Энергосберегающие системы

solar-batarei.ru

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

sovet-ingenera.com

Виды источников энергии

Традиционно для отопления используют несколько источников энергии:

Твердое топливо – дань традициям

Для отопления используют дрова, уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Твердотопливные котлы и печи трудно назвать экономичными или экологичными, но применение новых технологий позволяет существенно сократить потребление топлива и, как следствие, количество продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу.

В последние годы увеличивается количество продаж газогенераторных печей и котлов. Их преимущества – полное сжигание топлива, использование пиролизного газа в качестве источника тепла. Установка такого котла экономит энергоресурсы. Приобретать такие твердотопливные котлы мы советуем у проверенных ритейлеров.

Жидкое топливо – дорого, но популярно

Это сжиженный газ, дизтопливо, отработанное масло и т.п. На отопление жилища всегда расходуется большое количество жидкого топлива, и пока не придуманы способы заметного сокращения расхода. Это отопительное оборудование требует тщательного ухода, регулярной чистки от сажи и копоти.

Большая часть видов жидкого топлива имеет еще один недостаток – высокую стоимость. И все же, несмотря на явные недостатки, жидкотопливные котлы на втором месте по популярности после газовых.

Газ – доступно и дешево

В традиционных газовых котлах расход топлива велик, но конденсационные модели решили эту проблему. Их установка позволяет получить максимум тепла с минимальным расходом газа. КПД конденсационных котлов может достигать более 100%. Многие модели известных брендов можно переводить на работу на сжиженном газе. Для этого нужно просто сменить форсунку. Еще один энергосберегающий вариант – инфракрасное газовое отопление.

Подробнее про газовые котлы читайте здесь.

Электричество – удобный и безопасный источник тепла

Единственный недостаток использования электроэнергии для отопления – высокая стоимость. Впрочем, этот вопрос решается: постоянно разрабатываются электрические системы отопления, потребляющие относительно небольшое количество энергии и обеспечивающие эффективный обогрев. К таким системам можно отнести теплые полы, пленочные обогреватели, инфракрасные радиаторы.

Тепловые насосы – экономичные и экологичные установки

Системы работают по принципу преобразования тепловой энергии земли или воздуха. В частных домах первые тепловые насосы стали устанавливать еще в 80-х годах ХХ века, но на тот момент их могли позволить себе только очень зажиточные люди.

С каждым годом стоимость установок становится все ниже, и во многих странах они стали весьма популярны. Так, в Швеции тепловые насосы отапливают около 70% всех зданий. В некоторых странах даже разрабатываются строительные нормы и правила, обязывающие застройщиков монтировать геотермальные и воздушные системы для отопления.

Гелиосистемы – перспективный источник энергии

Гелиотермальные системы преобразуют лучевую солнечную энергию для отопления и горячего водоснабжения. На сегодня существует несколько видов систем, в которых используются солнечные панели, коллекторы. Они различаются по стоимости, сложности производства, удобству эксплуатации.

С каждым годом появляется все больше новых разработок, возможности солнечных систем расширяются, а цены на конструкции снижаются. Пока их нерентабельно устанавливать для крупных зданий промышленного назначения, но для отопления и горячего водоснабжения частного дома они вполне подойдут.

Тепловые панели – энергосберегающее отопление

Среди энергосберегающих систем отопления особую популярность приобретают тепловые панели. Их преимущества – экономное потребление электроэнергии, функциональность, удобство в эксплуатации. Нагревательный элемент расходует 50 Ватт электроэнергии на прогрев на 1 м², в то время как традиционные электрические системы отопления потребляют не менее 100 Ватт на 1 м².

На тыльную сторону энергосберегающей панели нанесено специальное теплоаккумулирующее покрытие, благодаря чему поверхность нагревается до 90 градусов и активно отдает тепло. Обогрев помещения происходит за счет конвекции. Панели абсолютно надежны и безопасны. Их можно устанавливать в детских, игровых комнатах, школах, больницах, частных домах, офисах. Они адаптированы к перепадам напряжения в электросети, не боятся воды и пыли.

Дополнительный «бонус» — стильный внешний вид. Приборы вписываются в любой дизайн. Монтаж не сложен, в комплекте с панелями поставляются все необходимые крепежные элементы. Уже с первых минут включения прибора ощущается тепло. Помимо воздуха, прогреваются стены. Единственный минус – использование панелей нерентабельно в межсезонье, когда нужно лишь слегка обогреть помещение.

