У маёй пасіўнай хаце…

"Узімку павінна быць холадна", - сказаў класік. Аказваецца, не абавязкова. Да таго ж, каб ненадоўга сагрэцца, яна не абавязкова павінна быць бруднай, смярдзючай і шкоднай для навакольнага асяроддзя.

Цяпер мы можам мець цяпло ў нашых дамах не абавязкова дзякуючы мазуту, газу і электрычнасці. Сонечная, геатэрмальная і нават ветравая энергія ў апошнія гады далучыліся да старога спалучэння відаў паліва і крыніц энергіі.

У гэтай справаздачы мы не будзем дакранацца ўсё яшчэ самых папулярных у Польшчы сістэм, заснаваных на вугальным паліве, мазуце ці газе, таму што мэта нашага даследавання складаецца не ў тым, каб прадставіць тое, што мы ўжо добра ведаем, а ў тым, каб прадставіць сучасныя, прывабныя з альтэрнатывы з пункту гледжання аховы навакольнага асяроддзя, а таксама эканоміі энергіі.

Вядома, апал на аснове спальвання прыроднага газу і яго вытворных таксама суцэль экалагічна. Аднак з польскага пункту гледжання ён мае той недахоп, што ў нас няма дастатковых рэсурсаў гэтага паліва для бытавых патрэб.

Вада і паветра

Большасць дамоў і жылых дамоў у Польшчы ацяпляюцца традыцыйнымі сістэмамі катлоў і радыятараў.

Цэнтральны кацёл знаходзіцца ў цеплацэнтры або індывідуальнай кацельні будынка. Яго праца заснавана на падачы пары ці гарачай вады па трубах да радыятараў, размешчаным у пакоях. Класічны радыятар - чыгунная вертыкальная канструкцыя - звычайна размяшчаецца каля вокнаў (1).

1. Традыцыйны абагравальнік

У сучасных радыятарных сістэмах гарачая вада цыркулюе да радыятараў з дапамогай электрычных помпаў. Гарачая вада аддае свая цеплыня ў радыятары, а астуджаная вада вяртаецца ў кацёл для наступнага нагрэву.

Радыятары можна замяніць на меней "агрэсіўныя" з эстэтычнага пункта гледжання панэльныя ці насценныя абагравальнікі - часам іх нават завуць т.зв. дэкаратыўныя радыятары, распрацаваныя з улікам дызайну і афармленні памяшканняў.

Радыятары гэтага тыпу значна лягчэй па вазе (а звычайна і па габарытах), чым радыятары з чыгуннымі рэбрамі. У наш час на рынку прадстаўлена мноства тыпаў радыятараў дадзенага тыпу, якія адрозніваюцца, у асноўным, вонкавымі памерамі.

Многія сучасныя сістэмы апалу маюць агульныя кампаненты з астуджальным абсталяваннем, а некаторыя забяспечваюць як нагрэў, так і астуджэнне.

Прызначэнне HVAC (ацяпленне, вентыляцыя і кандыцыянаванне паветра) выкарыстоўваецца для апісання за ўсё і вентыляцыі ў доме. Незалежна ад таго, якая сістэма АПКВ выкарыстоўваецца, мэтай усяго ацяпляльнага абсталявання застаецца выкарыстанне цеплавой энергіі ад крыніцы паліва і перадача яе ў жылыя памяшканні для падтрымання камфортнай тэмпературы навакольнага асяроддзя.

У сістэмах апалу выкарыстоўваюцца розныя выгляды паліва, такія як прыродны газ, прапан, пячное паліва, біяпаліва (напрыклад, драўніна) або электрычнасць.

Сістэмы з прымусовай падачай паветра, якія выкарыстоўваюць печ з паддувалам, якія падаюць нагрэтае паветра ў розныя памяшканні дома праз сетку паветраводаў, папулярныя ў Паўночнай Амерыцы (2).

2. Сістэмная кацельня з прымусовай цыркуляцыяй паветра

Гэта ўсё яшчэ адносна рэдкае рашэньне ў Польшчы. Ён у асноўным выкарыстоўваецца ў новых камерцыйных будынках і ў прыватных дамах, як правіла, у спалучэнні з камінам. Сістэмы прымусовай цыркуляцыі паветра (у т.л. механічная вентыляцыя з рэкуперацыяй цяпла) вельмі хутка рэгуляваць тэмпературу ў памяшканні.

У халоднае надвор'е яны служаць у якасці абагравальніка, а ў спякоту становяцца астуджальнай сістэмай кандыцыянавання паветра. Тыповыя для Еўропы і Польшчы сістэмы СА з печамі, кацельнямі, вадзянымі і паравымі радыятарамі выкарыстоўваюцца толькі для апалу.

Сістэмы з прымусовай падачай паветра звычайна таксама фільтруюць іх для выдалення пылу і алергенаў. У сістэму таксама ўбудаваны ўвільгатняюць (або сушыльныя) прылады.

