Технико-экономическое и энергетическое сравнение канальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования на основе вентиляторов с асинхронными двигателями и с ес-моторами

В настоящее время вентиляционные системы представлены широким спектром принципиальных схем работы и оборудованием, различающихся по назначению, характеристикам по производительности и составу  оборудования входящего в систему. Известны различные виды схем исполнения  вентиляции помещений [1, 2], а также виді и типы вентиляторов входящих в состав приточно-вытяжной вентиляции.На сегодняшний день, стоимость энергоресурсов и задачи энергосбережения,  выдвигают высокие требования к системам отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВиК), в частности, к затратам энергии при работе отдельных агрегатов, и вентиляторов. Поскольку на эффективность работы вентиляторов и потребление электроэнергии вентиляторами систем ОВиК оказывают основное существенное влияние, тип и конструкция вентилятора, а также тип его двигателя соответственно, то необходимо рассматривать различные варианты вентиляторов и их комплектацию двигателями, на стадии проектирования  и составления сметной стоимости вентиляционного оборудования.

Постановка задачи. Рассматривается задача снижение энергетических затрат, при работе вентиляторов приточно-вытяжной канальной системы путём замены канальных вентиляторов с асинхронными двигателями на вентиляторы с ЕС-моторами, а также экономический расчёт основного вентиляционного оборудования и срок окупаемости .

Задача формулируется следующим образом: необходимо снизить затраты электроэнергии, потребляемую двигателями вентиляторов приточно-вытяжной канальной системы ОВиК, рассмотреть возможность замены вентиляторов с асинхронными двигателями на вентиляторы с меньшим потреблением электроэнергии позволяющую не менять их типоразмер на стадии проектирования. Произвести технико-экономический расчёт замены вентиляторов ОВиК.

Методы исследования. В основу решения поставленной задачи, выбран конструктивный и аналитический методы, позволяющие снизить затраты энергопотребления приточно-вытяжной канальной системы ОВиК. За основу в аналитическом методе, были использованы технические данные канальных вентиляторов компаний ООО «ВЕЗА», ООО «Вентиляционные системы» [3,4].

Сравнительный анализ приточео-вытяжных систем вентиляции. При  конструктивном выборе были рассмотрены канальные системы вентиляции прямоугольного сечения типоразмером 600×350 мм. на основе и вентиляторов:

1. Вентилятор для прямоугольных каналов Канал-ПКВ 60-35-4-380 (с асинхронным двигателем) производства компании ООО «ВЕЗА» [3],
2. Вентилятор для прямоугольных каналов Канал-ЕС 60-35-2-380 (с ЕС-мотором) производства компании ООО «ВЕЗА» [3],
3. Вентилятор для прямоугольных каналов Вентс ВКПФ 4Д 600×350 (с асинхронным двигателем) производства компании ООО «Вентиляционные системы» [4],
4. Вентилятор для прямоугольных каналов Вентс ВКП 600×350 ЕС (с ЕС-мотором) производства компании ООО «Вентиляционные системы» [4].

Анализируя технические характеристики вентиляторов и их конструктивные особенности, которые требуют соблюдение аэродинамических характеристик в рабочей точке (2500 м3/ч; 500 Па), присоединительных размеров, при замене с одного типа вентилятора на другой, без изменения типоразмера, приходим к выводу, что вышеперечисленные вентиляторы, взаимозаменяемы, а отличием является лишь тип двигателя и его энергопотребление.

Конструкционное и аналитическое решение задачи. Для снижения энергопотребления вентиляторами приточно-вытяжной системы ОВиК взамен вентиляторам с асинхронным двигателем, были выбраны вентиляторы с ЕС-моторами и проведены сравнения аэродинамических характеристик по их графикам, представленных на рисунке 1, 2, 3, 4.

Рис. 1. Аэродинамические характеристики вентилятора ООО «ВЕЗА» Канал-ПКВ 60-35-4-380

Рис. 2.  Аэродинамические характеристики вентилятора ООО «ВЕЗА» Канал-ЕС 60-35-2-380

Рис. 3.  Аэродинамические характеристики вентилятора ООО «Вентиляционные системы» Вентс ВКПФ 4Д 600×350

Рис. 4  Аэродинамические характеристики вентилятора ООО «Вентиляционные системы»  Вентс ВКП 600×350 ЕС

Приточно-вытяжная система ОВиК подключённая к чиллеру и имеющая электрокалорифер, для подогрева обрабатываемого воздуха в  период, когда чиллер отключён в сверххолодный период, состоит из последовательно смонтированного канального оборудования, по направлению с улицы к помещению, через общий рекуператор:

• на приток: решётка наружная, клапан, фильтр, вставка гибкая, вентилятор, вставка гибкая, переход на рекуператор, рекуператор, переход с рекуператора, воздухоохладитель, воздухонагреватель водяной, воздухонагреватель электрический, шумоглушитель, внутренняя решётка
• на вытяжку: решётка наружная, клапан, вставка гибкая, вентилятор, вставка гибкая, переход на рекуператор, рекуператор, переход с рекуператора, фильтр, шумоглушитель, внутренняя решётка

Были произведены геометрические сравнения по [3,4] которые удовлетворяют требованиям монтажа, а также расчёт энергозатрат, экономический расчёт и срок окупаемости асинхронных вентиляторов заменённых на вентиляторы с ЕС-моторами.

Список канального оборудования типоразмером 600×350 мм. приточно-вытяжной системы ОВиК и его сметная стоимость (за февраль 2014 года) производителей ООО «ВЕЗА» и ООО «Вентиляционные системы» , представлены в таблице 1, 2, 3, 4.

Таблица 1