Новая система воздуховодов для домашнего отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Как стратегическое исследование Building America помогло создать инновационное, готовое к выходу на рынок решение HVAC для каналов отопления и охлаждения внутри кондиционируемых помещений.

На протяжении почти столетия сантехники устанавливали трубы одним и тем же способом, кропотливо разрезая и паяя металлические трубы в полевых условиях. Затем, в 1990-х годах, появился революционный материал под названием сшитый полиэтилен, более известный как PEX.

Как мы теперь знаем, PEX — это гибкая трубка, для установки которой требуется гораздо меньше фитингов, не требуется ни клея, ни припоя… и она не подвержена коррозии. Некоторые сантехники поначалу сопротивлялись PEX, но вскоре поняли, что простота и скорость системы приносят больше прибыли, не жертвуя при этом качеством. Сегодня PEX является преобладающей водопроводной системой в новом жилом строительстве.

Теперь новая система воздуховодов призвана таким же образом преобразовать индустрию отопления и охлаждения домов благодаря ранним инвестициям Управления строительных технологий Министерства энергетики США (DOE).

Rheia, новая компания, выросшая в результате исследований, частично финансируемых программой Building America Programme Министерства энергетики США, сотрудничает с некоторыми ведущими жилищными строителями страны, чтобы продемонстрировать запатентованную систему воздуховодов «подключи и работай», предназначенную для установки внутри помещений. кондиционированное пространство в современных энергоэффективных новых домах.

Система состоит из коллектора, воздуховодов одинакового диаметра, соединителей и компонентов диффузора, которые соединяются вместе, образуя почти герметичную систему доставки без использования ленты или мастики. Воздуховоды достаточно малы, чтобы поместиться внутри стенных полостей, что позволяет легко размещать воздуховоды в кондиционируемом пространстве, что повышает производительность и энергоэффективность всей системы.

Рея является прекрасным примером инноваций «от лаборатории до гостиной», над которыми последние 25 лет работает программа Building America. Этот процесс традиционно начинается с того, что эксперты в области строительных наук возятся в своих лабораториях, чтобы в конечном итоге использовать эту инновацию. от крупнейших застройщиков страны.

Обычные системы воздуховодов страдают от проблем:

Подумайте об этом так: если у вас есть печь с КПД 90%, но 30% воздуха выходит наружу до того, как он будет доставлен, по сути, она работает только с КПД 60%. Эффективность зависит не только от оборудования; речь идет обо всей системе».

Строители понимают эти проблемы, но большинство из них не хотят отказываться от ценного внутреннего пространства для воздуховодов, которые, по крайней мере, сдерживают утечку внутри кондиционируемой тепловой оболочки здания. Также сложно сделать так, чтобы подвесные потолки и потолочные потолки выглядели хорошо.

В 2015 году базирующаяся в Питтсбурге компания IBACOS — давний партнер Building America с почти тридцатилетним опытом исследований в области систем доставки воздуха — стала сотрудничать с Housing Innovation Alliance в проекте Building America, чтобы устранить недостатки.

Обдумав несколько идей, команда в конечном итоге остановилась на простой, удобной для строителей системе воздуховодов «подключи и работай», расположенной в кондиционируемом пространстве. В системе используется всего пять компонентов по сравнению с 18 в обычной системе магистральных воздуховодов HVAC, а большинство компонентов, соединяющих воздуховоды, изготовлены из стекловолоконной ткани на каркасе из спиральной проволоки.

Фактически, IBACOS использовал «модель PEX» при разработке системы. «У нас возникла идея, что в домах с низкой нагрузкой мы можем использовать воздуховоды меньшего размера», — говорит Эндрю Перчке, специалист по эффективности зданий IBACOS. «Если вы подключите их все к центральному коллектору, это обеспечит лучший и более предсказуемый воздушный поток. Кроме того, вы сможете разместить их в кондиционируемом пространстве». В системе также используется значительно меньше компонентов, чем в обычной системе HVAC.

Часть проекта заключалась в разработке методологии проектирования для определения длины и количества участков воздуховодов. Поскольку все воздуховоды имеют одинаковый размер, в некоторых помещениях требуется более одного воздуховода; даже в этом случае простота установки экономит время.

С 2015 по 2017 год IBACOS проводила лабораторные испытания и моделирование для проверки технологии. Компания построила макет двухэтажного таунхауса в инновационном центре IBACOS и использовала его для сравнения затрат на материалы и рабочую силу для магистральной системы отопления, вентиляции и кондиционирования и двух систем plug-and-play. Результаты этого исследования времени и движения показали значительное снижение затрат на рабочую силу для системы Plug-and-Play.