Выбираем системы энергосбережения для современного частного дома. Особенности энергосберегающих систем в квартирах.

Само понятие — энергосберегающий дом или, как иногда называют «пассивный дом», появилось в нашем обиходе вместе с приходом новых технологий в строительство. Отдельные элементы этих новшеств были заимствованы из военно-космического производства в результате конверсии. Национальный опыт постройки тоже вложил свою лепту и в подборе материала и в технологи.

Определение энергосберегающий подразумевает снижение затрат на содержание по таким позициям:

    электроэнергия,
    теплоснабжение,
    водоснабжение,
    канализация,
    вентиляция.

Электроэнергия — потребление, воспроизводство, аккумуляция

Планируя строить дом своими руками, надо заказать проект, с учётом ваших пожеланий. Если вам нужен энергоэффективный дом, то следует просчитать возможность установки солнечных батарей на кровле и стенах. Заложить в проект максимальное количество оконных проёмов, чтобы продлить световой день. Использовать для освещения светодиодные лампы. Солнечные батареи будут обеспечивать энергией холодильник и электронную технику. При этом аккумулировать энергию в батареях и отдавать её на освещение в ночное время.

Энергосберегающий дом — понятие, подразумевающее здание, где реализована задача  оптимизации расходов энергии; сведены к минимуму теплопотери, в результате чего заметно снижаются энергозатраты

Теплоснабжение

Пассивный дом — это тёплый дом, с минимальным потреблением теплоносителя. Ваш дом будет отапливаться комбинированной системой, в которую входит газовый двухконтурный котёл и тепловой насос. Для теплового насоса требуется скважина. На глубину 100 метров опускается спаренная стальная труба сотка. Верхняя половина труб термоизолирована. Тепловой насос прокачивает по трубе жидкую смесь типа тосол. На глубине смесь нагревается и отдаёт тепло внутри дома. При сильных морозах включается газовый котёл. Тепловые насосы прокачивают теплоноситель по системе отопления. Для подогрева воды устанавливают твердотопливный котёл. Его протапливают отходами и древесным мусором. Энергосберегающий котёл с двойным циклом сжигает отходы без остатка, не выбрасывая дыма. Изготовить его можно своими руками.

Водоснабжение

Вода в пассивный дом поступает из скважины пробуренной прямо из подвала, под домом. Проект системы водоснабжения прилагается к проекту энергоэффективный дом. Оборудование для такого бурения свободно размещается по высоте. Буровые колонки высотой 1,8 м соединяются муфтами. Глубина скважины 20-30 м. Компрессорная станция обеспечивает подкачку воды в расходной бак по мере её потребления. В течение шести месяцев ваш энергосберегающий дом будет получать горячую воду для бытовых нужд из солнечного коллектора, установленного на южной стороне дома, рядом с солнечными батареями. Избыток подогретой воды отправляют из расходного бака на капельный полив грядок.

Канализация

Бытовые стоки энергосберегающий дом  пропускает через рекуператор, отбирая тепло для обогрева воздуха

Все виды бытовых стоков энергосберегающий дом пропускает через рекуператор, отбирая тепло для подогрева воздуха. В 10-15 метрах от пассивного дома находится ёмкость септик. Двух кубовый пластиковый бак, в котором происходит переработка стоков анаэробными бактериями. По мере переработки очищенные стоки выкачивают на компостную кучу. Компост не только удобрение для сада, но и прекрасное топливо для водогрейного котла.

Вентиляция

Вентиляционная система имеет отдельный проект. Пассивный дом оборудован двумя рекуператорами. Это устройство позволяет забирать тепло из воздуха, который вытягивает вентилятором из дома наружу и подогревает всасываемый с улицы холодный воздух. Таким образом, устраняется значительный перепад температуры внутри помещения. Второй рекуператор стоит на канализационной трубе.

