Зима. Холодно й холодно. Єдине, що зігріває, це теплий затишний будинок, в якому завжди можна сховатися від негоди і провести час у колі рідних і друзів. Так було раніше.
Але сьогодні все змінилося. Військово-політична ситуація в країні загострила проблеми економіки. У їх числі і забезпечення населення України теплом в осінньо-зимовий період 2014/2015 рр. В умовах величезного фінансового дефіциту, відсутності в необхідному обсязі енергоресурсів і низької платіжної дисципліни у держави обмежене поле для маневру. Ми стали заручниками ситуації, і ледве теплі батареї, схоже, ще не найгірший варіант.
Це не означає, що виходу немає. Якраз навпаки, саме в кризових ситуаціях народжуються нестандартні рішення, які здатні в корені все змінити. Сьогодні саме той переломний момент, коли, як це модно зараз говорити, "держава повинна передати частину своїх повноважень на місця", а люди не повинні боятися брати на себе відповідальність за вирішення своїх проблем. Тільки тоді можна сподіватися на істотне поліпшення ситуації. 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 теплопослуги. Сподіваємося, ініціативи не перехоплять хабарники з дозвільних структур.
13 січня 2015 року Верховна Рада зробила крок назустріч об'єднанням співвласників багатоквартирних будинків (ОСББ), прийнявши в першому читанні законопроект №1565, що забезпечує "дієвий механізм для прийняття рішень з утримання та управління спільним майном, в тому числі щодо проведення енергоефективної модернізації будинку". "Київенерго" тут же оголосив про нову послугу для домовласників - енергоаудит будівель з метою розробки та впровадження заходів з енергозбереження для кожного з них. Облрада Закарпаття виділив 40 млн грн на енергозбереження в 2015 р У Вінницькій області з'явилося енергоефективне село - Северинівка ...
Національний план з енергоефективності та відповідну держпрограму її підтримки до 2020 р, що передбачає в тому числі державну підтримку кредитування проектів підвищення енергоефективності житлового фонду України, Кабмін затвердив в листопаді 2014 року (докладніше читайте в найближчих номерах ZN.UA ). Справа за ініціативою власників приватних будинків і об'єднань співвласників багатоквартирних будинків.
Беручи до уваги галопуюче зростання цін на енергоносії , В першу чергу потрібно шукати рішення, які передбачають використання безкоштовних і поновлюваних енергоресурсів (ВЕР) - енергії вітру, сонця, тепла землі та ін. Про деякі варіанти технічних рішень по організації ефективних систем опалення на основі ВЕР і піде мова нижче.
ККД котелень і теплотрас впевнено прямує до нуля
Рекомендації по утепленню житла (установка пластикових вікон, утеплення зовнішніх стін пінопластом, застосування теплоотражающих плівок за батареєю і т.п.) хоч і є досить ефективними прийомами теплозбереження, але не вирішують основного завдання - поліпшення надходження в квартиру (будинок) тепла. Адже без тепла і зберігати нема чого.
Корінь наших проблем з опаленням - в технічних схемах, які дісталися нам від колишнього Радянського Союзу. І ось чому.
Традиційна схема опалення багатоквартирного будинку (мова, перш за все, 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 введені в експлуатацію на початку другої половини минулого століття, знос їх основного обладнання перевищує в середньому 60%. Фізично і морально застаріле обладнання котелень забезпечує вкрай низький ККД. А витрати на ремонт і експлуатацію перевищують нормативні показники.
Друга проблема - теплотраси. Знос теплових мереж досягає 70%. Труби, укладені в землю, часто знаходяться в обводнених ґрунтах, що обумовлює їх посилену корозію. Обводнені грунти також значно підвищують втрати тепла, що транспортується по теплотрасах. Розміщення над поверхнею грунту труби піддаються постійному негативному впливу зовнішніх погодних факторів (сніг, дощ, вітер, сонце), що призводить до порушення їх теплоізоляції труб і, знову-таки, до втрат тепла. Часто й самі мешканці "прикладають руки" до руйнування теплоізоляції теплотрас. А коли настає зима, ми дружно обурюємося холодними батареями.
