Энергосберегающий дом: новые виды и технологии отопительных систем

Базовые принципы энергоэффективного дома

Самое важное, к чему стоит стремиться при строительстве — полная и абсолютная герметизация конструкции. Все мостики холода, даже самые маленькие, должны быть перекрыты. 

Если проведем аналогию сотворения мира со строительством энергосберегающего дома, то и тут у нас можно выделить 3 кита, на которых все и держится. Первый — теплоизоляционный контур фундамента. Насколько известно, наибольшее количество тепла уходит через стены, однако и фундамент играет не самую последнюю роль. О будущей энергоэффективности нужно подумать еще на ступени рытья котлована. Тогда строители создают особый перманентный теплоизоляционный контур, который не позволяет происходить прямому контакту фундамента с грунтом. Сюда же мы относим энергосберегающие окна, состоящие из 3 и больше камер. Они помогают сократить теплопотери на 50%.

Второй кит, на котором базируется энергоэффективность дома — герметичный воздухонепроницаемый контур.

Третий кит — комфортный микроклимат внутри дома, который создан благодаря правильно выстроенной системы вентиляции с рекуператором. 

Установка энергосберегающего конденсационного котла

Европейский рынок настенного (навесного) котлового оборудования пополнила конденсационная техника с максимально высоким коэффициентом полезного действия. С технической точки зрения функционирование такого котла базируется на применении специальной горелки и особого по конструкции первичного теплообменника.

Европа делает сильный упор на энергосберегающее отопление. Поэтому многие страны повсеместно переходят на использование конденсационных котлов. Экономичный энергосберегающий эффект при работе конденсационных котлов обеспечивается строгим соблюдением определённых условий эксплуатации:

• выполнить утепление дверей и окон;
• установить рекуперационную вентиляцию;
• выбрать качественную автоматику для управления.
• Использовать низкотемпературные системы отопления для более энергосберегательной работы котла

При выборе конденсационного котла нужно помнить, что температурный режим на обратной линии не должен повышаться под воздействием байпасных линий, смесителей четырёхходового типа и другого регулирующего оборудования.

Преимущества и недостатки

Применению современных конденсационных котлов сегодня отдаёт предпочтение порядка 70% европейцев, что обусловлено высокими показателями экономичности и другими неоспоримыми достоинствами:

• экологичность;
• компактные размеры;
• не слишком большой вес;
• точная модуляция нужной температуры;
• низкотемпературный режим отработанных газов;
• практически полностью бесшумное функционирование котла.

Для российских владельцев частных домовладений аргументом в пользу отказа от установки конденсационного оборудования стала достаточно высокая стоимость таких устройств. Кроме прочего, приобретение высокотехнологичных приборов не сможет окупиться слишком быстро. Также нужно помнить, что оптимальным вариантом станет установка таких моделей только в системах обогрева с низкотемпературным режимом, включая «тёплый пол».

1) Пассивное солнечное отопление. Домашняя ориентация

Правильная ориентация дома — это один из лучших способов сделать его энергоэффективным. Сократите счета за электроэнергию, разместив свой дом, чтобы максимально увеличить пассивное солнечное тепло. Проще говоря, пассивный солнечный дом собирает солнечное тепло через окна, выходящие на юг. Правильно изолированный дом (подробнее об этом позже) сохраняет тепло и снижает ваши потребности в энергии. Чтобы использовать пассивное солнечное отопление, спроектируйте множество больших окон, которые выходят на 30 градусов от юга, в ваш индивидуальный дизайн дома.  Сколько вы можете сэкономить с помощью пассивного солнечного отопления, зависит от многих факторов: климата, местоположения и дизайна остальной части вашего дома. По оценкам консультантов по экологическому строительству , пассивная солнечная конструкция в сочетании с герметичной оболочкой здания может стать «экономически эффективным способом снижения затрат на отопление на 40–90% при одновременном обеспечении обильного дневного освещения и лучшей связи с улицей».Ориентация вашего дома на пассивное тепло также использует естественный свет. Сокращая ваши потребности в искусственном освещении, ваш счет за электроэнергию будет снижаться еще больше!

