Вентиляційні установки, масово встановлені в Україні у 2004–2010 роках, досягли критичного віку. Їхні вентилятори з клинопасовою передачею фізично неможливо замінити через тісноту вентиляційних камер, а повна заміна AHU коштує сотні тисяч доларів і вимагає зупинки будівлі. Проте європейський досвід доводить: є технічне рішення, яке поєднує високу енергоефективність, відмовостійкість і можливість модернізації без радикального втручання в конструкції. Це багатовентиляторні системи – технологія, особливо актуальна для України в умовах нестабільного електропостачання
Чому тема ретрофіту вентиляції сьогодні критично актуальна
Поточний стан вентиляційних систем в Україні значною мірою сформувався внаслідок активного будівельного розвитку 2004–2005 років. Саме в цей період на український ринок масово почали виходити європейські виробники вентиляційного обладнання, які пропонували комплектні заводські рішення для підготовки повітря – вентиляційні установки типу air handling unit (AHU).
Це означало перехід галузі до серійного застосування заводських вентиляційних установок європейського типу. На зміну «набірним» системам провітрювання прийшли повністю укомплектовані установки європейського типу, що виконували визначені функції фільтрації, підігріву, охолодження та подачі повітря з розрахунковими параметрами. Для свого часу такі рішення були сучасними та відповідали діючим нормативним вимогам.
Сьогодні більшість цих установок експлуатується вже 15–20 років. Нормативний (паспортний) термін служби вентиляційного обладнання зазвичай становить близько 20 років. Практика експлуатації свідчить, що першочергово зношуються рухомі елементи. Зношуються насамперед рухомі елементи, тоді як корпуси AHU, теплообмінні та фільтраційні секції часто зберігають задовільний технічний стан і можуть експлуатуватися значно довше.
Вентиляційна установка зразка першої половини 2000-х років
Типові проблеми існуючих вентиляційних установок
Найбільш проблемним вузлом установок попередніх поколінь є вентиляторна секція. У період 2000-х років у більшості AHU застосовувалися вентилятори з ременевою передачею та асинхронними електродвигунами прямого пуску або з пуском за схемою «зірка–трикутник». У будь-якому з цих варіантів вентилятор працював у фіксованому режимі без можливості плавного регулювання швидкості.
Типові вентилятори вентиляційних установок 2000-х років
Такі рішення мають низку системних недоліків. Механічні втрати в ремінних передачах, зношування ременів і підшипників, зростання вібрацій та шуму з часом експлуатації призводять до підвищених експлуатаційних витрат і зниження надійності системи.
Більшість установок проєктувалася як одношвидкісні. Частотне регулювання на той час існувало, але було економічно дорогим, тому не отримало масового застосування. У результаті системи провітрювання не мають можливості працювати за алгоритмами вентиляції за потребою, що сьогодні є однією з ключових причин низької енергоефективності.
Серйозна окрема проблема – конструктивна неможливість заміни застарілих вентиляторів. У багатьох будівлях вентиляційні камери мають мінімальні габарити, і демонтаж великогабаритного вентилятора часто потребує розбирання корпусу AHU або втручання в будівельні конструкції. У низці випадків заміна вентилятора перетворюється з інженерного завдання на повноцінний будівельно-монтажний проєкт.
Ситуацію ускладнює й те, що значна частина вентиляторів та електродвигунів, змонтованих 15–20 років тому, сьогодні знята з виробництва, а доступ до оригінальних запасних частин обмежений.
Ретрофіт як альтернатива повній заміні AHU
За таких умов повна заміна установки далеко не завжди є оптимальним рішенням. Вона пов'язана з високими капітальними витратами, тривалими строками реалізації та необхідністю зупинки або обмеження експлуатації будівлі.
Міжнародна практика показує ефективність підходу ретрофіту – цільової модернізації окремих вузлів вентиляційної установки. У більшості випадків ключовим елементом такого ретрофіту стає саме вентиляторна секція, оскільки вона визначає енергоефективність, акустичні характеристики та надійність усієї системи.
Монтажники зводять перегородку для формування Fan Array (багатовентиляторної системи)
Багатовентиляторні системи: принцип та термінологія
Багатовентиляторна система – це вентиляторний вузол, у якому замість одного великогабаритного вентилятора використовується декілька вентиляторів меншого діаметра, що працюють паралельно та формують сумарний повітряний потік. Кожен вентилятор – це незалежний модуль, зазвичай оснащений EC-двигуном із вбудованою електронікою керування.
