През последните години бяха въведени много продукти, които намаляват консумацията на енергия в сградите. LED осветление, ефективни ОВК (отопление, вентилация и климатизация) системи, под-измерване, задвижващи устройства с променлива скорост, подобрени строителни материали и др. Всички те намаляват въглеродния отпечатък на сградата и намаляват сметките за енергия.
Въпреки това, една от най-бързо развиващите се и най-прости инициативи за намаляване на енергията, която може да бъде инсталирана както в нови, така и в съществуващи сгради, е ТЕРМИЧНАТА ДЕСТРАТИФИКАЦИЯ1, оценена от Carbon Trust2 като една от водещите инициативи за намаляване на въглеродните емисии за всеки тип сграда.
Естественият процес на термична стратификация се наблюдава във всички сгради; той води до драстични температурни разлики от пода до тавана и от стена до стена. Термичната стратификация се причинява от издигането на топлия въздух към тавана или покривното пространство, тъй като е по-лек от околния по-хладен въздух. Обратно, хладният въздух пада към пода, тъй като е по-тежък от околния по-топъл въздух. Това означава, че ОВК системите трябва постоянно да се включват, за да поддържат вътрешността на сградите при зададена и равномерна температура.
ОВК системите обикновено подават прекомерно отопление или охлаждане, за да компенсират това явление на стратификация в опит да постигнат необходимата температура на работно ниво, което обикновено е само около 1,5 до 2 метра от пода. Това струва много пари и генерира много въглеродни емисии.
В резултат на това големи количества изгубена топлина могат да се натрупват незабелязано в таваните, където температурната разлика лесно може да достигне 14°C или повече от температурата на нивото на пода, в зависимост от височината на тавана. Колкото по-висока е сградата, толкова по-екстремна може да бъде тази температурна разлика (Building Services Research and Information Association3). Тази топлина също така увеличава Делта „Т“4 между вътрешната и външната среда, ускорявайки скоростта, с която горещият въздух излиза през покрива.
Тази топлина може лесно да бъде уловена и използвана повторно чрез инсталирането на ефективна дестратификационна вентилаторна система, която ще балансира вътрешните температури и по този начин ще намали времето за работа и натоварването, необходимо за ОВК системите.
Много машинни инженери ще твърдят, че добрият дизайн на ОВК (отопление, вентилация и климатизация) ще гарантира, че няма да възникне стратификация в дадено пространство или сграда, но всеки, който е работил в подпокривното пространство на сграда, ще ви каже, че тази теория не се потвърждава на практика! Ето защо, без съмнение, системите за термична дестратификация (като системата Airius®, www.airius.co.uk5) са били толкова търсени в Северна Америка, Австралия, Азия, Близкия изток, континентална Европа и тук, в Обединеното кралство.
Дестратификационните вентилатори винаги допълват ОВК системата във всяка сграда, тъй като ефективното движение на въздуха е ключът към осигуряване на максимален потенциал на ОВК системата без загуба на енергия. Дестратификационните вентилатори могат също така да намалят необходимото количество ОВК оборудване, а някои марки дори ще премахнат нуждата от конвенционални и сравнително неефективни въздуховоди.
На пазара се предлагат редица видове дестратификационни вентилатори, предлагащи различна степен на ефективност и икономия на енергия. През последните няколко години технологията на дестратификационните вентилатори се е развила драстично от традиционните, неефективни вентилатори тип "лопатка" и "кутия" до новия аксиален турбинен вентилатор от трето поколение.
Енергоспестяването, личният комфорт и качеството на въздуха в помещенията (IAQ6) станаха по-важни и бяха въведени нови разпоредби, имайки това предвид. Най-новото поколение аксиален турбинен вентилатор адресира проблема с енергоспестяването и е проектиран да се използва в много повече среди. Те могат също така да бъдат оборудвани със системи за пречистване на въздуха, способни да убиват 99% от вирусите, микробите и бактериите в пространствата, както и да премахват мухъл и миризми.
Тук, във Великобритания, големи търговци на дребно като Morrisons, Tesco, Sainsbury's и John Lewis използват системи за термична дестратификация, спестявайки значителни суми от оперативни разходи за отопление и охлаждане. Те елиминират горещите и студени зони в магазините си, като същевременно подобряват нивата на комфорт в зоните с фризери и хладилници (измеримо увеличават времето за престой и премахват замъгляването и конденза от вратите на хладилниците, бързо изсушават разливите по пода и решават проблеми като оттичане на конденза) без въздействие върху производителността на хладилниците или отворените фризерни витрини (Morrisons7, 2007 г., показа намалена температурна стратификация в хладилните коридори от 6-8°C до 1-2°C). Morrisons вече изискват термична дестратификация във всички магазини.