Наш будинок - "холодильник"
Більшість нині експлуатованих житлових будинків родом з ХХ, а то і XIX століття. Дивишся на їх конструкції і переконуєшся, що при проектуванні ніхто не замислювався про комфортному проживанні в них. Вони покликані були вирішити інше завдання - більше квадратних метрів при мінімальній собівартості. Тому такі будинки за багатьма параметрами не відповідають чинним нормам і правилам. Але оскільки на нове житло більшості розраховувати не доводиться, зиму, як можемо, в цих "холодильниках": промерзають наскрізь стіни, стелю верхнього поверху - він же дах будинку, будинкові комунікації в залитих водою підвалах і т.д.
Та все це обумовлює величезні втрати тепла і через тарифи, які формуються "від витрат", лягає непідйомним вантажем на споживача цих послуг, тобто на кожного з нас (див. рис. 1).
З усієї енергії, що надходить в котельню у вигляді енергоносія, безпосередньо для обігріву житлових будинків використовується не більше 23% (тут і далі наведено усереднені значення, в кожному конкретному випадку цифри можуть трохи відрізнятися).
Втрати теплової енергії при традиційній і застарілій системі теплозабезпечення житлових будинків складають приблизно 77%. З них:
- близько 20% - втрати в котельні;
- приблизно 35% - втрати в теплотрасах;
- майже 22% - втрати в квартирі, будинку (через стіни, вікна, двері, дах).
Варіанти скорочення тепловтрат для багатоквартирного будинку
Котельні. Зниження тепловтрат на котельні пов'язано з проведенням великого обсягу проектних, будівельних і
пуско-налагоджувальних робіт (нові високоефективні котли, автоматика, запірна арматура і т.п.). Все це вимагає значних фінансових витрат, і, виходячи зі стану економіки України, в найближчі роки руки до цього у держави не дійдуть. Власне, держава вже відмовилося нести такі витрати, перекладаючи їх на безпосередніх споживачів.
Але чому при цьому навантаження не перерозподілена і на енерго- і теплопостачальників, багато з яких "придбали" державні енергомережі і енергопідприємства (як ДТЕК Ріната Ахметова, що забезпечує енерго- і теплопостачання Києва) за безцінь і не виконали зобов'язань по модернізації енерго- і теплосистем? Якщо такі зобов'язання взагалі були передбачені Фондом держмайна при приватизації підприємств теплокомунальної енергетики ...
Теплотраси. Перше що приходить на розум рішення - замінити застарілі труби теплотрас новими, з поліпшеною теплоізоляцією. Але, на жаль, враховуючи довжину теплотрас по території України, їх заміна потребує величезних капітальних витрат, які багаторазово перевищать бюджет країни.
Інше рішення - знизити температуру теплоносія, що дозволить значно зменшити втрати тепла (втрати теплоенергії в теплотрасах прямо пропорційні різниці між температурою теплоносія і температурою навколишнього середовища). І на два градуси її знизили. Хоча таке рішення не має права на життя, так як це:
а) грубе порушення санітарних норм на теплопостачання; б) не вирішує проблему холодних батарей у споживача. Це дійсно так, але до моменту, поки в схемі теплопостачання не виникає додатковий елемент -
тепловий насос (ТН), який встановлюють "на вході" у споживача (див. рис. 2).
Як це працює. Теплонасос використовує воду теплотраси в якості джерела низькотемпературної енергії. Якщо на вході в ТН маємо 20-30ᴼС, то на виході (для споживача) температура води становить 55-60ᴼС. Такий температурний режим відповідає санітарним нормам.
Економічний енергоеффект:
1. Зниження температури теплоносія дозволить скоротити безповоротні втрати тепла. Це, в свою чергу, скоротить витрату енергоносіїв (газу) і, відповідно, істотно знизить дорогу енергосоставляющую в тарифі на опалення.
2. Знижений температурний режим роботи котельні дозволить скоротити втрати тепла і витрату енергоносія. Це позначиться і 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 грунтових вод теплонасос можна самостійно використовувати цілий рік для забезпечення теплом і гарячим водопостачанням.