Монолитные кварцевые модули

Этот метод отопления не имеет аналогов. Его изобрел С. Саркисян. Принцип действия теплоэлектронагревателей основан на способности кварцевого песка хорошо накапливать и отдавать тепло. Приборы продолжают нагревать воздух в помещении даже после отключения электропитания. Системы с монолитными кварцевыми электронагревательными модулями надежны, удобны в эксплуатации, не требуют особого ухода и технического обслуживания.

Нагревательный элемент в модуле полностью защищен от любых внешних воздействий. Благодаря этому отопительную систему можно монтировать в помещениях любого назначения. Срок эксплуатации не ограничен. Регулирование температуры осуществляется автоматически. Приборы пожаробезопасны, экологичны.

Экономия средств при использовании электронагревательных модулей составляет около 50%. Это стало возможным потому, что приборы работают не 24 часа в сутки, а лишь 3-12. Время, в течение которого модуль потребляет электроэнергию, зависит от степени теплоизоляции помещения, где он установлен. Чем выше потери тепла, тем большим будет расход электроэнергии. Отопление этого типа используют в частных домах, офисах, магазинах, гостиницах.

ПЛЭН – достойная альтернатива

Пленочные лучистые электрические нагреватели – одна из самых интересных разработок в сфере энергосберегающих технологий отопления. ПЛЭН-системы экономичны, эффективны и вполне способны заменить традиционные виды отопления. Нагреватели помещены в специальную термостойкую пленку. ПЛЭН крепят на потолок.

Принцип работы такой системы

Инфракрасное излучение нагревает пол и предметы в комнатах, а те в свою очередь отдают тепло воздуху. Таким образом, пол и мебель тоже играют роль дополнительных нагревателей. За счет этого отопительная система потребляет меньше электроэнергии и дает максимальный результат.

За поддержание нужной температуры отвечает автоматика – датчики температуры и терморегулятор. Системы электро- и пожаробезопасны, не пересушивают воздух в помещениях, работают бесшумно. Поскольку нагрев происходит преимущественно с помощью излучения и в меньшей степени благодаря конвекции, ПЛЭН не способствуют распространению пыли. Системы очень гигиеничны.

Еще одно важное достоинство – отсутствие выброса токсичных продуктов горения. Системы не нуждаются в особом уходе, безвредны для здоровья человека, не отравляют окружающую среду. При потолочном инфракрасном обогреве самая теплая зона находится на уровне ног и туловища человека, что позволяет добиться наиболее комфортного температурного режима. Срок эксплуатации системы может составлять 50 лет.

Что делает ПЛЭН такой выгодной?

Наибольшие расходы покупатель несет в момент приобретения пленочного нагревателя. Конструкция проста в монтаже, и при желании ее можно установить своими руками. Это позволяет сэкономить на работниках. Система не нуждается в техническом обслуживании. Ее конструкция проста, поэтому долговечна и надежна. Окупается она примерно за 2 года и способна служить десятилетиями.

Самый большой ее плюс – существенная экономия на электроэнергии. Нагреватель быстро прогревает помещение и в дальнейшем просто поддерживает заданный температурный режим. При необходимости его легко можно снять и смонтировать в другом помещении, что очень удобно и выгодно в случае переезда.

Учебный фильм по монтажу ПЛЭН

В видеоролике показаны все этапы монтажа пленочного нагревателя:

Важность снижения теплопотерь

Цель обзора энергосберегающих систем отопления для частного дома – помочь читателям выбрать самый выгодный способ обогрева жилища. Каждый год появляются новые системы, и информация о них может сэкономить значительные суммы многим людям. Но даже самые прогрессивные энергосберегающие технологии отопления будут бесполезны, если своевременно не позаботиться об утеплении дома.

Хорошие стеклопакеты и утепленные двери помогут сократить теплопотери на 10-20%, качественный теплоизолятор – до 50%, а рекуператор тепла выходящего воздуха – до 30%. Утеплив дом и установив энергосберегающую систему отопления, вы добьетесь максимального результата и будете платить за тепло по минимуму.

aqua-rmnt.com

Кварцевые монолитные ТЭНы

В конце 20 века запущены в производство МКТЭНы – монолитные кварцевые тепловые электрические нагреватели.

