Системи припливно-витяжної вентиляції та кондиціювання повітря, окрім основного призначення – підтримки температурного або температурно-вологісного комфорту, повинні забезпечувати також необхідну якість повітря. Вона характеризується ступенем концентрації у повітрі вуглекислого газу СО₂, наявністю різноманітних запахів, рівнем вмісту органічних сумішей, тютюнового диму тощо. Повітряний комфорт людини в закритому приміщенні визначається якісною характеристикою кімнатного повітря, яка, здебільшого, залежить від кількості свіжого атмосферного повітря, яке поступає, а також його чистоти.

Рекомендований обсяг свіжого повітря, яке необхідно подавати в приміщення, встановлений на підставі кількості вуглекислого газу, що виділяється людиною під час дихання за одиницю часу.

В умовах комфортного кондиціювання, коли газовий склад змінюється, в основному, в результаті життєдіяльності людей, вміст у ньому СО₂ відіграє роль критерію санітарного стану повітря.

Надлишок та нестача СО₂ у повітрі, що вдихається, однаково шкідливо відображається на стані організму. Під час аналізу причин відчуття несвіжості повітря в закритих приміщеннях, як правило, вирішується питання: яким повинен бути повітрообмін, щоб був забезпечений оптимальний газовий склад повітря. Оптимальна подача зовнішнього повітря в приміщення регламентується згідно діючих санітарних норм: на одну людину 20–60 м³/год. А, наприклад, у спортивних залах: 80 м³/год на спортсмена та 20 м³/год на глядача. Під час розрахунків зазвичай виходять з того, що в приміщенні буде знаходитися максимальна кількість людей. Але насправді, кількість людей може постійно змінюватися протягом дня. Та й у різні дні вона буває різною. Це стосується спортзалів, кінотеатрів, торгівельних центрів, аудиторій та інших громадських місць. Практично зал може бути заповнений на половину, третину, чверть. І рухова активність людей також не залишається постійною. Тому максимальна подача свіжого повітря, без урахування реальної потреби, є, м’яко кажучи, нерозумною.

Як бути? Було б набагато розумніше регулювати величину повітрообміну в приміщенні, в залежності від фактичної необхідності в конкретний час для оптимальної підтримки комфортних умов. Як цього добитися? Найбільш ефективним рішенням є встановлення в обслуговуваному приміщенні одного або двох додаткових датчиків: датчика СО₂ та датчика летких органічних сумішей, поряд із вже наявним датчиком температури, а також датчиком відносної вологості, якщо він передбачений. Датчик СО₂ є прекрасним індикатором наявності людей у приміщенні та інтенсивності їх занять. В період часу, який відповідає максимальній кількості людей, вентиляційна система повинна працювати з максимальним навантаженням. У разі ж зменшення кількості людей, зменшується і концентрація в повітрі вуглекислого газу, що видихається, потреба в повітрообміні зменшується, і датчик СО₂ повідомляє системі про необхідність зменшення подачі повітря, аж до повної зупинки вентиляційної системи, якщо інші показники комфортних умов відповідають нормі. Таке регулювання здійснюється одним із двох способів:

• послідовне вмикання/вимикання двох та більше вентиляторів або ж використання вентиляторів із двошвидкісним електроприводом;
• плавна зміна частоти обертання електроприводів вентиляторів за допомогою частотного регулювання — даний спосіб є найбільш прийнятний.

Метою таких способів регулювання є підтримка з найменшими зусиллями необхідної якості повітря протягом всього робочого часу. Це допоможе зекономити велику кількість енергії, яка витрачається на підготовку та розподіл повітря. При цьому, однак, необхідно пам’ятати, що раціональне споживання енергії зовсім не означає економію будь-якою ціною! Не можна економити енергію бездумно. Витрати на енергоспоживання, якими б високими вони не були, не йдуть у жодне порівняння з ціною здоров’я людей та продуктивністю їх праці.

Підтримуючи необхідну якість повітря, слід пам’ятати й про інші показники комфорту: температуру та відносну вологість. Поки контролер за допомогою датчика СО₂ та датчика летких органічних сумішей регулює кількість свіжого повітря, що подається, два інших датчика контролюють температуру та відносну вологість, і невпинно слідкують за тим, щоб зі зменшенням повітрообміну ці два показники не вийшли за межі комфортної зони. Якщо це починає відбуватися, контролер негайно реагує і дає команду на збільшення повітрообміну.

