Эффективная вентиляция: почему комфорт столь же важен, как и потребление энергии

Если вентиляция слишком громкая, она будет отключена

Решающим критерием для оптимального использования системы домашней вентиляции — и не в последнюю очередь для фактической эффективности использования энергии — являются хорошо подобранные функции. Доказательством того, что подбор и функционал являются архиважными, является тот факт, что при неудачных решениях (а таких немало) жители часто отключают вентиляцию, например, из-за повышенного уровня шума. Это прежде всего касается децентрализованных систем вентиляции, потому что, по крайней мере, в каждой гостиной один вентилятор вставлен непосредственно в стену. Вместо использования существующей механической вентиляции лучше традиционно проветривать помещения через окно. Однако в домах с плотной оболочкой здания этого недостаточно. Не говоря уж о том, что через окна выходит драгоценное тепло. При этом существуют системы вентиляции, которые обеспечивают комфорт и уменьшают уровень шума для жителей. То есть сама вентиляция квартиры не слышна, а окна могут оставаться закрытыми, и, таким образом, шум города ощутимо ослабляется.

Контролируемый уровень CO₂ обеспечивает «здоровый» воздух в помещении

Второй практический пример, иллюстрирующий гармоничное сочетание комфортности и энергоэффективности, это демонстрация необходимости регулирования потребности в домашней вентиляционной системе на основе текущих запросов пользователей.

Как правило, ручной предварительный выбор уровня вентиляции потребителя редко соответствует фактическому требуемому воздухообмену. Однако оптимум можно точно определить датчиками, которые измеряют содержание CO₂ или влажность в помещениях. Если, например, влажность увеличивается из-за приготовления пищи или принятия душа, или если концентрация углекислого газа увеличивается по причине присутствия в комнате нескольких человек, бесступенчатые вентиляторы с двигателями EC начинают работать со скоростью, необходимой для оптимальной циркуляции воздуха в текущей ситуации.

Технология контроля для систем вентиляции, которая регулирует объёмный расход в соответствии с гигиеническими параметрами, такими как относительная влажность и концентрация CO₂, одновременно обеспечивает наилучшую энергетическую эффективность. Роторный теплообменник не только восстанавливает тепло от отработанного воздуха, но и влагу. Здоровье и комфорт в домашней вентиляции обеспечивается методом фильтрации, при котором одинаково качественно отделяются и крупные твёрдые частицы, и микроскопическая пыльца.

Пользователи чувствуют приятную влажность

Наличие возможности закрывать окна для борьбы с шумом, а также для снижения слишком высокой влажности воздуха и концентрации CO₂ в воздухе помещения являются тремя основными удобствами, определяющими преимущество пользователя при контролируемой вентиляции дома. Кроме того, гигиеническое качество внутреннего климата также включает в себя восстановление влажности зимой.

Несмотря на то, что у людей нет собственных датчиков влажности, воздух при относительной влажности менее 30 % воспринимается как неприятно сухая среда, а более 60 % — как обременительная и угнетающая. В зимний период абсолютная влажность наружного воздуха крайне мала. Поэтому системы вентиляции, с одной стороны, подающие сухой приточный воздух в помещения, и удаляющие влажный внутренний воздух — с другой, пересушивают воздух в помещениях в зимний период. Пониженная влажность воздуха приводит также к увеличению взвешенных частиц пыли в воздухе помещений. При наличии в воздухе помещения повышенной доли взвешенных веществ, включающей в себя бактерии, приводит к раздражению слизистых оболочек, что, в частности, приводит к проявлениям аллергии. Вентиляционные системы с влагоотдачей могут противодействовать этому.

Для вентиляции помещений, по существу, предлагается два типа систем. Первый — противоточные теплообменники, которые позволяют через пластины теплообменника осуществлять диффузию влаги из вытяжного воздуха в приточный. Второй тип — вращающиеся теплообменники, которые переносят влагу по принципу конденсации. Обе системы имеют свои преимущества, так что при выборе решающее значение имеют климатические условия на конкретной строительной площадке.

В безморозном климате статические противоточные теплообменники без влагопередачи являются альтернативой роторным, поскольку они не требуют энергии на вращение. Тем не менее, когда возможны низкие температуры зимой или высокая влажность летом, рекомендуется использовать именно роторные варианты: они морозоустойчивы (до –20 °C). Противоточные же версии в таких условиях должны быть защищены от образования льда с помощью нагревательных элементов, потому что даже короткие периоды холодной погоды могут резко ухудшить энергетический баланс системы вентиляции квартиры.

