Приточная вентиляция в квартире с фильтрацией выхлопных газов. Реально ли?

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Капля дегтя, чтобы не идеализировать картину с механическими фильтрами. Финны в 2003 г. Reactions of ozone on ventilation filters испытывали последовательность бывших в эксплуатации пылевых фильтров (цепочка G3-F7-F8), подавая на вход концентрацию озона от 40 до 120 мкг/куб.м (лабораторные и натурные испытания). Результаты:

1. Озон уменьшался на 10-25%;
2. Незначительно увеличивался уровень формальдегида (бытовые измерители с чувствительностью 0.01 мг/куб.м. это не измерят). Возможное объяснение - химическая реакция озона с VOC-ми, источниками которых являлась пыль на фильтрах.
3. Параллельно измерялась интенсивность запахов, наиболее существенным добавление запахов относительного чистого уличного воздуха проявлялось в зоне перед фильтром грубой очистки G3.

Выводы:
1. Слабо контролируемые химические реакции с образованием побочных продуктов, характерные для фотокатализа, могут проявляться и в механической фильтрации;
2. Пыль на механических фильтрах является источником запахов с максимальными значениями на фильтре грубой очистки и возможно является адсорбентом газов. Более частая замена фильтра грубой очистки имеет практический смысл.

 

И снова вам моё спасибо! До ваших постулатов я как-то скептически относился к hepa фильтрации домашнего очага, зато теперь думаю совсем иначе. Но насчёт фотокатализа лишь утвердился во мнении, что для данного случая как нельзя лучше подходит поговорочка - лучшее враг хорошего.

 

@SergeiKhb, благодарю! Постараюсь найти и изучить источник.
У меня фотокатализ предполагается только на приток и однопроходный. На байпасе можно поставить HEPA, но боюсь, это уже будет перебор) Надо и иммунитет нагружать.
Основная цель - фильтрация NO2 и пыли, а бытовой формальдегид и VOC должно сдувать адекватной сменой воздуха в помещениях.

 

Вам спасибо, ценю Ваше мнение, т. к. Вы всегда открыты для новой информации и сказками Вас не "прошибешь".

Вчерашний пример. Хабаровск, относительно тепло -17-11, штиль (около 0-1 м/c), люди в воскресенье дома и отапливаются нормально. В городе с утра уровень pm2.5 30 мкг/куб.м, к вечеру около 50 мкг/куб.м, проезжаешь поселок около города (отопление в основном печное), находится в низинке - полный кумар - 200 мкг/куб.м (в машине после салонного фильтра тонкой очистки около 100 мкг/куб.м - не справляется). В другом поселке (поселок поменьше и имеет более удачно расположение, ближе к хребтам, где тигры обитают) получше - около 30 мкг/куб.м, в домике с печным отоплением >=50 мкг/куб.м. При более низких температурах (люди топят сильнее) при отсутствии ветра цифры серьезнее. Фильтрация воздуха нужна.

Интересен опыт IQAir по использованию UEPA-фильтров для малоэтажного домовладения (инструкция по инсталляции для американского рынка) во вложении. Блок фильтров предназначен для врезки в систему воздушного отопления (2000 куб. м/час и выше). В силу удобства пользователей (обслуживания), предлагают инсталлировать перед оборудованием системы отопления (печью, др.), говорят о возможном подмесе загрязнителей, например со стороны дверцы установки системы отопления (вентилятор по схеме будет расположен после блока фильтров, кстати российский ГОСТ такие вещи не уважает) и рекомендуют проверять протечки и герметизировать алюминиевым скотчем. Все близко к жизни. Отдельный пункт - тестировать эффективность фильтрации после инсталляции.

 

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1352231011005346

Два канала с различными схемами фильтрации на притоке под разные условия загрязнений - интересно придумали.

Когда установку поставите, попросите Аэролайф сделать замеры (NO2, NO, O3, HCHO), было бы полезно посмотреть на однопроходную эффективность в реальных условиях. Приблизительность эксперимента понятна, сверх ожиданий нет, а любая информация будет важна.

 

Каково суммарное конечное сопротивление такого набора фильтров тех производителей, что вы планируете покупать?

 

Если суммировать заявленные производителями конечные сопротивления типичных фильтров, то получается 3 фильтра*450+Hepa 600=1950 Па
В бытовых ПВУ я не нашел вентиляторов такой мощности, даже если брать промышленный вентилятор, то уровень шума врядли будет приемлимым для квартиры.

