Энергосбережение в загородном доме

Сбережение энергоресурсов является одной из главных проблем для частного домовладельца. Поэтому задуматься об экономии следует еще на стадии проектирования и строительства дома, чтобы впоследствии его содержание не стало непосильным бременем.

4e2e966c953f3b2abe8e51400acf63ec.jpg

Строительство индивидуального коттеджа эконом-класса на сегодняшний день является вполне конкурентной по стоимости и условиям альтернативой дорогостоящим квартирам в многоквартирных зданиях, особенно если речь идет о крупных городах. Однако большинство потенциальных домовладельцев всерьез озабочены размером грядущих затрат на содержание индивидуального жилья.

В первую очередь людей беспокоит высокая стоимость основных коммунальных ресурсов. Квартплата за городское жилье, даже учитывая постоянный рост тарифов, выглядит мелочью на фоне коммунальных расходов домовладельцев. К тому же, к источникам ресурсообеспечения дом нужно еще подключить, а это затраты, порой сопоставимые со стоимостью самого дома.

Экономия тепла. Альтернативный источник

Наибольшие затраты приходятся на долю отопления. Относительно дешевое топливо — магистральный газ — доступно далеко не всем домохозяйствам. Тем, кто о газе может лишь мечтать, приходится еще на этапе проектирования дома задумываться об альтернативе. В каждом конкретном случае наиболее выгодный вариант будет зависеть от десятка факторов, начиная с доступного в регионе оборудования и заканчивая возможностью хранения запаса топлива. Оценивая их, многие домовладельцы в последние годы приходят к выводу, что гораздо выгоднее использовать решения из области «зеленой» энергетики, например, геотермальные тепловые насосы.

Экономика здесь достаточно простая. Стоимость киловатта тепла, полученного из разных видов варианта топлива, можно оценить, зная их стоимость и КПД устройства преобразования — котла.

Магистральный газ Сжиженный газ (газгольдер) Дизельное топливо Уголь Электричество Дрова
Стоимость единицы топлива (в среднем для регионов центральной части страны) 4,24 руб./м3 12,5 руб./л (с доставкой до участка) 26,9 руб./л 3900 руб./т,

или

3,9 руб./кг

2,51 руб./кВт*ч 1500 руб./м3,

или

2,3 руб./кг

Энергия, полученная от сгорания единицы топлива 33 500 кДж/м3,

или

9,3 кВт*ч/м3

45 200 кДж/кг,

или

88 600 кДж/л,

или

24,6 кВт*ч/л

43 000 кДж/кг,

или

37000 кДж/л,

или

10,3 кВт*ч/л

27 000 кДж/кг,

или

7,5 кВт*ч/кг

1 кВт*ч 12 400 кДж/кг,

или

3,4 кВт*ч/кг

Установка для преобразования энергии сгорания топлива и ее стоимость в расчете на 1 кВт Газовый котел

КПД 92%

Газовый котел

КПД = 93%

Дизельный котел

КПД = 78%

Угольный котел

КПД = 75%

Электрический котел

КПД = 99%

Котел на дровах/печь

КПД = 75%

Выработка энергии на единицу топлива в идеальных условиях (при максимальном КПД) 8,6 кВт*ч/м3 22,9 кВт*ч/л 8,03 кВт*ч/л 5,6 кВт*ч/кг 0,99 кВт*ч на единицу потребленной электроэнергии 2,6 кВт*ч/кг
Приблизительная стоимость 1 кВт*ч тепла 0,49 руб./кВт*ч 0,55 руб./кВт*ч 3,35 руб./кВт*ч 0,70 руб./кВт*ч 2,54 руб./кВт*ч 1,31 руб./кВт*ч
Примерная стоимость оборудования в пересчете на 1 кВт мощности/стоимость подключения (зависит от региона)

Примечание: в монтажных работах учитывается разводка всей системы отопления в эконом-варианте

400-700 тыс. руб. — подключение

Котел — 2000 руб. на 1 кВт

Монтажные работы — 80-150 тыс. руб.

