Чтобы ни одна частичка тепла не пропала даром, экодом
полностью герметичен (воздухонепроницаем). Для обеспечения экодома свежим
воздухом используются специальные системы вентилирования, взаимнообменивающие
комнатный воздух и наружный. При таком контролируемом процессе тепло не
теряется. Нагрев воды и дополнительного отопления в холодные дни происходит
благодаря системам рекуперации тепла и отоплению с помощью природной энергии
(посредством тепловых насосов и солнечных коллекторов).
Основной характеристикой (низкоэнергетического) дома,
именуемого экодом является возможность получения комфортной
температуры как зимой, так и летом без громоздкой отопительной системы или
какого-либо кондиционера. Подобный экодом предлагает повышенный
уровень комфорта при максимальном потреблении на отопление/охлаждение не более
15кВт/ч в год на кв. метр. Для сравнения: в обычном доме такое потребление
может достигать 400кВт/ч, а в доме с низким энергопотреблением менее 70.
Дом без отопления
В экодоме за полноценный комфорт отвечает
изоляционная оболочка. Люди и компьютеры должны использоваться как источники
тепла. Уже сидя человек вырабатывает столько же энергии сколько электрическая
лампочка: 60 Вт. Танцуя - 240 Вт. В Активном экодоме это тепло не остается
неиспользованным, а сохраняется в герметичном и изолированном пространстве
дома. Плюс к этому тепло от телевизора, компьютера, холодильника, еще такой
фактор как, например, расположение дома к солнечной стороне.
Солнечные панели. Достоинства солнечных панелей.
Солнечные батареи
Принцип действия солнечных батарей (солнечных
панелей) состоит в прямом преобразовании солнечного света в
электрический ток. При этом генерируется постоянный ток. Энергия может
использоваться напрямую различными нагрузками постоянного тока, запасаться в
аккумуляторных батареях для последующего использования или покрытия пиковой
нагрузки, а также преобразовываться в переменный ток напряжением 220 В для
питания различной нагрузки переменного тока.
Коэффициент полезного действия (КПД) бытовых
образцов солнечных батарей (солнечных панелей) на сегодня
составляет не более 18%, что дает ощутимый эффект использования только в южных
жарких странах, где количество солнечных дней в году более 300. Но учитывая,
что на сегодняшний день существуют промышленные образцы солнечных батарей с КПД
порядка 42%, в ближайшем времени – когда подобные модели поступят в розничную
продажу – можно будет говорить о возможности их эффективного использования в
том числе и на территории нашего Северо-Западного региона.
В настоящее время запасы полезных ископаемых,
используемых для получения электрической энергии, истощаются с каждым днём.
Планируется, что запасов угля на нашей планете хватит лишь на 50-100 лет, а
запаса солнечной энергии – как минимум на два-три миллиарда лет. Именно поэтому
альтернативные источники энергии, использующие энергию солнца и ветра, активно
используются во всем мире. К числу таких источников относят солнечные батареи, солнечные
панели и т.д.
Cолнечные
панели являются одним из
генераторов альтернативных видов энергии, превращающих прямое солнечное
электромагнитное излучение в электрическую энергию. Солнечные панели
представляют собой сверхтонкие пластины монокристаллического кремния,
нанесённые на панель и образующие полупроводниковое устройство. Благодаря
использованию солнечных панелей, потребители могут экономить
до 70 процентов электроэнергии в течение светового дня. Кроме того, к
достоинствам солнечных панелей также можно отнести тот факт, что они выделяют
абсолютно экологически чистую энергию. Использование солнечных панелей
позволяет бороться с дефицитом электроэнергии на дачах, в коттеджах, гаражах и
других местах, где необходимо применение электроэнергии.
Отопление = вентиляция
Отопление в Активном экодоме частично заменяет
система вентиляции с высокоэффективной рекуперацией тепла. Она извлекают тепло
из использованного воздуха и подает его заново в каждую комнату, таким образом,
90% тепла остается в доме, а расход энергии в 10% минимален: жидкого топлива в
среднем необходимо 1,5 л/м². Безусловно, здесь также используются такие
инновационные системы как, например, водные теплые полы, нагреваемые тепловыми
насосами.
