Экономичные, эффективные, экологичные
инженерные системы двадцать первого века
(044) 592-01-45
(097) 908-81-21
(099) 631-21-31
info@visbud.com.ua

Энергосберегающий Дом

Энергосберегающим считается дом, в котором тепловая нагрузка не выше 30Вт/м2 жилой площади, т.е. максимальная отопительная мощность, обеспечивающая отопление дома в самые критичные морозы, не должна превышать произведение тепловой нагрузки (30Вт/м2) на общую жилую площадь.

С чего начинается  энергосберегающий дом?

energo_dom

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ДОМА

 Энергосбережение в частном доме начинается с обустройства теплоизоляции по контуру дома, исключающей мостики холода. Обустройство теплоизоляции производиться эффективными утеплителями (минеральная вата, базальтовые плиты, пенополистирол,  экструдированный пенополистирол, Пенополиуретан).
Каждый из перечисленных утеплителей имеет свой коэффициент  теплопроводности, который и определяет будущую толщину теплоизоляции.
Выбранный утеплитель определяет систему монтажа и крепежа, с учетом которого корректируется и толщина утеплителя, т.к.  сквозные крепления, а так же стыки плит являются мостиками холода, снижающими теплоизоляционные характеристики (исключения составляют бесшовно-напыляемые самоклеющися материалы и гермитично-стыкующиеся  клеящиеся плиты). Толщина утепления может отличаться в 4 раза, при равном утеплении, например:

Вариант 1

напыляемый  Пенополиуретан (ППУ) толщиной 8см с теплопроводностью 0,019 Вт/(м*С)  – бесшовный самоклеющийся.

Вариант 2

базальтовые плиты с теплопроводностью 0,065 Вт/(м*С) толщиной 35см – грибковое креплением, перехлест плит.
Теплопроводность материалов отличается менее, чем в 3,4 раза, а требуемая толщина для достижения нужных теплоизоляционных свойств более, чем в 4 раза. В данном случае грибковое крепление и стыки плит снижают теплоизоляционные свойства, которые компенсируются увеличением толщины слоя.

Теплоизоляция внешнего контура дома – это:

  • Теплоизоляция внешних стен + энергосберегающие окна и двери.
  • Теплоизоляция кровли или теплоизоляция чердачного перекрытия.
  • Теплоизоляция пола нижнего этажа.
  • Теплоизоляция цоколя и отмостки или цокольного этажа.

ВЕНТИЛЯЦИЯ ДОМА

Любая теплоизоляция дома обеспечивающая тепловую нагрузку менее чем 30 Вт/м2 делает дом практически герметичным, что соответственно требует обустройства энергосберегающей системы вентиляции. Традиционный способ вентиляции методом открывания окон сведет на нет все ваши старания по теплоизоляции внешнего контура дома. Простая приточно-вытяжная система вентиляции, обеспечивающая требуемые гигиенические и санитарные нормы расхода воздуха,  не позволит вам  перешагнуть барьер тепловой нагрузки в 50Вт/м2.

Энергосберегающая система вентиляции дома – это:

  • Приточно-вытяжная вентиляция с рекуператором тепла.
  • Грунтовые воздушные теплообменники (ГТО).
  • Вентиляционные мини тепловые насосы.

Рекуператор тепла (теплообменник, осуществляющий обмен тепла между наружным входящим воздухом и внутренним исходящим воздухом) снижает вентиляционные тепло-потери  в 2 раза, т.е. экономия составит 50%. Грунтовый воздушный теплообменник  обеспечивает подогрев входящего воздуха до +5 – +10 С, в то время как температура окружающего воздуха равна – 20С. грунтовый воздушный теплообменник обеспечит экономию до 30% вентиляционных тепло-потерь.  Вентиляционные минитепловые насосы являются отопительными приборами, однако в силу своей специфики являются энергосберегающими элементами системы. Покидающий дом отработанный воздух после рекуператора имеет весьма высокую (+10 – +15 С) температуру, а следовательно некую потенциальную энергию.
Тепловой насос позволяет вернуть эту энергию в дом затрачивая до 25% от возвращенной энергии, т.е. на каждый 1кВт затраченной электрической энергии тепловой насос возвращает в дом 4кВт тепловой энергии, что является очень экономичным решением для компенсации тепловых потерь, а так же весьма внушительным вкладом в общТую отопительную систему дома.