Военноморските сили на Съединените щати също проведоха собствено проучване и установиха 40-процентно намаление на консумацията на енергия в две съоръжения, използващи вентилатори за термична дестратификация. („Технология за термична дестратификация в Уест Бетесда, Мериленд“, април 2010 г. – Международна енергийна агенция, www.iea.org8)
Парадоксално, термичната дестратификация осигурява значителни икономии и ползи за комфорта през летните месеци, като нежно и ефективно циркулира климатизирания хладен въздух изцяло в помещенията, значително увеличавайки ефективността на ОВК системите и комфорта на потребителите, така че зададените точки могат да бъдат повишени, минимизирайки времето за цикъл на системата и намалявайки износването на ОВК системите. В допълнение, тъй като хладният въздух, който обикновено се намира на нивото на пода, се циркулира до нивото на тялото и навсякъде, това означава, че ОВК системите вече не трябва да работят прекомерно, за да компенсират проблема със стратификацията. Горещият въздух, който се натрупва високо и влияе негативно на комфорта през лятото, също се минимизира чрез изравняване на температурата с по-хладния въздух от нивото на пода, подобрявайки комфорта. (Американско дружество на инженерите по отопление, охлаждане и климатизация, www.ashrae.org9)
Carbon Trust също препоръчва термичната дестратификация като рентабилно решение за намаляване на въглеродните емисии в съществуващи и нови сгради, тъй като водещите марки са изключително лесни за дооборудване и/или инсталиране, което води до достъпни цени за покупка и монтаж. Толкова просто, колкото инсталирането на ново осветително тяло, дестратификационните вентилатори трябва само да бъдат свързани и окачени от покрива или монтирани в окачени тавани.
Тези характеристики обясняват някои от забележителните възвръщаемости на инвестициите, отбелязани от съществуващи потребители. Някои потребители съобщават за възвръщаемост за около три месеца (Impress Metal Packaging10, Обединеното кралство, 2009 г. цитира спестявания от £62 251 за три месеца при разход от £21 268) и икономии на енергия за разходи за отопление и охлаждане до 50 процента.
Дестратификацията е ефективна и в неклиматизирани пространства като складове и фабрики, където вътрешната среда може да бъде много студена през зимните месеци, въпреки че понякога огромни количества топлина, генерирана от машини, процеси и хора, може да се натрупва в подпокривното пространство. Тази топлина може да бъде рециркулирана, за да подобри ефективно температурата на нивото на пода.
Тези неклиматизирани помещения също могат да се възползват през летните месеци. Простият процес на движение на въздуха по кожата в резултат на ефективна и непрекъсната циркулация на въздуха създава естествен изпарително охлаждащ11 ефект върху хората, намалявайки телесната температура чрез изпаряване на потта. Освен това, изравняването на вътрешната температура на въздуха също подобрява топлинния комфорт.
В допълнение към складове, фабрики и търговски обекти, термичната дестратификация има много други приложения, като например в плувни басейни, оранжерии и църкви12. При тези видове приложения термичните дестратификационни вентилатори са показали, че измеримо намаляват разходите за отопление на басейни, както и елиминират кондензацията по повърхностите, като същевременно отстраняват токсичния хлорен газ от водната повърхност в басейни, базирани на хлор. Това може да се види в препоръка от Джеймс Дън от Общинския съвет на Нютаунаби във връзка със система за дестратификация, инсталирана в техния развлекателен център Sixmile.
„Отоплителните системи се включват много по-рядко, а оплакванията от плувците относно топлината в зоната на басейна са намалели с 90%. Установихме, че дестратификационните уреди са намалили разходите ни за отопление с впечатляващите 25% в спортните зали и зоната на басейна; термостатът в сградата на басейна също е намален с 2°C!“
В оранжериите това оказва голямо влияние върху растежа и цъфтежа на растенията, подобрявайки циркулацията на въздуха по цялата дължина на посадъчните маси, елиминирайки непродуктивните студени ъгли, като същевременно намалява разходите за отопление. Може да се използва и за промяна на цикъла на цъфтеж в оранжериите, което води до предлагане на продукция извън нормалните сезони на доставка.