Проект дома
С развитием новейших технологий и применением новых стройматериалов расходы на постройку энергосберегающего дома становятся уже не более расходов для постройки обычного здания

С развитием новейших технологий и применением новых стройматериалов расходы на постройку энергосберегающего дома становятся уже не более расходов для постройки обычного здания

Энергосберегающий дом проектируют с учётом сохранения тепла. Газобетонные блоки для несущих стен укладывают на специальный клеющий состав. Стены штукатурят с двух сторон таким же составом. Такая штукатурка сохраняет тепло, за счёт наполнителя из пустотелых шариков диаметром до 1 мм. На стенах не будет мостиков холода. Стяжка на полу и на чердаке выполнена из состава такой же разработки. Кровля на чердаке подшивается минеральной ватой и листами MDF. С такой отделкой пассивный дом становится «термосом».

Энергетически автономный дом

 

В проект пассивного дома нужно заложить ограждение участка. С северной стороны ставят высокий каменный забор, с южной сетчатый проницаемый. Плодовые деревья располагают с западной и восточной стороны дома, а с южной огород. Большую часть работ по такому проекту можно выполнить своими руками. За исключением тех моментов, когда нужна механизация, подключение к системам и настройка электроники. Пассивный дом на самом деле живёт очень активной жизнью. Земля даёт вам воду и тепло. Солнечные батареи и коллекторы — свет и горячую воду. А душу в тёплый дом вы вкладываете своими руками.

 

       Меры, позволяющие сократить потери ресурсов в жилых зданиях и обеспечить комфортные условия проживания, а также привести к снижению расходов на содержание жилья, хорошо известны в России и уже доказали свою эффективность при правильном применении.
      Помимо  мероприятий  на  уровне  дома,  приносящих  основной эффект ресурсосбережения и ощутимую выгоду, собственники помещений в многоквартирных домах тоже могут сделать многое для экономии  потребления  ресурсов  и  их  рационального  использования  на уровне квартиры.

      1. Мероприятия на уровне дома

      Экономить в  масштабе  здания  на  сокращении  потребления  ресурсов, прежде всего, тепла - вполне возможно и очень выгодно. Начинать нужно с обеспечения возможности измерения расхода тепловой энергии и наблюдения за потреблением. Это само по себе ещё не является экономией, но позволяет количественно  оценить применяемые  технологии и побуждает  к  поиску  новых  мер  по  экономии. Известно, что практически в каждом доме можно снизить расход тепла на отопление минимум на 20%,  потратив на это совсем немного денег.  Более  серьезные  требования  экономии  энергии  предполагают более  обширные  инвестиции. Предпосылкой  внедрения  мер  по  усовершенствованию является наличие информации о фактическом распределении расхода тепла по дому. Расчеты требуют достаточно много  времени  и  усилий,  но  без  них  не  удастся  правильно  определить необходимые меры по реновации здания.

      Точную подробную информацию о возможной экономии в каждом  конкретном  здании  может  дать  качественный  энергоаудит,  составленный  аттестованным  аудитором. Хорошие  предпосылки  для дополнительной  экономии  создает  применение  современного  оборудования с более гибкими возможностями регулировки, особенно если старое оборудование нуждается в серьезном ремонте или замене.

      Обычно  рекомендуются  следующие  мероприятия  по  ресурсосбережению,  которые  могут  быть  выполнены, в  том  числе,  в  рамках капитального ремонта. Поскольку многоквартирные дома имеют различные  технические  характеристики,         предписывать  последовательность  или  приоритетность  работ  по  модернизации  нецелесообразно, так как в первую очередь, как правило, ремонтируется то, что в данный момент срочно нуждается в ремонте.

