Ефективність у всіх аспектах
Шляхи оптимізації та збереження енергії в існуючому приватному будинку
Буремні часи сьогодення, різке зниження доходів та заощаджень населення, неминуче зростання вартості газу протягом найближчих років, можливе форс-мажорне припинення газопостачання... Розуміючи всі ці ризики, далекоглядні господарі, проконсультувавшись зі спеціалістами, вже почали підготовку до опалювального сезону, але більшість просто розгублені, адже ніколи раніше не стикалися з подібними викликами. Більш того, ніхто не хоче або не може дозволити собі глобальних реконструкцій у вже обжитих будинках. Тож розглянемо основні шляхи до енергонезалежності та зменшення експлуатаційних витрат у вже існуючих системах опалення.
Енергонезалежність
Що стосується енергонезалежності, то на сьогодні є всього три шляхи оптимізації існуючої системи опалення:
Мінімізація експлуатаційних витрат
Питанням енергозбереження присвячено тисячі наукових робіт і безліч статей, але більшість ефективних рішень потребують значних реконструкцій або самої будівлі або її інженерних мереж. Що ж робити тим, хто на сьогодні не має таких можливостей чи бажання з тих чи інших міркувань?
Крім того, практично немає універсального рішення, адже будинки мають значні конструктивні відмінності, а системи можуть мати як різні типи генераторів тепла (котли, теплові насоси тощо), так і різні системи тепловіддачі в приміщення (радіатори, тепла підлога тощо).
І все ж можна виділити два основних напрямки зменшення енерговитрат:
Тож ми сфокусуємося на другому варіанті. Зауважимо, ми не будемо розглядати варіанти заміни джерел тепла або вже існуючих систем тепловіддачі в приміщеннях.
І так, враховуючи все вищезазначене, задаємося логічним питанням: що впливає на об’єми споживання енергоресурсів при роботі системи опалення? Більшість, навіть не маючи профільної освіти, розуміє, що тепловтрати будинку зменшуються при підвищенні температури зовнішнього повітря. Потужність котла/теплового насосу підбирається з урахуванням можливості покриття пікових навантажень при максимально низьких температурах (для Києва це -22оС). Відповідно, 90% часу система опалення не потребує таких навантажень. А чи зменшується пропорційно споживання енергоресурсів в цей час, адже підвищення зовнішньої температури на 10 оС, зменшує необхідну потужність на 25%, тобто при 0 оС споживання енергоресурсів має скоротитися вдвічі? Проаналізувавши платіжки холодних і теплих місяців зими більшість побачить значну невідповідність.
Фактична потужність джерела тепла залежить від кількості градусів, на яку потрібно нагріти теплоносій та витрати цього теплоносія, тобто як часто нам потрібно його підігрівати.
Спробуємо змоделювати ідеальні умови роботи для джерела тепла:
При проєктуванні та налаштуванні системи опалення спеціалісти за замовченням вирішують питання покриття пікових навантажень у всіх приміщеннях з розрахунку 24 оС у санвузлах та 20-22 оС у інших приміщеннях, зазвичай ще й використовуючи до 20% запасу. Тому обладнання та розрахункова температура теплоносія дещо завищена. Більш того, пуско-наладку системи рідко проводить проектувальник, і часто монтажники налаштовують систему з власного практичного досвіду («аби не холодно»), навіть не поцікавившись розрахунковими значеннями. Змінювати коректно температуру теплоносія вручну при зміні погоди практично неможливо, тому друга рекомендація – встановити / налаштувати погодо- залежну зміну температури теплоносія. В більшості сучасних котлів та теплових насосів така можливість передбачена, але навіть якщо її немає, можна встановити спеціальну насосно-змішувальну групу з погодозалежною автоматикою.
Іноді мені заперечують, що достатньо термостата в будинку, бо котел/тепловий насос все одно виключиться при досягненні заданої температури. Так, джерело тепла вимикається, але гарячий теплоносій в системі швидко втрачає тепло, навіть при наявності ізоляції труб, тим самим збільшуючи кількість градусів, на яку він має догріватися котлом. До речі, а чи достатньо одного термостата на весь будинок? Чи варто переплачувати за по-кімнатне регулювання? Для більшості неспеціалістів відповідь не очевидна. Давайте розбиратися.