Недахопамі гэтых сістэм з'яўляюцца неабходнасць усталёўкі вентыляцыйных каналаў і рэзерваванні месца для іх у сценах. Акрамя таго, вентылятары часам шумяць, а якое рухаецца паветра можа распаўсюджваць алергены (калі ўсталёўка не абслугоўваецца належным чынам).

Апроч найболей вядомых нам сістэм, г.зн. радыятараў і ўсталёвак падачы паветра, ёсць і іншыя, у асноўным сучасныя. Ён адрозніваецца ад вадзянога цэнтральнага апалу і сістэм прымусовай вентыляцыі тым, што абагравае мэблю і падлогі, а не толькі паветра.

Патрабуе пракладкі ўсярэдзіне бетонных перакрыццяў або пад драўлянымі падлогамі пластыкавых труб, прызначаных для гарачай вады. Гэта ціхая і ў цэлым энергаэфектыўная сістэма. Ён не награваецца хутка, але даўжэй захоўвае цеплыню.

Ёсць таксама «падлогавая плітка», у якой выкарыстоўваюцца электрычныя ўсталёўкі, усталяваныя пад падлогай (звычайна з керамічнай ці каменнай пліткі). Яны меней энергаэфектыўныя, чым сістэмы гарачага водазабеспячэння, і звычайна выкарыстоўваюцца толькі ў невялікіх памяшканнях, такіх як ванныя пакоі.

Іншы, больш сучасны від апалу. сістэма гідраўлічная. Ліштвавыя вадзяныя абагравальнікі ўсталёўваюцца нізка на сцяне, каб яны маглі ўцягваць халоднае паветра знізу памяшкання, затым награваць яго і вяртаць назад унутр. Яны працуюць пры ніжэйшых тэмпературах, чым многія.

У гэтых сістэмах таксама выкарыстоўваецца цэнтральны кацёл для нагрэву вады, якая цячэ па сістэме трубаправодаў да дыскрэтных награвальных прылад. Па сутнасці, гэта абноўленая версія старых вертыкальных радыятарных сістэм.

Электрычныя панэльныя радыятары і іншыя тыпы звычайна не выкарыстоўваюцца ў асноўных сістэмах апалу хаты. электрычныя абагравальнікіу асноўным з-за высокага кошту электраэнергіі. Аднак яны застаюцца папулярным варыянтам дадатковага абагравання, напрыклад, у сезонных памяшканнях (такіх як веранды).

Электранагравальнікі простыя і недарагія ва ўсталёўцы, не патрабуюць усталёўкі труб, вентыляцыі і іншых размеркавальных прылад.

Апроч звычайных панэльных абагравальнікаў існуюць таксама электрычныя прамяністыя абагравальнікі (3) або награвальныя лямпы, якія перадаюць энергію аб'ектам з ніжэйшай тэмпературай праз электрамагнітнае выпраменьванне.

3. Інфрачырвоны абагравальнік

У залежнасці ад тэмпературы выпраменьвальнага цела даўжыня хвалі інфрачырвонага выпраменьвання вагаецца ад 780 нм да 1 мм. Электрычныя інфрачырвоныя абагравальнікі выпраменьваюць да 86% уваходнай магутнасці ў выглядзе энергіі выпраменьвання. Амаль уся сабраная электрычная энергія пераўтворыцца ў цеплыню інфрачырвонага выпраменьвання ніткі напалу і накіроўваецца далей праз рэфлектары.

Геатэрмальная Польшча

Геатэрмальныя сістэмы апалу – вельмі прасунутыя, напрыклад, у Ісландыі, выклікаюць якая расце цікавасцьдзе ў рамках (IDDP) інжынеры-буравікі апускаюцца ўсё далей і далей ва ўнутраную крыніцу цяпла планеты.

У 2009 годзе пры свідраванні ІДДП ён выпадкова выліўся ў магматычны рэзервуар, размешчаны прыкладна ў 2 км ніжэй паверхні Зямлі. Такім чынам была атрымана самая магутная ў гісторыі геатэрмальная свідравіна магутнасцю каля 30 МВт энергіі.

Навукоўцы спадзяюцца дасягнуць Сярэдзінна-Атлантычнага хрыбта - самага доўгага сярэдзінна-акіянічнага хрыбта на Зямлі, натуральнай мяжы паміж тэктанічнымі плітамі.

Там магма награвае марскую ваду да тэмпературы 1000 ° С, а ціск у дзвесце разоў перавышае атмасферны. У такіх умовах можна генераваць звышкрытычны пар з энергетычнай магутнасцю 50 МВт, што прыкладна ў дзесяць разоў больш, чым у тыповай геатэрмальнай свідравіны. Гэта азначала б магчымасць папаўнення на 50 тысяч. дома.

Калі б праект аказаўся эфектыўным, аналагічны можна было б рэалізаваць у іншых частках свету, напрыклад, у Расіі. у Японіі ці Каліфорніі.

