Rozwiązanie w zakresie modernizacji AHU pozwalające zaoszczędzić 3,43 mln CNY rocznie na kosztach energii elektrycznej

W całym cyklu życia budynków komercyjnych zużycie energii pozostaje stałym wyzwaniem.

Systemy HVAC odpowiadają za około 40% do 60% całkowitego zużycia energii w budynku. Jako „serce”, które zapewnia chłodzenie i ogrzewanie, dbając jednocześnie o jakość powietrza w pomieszczeniach, sprawność operacyjna central wentylacyjnych (AHU) bezpośrednio decyduje o ogólnej efektywności energetycznej.

W obliczu dążenia do neutralności węglowej i rosnących kosztów operacyjnych, tradycyjne wentylatory często nie spełniają wymagań dotyczących oszczędności energii. Jak można wykorzystać potencjał energooszczędności w istniejących budynkach?

Niedawny projekt modernizacji AHU w centrum handlowym w Tianjin przyniósł wymierne rezultaty:

Wskaźnik oszczędności energii wynosi 64.25%.

Poniżej znajduje się szczegółowy opis tego, jak Wentylator EC technologia przyczyniła się do tego wyniku.

1. Zielona transformacja dla istniejącego centrum handlowego

To centrum handlowe położone w tętniącej życiem dzielnicy handlowej działa od wielu lat i codziennie odnotowuje duży ruch przechodniów.

Z biegiem czasu na oryginalnych jednostkach AHU zaczęły pojawiać się ślady zużycia i starzenia.

- Oryginalne wentylatory z napędem pasowym charakteryzowały się znaczną utratą wydajności na skutek długotrwałej pracy, przez co stały się źródłem dużego zużycia energii.

- Kluczowe elementy, takie jak paski i łożyska, uległy zużyciu, co wymagało częstej wymiany i napraw, co zwiększało koszty eksploatacji i nakład pracy związany z konserwacją.

- Przestarzałe urządzenia nie zapewniały precyzyjnej regulacji temperatury, co utrudniało dokładną regulację temperatury i negatywnie wpływało na komfort zakupów.

- Ze względu na ograniczoną inteligencję 46 jednostek nie przekazywało w czasie rzeczywistym informacji o stanie operacyjnym, co wymagało znacznych wysiłków w zakresie ręcznej kontroli.

Aby wesprzeć krajowe cele w zakresie oszczędzania energii i redukcji emisji, a jednocześnie obniżyć koszty operacyjne, zarząd centrum handlowego podjął decyzję o przeprowadzeniu kompleksowej modernizacji 46 central wentylacyjnych.

Nie była to zwykła wymiana sprzętu — była to kompleksowa modernizacja systemu zarządzania energią centrum handlowego.

2. Testowanie wstępne

Modernizacje energetyczne wymagają podejmowania decyzji w oparciu o dane.

Na początku projektu zespół techniczny przeprowadził szczegółową ocenę istniejącego systemu AHU:

Oryginalna tabliczka znamionowa wentylatora

● Test mocy roboczej – zmierzono rzeczywiste zużycie energii każdej centrali wentylacyjnej.

● Pomiar ciśnienia statycznego i przepływu powietrza – oceniono krzywą wydajności oryginalnych wentylatorów w rzeczywistych warunkach kanału, co dostarczyło kluczowych danych do wyboru wentylatora EC.

● Monitorowanie poziomu hałasu – w celu wsparcia ulepszeń akustycznych rejestrowano poziomy hałasu bazowego.

● Pomiary wymiarów instalacji – pomiary na poziomie milimetrów zapewniły bezproblemowe dopasowanie nowego sprzętu do istniejących pomieszczeń mechanicznych.

● Monitorowanie oparte na licznikach – dane dotyczące jakości energii w czasie rzeczywistym zbierano za pomocą systemu zarządzania budynkiem, aby ułatwić porównania zużycia energii po modernizacji.

Dokładne dane terenowe pozwoliły zespołowi z pełnym przekonaniem określić oczekiwane oszczędności energii i zapewniły solidną podstawę do wyboru odpowiednich wentylatorów EC.

3. Wentylatory EC: budowanie wydajnego serca

Na podstawie szczegółowych danych testowych zespół techniczny opracował dostosowane rozwiązanie modernizacji dla 46 central wentylacyjnych.

Podstawową strategią była całkowita wymiana fanów EC.

Łącznie zainstalowano 165 wentylatorów EC o wysokiej wydajności, wykorzystując głównie dwa modele: A3E-3A630-Y8-58 i A3E-3A560-Y8-56.

Wentylatory EC Seemtek Achelous Series

Dlaczego fani EC?

- Wentylatory EC posiadają wbudowane silniki synchroniczne z magnesami trwałymi.
W porównaniu z tradycyjnymi silnikami indukcyjnymi prądu przemiennego, eliminują one straty na wirniku i utrzymują wysoką sprawność nawet przy częściowym obciążeniu – typowym warunku pracy komercyjnych systemów HVAC. Dane pokazują, że silniki EC mogą osiągać sprawność przekraczającą 90%.

