АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ВЕКТОРОВ ЭВОЛЮЦИИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ

Обеспечение контролируемого воздухообмена является критически важной задачей для создания и поддержания здорового микроклимата в помещениях различного назначения. Современные вентиляционные комплексы представляют собой сложные инженерные системы, от эффективности которых напрямую зависят комфорт, самочувствие людей и их продуктивность. Целью данного исследования является анализ актуального технического состояния рынка вентиляционных решений и определение перспективных тенденций его развития.

Система вентиляции — совокупность устройств для обработки, транспортирования, подачи и удаления воздуха.

Любая современная вентиляционная установка включает в себя ряд базовых элементов, определяющих ее эксплуатационные качества:

1. Каналы для транспортировки воздуха (воздуховоды);
2. Устройства для очистки приточного воздуха (фильтры различной степени очистки);
3. Агрегаты для утилизации тепловой энергии (рекуператоры и теплообменники);
4. Элементы для снижения акустического воздействия (шумоглушители);
5. Блоки управления, регулирующие производительность вентиляторов.

С точки зрения принципа действия и конструкции, системы вентиляции подразделяются на несколько основных типов:

1. Системы с естественным побуждением. Воздухообмен осуществляется благодаря естественным силам (градиенту температур, ветровому давлению). Характеризуются простотой и минимальными эксплуатационными расходами, широко применяются в жилищном строительстве.
2. Системы с механическим побуждением. Используют вентиляторное оборудование для принудительной подачи и удаления воздушных масс. Отличаются высокой производительностью и управляемостью, что обуславливает их применение в промышленных и крупных общественных зданиях.
3. Гибридные (комбинированные) системы. Интегрируют преимущества естественной и механической вентиляции, позволяя оптимизировать энергопотребление при сохранении требуемой эффективности.
4. Крышные вентиляционные установки. Монтируются на кровле зданий, что способствует снижению уровня шума внутри помещений и эффективной организации воздушных потоков.
5. Централизованные и локальные (децентрализованные) системы. Централизованные решения управляются единым контроллером, в то время как децентрализованные предоставляют гибкость для индивидуального регулирования климата в отдельных зонах.

Для объективной оценки тенденций был проведён анализ патентной базы Российской Федерации за период с 2009 по 2024 год. Всего за данный период было выдано 262 охранных документа, из которых для детального рассмотрения отобрано 30 наиболее релевантных изобретений.

Рисунок 1. Динамика публикации патентных документов в области вентиляции по годам

На графике наблюдаются периоды снижения патентной активности (например, 2016-2018 гг., 2019-2024 гг.), что может указывать на снижение инвестиций в НИОКР или на повышенную сложность решаемых технических задач. Пиковые значения в 2013 и 2019 годах свидетельствуют о всплеске исследовательского интереса к определённым техническим направлениям.

Анализ описаний изобретений позволяет выявить актуальные требования рынка и направления для совершенствования продукции. Ключевыми трендами являются повышение надёжности, упрощение обслуживания, миниатюризация и интеграция в строительные конструкции.

Рассмотрим патент РФ на изобретение № 2839196 «Приточно-вытяжная щелевая система».

Заявленное изобретение относится к области оборудования систем вентиляции и кондиционирования, а также к области строительства, в частности к линейным диффузорам. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является невидимая интеграция системы вентиляции и кондиционирования в систему подвесных потолков или стен из металлического каркаса и гипсокартона, повышение параметров комфорта в помещениях бытового, коммерческого и прочего пользования. Это удалось сделать, за счет того, что приточно-вытяжная щелевая система состоит из верхнего, нижнего и бокового профилей с полостями, соединенных между собой перемычками с образованием прямоугольного отверстия для подачи или удаления воздуха, и соединительных элементов, при этом на каждом профиле выполнены пазы для перемычек и соединительных элементов, на верхнем профиле размещена вертикальная стенка для крепления гипсокартона и паз для подсветки, боковой профиль имеет полку под гипсокартон, а на его внешней стороне выполнены углубления. Сущность технического решения заключается в том, что, в результате получается невидимая интеграция системы вентиляции и кондиционирования в систему подвесных потолков или стен из металлического каркаса и гипсокартона за счет полного сокрытия как корпуса диффузора, так и вентиляционного отверстия, что обеспечивает эстетическую целостность потолка и стен, не нарушая архитектурный стиль и дизайн интерьера [1].

Рассмотрим еще один патент РФ на изобретение № 2623912 «Малошумная вентиляционная установка Кочетова».

Изобретение относится к машиностроению. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности шумоглушения за счет повышения коэффициента звукопоглощения путем увеличения поверхностей звукопоглощения при сохранении габаритных размеров вентиляционной установки. В заявленной вентиляционной установке в качестве звукопоглощающего материала панелей кожуха используется звукопоглощающий элемент, содержащий гладкую и перфорированную поверхности, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция, которая содержит гладкую и перфорированную поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющей собой чередование сплошных участков и пустотелых участков, причем пустотелые участки образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа, форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями, причем вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, при этом ребра призматических поверхностей закреплены, соответственно, на гладкой и перфорированной стенках, при этом полости пустотелых участков заполнены строительно-монтажной пеной, а материал перфорированной поверхности выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката [2].

 

Рассмотрим еще один патент РФ на изобретение № 2794130 «Система гибридной реверсивной вентиляции».

Изобретение относится к системам вентиляции административных зданий. Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание системы гибридной реверсивной вентиляции, обеспечивающей эффективный воздухообмен в обслуживаемых помещениях при одновременной экономии энергоресурсов и снижении капитальных затрат на систему вентиляции. Задача решается тем, что система вентиляции включает вентиляторы и насадки из пористых материалов, содержит воздуховоды, клапаны, приточную установку, имеющую в своем составе заслонку, один или несколько фильтров, калорифер, вентилятор, шумоглушитель и охладитель, отопительные приборы, приточно-вытяжные устройства. При этом воздуховоды сделаны таким образом, что одним краем выходят на кровлю или фасад в верхней части здания, а другим своим краем заводятся в помещения. Каждый из них оснащен клапаном и вентилятором вблизи выхода воздуховода на улицу, причем клапаны располагаются ближе к улице относительно вентиляторов, приточная установка подсоединяется к воздуховодам в точках, расположенных между вентиляторами и помещениями [3].

Проведённое исследование позволяет констатировать, что развитие систем вентиляции идёт по пути глубокой интеграции в архитектурные решения, существенного повышения энергоэффективности и акустического комфорта. Наблюдается тренд на интеллектуализацию управления и создание гибридных систем, адаптирующихся к изменяющимся условиям. Выявленные на основе патентного анализа перспективные решения обладают потенциалом для правовой охраны и коммерциализации.

Дальнейшие исследования целесообразно сконцентрировать на мониторинге отечественных разработок, представленных на профильных выставках и в специализированных каталогах, для формирования наиболее полной картины технического ландшафта.