Метод керування вентиляційними системами за фактичною потребою застосовується в багатьох країнах Європи. Наприклад, значний досвід набутий у Цюріхському університеті під час автоматизації припливно-витяжних установок, які обслуговують 75 приміщень (лекційні зали, аудиторії, лабораторії) загальною площею в 15 тис. м², з повітрообміном 385 тис. м³/год.

Швейцарські санітарні норми допускають концентрацію СО₂ у приміщеннях, що дорівнює 0,1–0,15%. В Цюріхському університеті вентиляційні системи підтримують дану концентрацію, що відповідає 1000–1500 мл/м³ (1000–1500 ppm). Вона відрізняється від концентрації СО₂ зовнішнього повітря всього лише на 0,06–0,07%. Для цього необхідно, щоб швидкість подачі зовнішнього повітря знаходилася в діапазоні 12–30 м³ на людину за годину. Для контролю СО₂ у приміщеннях використовуються датчики з діапазоном вимірювання до 2000 ppm.

В результаті впровадження методу регульованого повітрообміну за фактичною потребою, час роботи вентиляційних установок скоротився більш ніж на 40 %, у порівнянні з роботою за стандартною часовою програмою. Відповідно, зменшилося споживання енергії та витрати на обслуговування.

Датчики СО₂ бувають різноманітних модифікацій: кімнатного та канального виконання, з дисплеєм та без нього. Метод вимірювання базується на інфрачервоній абсорбції. Один такий датчик може бути змонтований у спільному корпусі з датчиком летких органічних сумішей або з датчиком температури та датчиком відносної вологості.

При використанні методу послідовного вмикання двох та більше вентиляторів або при використанні вентиляторів із двошвидкісним електроприводом вентиляційна установка, отримуючи сигнал на вмикання у відповідності до заданої часової програми, не вмикається, якщо датчик якості повітря не надає додаткового дозволу на вмикання. Вентиляція

ввімкнеться, коли фактична якість повітря зменшиться до значення «незадовільна», і вимкнеться, коли підвищиться до значення «добра». Величина цього діапазону впливає на кількість умикань та вимкнень системи.

Для плавного регулювання швидкості обертання електроприводів вентиляторів та уникання великих пускових струмів використовуються частотні перетворювачі з частотою на виході до 150 Гц.

Компанія «Вентс» — провідний виробник промислової вентиляції виготовляє припливно-витяжні установки AirVents з індивідуальною системою автоматики.

Повітрообробні агрегати AirVents оснащені цілком новим комплектом автоматики, який забезпечує професійне та просте керування системою вентиляції та кондиціювання повітря. Ця автоматика дозволяє забезпечити комфортний мікроклімат у будь-яких приміщеннях при мінімальних витратах. Серцем нового комплекту автоматики є вільно програмований контролер, який працює спільно з пультом дистанційного керування користувача. При цьому забезпечується зручність та простота регулювання параметрів роботи системи вентиляції та кондиціювання повітря.

Припливно-витяжні установки AirVENTS з індивідуальною системою автоматики

Особливість обладнання полягає в тому, що система автоматики агрегату передбачає можливість підключення до системи диспетчеризації будівлі (програмні засоби для керування та контролю системи вентиляції), що, в свою чергу, гарантує забезпечення необхідного мікроклімату за заданими параметрами у будь-якому приміщенні об’єкта, забезпечує гнучкість контролю та керування установками. Автоматизація надає можливість зменшення затрат та видатків на експлуатацію за рахунок зменшення енергоспоживання, підвищуючи також і надійність роботи обладнання.

Національні організації зі стандартизації в 27 країнах Європи прийняли відповідний Європейський стандарт EN 13779 «Вентиляція нежитлових будівель», затверджений Європейським комітетом зі стандартизації 16 січня 2004 р.

Досвід використання в деяких країнах Євросоюзу регульованого повітрообміну для приміщень із постійно змінною кількістю людей показує, що даний метод дозволяє на 20–70% скоротити споживання енергії, а також зменшити експлуатаційні витрати та підтримувати поряд з цим відповідну якість повітря.

Автор Ю. А. Тарасенко