 

Увеличение площади фильтрации приводит к снижению скорости потока на фильтре (при постоянном расходе). Это значит, что увеличивая размеры каждого фильтра, можно прийти к снижению требуемого вентилятору напора для преодоления сопротивления фильтров при нужном расходе. И потом останутся "сущие копейки" - поместить махину блока фильтров в хату! И (слышал от Заказчика одного): - "Для этой системы новую (другую) хату покупать надо...". И он пошел думать в эту сторону (ибо хотел "чистый воздух"). И сразу логичным выглядит совет - "сменить место расположения квартиры".
Извините, пятница, гоню в ожидании встречи старой гвардии.

 

Еще из не видимых Вами (пока) нюансов: можно (и приходится часто) не доводить загряжнение фильтров до "конечного сопротивления". Да, будет дороже частая замена, но задачу хотя бы можно будет решить.
Опять же (если знать и уметь), то можно попытаться использовать "статическое и динамическое давление", попросту говоря - надо попытаться спроектировать систему фильтрации (если получится и будет толк) так, чтобы часть фильтров была до вентилятора, часть после (при определенных везении и умениях и при подходящей остальной системе можно таким макаром "наэкономить" пару сотен Па, а значит и чуть не десяток дБА шума от установки/вентилятора).

 

250,450 и 600 Па - рекомендованные гостовские конечные значения сопротивлений. Никого ни к чему не обязывают.

Из 4-х фильтров можно придумать комбинацию из 2^4=16 вариантов: от самого простого G4 до комбинаций G4+HEPA; F5-Адсобрционно-химический и т. д. под нужное сопротивление и под возможно изменяющиеся условия загрязнений. Будет возможность менять класс фильтра (например, вместо F7 использовать F5, пробовать варианты с разными сорбентами и т. д.). Эффективность такого подхода - в универсальности.

Как дополнительные варианты к выше упомянутым от @Gaser-а:
1. Использование нескольких вентиляторов;
2. Использование естественной вытяжной вентиляции для создания дополнительной тяги (в случае с приточной вентиляцией).
3. Системы фильтрации с немеханическими фильтрами (на подготовленного любителя со средствами измерения побочных продуктов).

Например, система фильтрации Tion-Eco дает 150 Па при расходе до 1000 куб. м/час. Достигается за счет размеров блока 1м*1м*0,3м + цилиндрическое исполнение фильтров (HEPA и адсорбционного) позволяет заполнить все пространство. После фильтра грубой очистки стоит электростатический фильтр - у него сопротивление, близкое к 0. В-основном нужен для инактивации микроорганизмов за счет озона - эффективен при рециркуляционных схемах в мед. учреждениях. Однако и на приток ставят (смысл не просматривается, т. к. малое количество микроорганизмов в приточном воздухе точно не основное загрязнение с улицы), в том числе и в жилые помещения ставят. Тион откровенно (это плюс, что предупреждают) говорит о том, что адсорбционный угольный фильтр используется в том числе для удаления озона, упоминая о не превышении среднесуточного ПДК за время эксплуатации системы.

Американцы ставят электростатические фильтры в качестве фильтров тонкой очистки в системы воздушного отопления (в комбинации с предварительным грубой очистки и угольным постфильтром называются электронными фильтрами) и скромно умалчивают о побочном эффекте таких конструкций (в некоторых коммерческих исполнениях уровень загрязнения - озона достигает 77 ppb, при том, что 8-ч норма EPA 75 ppb, а эффективность угольных адсорбционных фильтров в составе электронных колеблется по озону от 50% в первые 3 недели, далее 30% и т. д.). Сопротивление таких фильтров (без учета потерь на угольный фильтр) - 10Па. Более подробно в исследовании американцев Ultrafine Particle Removal and Ozone Generation by In-Duct Electrostatic Precipitators.

 

Кто-нибудь делал замеры качества фильтрации этого фильтра здесь на форуме?

