Новые энергосберегающие технологии в строительстве — Геотермальное отопление

Геотермальное отопление для детского сада в томском селе

А.А. Коваленко, Томский центр ресурсосбережения и энергоэффективности

В июне 2013 года в селе Турунтаево Томского района открылся первый в районе и второй в области детский сад, оборудованный системой геотермального отопления. В 2014 году планируется увеличить количество подобных объектов.

Фото 1. Детский сад, село Турунтаево Томского района

Последние 10 лет дети дошкольного возраста в селе Турунтаево воспитывались дома, а потому открытие детского сада здесь было просто необходимо. По словам начальника Управления образования Администрации Томского района Сергея Ефимова, одноэтажное здание под дошкольное учреждение отдала администрация поселения, а финансирование проекта стало возможно благодаря областной целевой долгосрочной программе по открытию дошкольных мест.

Поскольку газ в селе отсутствует, было принято решение оборудовать садик системой геотермального отопления. Этот шаг обусловлен тем, что, по подсчетам специалистов Управления, стоимость долгосрочной эксплуатации геотермальных насосов получается ниже, чем оплата работы угольной котельной.

Здание администрации Турунтаевского поселения до реконструкции не отвечало современным требованиям энергоэффективности и относилось к низкому классу энергоэффективности – «D».

С целью дельнейшей максимальной экономии топливно-энергетических ресурсов, а также для возможности установки теплового насоса с более низкой расчетной мощностью, было принято решение привести здание к максимальному классу энергоэффективности – «А». Кроме того, был произведен расчет соответствия теплового оборудования СанПиНам, по которым оно должно поддерживать в здании детского сада температуру не ниже +19 ⁰С при температуре наружного воздуха – 40 ⁰С.

Всего на перепланировку, ремонт и переоборудование здания было затрачено около четырех миллионов рублей – 80% суммы было выделено из областного бюджета, 20% – софинансирование из местного бюджета Томского района. Вместе с тепловым насосом сумма составила чуть меньше шести миллионов.

Благодаря тепловым насосам, отопление детского сада представляет собой полностью изолированную и независимую систему. В здании теперь нет традиционных батарей, а отопление помещения реализуется при помощи системы «теплый пол».

Как это происходит?

Для обеспечения здания детского сада теплом и горячей водой тепловой насос использует низкопотенциальное тепло земли. Схематично систему можно разделить на три части:

  • внешний контур – система труб, в которой циркулирует теплоноситель (этиленгликоль), собирающий низкопотенциальное тепло окружающей среды (грунта, воды);
  • тепловой насос, увеличивающий температуру теплоносителя до 40-50⁰С путем парокомпрессии газа (фреона) и передающий тепловую энергию внутреннему теплоносителю (дистиллированной воде);
  • внутренний контур – система отопления – в данном случае «теплый пол» – распределяющая тепло по помещению.

Здесь стоит отметить, что существует несколько видов внешних контуров тепловых насосов:

  • водяной контур – в этом случае теплопроводником является водоем, на дно которого укладывается контур;
  • горизонтальный земляной контур – трубопровод располагается ниже глубины промерзания (около 2-2,5 м), где грунт имеет стабильную температуру, независящую от температуры наружного воздуха (этот вариант требует наличия значительной свободной площади около здания, поскольку площадь всего контура примерно равна общей площади отапливаемого помещения);
  • вертикальный земляной контур (скважина) – в этом случае трубы с теплоносителем опускаются в скважины длиной от 50 до 300 м, здесь не требуется большая свободная площадь около здания, однако необходимы дорогостоящие бурильные работы;
  • воздушный коллектор – тепло берется из воздуха, а потому такой контур актуален в южных регионах.

По словам энергетика Управления образования Администрации Томского района Романа Алексеенко, площадь земли рядом с Турунтаевским садиком позволила установить там внешний горизонтальный земляной контур, площадь которого составила около 250 м 2 (как и площадь детского сада). Этот способ проще и дешевле, нежели обустройство вертикального контура.

«Глубина промерзания грунта составляет 2-2,5 м. Температура земли ниже этой отметки остается одинаковой и зимой и летом, и равняется от +1°C до +5°C. Работа теплового насоса построена на этом свойстве. В земляной контур рядом с Турунтаевским садиком, на глубину 2,5 метра были закопаны сообщающиеся трубы на расстоянии примерно 1,5 м друг от друга. В системе труб циркулирует теплоноситель – этиленгликоль. Внешний горизонтальный земляной контур сообщается с холодильной установкой, в которой циркулирует хладагент – фреон, газ с низкой температурой кипения. При контакте скажем, с +3°C, этот газ начинает закипать, и когда компрессор резко сжимает кипящий газ, температура последнего возрастает до +50°C. Нагретый газ направляется в теплообменник, в котором циркулирует обычная дистиллированная вода. Жидкость нагревается и разносит тепло по всей системе отопления, уложенной в полу» – объясняет Роман Викторович.

Сущность работы теплового насоса такова, что из 1 КВт потребляемой электрической энергии тепловой насос производит 4 кВт тепловой энергии.

Для возможности уменьшения мощности требуемого теплового насоса и насосного оборудования, а значит, и снижения затрат на потребляемую ими электрическую энергию, здание, в котором устанавливается оборудование, необходимо привести к максимальному классу энергетической эффективности – «А».

Турунтаевский садик ему соответствует – в здании обустроена дополнительная теплоизоляция: поверх существующей стены (толщиной в 3 кирпича) установлен 10-сантиметровый слой утеплителя, эквивалентный 2-3 кирпичам. За утеплителем находится воздушная прослойка, а следом – металлический сайдинг. Таким же образом утеплена и крыша. Кроме того, в садике установлены энергосберегающие пластиковые окна, утеплены входные группы. Подвала в здании нет, потому теплопотерь через него не предвиделось и основное внимание строителей сосредоточилось на «теплом полу» – системе отопления здания. Получилось несколько слоев: бетонный пол, слой пенопласта толщиной 50 мм, «теплый пол» – система труб, в которых циркулирует горячая вода, бетонная стяжка и линолеум.

Несмотря на то, что температура воды в теплообменнике может достигать 50 °C, максимальный нагрев фактического напольного покрытия не превышает 30 °C. А потому большинство традиционных напольных покрытий – таких как линолеум, паркет, керамическая плитка, камень могут быть использованы вместе с «теплым полом».

Фактическая температура каждой комнаты может регулироваться вручную – автоматические датчики позволяют устанавливать температуру пола таким образом, чтобы помещение детского сада прогревалось до положенных санитарными нормами градусов.

Директор МБОУ Турунтаевской средней школы (в ведомстве которой находится детский сад) Евгений Белоногов: «Мы немного боялись зимы – не знали, как поведут себя тепловые насосы. Но даже в сильные морозы в садике было стабильно тепло – от 18 до 23 °C. Конечно, здесь стоит учесть, что и само здание изначально было хорошо утеплено. Оборудование неприхотливо в обслуживании, и, не смотря на то, что это западная разработка, в наших суровых сибирских условиях, показало себя довольно эффективно. Тепловой насос работает от электричества – в холодные месяцы у нас выходило около 2 тыс. кВт×ч. Кроме того, оборудование экологично – все жидкости абсолютно безвредны и даже в случае протечки никакой опасности для окружающих не представляют. Ну и самое главное – детям в садике комфортно. Благодаря «теплому полу» их ножки всегда в тепле».

