Інноваційні повітропроводи для сучасних енергоефективних вентиляційних систем

В. Борщ, С. Шовкопляс

Вимоги до вентиляції в житлових приміщеннях зростають з огляду на забезпечення комфорту, санітарних, гігієнічних вимог, факторів безпеки, енергозбереження та інших супутніх факторів. Задовольнити сукупність сучасних вимог до вентиляційних систем можна лише із застосуванням інноваційних систем повітропроводів, здатних комплексно вирішити проблеми та подолати суперечності, що виникають під час улаштування вентиляційних систем для житлових будівель

Яким ви собі уявляєте сучасне житло? Мабуть, це буде будівля, що вирізняється гармонійною архітектурою, вишуканим дизайном інтер’єрів, просторим заскленням, великою кількістю інженерних систем, медійних гаджетів та зручними рішенням щодо підвищення комфорту завдяки інтелектуальним пристроям, що автоматично керують складною технікою або принаймні полегшують керування нею. Але якщо будинок напханий «розумними системами», проте не витримані кліматичні та санітарні вимоги щодо якості та хімічного складу повітря – то всі витрати на «розумність» будуть марними. Повітря – це те, що споживається людиною безпосередньо та безперервно. Якість повітря – головний чинник безпечності та якості житла.

Нормування якості повітря

Долучення до сучасних норм якості повітря у житлових приміщеннях, можна сказати, було започатковано прийняттям «ідентичного» до європейського національного стандарту ДСТУ Б EN 15251:2011 «Розрахункові параметри мікроклімату приміщень для проектування та оцінки енергетичних параметрів мікроклімату енергетичних характеристик будівель по відношенню до якості повітря, теплового комфорту освітлення та акустики (EN 15251:2007, IDT)», та цілої низки пов’язаних з ним документів.

У цьому стандарті наголошується, що якість внутрішнього повітря у житлових будинках залежить від багатьох параметрів і джерел забруднення: від часу постійного перебування мешканців, інтенсивності викидів від діяльності людини, концентрації двоокису вуглецю, інтенсивності приготування їжі, випаровувань від меблів, покрівельних матеріалів та засобів для чищення тощо. Окремо зазначається, що чинник вологості повітря викликає особливу занепокоєність при вентиляції житлових приміщень, оскільки спричиняє найбільший вплив на здоров’я людей та на саму будівлю (поява конденсату, плісняви), що є актуальним для сучасних добре теплоізольованих енергоефективних споруд. На деякі з цих факторів проектувальник не може вплинути чи проконтролювати їх наявність заздалегідь, а отже усунення негативного впливу від шкідливих складових покладається на вентиляційну систему.

У житлових будинках мінімальна норма механічної вентиляції зазвичай є постійною та визначається у проекті, виходячи з навантаження від внутрішніх викидів у приміщення та потрапляння (вологості та забруднення) ззовні. Ця мінімальна норма вентиляції має бути встановленою національними стандартами та може різнитися від країни до країни. Якщо відсутні національні норми, то рекомендується спиратися на значення згідно з EN 15251, наприклад, див. таблицю 1. У додатку «С» цього стандарту наводяться значення гранично допустимої концентрації (ГДК) викидів шкідливих органічних сполук та інших летючих забруднювачів повітря.

Норми вентиляції у будівлях з природною вентиляцією розраховуються відповідно до розміщення будівлі, місцезнаходження та локальних природних умов відповідно до EN 15242, виходячи з енергетичних розрахунків і мінімальних норм повітрообміну.

Повітря у приміщенні з використанням механічної та/або природної вентиляції не повинно осушуватися нижче рівня розрахункового значення вологості повітря і не має зволожуватися вище відмітки рекомендованої абсолютної вологості.

У системах зі змінним контролем потоку повітря регулювання може здійснюватися за будь-яким критерієм – за потребою, таймером чи детектором присутності. Якщо була застосована система контролю потреби чи система контролю присутності, то вона має досягати обраних критеріїв. Оскільки системи зі змінюваною подачею можуть мати різний за часом потік повітря, то в цьому разі для розрахунків діє «правило еквівалентності» (еквівалентність нормі постійного потоку повітря).

Таким чином, згідно з вимогами стандарту оцінка категорії якості внутрішнього середовища житлової будівлі базується на дотриманні нижченаведених факторів і досягнення проектних показників внутрішнього середовища:

  • тепловим показником взимку, визначеним розрахунковим значенням температури всередині житла протягом опалювального періоду;
  • тепловим показником влітку, визначеним розрахунковим значенням внутрішньої температури протягом періоду примусового охолодження;
  • якістю повітря та кратністю повітрообміну, що забезпечується системою вентиляції;
  • показником вологості – розрахунковим значенням вологості;
  • показником освітлення та акустичний показником – розрахунковим значенням шуму.
  • Усі ці показники обраховуються з дотриманням вимог до енергоефективності. І хоча ДСТУ Б EN 15251:2011 напряму не вимагає рекуперації, але досягнення норм стандарту неможливе без застосування рекупераційних пристроїв, рис. 1. Зазначене питання вже висвітлювалось на сторінках нашого журналу, див. статтю «Вентиляція з рекуперацією – важлива складова сучасного будинку» (AW-Therm, No 5, вересень-жовтень 2018).

