Энергоэффективная вентиляция: решение для снижения энергопотребления

 В современных условиях всё больше актуализируется вопрос сохранения энергии. Постепенный и постоянный рост стоимости энергии до среднеевропейского уровня побуждает владельцев жилья или коммерческих помещений в Украине искать способы экономии. И это понятно, ведь помимо экономии средств, это позволяет получить множество преимуществ. 

Если рассмотреть инженерные системы здания, то видно, что помимо потребления освещения и бытовой техники, система вентиляции может потреблять до 40%, если не позаботиться об использовании более экономичных решений.

 Влияние на общее потребление электроэнергии здания может быть ещё больше, если это коммерческое или производственное помещение. Неэффективные и устаревшие системы вентиляции не только сами потребляют много энергии, но и способствуют увеличению затрат на отопление. Если рассмотреть среднестатистическое коммерческое помещение, то общие расходы на вентиляцию и кондиционирование могут составлять от 20 до 50%. 

 Цель этой статьи — предоставить практические советы по выбору вентиляционного оборудования для снижения энергопотребления. Мы стремимся показать, как современные энергоэффективные решения могут существенно снизить затраты на энергию без потери комфорта для пользователей. Если вам необходимо создать систему вентиляции или заменить старое оборудование, вы сможете выбрать оптимальное решение.

Влияние вентиляции на энергопотребление здания

 Вентиляция может потреблять от 20% до 50% общей энергии, которую потребляет здание. Почему вентиляция может потреблять так много энергии? Дело в том, что свежий воздух, поступающий снаружи, нуждается в подогреве в холодное время года или охлаждении в тёплое. Кроме того, вентиляторы, используемые для перемещения воздуха, могут потреблять достаточно большое количество энергии за сутки. Например, для вентиляции некоторых производственных мощностей такое количество может достигать десятков киловатт за один час.

Рассмотрим основные факторы, влияющие на энергопотребление вентиляции:

• Объём воздухообмена: Чем больше объём воздуха нужно подогреть или охладить, тем больше энергии на это затрачивается.
• Температурная разница между внутренним и внешним воздухом: Чем больше разница, тем больше энергии нужно для подогрева или охлаждения. 
• Устаревшее оборудование: Старые или неэффективные системы могут потреблять больше энергии, чем современные энергоэффективные аналоги.
• Нерациональные режимы работы: Постоянная работа системы на максимальной мощности без учёта реальной потребности приводит к перерасходам.

Преимущества энергоэффективной вентиляции

Снижение затрат на отопление и охлаждение

 Энергоэффективная вентиляция позволяет существенно снизить затраты на отопление и охлаждение здания. Использование современных технологий, таких как рекуперация тепла, обеспечивает повторное использование энергии отработанного воздуха для подогрева или охлаждения свежего приточного воздуха. Это означает, что система использует меньше энергии для поддержания комфортной температуры в помещении.

 Например, в холодное время года рекуператор передаёт до 90% тепла от вытяжного воздуха к приточному, что снижает нагрузку на систему отопления. Летом аналогичный процесс помогает снизить температуру приточного воздуха, уменьшая затраты на кондиционирование. 

Повышение комфорта жителей

 Такие системы не только экономят энергию, но и повышают комфорт жителей. Современные системы оснащены интеллектуальными датчиками, которые контролируют уровень влажности, температуры, концентрации CO₂ и других параметров качества воздуха. Это позволяет автоматически регулировать интенсивность вентиляции в соответствии с реальными потребностями.

 Жители или сотрудники чувствуют себя более бодрыми, улучшается концентрация и общее самочувствие. Кроме того, низкий уровень шума энергоэффективных вентиляторов обеспечивает дополнительный комфорт.

Продление срока службы оборудования

 Современные системы способствуют продлению срока службы вентиляционного оборудования. Оптимизированные режимы работы и плавное регулирование скорости вентиляторов уменьшают износ механических и электрических компонентов. Использование качественных материалов и технологий, таких как ЕС-двигатели, повышает надёжность и долговечность системы.

 Интеллектуальные системы управления предотвращают перегрузки и критические режимы работы, своевременно сигнализируя о необходимости обслуживания или замены фильтров. Это позволяет избежать неожиданных поломок и обеспечить стабильную работу вентиляции на протяжении многих лет.

Выбор энергоэффективного вентиляционного оборудования

Использование ЕС-двигателей

Одним из ключевых компонентов механической вентиляции является двигатель. Все мировые производители вентиляционного оборудования постепенно заменяют традиционные асинхронные двигатели на ЕС-двигатели (Electronically Commutated Motors). 