Фото 2. Монтаж теплого пола.

Сколько это стоит?

По данным, предоставленным Управлением образования Администрации Томского района, монтаж теплового насоса обходится дешевле строительства угольной котельной, кроме того, его работа обойдется вдвое дешевле работы последней.

Табл. 1. Сравнение стоимость монтажа телового насоса и угольной котельной

Наименование вида теплоснабжения

Стоимость затрат на приобретение и монтаж, руб.

Стоимость ежегодной эксплуатации, руб.

Суммарная стоимость затрат на установку и отопление за 10 лет, руб.

Разновидности новых технологий в отоплении частных домов

Постоянный рост цен на отопление способствует тому, что люди прибегают к использованию альтернативных источников. Разработки в этой области позволяют применять природные ресурсы, такие как солнце, вода и земля. Также новые технологии внедряют целые комплексы по отоплению дома.

Какую отопительную систему выбрать? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо изучить все особенности работы и определить условия для правильного функционирования. Также немаловажным фактором является рентабельность и целесообразность выбранного вида.

Новые технологии с применением альтернативных теплоносителей приходят на смену привычным для всех газовых и электрических отопительных установок. Различают четыре вида систем в зависимости от источника:

  • гидротермальные;
  • геотермальные;
  • солнечные;
  • инфракрасные.

Рассмотрим их подробнее.

Гидротермальная

В основе этого метода лежит использование природной воды. Из нее будет извлекаться необходимая тепловая энергия. Если в пределах досягаемости вашего дома находится озеро или водоем, тогда задача по установке оборудования значительно упрощается. Но это скорее исключение из правил, в большинстве случаев приходится бурить скважины до уровня грунтовых вод.

Принцип действия

Установку можно разбить на три составляющие:

  • внешний контур;
  • внутренняя разводка;
  • геотермальный насос.

Внешний контур представляет собой конструкцию труб, проложенную под землей на уровне подземных вод. Глубина их залегания должна быть ниже глубины промерзания. Внешний контур представляет собой отопительные коммуникации дома.

Принцип действия установки заключается в следующем. Тепло подземных вод передается теплоносителю внешнего контура. При помощи насоса он поступает в теплообменник. После чего осуществляется передача тепла на внутреннюю разводку. Всех сложностей монтажа можно избежать, если поблизости находится водоем. Теплообменник погружается в воду и подключается к отоплению. Площадь водоема должна быть не менее 200 м².

Преимущества устройства

Конструкция имеет следующие преимущества:

  • универсальность — система может работать не только как отопительная, но и охлаждающая;
  • низкий расход электроэнергии — она необходима только для питания насоса и составляет порядка 1 кВт в час;
  • пожарная безопасность обеспечивается за счет отсутствия процесса горения;
  • высокий коэффициент полезного действия — из 1 кВт электроэнергии выход составляет 5 кВт тепла;
  • простота эксплуатации и технического обслуживания.

Недостатком является высокая стоимость теплового насоса и монтаж оборудования. Для дома площадью 100 м² и потребляемой мощности 5 кВт*ч, монтаж отопительной системы составит примерно 440 тыс. рублей. Этот расчет берется для домов, находящихся в радиусе 50 метров от водоема, в который будет погружаться теплообменник.

Геотермальная установка

Ее принцип работы схож с гидротермальным вариантом. Разница заключается в том, что используется тепло земли, а не воды.

Особенности оборудования

Укладка внешнего контура может осуществляться как вертикально, так и горизонтально. Вертикальное расположение обусловлено рядом сложностей в процессе монтажа. Для труб необходимо бурить скважины на большую глубину. Но с горизонтальной укладкой связаны два отрицательных момента:

  • необходима большая площадь частного участка для размещения контура;
  • невозможность посадки растений, потому что коллектор будет охлаждать их корни.

Забор тепла в обоих случаях осуществляется непосредственно из почвы поблизости частного строения. Отвечающий за перекачку теплоносителя геотермальный насос располагают в самом доме. Шахта с теплообменником должна располагаться в непосредственной близости к строению.

Достоинства использования тепла земли

Данная система имеет следующие преимущества:

  • тепловая энергия земли является неисчерпаемым источником энергии;
  • автономная работа системы;
  • абсолютная пожаробезопасность, отсутствует вероятность возгорания;
  • минимальный расход электроэнергии;
  • нет необходимости в доставке и хранении топлива;
  • длительный срок эксплуатации.

Высокая стоимость объекта – вот главный минус. Геотермальная установка для такой же квадратуры, как в предыдущем случае увеличится до 600 тыс.рублей.

Солнечные батареи

Использование энергии солнца для отопления является самым недорогим и доступным способом. Главной задачей является преобразование солнечных лучей в тепло с минимальными потерями.

Устройство системы

Главным элементом такой системы является солнечный коллектор. Это устройство, состоящее из трубок, которые ведут к резервуару с теплоносителем. Коллекторы бывают вакуумные, воздушные и плоские. Кроме них в состав входят следующие узлы:

  • теплообменник;
  • накопительный бак;
  • трубопровод;
  • аванкамера.

Накопительный бак – это емкость с нагретым теплоносителем. Из верхней части емкости жидкость подается в отопительные приборы. После прохождения всего отопительного контура остывший теплоноситель вновь поступает в бак.

Аванкамера служит для предотвращения задержки воздуха в отопительном трубопроводе. Она представляет собой бак, который располагается в самой высокой точке системы. Устанавливать коллекторы необходимо под углом в 35–40°. Такой уклон обеспечит максимальную эффективность. Чтобы свести к минимуму тепловые потери, все трубопроводы, ведущие от коллектора к теплообменнику, необходимо изолировать.

Достоинства и недостатки

Стоит отметить основные преимущества солнечной батареи:

  • высокая эффективность;
  • длительный срок службы — более 25 лет;
  • простота обслуживания;
  • независимость от низких температур воздуха.

Но все же батареи лучше использовать как дополнительный источник тепла для частных домов. В зимнее время энергии солнца будет недостаточно, чтобы аккумулировать необходимое количества тепла. Во время повышенной облачности, ваше жилище также может остаться холодным. Новые технологии позволяют объединять несколько видов отопления в один комплекс, и солнечные батареи могут быть совмещены с геотермальной установкой или инфракрасным излучением.

Также к недостаткам можно отнести очень высокие цены на солнечные коллекторы и оборудование. Для отопления дома в 100 м² монтаж солнечных батарей обойдется примерно в 900 000 рублей.

Инфракрасное излучение

Суть этого метода заключается в использовании свойств инфракрасных лучей. Направленный поток нагревает твердые предметы, находящиеся под излучением, а они в свою очередь повышают температуру воздуха дома.

Особенности оборудования

Инфракрасное излучение может исходить от точечных элементов или от поверхностей. Производится расчет необходимого количества приборов. Излучатели могут быть двух видов:

Стационарные излучатели фиксируются на потолке и стенах в тех местах, где необходимо произвести нагрев. Мобильный вариант на опоре можно перемещать в пределах частного дома, его даже можно использовать на открытом воздухе.

