Фильтр за 45 € может обходиться в эксплуатации дешевле фильтра за 30 €. Закупочная цена оплачивается один раз при каждой замене; расходы на электроэнергию возникают всё время работы системы.
Для корректного сравнения рассчитайте энергию, связанную со средним сопротивлением каждого фильтра, затем добавьте затраты на закупку, обслуживание и утилизацию за одинаковый период. На протяжении всего сравнения сохраняйте требуемые характеристики фильтрации и фактически подаваемый расход воздуха. Более дешёвый результат, полученный за счёт меньшего количества чистого воздуха, относится к другой задаче.
В примере ниже показан расчёт, включая ошибку при выборе перепада давления, которая может существенно изменить результат.
Сначала определите границы расчёта
Для сравнения за один год эксплуатации используйте:
Годовые затраты, связанные с фильтром = закупка фильтров + электроэнергия вентилятора для преодоления сопротивления фильтра + труд при замене + утилизация и другие относящиеся к задаче затраты.
Это упрощённый годовой расчёт совокупной стоимости владения. Полный анализ стоимости жизненного цикла за несколько лет может также включать монтаж, условия финансирования, изменение цен и сроки будущих платежей. Руководство Eurovent по стоимости жизненного цикла разделяет инвестиции, энергию, обслуживание и утилизацию; публикация 2005 года полезна этой структурой учёта, но её старые обозначения классов фильтров нельзя использовать как актуальную спецификацию подбора. Eurovent 4/10, расчёт стоимости жизненного цикла воздушных фильтров.
Пассивный фильтр сам не потребляет электроэнергию. Вентилятор создаёт давление, необходимое для движения воздуха через него. Это различие отмечено и в руководстве Eurovent 2026 года по экологическим декларациям воздушных фильтров. Eurovent, руководство EPD для воздушных фильтров, раздел 2.3.
Формула энергии и нужное для неё значение сопротивления
При постоянном расходе воздуха и принятом постоянном общем КПД:
E = q × Δp̄ × t ÷ (1 000 × η)
| Обозначение | Значение | Единица или формат |
|---|---|---|
| E | Электроэнергия, относимая к преодолению сопротивления фильтра | kWh |
| q | Расход воздуха через фильтр | m³/s |
| Δp̄ | Средний по времени перепад давления за период | Pa |
| t | Время работы | часы |
| η | Общий КПД преобразования входной электрической мощности в полезную мощность воздушного потока | Десятичная доля: 0,70 означает 70% |
Eurovent 4/24–2023, обновление 1, предлагает метод оценки связанного с фильтрами энергопотребления в рабочих условиях. Он использует средний перепад давления; стандартизованные сравнения энергопотребления фильтров отдельно рассматриваются в Eurovent 4/21. Здесь приведён инженерный пример с открыто указанными допущениями, а не результат сертификации Eurovent. Eurovent 4/24, разделы 1–2.
Внимательно проверяйте единицы. Перед подстановкой расхода в уравнение разделите значение в m³/h на 3 600. Время вводите в часах, КПД — десятичной долей. Делитель 1 000 переводит ватт-часы в киловатт-часы, а не часы в секунды.
Если расход, давление и КПД изменяются достаточно сильно, чтобы повлиять на результат, разбейте записи на интервалы и рассчитайте энергию для каждого. Перемножение отдельных среднегодовых значений может скрыть то, как эти величины менялись совместно.
Разность конечного и начального сопротивления — не среднее сопротивление
Предположим, вначале сопротивление фильтра составляет 100 Pa, а в конце — 200 Pa.
- Прирост сопротивления: 200 − 100 = 100 Pa.
- Если сопротивление растёт линейно со временем работы, среднее равно (100 + 200) ÷ 2 = 150 Pa.
Эти два значения отвечают на разные вопросы. Подстановка прироста 100 Pa вместо среднего 150 Pa исключает часть сопротивления, которое вентилятор преодолевал в течение всего периода.
