Сайт научно-технического журнала «Инженерные системы. АВОК Северо-Запад»

Присвоение класса энергоэффективности промышленным вентиляторам — гарантия их высокого качества

Авторы:

Т. С. Соломахова, ведущий научный сотрудник ФГУП «ЦАГИ»

Ю. Г. Московко, советник по научным разработкам ООО «Инновент»

Разработаны Стандарты, определяющие классификацию по энергоэффективности промышленных вентиляторов с различными типами привода. Установлены классы энергоэффективности для промышленных вентиляторов различных схем. Определены граничные значения КПД вентиляторов для каждого класса. Присвоение серии вентиляторов класса энергоэффективности обеспечит повышение качества изготавливаемого оборудования.

Энергосбережение и повышение энергетической эффективности являются одной из основных проблем государственной политики последних нескольких лет. С этой целью разрабатываются Технические регламенты, которые устанавливают обязательные требования к энергопотребляющим устройствам в части их энергетической эффективности. Проводятся работы по созданию независимых аккредитованных лабораторий для испытаний различной продукции по параметрам энергетической эффективности. Разрабатываются нормативные обязательные требования о наличии в технической документации, прилагаемой к товарам, в маркировке товаров и их этикетках информации о классах энергетической эффективности.

Введены три класса энергоэффективности для асинхронных трехфазных короткозамкнутых электродвигателей. В качестве показателя энергоэффективности рассматривается номинальный КПД двигателя [1]. Рекомендации по повышению энергетической эффективности систем вентиляции и кондиционирования воздуха представлены в Стандарте АВОК [2].

Вентиляторы относятся к классу энергоемкого оборудования. По различным оценкам промышленные вентиляторы потребляют около 20% вырабатываемой в стране электроэнергии. Повышение качества и КПД вентиляторов позволит значительно снизить энергопотребление вентиляционных систем зданий и промышленных установок различного назначения. Снижение доли энергоресурсов, расходуемых на привод вентиляторов, одновременно решает задачу повышения экологической безопасности в стране и в мире.

В соответствии с программой межгосударственной стандартизации РФ в 2012 году разработан ГОСТ 31961-12 Вентиляторы промышленные. Показатели энергоэффективности [3]. В Стандарте предложена классификация вентиляторов по энергоэффективности и введены классы вентиляторов, отражающие уровень их экономичности.

Для оценки энергоэффективности вводится принятый в международном стандарте [4] параметр FEG (fan efficiency grade) серии геометрически подобных вентиляторов различных размеров, начиная с диаметра рабочего колеса 125 мм. Значения показателя FEG вентиляторов данной серии устанавливается по максимальному значению полного (статического) КПД вентилятора с диаметром рабочего колеса 1000 мм. Вентиляторы должны испытываться на стандартизированном стенде при максимально допустимой частоте вращения рабочего колеса. Потребляемая мощность должна определяться по величине мощности на валу вентилятора без учета потерь в подшипниках, двигателе и всех других элементах привода. Таким образом, показатель FEG характеризует аэродинамические качества собственно вентилятора.

Рис. 1. Зависимость максимального КПД от диаметра колеса при базовых значениях параметра FEG

На рис. 1 приведена зависимость максимального КПД вентилятора η_max от диаметра рабочего колеса D при разных базовых значениях показателя энергоэффективности FEG. Этот график позволяет учитывать действие масштабного эффекта и определять величину параметра FEG для вентиляторов малых номеров. Показатель FEG испытанного вентилятора с диаметром рабочего колеса D определяется по верхней границе промежутка, в котором находится максимальное значение КПД этого вентилятора [5].

Таблица 1. Классы энергоэффективности вентиляторов разных конструктивных схем

В Стандарте наиболее распространенные вентиляторы разбиты на пять отдельных групп: осевые с различными комбинациями рабочего колеса (РК), входного направляющего (ВНА) и спрямляющего (СА) аппаратов; радиальные с загнутыми вперед, радиально оканчивающимися и загнутыми назад (с корпусом и без корпуса) лопатками рабочего колеса и диагональные. Вводятся три класса энергоэффективности вентиляторов: нормальный (КЛ 1), повышенный (КЛ 2) и высокий (КЛ 3). Для различных схем вводятся различные нормативные значения параметра FЕG, которые приведены в таблице 1.

Вентиляторы более высокого класса энергоэффективности с высоким КПД обеспечивают снижение потребляемой мощности, приводят к экономии энергоресурсов, улучшают экологическую обстановку окружающей среды. Изготовитель должен быть заинтересован в установлении классов энергоэффективности производимого оборудования. Потребитель должен для конкретных систем и установок определять необходимый класс энергоэффективности приобретаемого оборудования в зависимости от схем и времени работы вентиляторов в системе, от назначения объекта, где они будут установлены, и других условий.

В ГОСТ [6] вводится параметр FMEG для классификации по энергоэффективности вентиляторов с различными видами привода. Приведена методика учета потерь мощности в отдельных элементах привода, что позволит оценивать эффективность вентиляторов в компоновке с приводом.