250 тыс. руб. — установка газгольдера и сопутствующие работы

Котел — 2000 руб. на 1 кВт

Монтажные работы – 80-150 тыс. руб.

Котел — 2000 руб. на 1 кВт

Монтажные работы — 80-150 тыс. руб.

Котел — 1500 руб. на 1 кВт

Монтажные работы — 80-150 тыс. руб.

Котел — менее 1000 руб. на 1 кВт

Для подключения к сети требуется соответствующий уровень электрификации. Стоимость — от 18 до 25 тыс. руб. за 1 кВт

Монтажные работы — 80-150 тыс. руб.

Котел — 1500 руб. на 1 кВт

Монтажные работы — 80-150 тыс. руб.

Срок службы оборудования Для котла — 10 лет Для котла — 10 лет; для газгольдера — 25-50 лет Для котла — 10-15 лет Для котла — 30-50 лет Для котла: 5-8 лет Для котла — 30-50 лет

Предположим, перед нами стоит задача отопления коттеджа площадью порядка 130 м2. Ориентировочно для этого требуется 13 кВт тепловой энергии на протяжении отопительного сезона, который, к примеру, в Московском регионе длится 215 дней. Расчеты показывают, что суммарный расход тепла составит порядка 42 500 кВт*ч. Оценим приблизительную стоимость их получения.

Магистральный газ Сжиженный газ (газгольдер) Котел на дизельном топливе Уголь Электричество Дрова
Стоимость отопления в год 42 500 кВт*ч * 0,49 руб./кВт*ч = 20 825 руб. 42 500 кВт*ч * 0,55 руб./кВт*ч = 23 375 руб. 42 500 кВт*ч * 3,35 руб./кВт*ч = 142 375 руб. 42 500 кВт*ч * 0,70 руб./кВт*ч = 29 750 руб. 42 500 кВт*ч * 2,54 руб./кВт*ч = 107 950 руб. 42 500 кВт*ч * 1,31 руб./кВт*ч = 55 675 руб.
Затраты на подключение и оборудование (13 кВт) в пересчете на 1 год эксплуатации.

Примем условно, что дом эксплуатируется 60 лет

550 тыс. руб./60 лет + (2 тыс. руб. * 13 + 115 тыс. руб.) / 10 лет = 23,3 тыс. руб./год 250 тыс. руб. / 25 лет + (2 тыс. руб. *13 + 115 тыс. руб.) / 10 лет = 24,1 тыс. руб./год (2 тыс. руб. * 13 + 115 тыс. руб.) / 10 лет = 14,1 тыс. руб./год (1,5 тыс. руб. * 13 + 115 тыс. руб.) / 30 лет = 4,5 тыс. руб./год (1 тыс. руб. * 13 +115 тыс. руб.) / 10 лет + 21,5 тыс. руб. * 13 кВт / 60 лет = 17,5 тыс. руб./год (1,5 тыс. руб. * 13 + 115 тыс. руб.) / 30 лет = 4,5 тыс. руб./год
Суммарная стоимость отопления и указанной выше «амортизации» 44 125 руб./год (сумма существенно зависит от стоимости газификации! При наличии подключения = 34 925 рублей) 47 475,00 руб./год 156 475 руб./год (стоимость может быть снижена при оптовых закупках дизельного топлива) 34 250 руб./год (для комфортной эксплуатации нужна установка системы автоподачи угля, которая значительно увеличит стоимость) 113 908,00 руб./год 60 175 руб./год (система обладает недостатком эксплуатации – необходимостью следить за процессом горения)

Теперь посчитаем стоимость отопления аналогичного дома с помощью теплового насоса на примере установки Danfoss DHP-H Opti Pro. Для начала рассмотрим насос той же отопительной мощности (13 кВт, модель DHP-H Opti Pro+ 13).