Среднее арифметическое крайних значений всё равно остаётся допущением. Здесь оно подходит, потому что мы предполагаем постоянную скорость роста сопротивления со временем. Оно не заменяет измеренную кривую загрязнения, а зависимость от массы лабораторной пыли не равнозначна зависимости от часов эксплуатации.
Расчёт сравнения: 45 € против 30 €
Исходные значения ниже взяты из примера на странице 68 опубликованного технического каталога Ulpatek. Это исторические данные примера, а не текущие цены и не измеренный прогноз для установки заказчика. Мы пересчитываем энергию, явно предполагая линейный рост сопротивления обоих фильтров за одинаковые 6 000 часов работы. Технический каталог продукции Ulpatek, страница 68.
Оба варианта должны обеспечивать необходимые для применения характеристики фильтрации. В исходном примере указаны соответственно ePM1 85% и ePM1 80%; их нельзя описывать как одинаковые классы ISO 16890. Если проект требует 85%, вариант 80% не соответствует этому требованию независимо от стоимости.
| Исходные данные | Фильтр A | Фильтр B |
|---|---|---|
| Расход воздуха | 3 400 m³/h | 3 400 m³/h |
| Начальное сопротивление | 100 Pa | 120 Pa |
| Принятое сопротивление в конце 6 000 часов | 200 Pa | 320 Pa |
| Принятое среднее по времени сопротивление | 150 Pa | 220 Pa |
| Часы работы в год | 6 000 | 6 000 |
| Принятый общий КПД | 0,70 | 0,70 |
| Принятый тариф электроэнергии | 0,283 €/kWh | 0,283 €/kWh |
| Одна закупка фильтра в год | 45 € | 30 € |
| Обслуживание и прочие затраты в примере | 6 € | 6 € |
Пересчёт расхода в нужные единицы:
3 400 ÷ 3 600 = 0,944444 m³/s
Для фильтра A:
Eₐ = 0,944444 × 150 × 6 000 ÷ (1 000 × 0,70) = 1 214,29 kWh/год
Для фильтра B:
Eᵦ = 0,944444 × 220 × 6 000 ÷ (1 000 × 0,70) = 1 780,95 kWh/год
Если не округлять промежуточные значения до последнего шага, получаем:
| Годовой результат | Фильтр A | Фильтр B |
|---|---|---|
| Электроэнергия, относимая к сопротивлению фильтра | 1 214,29 kWh | 1 780,95 kWh |
| Стоимость электроэнергии | 343,64 € | 504,01 € |
| Закупка, обслуживание и другие затраты примера | 51,00 € | 36,00 € |
| Суммарные учтённые годовые затраты | 394,64 € | 540,01 € |
При этих допущениях фильтр A обходится на 145,37 € дешевле в год: учтённые в примере затраты снижаются на 26,9%. Его закупочная цена выше на 15 €, а расчётная стоимость электроэнергии ниже на 160,37 €.
Это расчётные результаты по указанным исходным данным. Они не устанавливают универсальную экономию для фильтра A и не включают неуказанную остановку производства, отдельную плату за утилизацию или вторую замену за год. Добавьте эти затраты там, где они возникают.
Какое снижение сопротивления окупит более высокую закупочную цену?
Те же исходные данные дают полезную проверку для закупки. При 3 400 m³/h, 6 000 часах и общем КПД 70% каждые 10 Pa снижения среднего сопротивления экономят приблизительно 80,95 kWh/год. При принятом тарифе это 22,91 €/год.
Если единственная дополнительная годовая затрата — удорожание закупки на 15 €, необходимое для её окупаемости преимущество по среднему сопротивлению равно:
15 € × 1 000 × 0,70 ÷ (0,944444 × 6 000 × 0,283 €) = 6,55 Pa
Поэтому небольшая разница в цене не должна определять заказ до проверки данных сопротивления. По той же причине важны часы работы и тариф. При меньшей продолжительности эксплуатации, более низком тарифе или дополнительных затратах на замену точка окупаемости меняется.
