Про "сонячну систему" обігріву, повелителів вітрів і власників "холодильників"

16 сiчня, 2015, 22:54 Роздрукувати Bипуск № 1, 16 сiчня-23 сiчня 2015р.
Відправити
Відправити

Саме в кризових ситуаціях народжуються нестандартні рішення, які здатні докорінно все змінити. Теплопостачання житлових будинків якраз і є тим полем, на якому основними керуючими гравцями повинні стати як об'єднання співвласників багатоповерхівок, так і окремі споживачі енерго- і теплопослуг.

Про "сонячну систему" обігріву,  повелителів вітрів і власників "холодильників"

Зима. Холодно та мерзлякувато. Єдине, що зігріває, це теплий затишний будинок, у якому завжди можна сховатися від негоди та провести час у колі рідних і друзів. Так було раніше.

Та сьогодні все змінилося. Воєнно-політична ситуація в країні загострила проблеми економіки. Серед них і забезпечення населення України теплом в осінньо-зимовий період 2014/2015 рр. За умов величезного фінансового дефіциту, відсутності в необхідному обсязі енергоресурсів і низької платіжної дисципліни в держави обмежене поле для маневру. Ми стали заручниками ситуації, і ледь теплі батареї, схоже, ще не найгірший варіант.

Це не означає, що виходу немає. Навпаки, саме в кризових ситуаціях народжуються нестандартні рішення, які здатні повністю все змінити. Сьогодні саме той переломний момент, коли, як це модно зараз казати, "держава повинна передати частину своїх повноважень на місця", а люди не мають боятися брати на себе відповідальність за розв'язання своїх проблем. Тільки тоді можна сподіватися на значне поліпшення ситуації. Теплопостачання житлових будинків саме і є тим полем, на якому основними керуючими гравцями мають стати як об'єднання співвласників багатоповерхівок, так і окремі споживачі енерго- і теплопослуг. Сподіваємося, ініціативу не перехоплять ділки з дозвільних структур.

13 січня 2015 р. Верховна Рада зробила крок назустріч об'єднанням співвласників багатоквартирних будинків (ОСББ), прийнявши в першому читанні законопроект №1565, який забезпечує "дієвий механізм для прийняття рішень з утримання та управління спільним майном, у тому числі з проведення енергоефективної модернізації будинку". "Київенерго" відразу оголосило про нову послугу для домовласників - енергоаудит будинків з метою розробки та впровадження заходів з енергозбереження для кожного з них. Облрада Закарпаття виділила 40 млн грн на енергозбереження у 2015 р. У Вінницькій області з'явилося енергоефективне село - Северинівка...

Національний план з енергоефективності та відповідну держпрограму її підтримки до 2020 р., яка передбачає в тому числі державну підтримку кредитування проектів підвищення енергоефективності житлового фонду України, Кабмін затвердив у листопаді 2014 р. (докладніше читайте в найближчих номерах DT.UA). Справа за ініціативою власників приватних будинків та об'єднань співвласників багатоквартирних будинків.

Беручи до уваги галопуюче зростання цін на енергоносії, передусім потрібно шукати рішення, які передбачають використання безплатних і відновлюваних енергоресурсів (ВЕР) - енергії вітру, сонця, тепла землі тощо. Про деякі варіанти технічних рішень з організації ефективних систем опалення на основі ВЕР і йтиметься нижче.

ККД котелень і теплотрас упевнено наближається до нуля

Рекомендації з утеплення житла (встановлення пластикових вікон, утеплення зовнішніх стін пінопластом, застосування тепловідбивних плівок за батареєю тощо) хоч і є досить ефективними прийомами теплозбереження, але не вирішують основного завдання - поліпшення надходження у квартиру (будинок) тепла. Адже без тепла й зберігати нічого.

Корінь наших проблем з опаленням - у технічних схемах, які дісталися нам від колишнього Радянського Союзу. І от чому.