ОТОПЛЕНИЕ ДОМА

Тепловые насосы

Обустройство автономной отопительной системы — одна из наиболее сложных проблем, с которыми приходится сталкиваться владельцам загородных домов. Именно отопление обычно обходится хозяевам дороже всего: угольный или газовый котел требует постоянной заправки топливом, электрический потребляет слишком много энергии. Поэтому многие владельцы частных загородных домов и коттеджей ищут новые, современные, энергоэффективные варианты устройства отопительных систем. Одной из таких альтернатив является отопление дома тепловым насосом.

Тепловой насос иногда еще называют «холодильником наоборот»: это упрощенное описание лучше всего помогает понять основной принцип устройства теплового насоса. Холодильник «забирает» тепло у продуктов и выводит его наружу (продукты при этом охлаждаются) — а тепловой насос передает «собранное» тепло в дом.
Откуда же берется это тепло? Из почвы и подземных вод, а также естественных водоемов: ниже уровня промерзания грунта они всегда имеют плюсовую температуру — даже в самые сильные морозы; накопленного за лето запаса тепла для этого вполне достаточно. Существует несколько типов тепловых насосов; чаще всего используется геотермальный (грунтовый). Отопление дома тепловым насосом грунтового типа требует укладки коллектора – системы труб, заглубленных не менее чем на 1, 5 м; точная глубина заложения зависит от конкретного региона. По трубам циркулирует хладагент (вещество с низкой температурой кипения, например, фреон или аммиак). Он принимает температуру почвы и поступает в компрессор, где подвергается сжатию: при уменьшении объема вещества его температура резко возрастает. За счет этого концентрированного тепла нагревается теплоноситель внутреннего контура отопительной системы.
Главное преимущество, которым отличается подобная система отопления тепловой насос не требует постоянного расхода топлива. Единственное, что делает такую отопительную систему не вполне автономной — необходимость поддерживать работу компрессора, который обеспечивает сжатие хладагента. Однако на это требуется совсем немного энергии — потребляет тепловой насос в пять-шесть раз меньше, чем отдает. Отопление дома тепловым насосом обходится в несколько раз дешевле любой другой отопительной системы; с учетом простоты и долговечности теплового насоса затраты на его установку окупятся довольно быстро.

Гелиосистемы

В основе всей системы стоит коллектор, который позволяет организовать солнечное отопление дома. Он улавливает свет нашего светила и далее трансформирует его в энергию. Чаще всего его площадь составляет 30-70 квадратных метров. Эта величина зависит от множества факторов. Монтаж солнечных батарей производится специальной техникой, но отдельные пластины можно связывать металлической окантовкой. Не менее важным является и бойлер накопитель. Он аккумулирует кинетическую энергию, а далее трансформирует ее в тепло. Без него не сможет функционировать водонагреватель, объемов которого в пределах до 300 литров. Дополнить подобные установки можно котлами на биотопливе.
Также важным элементом, который помогает достичь высокой эффективности отопления помещения энергией солнца является специальная напольная и стенная панели. Они состоят из множества медных труб, которые равномерно распределены по поверхности. Эти панели обладают низкой температурой запуска и равномерным излучением, которое помогает быстро прогреваться помещению. Такие «солнечные стены» подключаются непосредственно к накопителю.
Рассмотрим” alt=”реальную выгоду от использования гелиосистемы. По статистике солнечный коллектор может вырабатывать половину всей годовой потребности здания в электроэнергии. К примеру, еще 20 лет назад люди бы не поверили в подобные цифры, ведь тогда кпд обогревательных систем было низко по сравнению с современными типами батарей. Но технологическая сфера не стоит на месте. Высокотехнологичная автоматика системы отопления и современный солнечный коллектор могут использовать до 70% улавливаемой энергии солнца. Но не абсолютно все системы столь продуктивны. Эффективность будет на высоком уровне только в том случае, если монтировали ее высококвалифицированные специалисты. Мировые тенденции стремления к экологической чистоте все чаще стали вытеснять классические технологии во всех сферах жизни. Люди стали отказываться от печей и газовых установок обогрева, устанавливая котел, работающий на твердом топливе. Безотходный солнечный котел неминуемо должен заменить электрокотел, уголь и дрова.
Людям свойственно не доверять всему новому. Из-за подобной недоверчивости возникает множество заблуждений. Так, к примеру, наверное, самое распространенное заблуждение в отношении систем отопления энергией солнца является уверенность в том, что зимой эффективность солнечных батарей падает. Но это не так. Эффективность вакуумного коллектора одинакова в течении года. Кроме того, он прост в обслуживании и полностью безопасен в эксплуатации. Также не стоит забывать об эстетическом виде. Смонтированные солнечные панели выглядят красиво и солидно.

