Техніко-економічний аналіз застосування регенеративних реверсивних пристроїв для підвищення класу енергетичної ефективності житлових будинків та зменшення навантаження систем опалення
DOI:
https://doi.org/10.32347/2409-2606.2025.54.76-93Ключові слова:
регенеративні реверсивні пристрої, енергоефективність, термореновація, регенерація теплоти, термомодернізація, техніко-економічний аналіз, децентралізована вентиляціяАнотація
В умовах зростання вимог до енергоефективності будівель, особливо житлових, все більшої актуальності набувають інноваційні рішення у сфері вентиляції, які поєднують якісне забезпечення повітрообміну з мінімальними втратами теплоти та зниженням експлуатаційних витрат. Одним із перспективних напрямів розвитку сучасних інженерних систем є використання децентралізованих реверсивних вентиляційних пристроїв з регенерацією теплоти, зокрема стінових провітрювачів типу TwinFresh, виробництва компанії Vents, Україна. Такі пристрої забезпечують ефективний повітрообмін у приміщеннях без необхідності влаштування розгалужених повітропроводів, що робить їх особливо зручними для застосування у житловому секторі. Основними перевагами децентралізованих реверсивних провітрювачів є компактність, простота монтування та обслуговування, висока енергоощадність та значна ефективність утилізації теплоти, що дозволяє суттєво скоротити теплові втрати під час вентиляції приміщень у холодний період року. Крім того, застосування таких систем позитивно впливає на мікроклімат житлових будівель, підвищуючи комфорт проживання та знижуючи ризики появи надмірної вологості й утворення конденсату. У статті розглянуто техніко-економічну доцільність упровадження реверсивних вентиляційних пристроїв із регенерацією теплоти в умовах новобудов та під час термореновації наявного житлового фонду. Наведено аналіз енергетичної ефективності, показників зниження споживання теплової енергії та можливого скорочення витрат на опалення. Особливу увагу приділено оцінюванню економічних показників, строків окупності інвестицій та перспектив інтегрування таких систем у сучасні стандарти енергоефективного будівництва. Таким чином, результати дослідження підтверджують, що децентралізовані реверсивні пристрої з регенерацією теплоти є ефективним інженерним рішенням, яке поєднує високий рівень енергоефективності з комфортними умовами проживання, і можуть стати важливим інструментом у реалізації програм підвищення енергоефективності житлового сектору.
Посилання
Zhytlovi budynky. Osnovni polozhennia. DBN V.2.2-15:2019, Ukrarkhbudinform, 2019. (In Ukrainian)
Kabinet Ministriv Ukrayiny. Deyaki pytannya stratehichnoho rozvytku enerhetychnoyi efektyvnosti budivelʹ. Rozporyadzhennya № 1228-r, 29 hrudnya 2023. Kyiv. https://ips.ligazakon.net/document/KR231228?an=1
DBN V.1.2-11:2021. Basic requirements for buildings and structures. Energy saving and energy efficiency. Effective from 2022-09-01. Ministry of Community and Territories Development of Ukraine, 2021.