Традиційна схема опалення багатоквартирного будинку (йдеться насамперед про таке житло) передбачає надходження тепла в житловий будинок, як і в будь-який інший будинок, від окремо розташованої котельні. Звідси перша технічна проблема теплозабезпечення: більшість котелень уведено в експлуатацію на початку другої половини минулого століття, зношення їхнього основного обладнання перевищує в середньому 60%. Фізично та морально застаріле обладнання котелень забезпечує дуже низький ККД. А витрати на ремонт та експлуатацію перевищують нормативні показники.

Друга проблема - теплотраси. Зношення теплових мереж сягає 70%. Труби, покладені в землю, часто перебувають в обводнених ґрунтах, що спричиняє їхню посилену корозію. Обводнені ґрунти також значно підвищують втрати тепла, яке транспортується теплотрасами. Розміщені над поверхнею ґрунту труби зазнають постійного негативного впливу зовнішніх погодних факторів (снігу, дощу, вітру, сонця), що призводить до порушення теплоізоляції труб і, знову-таки, до втрат тепла. Часто й самі мешканці "докладають руку" до руйнування теплоізоляції теплотрас. А коли настає зима, ми дружно обурюємося холодними батареями.

Наш дім - "холодильник"

Більшість нині експлуатованих житлових будинків родом із ХХ, а то й XIX століття. Дивишся на їхні конструкції та переконуєшся, що при проектуванні ніхто не замислювався про комфортне проживання в них. Вони покликані були вирішити інше завдання - більше квадратних метрів за мінімальної собівартості. Тому такі будинки за багатьма параметрами не відповідають діючим нормам і правилам. Але оскільки на нове житло більшості розраховувати не доводиться, зимуємо, як можемо, у цих "холодильниках": стіни, які промерзають наскрізь, стеля верхнього поверху - вона ж дах будинку, будинкові комунікації в залитих водою підвалах та ін.

Усе перелічене вище спричиняє величезні втрати тепла та через тарифи, сформовані "від витрат", лягає непідйомним вантажем на споживача цих послуг, тобто на кожного з нас (див. рис. 1).

Із усієї енергії, що надходить у котельню у вигляді енергоносія, безпосередньо для обігріву житлових будинків використовується не більш як 23% (тут і далі наведено усереднені значення, у кожному конкретному випадку цифри можуть трохи різнитися).

Втрати теплової енергії при традиційній і застарілій системі теплозабезпечення житлових будинків становлять приблизно 77%. З них:

- близько 20% - втрати в котельні;

- приблизно 35% - втрати в теплотрасах;

- майже 22% - втрати у квартирі, будинку (через стіни, вікна, двері, дах).

Варіанти скорочення тепловтрат для багатоквартирного будинку

Котельні. Зниження тепловтрат на котельні пов'язане з виконанням великого обсягу проектних, будівельних і пусконалагоджувальних робіт (нові високоефективні котли, автоматика, запірна арматура тощо). Все це потребує чималих фінансових витрат, і, виходячи зі стану економіки України, у найближчі роки руки до цього в держави не дійдуть. Власне, держава вже відмовилася нести такі витрати, перекладаючи їх на безпосередніх споживачів.

Та чому при цьому навантаження не перерозподілене й на енерго- і теплопостачальників, багато хто з яких "придбали" державні енергомережі та енергопідприємства (як ДТЕК Ріната Ахметова, що забезпечує енерго- і теплопостачання Києва) за безцінь і не виконали зобов'язань із модернізації енерго- і теплосистем? Якщо такі зобов'язання взагалі були передбачені Фондом держмайна при приватизації підприємств теплокомунальної енергетики...

Теплотраси. Перше рішення, яке спадає на думку, - замінити застарілі труби теплотрас новими, з поліпшеною теплоізоляцією. Але, на жаль, з огляду на довжину теплотрас по території України, їхня заміна потребує величезних капітальних витрат, які багаторазово перевищать бюджет країни.

