Водоснабжение и коммунальная инфраструктура
Энергетическое обследование водоснабжения и коммунальной инфраструктуры позволяет определить, насколько расход электроэнергии насосным оборудованием соответствует фактическому объёму перекачиваемой воды и необходимому напору. Для этого рассматривают насосы, водопроводные сети и связанные с ними энергетические потоки, сопоставляют данные учёта с эксплуатационными режимами и формируют водный и энергетический балансы.
Основная задача — отличить энергопотребление, необходимое для подачи и транспортировки воды, от возможных потерь. Высокий расход электроэнергии не всегда свидетельствует о неэффективности: он может объясняться требуемым напором, расстоянием транспортировки или особенностями рельефа. Поэтому оценивать работу коммунальных систем только по общему потреблению либо по количеству перекачанной воды недостаточно.
Водный и энергетический балансы
Обследование начинают с определения границ системы. По схемам устанавливают состав насосного оборудования, связи между участками сети и точки, в которых имеются данные о расходе воды и потреблении электроэнергии.
Водный баланс позволяет сопоставить объёмы воды в установленной границе обследования. Энергетический баланс связывает электрическую энергию, потреблённую насосным оборудованием, с выполненной работой по перемещению воды.
Оба баланса рассматривают совместно. Если электроэнергии стало потребляться больше, необходимо проверить, изменились ли объём перекачки и требуемый напор. Без этого нельзя установить, обусловлено ли увеличение расхода изменением полезной нагрузки или предполагаемым неэффективным режимом.
При недостаточности существующего учёта определяют участки, для которых невозможно достоверно сопоставить потребление энергии, расход воды и условия транспортировки.
Гидравлический анализ и удельное энергопотребление
Основной метод обследования объединяет гидравлический анализ и определение удельного расхода электроэнергии на перекачанный объём воды.
Удельное энергопотребление показывает, сколько электрической энергии затрачивается на единицу объёма перекачанной воды за установленный период. Этот показатель помогает сравнивать работу коммунальных систем, но не учитывает самостоятельно различия в необходимом напоре.
Гидравлический анализ связывает фактический расход воды с напором и эксплуатационным режимом насосного оборудования. Благодаря этому можно установить, соответствует ли электрическая нагрузка условиям транспортировки.
Сопоставление выполняют для сравнимых режимов. Если изменились расстояние транспортировки, необходимые параметры подачи или объём воды, их влияние учитывают до оценки возможных потерь.
Какие исходные данные необходимы
Для построения балансов и проверки гидравлических режимов используют три группы материалов:
- Схемы и перечень оборудования. Определяют физические границы обследования, состав насосных установок и связи между участками коммунальной инфраструктуры.
- Данные учёта, журналы режимов или архивы автоматики за сопоставимый период. Позволяют связать изменение электрической нагрузки с расходом воды и фактической работой оборудования.
- Эксплуатационные регламенты, графики и настройки. Помогают определить необходимый режим подачи и отличить его от возможного отклонения.
Особое значение имеют сведения о расходе и напоре: без них невозможно обоснованно интерпретировать удельное энергопотребление насосов. Если необходимых измерений нет, сначала определяют, какие параметры требуется уточнить и на каких участках сети.
Проверка избыточного давления, дросселирования и утечек
При обследовании рассматривают взаимосвязанный комплекс возможных причин повышенного энергопотребления: избыточное давление, дросселирование и утечки воды.
Избыточность давления определяют относительно фактически необходимого напора. При дросселировании оценивают связь между режимом регулирования, расходом и напором. Возможные утечки рассматривают в составе водного баланса, не приравнивая любое расхождение показаний к подтверждённой физической потере воды.
Эти факторы нельзя оценивать независимо от полезной функции системы. Если насосам требуется повышенный напор для транспортировки воды, соответствующая нагрузка должна быть учтена до вывода о неэффективности.
Когда изменение необходимого режима и предполагаемые потери действуют одновременно, сначала учитывают полезную нагрузку. Затем проверяют оставшееся отклонение, не относя один и тот же энергетический расход к нескольким предполагаемым причинам.
Почему высокая удельная энергия не всегда означает неэффективность
Две коммунальные системы могут расходовать разное количество электроэнергии на одинаковый объём воды из-за различий в необходимом напоре, расстоянии транспортировки и рельефе.
Поэтому повышенный удельный расход сам по себе не доказывает, что насосное оборудование работает неэффективно. Для такого вывода необходимо сопоставить фактическое энергопотребление с условиями, в которых выполняется перекачка.
Если требуемый напор неизвестен, невозможно обоснованно отделить необходимую энергию транспортировки от потенциально избыточного расхода. В этой ситуации результат ограничивается предварительной оценкой и определением недостающих измерений.
Результат обследования
Результатом становится структура удельного энергопотребления и критерии выбора коммунальной подсистемы для детального обследования. Она показывает, какие участки обеспечены достаточными данными, где обнаружены проверяемые отклонения и в каких точках необходимо уточнить расход воды, напор или энергетическую нагрузку.
Полученные сведения позволяют локализовать систему, требующую дополнительной проверки, и определить точки измерений. При этом общая оценка коммунальной инфраструктуры не заменяет обследование конкретной насосной системы или сети.
Граница результата: высокая удельная энергия не доказывает неэффективность без данных о требуемом напоре и рельефе. Если водный и энергетический балансы невозможно построить на сопоставимых данных, причины отклонений остаются гипотезами, а величина потенциальной экономии не считается подтверждённой.
Выбор коммунальной подсистемы для детального обследования
После построения общей модели выбирают прямое направление обследования по фактическому составу объекта и границе выявленного вопроса.
- Комплексы коммунальной инфраструктуры
- Системы холодного и технического водоснабжения
- Системы водоотведения
Другие направления представлены в разделе «Что обследуем». Состав работ по инженерным системам рассматривается на странице «Энергоаудит инженерных систем».