Даже при осушении воздуха в помещении летом физический принцип роторного теплообменника показывает значительные преимущества: если тёплый приточный воздух уже насыщен влажностью, её передача отсутствует, но влага транспортируется с выводимым наружу воздухом. Поэтому отвод конденсата не требуется. Но самое главное — это повышение комфорта и гигиены: предотвращается чрезмерное увлажнение внутренней атмосферы, что особенно положительно сказывается на состоянии больных астмой. Напротив, перенос влаги в противоточном теплообменнике не регулируется. В летнее время отработанный воздух может быть направлен непосредственно наружу через байпасный клапан для противодействия чрезмерному увлажнению помещений. В любом случае заказчик должен обеспечить отвод конденсата.

Особенно важно: в городских районах мелкая пыль должна быть отфильтрована

Последствия негативного влияния на здоровье присутствующих в воздухе загрязняющих частиц всё чаще становятся предметом пристального внимания, особенно в жилых районах, близких к центру города. В конце концов, люди вдыхают до 20 кг воздуха в течение дня и, следовательно, частицы пыли из воздуха. Однако твёрдые частицы не останавливаются естественными фильтрами, такими как слизистые оболочки. Частицы пыли размером от 2,5 до 10 мкм слишком малы для этого. Они беспрепятственно попадают в лёгкие, а частицы размером до 1 мкм могут проникнуть даже в кровоток. Хотя последствия их воздействия для здоровья человека всё ещё подвергаются подробному изучению, уже сегодня признан более высокий риск сердечных приступов и онкологических заболеваний лёгких в результате высокого загрязнения воздуха частицами пыли.

Борьба с пылью идёт уже давно. В частности, ведутся работы по снижению активности источников пыли, например, проезжей части дорог. Однако сегодня не уделяется достаточного внимания очистке приточного воздуха от пыли в системах домашней вентиляции, которая должна отфильтровывать твёрдые частицы, пыльцу и другие вещества. В законодательной плоскости ситуация выглядит следующим образом: тестовый стандарт EN 779 для фильтров, который был изменён только в 2012 году, был заменён на ISO 16890 в январе 2017 года. В Германии переходный период продлится 18 месяцев, то есть до июня 2018 года. В это время оба стандарта будут применяться параллельно. Изменения в методике испытаний и классификации фильтров для воздуха внутри помещений произошли не в последнюю очередь из-за предполагаемых опасностей для здоровья человека со стороны твёрдых частиц.

Поэтому фильтрация мелкой пыли с помощью систем вентиляции жилых помещений является центральным аспектом комфорта, особенно в городских районах. Тем не менее, важно регулярно менять фильтр в соответствии с инструкциями производителя не только для поддержания качества очистки воздуха, но и для экономии энергии. Это естественно: чем бóльшее количество веществ накапливается в фильтре, тем выше сопротивление воздуха и, следовательно, выше потребляемая мощность вентилятора.

Поэтому в эксплуатационные затраты следует закладывать регулярную чистку или замену фильтров в системах децентрализованной вентиляции. И это, конечно, приводит к дополнительным затратам. При децентрализованных решениях, основанных на чередовании приточного и вытяжного воздуха посредством только одного вентилятора, эффективное отфильтровывание тонкой пыли вряд ли возможно, так как воздух через фильтр проходит в двух направлениях.

Противоточный или роторный теплообменник?

В противоточном теплообменнике, который также называется пластинчатым, отработанный и приточный воздух проходят навстречу друг другу. Пластины передают теплоту. Если они сконструированы в виде проницаемых для влаги мембран, то позволяют рассеивать дополнительную влагу, но этот процесс не регулируется. Для большинства устройств с энтальпийными (конденсационными) методами теплопередачи в дополнение к сливу конденсата необходимо обеспечить защиту от обледенения.

Однако, если нет защиты от замерзания, основанной на измерении влажности отработанного воздуха, вентиляция может работать только в качестве системы вытяжного воздуха без рекуперации тепла, если наружные температуры слишком низкие.

Во вращающемся теплообменнике отработанный воздух проходит через верхнюю часть ротора. Большая поверхность алюминиевых рёбер нагревается, в то же время вода конденсируется на рёбрах. При вращении ротора нагретые и влажные алюминиевые рёбра пронизывают нижний поток приточного воздуха и снова охлаждаются. Нейтральная зона в воздушном потоке предотвращает перенос запахов. Регулирование влажности происходит по физическому принципу конденсации, а также по регулировке скорости вращения ротора.

Качество воздуха должно быть высоким

Первоначальная задача систем вентиляции дома — поддерживать здоровый микроклимат в помещении. Это важно, поскольку люди в промышленно развитых странах проводят до 90 % своей жизни в замкнутых пространствах. Таким образом, руководящими принципами при выборе контролируемой внутренней вентиляции должны быть такие гигиенические аспекты, как качество влажности и регулирование CO₂, а также эффективное отделение твёрдых частиц.

Эффект энергосбережения посредством рекуперации тепла в центральных решениях является результатом развития техники до современного уровня. Но если домашняя вентиляция не отвечает требованиям комфорта жителей, экономии энергии также не будет.