№1. Проектирование энергосберегающего дома

Жилище будет максимально экономным, если оно было спроектировано с учетом всех энергосберегающих технологий. Переделать уже построенный дом будет сложнее, дороже, да и ожидаемых результатов добиться будет трудно. Проект разрабатывается опытными специалистами с учетом требований заказчика, но при этом нужно помнить, что использованный набор решений должен быть, прежде всего, экономически выгодным. Важный момент – учет климатических особенностей региона.

Как правило, энергосберегающими делают дома, в которых проживают постоянно, поэтому на первое месте выходит задача сбережения тепла, максимального использования естественного освещения и т.д. Проект должен учитывать индивидуальные требования, но лучше, если пассивный дом будет максимально компактным, т.е. более дешевым в содержании.

Одним и тем же требованиям могут отвечать различные варианты. Совместное принятие решений лучших архитекторов, проектировщиков и инженеров позволили еще на стадии разработки плана возведения помещения создать универсальный энергосберегающий каркасный дом (подробнее читайте — здесь). Уникальная конструкция кооперирует в себе все экономически выгодные предложения:

• благодаря технологии SIP-панелей строение обладает высокой прочностью;
• достойный уровень термо- и шумоизоляции, а также отсутствие мостиков холода;
• сооружение не требует привычной дорогой системы отопления;
• с использованием каркасных панелей дом строится очень быстро и характеризуется длительным сроком службы;
• помещения компактны, комфортны и удобны во время их последующей эксплуатации.

В качестве альтернативы можно использовать газобетонные блоки для возведения несущих стен, утепляя конструкцию со всех сторон и получая в итоге большой «термос». Часто используется древесина как самый экологичный материал.

В чем выгода жителей

Для установки в доме энергосберегающего оборудования договор должны подписать не менее двух третей собственников жилья. В случае положительного решения управляющая компания подписывает договор с инвестором, в котором ГКУ «Энергетика» выступает третьей стороной.

Энергосервисная компания (инвестор) обязательно разрабатывает проект и согласовывает его с ресурсоснабжающей компанией — МОЭК. После этого инвестор закупает, монтирует и обслуживает оборудование в доме за свой счет. В течение определенного времени, согласованного с жителями на собрании (как правило, это шесть лет), компания окупает свои вложения. При этом у жильцов дома в зависимости от площади квартиры снижается плата за отопление.

ГКУ «Энергетика» контролирует процесс достижения экономии, сверяя соответствующие акты. Если в какие-то месяцы экономия не достигнута, инвестор не получает прибыли.

После окончания действия контракта оборудование переходит в собственность жителей дома. Все сэкономленные средства, за исключением оплаты за эксплуатацию — это 10–20 процентов, — остаются у жильцов. Срок службы энергосберегающего оборудования составляет не менее 15 лет.

На модернизации освещения в подъездах можно экономить не менее 50 процентов от обычной стоимости.

8) Используйте умные термостаты

Интеллектуальные или программируемые термостаты — это простая система, которая может быть добавлена к вашему дизайну HVAC, которая может сэкономить вам много энергии. Эта технология включает / выключает отопление и кондиционирование воздуха, когда температура в вашем доме превышает определенный порог, и может быть запрограммирована на отключение вашей системы ночью или днем, когда вы не находитесь в доме. По оценкам Energy Star, программируемые термостаты могут снизить затраты энергии на 180 долларов в год.Еще одно предложение — разделить ваш дом на зоны. Таким образом, вы можете регулировать использование отопления и кондиционирования воздуха в разных частях дома в зависимости от потребностей в разное время. Таким образом, вы не будете тратить энергию на охлаждение чердака, когда вы им не пользуетесь, или на обогрев подвала, когда там никого нет.EPA предполагает , что вы «использовать программируемый термостат для каждой зоны вашего дома , если у вас есть несколько зон нагрева и охлаждения. Это поможет вам максимально повысить комфорт, удобство и экономию энергии по всему дому».

Как выбрать наиболее эффективный энергосберегающий котел для отопления частного дома

Перед тем как приступить к выбору энергосберегающего котла отопления, нужно разделить их по типам используемого топлива. Итак, котлы бывают:

• электрическими;

• твердотопливными;

• газовыми.

Разберем подробней каждый из этих типов.

