Естественная, гибридная, механическая, местная?
И все же СКВ

М. Г. Тарабанов, директор НИЦ «Инвент», вице-президент НП «АВОК», otvet@abok.ru

Для начала представим себе семью из трех-четырех человек, проживающую в квартире или небольшом загородном доме. Доходы позволяют им заботиться о своем здоровье, и они просят посоветовать, как им сделать хорошую вентиляцию и что для этого надо приобрести, чтобы не тратить потом значительную часть дохода на оплату счетов за электроэнергию и теплоту.

Кстати, такую же задачу уже сегодня ставят перед нами современные инвесторы, заказывая проекты новых жилых домов.

Хорошо, просто, недорого, энергоэффективно! Как распутать этот клубок противоречий? Попробуем? Ну а если ошибемся, коллеги помогут, они у нас доброжелательные. Мне недавно в отзыве на статью о классификации СКВ коллега из Ростова-на-Дону посоветовал разделить СКВ на большие и маленькие и заодно популярно объяснил, что такое сплит-система, но это так, лирическое отступление.

Однако вернемся к теме нашей фантазии.

Наверное, никто не станет спорить, что квартира или дом – это среда обитания человека, в которой он проводит практически половину своей жизни, и качество этой среды наряду с пищей и водой играет огромную роль в оценке качества жизни. Собственно, человек и начал строить жилье, чтобы защитить себя от окружающей среды. В самом деле, если бы на улице круглый год была температура воздуха +22…+24 °C и относительная влажность 40–50%, то у нас сегодня не было бы предмета для фантазии. Именно этот момент я и предлагаю принять в качестве точки отсчета для наших дальнейших рассуждений. Итак, если на улице температура и влажность воздуха такие, как указано выше, или близкие к ним, причем наружный воздух не загазован и нет внешнего шума, то откройте все окна и двери и наслаждайтесь жизнью, не думая о том, какая вентиляция вам нужна.

Фактически мы, особо не задумываясь, определили область применения естественной вентиляции, причем в этом случае потребление теплоты, холода и электроэнергии равно нулю.

Указанная область может быть значительно расширена как за счет изменения нижнего и верхнего пределов температуры и относительной влажности, так и за счет увеличения количества людей, недовольных внутренним климатом, мнением которых мы готовы пренебречь.

Попутно следует отметить, что для объективного принятия решения нам давно пора по аналогии с понятием градусо-суток в отопительный период ввести такое же понятие для переходного и теплого периодов, а еще лучше для этих периодов ввести понятие «градусо-часы», которое уже используется во многих развитых странах.

Однако решение, которое показалось нам совсем простым, на практике может значительно усложниться, т.к. при указанных параметрах наружного воздуха нет движущей силы для воздухообмена; вспомните, как часто мы сетуем на то, что летом не можем воспользоваться ночной прохладой в тихую безветренную погоду. Кроме того, открыть окна и двери может помешать внешний шум и загазованность наружного воздуха, и даже в загородном домике вы можете просто побояться спать с открытыми окнами. И вам уже понадобится гибридная или механическая вентиляция, т.е. появятся затраты электроэнергии, но они будут невелики.

Однако внезапно кончилось лето, пролетела вместе с желтыми листьями осень, и, как всегда в России, совершенно неожиданно пришла зима. Мы закрыли наши современные плотные окна, которые не пропускают наружный воздух, и с удивлением почувствовали, что нам нечем дышать. Значит, пора подать этот наружный воздух хотя бы в минимальном объеме, но для этого его надо очистить и нагреть. Попытки решить вопрос с помощью неполного закрытия окон или установки в них каких-либо элементов, открывающих доступ наружному воздуху, являются вынужденным, но неэффективным решением.

В самом деле, если таким естественным путем подать в жилую комнату площадью всего 20 м² наружный воздух в объеме 60 м³/ч, то мы должны увеличить мощность системы отопления этой комнаты на 1000 Вт, что значительно превышает теплопотери через наружные ограждающие конструкции.

А это значит, что нам пора прекратить выбрасывать деньги на дальнейшее утепление ограждающих конструкций, а надо серьезно заняться производством компактных местных вентсистем с утилизацией теплоты удаляемого воздуха, тем более что в России уже есть аппараты с переключаемыми регенеративными теплообменниками [1] и с пластинчатыми утилизаторами [2]. В этом случае, как образно сказал наш американский коллега из Санкт-Петербурга, можно будет отопить квартиру с помощью фена для сушки волос. Но утилизации теплоты недостаточно, надо еще увлажнять и очищать воздух, и для этого весьма перспективны аппараты типа РПТМ [3] и РПУТ [4]. В РПТМ осуществляются высокоэффективное адиабатное увлажнение воздуха и его очистка от пыли, в РПУТ в поддоне установлен змеевик, в который можно подавать низкотемпературный теплоноситель и одновременно нагревать наружный воздух от –30 до +10 °C и увлажнять хоть до 100%.

Заметим, что все решения, которые мы рассмотрели, это уже сегодняшний день, а если заглянуть немного дальше, то необходимо вспомнить и об обеззараживании воздуха.

Несколько лет назад в Брюсселе нам показали дом будущего, в разработке и создании которого принимали участие более 50 фирм. Этот дом очень энергонасыщен и неэффективен с бытовой точки зрения. В доме огромная кухня с несколькими электроплитами различного назначения, мощные – во всю стену – морозильные и холодильные камеры, разделенные на отдельные пронумерованные ячейки, в которых находятся строго определенные продукты, а информация о них хранится в памяти компьютера. Достаточно набрать название блюда, и компьютер сразу выдаст несколько рецептов его приготовления и укажет, в какой ячейке надо взять необходимые продукты, а то, чего нет, автоматически закажет в ближайшем супермаркете.