Также инфракрасное излучение может исходить от поверхностей. Для этого используется специальная пленка, которая располагается под облицовочным слоем на потолке, стенах и потолке. Эта технология является новинкой в разработке отопительных комплексов.

Плюсы и минусы

Эксплуатация инфракрасных излучателей связана как с положительными, так и с отрицательными моментами. К плюсам можно отнести:

  • быстрый прогрев помещения;
  • экономный расход электроэнергии;
  • возможность перемещения прибора;
  • автоматическая регулировка режима отопления;
  • использование источника тепла на открытых площадках;
  • невысокая стоимость инфракрасного оборудования.
Читайте также:  Где можно выгодно купить керамическую плитку для оформления стен и пола?

Покупку и установку излучателей для домов площадью 100 м² можно ограничить 30000 рублей. Если предусмотрено пленочное инфракрасное отопление, стартовым порогом расходов будет сумма в 160000 рублей.

Минусы инфракрасной системы отопления состоят в том, что располагаться приборы должны не ниже чем на 1,5 метра от уровня пола. Это необходимо для того, чтобы не повредилось напольное покрытие дома. Длительная работа излучателя может привести к его перегреву.

Геотермальное отопление дома

Геотермальное отопление дома

Сегодня вопрос устройства высокоэффективной отопительной системы для частного домовладения является одним из самых важных. Тарифы на природный газ и электроэнергию для населения и предприятий постоянно повышаются, что заставляет задуматься об использовании альтернативных источников энергии. Также большинство традиционных источников отопления, способных выделять тепло только при горении, являются небезопасными с точки зрения экологии и пожароопасности.

К категории современных альтернативных отопительных систем относится геотермальное отопление, которое сравнительно недавно появилось на белорусском рынке. Из-за планов правительства привести к 100% уровень оплаты населением затрат газ и электроэнергию, системы отопления на основе теплового насоса становятся весьма привлекательным альтернативным вариантом в сравнении с морально устаревшими классическими решениями. И хоть сегодня на геотермальное отопление цена значительно упала, основным фактором, сдерживающим рост популярности подобных систем, все еще является их высокая стоимость. За последние 2-3 года, мы констатировали снижение стоимости установки теплового насоса на 30-40%. Основными драйверами снижения стоимости в последнее время выступили буровые работы – в связи с общим кризисом в строительной отрасли стоимость бурения снизилась в 2-2,5 раза. Также нам удалось снизить уровень изначальных капиталовложений для наших клиентов за счет заключение долгосрочных договоров с поставщиками на оборудование и материалы по более приемлемым ценам, без потери их качества. Проблема стоимости постепенно решается с выходом на рынок тепловых насосов российского и китайского производства, несравнимых, конечно, по качеству с европейскими производителями, но гораздо ниже их по цене. Также многих отпугивает сложность проектирования и установки теплового насоса, особенно для решившихся на монтаж геотермальной системы самостоятельно.

Плюсы и минусы отопления тепловым насосом.

Новые технологические разработки позволили эффективно эксплуатировать энергопотенциал земли даже частным домовладениям. Сегодня каждый хозяин частного дома способен отказаться от системы отопления, функционирующей за счет сжигания топлива, в пользу более экологичных и экономичных технических решений. В настоящее время геотермальное отопление может быть оборудовано практически для любого загородного дома. Объем аккумулируемой грунтом энергии Солнца составляет почти 98%. По этой причине даже зимой в глубинах недр сохраняются большие объемы тепла, которое может быть направлено на обогрев здания. Необходимо лишь располагать специальной техникой, чтобы «доставить» тепло в нужное место.

Главными элементами системы являются теплонасос и наружный коллектор. Стоит данное оборудование недешево. Решившись монтировать дома такую систему, следует быть готовым к тому, что окупится она после 4-5 лет эксплуатации. Данное обстоятельство является основным сдерживающим фактором для многих домовладельцев. Не смотря на то что дом строиться с перспективой минимум на 20-30 лет проживания, далеко не все готовы к серьезным капитальным тратам. Хотя с точки зрения экономики нужно понимать, что по прошествии 4-5 лет тепловой насос (имеющий срок эксплуатации 15 лет) по сути “отбивает” свою стоимость три раза, и это при сегодняшних, крайне низких ценах на природный газ.

Средняя стоимость оборудования варьируется, безусловно, от площади обогреваемых строений, их утепления, географического расположения, вида коллектора и прочих факторов. Особенно важная составляющая, которую стоит отметить отдельно, это наличие, тип и качество теплоизоляционных материалов. Например, утепление 40 см кирпичной стены 100 мм каменной ваты способно уменьшить теплопотери через ограждающую конструкцию в 3 раза! Это позволить значительно снизить требуемую мощность системы геотермального отопления, и как следствие сократить первоначальные вливания. Для своих заказчиков, мы всегда стараемся найти «некий экономический баланс» между масштабом утепления дома и мощностью тепловой машины.

Преимущества геотермального отопления дома:

    • Отсутствие необходимости согласований, наличия специального помещения топочной;
    • Полная пожаро- и врывобезопасность;
    • Полностью автоматическая работы, не требующая вмешательства человека;
    • Возможность удаленного (со смартфона или компьютера) управления системой;
    • Низкий уровень эксплуатационных расходов.

Энергия, полученная из недр земли, является совершенно бесплатной и не облагается никакими налогами и пошлинами. Право на ее использование закреплено в Земельном кодексе РБ. Однако деньги приходится тратить на электричество, которое необходимо для работы компрессора теплонасоса. Соотношение затраченной электрической и полученной тепловой энергии составляет примерно 1 к 5, то есть Вы заплатите за 1 кВт, а остальные 4 кВт получите бонусом. Как бы не повышались тарифы на энергоносители в будущем, все равно 80% энергии будет оставаться бесплатной.

Описание и механизм работы.

Геотермальная система для частных домов функционирует практически на тех же принципах, что и классическое оборудование для кондиционирования воздуха. Главная составляющая системы – тепловой насосный агрегат к которому подключены 2 контура. Один из них является внутренним (располагается в отапливаемом здании), второй – внешним (собирает тепло окружающей среды). Контур внутри здания является по сути привычной разводкой по дому теплых полов, радиаторов и другие элементов. Внешний контур аккумулирует рассеянное тепло, его располагают на некоторой глубине в почве, либо воде. В контуре циркулирует жидкость – антифриз (водный раствор этилен или пропиленгликоля с массовой концентрацией до 33%). Предпочтительнее выглядит использование пропиленгликоля, так как является более экологически безопасным.

Температура антифриза, находящегося внутри внешнего контура, достигает уровня температуры среды, после чего он подается в тепловой насос. Там происходит его охлаждение до отрицательных температур, а высвободившееся тепло передается внутреннему контуру. Далее антифриз попадает снова во внешний контур, и цикл повторяется. Перенос и трансформирование низкопотенциального тепла осуществляется согласно цикла Карно (использование двух теплообменников, компрессора, фреонового контура), который можно встретить практически во всех холодильниках, кондиционерах и др. Фактически тепловой насос тратит энергию не на выработку тепла, а на его ассимиляцию, перенос и трансформацию в дом из окружающей среды.

