Энергосберегающее отопление частного дома: принципы, технологии

Системы отопления зачастую занимают первые позиции в сметах по расходам на содержание частных домов. Прежде всего, это относится к электрическому оборудованию, хотя и агрегаты, работающие на других источниках энергообеспечения, тоже предполагают существенные траты на эксплуатацию. Кроме того, отопительная инфраструктура своим примером ярко демонстрирует зависимость эффективности работы системы от вкладываемых ресурсов. Также переход на более дешевые источники тепла обуславливается и другими негативными факторами. Например, газовые системы требуют соблюдения повышенных мер безопасности, ограничивая пользователей в таком выборе. Так или иначе, стремление к экономии не оставляет умы технологов данной сферы, поэтому энергосберегающее отопление в различных концептуальных вариациях все чаще фигурирует в предложениях инжиниринговых компаний. Некоторые решения являются лишь маркетинговой уловкой, а другие вполне себя оправдывают на практике применения.

Принципы энергосберегающего отопления

Идея энергосберегающих отопительных систем базируется на принципах экономии топлива, затрат на обслуживание и содержание технической инфраструктуры. Чтобы система соответствовала данным требованиям, конструкторы используют обширный диапазон инструментов и технологических решений. Например, в котлах предусматриваются камеры двойного сгорания, привычные радиаторные установки получают материалы с повышенной теплоотдачей, а схемы распределения несущих компонентов изначально рассчитываются с учетом особенностей места эксплуатации. Набирает популярность и энергосберегающее отопление без труб и котлов, которое основывается на панельной теплоотдаче. По мнению многих специалистов, это наиболее перспективное направление. Данная концепция основывается на принципе рациональной аккумуляции генерируемой энергии. На практике применения это означает сокращение не только потребляемого энергоресурса, но и конструкционной элементной базы. То есть в доме устанавливается набор компактных плит-излучателей, которые экономят свободное пространство, но при этом вырабатывают тот же объем тепла, что и системы, в которых предусматривается трубная инфраструктура.

Принципы отопительных экосистем

Технологии энергосбережения во многих сферах тесно связываются с принципами экологической безопасности. С одной стороны, главным принципом эксплуатации такого оборудования является минимизация расхода природных энергетических ресурсов из класса исчерпаемых, а с другой – полная безвредность для самих пользователей. Последний фактор особенно важен на фоне стремления многих производителей привлекать владельцев частных домов системами с повышенной энергоэффективностью, которая обеспечивается как раз благодаря применению токсически опасных материалов. Что касается оптимизации расхода энергетических ресурсов, то эту концепцию реализует энергосберегающее отопление, потребляющее биотопливное сырье. Экологически безопасные системы такого типа предполагают модернизацию традиционных котлов, в результате которой они позволяют генерировать тепло в процессе сжигания отходов древесной переработки, растительных остатков, сушеного навоза и т.д. Теперь стоит подробнее рассмотреть конкретные технологии энергосбережения в системах отопления.

Кварцевые нагреватели

Это наиболее эффективная разновидность панельного отопления, которая соответствует основным принципам энергоэффективности и экологической безопасности. Обогреватель представляет собой плиту, изготовленную с применением кварцевого песка. Специальный раствор смешивается с гранулами кварца, а также армируется хромоникелевым элементом нагрева. Далее масса компонуется в прессе под определенную форму и под действием температуры обретает твердость и прочность. В сущности, получается электрическое отопление, энергосберегающее свойство которого выражается в способности кварца аккумулировать распространяемый по хромоникелевому проводнику ток. В момент активации системы панель быстро набирает необходимую температуру, а после отключения сохраняет ее длительное время. То есть для поддержания заданного режима не обязательно оставлять агрегат включенным постоянно. Несколько часов тепловой отдачи система обеспечит в пассивном режиме.

Инфракрасные панели

Еще одна разновидность панельных энергосберегающих обогревателей, которая имеет свои преимущества, обусловленные особым принципом работы. Инфракрасное излучение характеризуется способностью нагревать не столько воздух, сколько объекты. Прибор действует по принципу отдачи тепла предметам, которые, в свою очередь, рассеивают потоки в помещении. В результате достигается равномерный прогрев. По расчетам специалистов, перепад температур от места установки излучателя до крайней точки в комнате составляет не более одного градуса, при этом эти приборы энергосберегающие. Отопление для дома с большими помещениями можно построить и по этому принципу. В данном случае организуется не точечный, а именно сбалансированный микроклимат по всему пространству. По остальным характеристикам инфракрасные обогреватели сохраняют преимущества вышеупомянутой кварцевой панели.

Энергоэффективные радиаторы

Радиаторные системы обогрева также представляют интерес со стороны компаний, занимающихся энергосберегающими технологиями. В отличие от обычных радиаторов, такие модели формируются отдельными вакуумными секциями, наполненными литиево-бромидной жидкостной основой. При температуре 35 °С происходит парообразование в данном наполнителе. В результате обеспечивается прогрев верхних частей вакуумных секций, которые, в свою очередь, распределяют тепло по всему помещению. В процессе эксплуатации энергосберегающие радиаторы отопления отличаются меньшим расходом воды – как правило, для одного агрегата требуется всего 500 мл. Это в разы меньше, по сравнению с уровнем потребления обычных радиаторных установок.