Зображення рекуператор повітря Рис. 1. Сучасна автоматична приточно-витяжна установка з рекуператор марки WANAS (Польща) класу енергозбереження А

Потужний засіб енергоефективності

Деякі конструктивні особливості вентиляційних систем суттєво впливають на витрати енергії. Це, насамперед, наявність рекуперації теплової енергії, герметичність і теплоізоляційні характеристики повітропроводів, таке інше.

Директиви (регламенти) ЄС, що були прийняті на декілька років пізніше, аніж стандарт EN 15251, є більш категоричними: все громадське і житлове будівництво в ЄС наразі має обладнуватись вентиляційними системами з рекуперацією.

У більшості країн ЄС встановлені обов’язкові вимоги щодо облаштування систем рекуперації енергії для вентиляції. Наприклад, температурні втрати від вентиляції з рекуперацією не повинні перевищувати рівня 65-75% (Словенія) аж до 90% (Нідерланди). У Фінляндії ці вимоги базуються на загальній річній рекуперації тепла з вентильованого повітря в усій будові (необхідно відновлювати мінімум 45% теплової енергії).

Директива ЄС щодо екодизайну No 1253/2014 від 2014 р. регламентує вимоги для вентиляційних установок житлових і нежитлових приміщень. Вони стали чинними з 01.01.2016, а з 2018 року є ще більш жорсткими. Серед положень цього регламенту є вимога, аби всі системи вентиляції (BVU) з примусовим видаленням відпрацьованого повітря та/або з примусовим надходженням повітря ззовні та видаленням його зсередини обов’язково оснащувались системами рекуперації (HRS), а сама система рекуперації тепла була невід’ємною частиною вентиляційної установки. Усі системи рекуперації також повинні мати систему перепуску гарячого повітря (через байпас або завдяки функціям системи керування).

Директивою встановлено, що мінімальний ККД системи рекуперації має становити:

  • для роторного теплообмінника – 63% (після 2018 р. – 68%);
  • інші системи рекуперації тепла мають забезпечувати щонайменше 67% (з 2018 р. – 73%).

Загальне правило щодо ефективності рекупераційних установок, спочатку встановлене Директивою ЄС No 1253/2014; вентустановки завдяки рекуперації мають економити принаймні стільки ж первинних енергоресурсів, скільки електроенергії вони витрачають на власне споживання, а після 1 січня 2018 р. це стало ще жорсткішим. Відтепер вентустановки для житлових приміщень повинні зберігати значно більше енергії, аніж споживають самі. Це відображається у маркуванні класів енергоефективності на вентиляційних пристроях, призначених для житла.

Маркування класу енергоефективності від A+ (найвища енергоефективність) до G (найменша енергоефективність), див. табл. 2, дає можливість споживачеві обрати для себе найбільш економічний варіант. На відміну від іншого електрообладнання класи енергоефективності вентиляційних установок з рекуперацією визначаються питомою витратою електроенергії (Self-Energy Consumption, SEC), що демонструє потенціал енергозбереження у кВт·г на м2/рік, якого можна досягти завдяки цьому обладнанню.

Таблиця 2. Значення SEС згідно з класом енергоефективності вентиляційного обладнання з рекуперацією тепла для житла, кВт·г на м2/рікЗображення класи енергоефективності вентиляційного обладнання

Гнучкі повітропроводи для вентиляції: додаткові вимоги

Системи вентиляції з рекуперацією, що використовуються у житлових будинках, окрім, звичайно, показників економічності та прийнятної загальної вартості, мають додаткові особливості (деякі з них досягаються лише завдяки застосуванню у системі вентиляції з рекуперацією інноваційних двошарових повітропроводів):

  • можливість прихованого монтажу;
  • легкість очищення;
  • безшумність;
  • малі втрати тиску;
  • гігієнічність;
  • нетоксичність матеріалів;
  • біозахисні властивості;
  • швидкість і простота інсталяції, здатність до ремонту та модернізації;
  • висока герметичність;
  • довговічність, що співставна з життєвим циклом будівлі;
  • широкий набір фітингів і деталей для монтажу тощо.

Таким вимогам повністю відповідають двошарові напівжорсткі повітропроводи Navy-Flex з діаметром 75 мм для вентиляційних систем, див. рис. 2, що з успіхом використовуються для передачі повітря у системах домашньої вентиляції та рекуперації – вони мають позитивний досвід експлуатації, наприклад, близько 40 років у Голландії та 15 років у Польщі.

Зображення повітропроводи пластикові для вентиляції Рис. 2. Двошарові напівжорсткі повітропроводи для домашніх вентиляційних систем

Повітроповоди для вентиляції Navy-Flex мають високу гнучкість, що полегшує їх прокладання. Повітропроводи з пластику можна згинати з дуже малим радіусом. Ця система оснащена зручними з’єднувачами з ущільненнями та розподільчими коробками на різні випадки, що допомагає виконувати прихований монтаж швидко та економно, див. рис. 3.

