Проучвания показват, че в съвременният свят, хората прекарват между 70% и 90% от времето си в затворени помещения в сгради. Лесно е всеки да предположи, че е в безопасност, когато е в дома си или в офиса си. Но, ние отваряме прозорците, за да проветрим помещенията си, а всички знаем, че мръсният въздух в големите градове крие опасности. Бързото повишаване на замърсяването на въздуха в градовете, а от там и в затворените пространства е докладвано от Агенцията по Здравеопазване в САЩ като един от петте най-големи риска за обитателите, включително като причина и за увеличаване рака на белите дробове между непушачите. Това е причината да има изключително важно значение да се инвестира във вентилационни и климатични системи, коите не само да контролират топлинния комфорт в сградите, но и да имат функции за доставяне на пресен и филтриран въздух.

В миналото, при проектиране и изпълнение на ОВК системи се вземаха предвид само топлинните изисквания. В наши дни, хората са все по-наясно с опасностите от замърсяване на въздуха в затворени помещения и вредните ефекти върху здравето от праховите частици, които поглъщаме (ФПЧ – финни прахови частици). Това прави и изискванията към климатичните и вентилационни камери все по-големи, а производителите развиват и усъвършенстват продуктите си, за да отговорят на тези нужди. Пропуските при филтрите от конструкцията на съоръженията и въздуховодната мрежа, могат да доведат до навлизане на вируси и микроби в помещенията и да компрометират микроклимата, в който живеем и работим.

С повишаване познанията ни за замърсяването на въздуха и въглеродния отпечатък, хората осъзнаваме и необходимостта да бъдем енергийно ефективни и да гарантираме понижаване потреблението на енергия, когато е възможно. Европейската комисия въвежда периодично различни законодателни мерки и нормативни актове, за да гарантира, че Европа ще бъде въглеродно-неутрална до 2050 г. и ще намали глобалното затопляне до 1.5⁰С.

Изборът на климатична и вентилационна камера, която да осигурява качествен микроклимат и да подобри екологичния отпечатък на сградата, може да бъде трудна задача. Установяването на най-важните и необходими параметри понякога се оказва трудно. Различни световни производители ползват свои собсвени методи за измерване и отчитане на важните показатели, а това често подвежда инвеститорите. За да се гарантира избягване този проблем, може да се доверите на производител, който е сертифицирал производството си при независим външен орган (напр. Eurovent).

Как работят климатичните и вентилационни камери?

Hygienic air handling units TANGRA

Вентилационните и климатични камери са проектирани да проветряват и обработват (затоплят или охлаждат) въздуха в различни типове сгради. Устройствата обиктовенно са снабдени с различни компоненти – вентилатор или вентилатори, въздушни филтри, отоплителна и/или охладителна секция, рекуперативна секция (топлообменник), овлажнител или изсушител, смесителна секция или термодинамична секция (на директно изпарение). Въпреки, че всичките тези компоненти инсталирани в едно съоръжение могат да изглеждат сложни, всеки един от тях работи съвместно с останалите, за да създаде здравословна и комфортна обитаема среда в сградите (IAQ). Те могат да бъдат управлявани от електрическо табло с интелигентен (смарт) контролер, който следи всичките им показатели и зададените параметри за въздуха.

Непрекъснатото повишаване на изискванията за енергийна ефективност и качество на изпълнение, заедно със законодателните инициативи на Европейския съюз (Ecodesign, ErP Directive и др.) повишават основните изисквания към производителите на климатични и вентилационни камери. Независимите лаборатории и сертифициращи органи също допринасят за по-качествени и ефективни продукти. Всичко това трябва да доведе до по-малко консумирана енергия от съоръженията и по-малко замърсяване, по-чист въздух в обитаемите помещения и по-добро качество на живот за обитателите. Днес, всяка климатична и вентилационна камера в Европа е с вградени АС или ЕС вентилатори с минимален клас на енергийна ефективност IE3, рекуператора или регенератора възстановяват минимум 73%, а филтрите на пресен въздух покриват стандарта ISO 16890 (поне ePM10). Това са минимални изисквания за всеки европейски производител. За съжаление, има внос на продукти от страни извън ЕС, които не покриват тези изисквания. По тази причина, производители, сертифициращи органи, независими лаборатории и експерти са се обединили в асоцияции и се опитват да подпомогнат законодателството, което да гарантира по-добра енергийна ефективност, подобрени конструкции и филтърни системи, по-ефективни вентилатори и рекуперативни секции.