      Сначала  необходимо  провести  учет  потребления  ресурсов,  а именно  установить  счетчики  потребления  тепла  и  горячей  воды,  а также счетчик холодной воды в здании. Таким образом, можно будет перейти  к  оплате  фактического  ресурсопотребления, что  позволит сэкономить примерно 50% денежных средств. Монтаж общедомовых водосчетчиков позволяет не только перейти на взаиморасчеты с водоснабжающей  организацией  по  фактическому  потреблению,  но  достигнуть экономии денежных средств за счет  разницы между суммой оплат по нормативам потребления собственников помещений и платы по фактическому потреблению всего многоквартирного дома. Кроме того, мероприятие позволяет сформировать дополнительную мотивацию  управляющей  организации  в  снижении  утечек  в  местах  общего пользования.    Также  в  рамках  мероприятий  по  учету  потребления проводится  установка двухтарифного счетчика электроэнергии в помещениях общего пользования, что позволит сэкономить 40% оплаты потребления электроэнергии в помещениях общего пользования. Когда собственники увидят эффективность экономии при установке  счетчиков  на  общедомовом  уровне,  они  с  большей  вероятностью пойдут на установку квартирных приборов учета.

      Важным  пунктом  экономии  является  теплоизоляция  здания. Значительные  потери  тепла  происходят  через  старые  окна,  неутепленные стены, щели в межпанельных швах, незакрывающиеся подъезды, холодные чердаки и подвалы зданий и т.д. Для уменьшения потерь  тепла  могут  быть  применены  различные  решения,  как  дорогостоящие,  так  недорогие,  по  укреплению  и  утеплению  конструкций здания.  Помимо  экономии  энергии  и,  соответственно,  уменьшения стоимости  отопления  нежилых  частей  зданий, они  помогут  также обеспечить  больший  комфорт  в  квартирах,  отсрочить  естественное разрушение конструкций и повысить рыночную стоимость квартир в доме.

      Устройство  двойных  тамбуров, монтаж  автоматических  доводчиков на входных дверях в подъездах и подвалах, приведение в порядок дверных замков и уплотнение щелей позволить снизить теплопотери   в   подъез дах. Замена старых оконных  рам   на   стеклопакеты  в  помещениях  общего пользования и оптимизация вентиляции   позволяет уменьшить      инфильтрацию нагретого воздуха  из  подъезда    и   снизить теплопередачу внутренних   ограждающих конструкций (передачу тепловой энергии через стены от воздуха в жилых помещениях к воздуху в помещениях общего пользования). В совокупности с установкой общедомового теплосчетчика это  создаст  дополнительный эффект экономии денежных средств на уровне всего многоквартирного дома.

      Утепление  снаружи  ограждающих  конструкций  здания  за  счет уплотнения швов и трещин приводит к экономии тепла 1-2 кВт/куб.м в год. Внешняя теплоизоляция стен и перекрытия здания может проводиться в рамках капитального ремонта. Теплопроводность плоских крыш большинства зданий в 3-4 раза превышает стандарты, поэтому крыши  тоже  нуждаются  в  утеплении, которое  может  сократить теплопотери здания на 20%.

      Экономия  электроэнергии  может  осуществляться  за  счет  установки  ламп  со  светодиодами  в  помещениях  общего  пользования, такие  лампы  включаются  только  с  наступлением  темноты,  что  сокращает расход электроэнергии на 20-30%. Монтаж датчиков движения  для  автоматического  включения  и  выключения  света  в  местах общего пользования позволяет уменьшить расходы на электрическую энергию, а так же увеличить срок эксплуатации ламп накаливания в помещениях общего пользования.

      Модернизация  системы  теплоснабжения  приводит  к  значительной экономии затрат на отопление и горячее водоснабжение дома.  Замена  неисправной  запорной  арматуры  и  отдельных  участков трубопроводов  устраняет  утечки  холодной  и  горячей  воды,  а  также теплоносителя  в  системе  отопления. Монтаж  теплоизоляции  на  теплопроводы системы отопления позволяет  уменьшить теплоотдачу  от трубопроводов системы отопления и снизить тепловые потери на 2-3 кВт/куб.м в год.

