Оценка полных эксплуатационных затрат на работу увлажнителя Оценка полных годовых затрат YOC [евро/год], связанных с эксплуатацией увлажнителя, включает в себя следующие позиции: 1. YEC — стоимость энергии, необходимой для получения теплоты (см. раздел «Стоимость электрической энергии, прямо или косвенно затрачиваемой адиабатическим увлажнителем»); 2. YEEC — стоимость электроэнергии, необходимой для работы установки (см. раздел «Стоимость электрической энергии, прямо или косвенно затрачиваемой адиабатическим увлажнителем»); 3. YECleak — стоимость тепоты, ушедшей в окружающую среду в результате теплового рассеяния (см. раздел «Стоимость электрической энергии, прямо или косвенно затрачиваемой адиабатическим увлажнителем»); 4. YMLC — стоимость технического обслуживания (см. раздел «Расходы на техническое обслуживание»); 5. YWTC — стоимость обработки подпиточной воды (см. раздел «Стоимость обработки подпиточной воды»); 6. YBCC — стоимость проверки воды на бактериологическую чистоту (см. раздел «Расходы, связанные с проверкой бактериологической чистоты воды»). На рис. 1 показана упрощенная схема расчета годовых затрат (YOC).Примеры расчета стоимости эксплуатации увлажнителей В этом разделе показан порядок расчета стоимости эксплуатации различных типов увлажнителей с помощью таблиц, приведенных на рис. 1. Следует подчеркнуть, что эти расчеты (выполненные для адиабатного разбрызгивателя, установленного в офисном здании средних размеров) приводятся только для справки. Результаты расчетов для разных систем и условий эксплуатации могут значительно отличаться, особенно в части стоимости энергии, трудозатрат и других позиций, которые вводятся в расчет для оценки эксплуатационных затрат.1. Служебное помещение с автономным увлажнителем для непосредственного увлажнения воздуха, исходные данные: ❏ площадь помещения Sfloor = 100 м2; ❏ расход наружного воздуха Vexch = 635 м3/ч; ❏ параметры воздуха в помещении tamb = 22 °C и ϕamb = 45 %; ❏ количество рабочих часов в сутки DOH = 13 (7:00–20:00); ❏ количество рабочих дней в неделю WOD = 5; ❏ количество часов эффективной работы увлажнителя за год YHOH = 1790; ❏ количество рабочих месяцев в году YHOM = 8; ❏ максимальная текущая потребность в увлажнении Gv,hum,peak = 5 (кг пара)/ч; ❏ годовая потребность в производстве пара на увлажнение Qhum,yr = 3800 (кг пара)/год; ❏ номинальная производительность увлажнителя Gv,hum,nom = 5 (кг пара)/ч — увлажнение помещения происходит с помощью автономного увлажнителя, установленного на стене и оснащенного вентилятором. В табл. 1 приведены результаты сравнения эксплуатационных расходов на увлажнитель с погружными электродами и на ультразвуковой увлажнитель. В последнем случае подпиточная вода должна проходить обработку в отдельном деминерализаторе или в централизованной системе обработки воды. Гипотетическая стоимость электроэнергии составляет 0,1 евро/кВт⋅ч. Для производства теплоты парообразования в адиабатном увлажнителе использовался природный газ, удельная стоимость которого составляет 0,45 евро/м3. За исключением случаев, когда подпиточная вода проходит централизованную деминерализацию (что в небольших увлажнителях бывает довольно редко), разница между этими двумя системами при данных исходных параметрах довольно незначительна. Оценка показывает, что разница в амортизации оборудования более значительна, т.к. стоимость ультразвукового увлажнителя намного выше, чем стоимость увлажнителя с погружными электродами или с электронагревателем. 2. Офисное здание средних размеров (три этажа площадью 500 м2 каждый, общим объемом 5000 м3) с системой кондиционирования, которая имеет следующие характеристики: ❏ расход воздуха в системе кондиционирования Va = 26 000 м3/ч; ❏ расход наружного воздуха Vexch = 7800 м3/ч; ❏ параметры воздуха в помещении tamb = 22 °C и ϕamb = 45 %; ❏ количество рабочих часов в сутки DOH = 16 (6:00–22:00); ❏ количество рабочих дней в неделю WOD = 6; ❏ количество часов эффективной работы увлажнителя за год YHOH = 2700; ❏ количество рабочих месяцев в году YHOM = 8; ❏ количество часов работы системы кондиционирования за год YCOH = 5000; ❏ максимальная текущая потребность в увлажнении Gv,hum,peak = 45 (кг пара)/ч; ❏ годовая потребность в производстве пара на увлажнение Qhum,уr = 72 400 (кг пара)/год; ❏ номинальная производительность увлажнителя Gv,hum,nom = 50 (кг пара)/ч. В табл. 2 приведены результаты сравнения различных систем увлажнения, установленных в системе кондиционирования. Для корректности сравнения во всех адиабатических системах, также как и в автономных увлажнителях с газовыми теплогенераторами, в качестве источника энергии для производства пара использовался природный газ. Аэродинамическое сопротивление Δp адиабатического увлажнителя считалось равным: ❏ 50 Па для брызгоуловителя в распылителях и разбрызгивателях; ❏ 120 Па для увлажнителей со смоченным наполнителем. Стоимость электроэнергии в этом случае также принята равной 0,1 евро/кВт⋅ч, а стоимость природного газа — 0,45 евро/м3. Стоимость трудозатрат на техническое обслуживание установки принята равной 20 евро/ч. В качестве примера на рис. 1 приведена копия таблиц