Преимущества ЕС-двигателей перед традиционными асинхронными двигателями

1. Высокий КПД и меньшее потребление энергии

   ЕС-двигатели имеют значительно больший коэффициент полезного действия (КПД) по сравнению с асинхронными двигателями. Благодаря бесщёточной конструкции и электронной коммутации, они потребляют до 40% меньше электроэнергии. 

2. Точное регулирование скорости вращения

   ЕС-двигатели обеспечивают плавное и точное регулирование скорости вращения в широком диапазоне без потери КПД. Это позволяет настраивать точную работу вентилятора в соответствии с текущими потребностями, обеспечивая оптимальный воздухообмен и дополнительную экономию энергии. 

3. Возможность диспетчеризации систем вентиляции

   Вентиляторы можно подключить к центральной системе администрирования вентиляции. Это обеспечивает полный контроль каждого элемента системы в реальном времени. Благодаря такой интеграции становится возможным своевременное выявление нестандартной работы отдельных вентиляторов, что позволяет оперативно реагировать на потенциальные неисправности и предотвращать перебои в работе. Более того, детальный мониторинг всех компонентов способствует выявлению ошибок проектирования или несоответствий в системе, что даёт возможность быстро их устранить и оптимизировать работу вентиляции.

Примеры вентиляторов с ЕС-двигателями

Компания "Вентс" предлагает широкий ассортимент вентиляционного оборудования с использованием ЕС-двигателей. Рассмотрим три популярные серии: ТТ ПРО ЕС, ВКМ ЕС и ВКП ЕС.

Серия Вентс ТТ ПРО ЕС

• Назначение: Круглые канальные вентиляторы для систем приточной и вытяжной вентиляции с высокими требованиями к энергоэффективности и производительности.

• Особенности и преимущества:

  • Полипропиленовый корпус: Корпус и крыльчатка изготовлены из материала, который не подвержен коррозии. Такую серию можно использовать для вытяжной вентиляции влажных помещений.

  • Высокая энергоэффективность: Благодаря ЕС-двигателям вентиляторы потребляют минимум энергии при сохранении высокой производительности.

  • Плавное регулирование скорости: С помощью контроллера или регулятора скорости можно точно настраивать скорость вращения вентилятора от 0% до 100%, адаптируясь к потребностям системы.

  • Тихий режим работы: Аэродинамическая конструкция крыльчатки и шумопоглощающий материал корпуса обеспечивают низкий уровень шума.

Вентс ВКМ ЕС

• Назначение: Круглые канальные вентиляторы для бытовых, коммерческих и промышленных систем вентиляции, где требуется высокая производительность и энергоэффективность.

• Особенности и преимущества:

  • Компактный дизайн: Прочный металлический корпус обеспечивает долговечность и устойчивость к механическим воздействиям.

  • Высокая производительность: ЕС-двигатели с назад загнутыми лопатками крыльчатки обеспечивают мощный воздушный поток.

  • Универсальность монтажа: Возможность установки в любом положении и интеграция в разные типы вентиляционных систем.

  • Интеграция с системами управления: Поддержка внешних контроллеров и датчиков для автоматизации работы.

Вентс ВКП ЕС

• Назначение: Прямоугольные канальные вентиляторы для систем вентиляции с высокими требованиями к давлению и производительности, идеально подходят для коммерческих и промышленных объектов.

• Особенности и преимущества:

  • Высокое статическое давление: Обеспечивает эффективную работу в сложных системах с разветвлённой сетью воздуховодов.

  • Прочная конструкция: Корпус из оцинкованной стали устойчив к коррозии и механическим повреждениям.

  • Энергоэффективность: ЕС-двигатели с высоким КПД снижают эксплуатационные затраты.

  • Гибкость установки: Разные размеры фланцев позволяют подключать вентилятор к прямоугольным воздуховодам стандартных размеров от 500х300 мм до 1000х500 мм.

Рекуперация тепла

Принцип работы рекуператоров

Рекуперация тепла — это процесс возвращения части энергии, которая обычно теряется с вытяжным воздухом, для повторного использования в системе вентиляции. Основная идея заключается в передаче тепла от вытяжного воздуха к приточному, что позволяет сократить затраты на подогрев свежего воздуха, поступающего в помещение. 

Как это работает

1. Вытяжной воздух, который удаляется из помещения и имеет температуру, близкую к комфортной (+20...+24°C), выводится наружу через систему вентиляции.

