Найти в Дзене
Sunny Challe

Инженерные коммуникации загородного дома. Часть 2. Отопление и вентилиция.

В физиологии считается, что наиболее комфортно человек себя чувствует при температуре воздуха от +18°С до +24°С, влажности воздуха от 55% до 70%. Климатические условия России, собственно как и большинства других государств, к великому сожалению не круглогодично соответствуют комфортным условиям человека. Поэтому жилища, в которых проживают люди, требуют подогрева (отопления)  в более холодные периоды и, как правило, охлаждения в более жаркие периоды.
В физиологии считается, что наиболее комфортно человек себя чувствует при температуре воздуха от +18°С до +24°С, влажности воздуха от 55% до 70%. Климатические условия России, собственно как и большинства других государств, к великому сожалению не круглогодично соответствуют комфортным условиям человека. Поэтому жилища, в которых проживают люди, требуют подогрева (отопления) в более холодные периоды и, как правило, охлаждения в более жаркие периоды.

Люди, живущие в доме не расходуют тепло, температура их тела выше, чем температура внутри дома. Отопление по сути покрывает теплопотери, т. е. восполняет тепло, которое теряется из за разницы температуры внутри и вне дома. Это справедливо как для зимнего так и для летнего периода, зимой температура внутри дома выше температуры наружи, летом наоборот. Есть правда еще весенний и осенний переходные периоды, когда температура внутри дома может совпадать с температурой извне. Более теплый воздух и предметы всегда отдают свою энергию более холодному воздуху и предметам, которые поглощают отдаваемое им тепло и нагреваются при этом. И если дом не обогревать зимой, или не охлаждать летом, температура внутри дома через какое то время станет такой же как и снаружи дома. Вопрос только в том, как быстро это происходит ...

Одним из параметров, характеризующих дом, является расход тепла в единицу времени, необходимого для поддержания заданной температуры, иными словами расход тепла на компенсацию теплопотерь. чем выше теплопотери, тем ниже его энергоэффективность, тем больше энергии необходимо для компенсации тепловых потерь и тем дороже будет эксплуатация такого здания.

Индекс энергоэффективности показывает удельное потребление тепла и электроэнергии на единицу площади. Чем меньше размер потребления, тем выше индекс энергоэффективности. Подобные индексы используются не только для оценки энергоэффективности зданий, но и, например,  для бытовых электроприборов, автомобилей и многого другого. Мало того, многие государства вводят не только обязательную сертификацию по классам эффективности но и различными способами стимулируют налогами, тарифами, дотациями производителей (в нашем случае застройщиков) к созданию высокоэффективной продукции (в нашем случае построенных зданий).
Индекс энергоэффективности показывает удельное потребление тепла и электроэнергии на единицу площади. Чем меньше размер потребления, тем выше индекс энергоэффективности. Подобные индексы используются не только для оценки энергоэффективности зданий, но и, например, для бытовых электроприборов, автомобилей и многого другого. Мало того, многие государства вводят не только обязательную сертификацию по классам эффективности но и различными способами стимулируют налогами, тарифами, дотациями производителей (в нашем случае застройщиков) к созданию высокоэффективной продукции (в нашем случае построенных зданий).

Маловероятно, чтобы какой нибудь застройщик в современной России приводил характеристики энергоэффективности, как выгодную сторону продаваемого объекта. Их задача продать, подешевле. И рассчитывать, что построенный для продажи дом будет энергоэффективен не приходится - напротив следует ожидать самую низкую энергоэффективность, потому как ожидаемо, что такой дом будет построен по самым дешевым технологиям с использованием самых дешевых материалов. Не верите - поинтересуйтесь. Увы, современное строительство, особенно эконом сегмента, никак не заинтересовано в строительстве домов с высокой энергоэффективностью, но все меняется.

Совершенно аналогичная ситуация и летом, когда внешняя температура выше, чем требуемая температура в доме. Охлаждение помещения производится за счет отбора тепла, например кондиционером. И чем ниже энергоэффективность дома, тем выше теплопотери, и тем быстрее дом изнутри теряет прохладу - нагревается под воздействием внешней температуры.

Для решения задачи энергоэффективности, необходимо разобраться в причинах теплопотерь ...

Состав теплопотерь дома традиционной конструкции. Теплопотери в доме происходят через конструктив - крышу, стены, окна и двери, фундамент. До трети теплопотерь происходит за счет вентилирования дома - отвода воздуха, насыщенного углекислым газом и вредными примесями от жизнедеятельности человека, и замены его чистым, но имеющим не комфортную температуру внешней среды. Уменьшив конструктивные потери за счет использования качественных материалов имеющих высокое сопротивление теплопередаче, можно существенно сократить теплопотери, и повысить тем самым энергоэффективность дома. Используя рекуператоры при вентиляции, обеспечивают нагрев (летом охлаждение)  приточного воздуха, за счет охлаждения (нагрева летом) отводимого воздуха.
Состав теплопотерь дома традиционной конструкции. Теплопотери в доме происходят через конструктив - крышу, стены, окна и двери, фундамент. До трети теплопотерь происходит за счет вентилирования дома - отвода воздуха, насыщенного углекислым газом и вредными примесями от жизнедеятельности человека, и замены его чистым, но имеющим не комфортную температуру внешней среды. Уменьшив конструктивные потери за счет использования качественных материалов имеющих высокое сопротивление теплопередаче, можно существенно сократить теплопотери, и повысить тем самым энергоэффективность дома. Используя рекуператоры при вентиляции, обеспечивают нагрев (летом охлаждение) приточного воздуха, за счет охлаждения (нагрева летом) отводимого воздуха.

