В Новосибирске разработали систему «умного микроклимата»

Воздушная тревога

– В новостях рассказывают про выбросы сероводорода, смог… – Михаил Амелькин, молодой гендиректор новосибирской компании «Тион», чем-то похожий на актера Машкова, ждет, пока кофемашина нацедит утренний эспрессо. – Конечно, внимание привлекают яркие события. Но ведь они разовые. А мы в городах изо дня в день вдыхаем такой букет! Пыль, выхлопы, табачный дым, аллергены, отходы производств, испарения из стен, споры плесневых грибов, вирусы. Вред здоровью наносится ежедневно.

Из широких окон углового директорского кабинета, отделенного от остального офиса тонкой перегородкой, открывается вид на парковку новосибирского Технопарка, за которой заснеженный лес: в Сибири зима давно уже наступила. Последнее, о чем думаешь при виде этих снегов, – экологические проблемы. Но Амелькину чужды иллюзии. Он все перечисляет и перечисляет факторы, мешающие нам свободно дышать.

Группа «Тион» производит бризеры – инновационные устройства для приточной вентиляции, очистки и обеззараживания воздуха, профессиональные и бытовые. Как продавец вентиляционных систем, то есть – в широком смысле – воздуха, Михаил Амелькин может рассказать о своем «товаре» много неожиданного. И почему-то это звучит как триллер.

Например, он цитирует отчет Всемирной организации здравоохранения за 2012 год, опубликованный весной. По данным ВОЗ, каждая восьмая смерть в мире – более 7 млн смертей за год – связана с грязным воздухом. Причем более 60% этих смертей произошли даже не из-за заболеваний дыхательных путей, а из-за сердечно-сосудистых проблем. Все дело в опасной интервенции. Аэрозольная респирабельная пыль – так ученые ее называют.

Летучие аэрозольные частицы размером меньше 2,5 микронов не задерживаются ни в носу, ни в бронхах, насквозь проходят все биологические фильтры человека, попадают в легкие, всасываются в кровь, вызывают интоксикацию, зашлаковывают и повреждают сосуды. И встречаются они не только в автомобильных пробках или на вредном производстве.

Лабораторная работа

Собственно, где они встречаются, лучше всего выяснять в лаборатории. Химико-физическая лаборатория у «Тиона» своя. Из кабинета генерального туда нужно долго идти по лестницам и коридорам, минуя двери на электромагнитных замках. Физики называют свой офис «дисперсным»: он занимает три помещения на разных этажах в двух крыльях здания. Пока дойдешь, несколько раз вытащишь карточку из кармана: оно и понятно, всюду коммерческая тайна.

Без бахил и халатов в лабораторию не проникнуть. Вдоль кирпичных стен, в центре, на фоне перегородок и за перегородками – всюду трубы и вытяжки, вытяжки и трубы. Толстые металлические воздуховоды разных цветов на физических стендах, более изящные, из прозрачного стекла – в химическом отделении. Здесь испытывают сорбенты и катализаторы, измеряют эффективность отдельных фильтров и готовых приборов, исследуют особенности захвата разного типа частиц в зависимости от условий и типа фильтра, изобретают новые волокна и их сочетания. Будь в частице хоть два микрона – она не проскочит.

Самый интересный с точки зрения обывателя эксперимент проводится на одном из химических стендов. В испытательную ячейку – сурового вида диск из нержавеющей стали – закладывается образец: кусок обоев, линолеума или натяжного потолка. По пневмотрассе подается воздух, подключается пробоотборник – остается посчитать, с какой скоростью из окружающих нас отделочных материалов выделяются летучие соединения.

– Поймите: если мы слышим, что в результате выброса была превышена ПДК по какому-то веществу, это значит, дела совсем нехороши. Установленные сегодня ПДК довольно высоки, мы с ними не сталкиваемся в повседневной жизни. Но мы живем в квартирах и работаем в офисах, где в отделке использовано огромное количество синтетики и полимеров. И постоянно имеем дело с относительно низкими концентрациями, но огромного спектра веществ. Их выделяют любая мебель и отделочные материалы. Присутствуют среди них и аэрозольные частицы PM 2,5 – размером 2,5 микрометра и менее. У нас о таких мало кто слышал, а в Китае, например, с ними знакома любая домохозяйка. Регулярное вдыхание этого коктейля дает весьма грустный накопительный эффект, – говорит руководитель лаборатории Филипп Сабельфельд.