Рекуперация и вентиляция
Рекуперация (от лат. recuperatio
– обратное получение, возвращение), возвращение части материала или энергии,
расходуемых при проведении того или иного технологического процесса, для
повторного использования в том же процессе.
Одним из достоинств применения рекуператоров -
является энергосбережение, и как следствие уменьшение (иногда значительное)
энерго-затрат. Несмотря на необходимость первоначальных вложений окупается
использование рекуператоров достаточно быстро.
Что такое рекуперация тепла?Рекуперация
тепла (обратное получение, возвращение тепла) – это процесс теплообмена, при
котором тепло забирается от удаляемого воздуха и передается свежему
нагнетаемому воздуху. Рекуперация применяется с использованием
специальных установок вытяжки и кондиционеров с наличием в них рекуперационного
теплообменника. Рекуперация проходит в теплообменнике таким образом, что
выбрасываемый и свежий воздух абсолютно отделены друг от друга, чтобы не
произошло их смешивание.
В случае охлаждения помещений рекуперация
используется точно также, можно использовать теплообменники для рекуперации
холода. При этом подводимому воздуху передается холод от отводимого воздуха.
Важной характеристикой рекуператоров является
Коэффициент эффективности рекуперации.
Коэффициент эффективности рекуперации тепла
выражает отношение между максимально возможным полученным теплом и теплом,
полученным в действительности. Теоретически эффективность может меняться в
пределах от 30 до 90%. Эта характеристика зависит от стоимости, производителя и
типа рекупер.
Пример пластинчатого
рекуператора. Рекуперация позволяет нагревать
поступающий воздух теплом от выбрасываемого воздуха.
Герметичное строительство
Герметичность: холодный воздух остается снаружи,
теплый - внутри.
Дом стоит дольше, климат остается здоровым.
Внутренняя оболочка обогреваемых помещений предотвращает оседание выходящей с
воздухом влага в конструкции.
В Активном доме также по еще одной важной причине
отсутствуют"дышащие стены": контролируемое проветривание помещений
через воздушные каналы и теплообменник функционирует как "отопление".
Воздухонепроницаемая оболочка здания
Зачастую в Активном доме ответственность за
воздухонепроницаемость возлагается на изоляционную оболочку. Это неверно. Также
как и не существует непроницаемой пленки внутри помещения. Проектировщики
решают, какой элемент конструкции будет обеспечивать герметичность (внутренняя
штукатурка или бетонный пол).
Насколько герметичен Активный дом, можно
проверить при помощи теста Blower Door Test.
Уникально: теплый воздух с улицы
При упоминании свежего воздуха мы думаем о
прохладном неприменимом воздухе в ясный зимний день. Теплый воздух навевает
мысли о влажном воздухе сауны. Рациональное использование теплого воздуха может
быть реализовано с помощью контролируемой вентиляции и систем рекуперации.
В процессе рекуперации происходит теплообмен
между теплым вытягиваемым выбрасываемым воздухом (он отдает тепло) и холодным
свежим нагнетаемым воздухом (он забирает тепло). При этом теплый и холодный
воздух совершенно изолированы друг от друга в рекуперационном теплообменнике,
что предотвращает их смешивание.
Функция
Система взаимообменивает отработанный и наружный
воздух. При этом все тепло остается в доме и распределяется на каждую комнату
свежим воздухом. Таков принцип Активного дома - накопление тепла вместо
расходования энергии на отопление. Системы вентиляции есть и в других
воздухонепроницаемых зданиях, но только в Активном доме тепло воздуха создает
такой благоприятный климат.
• Соответствующий нормам гигиены коэффициент
избытка воздуха, даже при закрытых окнах и безветренной погоде
• Вредные вещества, влага и CO2 выводятся наружу
• Превосходное качество воздуха за счет фильтра: пыльца и уличная пыль остаются
снаружи
• Запахи из кухни и ванной не распространяются по всему дому
• Звукоизоляция даже при закрытых окнах
• Образование повреждений от плесени и влаги просто исключены за счет
самого исполнения конструкции.
Технические параметры
В сердце устройства расположен энергоэффективный
двигатель, который закачивает воздух из отдельных комнат при помощи
теплообменника. Так называемое скрещение потоков приточного и отработанного
воздуха, при котором происходит смена потоков. При этом воздух не смешивается.