Гнучкі повітропроводи пластикові серії Navy-Flex мають гладку антистатичну внутрішню поверхню, що значно зменшує нашарування пилу при експлуатації, а також дозволяє отримати високу швидкість потоку повітря при низьких втратах тиску, що сприяє зменшенню енергоспоживання всією системою вентиляції з рекуперацією. Це також полегшує очищення труб від внутрішніх забруднень, якщо в цьому виникне потреба.

Значна міцність та гнучкість повітропроводів Navy-Flex дозволяє використовувати їх у створенні досить складних систем, розводити труби попід стелею та навіть закладати їх під арматуру міжповерхових перекриттів та у фундаментні плити, рис. 4.

Зображення гнучкі повітропроводи для вентиляції Рис. 4. Приклад прокладання антибактеріальних гнучких повітропроводів для вентиляції Navy-Flex

Гнучкі повітропроводи для вентиляції та кондиціювання Navy-Flex виробляються на заводах, розташованих у Європі, та вповні відповідають усім чинним нормам безпечності та якості в ЄС.

Застосування геотермальних ґрунтових теплообмінників

Аби радикально підвищити рівень енергозбереження у системах примусової вентиляції слід разом із звичними рішеннями застосовувати геотермальні ґрунтові теплообмінники (ҐТО) для припливного повітря, що облаштовуються під будівлею та/або під землею поруч із будинком.

Ґрунт є природним тепловим акумулятором завдяки тому, що температура поверхневих шарів землі на глибині близько 3 м і більше (тобто нижче рівня промерзання ґрунту) протягом року практично не змінюється і приблизно дорівнює середньорічній температурі зовнішнього повітря. Температура ґрунту у нас на глибині 1,5-3,2 м взимку коливається від +5 до +7°С, а влітку від +10 до +12°С. Отже можна використати енергію від землі безпосередньо для підготовки повітря, яке потім надходитиме у вентиляційну систему з рекуперацією, Припливне повітря матиме перепад температур, який потрібно компенсувати системою опалення/охолодження, приблизно на 12-17°С менше, ніж за умов надходження повітря як зазвичай.

У перерахунку на витрату енергії пряма економія від застосування ҐТО становитиме 50-60%, а разом з рекуперацією у вентсистемі можна зекономити до 80% тепла/холоду, що раніше втрачалося, аби забезпечити належний рівень повітрообміну. Для спільного застосування в разом з рекупераційною вентиляцією дуже вдалим рішенням є спеціальні інноваційні пласкі ґрунтові теплообмінники (див. рис. 5). Використання спеціальних протестованих систем ҐТО, що мають певний термін практичної експлуатації та статистичні дані щодо економії енергоносіїв у різних місцевостях, доводить свою ефективність і додаткову корисність – пласкі ҐТО влітку суттєво зменшують вологість припливного повітря. Надлишкова волога всотується у мінеральну підсипку знизу, утримувану геомереживом.

Зображення ґрунтових пластинчастих прямоконтактних теплообмінників Рис. 5. Геотермальні ґрунтові пластинчасті прямоконтактні теплообмінники Geostrong – спосіб розташування: поруч з будівлею, під будівлею

Система пластинчастих прямоконтактних ҐТО Geostrong має секційну будову та колектори із збільшеним діаметром, розташовані з боків, див. рис. 5. Ці спеціальні ефективні ҐТО мають відомі виміряні енергетичні характеристики та показники падіння тиску від спротиву руху повітря для секцій кожного типорозміру. Спеціально спрофільовані теплообмінні канали витримують значний зовнішній тиск і не деформуються під вагою ґрунтової засипки та/або при бетонуванні. Завдяки ҐТО кількість теплової енергії, що може бути отримана від землі типовим приватним житловим будинком та врешті зменшить споживання придбаваних енергоносіїв, досягає за рік декількох тисяч кіловат-годин. ҐТО створює оптимальний, так званий «весняний», температурно-вологісний режим для роботи вентиляційної системи, мінімізуючи споживану кількість енергії у найбільш несприятливу пору року. Таким чином, застосування ҐТО швидко окупиться.

Звертайтесь до фахівців

Сучасні системи комплексної вентиляції з рекуперацією дозволяють радикально зменшити загальне енергоспоживання у приватній оселі та забезпечити комфортний мікроклімат і чистоту та безпечність повітря в оселі відповідно до найбільш високих вимог до якості повітря. Водночас, установити високоефективну оптимальну вентсистему самотужки та уникнути помилок, не маючи відповідних фахових навичок – проблематично. Тим, хто крокує у ногу з часом, не уникає нового, завжди зарадять фахівці, які проконсультують і допоможуть. А для інсталяторів-новаторів спеціалізовані фірми запропонують навчальні тренінги та допоміжні технічні матеріали для опанування новими знаннями та навичками практичної роботи з інноваційними повітропроводами нового покоління для енергоефективних вентиляційних систем з рекуперацією.

Технології компанії Wanas будуть представлені на виставці «Акватерм Київ 2019» представником в Україні компанією «В-ТЕХ» (V-TECH).

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!

Просмотрено: 1 195


Оставьте комментарий

Telegram