Настраиваемая вентиляция экономит энергию, заявляют исследователи

Регулировка скорости вращения вентилятора в соответствии с фактической потребностью снизила бы спрос на энергию

Ричленд, штат Вашингтон — современные исследовательские разработки по управлению вентиляцией позволяют снизить на 18 процентов — десятки тысяч долларов — общие годовые счета на оплату электроэнергии в офисном здании среднего размера, без потери комфорта, говорится в докладе исследователей Департамента Энергии (DOE’s) Тихоокеанской Северо-западной Национальной лаборатории (Pacific Northwest National Laboratory (PNNL)).

«Повышение энергоэффективности зданий на 18 процентов путем изменения одного фактора — это очень, очень хорошо», сказал руководитель группы Майкл Брэмли ( Michael Brambley). «Экономия была намного больше, чем мы ожидали.»

Отчёт касается устройства, которое способно изменять уровень вентиляции путём измерения количества людей в различных областях или зонах здания, с последующей настройкой скорости вращения вентиляторов и соответствующего движения воздуха.

PNNL заявил, что это большое изменение по сравнению с тем, как сейчас работает большинство сенсорных систем вентиляции: в настоящее время, если в комнате есть хотя бы один человек, вентиляция работает на полную мощность, как будто комната полна.

Но комната, в которой находится всего несколько человек, не нуждается так сильно в вентиляции, как переполненное помещение. Зачем вентилятору гонять воздух для вентиляции на 100 человек, если в комнате есть только один человек?

«Именно по этой причине Вы часто чувствуете, что вам холодно, когда вы находитесь в большом пространстве, таком как конференц-зал или кафе, когда там не много людей», сказал инженер Лю Гупенг, ведущий автор доклада. «Технологии, доступные сегодня, не обнаруживают, сколько людей находится в комнате, поэтому поток воздуха почти постоянно максимальный. Это создает большой спрос на подогрев воздуха перед его поступлением в помещение. Соответственно, чтобы вы чувствовали себя комфортно в этих условиях, требуется много энергии».

Современные датчики присутствия помогли нации сохранить значительное количество энергии, автоматически выключая свет, когда он не нужен. Но команда оценивает, что более продвинутые версии — подсчитывающие количество людей в помещениях — сэкономят примерно в 28 раз больше энергии, по сравнению с современными датчиками, если они будут использоваться для управления как освещением, так и вентиляцией.

Проект начался три года назад, когда Лю начал изучать идею о корректировке воздушного потока для различных зон здания на основе точного числа людей в комнате. Это «решение» о том, сколько воздуха необходимо перемещать, принимается в терминале переменного расхода воздуха. Новые датчики, которые считают людей, вероятно, станут доступны в течение ближайших нескольких лет. В то время как в настоящее время они дороги, технология быстро улучшается, и стоимость, как ожидается, упадёт, отмечает Брэмли.

«Мы провели это исследование, чтобы попытаться определить, оправданы ли эти активные технологии. Ответ, очевидно, это да. Использование числа людей в комнате, как фактор, определяющий уровень воздушного потока, открывает большие перспективы для экономии энергии и денег», сказал Брэмли.

Чтобы осуществить это исследование, команда сосредоточилась на прототипе большого коммерческого здания, размерами 160 футов на 240 футов — около 80 процентов размера футбольного поля. Модельное здание 12-этажное, с подвалом, имеющее, в общей сложности, площадь около 500 000 квадратных футов. Такие здания в Соединенных Штатах занимают более 4400 миллионов квадратных футов.

Команда Brambley, запрограммировала моделирование обогрева здания, если температура опускалась ниже 21°С, и охлаждение — начиная с температуры 24°С. По вечерам и выходным эти значения уменьшались (увеличивались) на 5°С, соответственно. Размещение моделей было оценено на основе прошлых исследований.

В 13 из 15 климатических зон страны, по оценкам группы PNNL, расширенное управление вентиляцией позволит сэкономить не менее $40 000 в год на каждом здании, близком по размерам к смоделированному в исследовании. В двух городах, Балтиморе и Фэрбенкс, экономия увеличивается до более чем $100 000 каждый год, из-за значительно более низких температур окружающего воздуха. Даже в таких двух городах, как Эль-Пасо и Майами, где экономия была бы минимальной, она составила бы $33 400 и $23 500, соответственно.

«В то время как здания стали намного более эффективными в последние два десятилетия, всё ещё существуют огромные возможности для экономии», отметил Брэмли.