Выявление потерь энергии в инженерных системах

Выявление потерь энергии в инженерных системах позволяет установить, на каких участках транспортировки и преобразования энергоресурсов возникают необоснованные расходы, чем они вызваны и какие действия необходимы для их сокращения. При энергетическом обследовании рассматривают тепловые, электрические, насосные и воздушные сети, сопоставляя поступление энергии, её передачу и использование конечными потребителями.

Основой такой проверки служит энергетический баланс отдельных участков. Разность между поступившим и учтённым на выходе ресурсом ещё не означает физическую потерю. Она может включать технологически необходимое потребление, особенности режима оборудования или расхождения измерений. Поэтому сначала устанавливают границы баланса, затем проверяют достоверность показаний и только после этого определяют возможные причины неэффективности.

Как установить границы энергетического баланса

Для выявления потерь необходимо определить участок инженерной сети, на котором можно сопоставить поступление и передачу энергоресурса. Его границы устанавливают по исполнительным схемам теплотрасс, электрических распределений, насосных и воздушных сетей.

Исполнительная схема показывает расположение участков, ответвлений и потребителей. Она позволяет определить, к какой части сети относится измеренная разность и какие потоки должны учитываться при составлении баланса.

Показания на входе и выходе участка сопоставляют за одинаковый временной интервал. Для интерпретации используют сведения о расходе, температуре, давлении и фактическом режиме оборудования. Журналы эксплуатации позволяют связать измеренные параметры с условиями движения ресурса.

Если приборы расположены на разных границах или измерения относятся к несовпадающим периодам, полученная разность может характеризовать не реальные потери, а несогласованность исходных данных. Поэтому достоверность границ и синхронность измерений проверяют до расчёта энергетического небаланса.

Как отделить потери от необходимого расхода энергии

После согласования границ составляют последовательные балансы между входом сети, участками транспортировки и конечными потребителями. Это позволяет установить, где возникает расхождение и насколько оно объясняется предусмотренной работой системы.

Не каждый перепад параметров является признаком неисправности. Часть энергии используется для выполнения необходимой технологической функции. При обследовании важно отличить такой расход от дополнительного потребления, не создающего полезного результата.

Для проверки сопоставляют потоки до и после рассматриваемого участка, измеряют гидравлические или электрические режимы под фактической нагрузкой и оценивают соответствие полученных данных условиям работы сети.

Большой перепад давления, в частности, может быть штатной характеристикой фильтра, а не неисправностью насоса. Поэтому величину перепада рассматривают вместе с назначением элемента и фактическим режимом, не приравнивая любой обнаруженный небаланс к физической утечке.

Какие механизмы потерь проверяют в разных инженерных сетях

После определения участка расхождения способ проверки выбирают с учётом вида сети и характера передачи энергоресурса.

В тепловых сетях учитывают состояние теплоизоляции и температурный уровень теплоносителя. Их влияние на передачу тепла отличается от механизмов потерь в электрических линиях. Поэтому общая величина небаланса без сведений о параметрах среды недостаточна для установления причины.

В электрических распределениях сопоставляют измеренные потоки энергии и электрические режимы под фактической нагрузкой. В насосных и воздушных сетях проверяют параметры движения ресурса и соответствие режима установленной потребности.

Для локальной проверки используют сведения о состоянии изоляции, акты выполненных ремонтов, осмотр оборудования и поиск возможных утечек воздуха. Эти материалы позволяют проверить предполагаемый механизм потерь, но не заменяют согласованный энергетический баланс.

Что делать при недостаточном количестве приборов учёта

В инженерной системе с общими приборами учёта суммарные показания могут охватывать несколько ответвлений. В таком случае разность между поступлением и расходом ресурса нельзя уверенно распределить по отдельным линиям без дополнительных данных.

Если измерительного охвата недостаточно, определяют участки, для которых баланс может быть составлен достоверно, и отдельно выделяют сегменты, требующие уточняющих измерений или дополнительного технического учёта.

Такой подход сохраняет различие между установленной потерей, расчётной оценкой и необследованной частью сети. Он не позволяет ошибочно отнести весь общий небаланс к одному участку.

Как различить альтернативные причины перерасхода

При установлении причин проверяют не только состояние сети, но и возможное влияние условий измерения и режима оборудования.

Разность показаний может возникнуть вследствие несинхронности приборов или несовпадения границ учёта. Поэтому прежде чем искать физическую утечку, необходимо убедиться, что сопоставляемые значения относятся к одному участку и периоду.

Другой случай — перекачивание ресурса с избыточным давлением. Такой режим способен повышать затраты энергии без непосредственной утечки. Следовательно, сокращение расходов может требовать наладки гидравлического режима, а не ремонта трубопровода.

Установление причины определяет дальнейшее действие: поиск утечки, ремонт изоляции, наладку гидравлики либо организацию дополнительного технического учёта. Выбор между ними выполняют после проверки соответствующего механизма.

Результат выявления потерь энергии

Результатом обследования является энергетический баланс инженерных систем, разделённый по измеримым участкам, с указанием подтверждённых очагов неэффективности и недостающих измерений.

При представлении результатов отдельно показывают участки с подтверждёнными потерями, расчётные диапазоны и сегменты, по которым отсутствует достаточное измерительное подтверждение. Это позволяет определить, где обосновано техническое мероприятие, а где сначала требуется уточнение исходных данных.

Без согласованных границ баланса, данных приборов учёта и сопоставимых интервалов невозможно достоверно вычислить фактические потери отдельной линии по одной суммарной величине расхода. Поэтому рекомендации по ремонту или наладке должны соответствовать степени подтверждения выявленной причины.

Дополнительные сведения о механизмах электрических потерь приведены в материале «Потери электроэнергии в сетях и трансформаторах: источники и оценка».