Отопительные технологии в наши дни развиваются стремительно: каждый год на профильных выставках появляются новые разработки. Вектор развития этих технологий определяют как экономические факторы, например, стоимость энергоносителей, так и социальные, в первую очередь — забота об окружающей среде и экономия ресурсов. Отопительные приборы, работающие на энергии из возобновляемых источников, — достойный ответ на требования нашего времени.
Тепловые насосы
Фото 1
Фото 2
Фото 3
Фото 4
Тепловые насосы функционируют (как и холодильная техника) благодаря поглощению тепла при переходе рабочего вещества (хладагента, например, фреона) из жидкого состояния в газообразное (испарение или кипение) и, наоборот, его выделению при обратной трансформации газа в жидкость (конденсация). По сути, тепловой насос — это «холодильник наоборот»: он нагревает, а не охлаждает, передавая энергию от менее нагретой среды более нагретой. Это позволяет использовать тепло воздуха, воды и грунта. Затраты энергии, необходимые для работы компрессора, в несколько раз меньше того количества, которое передается потребителям в виде тепла. Тепловые насосы подразделяются по схеме «источник тепла — вид вторичного теплоносителя» и бывают разных типов: «воздух-воздух», «воздух-вода», «вода-вода», «вода-воздух», «грунт-вода» (их еще называют «рассол-вода», подразумевая под рассолом незамерзающий теплоноситель, циркулирующий в грунтовом контуре установки).
Преимущества теплового насоса очевидны: он автономен, безопасен в эксплуатации, долговечен, обеспечивает отопление и ГВС.
В течение последних 15 лет популярность тепловых насосов очень выросла, особенно в развитых странах. Но необходимо учитывать тот факт, что этому росту способствует существующая в Европе государственная поддержка перехода на возобновляемые источники энергии, выражающаяся в частичной компенсации средств, затраченных на новое оборудование.
Фото 1.Настенный тепловой насос geoTHERM (Vaillant, Германия) «грунт-вода» мощностью 3 кВт
Фото 2. Воздушный модуль aroCOLLECT (Vaillant), внешний блок для тепловых насосов Vaillant flexoTHERM и flexoCOMPACT. Его номинальная мощность — 11 кВт
Фото 3. Новый тепловой насос V-Line, «грунт-вода» (Германия), дизайнерский тепловой насос System M, «воздух-вода» (Германия), тепловой насос Logatherm WLW196i IR «воздух-вода» (Германия)
Фото 4. Тепловой насос от Vaillant — flexoTHERM системы «грунт-вода»
Солнечные батареи
Фото 1
Фото 2
Фото 3
Количество солнечного тепла, которое получает земля, многократно превышает энергетические потребности человечества. Пока масштабное освоение этого ресурса сдерживается относительной доступ-ностью других теплоносителей, но, тем не менее, в мире ежегодно монтируются миллионы квадратных метров солнечных коллекторов и фотовольтаики. Солнечные нагревательные коллекторы — эффективные и удобные устройства для улавливания лучей и преобразования их в тепловую энергию. Они бывают плоскими и вакуумными трубчатыми. Вся гелиоустановка состоит из коллектора, циркуляционного контура с регулирующей аппаратурой и резервуара для хранения горячей воды. Тепло от солнечного коллектора используется для ГВС и отопления дома. Солнечные батареи (фотовольтаика) преобразуют солнечную энергию в электрическую. Конструкционно батареи состоят из отдельных фотоэлементов, соединенных последовательно или параллельно.
Фото 1.Солнечные коллекторы WTS-F2 (Weishaupt, Германия) хорошо подходят для установки в отелях, спортивных центрах, многоквартирных домах
Фото 2. Солнечный коллектор SolvisLuna (Solvis, Германия): зеркало, на котором расположены трубки, улавливает дополнительно солнечную энергию
Фото 3. Коллекторы WTS-F2 (Weishaupt) крепятся на алюминиевый профиль, легкий, устойчивый к коррозии и стабильный
Пеллетные котлы
Фото 1
Фото 2
Фото 3
Первый бытовой котел на пеллетном топливе появился в середине 1980-х годов, а через 10 лет эти отопительные приборы заняли прочное место на европейском рынке. Использование пеллет в качестве топлива экологически нейтрально: при их сжигании в атмосферу выделяется столько же СО2, сколько было поглощено растением в процессе его жизни. В производстве пеллет не применяются какие-либо химические добавки, поэтому эмиссия вредных веществ стремится к нулю. Древесные топливные пеллеты подразделяются на классы A1, A2 и B, для частных домовладений используются две первые категории. Подача топлива в пеллетный котел осуществляется разными способами. Многие компании выпускают несколько модификаций котлов: с бункерами, с приставными бункерами, а также котлы, в которые пеллеты подаются из хранилища по спиральному или вакуумному транспортеру. Хранилище для пеллет организуют в отдельном помещении, прилегающем к котельной.