Как се класифицират климатичните и вентилационни камери?

Има многобройни начини за класифициране, като в Европа е създадено законодателство, което разграничава съоръженията по:

• Приложение – за Битова (жилищна) вентилация или за Небитова (обща или индустриална) вентилация – Регламент 1253:2014 и Регламент 1254:2014. Жилищните вентилационни съоръжения са обикновенно ограничени до 1000м3/ч. Те са компактни и със стриктно подредени компоненти в тях, без възможност за избор от клиент или проектант. При Небитовите вентилационни камери, клиентът или проектнатът на обекта избира компонентите и подреждането им спрямо изискванията на инсталацията и обекта, за който са предвидени тези съоръжения.
• Според структурата и посоката/посоките на движение на въздуха – Еднопосочни (за подаване на въздух) или Двупосочни (за подаване и за засмукване на въздух). Обикновенно двупосочните са конструирани с възстановяване на енергия.

Разбира се, климатичните и вентилационни камери могат да бъдат компактни (в един корпус) или модулни (от няколко секции).

• Компактните съоръжения понякога се наричат енерговъзстановяващи вентилационни блокове (ЕВБ) или компактни климатични камери и при тях всички компоненти, като вентилатори, филтри, рекуператор и др. са в един корпус (моноблок). Предимството на този тип вентилационни съоръжения е, че изискват по-малко пространство за инсталиране и инсталацията става много по-бързо, тъй като са plug & play решение. Пример за такъв тип компактни енергоспестяващи вентилационни камери са серията TANGRA EVB.

• Модулните климатични камери осигуряват по-голяма гъвкавост при избор на компоненти, по-специфични функции, като овлажняване или изсушаване и възможност за по-лесен транспорт и монтаж на големи съоръжения за обработка на въздух над 4000м3/ч. Тези съоръжения могат да бъдат със стандартно подредени модули и компоненти (вентилатори, филтри, рекуператор/регенератор, термична отоплителна/охладителна секция и др.) от производителя или всеки инженер да ги подреди спрямо изискванията и предназначението на инсталацията и обекта. Такива съоръжения са TANGRA AHU Modular (Eurovent certified)

Всички гореописани вентилационни и климатични камери трябва да отговарят на приложимите стандарти и разпоредби от законодателството в Европейският съюз. Прозводителите, проектантите, инсталаторите, сервизните техници и ползвателите на климатични и вентилационни камери следва да спазват тези правила, за да може да се гарантира безопасност и здраве на обитателите в сградите.

Някои производители предлагат безплатен селекционен софтуер за този тип продукти, така че проектанти по част ОВК да могат сами да направят избор и селекция на вентилационната и климатична камера, а също така да могат да си експортират съоръжението в Autocad.

Какви компоненти съдържат климатичните и вентилационни камери?

Като цяло, целта на климатичните и вентилационни камери е проветряване и доставяне на пресен, филтриран въздух в помещенията, както и неговата обработка, за да се гарантира здраве, безопасност и необходими параметри както за обитателите, така и за процесите извършващи се в помещенията. Системите обработват въздуха и го транспортират чрез въздуховодната мрежа.

Всяка климатична и вентилационна камера започва с улавяне на въздух и филтрирането му, последвана от обработката отговаряща на конкретното приложение – загряване, охлаждане, изсушаване, овлажняване и допълнително филтриране. Задвижването на въздуха и подаването му във въздуховодната мрежа се извършва от монтираните във вентилационната и климатична камера вентилатори. Когато съоръжението е двупосочно, то почти винаги е окомплектовано с рекуперационна система, за да се гарантира, че вентилацията ще бъде възможно най-енергоефективна. Съгласно правилата за проектиране и изпълнение на такъв тип системи от 01.01.2018 г., минималната енергийна ефективност на пластинчат или ротационен рекуператор трябва да бъде 73% (EN308).