От традиционных ТЭНов эти преобразователи электроэнергии в тепло сильно отличаются. Позднее они вошли в энергосберегающие системы электрического отопления.

Устройство обычного нагревателя

В ТЭНах электронагревательный элемент в виде спирали из тонкой нихромовой проволоки установлен в металлической трубке: стальной нержавеющей, медной, латунной или алюминиевой. От металла спираль отделена засыпкой мелкораздробленного периклаза, не проводящего электрический ток.

Периклаз – это огнеупорный искусственный материал, получаемый электроплавкой или обжигом природного окисла магния – магнезита.

Конструкция монолитного электронагревателя

В МКТЭНах нагревательный элемент нового поколения размещен внутри бетонной пластины с габаритами 610 х 340 х 25 мм. От слабо проводящего электрический ток бетона его отделяет толстая прослойка из непроводящего кварцевого песка.

Кроме того, в этом устройстве используется свойство сухого кварцевого песка аккумулировать своей массой тепло, вырабатываемое тепловыделяющим проводником при пропускании через него электрического тока. Такая способность кварца позволяет добиться существенного энергосбережения при обогреве жилища.

Накапливается тепловая энергия толщей бетонной панели, после чего отдается в виде длинноволнового инфракрасного излучения. После выключения напряжения начинает работать энергосбережение – эффект «раскаленного кирпича», т.е. бетонная панель с кварцевым песком выделяет накопленное тепло.

Система отопления на кварцевых ТЭНах

Современные технологии начали использовать уже в новом веке. На основе этих нагревательных элементов-панелей создано энергосберегающее отопление – система локального автономного обогрева помещения.

Основные элементы

В состав системы входят:

электрические нагревательные элементы типа МКТЭН, температура которых достигает 85 – 95 °C;

датчики температуры воздуха снаружи здания и внутри каждого из отапливаемых помещений частного дома;

схемы управления нагревательными элементами.

Преимущества

Энергосбережение и высокая экономичность этого способа отопления основаны на том, что длительность работы системы за сутки меняется от 3 до 10 часов. Это время значительно уменьшается при правильном утеплении частного дома. Экономия – до половины расходов традиционной системы на электронагревателях.

Такого существенного энергосбережения удается достичь благодаря следующим достоинствам монолитных кварцевых ТЭНов:

низкая стоимость – нагревательная проволока не мотается в спираль, металлическая трубка не используется, не режется, не гнется и пр.;

малый нагрев проволоки и полная изоляция от кислорода дает большой срок работы при отоплении частного дома;

не нужно обслуживание;

электро- и пожаробезопасные технологии обеспечивают нагрев поверхности ниже температуры воспламенения материалов в доме;

простой монтаж и др.

Использование инфракрасного обогрева

Когда вы зимой греетесь у костра в лесу, вам тепло, хотя вокруг морозный воздух. Вы пользуетесь потоком инфракрасного излучения.

Инфракрасные отопительные панели дают невидимое тепловое излучение. Эффект по этой технологии достигается, когда нагревающий элемент не раскаляется до температуры свечения, а дает тепло при нагреве до десятков или нескольких сотен градусов.

Эти устройства используются как энергосберегающее отопление, когда нужно обогреть небольшое помещение. Нагревать большие площади с высокими потолками дорого, т. к. теплый воздух поднимется вверх, а его место займет холодный.

Такое излучение проходит сквозь воздух, не нагревая его. Попав на поверхность пола, оборудования, инфракрасное излучение поглощается материалом, который нагревается и отдает конвекцией тепло в окружающий воздух. Возле инфракрасной панели человеку комфортно, как у горящего костра. Ученые провели эксперимент по технологии экономии тепла:

нагрели воздух в помещении до + 45 – 50 °C, но при этом заморозили стены – люди ощущали холод;

нагрели стены и охладили воздух до + 10° C – работникам было комфортно.

Инфракрасные отопительные панели, имеют и другие названия: керамические, тепловые или лучевые панели и т. д.

