Сроки окупаемости энергосберегающего оборудования

Эффект энергосбережения при внедрении преобразователей частоты в инженерные системы зданий на системы отопления, вентиляции и кондиционирования и его расчет с помощью программного обеспечения VLT® Energy Bo

Константин Иванов
компания Danfoss

Практика применения энергосберегающего оборудования, а именно преобразователей частоты, которые используются для изменения производительности вентиляторов, насосов, компрессов, показывает, что зачастую данный тип оборудования относится к разряду "экстра", т.к. подача воздуха или воды может быть осуществлена и без данных устройств, а в случае требования регулирования расхода можно обойтись и традиционными способами.

В подавляющем большинстве случаев заказчиков пугает изначально высокая стоимость той же вентиляционной установки с возможностью частотного регулирования по сравнению, например, с традиционным управлением потоком воздуха с помощью шибера. При этом вовсе не учитывается количество элементов системы, необходимость использования которых часто отпадет при установке частотного регулятора, а, следовательно, прирост стоимости всей системы не кажется уже таким значительным.

Несмотря на то, что регулирование расхода с помощью преобразователей является одним из самых затратных способов (с точки зрения начальных инвестиций), в результате выбор в его пользу даст неоспоримые преимущества не только в будущем за счет экономии электроэнергии, но и в настоящем за счет улучшенных показателей комфорта в помещении. Поддержание параметров микроклимата данным способом является самым точным и оптимальным из всех возможных, а кроме того, снижается уровень шума вентиляционного оборудования.

Возвращаясь к экономии электроэнергии, базовый принцип использования частотного регулирования гласит следующее: потребляемая мощность пропорциональна расходу в кубе, т.е. мы имеем дело с кубической зависимостью. На практике это означает, что типичном расходе в 80% потребление электроэнергии при традиционном способе регулирования будет находиться на уровне около 90%, в то время как при частотном – только 51%, а при снижении расхода до с 80% до 50% потребление электроэнергии при частотном регулировании снизится до 12,5%.

В реальных системах в зависимости от различных параметров, а именно: времени суток, времени года, температуры окружающей среды вне помещения, количества людей в здании и прочих изменяющихся условий – необходимо обеспечить требуемую подачу воздуха или необходимый напор для насосных систем, поэтому каждая такая система имеет цикл нагрузки. В некоторых случаях они являются типичными, в других – сугубо индивидуальными, и данные для расчета можно взять только в процессе эксплуатации.

Программный продукт VLT® Energy Box, разработанный датской компанией Danfoss A/S, позволит Вам рассчитать эффект экономии электроэнергии и подсчитать срок окупаемости системы с преобразователем частоты на основе несложных вычислений, алгоритм которых заложен в данном программном продукте. Все, что необходимо сделать, это пройти несколько несложных шагов и заполнить данные о Вашей системе.

Программа позволяет оперировать как с насосными системами, так и с вентиляторными. В первом окне вам предлагается указать расчетный напор, задать характеристику вентилятора, цикл его нагрузки, время работы, и ввести базовые сведения об используемом оборудовании: параметры электродвигателя, параметры преобразователя частоты, его стоимость и один из ключевых параметров – стоимость электроэнергии за кВт/ч.

В нашем примере мы рассмотрим внедрение системы с преобразователями частоты Danfoss VLT® на вентиляторы градирен. Кроме представленных на картинке данных мы так же учитываем, что при использовании преобразователя отпадет необходимость в пуске "зведа-треугольник", т.к. с помощью нашего устройства будет осуществлен плавный пуск, причем с гораздо меньшей механической нагрузкой на механизм и меньшими пусковыми токами. Кроме того, в других случаях с насосным применением, мы можем избавиться от расходометра, реле перегрузки и внешнего контроллера, необходимого для управления данной системой. Все эти функции преобразователь частоты берет на себя. В нашем случае сравнение идет с традиционной системой с постоянным расходом.

Из расчета мы видим, что для небольшого вентилятора на 2,2 кВт реальные затраты на систему с частотным приводом значительно меньше стоимости самого преобразователя. Иногда его стоимость просто может размываться по сравнению с теми эффектами, которые достигаются благодаря ему, например, повышение надежности, уменьшение числа компонентов и пр.

Срок окупаемости в нашем примере составил менее полутора лет. На западе из-за более дорогой электроэнергии энергосберегающее оборудование окупилось бы еще быстрее. Принимая во внимания продолжительный срок эксплуатации здания и повышение цен на электроэнергию, можно предположить, а с помощью программы VLT® Energy Box даже точно рассчитать, на сколько можно сократить затраты на эксплуатацию зданий с помощью внедрения данного типа оборудования в будущем. В нашем примере показана экономия на ближайшие 5 лет.

Мы рассмотрели эффект энергосбережения лишь на примере одной единицы оборудования небольшой мощности, но преобразователи частоты могут быть установлены на большинство инженерных механических систем в здании, а кроме того, являться частью системы диспетчеризации с возможностью связи по протоколам LonWorks, BACnet и др. С помощью VLT® Energy Box можно оценить комплексный эффект энергосбережения и последовательно рассчитать все элементы инженерной системы и получить реальные суммы начальных инвестиций и снижения затрат на эксплуатацию в будущем.

Программа распространяется свободно на cd-диске, заявку на который можно отправить в московской офис компании Danfoss.