4. Візуалізацыя т.зв. неглыбокая геатэрмальная энергія

Тэарэтычна ў Польшчы вельмі добрыя геатэрмальныя ўмовы, бо 80% тэрыторыі краіны займаюць тры геатэрмальныя правінцыі: Цэнтральнаеўрапейская, Прыкарпацкая і Карпацкая. Аднак рэальныя магчымасці выкарыстання геатэрмальных вод датычацца 40 працэнтаў тэрыторыі краіны.

Тэмпература вады гэтых вадаёмаў 30-130 ° С (месцамі нават 200 ° С), а глыбіня залягання ў ападкавых пародах - ад 1 да 10 км. Натуральны адток вельмі рэдкі (Судэты - Цапліцы, Лёндэк-Здруй).

Аднак гэта нешта іншае глыбінная геатэрмальная са свідравінамі да 5 км, і нешта яшчэ, т.зв. неглыбокі геатэрмальны, У якіх цяпло крыніцы бярэцца з зямлі з дапамогай адносна неглыбокай заглыбленай усталёўкі (4), звычайна ад некалькіх да 100 м.

Гэтыя сістэмы заснаваны на цеплавых помпах, якія з'яўляюцца асновай, аналагічнай геатэрмальнай энергіі, для атрымання цяпла з вады ці паветра. Падлічана, што ў Польшчы ўжо ёсць дзясяткі тысяч такіх рашэнняў, і іх папулярнасць паступова расце.

Цеплавая помпа забірае цяпло знадворку і перадае яго ўнутр хаты (5). Спажывае менш электраэнергіі, чым звычайныя сістэмы апалу. Калі на вуліцы цёпла, ён можа дзейнічаць як супрацьлегласць кандыцыянеру.

5. Схема простай кампрэсарнай цеплавой помпы: 1) кандэнсатар, 2) дросельная засланка – ці капілярная, 3) выпарнік, 4) кампрэсар

Папулярным тыпам паветранай цеплавой помпы з'яўляецца міні-спліт-сістэма, таксама вядомая як бесканальная. Ён заснаваны на адносна невялікім вонкавым кампрэсарным блоку і адным ці некалькіх унутраных прыладах апрацоўкі паветра, якія можна лёгка дадаць у пакоі ці выдаленыя часткі хаты.

Цеплавыя помпы рэкамендуюцца для ўсталёўкі ў адносна мяккім клімаце. Яны застаюцца менш эфектыўнымі ў вельмі гарачых і вельмі халодных умовах надвор'я.

Абсарбцыйныя сістэмы апалу і астуджэнні яны сілкуюцца не ад электрычнасці, а ад сонечнай энергіі, геатэрмальнай энергіі або прыроднага газу. Абсарбцыйная цеплавая помпа працуе практычна гэтак жа, як і любая іншая цеплавая помпа, але мае іншую крыніцу энергіі і выкарыстоўвае раствор аміяку ў якасці холадагенту.

Гібрыды лепш

Аптымізацыя энергаспажывання паспяхова дасягаецца ў гібрыдных сістэмах, якія таксама могуць выкарыстоўваць цеплавыя помпы і аднаўляльныя крыніцы энергіі.

Адной з формаў гібрыднай сістэмы з'яўляецца цеплавая помпа у спалучэнні з кандэнсацыйным катлом. Помпа часткова бярэ на сябе нагрузку, у той час як запатрабаванне ў цяпле абмежавана. Калі патрабуецца больш цяпла, кандэнсацыйны кацёл бярэ на сябе задачу абагравання. Сапраўды гэтак жа цеплавая помпа можна камбінаваць з цвёрдапаліўным катлом.

Іншым прыкладам гібрыднай сістэмы з'яўляецца камбінацыя кандэнсацыйная ўстаноўка з геліяўстаноўкай. Такая сістэма можа быць усталявана як у існуючых, так і ў новых будынках. Калі ўладальнік усталёўкі жадае большай незалежнасці з пункта гледжання крыніц энергіі, цеплавая помпа можна камбінаваць з фотаэлектрычнай усталёўкай і, такім чынам, выкарыстаць электраэнергію, выпрацоўваную ўласнымі хатнімі рашэннямі, для апалу.

Сонечная ўстаноўка забяспечвае танную электраэнергію для харчавання цеплавой помпы. Залішняя электраэнергія, якая выпрацоўваецца электрычнасцю, якая не выкарыстоўваецца непасрэдна ў будынку, можа быць выкарыстана для зарадкі акумулятарнай батарэі будынка або прададзена ў сетку агульнага карыстання.

Варта падкрэсліць, што сучасныя генератары і цеплавыя ўстаноўкі, як правіла, абсталяваны інтэрнэт-інтэрфейсы і могуць кіравацца выдалена з дапамогай прыкладання на планшэце ці смартфоне, часта з любой кропкі Зямлі, што дадаткова дазваляе уладальнікам нерухомасці аптымізаваць і эканоміць выдаткі.

Няма нічога лепш за самаробную энергію

Вядома, любая сістэма апалу ў любым выпадку будзе мець патрэбу ў крыніцах энергіі. Хітрасць заключаецца ў тым, каб зрабіць гэта найбольш эканамічным і танным рашэннем.