6. Для забезпечення теплонасоса електроенергією можуть використовуватися сонячні батареї та / 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 керувати 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 в приватних будинках зникли печі. Якщо раніше для опалення використовували практично безкоштовні відходи сільського господарства і тваринництва, то тепер все перейшли на газ - зручно, екологічно і просто чисто. Але вже сьогодні ціна газу 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 і ін.) Неможливо через їх дорожнечу або повної відсутності, то вихід один - використовувати поновлювані джерела енергії, в тому числі для отримання теплоенергії. Далеко ходити не доведеться.
біомаса
В останні роки в Україні активно розвивається новий (або призабутий) вид бізнесу - виробництво паливних гранул (пеллет) з торфу, відходів деревного, деревообробного і аграрного виробництв. Прихильники даного виду палива всіляко звеличують його сильні сторони: поновлюване вихідна сировина, проста технологія виробництва, висока калорійність паливних гранул. Мало не панацея від усіх енергетичних проблем України.
Але з точки зору кінцевого споживача паливні гранули - такий же вичерпний енергоресурс, як і копалини вугілля, торф, нафта, природний газ. Їх так само необхідно закуповувати. Ціна на пелети коливається в залежності від попиту, як і на будь-який вичерпний енергоресурс. Іншими словами, якщо споживач вирішить перейти на опалення паливними гранулами, він повинен спочатку понести великі капітальні витрати на придбання та монтаж спеціальні котлів для їх спалювання, а потім щорічно купувати самі пелети. І, як завжди буває, як тільки на ринку з'явиться стійкий попит на товар, його ціна починає різко зростати.
Так в чому інтерес споживача? Зараз він страждає від захмарних цін на традиційне паливо - мазут, газ, а вклавши чималі гроші в переобладнання системи опалення будинку під пелети, буде страждати від високих цін на паливні гранули? Втім, є й інші джерела біоенергії, зокрема, теплової. Зрештою, кожен робить свій вибір. Але будь-які нововведення і вдосконалення вимагають певних фінансових ресурсів. Приватний домовласник піде на додаткові витрати за умови економічної доцільності, тобто після переобладнання системи опалення будинку його витрати на опалення повинні бути знижені, в ідеалі - зведені до нуля. Досягти такого результату можна, перш за все, використовуючи поновлювані джерела енергії - сонце, вітер і ін. І для цього не потрібно бути вигодонабувачем бюджетних "зелених" дотацій, розшукуваним екс-віце-прем'єром Андрієм Клюєвим або його рідним братом. Свою "сонячну долину" або "вітрової парк" може створити для себе (і не тільки для себе, були б бажання і кошти) кожен домовласник. Правда, витративши спочатку чимало грошей. Але витрати окупаються з лихвою.
"Сонячна система" ... обігріву житла
Використання сонячних колекторів для обігріву житлових будинків широко поширене в європейських країнах. Ця технологія успішно експлуатується не тільки в південних країнах, таких, як Італія, Ізраїль, Іспанія, але і в державах, розташованих значно північніше, - Норвегії, Швеції.
"Сонячна система" обігріву житла працює не тільки в ясну погоду, але і в похмуру, так як нагрів теплоносія в колекторі відбувається навіть тоді, коли сонце закрите хмарами. Ця технологія може використовуватися в Україні повсюдно з заздалегідь прогнозованим позитивним результатом. Питання тільки в початкових капітальних витратах на комплектуючі системи, їх 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 число підключених ТН щорічно збільшується.
В Україні кількість встановлених і експлуатованих домогосподарствами теплонасосів поки незначно. Це пов'язано з великими капітальними витратами не стільки на придбання теплонасосів, скільки на облаштування ґрунтових теплоприймачів.
Однак зростання цін на енергоносії і невизначеність в доступі до них підштовхують власників приватних житлових будинків більш активно впроваджувати таку технологію. Найближчим часом можна прогнозувати значне зростання продажів теплових насосів. Цьому може сприяти і пропонована нова схема обігріву приватного житлового будинку із застосуванням теплових насосів в комплексі з вітроустановкою.
Домовласники - "повелителі вітрів"
Застосування вітроенергоустановок (ВЕУ) для обігріву осель - для нас абсолютно нове технічне рішення. Раніше вітроустановки рідко використовувалися в приватних домогосподарствах для нагріву. Це обумовлено їх низьким ККД і якістю генерується електроенергії.