2. Приточный внешний воздух, который может быть холодным зимой или тёплым летом, поступает в систему вентиляции для подачи в помещение.

3. В рекуператоре происходит теплообмен между вытяжным и приточным воздухом без их смешивания. Вытяжной воздух и приточный разделены материалом рекуператора. Когда тёплый вытяжной воздух проходит через рекуператор, он нагревает пластины. Одновременно приточный воздух забирает это тепло с другой стороны пластин. Таким же образом летом происходит охлаждение приточного воздуха, но с меньшей эффективностью. 

4. Результат: свежий приточный воздух поступает в помещение уже подогретым, что уменьшает нагрузку на систему отопления.

Типы рекуператоров, их преимущества и недостатки

Существует несколько основных типов рекуператоров, каждый из которых имеет свои особенности и уровень эффективности. Рассмотрим пластинчатые, роторные и энтальпийные рекуператоры.

Пластинчатые рекуператоры

• Состоят из набора тонких пластин (обычно из алюминия или пластика), расположенных так, что вытяжной и приточный воздух проходят по разные стороны пластин.
• Тепло передаётся через пластины от тёплого воздуха к холодному без смешивания воздушных потоков.

Роторные рекуператоры

• Имеют вращающийся ротор (барабан), изготовленный из материала с высокой теплопроводностью.
• Ротор медленно вращается между каналами вытяжного и приточного воздуха, накапливая тепло от тёплого воздуха и передает его холодному.

Энтальпийные рекуператоры

• Такие рекуператоры похожи на пластинчатые, но используют специальные мембраны, которые позволяют передавать не только тепло, но и влагу.
• Влага и тепло передаются через мембрану от вытяжного к приточному воздуху. В установках компании Вентс мембрана выполнена из полимеризованной целлюлозы.

 Выбор рекуператора зависит от климатических условий, особенностей здания и потребностей пользователей. Вот несколько рекомендаций.

 Необходимо учитывать климатические условия, где будет установлена система вентиляции. Если это холодный климат, можно использовать любой тип рекуперации, но роторный тип имеет самые высокие показатели сохранения энергии. В условиях холодного климата разница температур между внутренним и внешним воздухом будет достаточно большой, что увеличивает эффективность рекуперации тепла.

 Для вентиляции жилых помещений важна поддержка уровня влаги в помещениях, поэтому энтальпийные и роторные рекуператоры будут это обеспечивать. При вентиляции офисных, коммерческих или производственных помещений объёмы воздуха очень велики. Поэтому лучше выбирать систему с наибольшим показателем рекуперации — роторный тип.

 Перед выбором системы рекуперации всегда советуем проконсультироваться с специалистами, которые помогут подобрать правильное решение для вашей задачи. 

Пример вентиляционных установок ВЕНТС с рекуператорами

Компания Вентс производит и предлагает вентиляционные установки с различными типами рекуператоров, что позволяет подобрать оптимальное решение для любых потребностей. Рассмотрим три модели с различными типами рекуператоров: энтальпийным, противоточным и роторным.

Установка с энтальпийной рекуперацией Vents Enave-CT 100 P A14

• Тип рекуператора: Энтальпийный.
• Назначение: Компактная приточно-вытяжная установка, предназначенная для вентиляции квартир, частных домов и небольших офисов.

Особенности

• Передача тепла и влаги: Энтальпийный рекуператор позволяет передавать не только тепло, но и влагу от вытяжного к приточному воздуху, поддерживая комфортный уровень влажности в помещении.
• Высокая энергоэффективность: КПД рекуперации тепла достигает до 82%, что снижает затраты на отопление и кондиционирование.
• ЕС-двигатели: Оснащена энергоэффективными ЕС-двигателями с низким уровнем шума.
• Интеллектуальное управление: Возможность настройки режимов работы через встроенную автоматику.

Приточно-вытяжная установка с пластинчатым рекуператором Vents Enave 240 P

• Тип рекуператора: Пластинчатый противоточный.
• Назначение: Предназначена для эффективной вентиляции жилых, офисных и коммерческих помещений с высокими требованиями к энергоэффективности.

Особенности

• Высокий КПД рекуперации: Благодаря противоточной схеме, коэффициент рекуперации тепла может достигать до 79 %.
• Простота конструкции: Отсутствие движущихся частей обеспечивает надёжность и долговечность работы установки.
• ЕС-двигатели: Энергосберегающие двигатели с плавным регулированием скорости.
• Автоматика управления: Встроенная система управления с возможностью настройки параметров работы.

