Энергосберегающие системы отопления: как и на чем можно экономить?

Отопление промышленных объектов и домов обходится достаточно дорого. Понизить расходы на платежи позволят энергосберегающие системы отопления, благодаря которым можно сэкономить значительные средства, не отказываясь от комфортных условий в помещении.

Различные варианты подобных схем мы и рассмотрим в этой статье.

Способы повышения энергоэффективности дома

Сократить затраты энергии, используемой для отопления, можно разными методами:

• повышением энергоэффективности строения;
• применением системы «Умный дом», а также другой автоматикой, позволяющей минимизировать затраты;
• снижением электропотерь при помощи радиаторов и иных приборов;
• увеличением КПД отопительных котлов или печей;
• использованием экологичных видов энергии (дрова, солнечные батареи).

Для достижения лучших результатов можно применять комбинацию двух или более вариантов.

Даже самая надежная и качественная система отопления не принесет особой пользы, если в доме происходит масштабная отдача тепла, поэтому следует предпринять меры, которые будут препятствовать утечкам теплоэнергии через щели и открытые форточки.

Важно предпринять простые, но эффективные шаги, обложив теплоизоляционным материалом полы, стены, двери, потолки, оконные рамы. Помимо утепления по нормативным требованиям можно разместить и дополнительную изоляцию. Это позволит еще больше сократить теплопотери, тем самым повысив энергоэффективность здания.

Для проведения качественной теплоизоляции можно вызвать специалиста-энергоаудитора. Он произведет тепловизионную съемку дома, что позволит выявить места наиболее интенсивных теплопотерь, изоляцию которых нужно осуществить в первую очередь

Как правило, наибольшие потери тепла происходят через стены, перекрытие чердака, а также пол по лагам. Эти участки требуют качественной теплоизоляции. Для предотвращения утечек тепла через окна можно использовать ставни, закрывающиеся на ночь.

Система управления «Умный дом»

Автоматические устройства способны внести огромный вклад в дело экономии энергоносителей, используемых для получения тепла. Максимального уровня эффективности можно достичь, выбирая систему, оснащенную рядом дополнительных функций, а именно:

• погодозависимым управлением;
• датчиком температуры, устанавливаемым внутри помещения (помещений);
• возможностью внешнего управления при предусмотренном обмене данных;
• приоритете контуров.

Рассмотрим все вышеперечисленные преимущества подробнее.

Погодозависимое управление температурой в доме предполагает корректировку уровня нагрева теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха. Если на улице ударил мороз, вода в радиаторе будет несколько горячее, чем обычно. В то же время при потеплении нагрев будет осуществляться менее интенсивно.

Отсутствие же подобной функции часто приводит к излишнему повышению температуры воздуха в комнатах. Это не только ведет к перерасходу энергоносителей, но и не слишком комфортно для обитателей дома.

Сенсорные панели управления предоставляют возможность выбора опции энергосберегающего режима, что позволяет быстро и без особого труда отрегулировать температуру в доме

У большинства подобных приборов предусмотрено два режима: «лето» и «зима». При использовании первого отключаются все отопительные контуры, при этом остаются функционировать лишь приспособления, предназначенные для круглогодичного использования, например, подогрева бассейна.

Датчик комнатной температуры нужен не только для контроля за поддержанием автоматически установленной температуры. Как правило, это устройство совмещается с регулятором, что позволяет при необходимости повысить или понизить нагрев.

Внешний датчик температуры – непременная составная часть большинства блоков управления «Умных домов». Подобные приборы в обязательном порядке устанавливаются в помещении, а если подача тепла осуществляется поэтажно, то и на каждом этаже

Терморегулятор можно запрограммировать на снижение температуры в комнатах в течение определенных часов (например, когда обитатели дома уходят на работу), что способствует значительной экономии расходов тепла.

Система «Умный дом» способна заботиться о расстановке приоритетов отопительных контуров при одновременном функционировании различных устройств. Так, при включении бойлера блок управления отключает вспомогательные контуры и другие устройства от теплоснабжения.

Благодаря этому снижается мощность котельной, что позволяет уменьшить топливные расходы, а также равномерно распределить нагрузку на заданный отрезок времени.

Система климат-контроля, связывающая в единую сеть управление кондиционированием, отоплением, электроснабжением, вентиляцией, не только повышает комфорт в доме и сводит к минимуму риск внештатных ситуаций, но и позволяет экономить энергоносители.

