Энергоэффективные отопительные системы: как и где сэкономить?

Отопление как жилых, так и промышленных помещений может значительно ударить по бюджету. Однако энергосберегающие отопительные системы помогают существенно снизить затраты, не жертвуя комфортом в помещениях.

Предлагаем рассмотреть различные варианты повышения энергоэффективности в вашем доме и особенности их внедрения. Подробный анализ энергосберегающих технологий поможет определить целесообразность установки конкретных отопительных систем.

Методы повышения энергоэффективности жилища

Существует множество способов сократить расход энергии на отопление, среди них:

• повышение общей энергоэффективности здания;
• внедрение автоматических систем «Умный дом», которые позволяют минимизировать затраты;
• снижение теплопотерь через использование радиаторов и других устройств;
• увеличение коэффициента полезного действия (КПД) котлов или печей;
• применение экологически чистых источников энергии (например, дрова, солнечные панели).

Для достижения максимальной эффективности имеет смысл комбинировать несколько методов одновременно.

Даже самая надежная отопительная система окажется бесполезной, если в здании происходит значительная потеря тепла. Поэтому необходимо предпринять меры по герметизации всех щелей и оконных проемов.

Рекомендуется выполнить теплоизоляцию полов, стен, дверей и потолков, используя качественные изоляционные материалы. Кроме того, можно добавить дополнительное утепление, чтобы сократить потери тепла и повысить энергоэффективность дома.

Для качественного выполнения теплоизоляции можно обратиться к специалисту-энергоаудитору, который с помощью тепловизионного обследования определит самые проблемные зоны, где необходимо провести изоляцию в первую очередь.

Чаще всего наибольшие потери тепла имеют место через стены, чердачные перекрытия и полы по лагам. Для снижения утечек тепла через окна целесообразно использовать закрывающиеся ставни в ночное время.

Управляющая система «Умный дом»

Автоматизированные устройства системы «Умный дом» могут значительно способствовать экономии ресурсов, используемых для отопления.

Правильный выбор системы с множеством дополнительных функций поспособствует повышению ее эффективности, в числе которых:

• погодозависимое управление;
• внутренний датчик температуры;
• возможность удаленного мониторинга и управления;
• приоритетность отопительных контуров.

Давайте подробнее рассмотрим все эти преимущества.

Погодозависимое управление температурой в доме позволяет адаптировать температуру теплоносителя в зависимости от внешней температуры. Например, при сильном морозе радиаторы будут нагреваться больше, а при потеплении — меньше.

При отсутствии подобной функции часто наблюдается перерасход энергии и некомфортные условия для жизни в помещении.

С помощью сенсорных панелей пользователи могут легко активировать режим энергосбережения, что способствует быстрой настройке температуры.

Большинство из таких устройств обеспечивает два режима работы: «лето» и «зима». В летнем режиме все отопительные контуры отключаются, остаются лишь работающими те, что необходимы круглый год, например, для подогрева бассейна.

Датчик температуры в помещении не только поддерживает заданный температурный режим, но также может работать в паре с регулятором, что дает возможность корректировать нагрев при необходимости.

Внешний датчик — часть большинства блоков управления в системе «Умный дом». Он устанавливается в каждом помещении и на каждом этаже, если отопление разделено поэтажно.

Терморегулятор можно настроить на автоматическое снижение температуры в помещениях в определенные часы, например, когда жильцы выходят на работу, что значительно экономит тепло.

Приоритет отопительных контуров во время одновременного использования разных устройств, например, при старте бойлера система автоматически отключает другие контуры и устройства от теплоснабжения.

Таким образом, мощность котла снижается, что позволяет сократить затраты на топливо и равномерно распределить нагрузку во времени.

Система климат-контроля, объединяющая управление отоплением, вентиляцией, кондиционированием и электроснабжением в единую сеть, значительно повышает комфорт в доме, минимизирует риски и помогает экономить ресурсы.

Обычно приводы климат-контроля скрыты от глаз и интегрируются, например, в коллекторные шкафы.

Внешнее управление через мобильные приложения позволяет владельцам следить за состоянием системы и, при необходимости, быстро вносить изменения. Одним из таких решений является GSM-модуль для котлов отопления.