Установка с роторным рекуператором Вентс ВУТР 200 В2E ЕС А21

• Тип рекуператора: Роторный.
• Назначение: Подходит для вентиляции жилых, коммерческих и промышленных помещений, где необходим высокий уровень энергоэффективности и контроль влажности.

Особенности

• Передача тепла и влаги: Роторный рекуператор эффективно передаёт как тепло, так и влагу между вытяжным и приточным воздухом.
• Высокая эффективность: КПД рекуперации тепла составляет до 92%.
• Интеллектуальное управление: Оснащена системой автоматики A21 с возможностью подключения к системам "умный дом" и удалённого управления через интернет.
• ЕС-двигатели: Обеспечивают энергоэффективную работу с низким уровнем шума.
• Защита от обледенения: Роторный рекуператор менее подвержен обледенению, что важно при низких внешних температурах.

Теплоизоляция здания

 Помимо чисто вентиляционных решений, нужно учитывать то , что энергопотребление здания в значительной мере зависит от того, сколько тепла оно теряет через стены, крышу и фундамент. Хорошо сделанная теплоизоляция может снизить затраты энергии на отопление и систему кондиционирования на 50%. 

 Стены, крыша и фундамент являются основными зонами потерь тепла в здании. Утепление этих зон снижает теплопотери и позволяет заказать мощность оборудования для отопления и кондиционирования иногда в два раза меньшими, чем без такого утепления. И это только стоимость самого оборудования, а есть ещё эксплуатационные затраты: электроэнергия, топливо для котлов, сервис, ремонт и так далее.

 Например, если у вас хорошо спроектированный и качественно утеплённый дом, потребность в отопительном и охлаждающем оборудовании значительно снижается. Вместо стандартного газового котла мощностью 15 кВт, вы можете обойтись котлом мощностью 7-9 кВт. Это возможно благодаря существенному снижению теплопотерь через стены, крышу и фундамент.

 Аналогично, система кондиционирования для охлаждения помещения будет нужна не на 12 кВт, а на 5-7 кВт. Благодаря эффективной теплоизоляции и архитектурным решениям, дом меньше нагревается от внешнего тепла летом и дольше сохраняет прохладу.

 Таким образом, для достижения максимальной энергоэффективности любого здания нужно комплексно подходить ко всем инженерным решениям. Это позволяет не только уменьшить мощность основного оборудования систем вентиляции, отопления и кондиционирования, но и тратить меньше денег на эксплуатацию и обслуживание. 

Настройка вентиляционного оборудования для снижения энергопотребления

 Некоторые настройки вашей вентиляции могут увеличить или уменьшить потребление энергии. Они все так или иначе сводятся к изменению производительности системы. Чем больше объём воздуха в системе вентиляции, тем больше нужно энергии, чтобы подогреть или охладить этот приточный воздух.

 При проектировании системы вентиляции проектировщик всегда учитывает максимально необходимое количество воздуха. Но почти любое здание имеет разный режим использования в течение суток или дня недели. Например, офис активно используется в течение рабочих часов, а вечером и в выходные он пустует. В такие периоды потребности в максимальном воздухообмене нет, система вентиляции может работать с минимальным расходом воздуха. Если производительность в это время вентиляции снижена, то она пропорционально потребляет меньше энергии для нагрева или охлаждения этого воздуха. 

 Есть два варианта регулирования производительности — ручной, когда вы лично изменяете производительность на панели управления, или автоматический с внедрением систем автоматики с возможностью программирования режима работы в зависимости от времени и дня недели или по показаниям датчиков качества воздуха.

 Если ручной вариант регулирования производительности больше подходит для небольших объектов, таких как жилые помещения, небольшие офисы, магазины и так далее, то автономное автоматическое изменение расхода воздуха необходимо для вентиляции крупных по площади объектов. Это позволит значительно сократить использование ресурсов, что уменьшит потребление энергии и сэкономит значительное количество средств. 

 Снижение потребления энергии в зданиях является задачей, требующей комплексного подхода, и системы вентиляции не являются исключением. Использование новейших технологий, таких как ЕС-двигатели, рекуперация тепла и автоматические системы управления, позволяет существенно снизить затраты на энергию без ущерба для комфорта пользователей. Кроме того, архитектурные решения и качественная теплоизоляция играют важную роль в снижении теплопотерь, что дополнительно повышает энергоэффективность здания.

 В этой статье мы попытались приоткрыть завесу над "тайной" создания энергоэффективного решения, предоставив практические советы и рассмотрев современные технологии, которые помогут вам сделать правильный выбор при проектировании или модернизации систем вентиляции.