В регенерированном тепле содержится в 15 раз больше энергии чем нужно
двигателю. Чаще всего канал свежего воздуха подключен к подземному
теплообменнику: подземная трубчатая система, которая охлаждает воздух летом и
нагревает зимой.
Преимущества регенерации тепла
• понижение расхода энергии, идущей на нагрев, и,
следовательно, сокращение затрат на отопление;
• возможность выбора генератора тепла минимальной мощности, а поверхностей
нагрева, трубопроводной сети - меньших размеров;
• возможность снижения летом количества энергии, идущей на охлаждение, что
позволяет использовать охлаждающие установки меньшей мощности, что, в свою
очередь, дает сокращение стоимости этих установок и затрат на их эксплуатацию;
• значительное улучшение качества воздуха помещения за счет увеличения нормы
свежего воздуха на человека в час;
Минусом является необходимость дополнительных
первоначальных вложений на установку рекуператора.
При необходимости понизить температуру в
помещении, рекуперационный теплообменник можно использовать наоборот, то есть
передавать холод от отводимого воздуха.
Коэффициент эффективности рекуперации тепла
выражает отношение между максимально возможным полученным теплом и теплом,
полученным в действительности. Теоретически эффективность может меняться в
пределах от 30 до 99%. Эта характеристика зависит от стоимости, производителя и
типа рекуператора.
Типология рекуператоров:
1. В рекуператорах пластинчатого типа есть
целый ряд пластин, по обеим сторонам которых проходят удаляемый и приточный
воздух. Образующийся конденсат выводится через специальные отводы. Выпадающий
конденсат создает опасность образования льда в холодное время года.
Эффективность пластинчатых рекуператоров высока (50-80%), что делает их
достаточно дешевыми и в силу этого - весьма распространенными на малых
предприятиях, в небольших зданиях, коттеджах, магазинах.
2. В рекуператорах роторного типа тепло
передается вращающимся между удаляемым и приточным каналами ротором. Открытая
система повышает опасность перемещения грязи и запахов из удаляемого воздуха в
приточный, но некоторые производители говорят, что их продукция исключает такое
смешивание. Скорость вращения ротора определяет уровень рекуперации тепла.
Роторные рекуператоры наиболее эффективны (75-90%), и поэтому стоят дороже
других. Сфера их применения - крупные промышленные предприятия, цеха, большие здания.
3. В рекуператорах с промежуточным
теплоносителем присутствуют два теплообменника, между которыми циркулирует
теплоноситель (вода или водно-гликолиевый раствор), который нагревается
удаляемым воздухом в одном канале, после чего передает тепло приточному воздуху
в другом канале. Замкнутая система исключает опасность передачи загрязнений из
удаляемого воздуха в приточный, поэтому используются в случае загрязненности
или токсичности удаляемого воздуха. Передача тепла определяется изменением
скорости циркуляции теплоносителя. Эффективность этих рекуператоров низка
(45-60%).
4. В рекуператорах камерного типа заслонка
делит камеру пополам. Сначала удаляемый воздух нагревает одну половину камеры,
после чего заслонка изменяет направление воздушного потока - и приточный воздух
нагревается от нагретых стенок камеры. Это рекуператор открытого типа, с
высокой эффективностью (70-80%).
5. Рекуператор типа "Тепловые
трубы" представляет собой закрытую систему трубок. Помещенный в них фреон
испаряется в процессе нагревания удаляемым воздухом. Приточный воздух проходит
вдоль трубок, после чего возникший конденсат опять превращается в жидкость.
Такому рекуператору свойственна низкая эффективность (50-70%).
Несмотря на предусмотренные технологии
энергосбережения, в Активном доме предусмотрены варианты и на время холодов,
как например, газовое отопление или пеллетные котлы. Как показывает практика,
эти системы зачастую выбираются с запасом и даже представляют угрозу соблюдения
показателей.
А что летом?Экодом,
который не нуждается в отоплении быстро прогревается летом. Поэтому при
проектировании экодома, заранее продумываются козырьки, выступы крыши, тенты.
Они не уменьшают количество света, а лишь затеняют окна. Безусловно можно также
использовать специальные стекла с контролируемым светопроницанием.
Солнечный водонагреватель.