Повышение энергоэффективности дома за счет уменьшения конструктивных энергопотерь, плюс использование современных рекуператоров, обеспечивающих существенное сокращение энергопотерь при вентиляции, как раз и есть тот самый случай, когда "сэкономленные деньги - заработанные деньги", поскольку меры повышения энергоэффективности позволяют в разы экономить в расходах на обогрев зимой и охлаждение летом.

Рекомендуем обратить на это пристальное внимание, поскольку никто, кроме вас самих не заинтересован в этом. К сожалению пока это так. У нас. Вероятно потому, что платить в конечном счете придется именно вам ... Но, например, в Евросоюзе, энергоэффективности зданий уделяется большое внимание. Строительные нормы энергоэффективности зданий Евросоюза имеют более высокие требования по энергоэффективности, для более эффективных зданий применимы более низкие тарифы на отопление, и наконец, здания имеющие более высокие коэффициенты энергоэффективности имеют более высокую стоимость, причем не только официальную, оценочную но и реальную рыночную. Вероятно такая тенденция ожидает и нас.

Отопление. Центральное отопление в загородном доме так же недоступно, и по этой причине мы его рассматривать не будем. Но подробно рассмотрим автономное. Причина заключается в том, что в общем составе инженерных коммуникаций, даже автономное отопление все равно занимает центральное, т. е. очень важное, место. Кроме того, в составе энергетических затрат, отопление так же занимает существенную долю. Так, если потребление для среднестатистической семьи из четырех человек составляет 5 - 6 тысяч кВт/часов в год, потребление горячей воды в гигиенических целях так же составляет примерно столько же, то расходы на отопление, в доме с высокой энергоэффективностью, составляют уже около 30 тысяч кВт/часов в год, или примерно 150 тысяч рублей в ценах на электроэнергию.

Тепловой насос для загородного дома. Решение "три в одном". Система отопления, не требующая никакого сырья, потребляющая только электроэнергию. Причем мощность потребляемой электроэнергии примерно в 4 - 6 раз меньше, чем мощность вырабатываемого тепла. Такая система вполне сопоставима по расходам с газовым котлом, или даже превосходит последнюю, только газ не нужен, а расходуете вы электричество. Это РАЗ. Горячая вода - сопутствующий продукт, необходимый в доме. Причем мощность для  разогрева горячей воды так же нужна в 4 - 6 раз меньше. Это ДВА. Тепловой насос успешно справляется не только с отоплением, но и с охлаждением, эффективно обеспечивая его (охлаждение) через уже существующую систему отопления, как правило это современная система отопления - "теплый пол". Это ТРИ. Стоимость теплового насоса вполне соизмерима со стоимостью хорошего газового котла и баснословных, но неизбежных, платежей за подключения газа. Это БОНУС.
Тепловой насос для загородного дома. Решение "три в одном". Система отопления, не требующая никакого сырья, потребляющая только электроэнергию. Причем мощность потребляемой электроэнергии примерно в 4 - 6 раз меньше, чем мощность вырабатываемого тепла. Такая система вполне сопоставима по расходам с газовым котлом, или даже превосходит последнюю, только газ не нужен, а расходуете вы электричество. Это РАЗ. Горячая вода - сопутствующий продукт, необходимый в доме. Причем мощность для разогрева горячей воды так же нужна в 4 - 6 раз меньше. Это ДВА. Тепловой насос успешно справляется не только с отоплением, но и с охлаждением, эффективно обеспечивая его (охлаждение) через уже существующую систему отопления, как правило это современная система отопления - "теплый пол". Это ТРИ. Стоимость теплового насоса вполне соизмерима со стоимостью хорошего газового котла и баснословных, но неизбежных, платежей за подключения газа. Это БОНУС.

Самым рекомендуемым решением отопления, точнее, уже климат контроля, в доме является тепловой насос. При этом необходимо, исходя из конкретных условий выбрать принцип действия теплового насоса, воздух-воздух, вода-вода или грунт-вода. Каждое из этих решений имеет свою эффективную нишу. Практически любой тепловой насос имеет удобную функцию дистанционного контроля и управления, что очень удобно, особенно для загородного дома непостоянного проживания.