Приводы климат-контроля, регулирующие все функции поддержания температурных параметров в комнате, как правило, скрываются от глаз, например, размещаются в коллекторном шкафу

Возможность передачи данных на смартфоны позволяют хозяевам отслеживать ситуацию, чтобы при необходимости оперативно внести коррективы.

Снижение расходов при помощи приборов

Наиболее эффективной считается система отопления, позволяющая достичь комфортного нагрева при минимальной температуре теплоносителя. Для достижения этой цели лучше всего использовать схему водяного теплого пола.

Этот способ отличается комфортностью и гигиеничностью, к тому же конструкции совершенно скрыты от глаз, что позволяет сочетать теплый пол с различными видами традиционных покрытий: плиткой, линолеумом, ковролином, паркетом

К сожалению, в условиях сурового климата теплые полы часто не способны компенсировать теплопотери, особенно, если в доме предусмотрены большие остекленные пространства. Это объясняется тем, что максимально допустимая температура напольного покрытия имеет жесткий предел: она не должна превышать +27°С.

Оптимальным вариантом в этом случае является комбинация теплого пола с современными радиаторами, которые можно подключать снизу из пола либо стены, что позволяет исключить из интерьера не слишком эстетичную подводку труб.

В продаже представлен огромный ассортимент радиаторов, которые различаются не только изготовителем и типом устройства, но и цветом, формой, размером. Это позволяет найти оптимальную модель, чтобы вписать ее в интерьер

Если исходить из принципа энергоэффективности, лучше остановиться на коллекторно-лучевой двухтрубной схеме радиаторного отопления. В этом случае в каждое помещение проводится особая отопительная ветвь (подающий и обратный элемент). Подобная система позволяет поддерживать в каждой комнате свою температуру, минимально влияя на соседние помещения.

Энергоэффективные котлы и печи

Чтобы сберечь энергию, получаемую из ископаемого топлива, стоит заменить традиционный обогреватель экологичной и энергоэффективной печью (на масле или газе) либо котлом. В первом случае важно уделить внимание системе воздуховодов, осуществляющих распределение нагретого воздуха по комнатам.

Если срок службы старого котла превышает десять лет, его лучше заменить современной моделью, коэффициент полезного действия которой может достигать 94 процента

При использовании котлов необходимо также продумать коммуникации, по которым вода будет проходить, направляясь в радиаторы или системы теплых полов.

При выборе котлов или печей важно учесть следующие факторы:

• Наличие вентиляции. Котел или печь, оснащенные герметичной камерой сгорания, должны обдуваться потоком наружного воздуха. Это препятствует возможному загрязнению воздуха в пределах помещения и снижает вероятность проникновения в дом наружных воздушных масс.
• Наличие электрического розжига. Подобные модели считаются намного эффективней вариантов с запальным пламенем.
• Емкий теплообменник и конденсатор, которые позволяют скапливать избыточную энергию, что позволяет сэкономить на выработке новых калорий.

Современные печи и котлы хотя и работают на ископаемых видах топлива (мазут, пропан), все же считаются энергоэффективными и экологичными устройствами. Для их функционирования достаточно минимального количества горючего, а число вредных веществ, которые выделяются при сгорании, ничтожно мало.

Использование экологически чистого топлива

Сейчас первоочередное внимание уделяется развитию альтернативной энергетики с использованием возобновляемых ресурсов. Среди наиболее распространенных вариантов можно назвать следующие:

• древесина;
• тепловые насосы;
• устройства по переработке солнечной энергии.

Кроме того, разрабатываются и другие методы энергосберегающих технологий, например, ветрогенераторы.

Отопление дровяными печами

На протяжении веков древесина широко применялась для отопления домов и приготовления пищи: это доступный большинству населению возобновляемый ресурс. В целях получения тепла можно использовать не только полноценные деревья, но и древесные отходы, как например, хворост, сучья, стружки.

Для сжигания подобного топлива предназначены специальные дровяные печи, которые могут представлять сборную конструкцию из чугуна или сварную – из стали.