Солнечный водный коллектор представляет собой
специальный теплообменик, преобразующий энергию солнечного излучения в тепло и
передающий его теплоносителю – жидкости, движущейся внутри каналов поглощающей
панели (абсорбера) коллектора.
Водяной солнечный коллектор - главный элемент
системы солнечного нагрева воды. В отличие от воздушного, коллектор на жидком
теплоносителе имеет замкнутую систему, которая включает коллектор и
теплообменник. По этой системе циркулирует незамерзающая и не выделяющая при
нагревании накипь жидкость. Теплообменник размещается в нижней части
бака-аккумулятора.
Преимущества использования солнечных коллекторов:
Снижение
расходов на горячее водоснабжение и отопление
Экономия
органических видов топлива (мазута, нефти, газа)
Сокращение
выбросов двуокиси углерода
Повышение
качества и рыночной стоимости объектов недвижимости.
В
отличие от солнечных батарей, коллекторы могут успешно использоваться даже
при минусовых температурах (реализовано на территории С-З региона)
Солнечный водонагреватель
является разновидностью солнечного коллектора. Основное предназначение солнечного
водонагревателя заключается в его применении для производства горячей воды
путём поглощения солнечного излучения, преобразования его в тепло, аккумуляции
и передачи потребителю. Современные солнечные водонагреватели имеют большое
количество модификаций и схем подключения. Солнечные водонагреватели хорошо
зарекомендовали себя как в России, так и во всём мире.
Солнечные водонагреватели
условно делятся на два типа: активные и пассивные. Активная система использует
специальный электрический насос для циркуляции жидкости через коллектор. Что же
касается пассивной системы, то она не имеет насоса и полагается только на
естественную циркуляцию.
Обычно солнечные водонагреватели устанавливаются на крыше
зданий под углом к горизонту, равным географической широте местности. Однако, в
некоторых случаях, солнечные водонагреватели устанавливаются на открытых
пространствах (например, над парковками для автомобилей, но как можно ближе к
потребителю (зданию)).
Срок службы солнечных водонагревателей составляет не менее 15 лет.
Использование солнечного водонагревателя значительно сокращает выбросы CO2
пропорционально количеству сэкономленного топлива. Также стоит отметить то, что
в этом случае сокращается парниковый эффект от выбросов углекислого газа.
Благодаря наличию солнечных водонагревателей можно решать задачи подогрева воды
в бассейнах, обогрева теплиц, в технологических целях, а также для автономного
горячего водоснабжения и пр. Солнечные водонагреватели применяются для домашнего и
коммерческого горячего водоснабжения, обеспечения индустриальным теплом,
нагрева воды для плавательных бассейнов и т. д. В основном, солнечные
водонагреватели широко используются в гостиницах, офисах, многоэтажных домах, в
коттеджных посёлках или на даче, где очень трудно получить горячую воду. А если
у Вас стоит солнечный водонагреватель, то Вы всегда будете обеспечены горячей
водой.
Теплоизоляция экодома
С современной точки зрения потребность в энергии
в старых неизолированных постройках кажется просто сумасшедшей. С изоляцией вам
требуется лишь небольшая доля, при этом с пользой для климата и для вашего
кошелька. Кроме всего прочего строительство с максимально защищенными и
герметичными стенами является установленной нормой.
Современные инженерные коммуникации – это залог
энергобаланса любого Вашего дома.
Меньше плесени
Поражение плесенью – одна из наиболее
распространенных неприятностей, наносящих ущерб строительству. Анализ причин и
их устранение – занятие длительное и дорогостоящее. Пароизоляционные прокладки
/ паронепроницаемый слой из особых пленок предотвращают уже само появление
плесени: т.о. вы ограждаете любые строительные части от проникновения водяного
пара и осаждается его в виде конденсата.
Показатели экодома:
Почти совершенные показатели энергоэффективности
экодома, а также и Активного дома, дают сказочный баланс окружающей среды:
потребление первичной энергии составляет лишь около 120 (отопление, горячая
вода, электричество), и чистые теплопотери - 15 квт.ч./м²/год. С перерасчетом
на валюту жидкого топлива это будет означать 1,5 л/м² в год. Зачастую экодом
может полностью отказаться от использования энергоносителей минерального
происхождения.