Электрические установки

Этот тип котлов имеет самый высокий КПД – порядка 98-99 %. В принципе, это условный показатель, так как само по себе электричество вырабатывается на атомных или тепловых электростанциях, где КПД будет пониже. Однако мы рассматриваем процесс получения тепловой энергии из электрической, а эффективность и экономичность таких установок здесь неоспорима.

У энергосберегающего электрокотла есть ряд безусловных преимуществ перед остальными теплогенераторами для частных домов:

• компактность котла, что позволяет монтировать его в относительно небольших частных домах;

• кроме электрической и отопительной сети не требуется подключение к иным коммуникациям;

• неинерционность, то есть нагрев прекращается сразу после отключения питания;

• простота конструкции и высокая ремонтопригодность.

Также очевидно, что энергосберегающий котел хорошо сочетается с любой автоматикой – датчиками, контроллерами, исполнительными механизмами – что дает еще одно преимущество электрокотлам. Энергосберегающие электрокотлы отличаются друг от друга по способу работы и бывают трех видов: трубчатые (ТЭН), индукционные и электродные. При этом у всех трех видов одинаковый КПД в 98-99%.

Котел с ТЭН имеет наибольшие габариты и представляет собой металлическую емкость для воды, внутри которой располагаются электрические нагреватели – ТЭН. Отличие такого котла заключается в долгом нагреве теплоносителя.

Электродные энергосберегающие котлы нагревают теплоноситель гораздо быстрее, так как его работа основана на электрохимических свойствах воды, и нагрев происходит при наложении ДЭС на электроды.

Индукционные котлы имеют катушку с металлическим сердечником, вихревые токи от катушки нагревают сердечник, а он – воду. Таким образом, нагрев в таких котлах происходит тоже быстро. Единственный минус этого котла – высокая цена, в остальном это совершенное устройство, которое пригодно для работы с любой энергосберегающей отопительной системой.

Твердотопливные и газовые котлы

Самым экономичным энергсоберегающим котлом, который работает на твердых источниках топлива, будет котел, использующий для работы древесные гранулы – пеллеты. КПД такого котла равен 92%, и это наивысший показатель эффективности среди твердотопливных котлов. Он хорош тем, что использует возобновляемый источник тепла и минимально загрязняет атмосферу продуктами горения.

Газовые энергосберегающие котлы отопления не уступают электрическим по своей эффективности. Эти конденсационные котлы имеют закрытую камеру сгорания с принудительным воздушным потоком. Тепло вырабатывается из воды, которая получается при химической реакции горения металла. Вода моментально испаряется в пламени, а теплоообменник конденсирует пар на своей поверхности, забирая его тепло. КПД такого котла достигает 96%.

Утепление домовладения

С учётом способности тёплого воздуха подниматься, а холодных воздушных масс оставаться на уровне пола, повышенное внимание уделяется утеплению потолка, пола и стен

Особенно важно такую теплоизоляцию осуществлять при отсутствии в домовладении подвального помещения. Чтобы препятствовать появлению мостиков холода, наружное утепление выполняется, начиная с цокольной части и заканчивая самой верхней точкой кровли

Грамотная теплоизоляция может гарантировать экономию энергии порядка 20-30%

Чтобы препятствовать появлению мостиков холода, наружное утепление выполняется, начиная с цокольной части и заканчивая самой верхней точкой кровли. Грамотная теплоизоляция может гарантировать экономию энергии порядка 20-30%.

Каким образом утепление влияет на энергосберегающее отопление? Основная характеристика дома, от которой все отталкиваются – это тепловые потери. Чем сильнее ваш дом похож на термос, тем больше тепла он способен удерживать. Соответственно, это первый фактор любого энергосберегающего отопления.

Кровля и чердачное пространство

Теплоизоляция выполняется каменной ватой или вспененными полимерными материалами, а в качестве покрытия применяются сэндвич-панели

При выборе оптимального способа утепления обязательно принимаются во внимание конструктивные и технические характеристики крыши

Оконные и дверные проёмы

Старые двери и окна особенно сильно нуждаются в утеплении, но любые теплоизолирующие мероприятия не являются достаточно эффективными. Целесообразно произвести полную замену старых конструкций более современными энергосберегающими системами с двойным или тройным стеклопакетом (с многоконтурным профилем).