Оборудование можно смонтировать таким образом, что оно будет функционировать в отопительный период в режиме обогрева помещений, а в летний – в режиме кондиционирования. Тепло, которое аккумулирует насос в режиме охлаждения, передается на внешний контур. Если же оборудование функционирует в режиме обогрева, тепло уходит на внутренний контур.

Способы устройства контуров

Часто некоторые организации не имея опыта и знаний в области геотермального отопления вынашивают планы наладить альтернативное отопление своими силами. Но реализовать на практике такой проект затруднительно. Нужно обладать не только знаниями, но и дорогостоящей техникой, инструментами. С этой целью недалеко от здания сооружается конструкция, которая будет располагаться на большой глубине (в некоторых случаях более 100 м) и состоять из труб, замкнутых в единую систему. Также необходимо продумать габариты коллектора, определиться с конструкцией теплообменника. При этом нужно учесть массу факторов. Прежде всего, нужно определиться с глубиной залегания и установить уровень теплопроводности почвы.

В настоящий момент альтернативное отопление с помощью теплового насоса может быть реализовано по одной из трех схем. Выбор схемы влияет на то, каким образом будет устроен наружный контур, собирающий тепловую энергию, а так же на стоимость геотермальной системы отопления.

  • Наибольшую эффективность показывают вертикальные теплообменники. Их монтаж возможен только с использованием спецтехники. Устройство системы сопряжено с серьезными тратами на бурение скважин, глубина которых может достигать 150 метров. Однако конечный результат в итоге позволит оправдать затраты, т.к. скважина может прослужить 100 лет. Для определения примерной глубины и количества скважин, проводят предварительный расчет, ориентируясь на соотношение 40-50 Вт тепловой энергии на один метр коллектора. Исходя из этого, если мощность теплонасоса составляет 10 кВт, то для него должна быть пробурена скважина, имеющая протяженность 160-200 метров. В некоторых случаях рациональнее сделать несколько скважин с меньшей глубиной, в сумме дающих нужный результат. Такое решение позволит сэкономить деньги.
  • Более простым и экономичным вариантом является размещение теплообменника на дне озера или реке, где вода не будет промерзать в зимний период. Обустроить такую конструкцию сравнительно просто. Не нужно проводить дорогостоящие земляные работы. Если необходимо наладить геотермальное отопление дома под ключ, то именно такой проект реализовать проще всего. Однако здесь есть определенные условия. Водоем должен располагаться минимум в 100 метрах от строения, существует риск повреждения теплообменника третьими лицами, требуется согласование государственных контролирующих органов.
  • Конструкция с горизонтальным теплообменником также является сравнительно простой. В этом случае трубы ведутся под землей. При этом глубина должна быть такой, чтобы почва не промерзала. Основной недостаток этого варианта состоит в необходимости обустройства довольно большой территории под коллектор. К примеру, для дома площадью 200 кв.м. необходимо организовать коллектор на 500 кв.м. Помимо этого, трубы должны находится в некотором удалении от крон деревьев (не менее 1,5 м), а это часто создает дополнительные трудности. На территории, где располагается коллектор данного типа, нельзя сооружать другие строения, асфальтировать, либо укладывать плитку, сажать крупномерные деревья.

Каждый из приведенных видов контуров имеет свои достоинства и недостатки. Но как показывает статистика нашей организации примерно 90% заказчиков, несмотря на более высокую стоимость, выбирают именно вертикальный теплообменник. Он позволяет сэкономить пространство, обеспечить стабильную работу на протяжении всего года, сохраняет существующее благоустройство, не ограничивает в использовании землю, отведенную под горизонтальный коллектор.

Если вас заинтересовала эта статья, вы хотите получить больше информации – связывайтесь с нашими специалистами (044) 765 29 58, либо приходите в наш офис в Минске.

Возможна организация посещения действующих объектов!

5 новых энергосберегающих технологий в строительстве

Геотермальное отопление

При словосочетании «геотермальное отопление» у многих наверняка возникнут ассоциации с Японией, Камчаткой или Сахалином. Но этот метод можно использовать не только там, где есть природные гейзеры или вулканы – построить дом на геотермальном отоплении можно и в средней полосе России.

Вспомним школьные уроки географии – известно, что температура грунта под поверхностью земли имеет свой постоянный уровень, который, за исключением зоны вечной мерзлоты, стабильно выше нуля: на глубине 3-4 метра, как правило, держится температура около 3 градусов тепла, а на глубине 20 метров – выше, около 5-7 градусов. На разнице температур между глубинными и поверхностными слоями грунта и основан принцип геотермального отопления, где тепловой насос переводит потенциал тепла в обогрев здания и горячую воду.

Насос размещается в здании, а теплообменник, заполненный специальной жидкостью, в грунте. Жидкость циркулирует в обменнике и собирает из почвы тепло, передает его в тепловой насос; далее система конденсаторов нагревает воду, которая является теплоносителем, до +100 градусов Цельсия. Теперь жидкость охладилась в тепловом насосе и может снова вернуться в теплообменник, чтобы повторить цикл. А горячая вода может использоваться для хозяйственных нужд и обогрева помещения.

Помимо разницы температур в слоях грунта источником тепла могут являться грунтовые воды или открытые водные источники; кроме того, принцип «тепловой насос +теплообменник» можно реализовать практически в любой сфере производства, где есть процессы, сопровождающиеся сильным нагреванием – например, можно использовать горячий воздух от систем охлаждения, нагретую до высоких температур технологическую воду или же горячие газы. Все это тепло, которое обычно рассеивается напрасно в атмосфере, можно использовать для обогрева или создания горячего водоснабжения.

Система остекления «Эко-Фасад»

Система энергосберегающего остекления «Эко-Фасад» (Eco-Facade) была разработана в Австралии и недавно была удостоена престижной премии Best New Product на международной выставке DesignBuild в Мельбурне. Как заявляют авторы технологии, по прочности, надежности и сокращению энергозатрат она в 3-4 раза превосходит не только стекло, но и пластиковые стеклопакеты. Новинка уже начала внедряться в Австралии, в нескольких офисных центрах в Сиднее; в настоящее время российские застройщики ведут переговоры с поставщиками о внедрении «Эко-Фасада» и на территории нашей страны.

Одним из инновационных материалов, которые обеспечивают столь прекрасные эксплуатационные свойства, стал Larson FastClean, который представляет собой многослойную алюминиевую панель с системой самоочищения – на таких окнах не оседает грязь, пыль, следы краски. Если же на окно все-таки попала грязь, то ее легко удалить с помощью обычной воды, без бытовой химии. Кроме легкости в обслуживании, алюминиевый материал легко подлежит вторичной переработке, поэтому его справедливо можно назвать экологичным.

