Енергийноефективна промишлена вентилация

• Един от начините, по който индустриалните вентилационни системи стават по-енергийноефективни, е чрез използването на честотни регулатори
  
  
• Друг подход за подобряване на енергийната ефективност е чрез употребата на вентилационни системи с възстановяване на топлинната енергия
  
  
• Стратегиите за превантивна и прогнозна поддръжка са основен фактор в максималното удължаване на експлоатационния живот и подобряването на ефективността на индустриалните вентилационни системи

Основната цел на индустриалната вентилация е да подобрява качеството на въздуха в предприятията и да поддържа безопасна работна среда. Традиционните вентилационни системи обаче могат да бъдат енергоемки и да допринесат за високи енергийни разходи. С оглед на това системите за промишлена вентилация еволюират в посока оптимизиране на енергийната им ефективност.

Един от начините, по който индустриалните вентилационни системи стават по-енергийноефективни, е чрез използването на честотни регулатори. Те управляват скоростта на смукателните и нагнетателните вентилатори с цел да се посрещнат потребностите на работното пространство по отношение на въздушния поток. Чрез регулирането на тази скорост спрямо изискванията за въздухопотока честотните инвертори могат значително да редуцират енергийните и оперативните разходи.

Друг подход за подобряване на енергийната ефективност е чрез употребата на вентилационни системи с възстановяване на топлинната енергия. Те използват топлината от замърсения въздух за подгряване на чистия въздух преди подаването му в работното пространство. Този процес понижава необходимостта от допълнително отопление или охлаждане, което води до съществени енергийни спестявания.
Освен чрез честотни регулатори и решения за възстановяване на топлина, енергийната ефективност може да се оптимизира и чрез внедряването на система за управление. Подобна система може да следи качеството на въздуха в работното пространство и да регулира вентилацията спрямо него. Това гарантира, че вентилационната система работи само когато е необходимо, понижавайки енергопотреблението и оперативните разходи.

Ползите от честотните регулатори

Основното предимство на използването на честотни регулатори във вентилационни системи е, разбира се, възможността за постигане на значителни енергийни спестявания. Чрез управление на скоростта на вентилационните компоненти – смукателни и нагнетателни вентилатори, честотните регулатори гарантират, че тези системи работят само с необходимия капацитет, за да се посрещнат потребностите. За разлика от традиционните двигатели с постоянна скорост, честотните задвижвания регулират скоростта си спрямо действителните потребности, в резултат на което се намалява енергопотреблението и се понижават енергийните разходи.

Честотните инвертори допринасят и за по-доброто качество на въздуха в работната среда и за комфорта на персонала, като гарантират, че вентилационните системи доставят нужното количество свеж въздух, когато и където е необходимо. Чрез регулиране на скоростта на вентилация въз основа на фактори като ниво на обитаемост на помещенията и параметрите на въздуха в работната среда, честотните задвижвания спомагат за поддържане на оптимално качество на въздуха и за предотвратяване на прекомерното вентилиране на пространството и свързаните с това енергийни загуби. Това води до създаване на по-здравословна и комфортна среда за работниците.

Използването на честотни задвижвания може да спомогне и за редуциране на разходите за поддръжка и престоите чрез оптимизиране на ефективността на индустриалното вентилационно оборудване. В резултат на експлоатацията при по-ниски скорости и намаляването на износването на механичните компоненти се удължава сервизният живот на вентилационните системи и се свежда до минимум необходимостта от скъпоструващи ремонти и поддръжка.

Внедряването на честотни инвертори във вентилационните системи е в съответствие и с целите за устойчивост, тъй като позволява подобряване на енергийната ефективност и редуциране на емисиите на парникови газове. Чрез оптимизиране на енергопотреблението и понижаване на излишната консумация честотните регулатори спомагат за намаляване на въглеродния отпечатък на индустриалните сгради и допринасят за по-устойчива среда.

Възстановяване на топлина и енергия

Има два подобни един на друг вида оборудване за възстановяване на топлина, които се използват за редуциране на консумацията на енергия при подаването на въздух от външната среда в индустриална сграда с цел вентилация – вентилационни системи с възстановяване на топлина (HRV) и вентилационни системи с възстановяване на енергия (ERV). И двата вида системи осигуряват свеж, филтриран въздух за вътрешните пространства, като същевременно извеждат застоялия, замърсен въздух навън. Те също редуцират нуждата от загряване или охлаждане на постъпващия въздух, което води до съществени енергийни спестявания. Начините, по които те постигат възстановяване на топлината и ефективността на този процес, се различават значително, както и първоначалните разходи за оборудването.

Тъй като терминологията може да бъде объркваща, е добре да се започне с изясняване на понятието за топлина, което се ползва в ОВК инженерството. Топлината се състои от два компонента – осезаема и латентна топлина. Осезаемата топлина представлява енергията, свързана с температурата на двата въздушни потока в системата за възстановяване, а латентната топлина се дефинира като енергията, свързана с влажността, пренасяна с въздуха. Казано по-просто, латентната топлина е топлината, асоциирана с повишението или понижението на влажността на въздуха. Общата топлина на въздушния поток е сума от осезаемата и латентната и често се нарича енталпия.

HRV системите са механични устройства, които осъществяват пренос само на осезаемата топлина между входящия и изходящия въздушен поток в работната среда. Те възстановяват само осезаемата топлина, защото предават само температурата на изходящия поток към тази на входящия. Между двата потока не протича обмен на влажност и следователно не се осъществява пренос на латентна топлина.