Стеновые поверхности

Особенно востребован, с точки зрения энергосбережения, фасадный вариант утепления здания панелями на основе современного экструдированного пенополистирола (50-100 мм) или базальта. Обязательно выполняется предварительная подготовка поверхностей, включая специальное армирование и оштукатуривание водостойкими смесями.

Современные энергосберегающие системы отопления: передовые технологии

Современные отопительные установки должны экономить и деньги, и энергию. Поэтому каждое инновационное средство создают, учитывая эти условия.

Для частного дома можно использовать различные системы отопления. Среди них топливо, газ и электричество (электроотопление) встречаются чаще всего.

Рассмотрим передовые технологии, которые могут прийти на замену традиционным источникам энергии:

1. Гелиосистемы (геотермальные системы). Они позволяют использовать солнечную энергию. Сейчас гелиосистемы набирают большую популярность и становятся все доступнее и разнообразнее. Это перспективная технология энергосбережения.
2. Тепловые панели. Также очень эффективное средство экономии энергии. Эти панели просты в использовании, безопасны и функциональны. Они не боятся воды и пыли и могут стать неплохой частью интерьера.
3. ПЛЭН. Энергоэффективное отопление системы ПЛЭН способно заменить как газ, так и электричество. Данные нагреватели работают за счет инфракрасного излучения, но они абсолютно безвредны и безопасны.

Каждое описанное выше инновационное средство энергосбережения просто в использовании, несмотря на некоторую разницу в цене и физические параметры. При желании любую выбранную систему можно установить своими руками.

Новинки на рынке систем отопления появляются не часто, поэтому не стоит переживать из-за возможного устаревания выбранного вами средства.

Эффективное отопление: ПЛЭН и гелиосистема

Новые способы энергоснабжения по многим параметрам уступают геотермальным системам или системе ПЛЭН.

Гелиосистемы очень перспективны и вскоре будут использоваться в различных государственных учреждениях, в частных домах, в системе городского освещения. В развитых регионах страны уже активно отказываются от центрального отопления, потому что это приносит больше хлопот и затрат.

• Жидкость в коллекторе нагревается за счет солнца.
• Теплоноситель попадает в бак и отдает свое тепло.
• Жидкость остывает и снова направляется в батарею.

Что касается системы ПЛЭН, она работает за счет инфракрасного излучения — превращает электромагнитную энергию в тепловую. Предметы, попадающие под волны ПЛЭН, нагреваются и отдают свое тепло. Влажность воздуха при этом не меняется, хотя в комнатах с хорошим воздухообменом система ПЛЭН наиболее эффективна.

Данным способом обогрева уже пользуются в детских учреждениях, офисах, промышленных зданиях и частных домах.

Если вы хотите дом, сберегающий энергию, не бойтесь потратить средства на ПЛЭН или гелиосистему, они быстро окупятся (примерно за год) и не принесут особых хлопот. Помимо этого, они абсолютно безопасны, легко устанавливаются, не требуют дополнительного обслуживания

Для энергосберегающего дома подобные системы отопления очень выгодны и, несмотря на кажущуюся сложность работы, просты и, что не менее важно, долговечны (до 30-50 лет работы)

Купить солнечные коллекторы

Классификация обогревателей

Энергосберегающие обогреватели классифицируются по шести основным параметрам:

Место монтажа и тип крепления

• Напольные. Разделяются на стационарные модели, типа системы «тёплых полов», и подвижные – переносные, на колёсиках, подвесные.
• Настенные. Крепятся неподвижно на поверхность стены выше уровня пола. Характеризуются оптимальным распределением тепла по объёму помещения и хорошим сочетанием с внутренней отделкой.
• Потолочные. Главные свойства – установка в подпотолочное пространство, экономия места, быстрый обогрев, сочетание с любым интерьером, большое разнообразие моделей.

Потолочные конвекторы в частном домеИсточник happymodern.ru

Принцип теплоотдачи

• Масляные. Воздух нагревается через контакт с горячей поверхностью радиатора.
• Тепловые поточные. Обогрев осуществляется посредством пропускания воздушного потока через нагревательные элементы.
• Конвекционные. Теплопередача происходит путём естественной конвекции.
• Инфракрасные. Нагрев происходит за счёт ИК-излучения поверхности. Это прежде всего галогеновые, карбоновые, керамические, микатермические, плёночные и кварцевые обогреватели для дома.