Лучевое отопление – это не только энергосбережение, но и комфорт в помещении:

расход энергии на 50 – 65% меньше, чем при конвективном отоплении;

нагревается сам человек и окружающие его предметы;

температура воздуха в помещении на 3 – 5 °C меньше, чем при конвективном отоплении;

эффект от инфракрасного излучения появляется сразу, без нагрева воздуха в помещении, его стен и потолка;

перепад температур возле пола и потолка будет в десяток раз меньше, чем при традиционном отоплении.

Как экономить в традиционных системах?

С середины ХХ века для отопления частного дома и многоэтажных зданий использовали технологии водяного отопления. Правильно спроектированная система позволяла вручную регулировать теплоотдачу каждой батареи и так обеспечивать энергосбережение. Но с дешевым топливом при перегреве открывали форточку, а не закручивали вентиль на батарее.

Энергетический кризис привел к многократному росту цен на топливо. Вместо ручного вентиля стали использовать технологии термостатических клапанов. Они сами поддерживают нужную температуру радиатора. При перегреве помещения клапан уменьшит подачу воды в батарею, а ее избыток пойдет через байпас – обходную трубу. Такой способ увеличит энергосбережение и снизит расходы на отопление на 1/5, а то и 1/4.

Еще больший эффект получают, связав все термостатические клапаны при автоматизации управления системой отопления.

samstroy.com

Газовая система отопления

Энергоэффективность данного типа отопления небольшая, ведь к некоторым частным домам магистральный газ даже не проведен. Более экономным вариантом может быть применение газового котла, который можно топить разными видами отходов. Но его нежелательно надолго оставлять без присмотра.

Иногда в целях экономии используют газовые конвекторы, устанавливая их на стенах помещения. Они подбираются исходя из площади помещения с расчетом 1 кВт мощности на 10 м².

Варианты снижения расходов газа:

• дополнительное утепление дома;
• использование термоклапанов;
• соблюдение определенного температурного режима;
• установка автоматики;
• установка датчиков пропана.

Важно! При соблюдении вышеперечисленных пунктов, можно снизить расход газа до 30%.

Электрическое отопление

H2_2

Данный вид отопительной системы считается самым экологически безопасным. Электрические энергосберегающие системы отопления представлены в таких видах:

• системы «теплых полов»;
• тепловые панели;
• кварцевые модули;
• водяное отопление с применением электрических котлов.

Система «теплые полы» являет собой один из видов электрического отопления. В свою очередь, теплые полы могут быть сделаны из кабеля, пленки, или же карбоновых стержней. ИК-пленка – самая дешевая из этих систем. Принцип работы заключается в размещении под напольным покрытием электрического провода или пленки и установке автоматических выключателей. Потребление электрических теплых полов в среднем составляет 120 – 180 Вт/м², при этом система не работает круглосуточно и нет необходимости покрывать нагревательными элементами всю площадь пола.

Главное преимущество теплых полов заключается в наличии специального термостата, который будет контролировать мощность обогрева. Таким образом, происходит экономия 15% электроэнергии.

Тепловые панели – это инфракрасные устройства, которые являются дополнительным обогревом жилых помещений. Они представлены в виде гипсокартонного листа, имеющего несколько слоев электроизоляции. Принцип работы панелей заключается в выпускании волн, которые нагревают воздух и находящиеся предметы в помещении. В дальнейшем, нагретые предметы будут аккумулировать тепло и передавать его излишки в пространство комнаты. Инфракрасные панели подключаются к обычным евро-розеткам. Одним из их преимуществ является простая установка, они крепятся к стене и не портят общий вид помещения.

Самое главное преимущество использования тепловых панелей – это 40% экономии электрической энергии. Также такие устройства не сушат воздух и считаются экологически безопасными.

Кварцевые модули – это специальные обогреватели, которые выполнены в виде монолита на основе кварцевого песка. Такое устройство модуля обеспечивает его большую теплоемкость и долгий срок эксплуатации. Кварцевые обогреватели экономят около 25% электроэнергии, так как один такой модуль потребляет всего 0,4 кВт/ч. Площадь обогрева одним устройством составляет около 16м². Основные преимущества этих устройств заключаются в универсальности применения и доступной цене.

Самые эффективные и экономные системы отопления – это водяной обогрев. Его устройство состоит из электрического котла, радиатора и трубопроводов.