Четыре способа представить сравнение затрат выгоднее, чем оно есть
Использовать сопротивление чистого фильтра на весь год. Начальное значение описывает одну точку. Оно не показывает, как загрязняется фильтр. Запросите основание среднего значения и различайте эксплуатационные измерения, лабораторный результат и допущение модели.
Дать одному фильтру больше часов работы, чем другому. Если одному варианту нужны две замены за период сравнения, включите две закупки фильтра, соответствующий труд, утилизацию и необходимые проверки. Более низкий порог конечного сопротивления может снизить энергопотребление, увеличив число замен.
Считать снижение расхода воздуха повышением энергоэффективности. Сравнивайте при требуемом фактически подаваемом расходе. В системе с постоянной частотой вращения изменение сопротивления может сместить рабочую точку вентилятора. Фильтр с меньшим сопротивлением не гарантирует снижение потребления электроэнергии, предсказанное моделью постоянного расхода. Оценивайте вентилятор, управление и систему совместно. DOE, повышение эффективности вентиляторных систем.
Называть принятое значение сертифицированным результатом. Энергетическая маркировка Eurovent определяется в заданных условиях программы сертификации. Расчёт для объекта отвечает на другой вопрос и использует данные этого объекта. Проверьте сертифицированное изделие, размеры, режим и опубликованные характеристики, а не приписывайте электронной таблице статус сертифицированного результата. Eurovent Certita Certification, обзор программы воздушных фильтров.
Что запросить вместе с предложением на фильтры
Для первоначального сравнения полезна оценка, явно обозначенная как расчётная. Для крупной закупки по возможности замените допущения эксплуатационными записями или испытанием с корректно заданными условиями. Сохраняйте требования расхода и фильтрации неизменными и фиксируйте каждое изменение.
Тогда закупочный вопрос становится конкретным: окупает ли меньшее среднее сопротивление дополнительные затраты на фильтры и обслуживание в нашей установке? На него можно ответить числами. Одна более низкая цена изделия этого не объясняет.
Вопросы о расчёте
Это все затраты электроэнергии вентиляционной установки?
Нет. Уравнение оценивает электроэнергию, связанную с преодолением сопротивления выбранного фильтра при указанных допущениях. Теплообменники, воздуховоды, клапаны, другие ступени фильтрации, нагрев, охлаждение и прочие нагрузки в расчёт не входят.
Можно ли использовать среднее начального и конечного сопротивления?
Можно как явно обозначенное приближение, если предполагается линейный рост сопротивления со временем работы. Для большей точности используйте данные отдельных временных интервалов или модель с понятным основанием. Вычитание начального давления из конечного даёт прирост, а не среднее.
Всегда ли фильтр более высокого класса потребляет больше энергии?
По одному классу нельзя определить энергию. Результат зависит от фактического расхода воздуха, конструкции, площади материала, сопротивления в течение срока службы и работы системы. Сначала задайте требуемые характеристики фильтрации, затем сравнивайте подходящие изделия.
Равен ли годовой расчёт полной стоимости жизненного цикла?
Нет. Сравнение за один год может помочь принять решение о закупке, но полный анализ жизненного цикла может включать первоначальные вложения, повторные замены, утилизацию, дисконтирование и изменение цен за несколько лет. Укажите границы расчёта, чтобы читатель понимал состав итоговой суммы.
Источники
- Технический каталог продукции Ulpatek, июль 2024, страница 68: исторические исходные данные; энергия здесь пересчитана с явными допущениями.
- Eurovent 4/24–2023, первое издание, обновление 1: оценка энергии в рабочих условиях.
- Eurovent 4/10, 2005: составляющие стоимости жизненного цикла.
- Eurovent, руководство EPD для воздушных фильтров, 2026.
- Министерство энергетики США, повышение эффективности вентиляторных систем.
- Eurovent Certita Certification, обзор программы воздушных фильтров.