Снижение затрат с помощью устройств

Самой эффективной считается система отопления, обеспечивающая комфортное тепло при минимальной температуре теплоносителя. Один из лучших вариантов — это водяной теплый пол.

Эта система отличается высокой комфортностью и гигиеничностью, к тому же ее элементы практически не заметны, что позволяет сочетать теплый пол с различными отделочными материалами — плиткой, ламинатом, ковролином или паркетом.

Тем не менее, в сложных климатических условиях теплые полы иногда не способны восполнить теплопотери, особенно если в доме имеются большие окна. Это связано с тем, что максимально допустимая температура напольного покрытия не должна превышать +27 градусов Цельсия.

Оптимальным решением в таких случаях является комбинация теплого пола и современных радиаторов, которые могут подключаться как снизу, так и сбоку, что избавляет от необходимости в неэстетичной подводке труб.

На рынке представлены разнообразные радиаторы, отличающиеся как производителем и типом, так и цветом, формой и размерами, что позволяет выбрать оптимальную модель под любой интерьер.

С точки зрения энергоэффективности, наиболее рационально применять коллекторно-лучевую двухтрубную систему радиаторного отопления. В данном исполнении в каждую комнату подводится отдельная отопительная ветвь — подающий и обратный элементы.

Такое решение обеспечивает возможность поддержания необходимой температуры в каждом отдельном помещении, не влияя на соседние.

Энергоэффективные котлы и печи

Чтобы бережно расходовать энергию, получаемую из ископаемых ресурсов, стоит рассмотреть возможность замены старых обогревателей на более современные и экологичные котлы или печи (газовые или масляные). Главное внимание следует уделить системе воздуховодов, распределяющих теплый воздух по помещениям.

Если вашему старому котлу уже больше десяти лет, следует заменить его на новую модель с КПД до 94%. Необходимо также предусмотреть схемы коммуникаций, по которым будет проходить вода, направляясь к радиаторам или напольным системам.

При выборе котлов и печей следует обратить внимание на следующие параметры:

1. Вентиляция. Котлы или печи с закрытой камерой сгорания должны получить внешний воздух для работы. Это помогает предотвратить загрязнение воздуха в помещениях и уменьшает впуск наружного воздуха.
2. Электрический поджиг. Такие модели считаются более эффективными по сравнению с устройствами с постоянным пламенем.
3. Большой теплообменник и конденсатор, которые аккумулируют избыточную энергию и экономят на производстве новых тепловых единиц.

Современные печи и котлы, даже работающие на ископаемом топливе (мазут, пропан), являются энергоэффективными и экологически чистыми устройствами. Для их работы требуется минимальное количество топлива, а количество вредных выбросов при сгорании крайне мало.

Применение экологичных видов топлива

На сегодняшний день особое внимание уделяется альтернативной энергетике и использованию возобновляемых ресурсов.

Наиболее популярные варианты включают в себя:

• древесина;
• тепловые насосы;
• устройства для переработки солнечной энергии.

В дополнение к этому разрабатываются и другие способы энергосберегающих технологий, такие как ветрогенераторы.

Отопление с использованием дровяных печей

На протяжении столетий древесина использовалась для обогрева домов и приготовления пищи: это доступный для большинства людей возобновляемый ресурс. Для получения тепла можно задействовать не только полноценные дрова, но и древесные отходы, такие как сучья, щепки и опилки.

Для использования дров в качестве топлива разработаны специализированные печи, которые могут быть как сборными из чугуна, так и сварными из стали.

Недостатки дровяных печей

Тем не менее, у этих устройств есть несколько отрицательных сторон, которые ограничивают их применение:

1. Дровяные печи считаются одними из самых неэкологичных обогревателей, работающих на возобновляемых источниках: сжигание древесины приводит к выбросу значительного количества вредных веществ в атмосферу.
2. Самостоятельная заготовка дров требует больших усилий: нужно и пилить, и колоть, а также регулярно убирать накопившуюся золу.
3. Отопительные устройства на древесине имеют высокий риск возгорания: неправильное обслуживание дымохода может привести к пожару.
4. Эти печи обогревают только помещения, в которых находятся, оставляя остальные области холодными на долгое время.
5. Дровяные обогреватели не могут быть установлены в обычных городских квартирах — некоторые модели подходят для установки, однако их внедрение требует множества согласований и разрешений.