Другая новинка – материал Danpalon 3D Lite, который нейтрализует нагревание от ультрафиолетовых лучей; он используется для производства жалюзи на окнах. Его уникальной особенностью является комбинация полупрозрачных и матовых ламелей, которые точно регулируют баланс света и тени, в результате чего комната не перегревается – таким образом, существенно сокращаются энергетические затраты на охлаждение в летнее время. Danpalon 3D Lite может быть выполнен в любой цветовой гамме!

Черепица с фотоэлементами

Солнечные панели на крышах домов появились уже достаточно давно, их активно используют несколько десятилетий. Однако специалисты компании «Инноватикс» в Анапе, самом солнечном городе России, недавно представили на суд публики новую технологию, которая может вытеснить традиционные солнечные панели – это черепица со встроенными солнечными фотоэлементами. Как известно, черепичное покрытие по праву считается одним из самых надежных, и потребитель сможет получить двойную выгоду – энергоснабжение, независимое от городских коммуникаций, и хорошую кровлю. По расчетам, черепица сможет обеспечить отличное энергоснабжение любого объекта от 1 до 500 В.

Конечно, использование такого материала будет наиболее эффективным в южных регионах России, где большой процент солнечных дней и редки обильные снегопады, которые смогут помешать работе фотоэлементов. В настоящее время под Анапой уже строится первый дом с таким покрытием. Черепица с фотоэлементами устанавливается на южной стороне кровли, в затененной части кладется обычная черепица. Мощность одного элемента составляет 8 Вт, на кровле стандартного дома укладывается около 1700-1900 черепичек. Если взять в расчет только южную сторону, мы получаем больше 7 кВт доступной электроэнергии. В продаже имеется и более производительная черепица мощностью 16 и 20 Вт, а также несколько различных цветов – кирпично-красного, серого и темно-синего.

Вакуумный утеплитель

Вакуум является самым лучшим видом утеплителя, так как в нем нет теплопроводящих веществ – этот факт был известен человечеству уже давно, однако создать вакуумную прослойку для использования в практических целях не могли довольно долго. Тем не менее, здесь пришла на помощь программа по освоению космоса, в рамках которой ученым удалось создать жидкий керамический теплоизолятор (ЖДК). Вакуум находится в кремниевых микросферах, а внешне теплоизолятор выглядит как обычный утеплитель, покрашенный краской.

Эта краска и легла в основу материала Re-Therm, который после выхода из области секретных оборонных разработок стал активно использоваться в строительстве и других отраслях промышленности. Физико-химические характеристики его очень удобны для бытового использования: наносится материал валиком, пультом или кистью как обычная краска; сохраняет свойства в диапазоне от — 60 до +260 градусов Цельсия, может использоваться как декоративное покрытие в фасадной части дома, а также обладает антикоррозионными и гидроизоляционными свойствами.

Домашний ветрогенератор

В центральной и северо-западной части России, где ветреных дней в году больше, чем безветренных, экономически выгодным и экологичным решением станет покупка ветрогенератора для бытового использования. Даже несмотря на то, что стоимость полного комплекта ветрогенераторной установки составляет около 60 тысяч рублей, в условиях производства 200-300 кВт в час такой механизм полностью окупает себя за два-три года, при этом срок его службы только по самым минимальным подсчетам составляет около двадцати лет. А если еще задуматься о том, что тарифы на электроэнергию ежегодно растут, так же как и общий энергодефицит в стране, то покупка может стать еще более выгодной.

Современные технологические решения строительства энергоэффективных зданий Текст научной статьи по специальности « Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Чередниченко Т.Ф., Пушкалева Н.А.

В статье представлен обзор основных методов повышения энергоэффективности зданий . Выявлены основные причины теплопотерь здания. Показаны способы решения вопросов уменьшения энергопотребления новых объектов: установка альтернативных источников энергии, улучшение теплоизоляции ограждающих конструкций, установка высокоэффективной вентиляции с рекуперацией тепла, использование энергосберегающих окон. Рассмотрена законодательная база и государственные программы, стимулирующие энергоэффективное строительство в нашей стране. Проведено исследование современных методов строительства зданий, позволяющих снизить расходы на энергию и ресурсы.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Чередниченко Т.Ф., Пушкалева Н.А.

Modern technological solutions for the construction of energy efficient buildings

The article provides an overview of the main methods for increasing the energy efficiency of buildings. The main causes of heat loss in the building are revealed. The ways of solving the problems of energy consumption of new objects are shown: installation of alternative energy sources, improvement of thermal insulation of enclosing structures, installation of high-efficiency ventilation with heat recovery, use of energy-saving windows. The legislative base and state programs stimulating energy-efficient construction in our country are considered. A study was made of modern methods of building buildings, allowing to reduce energy and resource costs

Текст научной работы на тему «Современные технологические решения строительства энергоэффективных зданий»

Современные технологические решения строительства энергоэффективных зданий

Т. Ф. Чередниченко, Н.А. Пушкалева Волгоградский государственный технический университет

Аннотация: В статье представлен обзор основных методов повышения энергоэффективности зданий. Выявлены основные причины теплопотерь здания. Показаны способы решения вопросов уменьшения энергопотребления новых объектов: установка альтернативных источников энергии, улучшение теплоизоляции ограждающих конструкций, установка высокоэффективной вентиляции с рекуперацией тепла, использование энергосберегающих окон. Рассмотрена законодательная база и государственные программы, стимулирующие энергоэффективное строительство в нашей стране. Проведено исследование современных методов строительства зданий, позволяющих снизить расходы на энергию и ресурсы.

Ключевые слова: энергоэффективные здания, энергоресурсы, теплоизоляция, теплопотери, геотермальное отопление, солнечный коллектор, энергосберегающие окна.

Необходимым условием для комфортной жизни людей являются топливно-энергетические ресурсы (ТЭР). Снижение мировых запасов ресурсов, прирост населения и как следствие рост потребления ТЭР, могут привести к возникновению их дефицита. В связи с этим проблема строительства энергоэффективных зданий наиболее актуальна на сегодняшний день. К тому же ухудшение экологической ситуации и повышение цен на коммунальные услуги так же способствуют развитию интереса к внедрению энергосберегающих технологий и материалов [1].

Концепция энергоэффективного строительства состоит в том, чтобы создать здание, которое не нуждается во внешних ресурсах, оно способно вырабатывать собственную электроэнергию, не нанося урона окружающей среде [2, 3].

Впервые о строительстве энергоэффективных зданий начали задумываться в Европе. После проведенного анализа западные специалисты выяснили, что на отопление требуется большая часть электроэнергии, также значительное количество расходуется на освещение, бытовые приборы,

подогрев воды и приготовление пищи.

Затраты Европейских стран на отопление составляют около 57 % от общего объема электроэнергии, в России эта величина достигает 72%.

В России внедрению энергосберегающих технологий поспособствовал Федеральный закон № 261 от 23.11.2009 “Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации”, на основании которого все здания должны отвечать требованиям энергоэффективности и снабжаться приборами учета ресурсов.

Также правительством РФ была разработана долгосрочная целевая программа по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, согласно которой к 2020 году предусматривается: снижение энергоемкости ВВП Российской Федерации на 13.5 %; экономия первичной энергии в объеме 195 млн. тонн (Государственная программа Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 Декабря 2010 г. № 2446-р)).