Але 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 нижче мережевий. Це відкриває шлях до широкого застосування ВЕУ приватними домогосподарствами в якості 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 представлені нижче, зокрема, використання вітроустановок для опалення житла.
Як показано на рис. 3, електроенергія, вироблена генератором вітроустановки, надходить на термоелектричний нагрівач (ТЕН), розташований всередині термоізольованому ємності з водою. Оскільки для ТЕНів немає строгих вимог до якості використовуваної електроенергії, генератор ВЕУ може підключатися безпосередньо. Отримана при роботі вітроустановки електрична енергія перетворюється в теплову енергію води.
Термоізольована ємність включається в систему водяного опалення будинку: гаряча вода надходить для обігріву, а охолоджена вода з системи ( "обратка") в 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 поряд з будинком, так і в його підвальних або цокольних приміщеннях (поверхах).
Таким чином, у представленій на рис. 3 схемою показано, як кінетична енергія повітряного потоку перетворюється в теплову енергію води системи опалення будинку. В процесі експлуатації такої системи опалення житлового будинку електроенергія, що виробляється ВЕУ, використовується для поповнення запасу теплової енергії в термоізольованому ємності.
Описана схема теплопостачання житлового будинку має істотній недолік - значний длительность підготовчого ПЕРІОДУ. Для початку функціонування системи опалення, зібраної по описуваної схемою, температура води в термоізольованому ємності повинна мати прийнятні значення - мінімум 50-60ᴼС. Вода нагрівається за рахунок перетворення електричної енергії в теплову. Залежно від обсягу води в ємності, потужності генератора ВЕУ, наявності вітрового потенціалу і т.д. процес нагріву води може займати деякий час.
Таким чином, для забезпечення ефективної експлуатації системи найбільш прийнятний наступний алгоритм: система монтується навесні, і за рахунок роботи ВЕУ до початку опалювального сезону температура води в термоізольованому ємності досягне значень, що дозволяють повноцінно експлуатувати систему опалення.
Використання вітроустановки і теплонасоса для опалення житлового будинку. Дана схема опалення розроблена для усунення основного недоліку вищеописаної схеми - великий тривалості підготовчого періоду. У неї введений додатковий елемент - тепловий насос. При цьому теплообмінник ТН розташований в термоізольованому ємності і підключений до його випарника, а конденсатор ТН підключений до реверсного (зворотному) трубопроводу системи опалення будинку (див. Рис. 4).
Наявність теплового насоса в схемі опалення з вітроустановкою значно підвищує ефективність роботи всієї системи опалення та має ряд суттєвих 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, дана схема є найбільш ефективною, хоча і вимагає великих капітальних витрат.
До слова, схема опалення житлового будинку з одночасним використанням ТН і ВЕУ може працювати і в літню пору, але вже на охолодження. На тепловому насосі необхідно провести перемикання зовнішніх трубопроводів - з випарника переключити на конденсатор, і навпаки, з конденсатора на випарник (це можна робити за допомогою запірної арматури, яка монтується ще на етапі установки теплового насоса і спеціально призначена для таких маніпуляцій з системою опалення / охолодження будинки). Тепер джерелом низькотемпературної енергії буде будинок, звідки тепло забирається з використанням радіаторів системи опалення, і "скидається" в термоізольовану ємність з водою. Вся ця накопичена за літо теплова енергія взимку буде використана для опалення будинку.
Навіть в умовах дефіциту енергоресурсів або їх відсутності людина завжди може забезпечити комфорт в своєму житлі хоча б на мінімальному рівні.
Хто не витрачає час на марне очікування рішення своїх побутових проблем державою, а бере все в свої руки і працює над вирішенням нагальних завдань, той взимку не мерзне. У його будинку завжди буде тепло і затишно. Чого і вам всім бажаємо!
Так в чому інтерес споживача?Зараз він страждає від захмарних цін на традиційне паливо - мазут, газ, а вклавши чималі гроші в переобладнання системи опалення будинку під пелети, буде страждати від високих цін на паливні гранули?