Рис. 2. Основные типы радиальных и осевых серийных вентиляторов

В настоящее время в России основную номенклатуру составляют представленные на рис. 2 серийно изготавливаемые осевые вентиляторы, радиальные вентиляторы с загнутыми вперед и загнутыми назад лопатками рабочего колеса. Вентиляторы изготавливают большое количество предприятий с разным объемом выпуска, с разным уровнем используемого оборудования и технологий.

Наиболее крупные заводы, которые изготавливают вентиляторы, приведены в таблице 2. Эти заводы имеют современное оборудование, используют новые технологии, что позволяет изготавливать в основном достаточно качественные вентиляторы с высоким КПД. Некоторые из этих заводов имеют свои лаборатории, в которых они систематически проводят аэродинамические испытания вентиляторов в соответствии с ГОСТ 10921-90 [7] и контролируют качество своей продукции.

Таблица 2. Номенклатура заводов-изготовителей вентиляторов

В то же время известны предприятия, которые изготавливают вентиляторы на примитивном оборудовании, не контролируют качество своей продукции, а в рекламных целях для изготовленных вентиляторов заимствуют нормативно-техническую информацию аналогичных вентиляторов других известных фирм. Фактические реальные характеристики таких вентиляторов значительно отличаются от тех характеристик, которые приводятся в каталогах и ТУ.

В конце 2014 года была образована Ассоциация специалистов в области оборудования для систем вентиляции и кондиционирования — АСВК. Основная задача Ассоциации состоит в объединении усилий специалистов и организаций, заинтересованных в появлении на отечественном рынке высококачественной, высокоэффективной вентиляционной и климатической техники, отвечающей всем современным требованиям мирового уровня [8].

АСВК осуществляет независимую экспертную оценку (верификацию) отдельных образцов воздухотехнического производимого оборудования с целью определения уровня его эффективности. Для этой цели в рамках АСВК создана экспертная комиссия из ведущих специалистов отрасли, которая решает следующие задачи:

— способствует созданию новых аккредитованных лабораторий для испытаний всех видов климатической техники;

— организует проведение испытаний образцов вентиляционного оборудования в существующих аккредитованных лабораториях;

— выполняет анализ результатов испытаний, дает оценку качества испытанных образцов и определяет соответствие полученных данных характеристикам, заявленным предприятием-изготовителем в соответствующей технической документации;

— присваивает класс энергоэффективности испытанным вентиляторами и выдает соответствующее Свидетельство;

— широко сообщает на сайте АСВК и в других публикациях информацию о заводах-изготовителях, выпускающих высококачественную продукцию, решающую проблемы энергосбережения и импортозамещения.

Рис. 3. Свидетельство о присвоении класса энергоэффективности (КЛ 3)
радиальным вентиляторам ВР 80-75 Ростовского завода РВЗ

Первое Свидетельство АСВК о присвоении класса энергоэффективности (КЛ 3) радиальным вентиляторам ВР 80-75 было выдано ООО «Ростовский ВОЗДУХОзаВОД» (рис. 3) в марте 2017 года на Международном конгрессе «Энергоэффективность. ХХI век», проводимом в рамках 13-й международной специализированной выставки «Мир климата 2017».

АСВК предлагает всем предприятиям, изготавливающим вентиляторы различного назначения, более активно осуществлять экспертную оценку характеристик своей продукции, добиваться повышения их аэродинамических параметров, быть готовым к введению Таможенного регламента, исключающего возможность выпуска некачественного оборудования с низкими значениями коэффициента полезного действия.

Присвоение класса энергоэффективности промышленным вентиляторам предусматривает необходимость проведения аэродинамических испытаний образцов серийной продукции в аккредитованных специализированных лабораториях и способствует повышению уровня вентиляционного оборудования.

Литература

1. ГОСТ Р 54413-2011 Машины электрические вращающиеся. Часть 10. Классы энергоэффективности асинхронных трехфазных короткозамкнутых двигателей (IE коды).

2. Стандарт АВОК СТО НП «АВОК» Рекомендации по повышению энергетической эффективности систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

3. ГОСТ 31961-12 Вентиляторы промышленные. Показатели энергоэффективности.

4. ISO 12759:2010 Fans — Efficiency classification for fans.

5. Соломахова Т. С. Показатели энергоэффективности промышленных вентиляторов. АВОК, № 7, 2012.

6. ГОСТ ISO 12759 Вентиляторы промышленные. Классификация по энергоэффективности.

7. ГОСТ 10921-90 Вентиляторы радиальные и осевые. Методы аэродинамических испытаний.

8. Токарев Ф. В. АСВК — Ассоциация специалистов в области оборудования систем вентиляции и кондиционирования. АВОК, № 7, 2015.

Скачать статью в pdf-формате: Присвоение класса энергоэффективности промышленным вентиляторам — гарантия их высокого качества