 

Пока что я заказал только G4 и F9, без HEPA. Исходя из таблиц на сайте производителя фильтров, суммарное начальное сопротивление 200 Па.
Однако на самом производстве фильтров, где я делал заказ (да и в те, в которые просто звонил), мне затруднились сказать какое будет сопротивление, исходя из планируемого воздухообмена, скорости воздушного потока и габаритов системы. Со слов представителя фирмы, характеристики сопротивления фильтров просто переписываются из рекомендованных значений ГОСТа (который, если не ошибаюсь, регламентирует проводить измерение эффективности фильтрации при 3400 кубометров в час, и скорость воздушного потока 2,7 м/с), а что будет реально может показать только практика.
Сперва мне надо убедиться, что набор фильтров, которые я планирую поставить (включая насыпные угольный/ сорбентный), вообще позволит получить необходимый мне объём приточного воздуха (в связке с купленным вентилятором).
И если оно так и будет, тогда замена фильтров будет определять их загрязнённостью и/или уменьшением воздуха, реально поступающего через систему. Смотря что наступит раньше. Не думаю, что случится третий вариант, и фильтр порвёт — другого смысла такого параметра, как конечное сопротивление фильтра я для себя не вижу.

 

Подскажите модель вентилятора, который планируете покупать.

 

TD Silent 800/200.



Надеюсь, что 200-250 Па хватит для фильтров 60x60см — размер фильтров выбирал, чтобы получить скорость воздушного потока через фильтры около полуметра в секунду. К тому же, как я понимаю, сопротивление фильтра указывается из расчёта, что он в системе один. Но если фильтров несколько, то после каждого последующего фильтра скорость потока падает, и сопротивление следующего фильтра окажется меньше, чем если бы он был единственным в системе. Я так думаю.

Также, по совету Сергея, планирую делать фильтрацию с рециркуляцией. Что уже может уполовинить объём притока. Но можно будет регулировать соотношение приток/ рециркуляция дроссель-клапанами.

 

Считайте, что у Вас пожар за окном в легкой форме. Что IQAir - один из мировых лидеров в очистке воздуха предлагает в части вентиляции и фильтрации делать в этом случае: https://www.iqair.com/us/lp/blog/wildfire/wildfire-smoke-safety. Перечень предлагаемых операций:

Create a clean air sanctuary inside your home.

1. Wildfire smoke particles and gases can quickly build up inside your home. Взвешенные частицы как то бенз (а) перен, сажа и др., а также газы (CO,NO,NO2, HCHO и др.) быстро попадают в дом. Чтобы оперативно предупредить эту ситуацию, можно контролировать состояние окружающей среды (например по датчику pm2.5);

2. Keep windows closed and seal off any openings to the outside, including vents. Закрой окна и любые другие отверстия, включая вентиляционные. Это признанная ASHRAE самая эффективная мера для ситуаций с кратковременным (бани соседей не могут топиться 24 часа в сутки) ухудшением состояния уличного воздуха. Слоган "вентиляция должна работать всегда" не подходит для подобных случаев, так как 100%-ая эффективность для фильтрации воздуха не возможна. Однако, к сожалению, вентиляция в виде инфильтрации будет работать всегда, пусть даже в незначительной степени (в случае с хорошо изолированным жильем), когда скорость ветра <>0 или когда разница температур внутри и снаружи жилья по модулю <>0;

3. When using an air-conditioner, be sure to set it to re-circulate and close the fresh-air intake.
Когда используешь вентиляционное оборудование - используй схемы с рециркуляцией, закрывай приточные заслонки. Например, если используешь схему защиты рекуператора в режиме отключения приточного вентилятора и продувки теплообменника вытяжным, не тяни уличный воздух из всех возможных щелей, используй схему рециркуляции;

4. Filter the air, when ventilating the space.
С определенным уровнем уличных загрязнений (если повезет) справится система фильтрации приточного воздуха. Выбирай, или гарантированно (с заданной теоретической и подтвержденной практической эффективностью) "ловить" сажу на механических фильтрах и/или получать неясную (статистика минимальна, как таковых стандартов по газовым фильтрам нет) картину по адсорбционной (угольной) и химической (хемосорбционной) фильтрации.

5. A high-performance air purifier for wildfire smoke, such as the IQAir HealthPro Plus, will help remove smoke particles of all sizes from the indoor air. The HealthPro Plus will also help control ozone levels.
Используй очистители воздуха. Даже простые китайские бытовые приборы с HEPA- фильтрацией (без лишенных смысла угольных прокладок) стоимостью $150 или меньше могут быть эффективны при инфильтрации воздуха или возможном запланированном поступлении частично отфильтрованного приточного воздуха.