При выборе дровяной печи следует обратить внимание на современные и эффективные модели. Некоторые из них оборудованы специальными устройствами — каталитическими нейтрализаторами, которые помогают сжигать несгоревшие газы и дым, как следствие, повышая эффективность сгорания и уменьшая выбросы вредных веществ.

Для повышения эффективности некоторые современные дровяные печи имеют двойные стенки или встроенные вентиляторы, улучшая циркуляцию воздуха и обеспечивая лучшее распространение тепла.

В ряде новых моделей дровяных печей предусмотрены специальные перегородки, которые располагаются над рабочей камерой и направляют остаточные газы и жидкости обратно в пламя, что способствует улучшению сгорания и снижению накопления креозота.

Если требуется более равномерное отопление, можно рассмотреть установку газодровяной печи, которая позволяет использовать одновременно два типа топлива. Существуют также уличные дровяные печи, обеспечивающие нагрев воды, которая circulирует через систему обогрева помещений.

Две категории тепловых насосов

Эти устройства давно приобрели популярность благодаря своей высокой эффективности как системе отопления, при этом они являются минимально опасными для экологии.

Одним из распространённых вариантов является воздушный тепловой насос, известный как «мини-сплит». Он состоит из наружного блока и одного или нескольких внутренних блоков, способных подавать как горячий, так и холодный воздух.

На рынке представлены два основных типа моделей:

1. Воздушные тепловые насосы. Эти устройства используют специальные технологии для улавливания тепла из воздуха даже в холодные дни (до -20°C) и распределяют его по помещению с помощью воздуховодов.
2. Геотермальные тепловые насосы. Такие устройства извлекают тепло из грунта, устанавливая трубы на глубине ниже уровня промерзания (обычно ниже 1,2 м). Если площадь участка недостаточна, то могут быть использованы вертикально пробуренные скважины глубиной до 200 м. Подробности об организации такого обогрева можно найти в другой статье.

Хотя для работы тепловых насосов требуется электричество, они признаны energetically efficient, так как извлекают значительно больше тепла в сравнении с потребляемыми ресурсами: 1 к 3 для воздушных и 1 к 4 для геотермальных.

К тому же данные устройства не загрязняют атмосферу и абсолютно безопасны с точки зрения пожара. Преимуществами тепловых насосов является возможность работы в обратном режиме, то есть они могут не только обогревать, но и охлаждать воздух. Кроме того, на геотермальные насосы можно подключать водонагреватели, позволяя подогревать воду до температуры +60°C.

Хотя стоимость геотермальных систем выше, чем у воздушных, они считаются более перспективными из-за своей эффективности.

Новые и отремонтированные дома могут быть оборудованы как тепловыми, так и геотермальными насосами, в то время как для старых конструкций зачастую устанавливаются только воздушные насосы.

При эксплуатации тепловых насосов стоит учитывать, что их эффективность зависит от температурной разницы между потребителем и источником тепла. В холода может потребоваться использование более мощного оборудования или вспомогательных систем, таких как энергоэффективные котлы или печи.

Системы солнечного отопления

В последнее время существенно увеличивается внимание к технологиям, которые позволяют использовать солнечную энергию для бытовых и промышленных нужд.

Солнечные воздушные коллекторы

Это простой и экономичный способ обогрева строений, который часто применяется как дополнительный источник электроэнергии. Крыша на южной стороне дома оборудуется специальными устройствами, которые собирают солнечный свет даже зимой.

Когда внутри коллектора достигается оптимальная температура, автоматически включается мини-вентилятор, обеспечивающий теплообмен. Воздушный поток из помещений проходит через коллектор, «забирая» тепло и вновь попадает внутрь.

В зависимости от эффективности конструкции и уровня солнечного света, коллектор способен обогреть площадь до 44 кв. м и более.

Солнечные воздушные коллекторы — доступные, надежные и эффективные устройства. При наличии определенных навыков их можно собрать самостоятельно.

Этот долговечный и малозатратный в обслуживании коллектор идеально подходит для установки в новых или отремонтированных зданиях.

