всего года. Оптимальные энергозатраты равны:

E_опт =∑N_j · τ_j (4.25)

Здесь: τ_j ‒ число часов работы при расходе мощности N_j.

В качестве показателя степени рациональности метода регулирования можно использовать критерий эффективности регулирования как отношение энергозатрат по данному варианту регулирования к оптимальным затратам.

(4.26)

Фактически этот критерий является коэффициентом полезного действия регулирования К_Е ≤ 1.

Пусть в данном случае Е_опт =3356 кВт·час.

Тогда для первого варианта

Для второго варианта

Следовательно, и второй вариант далек от идеального. Поэтому целесообразно рассмотреть и другие варианты. Например, установку одного вентилятора с плавным регулятором.