Ескіз багатовентиляторної системи на чотирьох вентиляторах з EC-двигунами
У міжнародній технічній літературі та практиці такі рішення зустрічаються під назвами Fan Array, Fan Grid або Fan Wall. Термін Fanwall (написаний одним словом) є зареєстрованою торговою маркою, однак у багатьох публікаціях він також використовується як описове позначення концепції багатовентиляторної системи. Незалежно від назви, йдеться про одну інженерну ідею – розподілення повітряного потоку між кількома вентиляторними модулями.
Розвиток цієї технології став можливим завдяки прогресу в аеродинаміці вентиляторів, широкому впровадженню EC-двигунів та розвитку електронних систем керування. Спочатку багатовентиляторні системи застосовувалися в об'єктах із підвищеними вимогами до надійності, але з часом стали серійним промисловим рішенням для ретрофіту та нових AHU.
Виконаний ретрофіт із встановленням Fan Array на дев'ять вентиляторів
Гнучкість і надійність у ретрофіті
Модульна конструкція багатовентиляторних систем робить їх особливо придатними для модернізації наявних установок. Окремі вентиляторні модулі можуть бути доставлені через стандартні дверні прорізи та змонтовані всередині корпусу AHU без демонтажу будівельних конструкцій.
Важлива перевага – можливість реалізації принципу N+1, коли N вентиляторів забезпечують розрахункову робочу точку, а додатковий вентилятор виконує функцію резервного. У разі відмови одного модуля система залишається працездатною та забезпечує необхідну продуктивність. Завдяки застосуванню індивідуальних зворотних клапанів відпадає потреба в окремій секції резервного вентилятора, що дозволяє зменшити габарити установки.
Зворотний клапан з низьким опором повітряному потоку
Акустика та енергоефективність
Використання декількох вентиляторів меншого діаметра дозволяє знизити загальний рівень шуму та змістити його спектр у бік вищих частот, які значно легше приглушуються повітроводами та ізоляційними матеріалами. Рівномірний розподіл повітряного потоку зменшує турбулентності та вібрації, що важливо для будівель із підвищеними вимогами до акустичного комфорту.
Енергоефективність багатовентиляторних систем досягається завдяки відмові від дроселювання повітря та роботі в оптимальних робочих точках. Регулювання продуктивності здійснюється за рахунок зміни швидкості обертання вентиляторів, що особливо ефективно в режимах часткового навантаження.
Міжнародна практика
Рішення для ретрофіту вентиляторних секцій пропонують провідні європейські виробники вентиляторів, зокрема Rosenberg, ZIEHL-ABEGG та ebm-papst. Паралельно на ринках США, Великої Британії та Німеччини працюють компанії, які спеціалізуються виключно на ретрофіті. Вони проєктують кастомізовані вентиляторні панелі під конкретні габарити AHU, використовуючи серійні EC-модулі від провідних, переважно німецьких, виробників.
Панель Fan Array на дев'ять вентиляторів для нової вентиляційної установки
Перспективи для України в умовах енергетичної нестабільності
Повномасштабна війна та атаки на енергосистему України суттєво підвищили вимоги до гнучкості й відмовостійкості інженерних систем. Багатовентиляторні системи, оснащені EC-двигунами з вбудованими інверторами, здатні працювати в широкому діапазоні напруг і адаптуватися до нестабільного електропостачання.
Можливість поетапного зниження продуктивності та споживаної потужності критично важлива при роботі від резервних джерел живлення. Навіть у разі виходу з ладу одного з вентиляторів система залишається працездатною, що підвищує загальну стійкість вентиляції в аварійних режимах.
Висновок
Багатовентиляторні системи (Fan Array / Fan Grid / Fan Wall) – зріле, перевірене міжнародною практикою інженерне рішення для ретрофіту вентиляційних установок. В українських реаліях вони поєднують енергоефективність, гнучкість керування, відмовостійкість і можливість модернізації без радикальних втручань у будівлю.
Такі рішення створюють технічну основу для надійної та безперервної експлуатації вентиляційних систем у довгостроковій перспективі.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 1 033
