Современные энергоэффективные решения отопления дома

Справочник по инженерным системам частного дома.

Руководства и рекомендации, конструктивные решения, энергоэффективные технологии.

Водяной теплый пол, конденсационный котел, тепловой насос и солнечный коллектор - легкосочетаемое и взаимодополняющее оборудование при построении эффективных систем отопления.

Современный подход диктует применение экономичных низкотемпературных систем и использование возобновляемых источников энергии.

Система отопления - тёплый пол и конденсационный котел

Водяной теплый пол - комфортная и экономичная система отопления, экономичнее радиаторов на 25-30% и более. Равномерное распределения тепла позволяет использовать низкие температуры теплоносителя. Температура теплоносителя в водяных теплых полах составляет 30 - 50°С в зависимости от применяемых покрытий пола и теплопотерь помещения в зависимости от времени года. Применение комнатной автоматики экономит 15% тепловой энергии. Применение погодозависимой автоматики дает ещё 15% экономии.

Современные конструктивные решения позволяют применять водяной теплый пол в любых типах зданий. В зависимости от типов перекрытий, требований, предъявляемых к полу, а также конструктивных возможностей помещений применяются различные типы водяных теплых полов: бетонная система и безбетонные (настильные) системы (исключающие мокрый процесс) для слабых перекрытий.


Конденсационные котлы

В развитых европейских странах все более широкое распространение получают экономичные газовые конденсационные котлы с максимальным КПД. Названием "конденсационные" они обязаны способности отбирать из продуктов сгорания так называемую "скрытую" теплоту конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. Конденсационная техника позволяет снизить расход газа до 35%.

В низкотемпературных системах, например в системе "водяные теплые полы", эти котлы особенно эффективны, т.к. создаются идеальные условия для конденсации, поскольку температура обратной воды всегда ниже точки росы (т.е. ниже 40–50°С). При включении в низкотемпературную систему (например "водяные теплые полы") конденсационные котлы могут уменьшить потребление газа до 35% в год и, соответственно, снизить на 35% затраты на газ.

За последние годы в Европе газовые конденсационные котлы значительно потеснили на рынке традиционные газовые котлы.

Конденсационный котел с закрытой камерой сгорания и турбированным коаксиальным дымоходом не требует специального помещения и может быть компактно размещен на кухне, в прихожей, в санузле, на чердаке и т.п. (экономится площадь). Котлы могут быть объеденены в каскад для увеличения мощности системы.

Более дорогой конденсационный котел с турбодымоходом может оказаться дешевле напольного котла с высоким дымоходом из нержавеющей стали. Котлы со встроенными накопительными бойлерами более 100 л являются хорошим решением для коттеджа, минимизирующим расходы на монтаж котельной. Котел со встроенным бойлером обычно содержит и насосы и, по сути, является котельной собранной в заводских условиях.

Система отопления - тепловой насос и тёплый пол

Тепловой насос позволяет собирать бесплатную энергию с участка земли около вашего дома, накопленную в земле, грунтовых водах и воздухе. Никаких выбросов вредных веществ: только 25% необходимой для отопления и приготовления горячей воды энергии обеспечивается за счёт электрического тока, а остальные 75% извлекаются из окружающей среды.

Рассольно-водяной тепловой насос использует земные недра как источник тепла. Температуры в земных глубинах даже при сильном промерзании поверхностных слоев исключительно редко опускаются ниже 5 до 8 °С. При этом используются — по выбору — геотермические грунтовые зонды, вводимые вертикально вглубь земли, либо геометрические грунтовые коллекторы, укладываемые горизонтально вширь. Зонды и коллекторы заполняются, так называемым, рассолом, т. е. смесью с низкой точкой замерзания (незамерзающим теплоносителем). Рассол (теплоноситель) отбирает тепло, накопленное в земных недрах, и отдает его при транспортировании тепловым насосом — в отопительный контур. Рассольно-водяные тепловые насосы широко используются, так как температура грунта относительно постоянная на протяжении всего года. При этом тепловой насос требует затрат лишь на электричество, необходимое для работы компрессора, что составляет всего 1/4 всей необходимой энергии, а 3/4 необходимой энергии берется "бесплатно" из природного источника.

Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы разного типа позволяют получить тепловую энергию, которая в первую очередь используется для приготовления горячей воды, что особенно актуально в летний период года, когда наблюдается максимальная солнечная активность и максимальное потребление горячей воды.

Кроме этого в отдельных случаях при построении комбинированных котельных установок тепло от солнечных коллекторов можно использовать в различных системах отопления, например, при работе котельной установки в переходные периоды года, в районах с высокой солнечной активностью.

Используя солнечные коллекторы можно уменьшить затраты на нагрев горячей воды на две трети, затраты на отопление - на 30% в год.

При этом надо понимать, что в нашем суровом климате солнечная система является скорее вспомогательной и резервируется или поддерживается другими источниками тепла: электронагрев, твердотопливный котел и т.п.

Гибридные системы

Современные конденсационные аппараты в сочетании с гелиоустановкой обеспечивают приблизительно те же показатели расхода первичной энергии, что и тепловые насосы, отбирающие тепло у земной почвы (справедливо пока для Германии). Бойлер ГВС с солнечным змеевиком может быть внешним и встроенным в котел. Примеры конденсационного котла: Buderus Logamax plus GB152 T, Viessman Vitidens 343-F - со встроенным бойлером 250 л со змеевиком для солнечного коллектора.

Применение тепловых насосов в сочетании с гелиоколлекторами позволяет улучшить результаты их работы - особенно, если использовать земную почву в качестве накопителя избыточной солнечной энергии. Кроме того баки-аккумуляторы (теплоаккумуляторы) можно построить энергоэффективную гибридную систему с различными источниками тепла и отопительной нагнагрузкой в виде водяного теплого пола.

Гибридная система может до 80% тепла дома получать от энергии солнца. Системы с использованием солнечной энергии снижают потребление электрической энергии для теплового насоса примерно на 40%. Гибридная система может не только значительно снизить расходы на отопление, она позволяет получать тепловую энергию летом без работы теплового насоса. Солнечные панели позволяют иметь летом горячую воду с температурой до 85 °C. Коэффициент преобразования гибридной системы может быть выше, чем 7,0, когда пройдя через солнечные батареи жидкость нагревается до температуры 20 °С, а затем подается в компрессор теплового насоса (на сегодняшний день самый высокий коэффициент теплопроводности в среднем составляет 5,5). В теплое время избыточное солнечное тепло "закачивается" в грунт и аккумулируется.

Теплоаккумуляторы

Широкое применение в странах Европы и в России получили теплоаккумуляторы. При использовании теплоаккумуляторов, КПД котлов, работающих на твердом топливе, достигает 84% и позволяет экономить 20–30% энергоресурсов за счет сглаживания пиков горения. Теплоаккумулятор также аккумулирует "излишки" энергии в период спада спроса на бытовую горячую воду (ночью, в середине дня) и соответственно отдает ее в период активного спроса (утро, вечер), позволяя избежать периода ожидания, "когда вода нагреется". Теплоаккумулятор - это емкость, изолированная со всех сторон полиуретаном толщиной 80-100 мм, в которую встроено несколько теплообменников ГВС. В аккумуляторе предусмотрена возможность установки от одного до нескольких электротэнов мощностью от 3 до 24 кВт. Теплоаккумулятор объемом от 250 до 2000 л подключается к котлу и предназначен для накопления тепловой энергии от 14 до 116 кВт соответственно.

Теплоаккумулятор можно применять вместо бойлера ГВС (фактически при той же стоимости), особенно это становится актуально для твердотопливных котлов, при этом помимо производства ГВС, решается задача сглаживания пиков горения твердотопливных котлов, аккумулирования тепла для системы отопления, резервирования системы электричеством при установке электро-ТЭНов.

3d проект дома

Простота современных программ делает доступным создание 3D дома обычным пользователям.

Наиболее популярным инструментом создания проектов домов в настоящее время является программа ArCon Eleco .

По материалам сайта: http://www.steps.ru