Конструкция

В зависимост от приложението и мястото на монтаж, производителите предлагат различни видове конструкция на вентилационните и климатични камери. При избор и поръчка на съоръжение, ТАНГРА предлага то да бъде произведено за външен (открит) или вътрешен (в сервизно помещение) монтаж. Освен това, дружеството е сертифицирало и 2 типа конструкция – стандартно изпълнение (за общообменна вентилация) или хигиенно изпълнение (за болнични заведения, хранително-вкусова промишленост и чисти производства).

Въздушни филтри

Въздушните филтри в климатичните и вентилационни камери служат за премахване на замърсители, финни прахови частици, полени, бактерии, вируси и плесени от подавания въздух към помещенията. Така посредством тези филтри, съоръженията заменят замърсения въздух и доставят на обитателите чист и свеж въздух. В допълнение към това, въздушните филтри служат и за поддържане чистотата на процесите в помещенията и оборудването инсталирано в тях.

До 2018 г. в Европа филтрите се класифицираха по стандарт EN 779:2012. Той бе заменен от международен стандарт ISO 16890. Освен, че задължава всички производители по света да обозначават и изпитват филтрите си по един и същ начин, стандарта ISO 16890 класифицира въздушните филтри въз основа на пропуснатите прахови частици, така че да е възможно директното виждане на връзките с нашето здраве и замърсителите, както и да може да се планира качеството на въздуха в помещението (IAQ).

Стандартно в климатичните и вентилационни инсталации се използват следните видове филтри:

• Груби първични филтри с изключително ниска ефективност.
• Панелни филтри (по-ниска ефективност). Обикновенно това са филтри с клас до ISO ePM10 > 50% (M5EN 779) или ISO ePM5 > 50-65% (M6 EN 779).
• Джобни филтри (средно до високо очистване). Това са филтри с класове от
  ISO ePM5 > 65-80% (F7 EN 779) до ISO ePM1 > 80% (F9 EN 779)
• НЕРА филтри – те се използват за най-финно пречистване, отстраняване на частици, бактерии и вируси от въздуха. Използват се ча защита на персонал и пациенти в болнични заведения, както и на чувствително оборудване в производсвени процеси. Те са с класове
• Електростатични филтри. Те използват заредени електроди, чрез които йонизират въздуха и очистват от мазнини и вредности.
• Филтри с активен въглен за премахване на миризми и газове.

Филтрите се характеризират освен с ефективност на пречистване, така също и с ефективност, която се изразява чрез повишаващо налягане причинено от замърсяването с прах на филтъра. Това оказва влияние и върху ефективността на цялото съоръжение.

Компоненти за възстановяване на енергия (рекуператор/регенератор)

С промените в климата и желанието за намаляване на въглеродния отпечатък, законодателите в Европа наложиха по-честото използване на енергийно ефективни системи за възстановяване на енергия. В съоръженията за вентилация и климатизация това е изключително силно валидно.

Тъй като през по-голямата част от годината, външните температурни условия се различават от необходимите и благоприятни желания на обитателите, за да се сведе до минимум термичната обработка на въздуха и консумацията на енергия, се използват системи и съоръжения за възстановяване на топлина и енергия (HRS – heat recovery system / ERS – energy recovery system).

Регламентът на Европейския съюз за Екодизайн 1253:2014 задължава използването на рекуперация на енергия, чрез предаване на топлинна енергия от отработения замърсен въздух към пресния и свеж въздух. Такъв тип рекуперация на енергия чрез използване на топлината от отработеният въздух може да затопли пресния въздух от -5⁰С до +15⁰С. Така необходимата термична обработка трябва да бъде само от +15⁰С до 22⁰С – тоест енергия за Δt 7⁰С, а не от -5⁰С до 22⁰С – Δt 27⁰С. Подобна е ситуацията и при режим на охлаждане. Това прави климатичната и вентилационна камера изключитлно по-енергоефективна. Намаляват се изискванията към топлинен и студов център за обекта и енергийните разходи са драстично по-ниски.

Най-често срещатите системи за възстановяване на енергия и топлина са следните:

• Рекуператор – това са пластинчати топлообенни апарати тип „въздух-въздух“, в които през много малки съседни канали отработения въздух отдава топлинна енергия на пресния атмосферен въздух. ТАНГРА е единственият производител в България на алуминиеви пластинчати рекуператори с кръстосан ток (TANGRA REC AL) или противоток (TANGRA REC HiE). Рекуператорите TANGRA REC HiE са изпитани и сертифицирани от Eurovent, като при тях сухата ефективност достига до 88% (EN 308) и покрива напълно изискванията на ErP Directive 2018 за ефективност над 73%. При този тип съоръжения за възстановяване на енергия се обменя топлинна енергия, но двата потока нямат смесване, което ги прави подходящи и за хигиенни инсталации.

