Как повысить энергоэффективность здания за счет использования геотермальной энергетики

0
208

Сегодня все больше потребителей интересует проблема энергоэффективности жилых домов, особенно в нашей стране, где отопительный сезон не менее полугода, а счета за электроэнергию стабильно растут из года в год. Для России показатель удельного расхода тепловой энергии на отопление в отопительный период в среднем составляет 350-380 кВт·ч/м², а в домах старой постройки достигает 600 кВт·ч/м². Это существенно выше европейских показателей, где в среднем тратят на здание 110 кВт·ч/м².

Параметры энергоэффективного здания

Энергоэффективными считаются здания с пониженным потреблением энергии в диапазоне от нуля до 91 кВт·ч/м² или по европейской классификации классы энергоэффективности А+, А и В.

К классу энергоэффективных домов относятся энергопассивные, в которых ежегодный удельный расход энергии на отопление не превышает 15 кВт ч/м². Такие здания практически энергонезависимы. Однако на этом разработчики энергоэффективных технологий для строительства не останавливаются и сегодня речь идет об домах с «нулевым балансом» энергопотребления, где нулевое потребление энергии достигается за счет использования возобновляемых источников энергии. И, наконец, здания с «энергоположительным балансом», которые за счет тех же возобновляемых источников энергии вырабатывают больше энергии, чем потребляют.

Энергоэффективные технологии

Существует целый класс технологий, которые обеспечивают энергоэффективность зданий: архитектурные и строительные решения нацеленные на уменьшение потерь тепла, теплоизоляция кровли, стен, оконных проемов, фундамента и пола, рекуперация тепла в вентиляционной системы — чтобы свежий воздух поступал уже нагретым, возобновляемые источники энергии, водоснабжение и канализация, отопление и горячая вода.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ:  Газоблоки, где используются

Технология теплового насоса

Тепловой насос использует для отопления тепло окружающего воздуха, недр или любые источники вторичного тепла, например, теплотрассы, которая проходит рядом со зданием. Устройство собирает это рассеянное тепло и преобразует теплонасосом в отопление для дома. Он представляет собой грунтовой теплообменник из замкнутого трубопровода, включающего в себя испаритель, конденсатор, расширительный вентиль и компрессор. По принципам работы такой тепловой насос работает как холодильник, только функционирует наоборот. Хладагент протекающий по трубам извлекает тепло накопленное грунтом за летний период или поступающее из недр земли. Наиболее эффективными с точки зрения теплоотдачи считаются грунтовые геотермальные контуры, так как они используют источник тепла с постоянными величинами температур. Напомним, что температура ниже глубины сезонного промерзания всегда находится в плюсовом диапазоне.

Грунтовые теплообменники делятся на гликолевые (рассольные) и фреоновые геотермальные контуры DX прямого расширения (испарения). Последние до 20% выигрывают в производительности  и компактности по сравнению с гликолевыми теплонасосами. Однако достоинства фреоновых геотермальных контуров DX прямого расширения имеют свою оборотную сторону. Высокое давление до 1,6 мПа, под которым находится в контуре DX фреон повышает его текучесть. Пластиковые трубы не выдерживают и приходится ставить дорогостоящие медные или стальные трубы из нержавейки, которые еще дополнительно приходится защищать композитными материалами, чтобы избежать коррозии.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ:  Из каких материалов изготавливают сантехнические кабины?

Решение в новом виде полимеров

Отечественная компания «Геотермал54» при поддержке Фонда «Сколково» пошла по пути поиска новых полимеров, трубы их которых смогли бы выдержать давление фреона. Наша команда при старте серии исследований исходила из того, чтобы технология имела невысокую цену, хорошую теплопроводность, пластичность при низких температурах и возможность сварки. В итоге была подобрана добавка в полиэтилен, которая позволила получить DXplast с необходимыми для нас параметрами. Трубы из DXplast после выдержки 24 часа в морозильной камере при температуре -26 градусов, были подвержены разрушению, методом сгибания. В результате испытаний трубы DXplast согнулись с изломом, но не потеряли герметичность. Также они успешно удерживают фреон R-410а, который представля неазеотропную смесь из 50 % дифторметана R-32 и 50 % пентафторэтана R-125. Ни один из компонентов не содержит хлора, поэтому он безопасен для озонового слоя и соответствует экологическим требованиям Монреальского протокола. Теперь изготовление DX геотермальных контуров прямого расширения из профильного полиэтилена DXplast, который в 10 раз сокращает расходы при строительстве этой системы теплоснабжения.  DXplast. Для еще большего сокращения себестоимости итогового  продукта разработаны типовые комплектации тепловых насосов с минимальным числом сварных соединений под различную мощность.

«Наше решение с применением специально разработанного пластика DXplast позволяет вдвое удешевить стоимость установки геотермальной системы отопления для жилого дома при увеличении срока эксплуатации до 50 лет. Это позволяет сделать технологию доступной для более широкого спектра потребителей», — заявил Александр Байдак, генеральных директор компании «Геотермал54».