Где взять энергию, при этом повысив качество жизни (о вентиляции)

Будущее должно быть прикольным.
Так мог бы сказать Хаксли

На картинке - структура теплопотерь среднего многоквартирного дома, в которых живёт большинство из нас. Как видим, доминирует нагрев вентиляционного воздуха. 

Норма вентиляции - 50 м³ на человека в час (разброс 30-100). Расход воздуха на дыхание - 500 литров в час (_{во время занятий спортом может доходить до 12000, но мы же не занимаемся постоянно спортом дома?})

То есть, человек вдыхает в СТО раз меньше воздуха, чем ему требуется по норме, при том что единственная задача вентиляции - дать человеку свежий воздух для дыхания, а также отвести водяные пары, большая часть которых создается тем же дыханием. 

Получается, теоретически можно сократить вентиляционные потери в 100 раз, безо всяких рекуператоров. Практически - будет яма в пересечении графика затрат и графика эффективности, и где-то на наиболее оптимальном их соотношении мы получим, скажем, пятикратное сокращение вентилируемого воздуха. Это отъест значительный кусок приведенного на картинке пирога, остальное можно добрать за счет навесных фасадов, рекуператоров, и будет честная 50% экономия на отоплении.

Много это или мало? Я нашел, что Новосибирск тратит за зиму на одно только отопление 2,5-7 млн т угля, а пол-Казахстана (~8 млн чел) снабжает Экибастузская ГРЭС, которая тратит в год 15 млн т угля. Получается, много. 

Но откуда взялись эти нормы - 50 м³ на человека в час? Вот расчет. В нем все красиво, кроме первоначального допущения, что в момент выдоха весь углекислый газ моментально равномерно распределяется по помещению, равно как и приходящий кислород тут же проникает во все уголки. 

Но ведь это совсем не так. В многоквартирных домах вентиляция - вытяжная, то есть кислород поступает непонятно откуда - может из подъезда, от соседей, из подвала, через щели в стенах. Как правило - из подъезда через щели во входной двери, и, минуя гостиную и спальню, сразу устремляется в вытяжку в туалете и на кухне. Вспомнили свою планировку?  Вот.

Поэтому вытяжная вентиляция, номинально обеспечивая те самые 50м³, создает ощущение духоты в стандартных квартирах. Что делают люди? Конечно, открывают окна "для проветривания"! Но если помещение не сквозное и не открыты два окна на противоположных сторонах дома, то проветривания почти не будет - вместо этого создастся конвективная зона теплообмена (примерно такая же, которая разделяет кислородную и сероводородную зоны Черного моря и противоположная принципу рекуперации) - тепло из помещения уходить будет, а вот равноценно ожидаемого взамен кислорода человек не получит и будет проветривать дальше. 

Поэтому реальные потери на нагрев воздуха гораздо выше. 

Но вернемся к стократной разнице между нормами вентиляции на человека и тем, сколько реально воздуха ему нужно.

Когда я впервые это увидел, у меня тут же родилась идея организовать доставку воздуха внутри своей квартиры. Будучи человеком дела, я через пару месяцев воплотил этот проект (Дешевая приточная вентиляция своими руками без подогрева, с увлажнением и др. плюшками). Главной его фишкой стал подвод воздуха к местам постоянного нахождения человека - рабочему столу с компьютером, обеденному столу, кровати. 

Итог - подтвержденное уменьшение количества углекислого газа во всей(!) квартире (почему - смотрите в расчёте нормы, делайте очевидный вывод), при этом зимой стояла жара, и мы закрывали батареи одеялами. 

Так что основная экономия и повышение качества жизни будет тогда, когда в квартирах станут планировать потоки воздуха! 

В частных домах, кстати, та же ситуация. Недавно здесь разгорелся срач - практики утверждали, что если воздух подвести непосредственно к печке, то температура в доме будет намного выше. Теоретики же возражали, что теплота сгорания не меняется. Обе стороны правы, но теоретики не учли потоков воздуха в помещении. Если к печке специально ничего не подводить, она будет забирать воздух из помещения, а сам дом - откуда придется. В частном доме самые дырявые - углы, они же и самые холодные. В результате имеем, что холодный воздух, не перемешиваясь (а кто его в углах перемешает?) быстренько занимает нижнюю часть помещения, и человеку холодно. Вдобавок, под потолком скапливается теплота, создавая большой градиент температур с окружающей средой, и дом начинает интенсивнее терять тепло. 

(Однако, решением для частного дома, очевидно, будет не подвод воздуха к печке, а такая же как в квартире приточка к местам нахождения человека, только без вентилятора - вместо него тяга печки)

Хорошо, если сделать приточку во всех домах России, можно экономить около 100-150 млн тонн угля в год (от трети до половины добываемого). Круто. Но стоп, где здесь повышение качества жизни? 

Я свой проект затевал в первую очередь ради повышения качества жизни. Вот, что говорят цифры содержания углекислоты в воздухе. 

• Атмосферный воздух 300- 400 ppm  - идеальный для здоровья человека
• 400-600 ppm - нормальное качество воздуха. Рекомендован для спален, детских садов и школ
• 600-1000 ppm Появляются жалобы на качество воздуха
• Выше 1000 ppm Общий дискомфорт, слабость, головная боль, проблемы с концентрацией внимания. Растет число ошибок в работе.
• Выше 2000 ppm Может вызвать серьезные отклонения в здоровье людей. Количество ошибок в работе сильно возрастает. 70% сотрудников не могут сосредоточиться на работе.

Я преследовал цель добиться 400-500 ppm в квартире. Из-за косячного вентилятора получилось 600-700, но это все равно хорошо, перестала болеть голова, существенно повысилась зимняя работоспособность, но при этом норма расхода воздуха уменьшилась!  Проект можно развивать и дальше - если делать конечный диффузор на гибком носителе типа гусиной шейки и взять в практику монтировать его рядом с компом, мойкой, изголовьем, и каждым стулом, можно всегда дышать воздухом с уличным, низким содержанием СО₂, при этом сократив норму потребления до 20 или даже 15 м3 на человека в час. 

Кто будет это делать? Припрёт - сделают ради экономии, главное что инфа уже пущена в ноосферу. А уже сейчас каждый может себе делать ради улучшения качества жизни. Поскольку не нужен подогрев воздуха, стоимость системы будет в пределах 20тр на 2-комнатную квартиру.