Сучасні системи кондиціонування повітря використовують високоефективні електричні компресори для виробництва холоду, який потім використовують для охолодження повітря. Навіть будучи високоефективними, ці системи споживають багато дорогої електроенергії, особливо у найгарячіші літні дні, коли попит на холод досягає свого піку.

Системи кондиціонування підживлені Сонцем.

Використання абсорбційних чилерів, які живляться теплом є дешевшою альтернативою кондиціонерам з електричним живленням. Ці холодильні установки можуть використовувати для виробництва холоду сонячну теплову енергію, доповнену енергією спалювання природного газу. Найефективнішими є абсорбційні чилери подвійного ефекту, але вони вимагають високої температури (біля 175ºC) нагрівача. Такої температури неможливо досягнути за допомогою звичайних сонячних колекторів, але вона легко досягається у мікро-концентраторах, високоефективних сонячних колекторах нового покоління.

Переваги кондиціонування на тепловому живленні

Менші витрати: ціни на електроенергію постійно зростають. Охолоджувальне устаткування на тепловому живленні забезпечує кондиціонування повітря за нижчих витрат, ніж електричні компресор. Це досягається завдяки тому, що воно використовує, в основному, сонячну енергію і газ замість електрики. Витрати на електроенергію практично щезають, зменшуючи потребу в електроенергії в періоди пікового навантаження.

Сумісність з сонячними панелями: Чилери на тепловому живленні також сумісні з ефективними панелями мікро-концентраторами, які дозволяють значно знизити споживання газу та зменшити вплив на навколишнє середовище.

Диверсифікація живлення: Чилери на тепловому живленні можуть отримувати тепло від сонячних батарей або від газу. Комбінація двох джерел енергії означає, що це устаткування  може забезпечити надійне і стабільне кондиціонування при будь-якій погоді.

Надійність: Абсорбційні чилери мають дуже мало рухомих деталей і, завдяки цьому, у них значно триваліший термін служби, ніж у кондиціонерів з механічними компресорами на електричному живленні. Крім того, мікро-концентраторні панелі  також є надійними і забезпечують стійке, доступне на місці джерело енергії, підстраховане природнім газом, якому не притаманні відключення або обмеження споживання.

Ефективність: Абсорбційні чилери подвійного ефекту на сонячному живленні виробляють більше холоду, ніж аналогічні фотоелектричні сонячні панелі. Та ж ділянка  даху може забезпечити значно більше холоду при використанні теплового підходу. Відпрацьоване безкоштовне тепло можна також легко використовувати для підігріву води в басейні чи у системі постачання гарячої води, де це доцільно.

У майбутньому наші кондиціонери будуть виглядати як гігантські хмари туману – і вони будуть всюди рухатися за нами слідом.

Лабораторія Senseable City Lab MIT Массачусетського технологічного інституту три роки тому  вперше представила світові прототип нагрівального приладу, який точно націлений на місце, де ви стоїте. Згодом ця лабораторія створила систему, яка робить те ж саме, але тепер вже для охолодження.

Ідея обох систем, створених на разі для досліджень а не на продаж, проста: для чого витрачати енергію на нагрівання або охолодження цілого будинку чи приміщення, якщо замість цього можна націлити обладнання на конкретну людини? Нагрівальна версія системи, яку назвали “Місцевий обігрів”  (“Local Warming”) була встановлена ​​в якості прототипу у Венеції у 2014 році і використовувала серводвигуни, інфрачервоні лампи та відстеження руху, щоб спрямувати промені на місця,  де стояли люди.

В лютому 2015 у Дубаї лабораторія представила протилежний проект-близнюк до “Місцевого обігріву”. Його назвали  “Хмаринка” (“Cloud Cast”), і він розроблений спеціально для пустельного клімату.

Він складається з багатьох тонких алюмінієвих стрижнів, встановлених на стелі над охолоджуваним простором. Ці стрижні містять ультразвукові датчики руху, які дозволяють точно визначити швидкість та місце розташування людини. Ось як це пояснюють самі автори системи:

Ми вимірюємо проміжок часу між випроміненим та відбитим сигналами, щоб визначити відстань до підлоги. Відвідувачі, що проходять між датчиком та підлогою, збільшать або зменшують цей проміжок часу, поглинаючи або відбиваючи звукові хвилі відповідно. Дані цих датчиків подаються в центральну систему управління, яка використовується для відкриття водяних клапанів та ввімкнення світлодіодних світильників поблизу виявленої мішені.