Преимущества водяного обогрева:

• Экономичность. Позволяет экономить до 20% общего объема потребляемой электроэнергии;
• Безопасность;
• Простота в эксплуатации;
• Отсутствие открытых нагревательных элементов, которые сушат воздух.

Факт! Электрокотлы водяного отопления могут обогреть дом площадью до 100м².

Дровяное отопление

На замену большим печам пришли твердотопливные котлы, энергоэффективность которых имеет самый высокий уровень. Существуют универсальные и узкоспециализированные котлы. Если речь идет об энергосбережении, то лучше применять универсальные устройства. Это обусловлено тем, что в таком котле увеличенная топочная камера, которая позволяет продлить время действия топлива.

Котлы длительного горения могут беспрерывно работать около суток.

Такой котел нельзя надолго оставлять без присмотра, но для домов лишенных централизованных коммуникаций, дровяное отопление – это самый лучший и экономный способ обогрева.

Помимо вышеперечисленных систем отопления, существуют еще и другие способы обогрева, которые заключаются в извлечении тепла из окружающей среды.

Гелиосистема

Это специальное устройство, перерабатывающее солнечное излучение в другие виды энергии (тепловая, электрическая и др.). Рабочим элементом всей системы является солнечный коллектор, который непосредственно и перерабатывает энергию. Использование гелиоустановок в качестве отопительной системы дает возможность значительно сэкономить на коммунальных расходах. Принцип работы заключается в нагревании теплоносителя до 140 °C и распространении тепла по системе трубопровода, в которой будет нагреваться вода.

Чаще всего солнечные коллекторы устанавливаются на крышах, где они быстрее всего подвергаются солнечному воздействию. Главное преимущество использования гелиосистем – это значительная экономия газа и электричества. Что касается недостатков, то они заключаются в сложности установки системы и в ее высокой стоимости. Цена установок в первую очередь зависит от их производительности. К примеру, гелиосистема с производительностью в 300л/ сутки, стоит около 1500$. Вся установка сможет себя окупить уже через три года.

Тепловые насосы

Суть работы этих устройств заключается в извлечении тепла из окружающей среды: грунта, рек, озер, воздуха, подземных вод и пр. Тепловые насосы уменьшают затраты на отопление на 70%. Преимущества устройства заключаются в обеспечении высокого уровня комфорта при низких эксплуатационных расходах. Недостатки применения данных обогревателей заключается в их высокой стоимости и сравнительно небольшом сроке эксплуатации, около 20 лет.

domotopim.ru

Энергосберегающие системы в освещении

Экономия от использования автоматизированных энергосберегающих систем в освещении достигает 50-70 % при среднем сроке окупаемости оборудования от трех до пяти лет.

Подбор системы происходит на основании анализа технических характеристик объекта, определения потребностей в уровне освещенности его функциональных зон. На этапе проектирования рациональных световых решений проводятся работы по выбору энергосберегающих светильников, например, светодиодных источников света, их места расположения, комплектации датчиками присутствия, контроля дневного света, устройствами диммирования и современной оптикой.

Регулирование силы тока, напряжения и в конечном итоге расхода электроэнергии становится возможным за счет использования современной микропроцессорной техники. Управление энергосберегающей системой осуществляется с помощью диммеров, которые позволяют вручную регулировать степень освещенности территории или объекта, а также благодаря использованию датчиков, срабатывающих на движение и тепловое инфракрасное излучение. Датчики реагируют не только на движущийся в определенном направлении объект, но и на его физические параметры (размеры, высоту), исключая вероятность срабатывания системы на движение животных или насекомых.

Энергосберегающая система умный дом

«Умный дом» — автоматизированная комплексная система контроля над всей энергосистемой объекта, включая системы теплоснабжения, электроснабжения, освещения и систему безопасности. Функциональные возможности интеллектуальной системы «умный дом» позволяют регулировать климатические параметры и уровень освещения в любой точке помещения, обеспечивать экономное энергопотребление и безопасное функционирование всего подконтрольного объекта.

Современные технологии, минимизирующие потери тепловой энергии

1. Стекла с энергосберегающим низкоэмиссионным покрытием  — уменьшают потери тепла через окна до 70%. Технология основана на уникальном свойстве ультратонкого низкоэмиссионного покрытия отражать инфракрасное тепловое излучение по направлению к источнику его возникновения при сохранении светопропускающей способности стекла. Существует несколько разновидностей низкоэмиссионного стекла: высокопрочное k-стекло и стекло с мягким покрытием (i-стекло), энергоэффективность которого примерно в полтора раза выше.