Інше рішення - знизити температуру теплоносія, що дасть змогу значно зменшити втрати тепла (втрати теплоенергії в теплотрасах прямо пропорційні різниці між температурою теплоносія та температурою навколишнього середовища). І на два градуси її знизили. Хоча таке рішення не має права на життя, тому що це:
а) грубе порушення санітарних норм на теплопостачання; б) не вирішує проблеми холодних батарей у споживача. Це справді так, але до моменту, поки в схемі теплозабезпечення не з'являється додатковий елемент - тепловий насос (ТН), який установлюють "на вході" у споживача (див. рис. 2).

Як це працює. Теплонасос використовує воду теплотраси як джерело низькотемпературної енергії. Якщо на вході в ТН маємо 20–30°С, то на виході (для споживача) температура води становить 55–60°С. Такий температурний режим відповідає санітарним нормам.

Економічний енергофект:

1. Зниження температури теплоносія дасть можливість скоротити безповоротні втрати тепла. Це, у свою чергу, зменшить витрату енергоносіїв (газу) та, відповідно, значно знизить дорогу енергоскладову в тарифі на опалення.

2. Знижений температурний режим роботи котельні дасть змогу скоротити втрати тепла та витрату енергоносія. Це позначиться й на скороченні кількості аварій і витрат на ремонт обладнання.

3. У споживача з'являється можливість самостійно регулювати свої витрати на опалення за рахунок керування роботою теплонасоса.

4. У весняно-літнє міжсезоння споживач може використовувати ТН для забезпечення гарячого водопостачання.

5. У регіонах з високим рівнем ґрунтових вод теплонасос можна самостійно використовувати цілий рік для забезпечення теплом і гарячим водопостачанням.

6. Для забезпечення теплонасоса електроенергією можуть використовуватися сонячні батареї і/або вітроустановки, розміщені на даху будинку.

Схема теплопостачання багатоквартирного будинку з використанням теплових насосів дозволяє підвищити надійність роботи системи і суттєво знизити витрати мешканців на опалення. З'являється можливість управляти як системою теплопостачання, так і фінансовими потоками при оплаті послуг.

Опалення приватного будинку: сонце, вітер, біомаса

Масова газифікація сіл зробила свою справу: протягом трьох останніх десятиліть у приватних будинках зникли печі. Якщо раніше для опалення використовували практично безплатні відходи сільського господарства і тваринництва, то тепер усі перейшли на газ - зручно, екологічно і просто чисто. Але вже сьогодні ціна на газ для населення така, що далеко не кожне домогосподарство може собі дозволити його використовувати, враховуючи рівень пенсій і масове безробіття в селах.

Якщо застосування традиційних енергоносіїв (природного газу, кам'яного вугілля, мазуту тощо) неможливе через їхню дорожнечу або повну відсутність, то вихід один - використовувати відновлювані джерела енергії, у тому числі для одержання теплоенергії. Далеко ходити не треба.

Біомаса

В останні роки в Україні активно розвивається новий (або підзабутий) вид бізнесу - виробництво паливних гранул (пелет) з торфу, відходів деревного, деревообробного й аграрного виробництв. Прихильники цього виду палива всіляко підкреслюють його сильні сторони: відновлювана вихідна сировина, проста технологія виробництва, висока калорійність паливних гранул. Мало не панацея від усіх енергетичних проблем України.

Однак з погляду кінцевого споживача паливні гранули - такий самий вичерпний енергоресурс, як і викопні вугілля, торф, нафта, природний газ. Їх так само необхідно закуповувати. Ціна на пелети коливається залежно від попиту, як і на будь-який вичерпний енергоресурс. Іншими словами, якщо споживач вирішить перейти на опалення паливними гранулами, він має спочатку понести значні капітальні витрати на придбання і монтаж спеціальних котлів для їх спалювання, а потім щороку купувати самі пелети. І, як завжди буває, щойно на ринку з'явиться стійкий попит на товар, його ціна починає різко зростати.