      Реконструкция теплового узла – замена узла системы отопления  на  современный  для автоматизированного регулирования подачи теплоносителя в индивидуальном тепловом пункте дает возможность оптимизировать расход тепловой энергии в зависимости  от    внешней температуры. Такая мера обеспечивает сокращение  теплопотребления  в доме на 30% и окупается в течение 2 – 5 лет. Установка реле времени циркуляционного насоса регулирует теплоотдачу системы отопления согласно суточному графику, т.е. ночью насос не работает, но быстро обеспечивает нужные параметры  воды  утром.  Благодаря  такому  насосу  в  зависимости  от текущего состояния системы можно достичь 10% экономии от общей отопительной  нагрузки.  При  использовании  таймера  совместно   с термостатными  клапанами  на  отопительных  элементах  показатель улучшится на 20-30%.

      Модернизация   системы   отопления:  балансировка   стояков системы отопления, монтаж термостатных вентилей (замена соединительных узлов отопительных приборов на регулируемые) на подъемных  и  опускных  разводящих  трубопроводах  системы  отопления (стояках), позволяет сбалансировать систему отопления для выравнивания  параметров  теплоносителя  между  подъемными  и  опускными трубопроводами      системы     отопления.    Экономия     составляет     4-18 кВт/м3 в год. Монтаж термостатических вентилей и распределителей не только позволяет оптимизировать и снизить расход тепловой энергии в жилых помещениях, но и сбалансировать температуру воздуха в жилых помещениях, находящихся на разных этажах. Это сформирует мотивацию собственников жилых помещений снижать индивидуальные расходы денежных средств за счет использования термостатических вентилей.

     Балансировка       системы  отопления. 

Трубопроводы  системы  отопления и нагревательные элементы  в  доме,  как правило, находятся в удовлетворительном состоянии. Проблема     заключается     в том,  что  системы  отопления  не  имеют  возможности  регулирования  теплопотребления   и   распределения  тепла,   отсутствуют уравновешивающие вентили   на   стояках   и,  как правило,   отсутствуют   регулирующие вентили на нагревательных элементах. Поэтому во многих домах невозможно обеспечить регулируемый поток теплоносителя,  и  неизбежны  значительные  различия  температуры  помещений. Значит,  необходимо  проводить  балансировку  стояков  и  замену  соединений  отопительного  прибора  на  регулируемые. 

Балансировка системы отопления является самой необходимой мерой по уменьшению разницы между внутренней температурой в разных помещениях здания,   возникающей   вследствие   нерегулируемого   распределения потока воды в трубах; она может снизить расход энергии в доме до 30%. Как известно, для повышения температуры внутреннего воздуха на 1 градус требуется увеличение расхода энергии приблизительно на 5%. В случае несбалансированной системы отопления интенсивность отопления  регулируется  по  температуре  наиболее  прохладного  помещения, в результате чего значительная часть помещений перетапливается, и расходуется лишняя энергия.

Значения стоимости и окупаемости мероприятий по балансировке зависят от того, какие клапаны уже были установлены на элементах системы отопления и от разницы внутренних температур до балансировки. Регулируемое распределение  потока  теплоносителя  по  всем  стоякам  можно  обеспечить при помощи линейных клапанов с возможностью учета, которые после  приведения  в  порядок  или  замены  других  запорных  устройств обеспечат условия, необходимые для осуществления регулирования и экономии. Для  этого  устанавливают  и  налаживают  уравновешивающие вентили на стояках обратного потока, как правило, меняют и запорные  вентили подающего  потока. Достигается  экономия  тепловой энергии  до   6%.  Одновременно,  желательно  производить  замену  соединений выходов тепла из отопительных приборов на регулируемые.

      Реконструкция  системы  отопления,  включающая  перестройку  старой  однотрубной  системы  в  друхтрубную,  а  также  установку регулировочных   клапанов   с   возможностью   предварительной   настройки на стояки и отопительные элементы, обеспечивает требуемое распределение  потока  носителя  по  системе.  Достигаемая  экономия колеблется в пределах 10 – 30 кВт/м3 в год.