2. Теплоотражающие пленочные покрытия  — отражают инфракрасные лучи, а также  большую часть видимого и коротковолнового излучения. В результате в холодное время года удается значительно сократить потери тепла через оконные конструкции, а летом уменьшить потребность в кондиционировании воздуха.

Для снижения энергозатрат на отопление помещений используются ряд других энергосберегающих технологий: теплосберегающие стеклопакеты, утепление наружных и внутренних ограждающих конструкций.

greenvolt.ru

Кварцевые монолитные ТЭНы

В конце 20 века в РФ запущены в производство МКТЭНы – монолитные кварцевые тепловые электрические нагреватели.

От традиционных ТЭНов эти преобразователи электроэнергии в тепло сильно отличаются. Позднее они вошли в энергосберегающие системы электрического отопления.

Устройство обычного нагревателя

В ТЭНах электронагревательный элемент в виде спирали из тонкой нихромовой проволоки установлен в металлической трубке: стальной нержавеющей, медной, латунной или алюминиевой. От металла спираль отделена засыпкой мелкораздробленного периклаза, не проводящего электрический ток.

Периклаз – это огнеупорный искусственный материал, получаемый электроплавкой или обжигом природного окисла магния – магнезита.

Конструкция монолитного электронагревателя

В МКТЭНах нагревательный элемент нового поколения размещен внутри бетонной пластины с габаритами 610 х 340 х 25 мм. От слабо проводящего электрический ток бетона его отделяет толстая прослойка из непроводящего кварцевого песка.

Кроме того, в этом устройстве используется свойство сухого кварцевого песка аккумулировать своей массой тепло, вырабатываемое тепловыделяющим проводником при пропускании через него электрического тока. Такая способность кварца позволяет добиться существенного энергосбережения при обогреве жилища.

Накапливается тепловая энергия толщей бетонной панели, после чего отдается в виде длинноволнового инфракрасного излучения. После выключения напряжения начинает работать энергосбережение – эффект «раскаленного кирпича», т.е. бетонная панель с кварцевым песком выделяет накопленное тепло.

Система отопления на кварцевых ТЭНах

Современные технологии начали использовать уже в новом веке. На основе этих нагревательных элементов-панелей создано энергосберегающее отопление – система локального автономного обогрева помещения.

Основные элементы

В состав системы входят:

• электрические нагревательные элементы типа МКТЭН, температура которых достигает 85 – 95 °C;
• датчики температуры воздуха снаружи здания и внутри каждого из отапливаемых помещений частного дома;
• схемы управления нагревательными элементами.

Преимущества

Энергосбережение и высокая экономичность этого способа отопления основаны на том, что длительность работы системы за сутки меняется от 3 до 10 часов. Это время значительно уменьшается при правильном утеплении частного дома. Экономия – до половины расходов традиционной системы на электронагревателях.

Такого существенного энергосбережения удается достичь благодаря следующим достоинствам монолитных кварцевых ТЭНов:

• низкая стоимость – нагревательная проволока не мотается в спираль, металлическая трубка не используется, не режется, не гнется и пр.;
• малый нагрев проволоки и полная изоляция от кислорода дает большой срок работы при отоплении частного дома;
• не нужно обслуживание;
• электро- и пожаробезопасные технологии обеспечивают нагрев поверхности ниже температуры воспламенения материалов в доме;
• простой монтаж и др.

Использование инфракрасного обогрева

Когда вы зимой греетесь у костра в лесу, вам тепло, хотя вокруг морозный воздух. Вы пользуетесь потоком инфракрасного излучения.

Инфракрасные отопительные панели дают невидимое тепловое излучение. Эффект по этой технологии достигается, когда нагревающий элемент не раскаляется до температуры свечения, а дает тепло при нагреве до десятков или нескольких сотен градусов.

Эти устройства используются как энергосберегающее отопление, когда нужно обогреть небольшое помещение. Нагревать большие площади с высокими потолками дорого, т. к. теплый воздух поднимется вверх, а его место займет холодный.