Стоимость оборудования – около 530 тыс. рублей. Стоимость монтажа и дополнительных работ, в зависимости от выбранной схемы подключения для дома площадью от 120 до 150 кв. м, находится в диапазоне от 300 до 500 тыс. рублей. Таким образом, установка теплового насоса «под ключ» обойдется пользователю приблизительно в 930 тыс. рублей. Срок службы оборудования – более 25 лет, причем это относится только к самому агрегату: земляной коллектор или скважины проработают примерно 100-200 лет. Соответственно, повторного проведения земляных работ не потребуется. В итоге год эксплуатации в среднем обойдется в 27,9 тыс. рублей.

Собственно тепло, которое тепловой насос забирает из грунта, очевидно, не стоит ничего. Потребление же агрегатом электроэнергии невелико. Так, указанная модель требует мощности всего 2,9 кВт (коэффициент преобразования насоса – 4,9). Таким образом, для получения требуемых на отопительный сезон 42 500 кВт*ч тепла уйдет лишь около 8670 кВт*ч электроэнергии, стоимость которой составит 21 761 рубль. Итого в год расходы на отопление при помощи теплового насоса составят 49 661 рублей.

На первый взгляд может показаться, что у теплового насоса есть 3 серьезных конкурента — магистральный газ, сжиженный газ и уголь. Объясняется это более высокой начальной стоимостью оборудования и монтажа. Однако рассмотрим вопрос с другой стороны.

Как уже было сказано в самом начале, магистральный газ в принципе доступен далеко не всем, и даже при наличии принципиальной возможности его подключения в некоторых случаях заплатить за это придется сумму, сравнимую со стоимостью коттеджа.

Газгольдер требует постоянного подвоза топлива, да и не каждый захочет иметь у себя на участке вкопанный в землю под огородом взрывоопасный резервуар.

Уголь вообще вряд ли стоит всерьез рассматривать как подходящий вариант. Для его использования понадобится обустроить в доме самую настоящую котельную с коробом для хранения 5-10 тонн угля. К тому же, домовладельцу придется постоянно работать кочегаром, что вряд ли добавит комфорта проживанию в доме. Не добавит его и вездесущая угольная пыль, чрезвычайно вредная для здоровья.

Также нужно отметить, что тепловые насосы весьма эффективны в комплексе с жидкостными теплыми полами и другими системами низкотемпературного отопления. Максимальной эффективности тепловой насос достигает при небольшой разнице температур теплоносителя на входе и выходе системы отопления, а именно это условие «автоматически» обеспечивается теплым полом. При этом во многих случаях не требуются дополнительные затраты на организацию циркуляции теплоносителя. Например, тепловые насосы Danfoss уже имеют в своем составе циркуляционный насос, и приведенные выше данные о потреблении агрегатом электроэнергии включают также потребление насоса. Кроме того, его можно использовать не только для отопления, но также для кондиционирования воздуха, причем в режиме пассивного охлаждения система потребляет электроэнергии примерно как лампочка накаливания, что недостижимо для привычных сплит-систем.

В отличие от других источников тепла, тепловой насос не требует к себе практически никакого внимания со стороны домовладельца и является самым безопасным решением. Однако надо понимать, что качество используемого оборудования и комплектующих должно быть высоким: при проектировании геотермального теплового насоса нельзя экономить на мелочах. К примеру, как мы уже говорили, геотермальный коллектор (или зонд) может служить 100 лет и более. Если собрать аналогичную систему «на коленках», из первых попавшихся труб, не рассчитанных на долгое функционирование в почве, срок их эксплуатации может сократиться в десятки раз, до 5-6 лет, что попросту сделает систему не окупаемой даже на фоне сравнительно дорогого отопления дизельным топливом. Домовладельцу придется регулярно возвращаться к доработке системы и вкладывать в нее новые средства. Производители, не обеспечивающие свою продукцию должным сервисом и запасными частями, фактически заставляют покупателя платить дважды.

Экономия тепла. Оптимизация расхода

Экономии можно добиваться не только при производстве тепла для отопления дома, но и при его потреблении. Например, имеет смысл обеспечить возможность точной настройки температуры воздуха в каждом помещении под индивидуальные запросы. Такую возможность дают автоматические радиаторные терморегуляторы, уже не раз доказавшие свою эффективность.

