ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Системы вентиляции воздуха

Начало энергосбережению в жилых зданиях было положено улуч­шением тепловой изоляции стен и крыш. В начале 1980-х гг. вентиляцион­ные потери тепла жилых зданий составляли приблизительно 30 % от обще­го потребления тепла. Следующим шагом стали действия, направленные

помещений

на уменьшение потерь через окна и двери. Для новых зданий доля потерь тепловой энергии при вентиляции составляет приблизительно 45 % общей потребности, а для зданий с низким потреблением энергии - 65 %. В на­стоящее время каждый вновь построенный дом оборудован окнами со­вершенной конструкции с величиной ^-фактора от 0,6 до 1,7 Вт/(м - К). В зданиях более ранней постройки с целью уменьшения потерь тепла были установлены окна с двойным остеклением. Все это приводит к тому, что естественный обмен воздуха в помещениях становится недостаточным.

Нет никаких гарантий, что со временем потребление тепловой энер­гии будет сокращаться. Все еще большую роль играет неосведомленность людей о том, как рационально обогреть и проветрить свой дом. Исследо­вания, проведенные в 1987 г., показали, что проветривание через окна бы­ло намного продолжительнее, чем ожидалось. В результате этого экспери­мента выяснилось, что большинство жителей вообще не знает, сколько времени следует проветривать помещения. С учетом не поддающихся кон­тролю действий человека были сделаны расчеты объективно необходимых объемов вентиляции, чтобы в дальнейшем минимизировать связанные с нею потери энергии.

После реконструкции старых зданий, в которых были установлены уплотненные окна, стала сказываться недостаточность естественной вен­тиляции. Обычно в зданиях старой постройки имеются тепловые мосты в стенах и крыше. В этих местах появлялась сырость вследствие недостаточ­ного удаления пара, выделяющегося в помещении.

Использование механических систем вентиляции позволяет решить обе проблемы, возникающие при естественной вентиляции, - высокие по­тери тепловой энергии при избыточной вентиляции и повышенная влаж­ность при недостаточной. При этом ставится задача сокращать уровень по­требления тепловой энергии в жилых зданиях. Однако требования сани­тарных норм вынуждают удалять большое количество теплого воздуха из помещений.

помещений

Решением этого противоречия может быть регенерация тепловой энергии, запасенной в использованном воздухе. Регенерация тепловой энергии с помощью теплообменников уже широко используется в мощных вентиляционных системах, которые устанавливаются в гостиницах, уни­вермагах, больницах и т. д.

Сейчас имеются различные вентиляционные системы для жилых зданий. Очень простой и недорогой способ состоит в использовании мест­ных механических систем вентиляции. Устройства, оборудованные тепло­обменником (рис. 10.23), монтируются в стенах или окнах и могут обеспе­чить каждую комнату достаточным количеством свежего воздуха.

Однако при использовании механических систем вентиляции с теп­лообменниками в неуплотненных зданиях, в которых воздух в большом количестве поступает естественным путем, сбережение энергии невозмож­но. Если доля естественной вентиляции через различные неплотности в

помещений

здании велика, то доля воздуха, проходящего через систему вентиляции, соответственно мала, что уменьшает эффект регенерации тепловой энер­гии. Более того, потребление энергии электрическими двигателями неэф­фективной системы вентиляции должно быть добавлено к общему расходу энергии. Это означает, что здание должно иметь достаточную степень уп­лотнения, чтобы механическая система вентиляции была эффективна. Для старых зданий естественная вентиляция воздуха не должна превышать 0,3 ч-1 (Ар = 50 Па). В зданиях с низким потреблением энергии этот показа­тель должен быть не выше 0,1 ч-1.

Чтобы система вентиляции была эффективной, ее работу необходи­мо согласовать с работой системы нагрева. Это особенно сложно, когда в системах вентиляции используются тепловые насосы для регенерации теп­ловой энергии. Здесь необходимы новые разработки в области одновре­менного контроля вентиляции и системы нагрева. Совместная система должна работать таким образом, чтобы фоновая подача тепла обеспечива­лась системой вентиляции с регенерацией энергии, а система нагрева по­крывала пиковые тепловые нагрузки (рис. 10.24, а, б).

Механические системы вентиляции должна быть оборудованы эко­номичными двигателями, которые необходимо постоянно совершенство­вать.

В настоящее время механические системы вентиляции не являются общедоступными вследствие относительно высокой стоимости. Но они имеют большие достоинства, создающие повышенный комфорт, позволяя

• использовать фильтр для очистки поступающего воздуха;

• снизить уровень внешнего шума благодаря использованию второго фильтра с абсорбирующим веществом;

• держать окна постоянно закрытыми, что важно по соображениям безопасности.

Рис. 10.24. Система вентиляции с теплообменником (а); с теплообменником и тепловым насосом (б):

1 - подача наружного воздуха; 2 - вентилятор; 3 - теплообменник; 4 - вход воздуха в помещение; 5 - выход воздуха из помещения; 6 - выход воздуха из здания; 7 - обогреватель; 8 - тепловой насос