У канчатковым рахунку, такія функцыі маюць энергію, якая выпрацоўваецца «дома» у мадэлях, званых мікракагенерацыя () або мікраэлектрастанцыя ().

Паводле азначэння, гэта тэхналагічны працэс, які складаецца ў камбінаванай вытворчасці цеплавой і электрычнай энергіі (па-за сеткай) на аснове выкарыстання якія далучаюцца прылад малой і сярэдняй магутнасці.

Мікракагенерацыя можа выкарыстоўвацца на ўсіх аб'ектах, дзе ёсць адначасовае запатрабаванне ў электрычнасці і цеплыні. Найбольш распаўсюджанымі карыстальнікамі парных сістэм з'яўляюцца як індывідуальныя атрымальнікі (6), так і бальніцы і адукацыйныя цэнтры, спартыўныя цэнтры, гасцініцы і розныя аб'екты камунальнай гаспадаркі.

6. Хатняя энергетычная сістэма

Сёння ў сярэдняга хатняга энергетыка ўжо ёсць некалькі тэхналогій атрымання энергіі дома і ў двары: сонечная, ветравая і газавая. (біягаз - калі яны будуць сапраўды "ўласнымі").

Так што на даху можна мантаваць, якія не блытаць з цеплагенератарамі і якія часцей за ўсё выкарыстоўваюцца для нагрэву вады.

Ён таксама можа дасягаць маленькіх Ветраныя турбіныдля індывідуальных патрэб. Часцей за ўсё іх размяшчаюць на заглыбленых у зямлю мачтах. Самыя маленькія з іх, магутнасцю 300-600 Вт і напругай 24 У, могуць быць усталяваныя на дахах пры ўмове прынады да гэтага іх канструкцыі.

У бытавых умовах часцей за ўсё сустракаюцца электрастанцыі магутнасцю 3-5 квт, якіх - у залежнасці ад патрэб, колькасці карыстальнікаў і г.д. - павінна хапіць для асвятлення, працы розных бытавых прыбораў, вадзяных помпаў для СА і іншых драбнейшых патрэб .

Сістэмы з цеплавой магутнасцю ніжэй за 10 квт і электрычнай магутнасцю 1-5 квт у асноўным выкарыстоўваюцца ў індывідуальных хатніх гаспадарках. Ідэя працы такой «хатняй мікра-ЦЭЦ» заключаецца ў размяшчэнні крыніцы як электрычнасці, так і цяпла ўнутры будынка.

Тэхналогія вытворчасці хатняй энергіі ветра ўсё яшчэ ўдасканальваецца. Напрыклад, невялікія ветракі Honeywell, прапанаваныя WindTronics (7) з кажухом, чымсьці якія нагадваюць роварнае кола з прымацаванымі лопасцямі, дыяметрам каля 180 гл, выпрацоўваюць 2,752 квтч пры сярэдняй хуткасці ветра 10 м/з. Аналагічную магутнасць прапануюць турбіны Windspire з незвычайнай вертыкальнай канструкцыяй.

7. Невялікія турбіны Honeywell, усталяваныя на даху хаты

Сярод іншых тэхналогій атрымання энергіі з аднаўляльных крыніц варта звярнуць увагу на біягаз. Гэты агульны тэрмін выкарыстоўваецца для апісання гаручых газаў, якія ўтвараюцца ў працэсах раскладання злучэнняў арганічнага паходжання, напрыклад, сцёкавых вод, бытавых адходаў, гною, адходаў сельскай гаспадаркі і аграхарчовай прамысловасці і г. д.

Тэхналогія, якая адбываецца ад старой кагенерацыі, гэта значыць камбінаванай вытворчасці цяпла і электраэнергіі на камбінаваных цеплаэлектрастанцыях, у сваім «малым» варыянце даволі маладая. Пошук найлепшых і эфектыўных рашэнняў усё яшчэ працягваецца. У цяперашні час можна вылучыць некалькі асноўных сістэм, у тым ліку: поршневыя рухавікі, газавыя турбіны, сістэмы з рухавікамі Стырлінга, арганічны цыкл Рэнкіна і паліўныя элементы.

рухавік Стырлінга пераўтворыць цяпло ў механічную энергію без бурнага працэсу гарэння. Падвод цяпла да працоўнага цела - газу ажыццяўляецца за кошт нагрэву знешняй сценкі награвальніка. Дзякуючы падачы цяпла звонку, рухавік можна забяспечваць першаснай энергіяй практычна з любой крыніцы: нафтавыя злучэнні, вугаль, драўніна, усе віды газападобнага паліва, біямаса і нават сонечная энергія.

Гэты тып рухавіка ўключае ў сябе: два поршні (халодны і цёплы), рэгенератыўны цеплаабменнік і цеплаабменнікі паміж працоўным целам і вонкавымі крыніцамі. Адным з найважных элементаў, якія працуюць у цыкле, з'яўляецца рэгенератар, які забірае цеплыню працоўнага цела пры ім перацяканні з нагрэтага ў астуджаную прастору.