Конечно, использование теплового насоса рекомендовано, но вовсе не обязательно. Возможно использование газовых, или, что более вероятно, твердотельных котлов, загружаемых дровами или пеллетами. При любом из видов котлов или тепловых насосов следует предусмотреть тепловой аккумулятор - водяной бойлер, который позволит не только обеспечить суточную цикличность работы теплового насоса или котла, но и использовать низкий ночной тариф для сокращения расходов на оплату электричества.

Использование дневной электроэнергии от солнечных панелей для работы системы отопления так же будет возможно. Отдельно остановимся на вакуумных нагревателях. В системы отопления с промежуточным бойлером легко интегрируются вакуумные солнечные коллекторы.

Вакуумный солнечный коллектор, интегрированный в систему подготовки ГВС в летние солнечные дни может полностью обеспечить горячей водой. Но и в зимние дни с "коротким" солнцем, вакуумный коллектор обеспечивает предварительный нагрев горячей воды в бойлере, обеспечивая дополнительную экономию. Котел, либо тепловой насос, включаются в работу, только если солнечной энергии оказывается недостаточно.
Вакуумный солнечный коллектор, интегрированный в систему подготовки ГВС в летние солнечные дни может полностью обеспечить горячей водой. Но и в зимние дни с "коротким" солнцем, вакуумный коллектор обеспечивает предварительный нагрев горячей воды в бойлере, обеспечивая дополнительную экономию. Котел, либо тепловой насос, включаются в работу, только если солнечной энергии оказывается недостаточно.

КПД вакуумных коллекторов выше, чем у солнечных панелей. И если вы не используете интенсивно солнечные панели для выработки электроэнергии, тем более имеет смысл рассмотреть использование вакуумных солнечных коллекторов, покрывающих энергетические затраты на подготовку ГВС в весенне-летний период. Дополнительным плюсом такого решения является возможность полной остановки основного котла, либо теплового насоса, для ревизии или ремонта без потери функциональности системы подготовки ГВС - горячая вода для гигиенических нужд будет доступна в полном объеме..

Повторимся, что для такой системы необходим водяной бойлер - аккумулятор достаточно большой емкости, покрывающий суточные потребности в горячей воде. у бойлера должен присутствовать дополнительный змеевик, к которому подключаются вакуумные солнечные коллекторы. Вода в бойлере должна разогреваться до максимально возможной температуры, аккумулируя большее количество тепла и смешиваясь с холодной водой до комфортной температуры непосредственно перед использованием.

Современные решения используют специальные бойлеры, имеющие две емкости и несколько, два или более, общих змеевиков. меньшая емкость, используемая для ГВС, вставлена в бо`льшую, аккумулирующую тепло для системы отопления. Общая емкость таких тепловых аккумуляторов достигает тысячи, а иногда и белее, литров.

Вентиляция. Современный дом требует принудительной вентиляции. Конечно возможна и традиционная вентиляция через раскрывающиеся окна, но при этом теряется значительное количество тепла, составляющее до 35 процентов в общем тепловом балансе. Для сокращения теплопотерь при вентиляции используют принцип рекуперации - выравнивания температуры приточного воздуха за счет теплообмена с отводимым потоком воздуха, при этом не смешивая потоки между собой.

Эффективный локальный рекуператор. Используется для каждого помещения отдельно. Два встречных потока воздуха проходят через медный теплообменник, за счет чего выводимый теплый воздух отдает свое тепло приточному холодному воздуху и разогревает его, не смешиваясь при этом. Эффективность такой рекуперации достигает 90 процентов, существенно, т. е. в 10 раз при КПД 90 %, сокращая теплопотери вентиляции. Качество свежего воздуха при этом совершенно не отличается от воздуха при традиционном проветривании.
Эффективный локальный рекуператор. Используется для каждого помещения отдельно. Два встречных потока воздуха проходят через медный теплообменник, за счет чего выводимый теплый воздух отдает свое тепло приточному холодному воздуху и разогревает его, не смешиваясь при этом. Эффективность такой рекуперации достигает 90 процентов, существенно, т. е. в 10 раз при КПД 90 %, сокращая теплопотери вентиляции. Качество свежего воздуха при этом совершенно не отличается от воздуха при традиционном проветривании.

Существует много различных видов рекуператоров по принципу действия и организации воздухообмена. По возможности, мы рекомендуем использовать, как оптимальное решение, локальные рекуператоры на каждое помещение отдельно, при этом не требуется создания системы воздуховодов, как в случае с централизованными рекуператорами, Локальный рекуператор компактен, имеет меньшее шумоизлучение, работает независимо от системы отопления/охлаждения, не требуя при этом никакой синхронизации с ней. Управление каждым рекуператором может осуществляться как с пульта дистанционного управления, так и через удобные мобильные приложения.

================================================================

Для тех, кто только мечтает об этом и для тех, кто полон решимости воплотить свою мечту в жизнь этот блог, который поможет воплотить мечту в реальность. Подпишитесь на наш канал, это бесплатно. Материалы, которые мы будем размещать здесь помогут вам сэкономить много времени и средств и самое главное - получить свой загородный дом, именно такой, который нужен именно Вам а не тот, который вам продадут.