• Регенератор – това са ротационни топлообменни апарати (рекуперативни колела), които чрез въртене през двата въздушни потока пренасят топлинна енергия от отработения към атмосферния въздух. Използваните от ТАНГРА регенеративни топлообменни апарати са изпитани и сертифицирани от Eurovent и покриват изискванията на ErP Directive 2018 за ефективност над 73%

• Система с междинен топлоносител (Run-Around-Coil) – при тази система двата въздушни потока са напълно разделени един от друг и е напълно невъзможно замърсяването на пресния от изхвърления въздух. Тук топлината се пренася като в потока на изхвърлен въздух има инсталиран топлообменнен апарат вода-въздух и флуид тече от него към топлообменник вода-въздух в потока на пресния въздух.

 Компоненти за охлаждане или загряване на въздуха

Тъй като рекуперативните системи за възстановяване на енергия не са в състояние да осигурят цялата необходима отоплителна и охладителна мощност, в климатичните и вентилационни камери е необходимо да се инсталират допълнителни компоненти за термична обработка. Най-често този тип компоненти са с водно захранване (топлообменник вода-въздух), който е свързан към системата за централно отопление (ТЕЦ, котел или термопомпен агрегат) и охлаждане (чилър). Все по-често тези компоненти биват и секции на директно изпарение (DX), които се свързват с VRF система или цели модули (компресорно-кондензаторни агрегати). Когато мощностите са малки и е необходимо само затопляне се използват и електрически калорифери (ЕК).

Вентилатори

Съществуват широка гама вентилатори подходящи за придвижване на въздуха в климатичната камера и въздуховодната мрежда. Те могат да бъдат центробежни с напред или назад обърнати лопатки, както и свободно изтичащи вентилатори за монтаж във вентилационни боксове. За да се избере правилният вентилатор се използва софтуер за оценка статичното налягане и пад на налягането от компонентите в съоръжението и системата. В последните години най-често използваните са вентилатори назад обърнати лопатки на турбината и свободно изтичане с АС двигател и инвертор или с ЕС двигател. Това дава възможност за плавно управление на количеството въздух спрямо нуждите на обекта, обитателите и натоварването на системата. Така се постига допълнителна енергийна ефективност.

Европейската комисия въведе Регламент 327:2011, който регулира и ограничава използването на неефективни вентилатори и двигател между 125W и 500kW. Това цели допълнително да допринесе за намаляване въглеродния отпечатък на Европа, както и подобряване енергийната ефективност на вентилационни и климатични камери.

Овлажняване или изсушаване на въздуха

В зависимост от приложенията и обектите, за които са предвидени климатичните и вентилационни камери, относителната влажност на подавания пресен и филтриран въздух може да бъде изключително важен фактор. По тази причина в индустриални процеси или в хигиенна среда много често параметрите на относителната влажност трябва да се контролират в зададен интервал едновременно с температурата на подаваният въздух.

Съществуват два основни начина за повишаване влажността на въздуха: Най-често се използва парен овлажнител, тъй като този метод е по-точен. Понякога може да се използва и адиабатно изпарение на вода. При този метод се получава и допълнително охлаждане на въздуха. Това води до необходимост от инсталиране на допълнителен нагревател преди адиабатния овлажнител, за да се осигури нужната температура. Това прави вторият метод по-неточен и по-рядко използван.

Съществуват и приложения, изискващи изсушаване на въздуха. Тук най-често се използват различни топлообменни апарати вода-въздух, чрез които се охлажда въздуха, за да се достигне температура на насищане и във въздуха да се образува кондензат, който се утаява. След това се загрява въздуха, за да се достигне зададената от потребителите температура.