Для достижения максимальной энергоэффективности зданий были разработаны специальные строительные стандарты, согласно которым уже на стадии проектирования нужно учесть все критерии, позволяющие добиться энергоэффективности ( Приказ министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства от 17 ноября 2017 года п 1550/пр «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений»). Это достигается путем соблюдения удельного годового расхода энергетических ресурсов на отопление и вентиляцию всех типов зданий, строений, сооружений; электрической энергии на общедомовые нужды и тепловой энергии на горячее водоснабжение многоквартирных домов (ГОСТ Р 54862-2011. Энергоэффективность зданий. Методы определения влияния

автоматизации, управления и эксплуатации зданий (утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2011 г. N 1567 ст); СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий (утвержден приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 30 июня 2012 г. N 265 и введен в действие с 1 июля 2013 г.)).

Поэтому для достижения максимальной энергоэффективности зданий необходимо снизить их теплопотери, которые происходят за счет потерь через систему вентиляции, крышу, стены, оконные и дверные проемы, пол на грунте (рис.1).

Немаловажными критерием также являются климатические условия в месте застройки и расположение здания относительно сторон света. Правильный выбор местоположения сооружения позволит использовать энергию солнца и ветра для выработки собственной электроэнергии.

Немаловажными критерием также являются климатические условия в месте застройки и расположение здания относительно сторон света. Правильный выбор местоположения сооружения позволит использовать

Потери тепла через

крышу – 20 – 30% Потери т*ппа через систему

1СНТНЛ1ЦНИ . 25 ■ 35%

Потери тепла через окна -10 – 20%

Потери тепла через гол на грунте – 5%

Рис.1 «Теплопотери через ограждающие конструкции»

энергию солнца и ветра для выработки собственной электроэнергии.

Основными методами достижения энергоэффективности зданий являются: установка альтернативных источников энергии; улучшение теплоизоляции всех ограждающих конструкций; установка высокоэффективной вентиляции с рекуперацией тепла; использование энергосберегающих окон.

Необходимость экономии ресурсов подтолкнула к разработке современных устройств, способных вырабатывать альтернативные источники энергии. Например, на сегодняшний день известны такие устройства, как геотермальное отопление и солнечные коллекторы.

Принцип геотермального отопления основан на том, что внутри землю нагревает раскаленная магма, а толща грунта не позволяет ей охлаждаться. Благодаря этому можно отапливать объекты, находящиеся на поверхности земли. Работает система за счет наличия теплообменника, который располагается под землей или в воде. На поверхности устанавливается тепловой насос, который нагревает проходящую через него грунтовую воду. Тепло, вырабатываемое при этом, используется для отопления зданий [4].

В настоящее время при выборе альтернативных способов отопления все чаще отдают предпочтение солнечным коллекторам или гелиосистемам. Преимущество таких систем заключаются в том, что их использование не наносит урона окружающей среде, а энергия солнца нескончаема. Система состоит из солнечной панели и резервуара, в котором расположена нагретая вода. Принцип работы: преобразование тепла, поступающего от солнца, в энергию. При этом гелиосистемы могут поглощать солнечную энергию даже в пасмурную погоду, через облака. Поэтому, в летнее время можно полностью перейти на нагрев воды при помощи данной установки, в остальное время она позволит снизить расходы на энергоресурсы наполовину

Но какой бы эффективной не была система отопления, для сохранения тепла необходимо обеспечить теплоизоляцию помещения. Важным фактором здесь является теплоизоляция всех ограждающих конструкций. Внутреннее и внешнее утепление можно улучшить за счет современных экологически чистых утеплителей. Снаружи дома создается сплошная теплоизоляционная оболочка [6].

Также теплопотери могут происходить вследствие того, что вентиляция, вытягивая воздух, забирает часть тепла. Этого можно избежать благодаря современным системам вентиляции с рекуперацией тепла. Такая система, забирая тепло, возвращает его обратно. Рекуператор – устройство, обеспечивающее нагревание поступающего снаружи воздуха, посредством тепла, полученного при охлаждении теплых воздушных масс перед выбросом наружу. То есть с технической стороны рекуперация представляет собой процесс теплообмена [7].

Установив современную систему вентиляции и обеспечив теплоизоляцию стен, необходимо также устранить теплопотери через оконные конструкции, которые происходят за счет: потерь через оконные рамы, переплеты и оконный блок; теплового излучения; конвективных потоков между стеклами

При строительстве энергоэффективного дома используются современные энергосберегающие окна с селективным стеклом. Энергосберегающие свойства этого стекла достигаются путем нанесения на него тонкого металлического покрытия, которое содержит свободные электроны. При этом на стекло поочередно наносятся слои оксида металла, серебра, металла и в завершении еще один слой оксида металла.

Благодаря этому такие стекла в холодное время года отражают тепловое (инфракрасное) излучение от отопительных приборов назад в помещение, позволяя снизить расходы на отопление (рис.2). В летнее время

энергосберегающее стекло отражает солнечное излучение, сохраняя комфортную температуру в помещении, экономя энергию, расходуемую на вентиляцию и кондиционирование (рис.3).

Рис.2. Схема действия энергосберегающего Рис.3. Схема действия энергосберегающего стекла в зимний период. стекла в летний период

Энергосберегающее стекло настолько эффективно, что даже при установке однокамерного стеклопакета позволяет сохранить на 25 % больше тепла, чем обычное 2-камерное металлопластиковое окно. Преимуществом также является то, что однокамерное энергосберегающее окно пропускает свет примерно на 10 % лучше, чем обычное 2-камерное, при этом задерживая вредное ультрафиолетовое излучение.

Для создания энергосберегающих окон используются два вида стекол: К-стекло с пиролитическим (твердым) покрытием; И-стекло с магнетронным (мягким) покрытием.

К-стекло внешне представляет собой обычное прозрачное стекло. Его покрытие состоит из различных компонентов, в основном металлов. К-стекло может устанавливаться как в качестве наружного, так и внутреннего стекла. Первый способ уменьшает поток тепла с улицы в помещение (подходит для стран с жарким климатом), второй – сохраняет тепло в помещении (позволяет снизить затраты на отопление, подходит для суровых климатических зон России). Установка К-стекла существенно улучшает

показатели теплоизоляции стеклопакета.

И-стекло производится посредством электромагнитного напыления, при котором в вакуумной среде частицы оксидов металлов оседают на стекло. При этом на стекле образуется равномерный теплосберегающий слой. И-стекло в отличие от К-стекла обладает низкой абразивной стойкостью, что создает некоторые неудобства при хранении и транспортировке. Это несомненно является его недостатком. Достоинство И-стекла заключается в том, что оно обладает большей теплоизоляцией, чем К-стекло, а его стоимость, наоборот, ниже [8].

Таким образом, уровень научно-технического развития современного общества позволяет разрабатывать и внедрять все новые материалы, системы и устройства, способствующие значительному снижению расходов на коммунальные услуги, экономии на органических видах топлива и сокращению вредных выбросов в атмосферу [9, 10]. Концепция энергоэффективного строительства подразумевает комплексный подход. Он включает не только соблюдение всех стандартов на стадии строительства. Необходим строгий контроль поступления и расхода энергии в уже эксплуатируемом здании, создание микроклимата в зависимости от климатических условий здания.