Недостатки дровяных печей

В то же время у подобных устройств имеется ряд недостатков, которые мешают их широкому использованию:

• Дровяные печи считаются наиболее неэкологичными нагревателями, работающими на возобновляемых источниках энергии: при горении древесины в воздух попадает большое количество продуктов сгорания.
• Заготовка дров, осуществляемая самостоятельно, требует значительного объема работ (рубка дерева, пилка и колка дров). Кроме того, печи необходимо часто очищать от скопившейся золы.
• Отопительные устройства на дровах также считаются наиболее пожароопасным нагревателями, поскольку при неправильном обслуживании дымоходов в них может возникнуть возгорание.
• Печи нагревают помещение, где они расположены, в то время как воздух в других пространствах может оставаться холодным на протяжении долгого времени.
• Дровяные нагреватели не подходят для установки в обычном городском жилье (некоторые модели можно смонтировать и в квартирах, однако этот процесс требует согласования и оформления большого числа документов).

При выборе дровяной печи нужно отдать предпочтение эффективной современной модели. Некоторые варианты обладают специальными устройствами – каталитическими нейтрализаторами, позволяющими сжигать не до конца сгоревшие жидкости и газы, что повышает эффективность и снижает выбросы вредных элементов.

Современные модели дровяных печей могут оснащаться двойными стенками или вентиляторами, улучшающими циркуляцию воздуха. Имеются также варианты, предусматривающие интеграцию с водяным отоплением

В некоторых современных дровяных печах предусмотрены также специальные перегородки, которые располагаются над рабочей камерой. Они направляют оставшиеся газы и жидкости в огонь, повышая эффективность горючих материалов. Подобные конструкции позволяют также снизить накопление креозота.

Для более равномерного нагрева можно подумать о монтаже газодровяной печи, которая позволяет использовать одновременно два вида топлива. Возможна также установка уличных дровяных печей: с их помощью нагревается вода, которая циркулирует через теплообменную систему, обогревая помещения.

Две разновидности тепловых насосов

Подобные агрегаты давно заслужил большую популярность: это один из самых эффективных видов отопления домов, представляющий минимум опасности для окружающей среды.

Распространенный вариант воздушного теплонасоса получил название «мини-сплит». Он обладает наружным и одним либо несколькими внутренними блоками, которые могут подавать как горячий, так и холодный воздух

Представленные на рынке модели относятся к двум типам:

• Воздушные тепловые насосы. Устройства, оснащенные специальными приспособлениями, способными даже в холодные дни (до -20°С) улавливать тепло из атмосферы, а затем распределять его по дому при помощи проложенных воздуховодов.
• Геотермальные тепловые насосы. Подобные приспособления позволяют воспользоваться теплом грунта. Для этого в земле ниже уровня промерзания (как правило, ниже 1,2 метров) осуществляется горизонтальная прокладка кольцами. Если же площадь участка чересчур мала для этого, насосы размещаются в вертикально пробуренных скважинах, глубина которых может доходить до 200 метров.

Хотя для функционирования тепловых насосов необходимо электричество, эти приборы признаны энергоэффективными, поскольку сравнительно с потраченными ресурсами они извлекают много больше тепла (один к трем для воздушных, один к четырем для геотермальных устройств). При этом приборы не загрязняют воздух и полностью пожаробезопасны.

Достоинством тепловых насосов является их способность работать в обратном режиме, то есть не только нагревать, но и охлаждать воздух. На геотермальные аппараты можно также устанавливать водонагреватели, обеспечивая нагрев воды до +60°С.

Хотя стоимость геотермальных устройств выше чем у воздушны, первый вариант считается более перспективным, поскольку такие насосы обладают большей эффективностью

Новые и реконструируемые дома можно оснастить как тепловыми, так и геотермальными приборами, тогда как в старых возможно осуществить лишь монтаж насоса первого типа.

Пользуясь тепловыми насосами, нужно учесть, что их эффективность зависит от разницы температур потребителя и источника. В случае морозов приходится применять оборудование со значительным превышением мощности, либо воспользоваться для отопления дома дополнительными приборами, например, энергоэффективными котлами или печами.

Солярные энергосберегающие устройства

В последнее время большое значение уделяется развитию технологий, позволяющих использовать для бытовых и промышленных целей энергию солнца.

Солнечные воздушные коллекторы

Простой и экономичный метод обогрева строения, который чаще всего применяется в качестве дополнительного источника электроэнергии. В этом случае на крыше с южной стороны дома монтируются специальные устройства, так чтобы даже зимой на них падал солнечный свет.

