Вентиляция Komfovent для квартиры: как связать расход воздуха с уровнем CO₂
Прирост CO₂ над уличным уровнем обратно пропорционален расходу на человека. На примере двухкомнатной квартиры и установок Komfovent ОТД-R разбираем, как выбрать уставку датчика и проверить под неё нагреватель, воздуховоды и шум.
Расход воздуха для квартиры сначала считают по нормам: по числу жильцов, по вытяжке из кухни и санузла и по минимальной кратности. Измерение CO₂ показывает, хватает ли притока в комнате с людьми: прирост углекислого газа над уличным уровнем обратно пропорционален расходу наружного воздуха на человека. Поэтому уставка датчика вместе с числом людей задаёт максимальный расход, под который проверяют модель, воздуховоды и нагреватель.
Задачу «вентиляция для квартиры: как связать расход воздуха с уровнем CO₂» разберём на примере двухкомнатной квартиры и компактной установки Komfovent ОТД-R с автоматикой GTC.
Базовый расход: жильцы, кухня, санузел
Для жилых помещений СП 60.13330.2020 (таблица В.1) задаёт 30 м³/ч наружного воздуха на человека, если на каждого жильца приходится больше 20 м² общей площади квартиры и есть естественное проветривание. Без него норма составляет 45 м³/ч. При меньшей площади на человека расход считают по жилой площади: 3 м³/ч на 1 м². Для всей квартиры воздухообмен не опускают ниже 0,35 объёма в час.
Вытяжку нормирует СП 54.13330.2022 (таблица 7.1): кухня с электроплитой — 60 м³/ч, с газовой — 100 м³/ч, ванная или совмещённый санузел — 50 м³/ч, отдельная уборная — 25 м³/ч. Приточно-вытяжная установка подаёт и удаляет воздух одновременно, поэтому приток и вытяжку сводят в баланс и принимают по большему из требований.
Для расчёта понадобятся:
- число жильцов и общая площадь квартиры;
- площадь и высота комнат, тип плиты, состав санузлов;
- возможность проветривать через окна;
- комната, где люди проводят больше всего времени подряд (обычно спальня ночью).
Условный пример: квартира 60 м² с потолком 2,7 м и открывающимися окнами, двое жильцов, спальня 14 м², кухня-гостиная с электроплитой, совмещённый санузел. По людям нужно 2 × 30 = 60 м³/ч, кратность 0,35 от объёма 162 м³ даёт 57 м³/ч, вытяжка кухни и санузла — 60 + 50 = 110 м³/ч. Больше всего требует вытяжка: установка подаёт и удаляет 110 м³/ч. Приток идёт в спальню (60 м³/ч) и в жилую часть кухни-гостиной (50 м³/ч), вытяжка — из кухонной зоны и санузла.
Как пересчитать CO₂ в кубометры на человека
При постоянном притоке концентрация CO₂ в хорошо перемешанной комнате выходит на равновесие: прирост над уличным уровнем равен выделению от людей, делённому на расход. Удвоили расход на человека — прирост уменьшился вдвое.
Нормы описывают качество воздуха именно приростом. ГОСТ 30494-2011 (таблица 4) делит воздух помещений на классы по превышению CO₂ над наружным воздухом в ppm — миллионных долях, или см³/м³. ГОСТ Р ЕН 13779-2007 сопоставляет те же классы с расходом наружного воздуха на человека при спокойной работе сидя, в офисе или дома (таблицы 9 и 11).
| Класс воздуха | Прирост CO₂ над улицей, ppm | Наружный воздух на человека, м³/ч | Концентрация при 400 ppm на улице |
|---|---|---|---|
| 1 — высокое | до 400 | от 54 | до 800 |
| 2 — среднее | 400–600 | 36–54 | 800–1000 |
| 3 — допустимое | 600–1000 | 22–36 | 1000–1400 |
| 4 — низкое | от 1000 | менее 22 | от 1400 |
Произведение расхода на прирост на границах классов почти постоянно — около 22 000. Отсюда предварительная оценка: прирост CO₂ в ppm ≈ 22 000 / расход на человека в м³/ч. При норме 30 м³/ч это около 730 ppm, класс 3. Точный баланс считают по выделению CO₂ при заданной активности; для спящих людей оценка даёт запас, потому что в покое человек выделяет меньше, чем за работой сидя.
Уличный уровень входит в результат слагаемым. ГОСТ 30494-2011 приводит среднегодовые 350–400 ppm и предупреждает, что максимумы выше, поэтому уровень CO₂ снаружи перед настройкой лучше измерить на месте.