Энергоэффективные котлы

Котельные и печные установки также подвергаются улучшению в конструкционных и эксплуатационных качествах. К традиционным агрегатам более приближены пиролизные энергосберегающие котлы отопления, в которых реализуется принцип длительного нагрева. Достигается он за счет специальной конструкции с двойной камерой сгорания. В процессе работы происходит так называемое вторичное сгорание отработанных продуктов. Твердотопливный материал изначально сжигается в основной камере, а затем уже газовые вещества проходят еще один этап обработки с выделением тепла.

Другое направление развития концепции энергосберегающих котлов основывается на принципах сжигания биотоплива. Это комбинированные электрические котлы отопления, энергосберегающие качества которых обуславливаются возможностью работы на пеллетах, специальных топливных гранулах и брикетах.

Солнечные энергосберегающие батареи

Аккумуляторы, работающие за счет энергии солнечных панелей, позволяют обеспечивать практически бесплатное энергоснабжение инженерной инфраструктуры жилого дома. Отопительная система в данном случае выступает потребителем аккумулируемой энергии, которая преобразуется в электричество с помощью специальных генераторов. В качестве непосредственного оборудования для отопления могут выступать те же электрические котлы или радиаторы с конвекторами. Но если в процессе выработки тепла энергосберегающие батареи отопления не требуют затрат, то их техническое содержание обходится недешево. И это не говоря о первичных вложениях в те же солнечные панели и преобразующие генераторы. Именно этот нюанс пока сдерживает широкое распространение данной технологии, но уже в скором будущем солнечные аккумуляторы смогут в полной мере оправдать свою энергосберегающую функцию.

Средства оптимизации традиционного отопления

Практика показывает, что показатели расходов на энергоресурсы отопительных систем в немалой степени определяются качеством проекта. Схема прокладки отопительных труб, точки инсталляции излучающих тепло панелей, рабочие показатели котельных установок – все это влияет на потребление электричества или топливных материалов. Поэтому еще на этапе выбора способа обогрева желательно как минимум соотнести мощность установки с требованиями к объемам теплоотдачи. Помимо этого, энергосберегающее отопление на базе обычных систем можно реализовать посредством интеграции автоматических систем. Они помогут без участия пользователя добиться рационального расхода посредством управления рабочими режимами.

Особенности монтажа энергосберегающего оборудования

Системы с минимальным потреблением энергоресурсов отличаются не только принципами работы, но зачастую и нюансами установки. В частности, модели энергосберегающих радиаторов в некоторых исполнениях крепятся к потолку, что позволяет с большей теплоотдачей выполнять свою функцию. И напротив, современные системы напольного обогрева интегрируются непосредственно в стяжку и рассеивают теплые потоки от низа к верхней части. Имеет свои особенности и энергосберегающее отопление в виде кварцевых панелей. Они устанавливаются на поверхностях стен, но с минимальным охватом площади.

Обслуживание энергосберегающих систем

Содержание и обслуживание энергосберегающего оборудования часто обходится дороже, чем для традиционных агрегатов. Связано это как раз с применением нестандартных источников питания. Например, биотопливные котлы предполагают организацию условий для хранения тех же пеллет и брикетов. Такие материалы чувствительны к сырости и требуют соблюдения повышенных мер пожарной безопасности. Также и солнечное энергосберегающее отопление частного дома нуждается в технической поддержке преобразователей, а сами панели должны регулярно контролироваться для более эффективной аккумуляции тепла.

Как выбрать оптимальное энергосберегающее решение?

Объем теплоотдачи является главным показателем, который следует учитывать при выборе средства отопления. В базовых версиях малогабаритные установки, наподобие тех же радиаторов, вполне справляются с обслуживанием помещений площадью 25-35 м². Но для больших гостиных, залов и комнат с высокими потолками скорее потребуются мощные электрические котлы отопления. Энергосберегающие свойства такого оборудования будут не столь очевидны, но важно понимать, что применение для аналогичных нужд традиционных печей и бойлерных станций обойдется еще дороже.

Заключение

Технологии оптимизации расходов на эксплуатацию отопительных агрегатов и сопутствующей оснастки в разных сферах переживают радикальные изменения. Коррективы вносятся и в конструкционные схемы, и в функциональное обеспечение. Но исходные точки для модернизации, которой подвергаются энергосберегающие системы отопления, основываются на принципах работы оборудования. Наиболее значительные отклонения от традиционных систем демонстрируют технологии альтернативных источников энергии, хотя среди рядовых потребителей они пока не пользуются высоким спросом. Чего нельзя сказать об энергосберегающих радиаторах и котлах, особенности которых выражаются в применении более доступного по цене биологического топлива.