На підставі ваших координат та швидкості система запускає відповідні небулайзери, які  обризкують вас туманом, коли ви проходите під ними. У традиційних системах велика кількість енергії та води марно витрачається на охолодження відкритих просторів, навіть якщо вони рідко використовуються. У нашому проекті ми зосереджуємо отуманення на людях, збільшуючи таким чином ефективність на порядок”.

Це схоже на містери (затуманювачі), які ви знайдете у країнах з гарячим сухим кліматом по всьому світу, за винятком того, що “Хмаринка” задумана, щоб витрачати менше води та енергії, затуманюючи одночасно лише простір, який займає одна людина.

Чи означає це, що ви побачите цей чудовий світлодіодний сон десь у найближчий час? Напевно, ні. Але це чудовий приклад того, як невеликі вдосконалення звичних системи можуть допомогти зменшити витрати і збільшити продуктивність.

На відміну від традиційних будинків, де вентиляція зводилася до природного провітрювання через нещільність вікон і дверей та через вентиляційні канали, сучасні енергоощадні будинки вже, переважно, вимагають механічної вентиляції, щоб підтримувати належну якість повітря у приміщенні. Розрізняють чотири основні види механічних систем вентиляції будинку – витяжні, припливні, припливно-витяжні та енергоощадні припливно-витяжні.

Витяжні вентиляційні системи

Витяжні вентиляційні системи діють через пониження тиску у вашому домі. Система висмоктує повітря з будинку, тоді як додаткове свіже повітря проникає через щілини та навмисно зроблені пасивні вентиляційні отвори.

Витяжні системи вентиляції найбільше підходять для холодного клімату. В умовах теплого вологого літа понижений тиск повітря в будинку може спричинити проникнення вологого повітря у порожнини стін, де волога може конденсуватися, створюючи сприятливі умови для появи плісняви, грибка і бактерій та руйнування стін.

Витяжні системи вентиляції відносно недорогі та їх просто встановлювати. Як правило, витяжна система вентиляції приватного будинку складається з єдиного вентилятора, підключеного до єдиного витяжного отвору, розташованого в центрі будинку. Дещо покращена конструкція – це підключення вентилятора до декількох витяжних каналів, що ведуть з різних приміщень, особливо з тих, де виникають забруднення, таких як ванні кімнати та кухні. Для забезпечення притоку свіжого повітря краще облаштувати регульовані пасивні вентиляційні отвори у вікнах та стінах інших приміщень будинку, а не покладатися на просочення повітря через периметр будівлі. Хоча для належної роботи пасивних вентиляційних клапанів може бути потрібна більша різниця тисків і, відповідно, потужніший вентилятор.

Однією з проблем витяжних систем вентиляції є те, що разом із свіжим повітрям вони можуть засмоктувати в будинок різні забруднювачі, зокрема:

• радон і плісняву з підвалу;
• пил з горища;
• вихлопні гази з прибудованого гаража;
• димові гази з камінів та пічок або з газових та твердопаливних водонагрівачів та котлів.

Ризик засмоктування цих забруднювачів стає особливо великим, коли вентилятори ванних кімнат, кухонні витяжки та сушарки для одягу (що також понижують тиск в будинку під час роботи) увімкнені одночасно з витяжною системою вентиляції.

Витяжні системи вентиляції можуть також призводити до збільшення витрат на опалення та охолодження у порівнянні з енергоощадними вентиляційними системами, оскільки витяжні системи не підігрівають (не охолоджують) і не осушують свіже повітря, перш ніж воно потрапляє в будинок.

Припливні вентиляційні системи

Припливні системи вентиляції використовують вентилятор, щоб підвищувати тиск у вашому домі, нагнітаючи повітря зовні в будинок, а витікає воно з будинку через щілини у периметрі, витяжні канали у ванних кімнатах та кухнях, а також через спеціальні вентиляційні отвори (якщо такі є).

Як і витяжні системи вентиляції, припливні системи вентиляції відносно недорогі і їх просто встановлювати. Типова припливна система вентиляції має один вентилятор та систему повітропроводів, які заводять свіже повітря в одну або, що краще, в кілька кімнат, де мешканці проводять більшість часу (наприклад, спальні, вітальня). Ця система може включати регульовані вентиляційні отвори, облаштовані у стінах та вікнах інших приміщень.

Припливні системи вентиляції дозволяють краще контролювати повітря, що надходить у будинок, ніж витяжні системи вентиляції. Створюючи надлишковий тиск у будинку, припливна система вентиляції мінімізує зовнішні забруднювачі в житлових приміщеннях та запобігає зворотному втягуванню продуктів згоряння з камінів, пічок та інших приладів горіння. Припливна вентиляція дає можливість фільтрувати повітря, що нагнітається у будинок, видаляючи з нього квітковий пилок і пилюку, підігрівати чи охолоджувати його, а також осушувати, забезпечуючи контроль вологості.