При 30 м³/ч на человека прирост CO₂ — около 730 ppm, класс 3
Спальня ночью и гости днём
В спальню приходит 60 м³/ч, там спят двое — по 30 м³/ч на человека. Оценка с запасом даёт прирост около 730 ppm и концентрацию около 1130 ppm при 400 ppm на улице — класс 3, ближе к нижней границе диапазона 1000–1400 ppm. Объём спальни 37,8 м³, делённый на расход, даёт постоянную времени около 0,6 ч, так что через два часа концентрация практически выходит на это значение. Чтобы гарантированно остаться в классе 2, спальне нужно 2 × 22 000 / 600 ≈ 73 м³/ч. При раскладке 60/50 для этого общий расход поднимают примерно до 134 м³/ч. Перераспределить те же 110 м³/ч решётками на 73 и 37 м³/ч можно, но решётки настраивают один раз: днём двое жильцов в кухне-гостиной получат по 18,5 м³/ч на человека — это уже класс 4, а расчёт для гостей ниже придётся повторить.
Если дверь закрыта, а пути для перетока нет, приток в спальню падает: воздуху некуда уходить к вытяжке. Поэтому зазор под дверью или переточную решётку проектируют вместе с диффузором.
Днём в кухне-гостиной четверо: двое жильцов и двое гостей. При базовых 50 м³/ч на каждого приходится 12,5 м³/ч, прирост — около 1760 ppm. Для границы класса 3 оценка даёт 4 × 22 = 88 м³/ч в комнату. Если доля притока в кухню-гостиную сохраняется на уровне 50 из 110, установка должна выдать около 110 × 88 / 50 ≈ 194 м³/ч. Для границы класса 2 получается около 147 м³/ч в комнату и 320 м³/ч на квартиру. Если гости — постоянный сценарий, норму пересчитывают также для такого числа людей и принимают большее значение.
Так уставка становится проектным решением. При раскладке 60/50 класс 2 в спальне ночью требует около 134 м³/ч, класс 3 при гостях — около 194 м³/ч, а класс 2 для четверых в одной комнате — около 320 м³/ч и воздуховодов под этот расход.
Базовый режим примера: 110 м³/ч притока и вытяжки, датчик CO₂ — в спальне
Настройка регулирования в ОТД с автоматикой GTC
Из приточно-вытяжных установок нашего ассортимента для квартир подходят компактные модели с роторным теплоутилизатором: ОТД-R-250-F для монтажа под потолком и напольная ОТД-R-300-V. Их максимальная производительность — 255 и 310 м³/ч соответственно при номинальном внешнем давлении 100 Па; рабочую точку проверяют по сопротивлению сети на объекте. Обе работают с автоматикой GTC Syberia 5: скорость вентиляторов меняется плавно, приточный и вытяжной вентиляторы синхронизированы.
Датчик CO₂ подключают как дополнительное оборудование: в меню конфигурации наладчик, обученный в ООО «Комфовент», задаёт его тип — аналоговый или релейный. Затем в пользовательских настройках включают контроль производительности, выбирают приоритет «CO2» и верхний предел концентрации — от 500 до 2000 ppm. Контроллер меняет скорость вентиляторов, чтобы удерживать концентрацию у этого предела. Перед покупкой датчика уточняют, какой тип сигнала нужен для регулирования по уставке в ppm.
Датчик качества воздуха у GTC один. В квартире, где вытяжка идёт из кухни и санузла, а не из спальни, мы рекомендуем ставить его в спальне: там люди проводят больше всего времени подряд, и ночью автоматика поднимет расход, когда это нужно. Для гостей скорость можно повысить с пульта или по недельному графику — GTC поддерживает до четырёх событий в сутки; как ручная скорость сочетается с приоритетом CO₂, проверяют при наладке.
В квартире с двумя спальнями один датчик контролирует концентрацию только в одной из них. Мы рекомендуем выбирать комнату с наибольшим расчётным приростом CO₂, а приток во вторую спальню проверять отдельно.
Уставка для класса 2 в спальне при 400 ppm на улице составляет около 1000 ppm. По каталогу скорость вентиляторов GTC регулируется в пределах 20–100 %, поэтому при пусконаладке проверяют, не опускает ли регулирование по CO₂ расход ниже базовых 110 м³/ч: при меньшем расходе кухня и санузел недополучат расчётную вытяжку. Пониженный режим на время отсутствия жильцов задают отдельно, с учётом минимума 0,35 объёма в час. Кроме того, настраивают минимальную скорость самой установки: на заводе её задают без сопротивления сети, и на объекте при слишком низком значении возможны ошибки «Авария вентилятора» и «Перегрев электрического нагревателя».