1. Лысёв В.И., Шилин А.С. Направления повышения энергоэффективности зданий и сооружений // Холодильная техника и кондиционирование. 2017. №2. С. 18-25.

2. Лапина О. А., Лапина А. П. Энергоэффективные технологии // Инженерный вестник Дона, 2015, № 1 (часть 2). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1p2y2015/2849.

3. Шеина С.Г., Миненко Е.Н. Разработка алгоритма выбора энергоэффективных решений в строительстве// Инженерный вестник Дона, 2012, № 4 (часть 1). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p1y2012/1099.

4. Колечкина А.Ю., Захаров А.В. Повышение энергоэффективности зданий за счет использования систем горизонтальных теплообменников // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2016. №1. С. 112-122.

5. Куликов К.К. Перспективы применения солнечных коллекторов // Инновационная наука. 2015. №12-2. С. 86-88.

6. Дедаханов Б. Особенности конструктивно-технологических решений ограждающих конструкций энергоэффективных зданий // Символ науки. 2017. №12. С 22-25.

7. Кузнецова И.В., Казанцева Н.С., Каратаева Е.С. Определение показателя энергоэффективности системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепловой энергии // Вестник Казанского технологического университета. 2015. №17. С. 117-119.

8. Суликова В. А., Силантьева М. А., Хусаинова Г. М. Применение энергосберегающего стекла в сфере жилищно-коммунального хозяйства // Вестник УГНТУ. Наука, образование, экономика. Серия: Экономика . 2014. №1 (7). С. 174-176.

9. Kwasnowski P., Fedorczak-Cisak M., Knap K. Problems of Technology of Energy-Saving Buildings and Their Impact on Energy Efficiency in Buildings// IOP Conference Series-Materials Science and Engineering. 2017. №245. Article Number: UNSP 072043.

10. Saroglou T., Meir I. A., Theodosiou T. Towards energy efficient skyscrapers// Energy and Buildings. 2017. № 149. pp. 437-449.

1. Lysev V.I., Shilin A.S. Kholodil’naya tekhnika i konditsionirovanie. 2017.

2. Lapina O. A., Lapina A. P. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, №1 (part 2). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1p2y2015/2849.

3. Sheina S.G., Minenko E.N. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2012, № 4 (part 1). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p1y2012/1099.

4. Kolechkina A.Yu., Zakharov A.V. Vestnik PNIPU. Stroitel’stvo i arkhitektura. 2016. №1. pp. 112-122.

5. Kulikov K.K. Innovatsionnaya nauka. 2015. №12-2. pp. 86-88.

6. Dedakhanov B. Simvol nauki. 2017. №12. pp 22-25.

7. Kuznetsova I.V., Kazantseva N.S., Karataeva E.S. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2015. №17. pp. 117-119.

8. Sulikova V. A., Silant’eva M. A., Khusainova G. M. Vestnik UGNTU. Nauka, obrazovanie, ekonomika. Seriya: Ekonomika. 2014. №1 (7). pp. 174-176.

9. Kwasnowski P., Fedorczak-Cisak M., Knap K. IOP Conference Series:-Materials Science and Engineering. 2017. № 245. Article Number: UNSP 072043.

Обзор наилучших энергосберегающих систем отопления для частного дома

Стремление к энергосбережению – это насущная потребность человечества. На нашей планете остается все меньше ресурсов, их стоимость постоянно растет, а побочные продукты деятельности человека отравляют среду обитания. Энергосбережение – один из путей решения проблемы. Выбирая энергосберегающее отопление для дома, вы экономите ресурсы, вносите личный вклад в сохранение экологии и создаете комфортный микроклимат в доме. Существует несколько популярных технологий, которые позволяют реализовать эту комплексную программу. Предлагаем обзор энергосберегающих систем отопления для частного дома.

Виды источников энергии

Традиционно для отопления используют несколько источников энергии:

Твердое топливо – дань традициям

Для отопления используют дрова, уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Твердотопливные котлы и печи трудно назвать экономичными или экологичными, но применение новых технологий позволяет существенно сократить потребление топлива и, как следствие, количество продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу.

В последние годы увеличивается количество продаж газогенераторных печей и котлов. Их преимущества – полное сжигание топлива, использование пиролизного газа в качестве источника тепла. Установка такого котла экономит энергоресурсы. Приобретать такие твердотопливные котлы мы советуем у проверенных ритейлеров.

Принцип работы пиролизного (газогенераторного) котла основан на использовании пиролизного газа, который применяется в качестве топлива. Древесина в таком котле не горит, а тлеет, благодаря чему порция топлива прогорает гораздо дольше обычного и дает больше тепла

Жидкое топливо – дорого, но популярно

Это сжиженный газ, дизтопливо, отработанное масло и т.п. На отопление жилища всегда расходуется большое количество жидкого топлива, и пока не придуманы способы заметного сокращения расхода. Это отопительное оборудование требует тщательного ухода, регулярной чистки от сажи и копоти.

Большая часть видов жидкого топлива имеет еще один недостаток – высокую стоимость. И все же, несмотря на явные недостатки, жидкотопливные котлы на втором месте по популярности после газовых.

Жидкотопливные котлы удобны в тех случаях, если поблизости от дома нет магистрали газопровода и нужно обустроить полностью независимую систему отопления

Газ – доступно и дешево

В традиционных газовых котлах расход топлива велик, но конденсационные модели решили эту проблему. Их установка позволяет получить максимум тепла с минимальным расходом газа. КПД конденсационных котлов может достигать более 100%. Многие модели известных брендов можно переводить на работу на сжиженном газе. Для этого нужно просто сменить форсунку. Еще один энергосберегающий вариант – инфракрасное газовое отопление.

Конденсационные котлы – новое слово в производстве газовой отопительной техники. Они экономично расходуют топливо, отличаются высоким КПД, идеально подходят для обустройства отопления и горячего водоснабжения в частных домах

Подробнее про газовые котлы читайте здесь.

Электричество – удобный и безопасный источник тепла

Единственный недостаток использования электроэнергии для отопления – высокая стоимость. Впрочем, этот вопрос решается: постоянно разрабатываются электрические системы отопления, потребляющие относительно небольшое количество энергии и обеспечивающие эффективный обогрев. К таким системам можно отнести теплые полы, пленочные обогреватели, инфракрасные радиаторы.

Теплые полы чаще всего используют в качестве дополнительной или альтернативной системы обогрева дома. Преимущество этого вида отопления – нагревается воздух на уровне человеческого роста, т.е. реализуется принцип – «ноги в тепле, голова в холоде»

Тепловые насосы – экономичные и экологичные установки

Системы работают по принципу преобразования тепловой энергии земли или воздуха. В частных домах первые тепловые насосы стали устанавливать еще в 80-х годах ХХ века, но на тот момент их могли позволить себе только очень зажиточные люди.

С каждым годом стоимость установок становится все ниже, и во многих странах они стали весьма популярны. Так, в Швеции тепловые насосы отапливают около 70% всех зданий. В некоторых странах даже разрабатываются строительные нормы и правила, обязывающие застройщиков монтировать геотермальные и воздушные системы для отопления.