Dovhaliuk V., Mileikovskyi V. “New approach for refined efficiency estimation of air exchange organization.” International Journal of Engineering and Technology (UAE), vol. 7, no. 3.2, 2018, pp. 591–596. https://doi.org/10.14419/ijet.v7i3.2.14596
Petrash V., Khomenko A., Polomannyy O., Visotska M. “Integration of ground and ventilation air energy for heating buildings.” Construction of Optimized Energy Potential (CoOEP), vol. 10, no. 1/2021, 2021, pp. 7–17. https://doi.org/10.17512/bozpe.2021.1.01
Moskvitina A., Shyshyna M., Korchminsʹkyy M. “Feasibility, economic and environmental justification of the use of variable air flow systems for administrative buildings. ” Ventilation, Lighting and Heat-Gas Supply, vol. 36, 2021, рр. 62-79. https://doi.org/10.32347/2409-2606.2021.36.62-79
Moskvitina A., Shyshyna M. “Research of the temperature field in a room during operation of air conditioning systems under variable thermal loads in the room. ” Young Scientist, vol. 3 no. 79, 2020, рр. 186-192. https://doi.org/10.32839/2304-5809/2020-3-79-40
Al-Zubaydi A.Y.T., Hong G. “Experimental investigation of counter flow heat exchangers for energy recovery ventilation in cooling mode.” International Journal of Refrigeration, vol. 93, 2018, pp. 132–143. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2018.07.008
Kozioł S., Zacharski S. “Methodology of Comparative Studies on Air-Handling Units with Heat Recuperation.” Solid State Phenomena, vol. 237, 2015, pp. 148–153. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.237.148
DBN V.2.6-31:2021. Teplova izolyatsiya budivelʹ. Chynni vid 2022-04-01. Ministerstvo rozvytku hromad ta terytoriy Ukrayiny, 2021.
DSTU-N B A.2.2-12:2017. Nastanova z rozrobky dostupnosti dlya malomobilʹnykh hrup naselennya. Alʹbom skhematychnykh rishenʹ universalʹnoho dyzaynu budivelʹ (ASMUB). Chynni vid 2017-10-01. Ministerstvo rehionalʹnoho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo-komunalʹnoho hospodarstva Ukrayiny, 2017.
Romanska-Zapala A., Furtak M., Fedorczak-Cisak M., Dechnik M. “Cooperation of a Horizontal Ground Heat Exchanger with a Ventilation Unit During Winter: A Case Study on Improving Building Energy Efficiency.” IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 471, 2019, Paper 092075. https://doi.org/10.1088/1757-899X/471/9/092075
Papakonstantinou, K. A., et al. “Numerical Simulation of Air Flow Field in Single-Sided Ventilated Buildings.” Energy and Buildings, vol. 33, no. 1, Jan. 2000, pp. 41–48, https://doi.org/10.1016/S0378-7788(00)00063-3.
Wong, N. H., et al. “Thermal Comfort Evaluation of Naturally Ventilated Public Housing in Singapore.” Building and Environment, vol. 37, no. 12, Dec. 2002, pp. 1267–1277, https://doi.org/10.1016/S0360-1323(01)00103-2.
Priyadarsini, R., et al. “Enhancement of Natural Ventilation in High-Rise Residential Buildings Using Stack System.” Energy and Buildings, vol. 36, no. 1, Jan. 2004, pp. 61–71, https://doi.org/10.1016/S0378-7788(03)00076-8.
Gan, Guohui. “Effective Depth of Fresh Air Distribution in Rooms with Single-Sided Natural Ventilation.” Energy and Buildings, vol. 31, no. 1, Jan. 2000, pp. 65–73, https://doi.org/10.1016/S0378-7788(99)00006-7.
Wilson, D. J., and D. E. Kiel. “Gravity Driven Counterflow through an Open Door in a Sealed Room.” Building and Environment, vol. 25, no. 4, 1990, pp. 379–388, https://doi.org/10.1016/0360-1323(90)90012-G
Dascalaki, E., et al. “On the Combination of Air Velocity and Flow Measurements in Single Sided Natural Ventilation Configurations.” Energy and Buildings, vol. 24, no. 2, July 1996, pp. 155–165, https://doi.org/10.1016/0378-7788(96)00973-5.
Mokhtarzadeh-Dehghan, M. R., et al. “Transfer Rates in Single-Sided Ventilation.” Building and Environment, vol. 25, no. 2, 1990, pp. 155–161, https://doi.org/10.1016/0360-1323(90)90028-P.
Etheridge, David. “A Perspective on Fifty Years of Natural Ventilation Research.” Building and Environment, vol. 91, Sept. 2015, pp. 51–60, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.02.033.
Heiselberg, Per, et al. “Characteristics of Airflow from Open Windows.” Building and Environment, vol. 36, no. 7, Aug. 2001, pp. 859–869, https://doi.org/10.1016/S0360-1323(01)00012-9.