Такое излучение проходит сквозь воздух, не нагревая его. Попав на поверхность пола, оборудования, инфракрасное излучение поглощается материалом, который нагревается и отдает конвекцией тепло в окружающий воздух. Возле инфракрасной панели человеку комфортно, как у горящего костра. Ученые провели эксперимент по технологии экономии тепла:

• нагрели воздух в помещении до + 45 – 50 °C, но при этом заморозили стены – люди ощущали холод;
• нагрели стены и охладили воздух до + 10° C – работникам было комфортно.

Инфракрасные отопительные панели, имеют и другие названия: керамические, тепловые или лучевые панели и т. д.

Лучевое отопление – это не только энергосбережение, но и комфорт в помещении:

• расход энергии на 50 – 65% меньше, чем при конвективном отоплении;
• нагревается сам человек и окружающие его предметы;
• температура воздуха в помещении на 3 – 5 °C меньше, чем при конвективном отоплении;
• эффект от инфракрасного излучения появляется сразу, без нагрева воздуха в помещении, его стен и потолка;
• перепад температур возле пола и потолка будет в десяток раз меньше, чем при традиционном отоплении.

Как экономить в традиционных системах?

С середины ХХ века для отопления частного дома и многоэтажных зданий использовали технологии водяного отопления. Правильно спроектированная система позволяла вручную регулировать теплоотдачу каждой батареи и так обеспечивать энергосбережение. Но с дешевым топливом при перегреве открывали форточку, а не закручивали вентиль на батарее.

Энергетический кризис привел к многократному росту цен на топливо. Вместо ручного вентиля стали использовать технологии термостатических клапанов. Они сами поддерживают нужную температуру радиатора. При перегреве помещения клапан уменьшит подачу воды в батарею, а ее избыток пойдет через байпас – обходную трубу. Такой способ увеличит энергосбережение и снизит расходы на отопление на 1/5, а то и 1/4.

Еще больший эффект получают, связав все термостатические клапаны при автоматизации управления системой отопления.

x-teplo.ru

Суть энергосбережения

Для начала хотим открыть один небольшой секрет. Возможно, вы удивитесь, но любые электрические нагреватели являются энергосберегающими. Ведь что этот термин означает для аппарата, выделяющего тепловую энергию? Он значит, что энергия, содержащаяся в топливе или электричестве, преобразуется котлом или нагревателем в тепловую максимально эффективно, а степень этой эффективности характеризуется КПД агрегата.

Так вот, все электрические приборы для нагрева помещений имеют КПД 98—99%, таким показателем не может похвастаться ни один источник тепла, сжигающий разные виды топлива. Даже на практике так называемые энергосберегающие электрические системы отопления выделяют 98—99 Вт теплоты, израсходовав 100 Вт электроэнергии. Повторяем, это утверждение верно для любых электронагревателей – от дешевых тепловентиляторов до самых дорогих инфракрасных систем и котлов.

Сравнительный пример. 1 кг сухих дров в среднем выделяет при сгорании 4.8 Квт теплоты, но реально мы можем получить только 3.6 кВт, поскольку КПД котла составляет 75%. Электрический отопитель куда эффективнее, потребив из сети 4.8 кВт, он отдаст в дом 4.75 кВт.

Поистине энергосберегающая система отопления – это тепловой насос или солнечная батарея. Но и здесь никаких чудес нет, эти устройства просто берут энергию из окружающей среды и переносят в дом, практически не затрачивая электричества из сети, за которое нужно платить. Другое дело, что подобные установки очень дорогие, а наша цель – в качестве примера рассмотреть доступные новинки рынка, декларируемые как энергосберегающие. К ним относятся:

• инфракрасные системы отопления;
• индукционные энергосберегающие электрокотлы для отопления.

Системы инфракрасного обогрева

Принцип работы приборов инфракрасного обогрева любой конструкции заключается в том, чтобы преобразовать электроэнергию в тепловую, выдав последнюю в виде инфракрасного излучения. С помощью этого излучения аппарат нагревает все поверхности, находящиеся в зоне его действия, а потом от них прогревается воздух в помещении. В отличие от конвективного, такое тепло не оказывает влияние на самочувствие человека и в этом отношении считается оптимальным вариантом.