Тепловые насосы устанавливают жители США, Японии, Швеции и других европейских стран. Некоторые умельцы собирают их своими руками. Это отличный способ получить энергию для обогрева дома и сохранить окружающую среду

Гелиосистемы – перспективный источник энергии

Гелиотермальные системы преобразуют лучевую солнечную энергию для отопления и горячего водоснабжения. На сегодня существует несколько видов систем, в которых используются солнечные панели, коллекторы. Они различаются по стоимости, сложности производства, удобству эксплуатации.

С каждым годом появляется все больше новых разработок, возможности солнечных систем расширяются, а цены на конструкции снижаются. Пока их нерентабельно устанавливать для крупных зданий промышленного назначения, но для отопления и горячего водоснабжения частного дома они вполне подойдут.

Гелиотермальные системы требуют только начальных затрат – при покупке и монтаже. После установки и настройки они работают автономно. Для отопления используется энергия солнца

Тепловые панели – энергосберегающее отопление

Среди энергосберегающих систем отопления особую популярность приобретают тепловые панели. Их преимущества – экономное потребление электроэнергии, функциональность, удобство в эксплуатации. Нагревательный элемент расходует 50 Ватт электроэнергии на прогрев на 1 м², в то время как традиционные электрические системы отопления потребляют не менее 100 Ватт на 1 м².

На тыльную сторону энергосберегающей панели нанесено специальное теплоаккумулирующее покрытие, благодаря чему поверхность нагревается до 90 градусов и активно отдает тепло. Обогрев помещения происходит за счет конвекции. Панели абсолютно надежны и безопасны. Их можно устанавливать в детских, игровых комнатах, школах, больницах, частных домах, офисах. Они адаптированы к перепадам напряжения в электросети, не боятся воды и пыли.

Дополнительный «бонус» — стильный внешний вид. Приборы вписываются в любой дизайн. Монтаж не сложен, в комплекте с панелями поставляются все необходимые крепежные элементы. Уже с первых минут включения прибора ощущается тепло. Помимо воздуха, прогреваются стены. Единственный минус – использование панелей нерентабельно в межсезонье, когда нужно лишь слегка обогреть помещение.

Монолитные кварцевые модули

Этот метод отопления не имеет аналогов. Его изобрел С. Саркисян. Принцип действия теплоэлектронагревателей основан на способности кварцевого песка хорошо накапливать и отдавать тепло. Приборы продолжают нагревать воздух в помещении даже после отключения электропитания. Системы с монолитными кварцевыми электронагревательными модулями надежны, удобны в эксплуатации, не требуют особого ухода и технического обслуживания.

Нагревательный элемент в модуле полностью защищен от любых внешних воздействий. Благодаря этому отопительную систему можно монтировать в помещениях любого назначения. Срок эксплуатации не ограничен. Регулирование температуры осуществляется автоматически. Приборы пожаробезопасны, экологичны.

Экономия средств при использовании электронагревательных модулей составляет около 50%. Это стало возможным потому, что приборы работают не 24 часа в сутки, а лишь 3-12. Время, в течение которого модуль потребляет электроэнергию, зависит от степени теплоизоляции помещения, где он установлен. Чем выше потери тепла, тем большим будет расход электроэнергии. Отопление этого типа используют в частных домах, офисах, магазинах, гостиницах.

Монолитные кварцевые электронагревательные модули при работе не издают шума, не сжигают воздух, не поднимают пыль. Нагревательный элемент замоноличен в конструкцию и не боится никаких внешних воздействий

ПЛЭН – достойная альтернатива

Пленочные лучистые электрические нагреватели – одна из самых интересных разработок в сфере энергосберегающих технологий отопления. ПЛЭН-системы экономичны, эффективны и вполне способны заменить традиционные виды отопления. Нагреватели помещены в специальную термостойкую пленку. ПЛЭН крепят на потолок.

Пленочный лучистый электронагреватель представляет собой целостную конструкцию, состоящую из кабелей питания, нагревателей, экрана из фольги и высокопрочной пленки

Принцип работы такой системы

Инфракрасное излучение нагревает пол и предметы в комнатах, а те в свою очередь отдают тепло воздуху. Таким образом, пол и мебель тоже играют роль дополнительных нагревателей. За счет этого отопительная система потребляет меньше электроэнергии и дает максимальный результат.

За поддержание нужной температуры отвечает автоматика – датчики температуры и терморегулятор. Системы электро- и пожаробезопасны, не пересушивают воздух в помещениях, работают бесшумно. Поскольку нагрев происходит преимущественно с помощью излучения и в меньшей степени благодаря конвекции, ПЛЭН не способствуют распространению пыли. Системы очень гигиеничны.

Еще одно важное достоинство – отсутствие выброса токсичных продуктов горения. Системы не нуждаются в особом уходе, безвредны для здоровья человека, не отравляют окружающую среду. При потолочном инфракрасном обогреве самая теплая зона находится на уровне ног и туловища человека, что позволяет добиться наиболее комфортного температурного режима. Срок эксплуатации системы может составлять 50 лет.

Инфракрасный нагреватель выполняет примерно 10% работы по обогреву помещения. 90% приходится на пол и крупную мебель. Они аккумулируют и отдают тепло, таким образом становясь частью отопительной системы

Что делает ПЛЭН такой выгодной?

Наибольшие расходы покупатель несет в момент приобретения пленочного нагревателя. Конструкция проста в монтаже, и при желании ее можно установить своими руками. Это позволяет сэкономить на работниках. Система не нуждается в техническом обслуживании. Ее конструкция проста, поэтому долговечна и надежна. Окупается она примерно за 2 года и способна служить десятилетиями.

Самый большой ее плюс – существенная экономия на электроэнергии. Нагреватель быстро прогревает помещение и в дальнейшем просто поддерживает заданный температурный режим. При необходимости его легко можно снять и смонтировать в другом помещении, что очень удобно и выгодно в случае переезда.

Инфракрасное излучение оказывает положительное воздействие на здоровье человека, активизирует защитные силы организма. Установив ПЛЭН, владелец дома, помимо отопления, дополнительно получает настоящий физиотерапевтический кабинет

Учебный фильм по монтажу ПЛЭН

В видеоролике показаны все этапы монтажа пленочного нагревателя:

Важность снижения теплопотерь

Цель обзора энергосберегающих систем отопления для частного дома – помочь читателям выбрать самый выгодный способ обогрева жилища. Каждый год появляются новые системы, и информация о них может сэкономить значительные суммы многим людям. Но даже самые прогрессивные энергосберегающие технологии отопления будут бесполезны, если своевременно не позаботиться об утеплении дома.

Хорошие стеклопакеты и утепленные двери помогут сократить теплопотери на 10-20%, качественный теплоизолятор – до 50%, а рекуператор тепла выходящего воздуха – до 30%. Утеплив дом и установив энергосберегающую систему отопления, вы добьетесь максимального результата и будете платить за тепло по минимуму.

Читайте также:  Два типа протекания разрушительных процессов зданий в некоторых сложных грунтовых условиях
Ссылка на основную публикацию