Разновидность автоматики

Энергосберегающие бытовые радиаторы оснащаются различной системой автоматики – от механического термостата, настраиваемого вручную, до электронного саморегулирующегося сенсора и объединения в единую систему климатической техники «умного дома».

Радиатор с умным управлениемИсточник ytimg.com

Стоимость

Цена на современные экономные обогреватели разнится достаточно сильно – от бюджетных недорогих моделей, стоимостью в несколько сот рублей, до популярных брендовых, оснащённых передовыми технологиями, за несколько десятков тысяч рублей и выше.

Габариты

Размеры радиаторов, также как и цены, варьируются в больших диапазонах и зависят от типа, мощности, исполнения и назначения – от тепловентиляторов 200х220 мм до тепловых панелей 1200х600 мм и больше.

Кроме того, экономные радиаторы различаются по производителям. Сегодня на рынке представлено максимально широкое за последние годы предложение от более, чем двух десятков популярных производителей. У каждого из них есть свои особенности. Далее разберём самые популярные разновидности обогревателей, а также ТОП-5 моделей от лучших производителей.

Лучшие радиаторы для дома и дачиИсточник poisktehniki.ru

Энергосбережение с использованием монолитных кварцевых теплоэлектронагревателей

Сэкономить электроэнергию можно, если, к примеру, использовать кварцевые теплоэлектронагреватели. Такое эффективное отопление частного дома преобразует электрическую энергию в тепловую. Имеющийся в составе ТЭНов кварцевый песок достаточно долго сохраняет в себе тепло после того, как отключается электропитание.

В чём преимущества панелей из кварца:

1. Доступная цена.
2. Достаточно большой срок эксплуатации.
3. Высокий КПД.
4. Сравнительно небольшое потребление электроэнергии.
5. Удобство и лёгкость в монтаже оборудования.
6. Отсутствие выгорания кислорода в здании.
7. Пожарная и электро безопасность.

Монолитный кварцевый теплоэлектронагреватель

Энергосберегающие панели для отопления изготовлены с применением раствора, сделанного с использованием кварцевого песка, который и обеспечивает хорошую отдачу тепла и большой срок эксплуатации. Благодаря наличию кварцевого песка обогреватель хорошо сохраняет тепло даже тогда, когда отключается электроэнергия, и может обогреть до 15 кубометров здания. Изготавливать эти панели начали в 1997 году, с каждым годом они всё больше становятся популярными благодаря своему энергосбережению. Многие здания, в том числе школы, переходят на это энергосбережение в системах отопления.

Поиск по сайту otoplenie-doma.org

Автономный многоквартирный энергоэффективный дом в Швейцарии

Автономный энергоэффективный дом по стандарту Minergie (Швейцария). | Фото: swissinfo.ch.

В Швейцарии введено в эксплуатацию и заселено полностью автономное здание площадью 1000 кв. метров, которое построено по стандарту Minergie. А это означает, что оно полностью соответствует всем параметрам классификации «пассивного дома», поскольку он не подключен ни к электрическим или газовым сетям, ни к внешним источникам тепла. Все эти блага производятся и кумулируются прямо в нем, благодаря специальным установкам.

Так, например производство энергии обеспечивается солнечной электростанцией, которая имеет вид тонкопленочных фотоэлектрических модулей на фасаде дома и высокоэффективных монокристаллических систем установленных на кровле здания. Причем производимое электричество не только покрывает нужды жильцов, но и накапливается в литий ионных аккумуляторах емкостью 192 кВт/ч., которое может храниться длительное время.

План-чертеж энергоэффективного дома построенного в Швейцарии. | Фото: swissinfo.ch.

А вот для обеспечения теплом такого большого помещения используют геотермальную энергию с помощью специального насоса.

Для обеспечения полноценной защитой от холода приходящего извне стены были не только утеплены особым образом, но и окна оснащены системой контроля. Поэтому открыть окно на микро-проветривание не удастся, надо только полностью его открыть. Такая мера придумана для того, чтобы нерадивые жильцы не забывали открытые окна, и помещение не охлаждалось.