У гэтых сістэмах крыніцай цяпла ў асноўным з'яўляюцца выхлапныя газы, якія ўтвараюцца ў працэсах згарання паліва. Наадварот, цеплыня ад контуру перадаецца нізкатэмпературнай крыніцы. У канчатковым выніку эфектыўнасць цыркуляцыі залежыць ад розніцы тэмператур паміж гэтымі крыніцамі. Працоўным целам гэтага тыпу рухавікоў з'яўляецца гелій ці паветра.

Да пераваг рухавікоў Стырлінга адносяцца: высокі агульны ККД, нізкі ўзровень шуму, эканомія паліва ў параўнанні з іншымі сістэмамі, нізкія абароты. Вядома, нельга забываць і аб недахопах, галоўны з якіх - кошт усталёўкі.

Кагенерацыйныя механізмы, такія як Цыкл Рэнкіна (рэгенерацыя цяпла ў тэрмадынамічных цыклах) або рухавіку Стырлінга для працы патрабуецца толькі цяпло. Яго крыніцай можа быць, напрыклад, сонечная ці геатэрмальная энергія. Генерацыя электраэнергіі такім спосабам з дапамогай калектара і цяпла танней, чым з выкарыстаннем фотагальванічных элементаў.

Праца над развіццём таксама вядзецца паліўныя элементы і іх выкарыстанне ў кагенерацыйных устаноўках. Адным з наватарскіх рашэнняў такога тыпу на рынку з'яўляецца ClearEdge. У дадатак да спецыфічных для сістэмы функцый гэтая тэхналогія пераўтворыць газ у цыліндры ў вадарод з выкарыстаннем перадавой тэхналогіі. Так што гарэння тут няма.

Вадароднае вочка вырабляе электрычнасць, якое таксама выкарыстоўваецца для вытворчасці цяпла. Паліўныя элементы - гэта новы тып прылад, якія дазваляюць з высокай эфектыўнасцю пераўтвараць хімічную энергію газападобнага паліва (звычайна вадароднага або вуглевадароднага паліва) шляхам электрахімічнай рэакцыі ў электрычнасць і цяпло - без неабходнасці спальвання газу і выкарыстання механічнай энергіі, як у выпадку, напрыклад, у рухавіках ці газавых турбінах.

Некаторыя элементы могуць сілкавацца не толькі вадародам, але і прыродным газам ці т.зв. рыфармат (газ рыформінгу), атрыманы ў выніку перапрацоўкі вуглевадароднага паліва.

Акумулятар гарачай вады

Мы ведаем, што гарачую ваду, гэта значыць цяпло, можна нейкі час назапашваць і захоўваць у спецыяльнай бытавой ёмістасці. Напрыклад, іх часта можна ўбачыць побач з сонечнымі калектарамі. Аднак ня ўсе могуць ведаць, што існуе такая рэч, як вялікія запасы цяпла, як вялізныя акумулятары энергіі (8).

8. Выдатны акумулятар цяпла ў Нідэрландах

Стандартныя рэзервуары кароткачасовага захоўвання працуюць пры атмасферным ціску. Яны добра ізаляваныя і ў асноўным выкарыстоўваюцца для рэгулявання попыту ў гадзіны пік. Тэмпература ў такіх баках крыху ніжэйшая за 100°С. Варта дадаць, што часам для патрэб сістэмы апалу старыя маслобаки ператвараюць у цеплаакумулятары.

У 2015 годзе ў Нюрнбергу быў спушчаны на ваду першы нямецкі. двухзонны латок. Гэтая тэхналогія запатэнтавана Bilfinger VAM.

Рашэнне заснавана на выкарыстанні гнуткага пласта паміж верхняй і ніжняй зонамі вады. Вага верхняй зоны стварае ціск на ніжнюю зону, дзякуючы чаму якая захоўваецца ў ёй вада можа мець тэмпературу больш за 100°С. Вада ў верхняй зоне адпаведна халадней.

Перавагамі гэтага рашэння з'яўляюцца больш высокая цеплаёмістасць пры захаванні таго ж аб'ёму ў параўнанні з атмасферным рэзервуарам, і ў той жа час больш нізкія затраты, звязаныя з нормамі бяспекі, у параўнанні з сасудамі пад ціскам.

У апошнія дзесяцігоддзі рашэнні, звязаныя з падземнае сховішча энергіі. Назапашвальнік падземных вод можа мець канструкцыю з бетону, сталі ці армаванага валакном пластыка. Бетонныя кантэйнеры будуюцца шляхам залівання бетону на месцы ці са зборных элементаў.

На ўнутраную частку бункера звычайна ўсталёўваецца дадатковае пакрыццё (палімернае ці нержавелая сталь) для забеспячэння дыфузійнай герметычнасці. Цеплаізаляцыйны пласт усталёўваецца звонку кантэйнера. Таксама ёсць канструкцыі, замацаваныя толькі жвірам ці ўкапаныя прама ў зямлю, таксама ў ваданосны гарызонт.