Смесителна секция

Смесителната секция е мястото, където въздухът може да преминава от смукателната секция към нагнетателната секция при определени условия и задания на потребителите. Целта на смесването е рециркулиране на въздух, за да се постигне перфектната комбинация от чист и обработен въздух, който да бъде изпратен за климатизация. Това може да сведе до минимум изискванията за термична обработка. Това е прост метод за рекуперация на топлина. Обикновенно климатичната и вентилационна камера регулира посредством интелигентно управление и датчици количеството смесен въздух спрямо параметрите на въздуха и данни за помещението. Така, когато в една сграда обитателите са 20% от проектно зададените, не е необходимо климатичната и вентилационна камера да подава 100% пресен въздух и термично да обработва целият дебит. Тогава управлението подава данни към смесителната секция и тя се отваря, за да рециркулира 80% от обработвания дебит и само 20% да бъде пресният въздух.

Шумозаглушители

В зависимост от местоположението на инсталиране на климатичната и вентилационна камера, може да има по-високи или по-ниски изисквания за нивата на шум. Обикновено в радио и телевизионни студиа, в болнични заведения, в училища и детски градини, в централна градска зона и други подобни приложения, изискванията са по-строги. В съоръженията за обработка на въздух най-голям източник на шум е вентилаторът, затова шумозаглушителите се монтират в близост до него. ТАНГРА произвежда канални шумозаглушители за монтаж във въздуховодната мрежа, но също така произвежда и шумозаглушителни секции за климатични и вентилационни камери. Те се състоят от кулиси съдържащи шумопоглъщащ материал, който е облечен в стъклоплат като защита от ерозия. Дружеството разполага със софтуер, който изчислява гасенето на шум по честотни ленти в зависимост от броя, разстоянието и дебелината на кулисите. Така при всеки проект може да бъде избран оптимално най-ефективната шумозаглушителна секция.

Управление

Както компактните, така и модулните климатични и вентилационни камери рядко се използват на максимално проектираният капацитет. С цел оптимизиране на енергийните разходи, правилното управление на въздушните потоци и параметрите на микроклимата, интелигентно управление и датчици за проследяване на параметрите се вгражда от производителите. Климатичните камери TANGRA AHU Modular и компактните енерговъзстановяващи блокове TANGRA EVB са оборудвани с интегрирана цялостна система за управление TANGRA Smart. Интелигентното управление следи зададените от потребителя параметри, постигнатите от съоръжението количество въздух, термична обработка и допълнителни функции, също така представянето на всички вградени компоненти и избира най-ефективните начини за постигане на енергийна ефективност. Управлението има възможност за свързване със система за сградна автоматизация BMS, чрез Modbus, както и през интернет за отдалечен достъп.

Защо Климатичната и вентилационна камера трябва да бъде сертифицирана и от доказан производител?

Съоръженията за обработка на въздуха са основен компонент във вентилационната и климатична инсталация. Освен да осигуряват здравословен микроклимат, да намалят режийните разходи и да подобрят въглеродният отпечатък на сградата, те трябва да гарантират и сигурност и издражливост. Никой инвеститор и ползвател не си представя рисковете при избор на такова оборудване:

• Неефективна работа и по-високи експлоатационни разходи;
• Чести повреди, което води до спиране на системите и сервизни разходи;
• Подаване на въздух, който неотговаря на зададените параметри;

Ако първите две точки са свързани само с повишени разходи, то последната може да доведе до изключително тежки последствия, ако се касае за болнични заведения или производствени процеси. Честа практика е да се инсталират нехигиенни вентилационни камери в болнични заведения на системи изискващи хигиенни такива. Това заобикаляне на изискванията се случва заради разликата в цената на двата типа съоръжения. За съжаление, този компромис може да доведе до пропускане на замърсен въздух при пациентите и от там да компрометира чистата болнична среда.

За да се гарантира избягване на тези проблеми, строителните дружества, инвеститорите и потребителите би трябвало да се доверят на производител, който е опитен в проектирането и производството на климатични и вентилационни камери, който е сертифицирал производството си с независим външен орган (пр. Eurovent). Това външно изпитване и сертифициране носи сигурност и спокойствие както за строителите, така и за инвеститорите и ползвателите на оборудването.

„ТАНГРА“ е единственото българско дружество изпитало и сертифицирало гамата си от климатични и вентилационни камери и с TUV Rheinland, и с Eurovent. Това дава сигурност на клиентите и партньорите на дружеството, както в България така и в Европа.