Монитор, позволяющийследить за всеми энергозатратами установлен в каждой квартире (Энергоэффективный дом в Швейцарии). | Фото: swissinfo.ch.

Для стимуляции экономии были установлены граничные показатели, которые составляют 2200 кВт/ч в год, а также каждая квартира оснащена системой контроля, представлена монитором на котором отражены все показания потребляемой энергии в течении суток.

В последнее время все больше появляется проектов создания энергоэффективных домов.

№5. Умный дом

Чтобы сделать жизнь более комфортной и при этом экономить ресурсы, можно снабдить дом умными системами и техникой, благодаря которым уже сегодня возможно:

• задавать температуру в каждой комнате;
• автоматически понижать температуру в комнате, если в ней никого нет;
• включать и выключать свет в зависимости от присутствия человека в помещении;
• настраивать уровень освещенности;
• автоматически включать и выключать вентиляцию в зависимости от состояния воздуха;
• автоматически открывать и закрывать окна для поступления в дом холодного или теплого воздуха;
• автоматически открывать и закрывать жалюзи для создания необходимого уровня освещения в помещении.

Монолитные кварцевые электронагреватели

Монолитные кварцевые нагреватели – мобильные панели небольших размеров, которые можно равномерно распределить по периметру помещения.

Поверхность монолитных кварцевых модулей не нагревается выше 95 градусов, следовательно, они пожаробезопасны и не вызывают пересыхания воздуха в помещении

Источником энергии для кварцевых обогревателей является электричество, тем не менее, с помощью их можно уменьшить потребление благодаря двум факторам:

• Принцип работы устройства связан с периодическим нагреванием кварцевого песка, способного аккумулировать тепло и после отключения электропитания. Функционирование прибора аналогично работе русской печи, которую сначала разогревают с помощью дров, а затем она медленно остывает, обогревая помещение. Роль дров выполняет хромоникелевый элемент нагрева, вмонтированный внутрь прибора и имеющий длительный срок службы.
• Система из кварцевых модулей будет экономичнее, если ее оснастить терморегуляторами воздуха. С помощью автоматической регулировки несложно добиться нужной температуры, без перегрева и излишней теплоотдачи.

Кварцевые обогреватели стали активно производится в конце 90-х годов прошлого столетия, но уже завоевали своего активного потребителя. Кроме дачников, непостоянно проживающих за городом, нагревателями заинтересовались владельцы общественных заведений – школ, детских садов, библиотек. Актуальны они и для обогрева офисов, требующих установки небольшого количества модулей: одно устройство обогревает 15 м³ пространства. Для обеспечения теплом просторного помещения следует установить систему из определенного количества параллельно установленных панелей.

Кварцевые нагреватели отлично подойдут всем, кто ценит простоту использования и монтажа, доступную стоимость и экономию.

Прозрачный лифт Небесной башни в Окленде (Новая Зеландия)

Стеклянный пол в лифте и на смотровой площадке – главные развлечения для экстремалов (Sky Tower, Новая Зеландия).

Небесная башня (Sky Tower) – это самое высокое строение в Новой Зеландии и всего Южного Полушария. Примечательность этого туристического объекта состоит в наличии смотровой площадки на 51 уровне, что соответствует 186 м. Такая головокружительная высота позволяет увидеть все окрестности в радиусе 82 км (в хорошую погоду), ну если конечно хватит смелости туда добраться и по ней прогуляться.

Как оказалось, пол смотровой площадки сделан из бесшовного стекла, под которым открывается не только восхитительная красота, но и пропасть. А чтобы туда попасть, нужно прокатиться в полностью прозрачной кабине высокоскоростного лифта, которая домчит смельчака всего за 40 секунд.

Заключение

Умный дом — это не только экономия электроэнергии, но и электричества, а так же воды. Для этого используются автоматизированные и программируемые устройства, например, электронные выключатели с датчиками движения. Соблюдение технологий и принципов создания энергоэффективного дома приведет к желаемому результату и ощущению полного комфорта. Невзирая на то на то, что для строительства такого жилья от вас потребуется существенно больше затрат, чем вы бы вложили в обычный дом, в дальнейшем экономия энергоресурсов значительно экономит бюджет. Секреты строительства дома, который сам экономит довольно просты. Главное – это планировать строительство экономного дома еще на этапе его проектирования.