После того как внутри камеры достигается предельная температура, в ней автоматически включается крошечный вентилятор, ответственный за теплообмен. Воздух из комнат начинает проходить сквозь коллектор, а «отняв» тепло, вновь поступать внутрь дома. В зависимости от энергоэффективности строения и количества солнечного света, коллектор может нагревать пространство площадью 44 квадратных метров и более.

Солнечные воздушные коллекторы – недорогие, надежные и эффективные приспособления. При наличии определенных навыков такие приборы можно сделать самостоятельно

Долговечные коллекторы, на содержание которых требуется минимум средств, годятся для монтажа в новых или реконструированных домах. Подобные устройства являются экологично-рентабельным вариантом отопления зданий, однако перед их установкой потребуются тщательные расчеты, чтобы правильно определить размерную сеть и планируемую мощность коллекторов.

В зависимости от конструкции солнечные модули могут работать совершенно автономно или использовать небольшое количество электроэнергии из сети. В последнем случае понадобится внести соответствующие изменение в прокладку электрокоммуникаций.

Водяные солнечные коллекторы

Более сложным вариантом солярных устройств являются солнечные системы горячего водоснабжения. Их конструкция включает в себя описанные выше коллекторы, монтируемые на крыше здания, накопительного бака, который чаще всего устанавливается в подсобном помещении (подвале, чулане), а также соединяющих их труб.

Жидкий теплоноситель, в качестве которого применяется вода либо нетоксичный антифриз, нагнетается насосом в солнечные коллекторы, где температура жидкости значительно повышается. После этого она переходит обратно в резервуар, откуда через теплообменник тепло передается воде, находящейся в особом баке. Хорошо нагретая жидкость используется для бытового применения, например, для нагрева теплого пола или проточной системы.

На схеме изображена солярная система горячего водоснабжения. При большом количестве солнечных элементов и объемных резервуаров она вполне годится для обогрева целого дома

Солярные системы для отопления зданий работают бесшумно, без выделения вредных веществ. Их можно использовать для работы в разном климате, однако их эффективность будет меняться в зависимости от конкретного региона (этот показатель требует проверки перед монтажом).

Энергосберегающая схема нагрева подойдет как для новостроек, так и для старых зданий, важно только учесть, что для работы электронных управляющих устройств и насосов необходимо небольшое количество электричества.

Основным недостатком подобных систем является производство избытка горячей воды в теплые сезоны. При жарком лете это может оказаться проблемой: как правило, избыточное тепло сбрасывают через отвод зарытой в землю трубы.

Пассивное солнечное отопление

Экономичный способ обогрева дома – применение системы пассивного солярного отопления. Для подобных конструкций не требуется проведения дополнительных коммуникаций, а также использования дополнительных механических приспособлений, например, насосов или вентиляторов.

Единственное, что требуется для обогрева, – большое число ясных дней и низкое солнце, которое дает тепло окнам, находящимся на южной стороне. Как правило, днем внутреннее тепло поглощается кирпичными либо гипсовыми стенами, а также бетонными полами. В ночное же время оно выпускается для поддержания комфортной температуры в здании.

Чтобы подобный дом являлся энергосберегающим, он должен быть герметичным и хорошо теплоизолированным. Для этого применяются специальные низкоэмиссионные окна, хранящие тепло в зимнюю пору и отражающие его летом.

Чтобы воспользоваться функцией пассивного солярного отопления, ее нужно предусмотреть еще на стадии проектирования дома. Снабдить этой возможностью уже возведенное здание чрезвычайно сложно

Пассивный солнечный вариант в солнечных местностях позволяет экономить 50-79% от расходов на отопление. Вполне естественно, что строительство подобного дома обойдется собственникам намного дороже, чем обычное строение, однако в долговечной перспективе выгода подобной конструкции однозначна.

К сожалению, в российском климате этот метод не слишком востребован из-за низких температур, при которых через окна теряется больше тепла, нежели поступает от солнечного света.

Выводы и полезное видео по теме

На представленном ниже видеоролике рассказывается об одном из наиболее эффективных способов энергосбережения – использовании солнечных коллекторов.

Существует множество разнообразных вариантов отопительных систем, потребляющих минимум ископаемого сырья. Главной задачей жильцов является выбор наиболее оптимальной схемы энергосберегающего отопления. Хотя установка подобных конструкций потребует некоторых средств, они быстро окупят себя, поскольку помогают эффективно экономить на расходах за отопление.