Стандарт АВОК
«Рекомендации по повышению энергетической эффективности систем вентиляции и кондиционирования воздуха»

Поддержание оптимальных параметров теплового комфорта и оптимального качества воздуха в помещениях жилых и общественных зданий обеспечивается с помощью систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которые являются самыми энергоемкими инженерными системами жизнеобеспечения зданий. Повышение энергетической эффективности и, соответственно, снижение энергопотребления этих систем возможно при применении энергосберегающего оборудования и эффективных технических решений как при проектировании и монтаже, так и при эксплуатации систем.

Анализ современных систем вентиляции и кондиционирования воздуха показывает, что по сравнению с традиционными техническими решениями потенциал энергосбережения может достигать 50–80 % [1]. Это относится к применению утилизаторов теплоты вытяжного воздуха для нагрева приточного, к системам с переменным расходом воздуха, к оптимизации аэродинамических и гидравлических режимов систем, к применению инженерного оборудования высоких классов энергетической эффективности.

Маркировка энергетической эффективности инженерного оборудования широко развита в Европейском союзе. В ЕС разработан ряд нормативных документов, поддерживающих Директиву EPBD/2010/31/EU [2], в которых приведена классификация по энергетической эффективности, а также методология и стандартные условия для определения энергопотребления инженерного оборудования.

Примером реализации маркировки энергетической эффективности инженерного оборудования является программа сертификации Eurovent Certification [3]. В частности, в настоящее время определена методология и проводится сертификация энергетической эффективности следующих видов инженерного оборудования систем вентиляции и кондиционирования воздуха: теплоутилизаторов, кондиционеров, вентиляционных установкок, воздушных фильтров, фэнкойлов, чиллеров и тепловых насосов.

Безусловно, при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха следует проводить технико-экономическую оценку целесообразности применения инженерного оборудования с высокими классами энергетической эффективности. Например, применение высокоэффективных насосов с частотным регулированием в системах с постоянным расходом тепло/холодоносителя не приведет к снижению энергопотребления системы, а только увеличит первоначальные капитальные вложения, а в системах циркуляции горячего водоснабжения за счет переменных режимов может быть обеспечена экономия электроэнергии более 50 % [4].

С целью обеспечения информационной поддержки специалистов при проектировании, монтаже и эксплуатации систем вентиляции и кондиционирования воздуха специалистами ООО «НПО ТЕРМЭК», НП «АВОК» и ООО «ИННОВЕНТ» при поддержке проекта Минобрнауки РФ, ПРООН, ГЭФ «Стандарты и маркировка для продвижения энергоэффективности в Российской Федерации» был разработан стандарт АВОК «Рекомендации по повышению энергетической эффективности систем вентиляции и кондиционирования воздуха».

Разделы стандарта содержат требования энергетической эффективности как к системам вентиляции и кондиционирования воздуха, так и к инженерному оборудованию: чиллерам, тепловым насосам, вентиляторам, воздушным фильтрам, теплоутилизаторам и насосам. Стандарт включает рекомендации по выбору энергоэффективных схем вентиляции и кондиционирования воздуха. В приложении приведены рекомендуемые скорости движения рабочей среды в сетях инженерных систем зданий.

Энергоэффективные технические решения систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Большое внимание в стандарте уделяется вопросам снижения потребления инженерными системами вентиляции и кондиционирования воздуха не только тепловой, но и электрической энергии. В стандарте приведены базовые уровни удельного расхода электрической энергии системами кондиционирования воздуха в зависимости от градусо-суток охладительного периода и средних тепловыделений, поступлений теплоты от инсоляции за период охлаждения (см. таблицу).

В стандарте приведены методы расчета удельных годовых расходов тепловой и электрической энергии на системы вентиляции и кондиционирования воздуха.

Одним из важных направлений повышения энергетической эффективности является снижение потребления электрической энергии на привод вентиляторов и насосов. Результаты оптимизации трубопроводных сетей приведены в Приложении А «Рекомендуемые скорости движения рабочей среды в сетях систем энергопотребления зданий». В приложении приведены результаты расчетов по определению следующих оптимальных скоростей движения:

• воздуха в системах вентиляции в зависимости от типа (назначения и производительности) и числа часов работы в году систем;
• холодоносителя (40 %-ного раствора этиленгликоля) в системах центрального холодоснабжения в зависимости от мощности хладоцентра и числа часов его работы в году;
• теплоносителя в системах теплоснабжения в зависимости от диаметра трубопровода.

Оптимальные скорости были определены из условия минимизации стоимости жизненного цикла всей системы с учетом капитальных (включая стоимость занимаемого инженерными коммуникациями полезного объема здания) и эксплуатационных затрат.

Большое внимание в стандарте уделено повышению качества воздуха при уменьшении энергопотребления систем вентиляции, что возможно при применении адаптивных систем вентиляции. В качестве индикатора качества воздуха в помещении принята концентрация углекислого газа, в соответствии с ГОСТ 30494–2011 [5]. В стандарте приведены значения базового минимального расхода наружного воздуха на 1 человека для обеспечения оптимальных и допустимых условий качества воздуха в помещении в зависимости от концентрации углекислого газа в наружном воздухе и уровня физической активности человека.

В разделе 10 «Рекомендации по выбору схем вентиляции и кондиционирования воздуха» представлен перечень исходных данных, которые проектировщик должен учитывать при анализе и выборе тех или иных технических решений. В разделе указаны рекомендуемые схемы вентиляции и кондиционирования воздуха, схемы воздухораспределения, способы охлаждения воздуха, источники холодоснабжения, которые следует рассматривать для достижения высокой энергетической эффективности систем.

Маркировка энергетической эффективности инженерного оборудования систем вентиляции и кондиционирования воздуха

В стандарте приведена классификация энергетической эффективности следующего инженерного оборудования:

• вентиляторов;
• насосов;
• чиллеров и тепловых насосов (в частности, приведены стандартные условия при проведении сертификационных испытаний);
• воздушных фильтров.

В стандарте приводятся осредненные значения коэффициентов эффективности теплоутилизаторов (роторных, пластинчатых и с промежуточным теплоносителем); показатели эффективности теплоутилизаторов приводятся для стандартных условий при проведении сертификационных испытаний [6].

Заключение

Стандарт ориентирован на инженеров-проектировщиков систем вентиляции и кондиционирования воздуха, специалистов в области наладки и эксплуатации инженерных систем, студентов профильных вузов. Стандарт позволит определить удельные годовые расходы как тепловой, так и электрической энергии в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

Литература

1. Научно-технический отчет «Разработка справочного пособия по лучшим отечественным и зарубежным практикам энергоэффективности инженерного оборудования, инженерных систем, зданий и сооружений с использованием маркировки энергетической эффективности». www.label-ee.ru.
2. Directive 2010/31/EU of the European Parliament and the Council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings.
3. www.eurovent-certification.com.
4. Научно-технический отчет «Разработка методического руководства по определению и оптимизации цены жизненного цикла (Life Cycle Cost) для маркировки энергоэффективности инженерного оборудования, инженерных систем, зданий и сооружений». www.label-ee.ru.
5. ГОСТ 30494–2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
6. EN 308 «Heat exchangers – Test procedures for establishing performance of air to air and flue gases heat recovery devices».