Русский Пассивный Дом
Приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией отработанного воздуха стала неотъемлемой частью энергоэффективных домов, в том числе и пассивных. КПД таких установок сегодня доходит до рекордных 87%. Это означает, что на прогрев свежего воздуха потребуется лишь 13% от расчётной величины. Правда таким КПД могут похвастаться далеко не все вентиляционные установки — средние показатели чуть больше 55%. Но если говорить о пассивных домах, то согласно стандарту КПД вентиляционной установки должно быть больше 75%, иначе их не сертифицировать по немецкому стандарту пассивного дома.
Грунт подогревает воздух
В то же время существует известный способ повышения КПД вентиляционных систем с помощью энергии земли. Земля, по сути, является бездонным источником низкопотенциальной энергии, своего рода теплоаккумулятором с температурой 5…15 ºС (в зависимости от географии). Такой источник энергии способен подогреть воздух зимой, когда его температура ниже +5С, тем самым повышая КПД вентустановки, и охладить в летний период, когда температура начинает превышать комфортные 20…23 ºС.
Самый простой способ реализации такого геоконтура — это прокладка подающей воздушной трубы в земле на глубине 1–3 м (где температура стабильна и не сильно зависит от сезона) перед входом в вентустановку.
Именно таким путём пошли немцы, встав на путь повышения энергоэффективности после энергетического кризиса 1970-х годов.
Но есть проблемы.
Такой способ геотермального подогрева и охлаждения имел свои недостатки, связанные как с обустройством такого контура, так и с его эксплуатацией. Основным существенным минусом эксплуатации таких систем была необходимость ежегодной дезинфекции контура, так как термовлажностный режим предполагает конденсацию влаги, и как следствие — создание благоприятной среды для развития бактерий. Стоимость дезинфекции была сопоставима с экономической выгодой от применения геотермального контура в течении года и инженеры начали искать дальнейшие пути развития геотермальных вентиляционных систем.
Одним из направлений, не получившим дальнейшего развития, было применение специальных антибактериальных труб, имевших на внутренней поверхности напыление серебра и других антибактериальных металлов.
Другим направлением стало применение гидравлического контура в сочетании с жидкостным калорифером и циркуляционным насосом. Такая система стала надёжна, имела энергоэффективную систему автоматизации и высокую надёжность с минимальными затратами на обслуживание.
А нужен ли геотермальный контур в пассивном доме?
Существенный вопрос — будет ли геотермальный контур экономически целесообразен в системе, где рекуперация энергии достигает 87%?
В условиях мягкого европейского климата вопрос неоднозначный. Срок окупаемости таких систем может быть слишком большим. Ведь речь будет идти о повышении КПД на 5–10%, правда появляется возможность летнего кондиционирования. В суровых российских реалиях такой контур жизненно необходим не только в пассивных домах, но любых других, претендующих на звание энергоэффективных. Необходимость его обусловлена длительными суровыми морозами с низкой влажностью, которые приводят к обледенению рекуператоров (без предварительного подогрева воздуха). Это сводит к нулю всю экономию европейских вентиляционных установок. С наличием геотермального контура вентустановка оказывается «в родной среде обитания», то есть в условиях мягкой европейской зимы.
Сколько может сэкономить геотермальный контур?
Абсолютные значения экономии зависят от многих факторов: в первую очередь, от объёма дома, количества проживающих, количества и регулярности гостей, нормативов, по которым спроектирована вентсистема (нормативов множество, как по странам, так и по уровню комфорта). Каждый может принять для себя приемлемый норматив и рассчитать объём необходимого воздуха. Мы же будем поговорить об удельной экономии, то есть о том, сколько энергии сэкономит геоконтур вентиляции на прогреве 1 м3 приточного воздуха.
Грамотно спроектированный и обустроенный геотермальный контур вентиляции может дать от 0,33 до 0,6 Вт•ч энергии на 1 м3 воздуха. Много это или мало? В первую очередь это зависит от энергоэффективности дома, а, во вторую — от индивидуальных особенностей. Например, для любого пассивного дома в нашем климате в самый раз (как зимой, так и летом). Его потери на вентиляцию зимой — около 0,6 Вт•ч на 1 м3 воздуха. Для домов с ультранизким потреблением энергии на отопление (до 35 кВт•ч/м2 в год) такие характеристики также приемлемы, но могут потребовать дополнительного подогрева/охлаждения воздуха после рекуперации. Для домов менее энергоэффективных такой геотермальный контур внесёт свою небольшую лепту в экономию, но главное — позволит без проблем работать с рекуперацией даже в самые страшные морозы.
В целом обустройство геотермального контура при наличии приточно-вытяжной вентиляции экономически целесообразно, даже если не будет полностью покрывать энергетические потребности на подогрев зимой и охлаждение летом.