Такое оборудование является экологически чистым и рентабельным вариантом отопления, но перед установкой требуется детальный расчет для правильного определения размера и необходимой мощности коллекторов.

В зависимости от конструкции солнечные модули могут работать полностью автономно или использовать небольшую часть электроэнергии из сети, в таком случае может потребоваться модификация электросистемы.

Водяные солнечные коллекторы

Более сложным вариантом солнечных систем являются установки для горячего водоснабжения. Их составляют те же коллекторы, установленные на крыше, накопительный бак, обычно расположенный в подсобных помещениях (например, в подвале), а также трубы, соединяющие все элементы.

Жидкий теплоноситель, часто это вода или безопасный антифриз, подается насосом в солнечные коллекторы, где температура жидкости значительно повышается. Затем она возвращается в резервуар, и через теплообменник передает тепло воде в накопительном баке.

Нагретая жидкость используется для различных нужд, например, для отопления пола или системы горячего водоснабжения.

На схеме показана солнечная система горячего водоснабжения, которая может эффективно отапливать целый дом при наличии достаточного количества солнечных элементов и вместительного резервуара.

Системы солнечного отопления работают тихо и без загрязнения, их можно использовать при различных климатических условиях, однако их эффективность может варьироваться в зависимости от региона, что требует тщательной проверки перед установкой.

Эта энергосберегающая схема подходит как для новостроек, так и для старых зданий, однако необходимо учитывать, что для работы управляющих и насосных устройств требуется небольшое количество электроэнергии.

Основным недостатком таких систем является вероятность избытка горячей воды в теплые месяцы. В случае жаркого лета это может вызвать затруднения, и избыточное тепло зачастую отводится через специально прокладываемую под землей трубу.

Пассивное солнечное отопление

Экономичный способ обогрева помещений — использование системы пассивного солнечного отопления. Для таких конструкций не требуется прокладка дополнительных коммуникаций или использование механических устройств, таких как насосы или вентиляторы.

Для обогрева достаточно наличия ясной погоды и низкого солнца, которое прогревает окна на южной стороне.

В течение дня тепло накапливается в кирпичных или гипсовых стенах и бетонных полах, а ночью оно постепенно выделяется, поддерживая комфортную температуру в здании.

Чтобы дом мог эффективно функционировать как энергосберегающее сооружение, он должен быть герметичным и иметь хорошую теплоизоляцию. Для этого применяются специальные окна с низким уровнем эмиссии, которые удерживают тепло зимой и отражают его летом.

Проектирование с учетом пассивного солнечного отопления должно происходить на стадии планировки дома, добавить его в уже существующее здание очень сложно.

Пассивное солнечное отопление в солнечных регионах позволяет сократить расходы на отопление на 50-79%. Разумеется, строительство такого дома стоит дороже, чем обычного, но в долгосрочной перспективе это оправдывает себя.

К сожалению, в российском климате этот метод не так актуален из-за низких температур, когда через окна теряется больше тепла, чем оно поступает от солнечного света.

Солнечное отопление представляет собой перспективное направление, которое с каждым годом становится всё более востребованным. Гелиосистемы находят большое применение, особенно в регионах с тёплым климатом. На нашем сайте вы найдете коллекцию статей, посвященных солнечным отопительным системам.

1. Солнечная энергия как альтернативный источник: типы и характеристики гелиосистем
2. Солнечные панели для загородного дома: разновидности, принцип функционирования и методы расчёта гелиосистем
3. Как изготовить солнечный коллектор для отопления самостоятельно: пошаговое руководство

Выводы и полезное видео на тему

В приведенном ниже видео подробно описывается один из самых эффективных методов энергосбережения — использование солнечных коллекторов.

Существует множество различных видов систем отопления, которые используют минимум ископаемых ресурсов. Главной задачей владельцев жилья становится выбор наиболее подходящей схемы для энергосберегающего отопления.

Несмотря на то что установка подобных систем потребует некоторых финансовых затрат, они вскоре оправдают себя, так как позволят значительно сократить расходы на отопление.

Есть ли у вас опыт применения энергосберегающих систем отопления? Поделитесь своими знаниями с другими читателями. Оставляйте комментарии, участвуйте в обсуждениях и задавайте вопросы по данной теме. Блок для обратной связи находится ниже.