Экалогія і эканоміка рука ў руку

Цяпло ў хаце залежыць не толькі ад таго, як мы яго ацяпляем, але першым чынам ад таго, як мы засцерагаем яго ад страт цяпла і кіруемы ў ім энергіяй. Рэальнасцю сучаснага будаўніцтва з'яўляецца акцэнт на энергаэфектыўнасць, дзякуючы чаму атрыманыя аб'екты адпавядаюць самым высокім патрабаванням як з пункту гледжання эканоміі, так і эксплуатацыі.

Гаворка ідзе аб падвойным "эка" - экалогіі і эканоміі. Усё часцей ставіцца энергаэфектыўныя будынкі Для іх характэрны кампактны корпус, у якім рызыка так званага масткі холаду, г.зн. месцы страты цяпла. Гэта важна ў стаўленні атрымання найменшых паказчыкаў адносна стаўлення пляца вонкавых перагародак, якія ўлічваюцца разам з падлогай па грунце, да агульнага ацяплянага аб'ёму.

Буферныя паверхні, напрыклад, зімовыя сады, варта прымацоўваць да ўсёй канструкцыі. Яны канцэнтруюць патрэбную колькасць цяпла, адначасова аддаючы яго процілеглай сцяне будынка, якая становіцца не толькі яго сховішчам, але і натуральным радыятарам.

Узімку гэты тып буферызацыі абараняе будынак ад занадта лядоўні паветра. Усярэдзіне выкарыстоўваецца прынцып буфернай планіроўкі памяшканняў - пакоі размяшчаюцца з паўднёвага боку, а дапаможныя памяшканні - з паўночнага.

Асновай усіх энергаэфектыўных хат з'яўляецца якая адпавядае нізкатэмпературная сістэма апалу. Ужываецца механічная вентыляцыя з рэкуперацыяй цяпла, т. е. з рэкуператарамі, якія, выдзімаючы «выкарыстанае» паветра вонкі, захоўваюць яго цеплыня для нагрэву свежага паветра, які ўдзімаецца ў будынак.

Стандарт дасягае сонечных сістэм, якія дазваляюць награваць ваду з дапамогай сонечнай энергіі. Інвестары, якія жадаюць у поўнай меры скарыстацца перавагамі прыроды, таксама ўсталёўваюць цеплавыя помпы.

Адной з асноўных задач, якую павінны выконваць усе матэрыялы, з'яўляецца забеспячэнне найвышэйшая цеплаізаляцыя. Такім чынам, узводзяцца толькі цёплыя вонкавыя перагародкі, якія дазволяць даху, сценам і перакрыццям у зямлі мець адпаведны каэфіцыент цеплаперадачы U.

Вонкавыя сцены павінны быць прынамсі двухслаёвымі, хоць для дасягнення найлепшых вынікаў лепш выкарыстоўваць трохслаёвую сістэму. Інвестыцыі таксама робяцца ў вокны самай высокай якасці, часта з трыма шкламі і дастаткова шырокімі термозащищенными профілямі. Любыя вялікія вокны - прэрагатыва паўднёвага боку будынка - на паўночным баку шкленне размяшчаюць хутчэй кропкава і ў найменшых памерах.

Тэхналогіі ідуць яшчэ далей пасіўныя дамы, вядомы ўжо некалькі дзясяткаў гадоў. Стваральнікамі гэтай канцэпцыі лічацца Вольфганг Файст і Бо Адамсан, якія ў 1988 годзе ў Лундскім універсітэце прадставілі першы праект будынка, які практычна не патрабуе дадатковай ізаляцыі, акрамя абароны ад сонечнай энергіі. У Польшчы першае пасіўнае збудаванне было пабудавана ў 2006 годзе ў Смалеце недалёка ад Вроцлава.

У пасіўных канструкцыях сонечная радыяцыя, рэкуперацыя цяпла ад вентыляцыі (рэкуперацыя) і паступленні цяпла ад унутраных крыніц, такіх як электрапрыборы і жыхары, выкарыстоўваюцца для балансавання патрэбнасці будынка ў цяпле. Толькі ў перыяды асоба нізкіх тэмператур ужываюць дадатковы падагрэў паветра, які падаецца ў памяшканні.

Пасіўны дом - гэта хутчэй ідэя, нейкая архітэктурная задума, чым канкрэтная тэхналогія і вынаходкі. Гэта агульнае вызначэнне складаецца з мноства розных будаўнічых рашэнняў, якія спалучаюць у сабе імкненне мінімізаваць запатрабаванне ў энергіі – меней 15 квтч/м² у год – і цеплавыя страты.

Для дасягнення такіх параметраў і эканоміі ўсе вонкавыя перагародкі ў будынку характарызуюцца надзвычай нізкім каэфіцыентам цеплаперадачы U. Вонкавая абалонка будынка павінна быць непранікальнай для некантралюемых уцечак паветра. Дакладна гэтак жа аконныя сталярныя вырабы паказваюць значна меншыя цеплавыя страты, чым стандартныя рашэнні.