Пеллетные котлы

Твердотопливные системы отопления

Естественно энергоэффективными будут котлы с наивысшим КПД. Но надо иметь в виду, что практически всю мощность необходимо сгружать в накопитель (бойлер), или как его еще называют в теплоаккумулятор. Использование печей и каминов в их традиционном исполнении не возможно, если конечно вы не хотите превратить весь дом в сплошную сауну.
В доме с энергоэфективной теплоизоляцией и энергосберегающей вентиляцией растопка обычной печи или камина произведет сильный тепловой удар, который, во- первых, может привести к пожару, а во-вторых, вам придется открыть все окна и выбросить большую часть тепловой энергии на улицу.
Использование теплоаккумуляторов обеспечивает сохранение тепловой энергии и возможность его расхода по мере необходимости, что позволяет увеличить промежуток между закладкой твердого топлива (самого топлива при этом меньше не станет). Чем больше размер теплоаккумулятора (накопителя, бойлера), тем больше возможен интервал времени между топками.

Газовое отопление

На сегодняшний день стоимость магистрального газа настолько мала в сравнении с другими видами энергоносителей, что все выше перечисленные работы производить не целесообразно. Однако, очевидно, что эта ситуация в России временная (до 2015г.), а дома люди строят и обустраивают на десятилетия.Системы отопительных систем на абсорбционных тепловых насосах работающих на тепловой энергии газа, позволяющие экономить до 50% газа, по всей видимости не будут актуальны в России еще не менее 5-10 лет.
Когенеративные установки  и топливные элементы будут актуальны только при проблемах с электричеством. Они весьма дороги, хотя и имеют суммарный КПД более 95%. Учитывая тот факт, что проблемы с электричеством в газифицированных районах маловероятны, а так же весьма малую распространенность топливных элементов, эти системы – так же системы будущего. Таким образом, рассматривать будем обычные котлы (использующие энергию прямого сгорания газа) с максимальным КПД, при этом надо не забывать, что дом герметичный и соответственно подача воздуха для сгорания газа происходит снаружи.  Несмотря на наличие обычного котла обустроить отопительную систему в виде теплых полов или теплых стен, вместо обычных радиаторов все равно стоит. Такая система не только обеспечить более  равномерное и комфортное распределение тепла по дому, но и обеспечит экономный расход энергоносителя, а так же, заранее адаптирует систему под энергосберегающие технологии отопления домов.

Электрическое отопление

Энергоэфективные электрические отопительные системы базируется на работе теплового насоса. Такую энергетику называют геотермальной.
Суть ее состоит в использовании низкопотенциального тепла грунта в зимний период, а восстановление в летний. Такие системы дают экономию расхода электрической энергии в 3-4 раза, т.е. на 1кВт затраченной электрической энергии вы получаете 3-4кВт тепловой энергии. Такой системе отопления для достижения наилучших результатов требуется теплый пол, а еще лучше теплые стены. Капиталовложения в такие отопительные системы не малые, но оно окупаются в среднем за 3-4 года, при весьма внушительном сроке службы – более 25 лет.