Для справки. Тепловой поток включает в себя 2 составляющие: лучистую и конвективную. Первая представляет собой инфракрасное излучение, идущее от нагретых поверхностей. Вторая – это прямой нагрев воздуха. Все инфракрасные системы отопления, сделанные по энергосберегающей технологии, 90% тепла передают излучением и только 10% уходит на прогрев воздуха. При этом КПД нагревателей неизменный – 99%.

Новинками на современном рынке, набирающими все большую популярность, считается 2 вида инфракрасных систем:

• длинноволновые потолочные обогреватели;
• пленочные напольные системы.

В отличие от привычных нам обогревателей типа UFO длинноволновые излучатели не светятся, так как их нагревательные элементы работают по другому принципу. Алюминиевая пластина нагревается прикрепленным к ней ТЭНом до температуры не более 600 ºС и выдает направленный поток инфракрасного излучения с длиной волны до 100 мкм. Прибор с пластинами подвешивается к потолку и осуществляет нагрев поверхностей, расположенных в зоне его действия.

На самом деле подобные энергосберегающие системы электрического отопления дадут в помещение ровно столько тепла, сколько затратили энергии из сети. Только сделают это иным путем, через излучение. Человек может ощущать тепловой поток, лишь находясь прямо под нагревателем.

Для поднятия температуры воздуха в комнате подобным системам, в отличие от конвективных, требуется много времени. Это неудивительно, ведь передача тепла идет не напрямую воздуху, а через посредников – полы, стены и другие поверхности.

Посредники используют и напольные системы отопления ПЛЭН. Это 2 слоя прочной пленки с греющим элементом из углерода между ними, для отражения тепла вверх нижний слой покрыт серебряной пастой. Пленка укладывается на стяжку или между лагами под напольное покрытие из ламината или других материалов. Это покрытие и служит посредником, система сначала прогревает ламинат, а от него тепло передается воздуху помещения.

Получается, что напольное покрытие преобразует инфракрасное тепло в конвективное, — на это также требуется время. Так называемое энергосберегающее отопление дома с помощью пленочных теплых полов обладает все той же эффективностью – 99%. В чем же тогда реальное преимущество таких систем? Оно заключается в равномерности обогрева, при этом оборудование не занимает полезное пространство комнаты. Да и монтаж в этом случае не сравнить по сложности с водяным теплым полом или радиаторной системой.

Индукционные электрокотлы

Эта новинка появилась на рынке относительно недавно и вызвала немалый интерес, поскольку была разрекламирована, как очередная энергосберегающая установка. В действительности этот водонагреватель использует закон электромагнитной индукции, согласно которому неподвижный стальной стержень, помещенный внутрь катушки с протекающим по ней током, будет нагреваться. Никаких хитростей здесь нет, так называемый энергосберегающий котел функционирует с КПД порядка 98—99%, как и прочие его электрические «собратья».

Явное преимущество агрегата состоит в том, что проходящий через него теплоноситель не контактирует с важными элементами, а только с металлическим стержнем. Потому котел способен надежно прослужить много лет без всякого обслуживания, кроме периодической промывки. Другие достоинства индукционного аппарата заключаются в:

• малых габаритах и массе, что очень важно при размещении теплогенератора в помещении топочной;
• быстром прогреве теплоносителя.

Выводы

Рассмотрев несколько простых примеров, мы убедились в том, что никаких чудес нам на самом деле не предлагают. Индукционный электрокотел не производит дармовое тепло, а инфракрасные системы ничего не экономят. Просто продавцы с помощью разных манипуляций заставляют простого обывателя поверить в 30, 50 и 70% экономии и купить оборудование, стоящее немало денег.

Но не стоит бросаться в крайности и делать выводы, что новинки, появляющиеся на рынке, не заслуживают внимания или непригодны к использованию. Как раз наоборот, новые нагревательные приборы имеют свои плюсы и в приведенных примерах мы их перечислили. К вопросу выбора и покупки надо подходить трезво и ориентироваться на потребляемую мощность этих изделий. Что касается энергосберегающих технологий, то они целиком в наших руках. Утеплите ваш частный дом, установите в комнатах терморегуляторы, правильно организуйте вентиляцию, и тогда вы сможете ощутить реальную экономию денежных средств оттого, что вы снизили энергопотребление здания в целом.

cotlix.com