Почнемо з теми «комфорту», якщо у контрольному приміщенні знаходиться лише один термостат, що працюватиме із заданою температурою 20-22 оС, вам буде дуже важко підтримувати температуру на рівні 24 оС в санвузлах, що передбачено нормами, і мешканець будинку обов’язково це відчує на собі. Ще одною зручністю є можливість контролю і керування приміщеннями віддалено, перегляд по-кімнатної статистики за певний період.
Що стосується енергозбереження, то очевидно, що зниження температур в окремих приміщеннях, коли там нікого немає (наприклад вночі або в робочі години), матиме відчутний ефект. Це легко можна зробити, налаштувавши тижневу програму для всіх або окремих приміщень. Також можемо додатково порадити відключити опалення в топковій і коморі, а задану температуру в нежилих приміщеннях, таких як коридори, сходи тощо, зменшити до 18 оС, а в гаражі до 10-15 оС. Ефект залежитиме від кількості таких кімнат та тривалості часу, протягом якого система працює в економ режимі, але його ще можна суттєво підсилити. Обмежуючи тепловіддачу (потужність) в окремих приміщеннях, ви збільшуєте потенціал для зменшення температури теплоносія, але щоб його досягти фактично, вам необхідно змінити налаштування витратомірів розподільчих колекторів та радіаторних клапанів, бо вони механічно обмежують збільшення витрати теплоносія. Зробити це коректно мешканцю будинку вручну досить складно, а визивати після кожної зміни температур в приміщеннях спеціаліста нераціонально. Тож по-кімнатне регулювання потрібне, але недостатнє. Автоматика повинна мати функцію автобалансування, тобто сервоприводи на розподільчому колекторі мають працювати не в режимі відкритий/закритий, а мати проміжні положення, щоб подавати в кожне приміщення стільки теплоносія, скільки потрібно саме в цей час. Аналогічно, пасивні радіаторні термоголовки реагують тільки на температуру в приміщенні і не можуть коректно балансувати систему. Тому мають стояти термоголовки, які керуються централізовано.
Функція автобалансування дозволяє враховувати наявність сонячного випромінювання, зміну сезонів, ритму життя, заміну фінішного покриття «теплої підлоги», і забезпечує стабільну температуру та швидший час реакції системи, при цьому споживаючи меншу кількість енергії у порівнянні зі стандартною системою.
На щастя, маємо бездротову систему Uponor: контролери можна встановити в існуючі колекторні шафи, накладні термостати легко зафіксувати на стіні, а радіаторні термоголовки мають адаптери до більшості клапанів на ринку. Після цього навіть косметичний ремонт не знадобиться, адже все працює через радіозв’язок.
Висновки
Наприкінці ще раз перелічимо кроки та рекомендації для мінімізації експлуатаційних витрат у вже обжитому будинку без реконструкцій:
Зазначені шляхи оптимізації системи опалення не потребують великих інвестицій та реконструкцій, проте допоможуть гнучко та швидко підлаштуватися до реалій життя без суттєвого впливу на комфорт. Це однозначно стане вам в нагоді як при будь-яких форс-мажорних ситуаціях, коли потрібно звести енергоспоживання до мінімуму, так і в повсякденному житті, заощаджуючи щомісячні власні витрати. Крім того, ви робите власний внесок у скорочення викидів парникових газів, споживання викопних копалин нашої планети!
Що стосується енергонезалежності, то на сьогодні є всього три шляхи оптимізації існуючої системи опалення:
- Твердо- або рідко паливне джерело тепла з природньою циркуляцією теплоносія або димових газів.
- Організувати опалення у важливих приміщеннях виключно від електроспоживання. При відключенні від електромережі використовуємо дизель-генератори або сонячні фотопанелі.
- Комбінований варіант: твердо/рідко- паливне джерело тепла з примусовою циркуляцією теплоносія (роботу насосів та електроніки забезпечуємо акумуляторами або генератором).
Мінімізація експлуатаційних витрат
Питанням енергозбереження присвячено тисячі наукових робіт і безліч статей, але більшість ефективних рішень потребують значних реконструкцій або самої будівлі або її інженерних мереж. Що ж робити тим, хто на сьогодні не має таких можливостей чи бажання з тих чи інших міркувань?