Припливні системи вентиляції найкраще працюють в умовах гарячого або помірного клімату. Оскільки вони створюють надлишковий тиск у будинку, це може викликати проблеми з вологою в умовах холодного кліматі. Взимку припливна система вентиляції витісняє тепле внутрішнє повітря, яке може просочуватися через випадкові шпарини у зовнішніх стінах та стелі. Якщо внутрішнє повітря достатньо вологе, вода може конденсуватися на горищі або всередині зовнішніх стін, спричиняючи грибок, цвіль та гниття.

Як і у випадку витяжної системи вентиляції, встановлення припливної системи вентиляції веде до збільшення витрат на опалення та охолодження в порівнянні з енергоощадними системами вентиляції, оскільки взимку в будинок нагнітається холодне повітря і витісняється тепле, а влітку – навпаки. Крім цього, щоб уникнути холодних потоків свіжого повітря у приміщенні взимку може знадобитися змішувати свіже повітря з внутрішнім повітрям або нагрівати його перед нагнітанням. Все це веде до збільшення експлуатаційних витрат.

Припливно-витяжні (збалансовані) системи вентиляції

Припливно-витяжні системи вентиляції, якщо вони правильно спроектовані та встановлені, не створюють ані надлишкового ані пониженого тиску у вашому домі. Натомість, вони нагнітають всередину приблизно таку ж кількість свіжого повітря, як і викидають забрудненого назовні.

Збалансована система вентиляції, як правило, має два вентилятори та дві системи повітропроводів. Припливні та витяжні отвори можуть бути встановлені у кожному приміщенні, але типова вентиляційна система призначена для подачі свіжого повітря в спальні та вітальні, де мешканці проводять найбільше часу. Вона ж витягує повітря з приміщень, де найчастіше утворюються вологість та забруднювачі (кухня, ванні кімнати, і, можливо, пральня).

Деколи використовують одноточкову витяжну систему. Оскільки припливно-витяжні системи постачають зовнішнє повітря безпосередньо, це дозволяє фільтрувати, підігрівати чи охолоджувати, а також осушувати повітря, що нагнітається у будинок.

Енергоощадні припливно-витяжні системи вентиляції

Енергоощадні збалансовані системи вентиляції забезпечують контрольований спосіб вентиляції будинку і мінімізують при цьому втрати енергії. Вони знижують витрати на опалення взимку, передаючи тепло від теплого внутрішнього витяжного повітря до свіжого (холодно) припливного повітря. Влітку ж витяжне внутрішнє повітря охолоджує тепліший потік свіжого повітря, щоб зменшити витрати на охолодження.

Є два типи енергоощадних вентиляційних систем: рекуператори тепла або теплоутилізатори (HRV) та рекуператори енергії або рекуператори ентальпії (ERV). Обидва типи включають в себе теплообмінник, один або більше вентиляторів для проштовхування повітря через машину та елементи керування. Існує кілька маленьких моделей для настінного або віконного монтажу, але більшість з них – центральні системи вентиляції усього будинку, які мають власну систему каналів або використовують спільні канали з іншими системами.

Основною відмінністю між рекуператором тепла та рекуператором енергії є спосіб роботи теплообмінника. У теплообміннику рекуператора енергії припливний і витяжний потоки повітря обмінюються не лише теплом але й водяною парою, що дозволяє використати не лише явне, але й приховане тепло. Тоді як у рекуператорі тепла потоки повітря обмінюються лише теплом.

Взимку, наприклад, рекуператор енергії передає частину вологи від витяжного повітря до, зазвичай менш вологого, припливного зимового повітря, що дозволяє підтримувати вологість повітря в будинку сталою. Це також забезпечує вищу температуру ядра теплообмінника, що мінімізує проблеми з намерзанням.

Влітку рекуператор енергії може допомогти контролювати вологість повітря у будинку, переносячи частину водяної пари із повітря, що надходить у будинок, до, теоретично більш сухого, повітря, що залишає будинок. Якщо ви користуєтеся кондиціонером, рекуператор енергії, як правило, забезпечує кращий контроль вологості, ніж рекуператор тепла. Однак існує певна суперечка щодо використання систем вентиляції під час вологої, але не надто жаркої, літньої погоди. Деякі експерти вважають, що краще вимкнути систему в дуже вологих погодних умовах, щоб підтримувати низький рівень вологості приміщень. Ви також можете налаштувати систему таким чином, щоб вона працювала тільки тоді, коли працює система кондиціонування повітря, або використовувати змійовики попереднього охолодження.