Нагрев и воздуховоды проверяют на максимальном расходе
У ОТД-R-300-V в исполнении E электрический нагреватель 1 кВт. По таблице паспорта при −25 °C снаружи и вытяжке +20 °C с влажностью 30 % температура воздуха после ротора — 7,4 °C; расход для таблицы не указан. Если условно принять эту температуру на всех расходах, догрев до 20 °C по формуле Q = L·ρ·c·Δt (ρ = 1,2 кг/м³, c = 1,005 кДж/(кг·°C)) требует около 0,46 кВт при 110 м³/ч и 0,82 кВт при 194 м³/ч. При 310 м³/ч нужно 1,31 кВт — больше мощности нагревателя, и он догреет воздух только примерно до 17 °C. Окончательно нагрев проверяют по температуре после ротора на расчётном расходе.
Каталог описывает для GTC функцию уменьшения расхода при недостаточной мощности нагрева, а в меню приоритетов есть вариант «Температура». Как они работают вместе с приоритетом CO₂, уточняют для конкретной конфигурации; при снижении расхода концентрация CO₂ вырастет. Поэтому уставку выбирают так, чтобы в мороз при гостях она не требовала расхода больше, чем способен догреть нагреватель.
При условной температуре после ротора 7,4 °C нагревателю 1 кВт хватает примерно до 237 м³/ч
Патрубки ОТД-R-300-V имеют диаметр 160 мм: при 110 м³/ч скорость в канале около 1,5 м/с, при 310 м³/ч — 4,3 м/с. Если к спальне идёт ветка Ø100 мм, 60 м³/ч дают в ней 2,1 м/с, а при разгоне установки до 194 м³/ч расход в ветке растёт в 1,76 раза и скорость — до 3,7 м/с. Вместе со скоростью растут потери давления и шум решёток, поэтому сечения выбирают по максимальному режиму, который допускает уставка.
Шум корпуса ОТД-R-300-V в окружающее пространство по паспорту — 39 дБА на расстоянии 3 м в помещении с эквивалентной площадью звукопоглощения 20 м². Для жилых комнат ночью СанПиН 1.2.3685-21 задаёт 30 дБА, а для оборудования вентиляции, обслуживающего здание, примечание 104 к таблице 5.35 требует на 5 дБА меньше — 25 дБА. Для квартирной установки разумно ориентироваться на это значение. Поэтому установку размещают вне спальни и отдельно проверяют передачу шума через ограждения и крепления. Шум по воздуховодам гасят шумоглушителями со стороны помещений и улицы: для ОТД-R-300-V паспорт указывает AGS-160-50-600 на всех четырёх основных каналах.
Место установки и обслуживание
ОТД-R-300-V ставят вертикально на ровный пол с резиновой прокладкой, перед стороной обслуживания оставляют 600 мм. ОТД-R-250-F крепят горизонтально под потолком, её зона обслуживания — 910 мм. Подходит отдельное отапливаемое помещение: кладовая, техническая комната или, для потолочной модели, пространство над потолком коридора с доступом ко всей зоне обслуживания. Каналы к улице перекрывают заслонками с приводом, которые закрываются при остановке установки.
В исполнении F7/M5 приток очищает фильтр F7 (ePM1 55 %), вытяжку — M5 (ePM10 50 %). Фильтры меняют раз в три месяца или по сигналу 100 % загрязнения. Раз в полгода установку осматривают, в том числе проверяют вращение ротора, ремень и чистоту ячеек барабана.
При регулировании по CO₂ засорение фильтра проявляется необычно: сопротивление растёт, расход падает, CO₂ поднимается, и контроллер разгоняет вентиляторы. Вентиляция становится громче, хотя людей не прибавилось. Поэтому стоит включить контроль загрязнения фильтра: в GTC он работает по датчику перепада давления или по времени.
Порядок подбора
- Посчитать базовый расход по людям, вытяжке кухни и санузла и кратности 0,35, принять больший.
- Распределить приток по комнатам и предусмотреть переток из каждой.
- Выбрать класс CO₂ для спальни и для сценария с гостями, пересчитать его в максимальный расход.
- Подобрать модель по максимальному расходу и сопротивлению сети.
- Проверить на этом расходе нагреватель и скорости в воздуховодах, заложить шумоглушители.
- При пусконаладке задать тип датчика, приоритет «CO2» и уставку, проверить нижнюю границу расхода при регулировании, минимальную скорость установки и контроль фильтра.
Если максимальный расход выходит за 310 м³/ч, расчёт переносят на ОТД-R-400-V, ОТД-R-400-F или ОТД-R-500-V с производительностью до 410, 450 и 575 м³/ч соответственно. В исполнении E электронагреватель у них тоже 1 кВт, поэтому проверку нагрева на большем расходе повторяют.