У вокнах выкарыстоўваюцца розныя рашэнні для мінімізацыі страт, напрыклад, падвойнае шкленне з ізалявальным аргонавым пластом паміж імі ці патройнае шкленне. Пасіўная тэхналогія ўключае ў сябе таксама будаўніцтва хат з белымі ці светлымі дахамі, якія ўлетку адлюстроўваюць сонечную энергію, а не паглынаюць яе.

Зялёныя сістэмы ацяплення і астуджэнні яны робяць далейшыя крокі наперад. Пасіўныя сістэмы максімізуюць здольнасць прыроды награваць і астуджаць без печаў ці кандыцыянераў. Аднак ужо існуюць канцэпцыі актыўныя дамы - вытворчасць залішняй энергіі. У іх выкарыстоўваюцца розныя механічныя сістэмы апалу і астуджэнні, якія працуюць ад сонечнай энергіі, геатэрмальнай энергіі ці іншых крыніц, так званыя зялёная энергія.

Пошук новых спосабаў атрымання цяпла

Навукоўцы ўсё яшчэ шукаюць новыя энергетычныя рашэнні, творчае выкарыстанне якіх магло б даць нам новыя экстраардынарныя крыніцы энергіі ці, прынамсі, спосабы яе ўзнаўлення і захаванні.

Некалькі месяцаў таму мы пісалі аб, здавалася б, супярэчлівым другім законе тэрмадынамікі. эксперымент праф. Андрэас Шылінг з Цюрыхскага ўніверсітэта. Ён стварыў прыладу, якое з дапамогай модуля Пельцье астуджала дзевяціграмовы кавалак медзі з тэмпературы звыш 100 ° С да тэмпературы значна ніжэй пакаёвай без знешняй крыніцы харчавання.

Паколькі ён працуе на астуджэнне, ён павінен таксама награваць, што можа стварыць магчымасці для новых, больш эфектыўных прылад, якія не патрабуюць, напрыклад, усталёўкі цеплавых помпаў.

У сваю чаргу, прафесары Штэфан Зелеке і Андрэас Шютцэ з Саарскага ўніверсітэта выкарыстоўвалі гэтыя ўласцівасці для стварэння высокаэфектыўнай, экалагічна бяспечнай награвальна-ахаладжальнай прылады, заснаванай на вылучэнні цяпла ці астуджэнні прыводных у дзеянне правадоў. Гэтая сістэма не мае патрэбы ні ў якіх прамежкавых фактарах, што з'яўляецца яе экалагічнай перавагай.

Дорыс Сунг, дацэнт Школы архітэктуры Універсітэта Паўднёвай Каліфорніі, хоча аптымізаваць кіраванне энергаспажываннем будынкаў з дапамогай тэрмабіметалічныя пакрыцці (9), інтэлектуальныя матэрыялы, якія дзейнічаюць як чалавечая скура - дынамічна і хутка абараняюць памяшканне ад сонца, забяспечваючы самавентыляцыю або, пры неабходнасці, ізалюючы яе.

9. Дорыс Сунг і біметалічныя пласціны

Выкарыстоўваючы гэтую тэхналогію, Сунг распрацаваў сістэму тэрмарэактыўныя вокны. Калі сонца рухаецца па небе, кожная плітка, з якой складаецца сістэма, рухаецца незалежна, раўнамерна разам з ім, і ўсё гэта аптымізуе цеплавы рэжым у памяшканні.

Будынак становіцца падобным на жывы арганізм, які самастойна рэагуе на колькасць энергіі, якая паступае звонку. Гэта не адзіная ідэя для "жывога" дома, але яна адрозніваецца тым, што не патрабуе дадатковага харчавання рухомых частак. Адных толькі фізічных уласцівасцяў пакрыцця дастаткова.

Амаль два дзесяцігоддзі таму ў Ліндасе, Швецыя, недалёка ад Гётэборга, быў пабудаваны жылы комплекс. без сістэм ацяплення у традыцыйным сэнсе (10). Ідэя жыць у дамах без печаў і батарэй у прахалоднай Скандынавіі выклікала змешаныя пачуцці.

10. Адзін з пасіўных дамоў без сістэмы ацяплення ў Ліндосе, Швецыя.

Нарадзілася ідэя дома, у якім, дзякуючы сучасным архітэктурным рашэнням і матэрыялам, а таксама адпаведнай адаптацыі да прыродных умоў, традыцыйнае ўяўленне аб цяпле як неабходным выніку сувязі з знешняй інфраструктурай - ацяпленнем, энергіяй - ці нават з пастаўшчыкамі паліва была ліквідаваная. Калі мы пачынаем гэтак жа думаць аб цяпле ва ўласнай хаце, значыць, мы на правільным шляху.

Так цёпла, цяплей… горача!