Dąbrowski P., Andrzejczyk R., Wacławik M., Mikielewicz D. “Window frame integrable air recuperation minichannel/minigap heat exchanger.” Applied Thermal Engineering, vol. 247, 2024, Paper 123116. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2024.123116
Yurzhenko A., Pikh I., Kostenko D., Borysenko O. “Research of natural ventilation in a thermally modernized building.” Municipal Economy of Cities, vol. 3 (191), 2025, pp. 314–320. https://doi.org/10.33042/2522-1809-2025-3-191-314-320
Chovniuk, Yurii, et al. “Synthesis of Physical and Mathematical Model of Energy-Efficient Microclimate Management of Rural Area Gym, Taking into Account Indicators of Comfort and Air Quality.” Engineering for Rural Development, vol. 23, May 2024, pp. 623–629, https://doi.org/10.22616/ERDev.2025.24.TF147.
Chovniuk, Yurii, et al. “Optimization of Heat Transfer Processes in Enclosing Structures of Architectural Monuments Located outside Urban Agglomeration.” Engineering for Rural Development, vol. 23, May 2024, pp. 615–622, https://doi.org/10.22616/ERDev.2025.24.TF156.
Chovniuk, Yurii, et al. “Innovative Method of Researching the Dynamics of Changes in Air Pollution and Humidity in Sports Facilities: Gyms and Swimming Pools.” Town Planning and Territorial Planning, no. 83, Apr. 2023, pp. 374–385, https://doi.org/10.32347/2076-815x.2023.83.374-385.
Chovniuk, Yurii, et al. “Modeling and Calculation Algorithm of Microclimate Control System Parameters of Premises with Artificial Intelligence Elements.” Town Planning and Territorial Planning, no. 79, Apr. 2022, pp. 446–462, https://doi.org/10.32347/2076-815x.2022.79.446-462.
Ai Z.T., Mak C.M. “From street canyon microclimate to indoor environmental quality in naturally ventilated urban buildings: Issues and possibilities for improvement.” Building and Environment, vol. 96, 2016, pp. 145–159. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.10.00
Zhang X., Li H., Wang Y. “Failure of natural ventilation strategy in a sustainable house in China.” International Journal of Low-Carbon Technologies, vol. 10, no. 3, July 2013. https://doi.org/10.1093/ijlct/ctt035
Lin B., Xie C., Chen Y., Xu X. “Natural Ventilation Potential of Residential Buildings in China Considering the Combined Effect of Indoor and Outdoor Air Pollution.” Buildings, vol. 14, no. 2, 2024, p. 363. https://doi.org/10.3390/buildings14020363
Allocca, Camille, et al. “Design Analysis of Single-Sided Natural Ventilation.” Energy and Buildings, vol. 35, no. 8, Sept. 2003, pp. 785–795, https://doi.org/10.1016/S0378-7788(02)00239-6.
Larsen, Tine S., and Per Heiselberg. “Single-Sided Natural Ventilation Driven by Wind Pressure and Temperature Difference.” Energy and Buildings, vol. 40, no. 6, 2008, pp. 1031–1040, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2006.07.012.
Aynsley, Richard. “Estimating Summer Wind Driven Natural Ventilation Potential for Indoor Thermal Comfort.” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, vol. 83, no. 1–3, Nov. 1999, pp. 515–525, https://doi.org/10.1016/S0167-6105(99)00098-7.
Chen, Qingyan. “Ventilation Performance Prediction for Buildings: A Method Overview and Recent Applications.” Building and Environment, vol. 44, no. 4, Apr. 2009, pp. 848–858, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2008.05.025.
Mahdavi, Ardeshir, and Claus Pröglhöf. “A Model-Based Approach to Natural Ventilation.” Building and Environment, vol. 43, no. 4, Apr. 2008, pp. 620–627, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2006.06.023.