Так у чому інтерес споживача? Зараз він потерпає від позахмарних цін на традиційне паливо - мазут, газ, а вклавши чималі гроші в переобладнання системи опалення будинку під пелети, потерпатиме від високих цін на паливні гранули? Втім, є й інші джерела біоенергії, зокрема, теплової. Зрештою, кожен робить свій вибір. Але будь-які нововведення та удосконалення потребують певних фінансових ресурсів. Приватний домовласник піде на додаткові витрати за умови економічної доцільності, тобто після переобладнання системи опалення будинку його витрати на опалення мають бути знижені, в ідеалі - зведені до нуля. Досягти такого результату можна, насамперед використовуючи відновлювані джерела енергії - сонце, вітер тощо. І для цього не треба бути вигодонабувачем бюджетних "зелених" дотацій, розшукуваним екс-віце-прем'єром Андрієм Клюєвим або його рідним братом. Свою "сонячну долину" або "вітровий парк" може створити для себе (і не тільки для себе, аби було бажання й кошти) кожен домовласник. Щоправда, витративши спочатку чимало грошей. Але витрати гарно окупаються.

"Сонячна система"… обігріву житла

Використання сонячних колекторів для обігріву житлових будинків дуже поширене в європейських країнах. Ця технологія успішно експлуатується не тільки в південних країнах, таких, як Італія, Ізраїль, Іспанія, а й у державах, розташованих значно північніше, - Норвегії, Швеції.

"Сонячна система" обігріву житла працює не лише в ясну погоду, але й у похмуру, тому що нагрівання теплоносія в колекторі відбувається навіть тоді, коли сонце закрите хмарами. Ця технологія може використовуватися в Україні повсюдно із заздалегідь прогнозованим позитивним результатом. Питання тільки в початкових капітальних витратах на комплектуючі системи, їхній монтаж і підключення до системи опалення будинку.

Природний акумулятор - енергія тепла землі

Технологія обігріву житлових будинків за рахунок тепла землі з використанням теплових насосів давно освоєна в багатьох країнах, особливо вона затребувана в північних регіонах. Сама технологія має ряд незаперечних техніко-економічних переваг, тому кількість підключених ТН щороку збільшується.

В Україні кількість встановлених та експлуатованих домогосподарствами теплонасосів поки що незначна. Це пов'язано з великими капітальними витратами не стільки на придбання теплонасосів, скільки на облаштування ґрунтових теплоприймачів.

Однак зростання цін на енергоносії та невизначеність у доступі до них підштовхують власників приватних житлових будинків активніше впроваджувати таку технологію. Найближчим часом можна прогнозувати значне зростання продажів теплових насосів. Цьому може сприяти і пропонована новасхема обігріву приватного житлового будинку із застосуванням теплових насосів у комплексі з вітроустановкою.

Домовласники - "володарі вітрів"

Застосування вітроенергоустановок (ВЕУ) для обігріву жител - для нас абсолютно нове технічне рішення. Раніше вітроустановки рідко використовувалися в приватних домогосподарствах для теплонагріву. Це зумовлено їхнім низьким ККД і якістю генерованої електроенергії.

Проте в останні роки з'явилася велика кількість високоефективних ВЕУ. При цьому вартість одержуваної електроенергії цілком порівнянна з ціною електроенергії з мережі, а для деяких конструкцій ВЕУ вона нижча за мережеву. Це відкриває шлях до широкого застосування ВЕУ приватними домогосподарствами як альтернативи традиційним джерелам енергії.

Варіантів побудови системи опалення житлового будинку з повною відмовою або значним скороченням обсягів споживання традиційних енергоносіїв досить багато. Деякі з них наведені нижче, зокрема, використання вітроустановок для опалення житла.

Як показано на рис. 3, електроенергія, вироблена генератором вітроустановки, надходить на термоелектричний нагрівач (ТЕН), розташований усередині термоізольованої ємності з водою. Оскільки для ТЕНів немає суворих вимог до якості використовуваної електроенергії, генератор ВЕУ може підключатися напряму. Отримана при роботі вітроустановки електрична енергія перетвориться на теплову енергію води.

Термоізольована ємність включається в систему водяного опалення будинку: гаряча вода надходить для обігріву, а охолоджена вода з системи ("зворотна") у реверсному режимі повертається в термоізольовану ємність. Залежно від конкретних умов експлуатації одночасно можуть використовуватися кілька термоізольованих ємностей, наприклад, окрема ємність для гарячого водопостачання. Самі ємності можуть розміщуватися як поруч із будинком, так і в його підвальних або цокольних приміщеннях (поверхах).