Крім того, практично немає універсального рішення, адже будинки мають значні конструктивні відмінності, а системи можуть мати як різні типи генераторів тепла (котли, теплові насоси тощо), так і різні системи тепловіддачі в приміщення (радіатори, тепла підлога тощо).
І все ж можна виділити два основних напрямки зменшення енерговитрат:
- Мінімізація тепловтрат через будівельні конструкції.
- Оптимізація інженерних систем будинку.
Тож ми сфокусуємося на другому варіанті. Зауважимо, ми не будемо розглядати варіанти заміни джерел тепла або вже існуючих систем тепловіддачі в приміщеннях.
І так, враховуючи все вищезазначене, задаємося логічним питанням: що впливає на об’єми споживання енергоресурсів при роботі системи опалення? Більшість, навіть не маючи профільної освіти, розуміє, що тепловтрати будинку зменшуються при підвищенні температури зовнішнього повітря. Потужність котла/теплового насосу підбирається з урахуванням можливості покриття пікових навантажень при максимально низьких температурах (для Києва це -22оС). Відповідно, 90% часу система опалення не потребує таких навантажень. А чи зменшується пропорційно споживання енергоресурсів в цей час, адже підвищення зовнішньої температури на 10 оС, зменшує необхідну потужність на 25%, тобто при 0 оС споживання енергоресурсів має скоротитися вдвічі? Проаналізувавши платіжки холодних і теплих місяців зими більшість побачить значну невідповідність.
Фактична потужність джерела тепла залежить від кількості градусів, на яку потрібно нагріти теплоносій та витрати цього теплоносія, тобто як часто нам потрібно його підігрівати.
Спробуємо змоделювати ідеальні умови роботи для джерела тепла:
- Мінімальна різниця температур між подаючою та зворотною лініями є тою кількістю градусів, на яку потрібно догріти теплоносій.
- Максимальний час між включеннями джерела тепла для підігріву.
- Мінімальна температура теплоносія забезпечує швидкий запуск системи та мінімальні тепловтрати як в самому джерелі тепла, так і у всій системі в цілому.
При проєктуванні та налаштуванні системи опалення спеціалісти за замовченням вирішують питання покриття пікових навантажень у всіх приміщеннях з розрахунку 24 оС у санвузлах та 20-22 оС у інших приміщеннях, зазвичай ще й використовуючи до 20% запасу. Тому обладнання та розрахункова температура теплоносія дещо завищена. Більш того, пуско-наладку системи рідко проводить проектувальник, і часто монтажники налаштовують систему з власного практичного досвіду («аби не холодно»), навіть не поцікавившись розрахунковими значеннями. Змінювати коректно температуру теплоносія вручну при зміні погоди практично неможливо, тому друга рекомендація – встановити / налаштувати погодо- залежну зміну температури теплоносія. В більшості сучасних котлів та теплових насосів така можливість передбачена, але навіть якщо її немає, можна встановити спеціальну насосно-змішувальну групу з погодозалежною автоматикою.
 |
 |
| Uponor Fluvia Move CPG-15-C-W | Uponor Fluvia Move MPG-10-A-W |
Іноді мені заперечують, що достатньо термостата в будинку, бо котел/тепловий насос все одно виключиться при досягненні заданої температури. Так, джерело тепла вимикається, але гарячий теплоносій в системі швидко втрачає тепло, навіть при наявності ізоляції труб, тим самим збільшуючи кількість градусів, на яку він має догріватися котлом. До речі, а чи достатньо одного термостата на весь будинок? Чи варто переплачувати за по-кімнатне регулювання? Для більшості неспеціалістів відповідь не очевидна. Давайте розбиратися.
Почнемо з теми «комфорту», якщо у контрольному приміщенні знаходиться лише один термостат, що працюватиме із заданою температурою 20-22 оС, вам буде дуже важко підтримувати температуру на рівні 24 оС в санвузлах, що передбачено нормами, і мешканець будинку обов’язково це відчує на собі. Ще одною зручністю є можливість контролю і керування приміщеннями віддалено, перегляд по-кімнатної статистики за певний період.