для расчета годовых расходов на эксплуатацию адиабатного разбрызгивателя. Основываясь на приведенных данных, можно сказать, что наиболее выгодными системами увлажнения будут изотермические увлажнители с газовыми теплогенераторами. Расходы на эксплуатацию автономных увлажнителей с газовыми теплогенераторами аналогичны расходам на эксплуатацию парораспределителей с централизованной подачей пара и увлажнителей с пароводяным теплообменником. Однако стоит сказать, что расчеты, проведенные для двух последних систем, не учитывают эксплуатацию центрального бойлера и системы распределения пара. Использование увлажнителей с газовыми горелками, подпитываемых деминерализованной водой, дает дополнительную экономию, обусловленную более простым техническим обслуживанием из-за почти полного отсутствия накипи на поверхности теплообменника. Функционирование адиабатических увлажнителей связано с большими затратами из-за больших потерь давления в водяных и воздушных контурах. Из этих увлажнителей наиболее экономичными являются распылители со струйными форсунками не только потому, что они позволяют избежать санитарно-гигиенических проблем вследствие отсутствия застойной воды, но и из-за того, что, питаясь деминерализованной водой, они не требуют сложного технического обслуживания. Увлажнители с погружными электродами или с электронагревателями довольно дороги в эксплуатации, в основном, из-за высокой стоимости электроэнергии, необходимой для кипячения воды. Тем не менее, их часто используют благодаря низкой закупочной цене и небольшой стоимости монтажа. Работа увлажнителей со смоченным наполнителем также требует больших затрат. Это связано, в основном, со значительным аэродинамическим сопротивлением воздушного тракта, который является самым большим среди всех рассмотренных систем.3. Большие здания с непрерывной работой системы кондиционирования (в больницах, отелях, аэропортах и т.д.), которая имеет следующие характеристики: ❏ объем всех помещений Vall = 20000 м3; ❏ расход воздуха в системе кондиционирования Va = 82 500 м3/ч; ❏ расход наружного воздуха Vexch = 33 000 м3/ч; ❏ параметры воздуха в помещении tamb = 22 °C и ϕamb = 40 %; ❏ количество рабочих часов в сутки DOH = 24 (0:00–24:00); ❏ количество рабочих дней в неделю WOD = 7; ❏ количество часов эффективной работы увлажнителя за год YHOH = 4428; ❏ количество рабочих месяцев в году YHOM = 8; ❏ количество часов работы системы кондиционирования за год YCOH = 8760; ❏ максимальная текущая потребность в увлажнении Gv,hum,peak = 225 (кг пара)/ч; ❏ годовая потребность в производстве пара на увлажнение Qhum,уr = 424 000 (кг пара)/год; ❏ номинальная производительность увлажнителя Gv,hum,nom = 250 (кг пара)/ч. Аэродинамическое сопротивление адиабатического увлажнителя Δp считалось равным: ❏ 50 Па для брызгоуловителя в распылителях и разбрызгивателях; ❏ 120 Па для увлажнителей со смоченным наполнителем, включая брызгоуловитель. В качестве источника энергии во всех увлажнителях использовался природный газ стоимостью 0,45 евро/м3. Стоимость электроэнергии принималась равной 0,1 евро/кВт⋅ч, а трудозатраты на техническое обслуживание — 20 евро/ч. В табл. 3 приведены результаты сравнения расходов на эксплуатацию различных систем увлажнения, установленных в системе кондиционирования. В связи с размерами системы кондиционирования использование электрических увлажнителей не рассматривалось. Как и в предыдущем случае, наиболее экономичным оказался увлажнитель с централизованной системой подвода пара, за ним идет распылитель со струйными форсунками и в самом конце списка стоят адиабатический разбрызгиватель и увлажнитель со смоченным наполнителем. Необходимо отметить, что для установок таких размеров разница в стоимости эксплуатации различных систем невелика из-за небольшого (в процентном отношении) вклада стоимости проверок на бактериологическую чистоту. Выводы Анализ приведенных примеров, который, как стоит отметить еще раз, основывался на использовании примерной средней стоимости затрат, показывает, что универсальный критерий определения наиболее экономичной системы увлажнения отсутствует. На стоимость эксплуатации влияет много переменных, включая тип и размер установки, а также стоимость электроэнергии. Тем не менее, выяснилось, что вследствие небольших расходов на техническое обслуживание и отсутствия затрат на прокачку воды и воздуха в контурах наиболее экономичными являются изотермические увлажнители. Полагая, что стоимость энергии в процентном отношении увеличивается пропорционально количеству производимого пара, в то время как расходы на техническое обслуживание и санитарно-гигиенические проверки имеют обратную тенденцию, будут справедливыми следующие утверждения: ❏ в небольших установках более экономично использовать изотермические увлажнители, как электрические, так и с газовыми тепло-генераторами; ❏ в больших системах более экономично использовать паро-распределители с централизованным подводом пара или, если нет центрального парогенератора, распылители со струйными форсунками. Все равно, в оценку стоимости эксплуатации следует включать стоимость монтажа и амортизацию оборудования. ❏