Энергоэффективные технологии вентиляции
Новые строительные стандарты, установленные мировой практикой строительства, выявили ряд важных вопросов в сфере экологии и экономии энергоресурсов. Одной из наиболее острых проблем является энергоэффективная вентиляция помещений. Применение стеклопакетов, а также различного рода теплоизолирующих материалов вынуждает обратить особое внимание на данную проблему.
Потери тепла при естественной вентиляции
Вентиляция современных домов устроена довольно просто: свежий воздух проникает внутрь помещений через окна и небольшие щели, отток отработанного воздуха происходит через вентиляционные каналы в стенах на улицу за счет естественного перепада давления. Воздух, покидая дом, не только уносит с собой углекислый газ и неприятные запахи, он уносит с собой тепло. Возможен следующий расчет: в квартиру площадью 50–70 м2 поступает примерно 200 м3 воздуха в час. Столько нужно человеку для того, чтобы чувствовать себя комфортно? Зимой воздух поступает с холодной улицы, нагревается у нас дома и выходит обратно на улицу, уже комнатной температуры. В морозный день, когда на улице минус 20 0C, за час «в трубу» улетает приблизительно 9,6 МДж тепла. Это примерно столько же, сколько нужно, чтобы вскипятить 10 чайников с водой.
Сохранить энергию можно, используя индивидуальные вентиляционные системы, которые позволяют сэкономить до 85% тепла вытяжного воздуха. В индивидуальных вентиляционных системах воздух, который выходит на улицу, отдает через специальный теплообменник-рекуператор большую часть своего тепла приточному воздуху. Реальные показатели экономии для средней белорусской квартиры в течение года представлены в таблице 1. Итого за год – 25513 МДж, что равно энергии, выделяющей при сжигании 712 м3 природного газа. И это лишь одна квартира.
Энергоэффективные вентиляционные установки
Энергоэффективные вентиляционные установки используются, как правило, в домах энергоэффективного плана. Таким образом, они служат дополняющим атрибутом, создающим комфортные условия для проживания и работы. Сегодня принято выделять 3 вида данных установок:
- установки с ротационным теплоутилизатором;
- установки с пластичным теплоутилизатором;
- подпотолочные приточные установки.
В вентиляционных установках с ротационным теплоутилизатором 85% тепла воздуха, удаляемого из помещения, можно использовать для подогрева воздуха, подаваемого в помещение.
Принцип действия ротационного теплоутилизатора основан на регенерации тепла: ротор, изготовленный из алюминиевой фольги, поглощает тепло удаляемого воздуха и подогревает воздух, подаваемый в вентилируемое помещение.
Установки с пластинчатым теплоутилизатором позволяют использовать 65% тепла удаленного воздуха, для подогрева подаваемого в помещение воздуха. Тепло проникает через алюминиевые пластины и передается воздуху в помещении. Движение воздушных потоков в теплоутилизаторе перекрестное. Конструкция устройства не позволяет удаляемому воздуху попасть в поток свежего воздуха.
Подпотолочные приточные установки крепятся к потолку и закрываются подвесным потолком либо другой конструкцией. В устройствах используются высокоэффективные радиальные вентиляторы, обеспечивающие оптимальные параметры работы и низкий уровень шума.
Для очистки воздуха применяются высококачественные компактные фильтры, имеющие большую площадь фильтрации – такие фильтры реже подлежат замене. Как правило, фильтры оснащены функцией индикации загрязнения – о необходимости замены фильтров информируется сообщением на пульте управления. Система улавливает до 99,9% (по количеству) находящихся в наружном воздухе твердых частиц мельче 1 мм. Масса упомянутых частиц составляет только 30% от всей находящейся в воздухе пыли. Таким образом, для того, чтобы подаваемый в общественные и жилые здания воздух соответствовал предъявляемым к чистоте воздуха требованиям гигиенических норм, достаточно фильтров класса EU5‑EU7. Фильтрация воздуха предохраняет вентиляционное оборудование от загрязнения, продлевая срок его службы.
Используемые в таких установках вентиляторы сбалансированы статистически и динамически по стандарту ISO 1940 при максимальных оборотах и соответствуют классу G6.3. Поэтому, при наивысшей частоте вращения вентилятора, вибрации не превышают допустимого уровня. Выделяют следующие типы вентиляторов:
1) вентиляторы с электронно коммутируемыми (ЕС) двигателями. Имеет долговременную смазку и плавные подшипники. Среди преимуществ – плавный запуск, возможность точной и плавной регулировки, защита двигателя от механических ударов и электрических перегрузок, полностью интегрированная защита от перенапряжения;
2) вентиляторы Plug-in. Радиальные вентиляторы одностороннего всасывания с загнутыми назад лопатками, с двигателем АС и частотным преобразователем. Преимущества такого вида вентиляторов заключаются в низком уровне шума и вибрации, а также высоким коэффициентом полезного действия (КПД);
3) радиальные вентиляторы одностороннего всасывания с загнутыми вперед лопатками;
4) радиальные вентиляторы двустороннего всасывания с загнутыми вперед лопатками;
5) бескорпусные вентиляторы одностороннего всасывания с загнутыми назад лопатками. Рабочее колесо вентиляторов такого типа создает давление непосредственно внутри установки (а не в корпусе вентилятора), поэтому из установки выходит равномерный поток воздуха. Устройство отличается высоким уровнем КПД (рабочее колесо вентилятора напрямую соединено с электродвигателем – отсутствуют потери в передаче), а также особо низким уровнем шума и вибрации.
Экономия тепла в промышленности
Промышленные здания и сооружения, а также складские комплексы и административные здания в нашей стране, как правило, оборудованы системами принудительной приточной вентиляции. Такие системы забирают воздух с улицы, очищают его с помощью фильтров, подогревают до необходимой температуры при помощи водяного калорифера и подают в помещение. Затраты тепловой энергии на подогрев воздуха обусловлены разностью температур на улице и в помещении, а также объемом воздуха, проходящего через систему.
Такие системы очень энергоемки, поэтому, учитывая современные условия в энергетической сфере, на многих предприятиях уже задумались об экономии. Насколько оправдано сегодня применение современных энергоэффективных систем вентиляции? Как быстро окупаются вложения в подобные технологии? Вот главные вопросы, которые интересуют руководителей.
В 2009 году была смонтирована одна из крупнейших в республике систем вентиляции с роторным теплоутилизатором. Система обслуживает логистический комплекс в г. Минске. Производительность по воздуху – 26 000 м3 в час. Температурная эффективность теплоутилизатора – 68,2% (это значит, что данное количество избыточного тепла вытяжного воздуха переходит приточному). Показатели экономии тепла по месяцам отражены в таблице 2. Итого за год – 632 Гкал, что эквивалентно экономии 74 000 м3 природного газа, сжигаемого на местной котельной.
Расчет показал, что при текущем уровне цен на тепловую энергию разница между устройством классической системы принудительной вентиляции и устройством новой энергоэффективной системы покрывается менее чем за 3 года.
По материалам доклада С. А. Бурдина, начальника отдела региональных продаж ООО «НИЦ Магистр»