- Tradycyjne centrale wentylacyjno-klimatyzacyjne często pracują ze stałymi prędkościami, co powoduje znaczne straty energii.
Wentylatory EC obsługują komunikację 0–10 V lub RS485/MODBUS, co pozwala na bezstopniową regulację prędkości w zależności od obecności i wahań temperatury.

- Dzięki kompaktowej konstrukcji i bezpośredniemu napędowi wentylatory EC eliminują potrzebę stosowania pasów.
Dla zespołów konserwacyjnych oznacza to brak konieczności wymiany pasów i czyszczenia pyłu z pasów, co znacznie skraca czas rutynowej konserwacji AHU.

W fazie projektowania zespół kierował się zasadą prawidłowego doboru wielkości. Wykorzystując elastyczność instalacji wentylatorów EC (ściana wentylatorowa), zapewnili spełnienie maksymalnych wymagań dotyczących przepływu powietrza, optymalizując jednocześnie zużycie energii i koszty.

4. Modernizacja bez zakłóceń

Przeprowadzenie wymiany centrali wentylacyjnej na dużą skalę w działającym centrum handlowym stanowiło wyzwanie logistyczne. Kompaktowe rozmiary i niewielka waga nowych wentylatorów EC okazały się cenne w ciasnych pomieszczeniach technicznych. Aby uniknąć zakłóceń w funkcjonowaniu centrum handlowego, zespół projektowy zastosował ustandaryzowany proces przed dostawą sprzętu:

- Inspekcja fundamentów

- Rozmieszczenie wentylatorów

- Zabezpieczanie i łączenie

- Instalacja elektryczna

Wentylator ścienny Seemtek EC

Dzięki modułowej konstrukcji wentylatorów EC, złożoność instalacji została znacznie zmniejszona. To, co wcześniej zajmowało kilka dni na pojedynczą modernizację centrali wentylacyjnej, zostało skrócone do zaledwie 6 godzin (demontaż starych wentylatorów i montaż nowych).

Instalacja sprzętu była tylko pierwszym krokiem. Prawdziwa inteligencja systemu tkwi w jego kontrolerze.

Interfejs dostrajania kontrolera

Po zainstalowaniu zespół techniczny zintegrował wentylatory EC z systemem zarządzania budynkiem (BMS). Dzięki precyzyjnemu dostrojeniu sterownika, centrale wentylacyjne ewoluowały od prostych, stałych przepływów powietrza do inteligentnych systemów operacyjnych:

- Regulacja przepływu powietrza w celu wyeliminowania nierównomiernego chłodzenia lub ogrzewania

- Automatyczna regulacja prędkości wentylatora na podstawie temperatury powietrza powrotnego, eliminująca przechłodzenie lub przegrzanie

5. Osiągnięcie wskaźnika oszczędności energii na poziomie 64.25%

Odczyty liczników energii elektrycznej przed i po modernizacji potwierdzają rezultaty.

Poniższa tabela porównuje dane z AHU-1 z okresu 10 dni przed i po modernizacji:

Dane wyraźnie wskazują na drastyczny spadek zużycia energii w przypadku tej centrali wentylacyjnej oraz znaczącą redukcję mocy biernej.

Na podstawie obliczeń ustalono, że pojedyncza centrala wentylacyjna pozwoliła zaoszczędzić 64.25% energii.

Warto zauważyć, że nie jest to górny limit, ponieważ w tym okresie pomiarowym system pracował z maksymalną wydajnością. Po dodaniu trybów sterowania, takich jak stała temperatura, stały przepływ powietrza i stałe ciśnienie – oraz przejściu na sterowanie oparte na temperaturze 23 listopada – zużycie energii spadło o kolejne 67%.

6. Analiza ekonomiczna

Ponieważ wentylatory pracowały ze stałą prędkością, pracowały z pełną mocą (27.57 kW) przez cały rok, niezależnie od pory roku i obciążenia. Roczny koszt energii elektrycznej był stały i wysoki:

Roczny koszt energii elektrycznej = 27.57 kW × 13.5 godziny/dzień × 365 dni × 0.77 juanów/kWh ≈104 600 juanów

Dzięki wysokowydajnym wentylatorom EC i inteligentnemu sterowaniu, AHU automatycznie dostosowuje prędkość wentylatora na podstawie temperatury powietrza powrotnego, znacznie zmniejszając moc roboczą. Roczną eksploatację podzielono na trzy okresy w celu oszacowania:

● Całkowity roczny koszt energii elektrycznej po modernizacji = 7,370 + 12,898 + 9,827 ≈ 30,100 juanów

● Roczne oszczędności na jednostkę centralnej wentylacji** = 104 600 – 30 100 = 74 500 juanów

● Całkowite szacunkowe roczne oszczędności dla 46 central wentylacyjnych: 46 × 74 500 ≈ 3.43 mln juanów

W miarę jak strategie ograniczania emisji dwutlenku węgla zyskują na popularności, można się spodziewać, że modernizacja AHU oparta na technologii wentylatorów EC stanie się wiodącym wyborem w przypadku modernizacji energetycznej budynków komercyjnych.