Більшість енергоощадних систем вентиляції можуть використовувати від 70% до 80% енергії вихідного повітря і передавати цю енергію до вхідного повітря. Проте, вони є найбільш рентабельними у кліматичних умовах з екстремальними зимою або літом, а також там, де опалення є дорогим. В умовах м’якого клімату вартість додаткової електричної енергії, спожитої вентиляторами системи, може перевищувати економію енергії на підігрів або охолодження припливного повітря.

Встановлення систем вентиляції з рекуператором енергії зазвичай коштує більше, ніж встановлення інших систем вентиляції. Загалом, простота є ключем до економічно ефективної установки. Щоб заощадити на витратах на встановлення, багато систем використовують наявні канали. Складні системи не тільки дорожчі для встановлення, але вони, як правило, дорожчі і в обслуговуванні і часто споживають більше електроенергії. Для більшості приватних будинків додаткові витрати на відновлення всієї енергії з відпрацьованого повітря, ймовірно, не окупиться. Варто також зауважити, що такі системи вентиляції все ще не надто поширені. Тому далеко не всі компанії, що займаються вентиляцією, мають достатньо технічних знань і досвіду для їх встановлення.

Загалом, вам потрібні припливні та витяжні повітропроводи до кожної спальні та до кожного житлового приміщення. Повітропроводи повинні бути максимально короткими та прямими. Необхідно підібрати правильний розмір повітропроводів, щоб мінімізувати падіння тиску в системі і тим самим підвищити її продуктивність. Повітропроводи, розташовані в неопалюваних приміщеннях, повинні бути теплоізольованими і всі з’єднання повинні бути ущільнені спеціальною мастикою (а не звичайною клейкою стрічкою).

Крім того, системи вентиляції з рекуператором енергії, що експлуатуються в умовах холодного клімату, повинні мати пристрої для запобігання замерзанню та намерзанню льоду. Дуже холодне джерело повітря може спричинити намерзання льоду в теплообміннику, що може пошкодити його. Обмерзання також знижує ефективність вентиляції.

Системи вентиляції з рекуператором енергії складніше обслуговувати, ніж інші системи вентиляції. Їх необхідно регулярно чистити, щоб запобігти погіршенню рівня вентиляції та відновлення тепла, а також не допустити розмноження цвілі та бактерій на поверхні теплообмінника.

Канальні вентилятори Hon&Guan виробництва компанії Shenzhen Hongguan Mechatronics Co., Ltd., ексклюзивним представником якої в Україні є наша компанія, встановлено на новому заводі компанії LEONI в Коломиї.

Перша черга заводу – 6 500 квадратних метрів виробничої площі та 3 000 квадратних метрів офісних приміщень, починає свою роботу наступного місяця (серпень 2017).

Заснована в 1917 році в Німеччині, компанія ЛЕОНІ є одним із світових лідерів-виробників кабельних мереж та кабельних технологій.

Слово вентиля́тор – латинського походження (ventilātor – той що дме або віє, віяльник, віялка, від ventus – вітер). Саме так у нас, як і в багатьох європейських мовах, називається обертальна лопаткова машина, що приводить в рух повітря або інші гази. Англійська назва вентилятора, fan, яка також має латинське походження (від vannus – кошик для віяння зерна), в українській мові набула дещо іншого змісту: фен – пристрій, який не лише дме, але й підігріває повітря.

Предками сучасних вентиляторів були звичайні віяла, які використовувалися в південній Азії за сотні років до Різдва Христового. Їх виготовляли з пташиного пір’я, пальмового, лотосового та іншого листя, паперу, тканини, бамбуку та інших матеріалів.

Перші вентилятори, схожі на ті, які ми використовуємо сьогодні, появилися в Китаї. Древні китайські рукописи свідчать, що Дін Хуан (в англомовних джерелах – Ding Huan або Ting Huan), ремісник і інженер династії Хан, який жив орієнтовно у першому столітті до Різдва Христового винайшов пристрій для провітрювання залів, який мав сім коліс по 3м в діаметрі кожне, з’єднаних таким чином, що їх могла приводити в рух одна людина. За словами древнього автора цей пристрій, встановлений в палаці правителя, міг охолодити зал так сильно, що люди навіть починали тремтіти з холоду.

У VIII-му столітті під час правління династії Тан (618-907 роки) китайці вже застосовували силу води, щоб обертати колеса вентиляторів для провітрювання приміщень, такі вентилятори стали ще більш поширеними під час правління династії Сун (960-1279 роки).

