Энергоэффективный режим «Даичи»

Б. П. Харитонов, технический директор компании «Даичи»

Ведущие мировые производители систем кондиционирования, в том числе и компания DAIKIN (Япония), при разработке новой техники отдают приоритет энергоэффективности. Компания «Даичи», поставляющая в Россию продукцию Daikin, вносит свой посильный вклад в решение проблемы энергосбережения и предлагает своим партнерам рецепт повышения эффективности использования климатического оборудования.

Энергоэффективный режим «Даичи» (ЭРД) подходит и для схем «чиллер-фэнкойл», и для бытовых кондиционеров. Причем он применим не только для вновь проектируемых систем, но и для оборудования, эксплуатирующегося длительное время.

Система кондиционирования в режиме «Даичи» в рабочее время потребляет на 23% меньше электроэнергии, а ее холодопроизводительность повышается на 26%. При этом суммарные расходы на оплату электричества сокращаются на 13%.

В чем же заключается этот режим?

Чтобы понять его преимущества, достаточно проанализировать работу климатической системы в ночной период (см. рис. 1).

В стандартном режиме работы (нижний график) кондиционеры офисного здания включаются в 8.00 и выключаются в 19.00. «Даичи» предлагает дополнительно включать их с 23.00 до 7.00.

Казалось бы, где же здесь экономия? Давайте разберемся.

Ночью в большей части России действует льготный тариф оплаты электроэнергии. Например, в Москве с 23.00 до 7.00 киловатт-час стоит лишь 0,61 рубля, днем же — 2,42 рубля. Но какой смысл включать кондиционер в офисе ночью, когда там нет людей?

Рис. 1. График работы системы кондиционирования в стандартном режиме и в энергоэффективном режиме «Даичи»

Ответ прост: так можно накопить дешевый холод. Ночью кондиционер охлаждает ограждающие конструкции, аккумулируя холод в стенах, перекрытиях, мебели и других предметах. Днем эти поверхности выполняют функцию дополнительного кондиционера, повышая общую холодопроизводительность. Конкретные цифры зависят от конструктивных особенностей помещения, и чем больше теплоемкость ограждающих конструкций, тем больше холода может быть запасено ночью.

Стоимость такого холода значительно ниже, чем у вырабатываемого днем, ведь он аккумулируется в период действия льготного тарифа. Кроме того, его использование позволяет днем снизить холодопроизводительность основного кондиционера и, соответственно, уменьшить количество потребляемой им энергии, а следовательно, и затраты на ее оплату.

На рис. 2 показано изменение требуемой холодопроизводительности кондиционера днем в стандартном режиме и в режиме ЭРД. В стандартном режиме работы (красные столбцы) средняя холодопроизводительность за 11 часов работы составляет 1950 Вт. В режиме же ЭРД она равняется 1500 Вт, то есть на 23% меньше.

В данном примере мы рассматривали случай, когда кондиционер подобран с запасом и может обеспечить поддержание комфортных условий днем при высокой температуре наружного воздуха.

Рис. 2. Холодопроизводительность кондиционер, требуемая для поддержания заданных параметров в стандартном и энергоэффективном режиме

Если же производительности кондиционера недостаточно, режим ЭРД позволяет повысить ее и обеспечить комфорт, который нельзя было создать в стандартном режиме.

Может возникнуть вопрос: откуда ночью в офисе возникнут теплопритоки, если температура наружного воздуха меньше +20 °С? Что будет охлаждать кондиционер? Ответ прост: он будет отводить тепловую нагрузку от ограждающих конструкций, которые за день успели накопить тепло.

На рис. 3 видно, что режим ЭРД повышает энергоэффективность работы кондиционера как днем, так и ночью. Это объясняется тем, что холодильный коэффициент инверторных кондиционеров достигает максимума при понижении производительности до 40–60% от номинала. Ночью же холодильный коэффициент увеличивается еще и за счет более благоприятных условий, поскольку наружный воздух имеет меньшую температуру.

В табл. 1 приведены результаты расчетов стоимости энергии, потребляемой системой кондиционирования офисного здания в Москве с общей площадью обслуживаемых помещений 8000 м².

Расчеты проводились по программе VRV PRO фирмы Daikin, которая позволяет моделировать работу системы VRV. В качестве исходных данных были использованы реальные характеристики офисных зданий. Средняя тепловая нагрузка составляла около 100 Вт/м² при средней площади помещения 20 м². Вычисления проводились для двух наиболее жарких месяцев — июня и июля.

Рис. 3. Изменение холодильного коэффициента при работе кондиционера в стандартном режиме и в энергоэффективном режиме «Даичи»

Системы VRV обеспечивали поддержание заданной комфортной температуры воздуха +23 °С в офисных помещениях в течение 99% рабочего времени. Расчеты показали, что режим охлаждения в режиме ЭРД можно отключать за час до окончания работы. При этом температура в помещении повышается не более чем на градус, что позволяет дополнительно экономить электроэнергию. Роль кондиционера в течение последнего рабочего часа выполняют ограждающие конструкции.

Из расчетов видно, что потребление электроэнергии днем в здании за два месяца при работе в режиме ЭРД снизилось на 21182 кВт•час по сравнению со стандартным режимом. Это очень важно, поскольку именно днем возникают пиковые нагрузки, вызывающие дефицит электрической мощности в здании. Режим ЭРД позволяет перераспределить часть мощности, потребляемой системой кондиционирования, для других потребителей в здании.

Общая стоимость электроэнергии, израсходованной системой кондиционирования, уменьшилась на 30809 рублей. При этом днем количество израсходованной электроэнергии уменьшилось, а ночью увеличилось, и ее общее потребление выросло с 96236 кВт•час в стандартном режиме до 108580 кВт•час в режиме ЭРД.

Для того, чтобы окончательно решить, можно ли предлагаемый режим называть энергоэффективным, рассмотрим также и особенности эксплуатации тепловых электростанций.

Эффективность их работы сильно зависит от нагрузки. Ночью она существенно снижается, и КПД электростанции уменьшается более чем на 30%. Это означает, что ночью для получения 1 кВт•час электроэнергии требуется сжигать больше топлива, чем днем. Чтобы повысить эффективность работы электростанций, необходимо увеличивать ночную нагрузку и выравнивать график потребления энергии в течение суток. Это важная государственная задача, решение которой стимулируется льготными тарифами для ночного времени. Способствует этому и режим «Даичи».

В заключение обращаем ваше внимание на тот факт, что все расчетные цифры, приведенные в статье, легко проверить на практике. Будем рады, если энергоэффективный режим «Даичи» поможет вам.

Статью подготовил Б. П. Харитонов, технический директор компании «Даичи»