Применительно к частному дому эффект от установки радиаторных терморегуляторов будет заметен, если наблюдается неравномерность распределения тепла. На практике она присутствует почти во всех постройках, где есть более одного этажа — двухэтажных коттеджах, одноэтажных домах с подвалом или мансардой и т.д., а также где по-разному устроена теплоизоляция стен в помещениях, или отопительные приборы установлены в прихожей (куда попадают наибольшие объемы холодного воздуха) и на кухне (где теплее за счет плиты, духовки и других приборов).

Важнейшей характеристикой терморегулятора является скорость его реакции на изменение температуры. И дело здесь не только в уровне комфорта: от скорости реакции терморегулятора напрямую зависит экономия тепла. «Казалось бы, разницы нет, ведь запоздалая реакция термостата на повышение температуры компенсируется таким же по времени опозданием при ее снижении. Но это только в теории, а на практике физиология человека такова, что жару он всегда переносит лучше, чем холод, – объясняет Антон Белов, заместитель директора теплового отдела компании «Данфосс». – Повышение температуры ощущается не так быстро, как снижение на такую же величину, и реакция на него всегда запаздывает. Периодическое «потепление» если и будет замечено, то, скорее всего, останется без внимания, а вот если становится зябко — температуру на терморегуляторе сразу выставляют повыше. В зависимости от типа термостата и индивидуальных предпочтений полученный температурный «сдвиг» может составить от 2-3°C до 4-6°C. А, как известно, увеличение средней температуры воздуха в помещениях на 1°C требует повышения теплоотдачи отопительных приборов примерно на 5%, то есть перерасход тепла может получиться ощутимым».

Какие же терморегуляторы выбрать? Газонаполненные устройства срабатывают в течение 8 минут после изменения температуры воздуха на 1°C: это быстрее, чем вы успеете что-то почувствовать. Жидкостные термостаты, присутствующие сегодня в линейке большинства производителей, реагируют в среднем втрое дольше — 20-25 минут. Достаточно, чтобы ощутить некоторый дискомфорт. Твердотельный же (парафиновый) терморегулятор будет «раскачиваться» от 40 минут до часа.

Еще более чувствительны микропроцессорные терморегуляторы. Например, устройства Livingeco, оснащенные для удобства управления ЖК-дисплеем, переключают подачу теплоносителя в отопительный прибор в течение трех минут после изменения температуры воздуха на 1°C. К тому же, их можно программировать, задавая экономный режим отопления на время, пока дома никого нет. Другая удобная энергосберегающая функция терморегуляторов Livingeco — отключение отопления на время проветривания помещения. При резком падении температуры прибор перекрывает подачу теплоносителя на полчаса.

Экономия электроэнергии

Сегодня даже рядовые обыватели наслышаны об «умных домах» и высокой степени экономии, которую может дать грамотно установленное и настроенное оборудование. Проблема заключается в том, что подобные системы часто не по карману владельцам коттеджей эконом-класса. Сталкиваясь с ценниками нескольких комплексных интеграторов, домовладельцы оставляют мысль об автоматизации управления подачей электроэнергии.

Однако внедрять у себя комплексную систему «умного дома» совсем не обязательно. Отдельные же меры вполне доступны и дают неплохой эффект.

Считается, что в индивидуальном доме с газовой плитой потребление складывается из следующих компонент (если не брать в расчет уличное электрооборудование и освещение):

Холодильник 30%
Освещение 28%
Мелкая бытовая техника 18%
Стиральная машина 13%
Телевизор 6%
Компьютер 5%

Единственная статья расхода электроэнергии, на которую можно повлиять на этапе проектирования и строительства дома – это освещение. Учитывая его вклад в общий счет за электроэнергию, можно предположить, что автоматизация здесь может дать значительный выигрыш в деньгах.