Среди пеллетных котлов есть установки различной комплектации и уровня сложности. Выбор высокотехнологичной модели — возможность реализовать все функции управления и регулирования современных систем отопления, вплоть до диспетчеризации и изменения настроек с помощью смартфона или планшета. Но даже простой котел не обходится без электроники.
Фото 1. Pellematic (OekoFen, Австрия). Пеллетный котел Pelletti Touch (Paradigma, Германия)
Фото 2. Схема отопительной системы и ГВС частного дома на одну семью с помощью пеллетного котла Pellematic (OekoFEN)
Фото 3. Напольный пеллетный котел renerVIT (Vaillant)
Когенерационные установки
В настоящее время микроустановки для одновременной выработки тепла и электричества не очень популярны в нашей стране, но перспективы у них есть. С их помощью можно решить ряд проблем, например, перебои с поставками электроэнергии, автономное обеспечение частного жилья, и компенсировать пиковые нагрузки.
Фото 1
Фото 2
Фото 3
Фото 1. Немецкая компания Vaillant выпускает когенерационные установки ecoPOWER 1.0, 3.0/4.7, а также ecoPOWER 20.0 с диапазоном модуляции электрической мощности от 7 до 20 кВт. Преимущества мини-ТЭЦ очевидны: снижаются расходы на энергопотребление, энергопотери отсутствуют. В основе ecoPOWER 1.0 — газопоршневой двигатель Honda, обеспечивающий эффективность по электричеству 26,3% и полную эффективность 92%.
Фото 2. На схеме — когенерационная установка Viessmann в отопительно-энергетической системе дома на одну семью.
Фото 3. Контролировать работу когенерационной установки ecoPOWER от Vaillant можно с помощью приложений в смартфонах и планшетах.
Теплонакопительные баки
Фото 1
Фото 2
Фото 3
Теплонакопительный бак — очень важный элемент любой современной отопительной системы. Надежно теплоизолированная емкость, с объемом, достаточным для покрытия потребностей конкретной семьи в горячей воде и отоплении, может быть подключена к генераторам тепла различных типов. В этом резервуаре горячая вода хранится до момента ее использования. Рассмотрим подключение накопительного бака к солнечному коллектору. Теплоизолированные трубы, по которым перемещается незамерзающая водногликолевая смесь, соединяют коллектор на крыше с емкостью в доме. Коллекторы передают энергию этой жидкости, она нагревает воду в резервуаре, а затем, уже охлажденная, снова направляется на крышу. В нижней части резервуара температура ниже всего, для бытовых нужд забирается вода из верхней части. Комбинация с так называемой станцией подготовки пресной воды помогает осуществлять подогрев гигиенической воды по проточному принципу.
Накопительные баки комплектуются всеми насосными группами к отопительным контурам и теплообменниками для различных генераторов тепла.
Для большей эффективности работы всей системы при выборе резервуара надо учитывать ряд аспектов. Высокие узкие модели демонстрируют хороший показатель температурного расслоения. Весьма полезны такие конструктивные элементы, как термосифоны и блоки управления. А массивный изоляционный слой гарантирует минимальные теплопотери.
Фото 1. Новый буферный теплоаккумулирующий накопитель Puffermas 2 CTS Power (Cordivari, Италия) обеспечивает постоянное наличие в доме горячей воды для санитарных нужд в достаточном объеме. Модель была разработана для использования в единой системе с солнечными коллекторами, но ее можно подключать одновременно еще к нескольким источникам тепла, например, к тепловому насосу и отопительному котлу. Puffermas.
Фото 2. Накопительный бак Puffermas (Cordivari) подключен к солнечным коллекторам, тепловому котлу и подает горячую воду на отопление и для санитарных нужд.
Фото 3. На схеме — дом на одну семью, оснащенный накопительным бойлером (BDN, Германия).