Що стосується енергозбереження, то очевидно, що зниження температур в окремих приміщеннях, коли там нікого немає (наприклад вночі або в робочі години), матиме відчутний ефект. Це легко можна зробити, налаштувавши тижневу програму для всіх або окремих приміщень. Також можемо додатково порадити відключити опалення в топковій і коморі, а задану температуру в нежилих приміщеннях, таких як коридори, сходи тощо, зменшити до 18 оС, а в гаражі до 10-15 оС. Ефект залежитиме від кількості таких кімнат та тривалості часу, протягом якого система працює в економ режимі, але його ще можна суттєво підсилити. Обмежуючи тепловіддачу (потужність) в окремих приміщеннях, ви збільшуєте потенціал для зменшення температури теплоносія, але щоб його досягти фактично, вам необхідно змінити налаштування витратомірів розподільчих колекторів та радіаторних клапанів, бо вони механічно обмежують збільшення витрати теплоносія. Зробити це коректно мешканцю будинку вручну досить складно, а визивати після кожної зміни температур в приміщеннях спеціаліста нераціонально. Тож по-кімнатне регулювання потрібне, але недостатнє. Автоматика повинна мати функцію автобалансування, тобто сервоприводи на розподільчому колекторі мають працювати не в режимі відкритий/закритий, а мати проміжні положення, щоб подавати в кожне приміщення стільки теплоносія, скільки потрібно саме в цей час. Аналогічно, пасивні радіаторні термоголовки реагують тільки на температуру в приміщенні і не можуть коректно балансувати систему. Тому мають стояти термоголовки, які керуються централізовано.
Функція автобалансування дозволяє враховувати наявність сонячного випромінювання, зміну сезонів, ритму життя, заміну фінішного покриття «теплої підлоги», і забезпечує стабільну температуру та швидший час реакції системи, при цьому споживаючи меншу кількість енергії у порівнянні зі стандартною системою.
На щастя, маємо бездротову систему Uponor: контролери можна встановити в існуючі колекторні шафи, накладні термостати легко зафіксувати на стіні, а радіаторні термоголовки мають адаптери до більшості клапанів на ринку. Після цього навіть косметичний ремонт не знадобиться, адже все працює через радіозв’язок.
 |
 |
 |
| Термостат Uponor T-169 білий/чорний |
Термоголовка Uponor T-162 | Додаток Uponor Smatrix Pulse |
Висновки
Наприкінці ще раз перелічимо кроки та рекомендації для мінімізації експлуатаційних витрат у вже обжитому будинку без реконструкцій:
- При наявності радіаторів і теплої підлоги/стіни/стелі в одному приміщенні, радіатори відключить або прикрутити на мінімум.
- При наявності декількох радіаторів в одному приміщенні без теплої підлоги/стіни/стелі краще зменшити температуру теплоносія, ніж вимикати один з приладів.
- Встановити/налаштувати по-кімнатне регулювання температури з функцією автобалансування.
- Витратоміри або регулюючі клапани на розподільчому колекторі повністю відкрити (!!!за умови наявності автоматики з функцією автобалансування).
- Встановити/замінити термоголовки на радіаторах та повністю відкрити регулюючі клапани (!!!за умови наявності автоматики з функцією автобалансування).
- Відключити від опалення топкову, комору, можливо гараж, а також зменшити задану температуру в нежилих приміщеннях до .18 оС, на загальний комфорт по будинку це суттєво не вплине.
- Налаштувати погодинну тижневу програму зменшення заданої температури на 4-7 оС для різних типів приміщень, в залежності від наявності там мешканців в той чи інший період.
- Встановити/налаштувати погодозалежне керування температурою теплоносія, і виставити експериментальним шляхом мінімально допустиме з огляду на комфорт значення кривої.
- При наявності різних генераторів тепла, використовувати тепловий насос або конденсаційний котел з температурою теплоносія бажано не вище 40 оС.
Зазначені шляхи оптимізації системи опалення не потребують великих інвестицій та реконструкцій, проте допоможуть гнучко та швидко підлаштуватися до реалій життя без суттєвого впливу на комфорт. Це однозначно стане вам в нагоді як при будь-яких форс-мажорних ситуаціях, коли потрібно звести енергоспоживання до мінімуму, так і в повсякденному житті, заощаджуючи щомісячні власні витрати. Крім того, ви робите власний внесок у скорочення викидів парникових газів, споживання викопних копалин нашої планети!