Для управления энергозатратами на освещение существуют различные способы управления включением/выключением осветительных приборов. К примеру, одна их часть может управляться с помощью контроллера, другая – включаться от датчиков движения, анализирующих одновременно и появление движения, и текущий уровень освещенности (чтобы не включать свет в дневное время).

Датчики – многофункциональные устройства, которые выполняют миссию по обеспечению комфорта и безопасности домовладельца. Вне стен коттеджа, не беспокоя хозяев, они каждое мгновение решают десятки задач. Приборы управляют освещением, воротами, фонтанами, предвосхищают желания людей, заботясь о тепле зимой и прохладе летом.

Эффективность работы сенсоров детектора движения зависит от множества факторов, в том числе и от угла обзора. Например, изделия линейки Busch-Wächter MasterLINE обладают углами обзора 700, 1100, 2200 и 2800. На участке лучше ставить модели с углом 2200 или 2800 – таким образом, с какой бы стороны человек ни подошел к датчику, он заметит движение и среагирует. А вот у ворот можно смонтировать и прибор с меньшим углом обзора – достаточно, чтобы датчик «фиксировал» участок перед входом на территорию, – рекомендует Сергей Югай, менеджер по группе изделий компании АББ, лидера в производстве силового оборудования и технологий для электроэнергетики и автоматизации. – Особенностью линейки датчиков движения MasterLINE является обширная гамма изделий, способных решать общие и специальные задачи. Каждый потребитель найдет модификацию с функционалом, нужным именно ему. Например, разработка WaveLINE со встроенным радиопередатчиком. Всё, что необходимо – это установить датчик на любую поверхность (стену, столб, колонну, фонарь, дерево) и вставить в него обычные пальчиковые батарейки. И никаких проводов! При обнаружении движения датчик посылает радиосигнал с командой включения освещений (или любой другой нагрузки). Это идеальное решение для случаев, когда прокладка проводов невозможна или просто затруднена».

Помимо датчиков движения, сегодня на рынке можно найти также оптико-акустические выключатели, срабатывающие на шум.

Следует также учитывать, что применение датчиков движения, звука или различных контроллеров накладывает определенные ограничения на использование люминесцентных энергосберегающих ламп, которые могут быстро выходить из строя из-за частой коммутации. Поэтому рациональнее использовать светодиодные лампы. Они, к тому же, и гораздо экономичнее, что компенсирует более высокую стоимость.

В следующей таблице приведен приблизительный расчет денежной экономии на 1000 часов работы ламп.

Параметр Лампа накаливания Люминесцентная лампа Светодиодная лампа
Средний срок эксплуатации (часы)/энергопотребление (КВт) 1000/0,060 8000/0,011 25 000/0,006
Стоимость ламп на 25 тыс. часов горения (для простоты расчетов взят максимальный период службы лампы) 15 рублей * 25 штук =
= 375 рублей
150 рублей * 4 лампы =
= 600 рублей
500 рублей * 1 лампа =
= 500 рублей
Стоимость электроэнергии за расчетный период 0,060 КВт * 25 000 часов * 2,8 рубля/КВт*час =
= 4200 рублей
0,011 КВт * 25 000 часов * 2,8 рубля/КВт*час =
= 770 рублей
0,006 КВт * 25 000 часов * 2,8 рубля/КВт*час =
= 420 рублей
Суммарные затраты (руб.) 375 + 4200 = 4575 600 + 770 = 1370 500 + 420 = 920

Отдельного внимания требуют датчики движения, установленные на улице или в неотапливаемых помещениях. К сожалению, большинство устройств, представленных на российском рынке, работоспособны до температуры -20ºC градусов. А ведь более серьезные морозы – не редкость даже для центральной России, не говоря уже о северных районах.

Сбережение энергоресурсов является одной из главных проблем для частного домовладельца. Поэтому задуматься об экономии следует еще на стадии проектирования и строительства дома, чтобы впоследствии его содержание не стало непосильным бременем.

Источник: Журнал «Технологии Строительства» 5/2013

Комментарии