Європейці почали використовувати різні механізми для провітрювання приміщень значно пізніше. Перші відцентрові вентилятори, які використовувався для вентиляції залізорудних шахт, появилися в Європі лише у XVI столітті. Відомості про них наводить у своїх творах Георг Агрікола (1494-1555).

В XVII столітті, у часи британського правління в Індії в будинках колоністів з’являються інші механізми споріднені з вентиляторами. Це – великі підвішені до стелі віяла («панкга» або «пунках»), переважно прямокутної форми, які розгойдував спеціальний слуга за допомогою прикріпленої до них мотузки.

У XVII столітті європейські вчені, такі як Отто фон Ґеріке, Роберт Гук і Роберт Бойль, експериментально дослідили властивості газів, вакууму та потоків повітря і заклали таким чином наукове підґрунтя для конструювання різних вентиляційних пристроїв. Наприкінці XVII століття англійський архітектор Сер Кристофер Рен застосував у Вестмінстерському палаці ранню систему вентиляції, яка використовувала міхи для циркуляції повітря. Проект Рена був каталізатором для багатьох більш пізніх вдосконалень та інновацій.

У 1727 році британський інженер Джон Теофіл Дезаґульє (кальвіністський пастор, один з легендарних засновників сучасного символічного масонства) продемонстрував ефективність застосування системи вентиляторів для провітрювання на прикладі вугільних шахт, а дещо пізніше встановив подібні апарати в англійському парламенті. Хороша вентиляція була особливо важливою для вугільних шахт, щоб зменшити кількість нещасних випадків від отруєння метаном та іншими шахтними газами. Англійські інженери Джон Смітон і, дещо пізніше, Джон Бадл встановили поршневі повітряні помпи в шахтах на півночі Англії. Проте така конструкція не була ідеальною, бо техніка часто ламалася.

З появою парових двигунів значно зросли можливості використання вентиляторів. У 1837 році англієць Вільям Форнес встановив вентилятор з паровим двигуном у Лідсі. У 1849 р. паровий вентилятор радіусом 6м, розроблений Вільямом Брантоном, був запущений в котельні Джелі Ґаєр у Південному Уельсі. Модель була пізніше виставлена на Всесвітній виставці 1851 року. Також в 1851 році шотландський лікар Девід Босвелл Рейд встановив чотири парові вентилятори у стелі лікарні Сент-Джордж у Ліверпулі, так щоб їх тяга була спрямована вгору і вони витягували повітря через отвори в стелі. Подальші поліпшення технології зробили шотландець Джеймс Насмит, француз Теофіл Ґібаль і англієць Дж. Р. Ваддел.

Між 1882 і 1886 роками мешканець Лос-Анджелеса Шуйлер Скаац Вілер винайшов вентилятор з електричним живленням. Його вивела на ринок американська фірма «Crocker & Curtis electric motor company». У 1882 році німецько-американський інженер Філіп Діл розробив перший в світі електричний стельовий вентилятор. У 1893 році француз Пол Морнтьє запантував новий тип вентиляторів (діаметральний або тангенціальний). На рубежі 20-го століття у період бурхливих інновацій з’явилися і набули поширення також вентилятори, які працювали на спирті, нафті або гасі.

У 1909 році японська компанія «KDK» започаткувала масове виробництво електричних вентиляторів для домашнього вжитку. У 20-их роках минулого століття технічні досягнення дозволили масово виробляти сталеві вентилятори різноманітної форми, що привело до зниження цін на вентилятори та зробило їх доступними. У 30-их роках був розроблений перший декоративний вентилятор («вентилятор лебідь»). До 40-их років індійська компанія «Crompton Greaves» стала найбільшим у світі виробником електричних стельових вентиляторів, головним чином для продажу в Індії, Азії та на Близькому Сході. До 1950-их років настільні та підлогові вентилятори стали виготовляти різнобарвними, яскравими та привабливими.

Поява віконних та центральних кондиціонерів у 60-их привела до значного зменшення виробництва побутових вентиляторів, проте вентилятори стали незамінною частиною систем кондиціонування та вентиляції, зокрема самих же кондиціонерів. В середині 70-их стильні побутові вентилятори знову стали популярними, завдяки своїй енергоефективності та привабливому дизайну.

У 1998 році Вальтер К. Бойд винайшов вентилятор HVLS (великий об’єм, мала швидкість). Це – повільний вентилятор з лопатями великого діаметра. Завдяки своєму розміру, такий вентилятор переміщає велику колонку повітря і створює неперервний повільний потік повітря у великому об’ємі. На сьогодні HVLS вентилятори широко використовуються для провітрювання промислових і сільськогосподарських приміщень, завдяки їх енергоефективності.