Таким чином, у поданій на рис. 3 схемі показано, як кінетична енергія повітряного потоку перетвориться на теплову енергію води системи опалення будинку. У процесі експлуатації такої системи опалення житлового будинку електроенергія, що виробляється ВЕУ, використовується для поповнення запасу теплової енергії в термоізольованій ємності.

Описана схема теплопостачання житлового будинку має істотний недолік - значна тривалість підготовчого періоду. Для початку функціонування системи опалення, зібраної за описуваною схемою, температура води в термоізольованій ємності повинна мати прийнятні значення - мінімум 50–60ᴼС. Вода нагрівається за рахунок перетворення електричної енергії на теплову. Залежно від обсягу води в ємності, потужності генератора ВЕУ, наявності вітрового потенціалу тощо процес нагрівання води може забрати якийсь час.

Таким чином, для забезпечення ефективної експлуатації системи найприйнятніший такий алгоритм: система монтується навесні, і за рахунок роботи ВЕУ до початку опалювального сезону температура води в термоізольованій ємності досягне значень, що дають змогу повноцінно експлуатувати систему опалення.

Використання вітроустановки і теплонасоса для опалення житлового будинку. Цю схему опалення розроблено для усунення основного недоліку вищеописаної схеми - великої тривалості підготовчого періоду. У неї введено додатковий елемент - тепловий насос. При цьому теплообмінник ТН розташований у термоізольованій ємності і підключений до його випарника, а конденсатор ТН підключений до реверсного (зворотного) трубопроводу системи опалення будинку (див. рис. 4).

Наявність теплового насоса в схемі опалення з вітроустановкою значно підвищує ефективність роботи всієї системи опалення і має ряд істотних переваг:

- повноцінне ефективне функціонування системи опалення будинку відразу після її монтажу;

- керованість системи опалення будинку за всіма основними параметрами;

- значне підвищення "живучості" системи опалення, відповідно, ця схема є найбільш ефективною, хоча й потребує більших капітальних витрат.

До речі, схема опалення житлового будинку з одночасним використанням ТН і ВЕУ може працювати і влітку, але вже на охолодження. На тепловому насосі необхідно переключити зовнішні трубопроводи - з випарника на конденсатор, і навпаки, з конденсатора на випарник (це можна робити з допомогою запірної арматури, що монтується ще на етапі встановлення теплового насоса та спеціально
призначена для таких маніпуляцій із системою опалення/охолодження будинку). Тепер джерелом низькотемпературної енергії буде будинок, звідки тепло забирається з використанням радіаторів системи опалення, та "скидається" в термоізольовану ємність з водою. Вся цю накопичену за літо теплову енергію взимку буде використано для опалення будинку.

Навіть в умовах дефіциту енергоресурсів або їх відсутності людина завжди може забезпечити комфорт у своєму житлі хоча б на мінімальному рівні.

Related video

Хто не витрачає часу на марне очікування розв'язання своїх побутових проблем державою, а бере все у свої руки й працює над вирішенням нагальних завдань, той узимку не мерзне. У його будинку завжди буде тепло й затишно. Чого й вам усім бажаємо!

Ми повідомляємо тільки дійсно важливі новини. Долучайся до Telegram-каналу
Помітили помилку?
Будь ласка, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl+Enter або Відправити помилку
ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ
Текст содержит недопустимые символы
ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ
Осталось символов: 2000
Отправить комментарий
Последний Первый Популярный Всего комментариев: 0
Показать больше комментариев
Пожалуйста выберите один или несколько пунктов (до 3 шт.) которые по Вашему мнению определяет этот коментарий.
Пожалуйста выберите один или больше пунктов
Нецензурна лексика, лайка Флуд Порушення дійсного законодвства України Образа учасників дискусії Реклама Розпалювання ворожнечі Ознаки троллінгу й провокації Інша причина Отмена Отправить жалобу ОК