В комнате для пожилых людей есть прикроватный коврик, который автоматически вызовет скорую помощь, если человек проснулся, но долго не встает с постели, или если человек, поднимаясь с постели, упадет на этот коврик.

Энергоэффективность дома, а точнее энергонезависимость от внешних источников, обеспечивают ветрогенератор и солнечные батареи, и, конечно же, в доме самые современные ограждающие конструкции, включая остекление, изменяющее свои свойства в зависимости от солнечного излучения и наружной температуры, тепловой насос, использующий теплоту и холод грунта под домом, самое «навороченное» освещение и полнейшая автоматизация и контроль всего оборудования в доме, включая открытие и закрытие дома, во всяком случае, силовые щиты и щиты автоматики занимают в доме отдельную большую комнату.

Наверное, я уделил этому дому излишнее внимание, но я хочу, чтобы мы поняли одно: энергоэффективный дом – это не тот, в котором ничего нет и ничего нельзя включить, а тот, в котором любая энергия вырабатывается и используется с максимально возможной эффективностью.

Что касается вентиляции, то с ее задачами без каких-либо проблем справляются небольшие, но центральные системы кондиционирования воздуха с утилизаторами теплоты и холода, с переменным расходом наружного и приточного воздуха, дополненными потолочными и стеновыми панелями для местного доохлаждения и нагревания.

Нельзя не сказать несколько слов о представленной на фотографии капсуле для релаксации. Сама капсула нам не понравилась, вернее, она настолько эффектна и дорога, что с трудом втискивается в наше сознание, как автомобиль Ferrary, но сама идея великолепна.

В доме выделено место, в котором можно, придя, например, с работы, просто полежать, полностью отгородившись от окружающих, послушать музыку, посмотреть телевизор или видео и восстановить силы и настроение. И пусть о капсуле мы пока можем только мечтать, но выделить для этой же цели самую маленькую комнату в квартире или в доме вполне реально, а это помогло бы решить еще одну серьезную проблему.

Наверное, каждый из нас приходил домой в состоянии, когда четко ощущаешь, что ты уже заболел, например, гриппом или просто сильно простыл. Как хорошо в такой момент побыть в помещении, где ты сам можешь быстро задать нужную тебе температуру и подышать идеально чистым воздухом, не боясь никого заразить.

Обработку воздуха для такой комнаты следует выполнять в небольшом местном кондиционере с использованием раствора хлористого лития, который обеспечивает высокоэффективную бактерицидную очистку воздуха. Разработкой такого кондиционера в настоящее время уже занимается научное подразделение НИЦ «Инвент».

Мы не изобретаем новый метод лечения. Применение раствора хлористого лития проверено в лечебных учреждениях США и подтверждено при испытании пилотного образца нашего кондиционера в одной из больниц г. Риги.

Кстати, создание таких комнат релаксации целесообразно во всех поликлиниках и в общественных зданиях, так как позволило бы значительно снизить число заболевших в период эпидемий.

Пожалуй, на этой мажорной ноте можно закончить наши фантазии для холодного периода и перенестись в лето, с учетом уже приобретенного оборудования.

Конечно, в теплый период просто наружным воздухом не обойдешься, его нужно охлаждать. Но если у нас уже есть установки с утилизаторами [1, 2], то, в принципе, наружный воздух уже можно не охлаждать, а просто несколько увеличить нагрузку на местные охладители, в качестве которых можно использовать аппараты типа [4], подав в змеевик охлажденную воду, или охлаждаемые потолки и панели, вместо заполонивших мир сплит-систем.

Приобретенные нами системы механической вентиляции позволят эффективно использовать ночную прохладу, а адиабатные увлажнители «ИНВЕНТ» [3] очень пригодятся для местного душирования вместо настольных и напольных вентиляторов, так как подают воздух на 8–10 °C холоднее.

Что касается нашей маленькой комнаты с хлористо-литиевым кондиционером, то она остается главной достопримечательностью в доме, так как по-прежнему будет использоваться для релаксации и, кроме того, для лечения при аллергиях, астме и т.п. заболеваниях.

Эта статья не предполагает глубокого научного анализа и сравнения возможных вариантов вентиляции жилых зданий, это просто мысли вслух, чтобы начать широкую дискуссию по высказанным проблемам в журнале «АВОК» и в Интернете.

P.S. Господа инвесторы и производители в России и за рубежом, просыпайтесь. У нас есть что вам предложить, и это будет иметь гарантированный спрос сейчас и в будущем. Спешите в НП «АВОК», пока еще нет очереди – но это только пока.

Литература

1. Ланда Ю. Вентиляционные приборы для квартир // С.О.К.– 2011.– № 6.
2. Наумов А.Л., Серов С.Ф., Будза А.О. Квартирные утилизаторы теплоты вытяжного воздуха // АВОК. – 2012.– № 1.
3. Тарабанов М.Г. Увлажнение воздуха в системах вентиляции и кондиционирования // Инженерные системы.– 2009.– № 3. Ч. 1.
4. Тарабанов М.Г., Прокофьев П.С. Нагревание и увлажнение воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха // АВОК.– 2010.– № 6.