Активная вентиляция

Экологически неблагополучный Китай в разговоре возник не случайно. «Тион» как раз выходит на китайский рынок. Жители его наиболее «грязных» городов поневоле в теме. Там даже распространены приложения для смартфонов, позволяющие мониторить состояние воздушной среды: где и когда можно выходить из дома, а когда не рекомендуется. Визитная карточка современного Пекина – фотографии китайцев в медицинских масках в дымке уличного смога. Но Михаил Амелькин не оставляет таким методам шансов:

– С точки зрения физики защищаться марлевой повязкой от частиц субмикронного размера – то же самое, что ловить рыболовной сетью комаров: бесполезно. Наша респираторная система – открытая дверь, еще более доступная, чем пищевод. Если о здоровом питании в России уже задумываются, то о гигиене дыхания пока не очень. Хотя защита существует. Это фильтры НЕРА медицинского класса. Мы сами такие разрабатываем, производим и используем в наших бризерах.

Собственные производства «Тиона» размещены в том же Китае и в Бердске, под Новосибирском, центральное торговое подразделение – в Москве. Сегодня поставляется уже третье поколение вентиляционных систем, в штате компании – более 150 сотрудников. А начиналась она с четырех однокурсников с физфака Новосибирского университета, имевших отношение к исследованиям по обезвреживанию боевых отравляющих веществ.

Начав восемь лет назад с медицинского рынка, для которого так важна чистая среда, вчерашние студенты оборудовали своей продукцией множество клиник и стационаров по всей стране, начиная с Москвы, а также аэропорты, промышленные предприятия, рестораны и, выйдя на рынок B2C, вывели «Тион» на оборот около полумиллиарда рублей в 2014 г.

Их установками пользуются такие компании, как «РЖД», «РОСНАНО», «Вимм-Билль-Данн» и Росэнергоатом. В 2012 г. проект удостоился звания «Компании года в инновационной сфере», а в 2013 г. вошел в десятку быстрорастущих российских компаний в национальном рейтинге «ТехУспех–2013». 

И, тем не менее, им еще только предстоит донести широкому кругу потребителей, что такое бризер и чем он отличается от кондиционера и воздухоочистителя.

Воздух тройной очистки

Объяснить может, например, Денис Волков – один из тех четверых, с которых все начиналось. Физик, который в «тощем» 2006 г. пришел в компанию в качестве рекламного фотографа, а затем возглавил разработку. Он прекрасно помнит единственную комнату на окраине Академгородка, рядом с рыбным складом, где приятели начинали «щупать рынки». Основателю «Тиона» Дмитрию Трубицыну как-то даже пришлось продать свой скромный автомобиль, чтобы спасти молодую компанию в условиях кассовых разрывов – тогда сумма казалась огромной.

Сейчас Денис Волков руководит разработкой ключевого продукта, которому предназначена центральная роль в проекте «Умный Микроклимат», поддержанном Фондом «Сколково». Эта комплексная система, по замыслу, сможет объединить все типы улучшающих воздух приборов. 

– У воздушной среды в помещении есть несколько параметров,  – рассказывает Волков. – Кондиционеры отвечают главным образом за температуру. Их предназначение – охлаждать воздух. Даже если в них заявлены фильтры, как правило, это очистка очень слабого класса по сравнению с тем, что необходимо человеку для здоровья. Воздухоочистители справляются с задачей очистки, увлажнители борются с сухостью. Но есть еще такая важная и совершенно недооцененная проблема, как свежесть воздуха. Она решается только приточной вентиляцией.

Согласно теории газообменного процесса, духота – это не просто неприятные ощущения. Когда концентрация углекислого газа в помещении растет, кровь перестает в достаточной степени насыщаться кислородом. В результате головные боли, снижение иммунитета, слабость, сложно думать, невозможно нормально выспаться. Единственный выход – открыв окно, впустить в дом кислород. Но вместе с ним в помещение поступят пыль, выхлопные газы и аллергены. Работа воздухоочистителя, если он установлен, в таком случае сводится на нет.

Иное дело – бризер. Он подает в помещение свежий уличный воздух, пропуская его через систему тройной очистки. Три высокоэффективных фильтра справляются со всеми типами городских загрязнений. Базовый фильтр F7 улавливает крупные и средние частицы пыли, пух, сажу. Сердце устройства – НЕРА-фильтр класса Н11 (High Efficiency Particulate Air Filter). Именно он задерживает частицы субмикронных размеров, вредоносные микроорганизмы. Адсорбционно-каталитический фильтр борется с запахами и токсичными газами. Скопившийся в комнате углекислый газ при этом вытесняется в вытяжную вентиляцию.

Монтируется бризер быстро и просто, без предварительного проектирования, весь процесс занимает 40 минут – стоит только просверлить небольшое отверстие в стене. И еще один важный момент: под ним невозможно простудиться. Система климат-контроля подогревает воздух с улицы до комфортной температуры, так что из бризера не сквозит, помещение он не выстуживает.