Преносът на енергия в една HRV се реализира чрез топлообменник, състоящ се или от серпентина, запълнена с топлопроводящ флуид, например хладилен агент, или от серия от тънки метални пластини, разделящи въздушните потоци, които позволяват пряк пренос на температура между тях. Топлообменникът опосредства преноса на топлина от по-топлия изходящ въздух към по-хладния постъпващ въздух през зимата, което означава, че на практика той се подгрява преди да навлезе в работната среда, или обратното през лятото.

ERV системите са HRV системи от по-високо ниво, тъй като възстановяват не само осезаемата, но и латентната топлина, т.е. при тях се осъществява пренос и на температура, и на влажност между двата въздушни потока. Те са по-сложни и по-скъпи в сравнение с HRV оборудването, но ефективността им е много по-висока. ERV системите превъзхождат HRV решенията почти във всички приложения, освен когато е необходимо двата въздушни потока да бъдат напълно изолирани един от друг.

Преносът на енергия при ERV системите се осъществява чрез т. нар. топлинно (енталпийно) колело или ротационен топлообменник. Колелото е запълнено с порьозен материал, който е покрит със сушител, например силикагел или друг материал, способен да поглъща и осезаемата и латентната топлина. Входящият въздушен поток преминава през едната страна на колелото, а изходящият – през другата. Колелото се върти бавно, като при този процес се осъществява преносът на обща топлина между двата потока. През зимата студеният сух външен въздух се кондиционира чрез пренос и на осезаема, и на латентна топлина от изходящия отработен въздух.

През лятото сухият, по-хладен въздух, който бива извеждан навън, кондиционира постъпващия отвън въздушен поток, като го охлажда и изсушава едновременно.
Тези системи, със съществена роля и за качеството на въздуха в помещенията, и за енергийната ефективност, се използват широко в различна среда. Разпространени приложения са в индустриални, търговски и жилищни сгради, както и в специализирани среди, като болници и лаборатории. Универсалността на тези системи за възстановяване на топлина ги прави незаменими за създаването на по-здравословна и по-устойчива среда в помещенията, както и за реализирането на значителни енергийни спестявания в редица сектори.

Значимостта на поддръжката

Регулярната поддръжка е от ключово значение за ефективното функциониране и експлоатационния живот на промишлените вентилационни системи. Пренебрегването на поддръжката може да доведе до възникването на различни рискове и разходи. Запушените филтри например могат да редуцират въздушния поток, което да доведе до понижена ефективност и увеличено енергопотребление. Натрупването на прах във въздуховодите може да ограничи въздухопотока, както и да благоприятства растежа на вредни микроорганизми. Корозията и износването на компонентите могат да причинят повреди, изискващи скъпоструващи ремонтни дейности. В допълнение, лошото качество на въздуха в работната среда може да доведе до здравословни проблеми при служителите, което ще понижи производителността.

Стратегиите за превантивна и прогнозна поддръжка са основен фактор в максималното удължаване на експлоатационния живот и подобряването на ефективността на индустриалните вентилационни системи. Превантивната поддръжка включва извършването на рутинни дейности на планирани интервали от време с цел предотвратяване на потенциални проблеми. Прогнозната поддръжка, от друга страна, разчита на анализа на данни и на авангардни технологии, за да идентифицира потенциални неизправности, преди те да са възникнали.

Внедряването на комбинация от превантивна и прогнозна поддръжка позволява на операторите да оптимизират усилията си и да сведат престоите до минимум. На пазара се предлагат различни софтуерни инструменти, които могат да улеснят планирането на дейности, както и събирането и анализирането на данни.

Регулярното почистване и смазване са ключови аспекти от превантивната поддръжка на индустриалните вентилационни системи. Почистването гарантира премахването на прах, отломки и замърсители, които могат да се натрупат във въздуховодите, вентилаторите и филтрите. Това не само оптимизира системната ефективност, но и допринася за по-доброто качество на въздуха в работната среда. Смазването на лопатките на вентилаторите, двигателите и ремъците пък намалява триенето и износването, което опосредства безпроблемната работа на вентилационното оборудване и удължава експлоатационния живот на компонентите му. Важно е при изпълнение на дейностите по почистване и смазване да се следват насоките на производителя на съответното оборудване и да се използват подходящи почистващи агенти и смазочни вещества.

Рутинните инспекции също са жизненоважни за поддържането на ефективността на всяка една индустриална вентилационна система. Те позволяват ранното откриване на проблеми, като течове, корозия и износване на компонентите. В допълнение, инспекциите служат за цялостна оценка на експлоатационните параметри на системата, включително дебити, разлики в налягането и показатели за качеството на въздуха. Чрез навременното идентифициране и справяне с потенциалните проблеми операторите на производствени предприятия могат да предотвратят възникването на скъпи повреди и да гарантират, че вентилационната система продължава да работи по оптимален начин. Предлаганите на пазара софтуерни продукти в тази област опростяват процеса на инспекция, като предоставят дигитални списъци за проверка, улесняват регистрирането на данни и генерират цялостни доклади.

Готовността за непредвидени обстоятелства също е от съществено значение за поддръжката на промишлени вентилационни системи. Това включва осигуряването на наличност на резервни части, което ще позволи максималното редуциране на престоя в случай на повреда. Поддържането на наличност от резервни части, като двигатели за вентилатори и превключватели, гарантира бързата подмяна на съответния компонент при необходимост.