Отопление на жидком топливе или сжиженном газе

В этом случае энергоэффективное отопление будет либо с котлами с очень высоким КПД, либо использование когенеративных установок, КПД которых доходит до 95%, при этом вы имеете дополнительно электрическую энергию до 35%, которую Вы так же можете пустить в систему отопления.
Когенеративная установка – устройство с двигателем внутреннего сгорания, выдающее в примерной пропорции 1:2 электрическую и тепловую энергию, при этом устройство максимально экологично и имеет максимально возможный КПД – до 95%. Ни один котел не даст такой КПД. Такие установки весьма дороги, но в случаях частых отключений электричества, просто его отсутствия, да и в целях экономии они весьма востребованы.

Энергоэффективные канализационные системы

energo_dom4Утилизация канализационных стоков сопровождается весьма не малой утилизацией тепла. Средняя температура канализационных стоков исходящих из дома не менее 30грС. Качественно теплоизолированный септик может сохранить, а определенные виды септиков и увеличить температуру стоков.
В дренажной части утилизации стоков обустраивается съем тепла и загрузка его в дом с помощью теплового насоса.
Такая система теплового насоса обеспечивает заведомо высокий КПД системы, при  весьма скромных материальных затратах на трубы и землеройные работы (в целом же система автономной канализации весьма дорогое сооружение).

Как достичь максимального энергосбережения системы отопления?

Первоочередной задачей при проектировании системы отопления является точное определение теплопотерь дома и потребностей в горячей воде. Именно эти пункты и являются отправной точкой для построения эффективной системы отопления и горячего водоснабжения, с наименьшим энергопотреблением в будущем.

Этот вопрос можно разбить на две части:

  • Четкое определение величины тепло потерь, для правильного подбора мощности оборудования. Верный подбор — это установка оборудования с мощностью, соответствующей потребностям здания и температурному режиму, без дополнительных «запасных» киловатт. Завышенные мощности тепло генераторов приводят к росту капиталовложений и увеличения эксплуатационных расходов . Конечно, важным фактором является также температурный режим эксплуатации системы отопления и график потребления горячей воды .
  •  Важной предпосылкой предыдущего пункта является структура тепло потерь здания, обнаружение проблемных мест и определение комплекса мероприятий, которые дадут наибольший уровень энергосбережения. Нужно четко понимать, что реконструкция системы отопления и монтаж новой установки не приведет к максимальному результату без проведения эффективной теплоизоляции здания.

Как видно из представленного изображения, потенциал энергосбережения мероприятий по утеплению дома такой же, как и эффект от реконструкции системы отопления и использования солнечной энергии.
Potencial energosberezheniya doma Потенциал энергосбережения дома Энергосберегающие системы отопления домов
Максимального энергосбережения можно достичь только благодаря комплексному подходу — сочетанию энергосберегающего оборудования и мероприятий по утеплению здания.
Сегодня, европейские нормативы устанавливают новые стандарты энергопотребления. Высокие требования к теплоизоляции зданий, новые стандарты для окон и дверей, использование энергосберегающих насосов, новые осветительные приборы, конденсационные котлы, обязательное использование возобновляемых источников энергии ( солнечные установки и тепловые насосы различных типов ), применение биомассы ( древесины, пеллет , соломы и т.д. ) — это лишь частичный перечень мероприятий для достижения максимального энергосбережения и построения идеального «пассивного дома», что потребляет минимальное количество энергии.
Использование идеи энергосберегающего дома дает возможность по новому взглянуть на систему отопления :

  • Уменьшить тепловую мощность оборудования
  • Эффективно использовать энергию солнца и окружающей среды и существенно снизить затраты на тепло и горячую воду .

Уже сегодня мы можем видеть объекты , системы отопления которых не укладываются в рамки «традиционного» представления о теплоснабжении .