Chenvidyakarn, T., and A. Woods. “Stratification and Oscillations Produced by Pre-Cooling during Transient Natural Ventilation.” Building and Environment, vol. 42, no. 1, Jan. 2007, pp. 99–112, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2005.08.007.
Hetun, Galina, et al. “The Impact of Indoor Air Exchange on the Energy Efficiency of Multi-Apartment Residential Buildings. ” Energy Efficiency in Construction and Architecture 13 (2019): 58-68. DOI: https://doi.org/10.32347/2310-0516.2019.13.58-68
L. M. Vilinska, G. M. Burlak, and A. V. Gurska. “Energy Efficiency of Multi-Apartment Residential Buildings. ” Ukrainian Journal of Construction and Architecture 3 (015) (2023): 28-33. https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.140723.28.951
Sergeychuk, O., and S. Kozhedub. “Development of criteria-based assessment of energy efficiency and environmental friendliness of buildings. ” Energy Efficiency in Construction and Architecture, No. 11, 2018, pp. 61–68, doi:10.32347/2310-0516.2018.11.61-68.
Etheridge, David. Review of Natural Ventilation of Buildings: Theory, Measurement and Design, by David Etheridge. International Journal of Ventilation, vol. 10, no. 4, 2012, pp. 405–406, doi:10.1080/14733315.2012.11683965.
Weerasuriya, Asiri Umenga, et al. “A holistic framework to utilize natural ventilation to optimize energy performance of residential high-rise buildings. ” Building and Environment 153 (2019): 218-232.
Tong, Zheming, Yujiao Chen, and Ali Malkawi. “Estimating natural ventilation potential for high-rise buildings considering boundary layer meteorology. ” Applied energy 193 (2017): 276-286.
Vakulenko D., Mileikovskyi V. “Modeling the efficiency of heat recovery in a regenerative device using different approaches.” Ventilation, Lighting and Heat-Gas Supply, vol. 41, April 2022, pp. 32–38. https://doi.org/10.32347/2409-2606.2022.41.32-38
Mileikovskyi V., Vakulenko D.5 “Simulation of the efficiency of improved regenerative decentralised ventilators Vents TwinFresh.” Construction of Optimized Energy Potential (CoOEP), vol. 9, no. 1/2020, pp. 61–67, 2020. https://doi.org/10.17512/bozpe.2020.1.07
Vakulenko D., Mileikovskyi V. “The Experimental Determination of the Heat Transfer Coefficient in Thin Channels of a Regenerative Heat Exchanger.” FME Transactions, vol. 53, 2025, pp. 173–183. https://doi.org/10.5937/fme2501173V
Enerhetychna efektyvnist budivel. Metody rozrakhunku enerhetychnykh kharakterystyk. DSTU 9190:2022, Ukrarkhbudinform, 2022. (in Ukrainian)
Ministerstvo rehionalʹnoho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo-komunalʹnoho hospodarstva Ukrayiny. Metodyka vyznachennya enerhetychnoyi efektyvnosti budivelʹ. Nakaz № 169 vid 11 lypnya 2018 r. Zareyestrovano v Ministerstvi DBN V.2.5-67:2013. Opalennya, ventylyatsiya ta kondytsionuvannya. Chynni vid 2013-10-01. Ministerstvo rehionalʹnoho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo-komunalʹnoho hospodarstva Ukrayiny, 2013.
DBN V.2.5-64:2012. Vnutrishniy vodoprovid ta kanalizatsiya. Chynni vid 2013-07-01. Ministerstvo rehionalʹnoho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo-komunalʹnoho hospodarstva Ukrayiny, 2012.
Moskvіtina, A. S., et al. “Methodology of Technical and Economic Comparison of Heating Devices for Use in Modern Dynamic Water Heating Systems.” Upravlinnia Rozvytkom Skladnykh System [Management of Development of Complex Systems], no. 37, 2019, pp. 210–218, https://doi.org/10.6084/m9.figshare.9783254
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Дар’я Вакуленко, Анна Москвітіна
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