“Системата за дестратификация намали енергийните ни разходи с 26% и се изплати за един зимен сезон. Устройствата увеличиха циркулацията на въздуха по цялата дължина на разсадните маси, елиминираха непродуктивните студени ъгли и увеличиха растежа на зимните ни растения. Нашите бетонни подове и пътеки също се превърнаха в акумулатор на топлина, осигурявайки безплатна топлина през нощта. В резултат на това постоянната температура увеличи растежа на зимните ни растения по начин, който никога досега не бяхме виждали. Калите цъфтяха с 25% повече от предишните зимни месеци, а нашият филодендрон показа изключителен растеж. Вече инсталирахме системата във всичките ни оранжерии.” – Кели Гръмънс – Главен градинар, Timberline Gardens.
В църквите, с тяхната типична висока архитектура и строителни материали, рециркулацията на топлината на високо ниво и постигането на температурно изравняване може значително да подобри нивата на комфорт за енориашите на нивото на пода.
Ключът към ефективната дестратификация е осигуряването на непрекъснат, директен, нетурбулентен въздушен поток с максимално разстояние на изхвърляне, така че високите и ниските температури да се смесват напълно по контролиран начин, използвайки нискоенергийни двигатели. Водещите марки започват да работят само с 12 вата и могат да бъдат наклонени до 90° от вертикалата. Това също означава, че можете да насочите въздушния поток там, където ви е необходим, което стандартните вентилатори не могат да осигурят. Като цяло стандартните вентилатори използват много повече енергия и не могат да изтласкват въздух в една посока на разстояние над 3 метра, като турбулентно смесват въздуха там, където се върти, но много малко друго. За да бъдете ефективни, трябва да обмислите истинска дестратификационна вентилационна система.
В исторически план дестратификационните вентилатори можеха да се инсталират само в сгради с височина на тавана от приблизително 4 до 10 метра, но днес те се монтират в офиси, търговски обекти, фабрики, плувни басейни, училища и много други приложения. В зависимост от производителя, вече се предлагат дестратификационни вентилатори, които могат да бъдат инсталирани в сгради с отворени и окачени тавани от 2,5 до 31 метра, покривайки приложения, вариращи от офиси до самолетни хангари.
Термичната дестратификация е проста концепция, която има голям смисъл. Във всяка сграда или пространство, което се отоплява или охлажда, или всяка сграда или пространство, което изисква контрол на околната среда за персонал, стоки или оборудване, вентилаторите за термична дестратификация си струва да бъдат проучени. Те предлагат значителни енергийни и финансови спестявания, оптимизират производителността на ОВК системите, подобряват контрола на околната среда и нивата на комфорт и действат като рентабилно решение за намаляване на въглеродния отпечатък на сградите.
1 Уикипедия – Термична дестратификация в сградиhttp://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_destratification_in_buildings
2 Carbon Trust – Отопление, вентилация и климатизация (ОВК)http://www.carbontrust.com/resources/guides/energy-efficiency/heating-ventilation-and-air-conditioning-%28hvac%29
3 BSRIA (Асоциация за изследвания и информация в областта на строителните услуги) – Консултантска, тестова, инструментална и изследователска организация, предоставяща услуги в строителството, сградните услуги и управлението на съоръженияhttp://www.bsria.co.uk/
4 Wiki Answers – Какво е ДЕЛТА Т?http://wiki.answers.com/Q/What_is_DELTA_T
5 Airius Europe Ltd – Енергоспестяващи таванни вентилатори за термична дестратификация Airius за използване с нови и съществуващи ОВК системиhttp://www.airius.co.uk/
6 BRE (Изследователски институт за строителство ООД) – Оценка и анализ на качеството на въздуха в помещениятаhttp://www.bre.co.uk/page.jsp?id=720
7 Казус за дестратификация – Morrisons Supermarkets Plc (Нотингли 2007)https://www.airius.co.uk/case-studies/morrisons/
8 IEA (Международна агенция по енергетика) – Прилага международна програма за енергийно сътрудничество между 28 страни членкиhttp://www.iea.org/
9 ASHRAE – Американско дружество на инженерите по отопление, охлаждане и климатизацияhttp://www.ashrae.org/
10 Казус за дестратификация – Impress Metal Packaging Ltd (Норич 2009)https://www.airius.co.uk/case-studies/impress-metal-packaging-ltd/
11 Държавен университет на Джорджия – Охлаждане на тялото чрез изпотяванеhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/sweat.html