      Реконструкция  индивидуального  теплового  пункта  с  переходом  на  закрытую  схему  теплоснабжения  здания.  Большинство многоквартирных  домов  подключено  к  централизованной  системе теплоснабжения, источниками теплоты у которых являются ТЭЦ или крупные  котельные,  которые  обеспечивают  приготовление  теплоносителя, его транспортировку по общей магистральной сети и распределение по потребителям –  системам отопления, горячего водоснабжения  зданий.  Из  тепломагистралей  теплоноситель  подается  в  распределительные  сети  через  тепловые  пункты,  в  которых  устанавливают    подмешивающие         насосы     и  автоматику,      обеспечивающую управление  распределением  теплоносителя, а  отдельные  здания  уже подключаются, как правило, не к магистрали, а к распределительным сетям.

Непосредственно в домах, для подготовки нужных параметров теплоносителя (температуры и давления) для функционирования системы  отопления  и  подготовки  горячей  воды  устанавливаются  индивидуальные  тепловые пункты. В индивидуальных тепловых пунктах системы  отопления  зданий  присоединяются  к  тепловым сетям  с  помощью  смесительных  установок   –  элеваторов,  подмешивающих  насосов, или через поверхностные теплообменные аппараты.

       При этом различают открытые и закрытые системы теплоснабжения  зданий.  Разница  заключается  в  способе  подготовки  горячей воды. В закрытых системах теплоснабжения вода для горячего водоснабжения  берется  из  городского  водопровода  и  подогревается  теплоносителем  в  поверхностных  теплообменных аппаратах  до  требуемой  температуры. Теплообменники  располагают в  центральных или индивидуальных  тепловых  пунктах. Циркулирующая  в  системе  теплоснабжения   вода   используется   только   как   теплоноситель:   отдав свою теплоту для отопления здания и подогрева воды, она возвращается к источнику теплоты (ТЭЦ) для очередного нагрева.

       В  открытых  системах  теплоснабжения  вместо  теплообменных аппаратов  устанавливают  смесительные  устройства.  Нагретая  в  источнике  теплоты  вода  отбирается  из  подающего  и  обратного  теплопроводов в смеситель, где она доводится до температуры 65 градусов и  затем  подается  к  водоразборным  кранам  горячего  водоснабжения для  использования  потребителем.  Требуемая  пропорция  смешения обеспечивается  регулятором  температуры  Остальная  часть  горячей
воды используется для отопления и вентиляции.

       Для  достижения  большей  эффективности  системы  теплоснабжения целесообразно не только модернизировать тепловой узел, но и провести реконструкцию индивидуального теплового пункта с переходом от открытой системы теплоснабжения к закрытой. Установка пластинчатых теплообменников  в  индивидуальном  тепловом  пункте позволяет  обеспечить  экономию  благодаря  регулировке  параметров подачи теплоносителя в местную систему отопления (особенно в отопительный сезон за счет исключения перетопов 2-3 кВт/куб.м в год). Монтаж  средств  автоматизированного  регулирования  подачи  теплоносителя в индивидуальном тепловом пункте позволяет оптимизировать расход  тепловой энергии в различное время суток и  снизить за счет этого теплопотребление в многоквартирном доме.

      Кроме того, теплообменник отделяет систему отопления здания от  распределительной  сети  центрального  отопления,  позволяет  исключить разбор на горячее водоснабжение дорогостоящего теплоносителя из системы отопления, уменьшает опасность коррозии отопительных трубопроводов, независимо от качества теплоносителя.

      Таким образом, дом достигает наибольшей экономии энергоресурсов (и средств на их оплату) и при этом продолжает отапливаться от  системы  централизованного  теплоснабжения  с  сохранением  всех ее преимуществ (по сравнению с переходом на местную систему теплоснабжения), которые заключаются в возможности  применения более  дешевого  топлива,  высокой  надежности  его  поставки,  меньшем загрязнении окружающей среды.