Умный микроклимат

Последнее соображение стало мотором принципиально новой идеи, которая привлекла внимание Фонда «Сколково» и положила начало сотрудничеству «Тиона» с инноцентром.

«АО «Тион Умный Микроклимат» (до 17 ноября 2014г. – ЗАО «Аэрозащита») – резидент энергоэффективного кластера Фонда «Сколково». Компания разрабатывает и производит профессиональные системы для очистки и обеззараживания воздуха и повышения энергоэффективности систем вентиляции, – говорит вице-президент «Сколково», исполнительный директор кластера энергоэффективных технологий Николай Грачев. – Благодаря собственным разработкам в этой области проекту удалось добиться высоких показателей очистки воздуха при минимальном энергопотреблении оборудования и систем вентиляции и стоимости сменных элементов. Новейшие разработки компании – компактная приточная вентиляция бризер Tion О2 и очиститель воздуха Tion Clever – предназначены для бытового использования в офисах и жилых помещениях. Приборы недавно появились на российском рынке, и уже можно говорить о большом спросе на них: только за первый год активной работы продано более 10 000 устройств, также специализированное оборудование «Тион» для медицинской сферы уже успешно используется в тысячах больниц по всей России. Мы рассчитываем, что на будущий год компания сможет добиться еще больших успехов как в коммерциализации, так и в дальнейшем совершенствовании своей линейки инновационных продуктов».

Россия – страна отрицательных температур. Проветривая квартиры во время долгого отопительного сезона, мы выпускаем тепло наружу. Энергия батарей, эффект от утепленных фасадов – все идет на обогрев улицы. Специалисты подсчитали, что, минимизировав эти потери, можно сохранить 10% энергозатрат, включая топливо. Огромные деньги в масштабах страны. Стоит только вложиться в грамотную систему вентиляции.

Этому и посвящен последний проект новосибирцев – «Умный Микроклимат», вошедший в качестве резидента в Кластер энергоэффективных технологий «Сколково». Речь идет о создании единой системы воздушного мониторинга в помещении и нескольких инновационных технологиях, которые пока только ожидают внедрения.

Сейчас приток свежего воздуха регулируется владельцем бризера вручную. В будущем это станет задачей автоматики, укомплектованной в небольшую коробочку и подключенной к интернету. Новый гаджет будет следить за концентрацией углекислого газа, температурой, влажностью – словом, всеми возможными параметрами. Отправлять данные на смартфон хозяина через интернет. Включать, выключать и регулировать вентиляцию, рационально управлять всеми подключенными к системе климатическими устройствами, будь то бризер, кондиционер или увлажнитель. Вот тогда киловатты перестанут улетать на ветер. На Западе это называют DCV, Demand Control Ventilation.

Наряду с пассивной фильтрацией в системе «Умный микроклимат» планируется использовать принцип электростатического осаждения на пористых средах. Этот метод хорошо зарекомендовал себя в профессиональной технике «Тиона» для медицинских учреждений и промышленной вентиляции. С помощью электрического разряда на внутренних фильтрах продуцируется озон, который уничтожает все микроорганизмы, обеззараживает воздух и вновь разлагается до кислорода на выходе. Благодаря этому фильтры не забиваются и реже нуждаются в замене.

Другие рационализаторские идеи, которым только предстоит осуществиться, – особые фильтры с хемосорбентами для поглощения углекислого газа и внедрение методов рекуперации, когда холодный приточный воздух при подаче в помещение будет частично подогреваться за счет теплого вытяжного. Это даст потребителю дополнительный эффект экономии.

Разработка «Умного микроклимата» находится на стадии НИОКР и ведется на собственные средства компании. Поддержка Фонда – налоговые льготы. И возможность использовать «Сколково» как площадку для поиска партнеров и взаимодействия со СМИ.

– Для стартапа, который выпускает новый продукт, значение информационного ресурса неоценимо. Ведь и сегодня инновационный бизнес сталкиваемся примерно с теми же задачами, которые в конце XIX века успешно решал Генри Форд. Он продвигал автомобили, когда потребителю было известно только одно средство передвижения – лошадь. А теперь без автомобилей мы себе жизни не представляем.

С бризерами то же самое. До сих пор многие думают, что системы вентиляции нужны для каких-то специализированных помещений. Но когда-то ведь и компьютеры занимали по два этажа и использовались только на предприятиях, а теперь они в каждом доме, – рассуждает Амелькин.

Он верит, что со временем управляемый микроклимат станет стандартом жизни в каждой квартире, а бризер – таким же обычным устройством, каким уже стал фильтр для очистки воды. Судя по тому, как в крупных городах растет озабоченность состоянием воздуха, это не выглядит фантастикой.