Гласарый цеплаабменніка

Цэнтральнае ацяпленне (СА) – у сучасным разуменні азначае ўстаноўку, у якой цяпло падаецца да награвальных элементаў (радыятараў), размешчаным у памяшканнях. Вада, пара ці паветра выкарыстоўваюцца для размеркавання цяпла. Існуюць сістэмы CO, якія ахопліваюць адну кватэру, дом, некалькі будынкаў і нават цэлыя гарады. Ва ўсталёўках, якія ахопліваюць адзін будынак, вада цыркулюе пад дзеяннем сілы цяжару ў выніку змены шчыльнасці пры змене тэмпературы, хоць гэта можа быць прымусова выканана з дапамогай помпы. У буйнейшых усталёўках выкарыстоўваюцца толькі сістэмы з прымусовай цыркуляцыяй.

Кацельня – прамысловае прадпрыемства, асноўнай задачай якога з'яўляецца вытворчасць высокатэмпературнага асяроддзя (часцей за ўсё вады) для гарадской цепласеткі. Традыцыйныя сістэмы (кацельні, якія працуюць на выкапнёвым паліве) сёння сустракаюцца рэдка. Гэта звязана з тым, што значна больш высокая эфектыўнасць дасягаецца пры камбінаванай вытворчасці цяпла і электраэнергіі на цеплаэлектрастанцыях. З іншага боку, набірае папулярнасць вытворчасць цяпла толькі з выкарыстаннем аднаўляльных крыніц энергіі. Часцей за ўсё для гэтай мэты выкарыстоўваецца геатэрмальная энергія, але ўсё часцей будуюцца буйныя сонечныя цеплавыя ўстаноўкі, у якіх

калектары награваюць ваду для гаспадарчых патрэб.

Пасіўны дом, энергазберагальны дом - Стандарт будаўніцтва, які характарызуецца высокімі ізаляцыйнымі параметрамі вонкавых перагародак і прымяненнем шэрагу рашэнняў, накіраваных на мінімізацыю энергаспажывання пры эксплуатацыі. Запатрабаванне ў энергіі ў пасіўных будынках ніжэй 15 квтч/(м²·год), у то час як у звычайных хатах яна можа дасягаць нават 120 квтч/(м²·год). У пасіўных хатах паніжэнне запатрабавання ў цяпле настолькі вяліка, што ў іх не выкарыстоўваецца традыцыйная сістэма апалу, а толькі дадатковы падагрэў вентыляцыйнага паветра. Ён таксама выкарыстоўваецца для балансавання патрэбнасці ў цяпле.

сонечнае выпраменьванне, рэкуперацыя цяпла ад вентыляцыі (рэкуперацыя), а таксама паступленні цяпла ад унутраных крыніц, такіх як электрапрыборы ці нават самі жыхары.

Гжэйнік (у прастамоўі - радыятар, ад франц. calorifère) - водапаветраны або парапаветраны цеплаабменнік, які з'яўляецца элементам сістэмы цэнтральнага апалу. У наш час найболей часта выкарыстоўваюцца панэльныя радыятары, вырабленыя са зварных сталёвых пласцін. У новых сістэмах цэнтральнага апалу рабрыстыя радыятары практычна больш не выкарыстоўваюцца, хоць у некаторых рашэннях модульнасць канструкцыі дазваляе дадаць большую колькасць рэбраў, а значыць, простая змена магутнасці радыятара. Праз награвальнік праходзіць гарачая вада або пара, якія звычайна не паступаюць напрамую з ЦЭЦ. Вада, сілкавальная ўсю ўсталёўку, награваецца ў цеплаабменніку вадой з цеплавой сеткі ці ў катле, а затым паступае да прымачоў цяпла, напрыклад радыятарам.

Кацёл цэнтральнага апалу – прылада для спальвання цвёрдага паліва (вугаль, драўніна, кокс і інш.), газападобнага (прыродны газ, СУГ), мазуту (мазут) паліва з мэтай нагрэву цепланосбіта (звычайна воды), які цыркулюе ў контуры ЦО . У прастамоўі кацёл цэнтральнага апалу няправільна завуць печкай. У адрозненне ад печы, якая аддае выпрацаванае цяпло ў навакольнае асяроддзе, кацёл аддае цяпло апорнага яго рэчыва, а нагрэтае цела сыходзіць у іншае месца, напрыклад, у награвальнік, дзе і выкарыстоўваецца.

Кандэнсацыйны кацёл - Прылада з закрытай камерай згарання. Катлы гэтага тыпу атрымліваюць дадатковую колькасць цяпла ад дымавых газаў, якія ў традыцыйных катлах выходзяць праз комін. Дзякуючы гэтаму яны працуюць з больш высокім ККД, які дасягае да 109%, тады як у традыцыйных мадэлях ён складае да 90% - г.зн. яны лепш выкарыстоўваюць паліва, што выяўляецца ў меншых выдатках на апал. Уплыў кандэнсацыйных катлоў лепш за ўсё відаць па тэмпературы дымавых газаў. У традыцыйных катлах тэмпература дымавых газаў больш за 100 ° С, а ў кандэнсацыйных за ўсё 45-60 ° С.