
Сравнение отопления тепловым насосом с газом, электричеством и твердым топливом
11.10.2021
Если отталкиваться от понятия о порогах энергоэффективности зданий и поселений, выяснится, что различия в условиях поселения людей в России и Европе определяются скорее климатом, чем уровнем жизни или культурными традициями.
Большинство населения в России живёт в гораздо более холодных условиях, чем в Европе или Северной Америке. Во всех странах Северной Европы отопительный сезон существенно короче, чем в средней полосе России. А из европейских городов с миллионным населением только Хельсинки может сравниться с Москвой по энергоклиматическим нагрузкам, по годовому количеству градусо-часов.
В тисках теплового дефицита
Градусо-часы отопительного периода - это произведение его длительности на разницу температур между требуемой в помещении (+20 °С) и средней температурой воздуха на улице в отопительный сезон. Это показатель теплового дефицита конкретной территории. Например, в Московском регионе средняя длительность отопительного сезона составляет 199 суток, а средняя внешняя температура отопительного периода – около -1,5 °С. То есть, дефицит тепла в Москве примерно 103 тыс. градусо-часов, в то время как в районе Стокгольма –меньше 90 тыс. В Париже отопительный сезон длится всего четыре месяца против московских семи, а дефицит тепла почти в три раза меньше -38 тыс. градусо-часов. Лондон по этому показателю примерно на уровне Парижа. Однако Москва - не самый холодный город в России. Здесь чем севернее и восточнее, тем холоднее зимой.
Рассредоточенная система расселения в Западной Европе объясняется во многом её мягким климатом. Если принять, что необходимость применения коммунальных систем жизнеобеспечения возникает при дефиците тепла в 8496 тыс. градусо-часов, то для большинства регионов России предпочтительнее концентрация потребителей тепла и, соответственно, использование централизованных систем тепло- и электроснабжения. Что и предопределяет компактность проживания. Недаром в Европе города с тепловой нагрузкой свыше 60% от московских значений тоже активно развивают централизованное теплоснабжение и теплофикацию.
Можно провести климатическую границу, которая разделит районы страны, где эффективно централизованное и децентрализованное отопление. В Центральном регионе России она пройдёт примерно на широте Белгорода и Саратова. Эта же граница отражает энергетическую целесообразность строительства коттеджей (по традиционным технологиям).
Эффект муравейника
Тепловые потери в зданиях происходят в основном через стены с окнами. Так, если разделить большое здание общим объёмом 100 000 м3 на десять отдельных строений объёмом по 10 000 м3, потери тепла возрастут в 2,5 раза. И чем больше дробится здание, тем больше увеличиваются суммарные затраты на отопление. Отсюда также следует, что ниже определённого объёма (скажем, 2500-3000 м3) здание оказывается энергетически расточительным. На основании этого подхода говорят о трёх порогах энергоэффективности зданий и поселений.
Первый порог возникает при переходе от коттеджей (индивидуальных домов) к многоквартирным с объёмом 3000 м3. Ориентировочно это два подъезда, три-четыре этажа. При этом резко уменьшается отношение внешней площади стен к объёму, снижается поступление холода к внутренним помещениям. Удельное потребление тепла в таких зданиях ниже по сравнению с коттеджами примерно в три раза.
Второй порог энергоэффективности возникает, когда таких домов становится много, а потому тепловая нагрузка оказывается достаточной для создания системы централизованного отопления. Это город с населением 90-150 тыс. человек. Даже если будут использоваться котельные на пять-шесть домов, удельные затраты окажутся невысокими и будет оправдано содержание общей для города ремонтной службы.
Третий порог отражает переход к городу с численностью населения 300 тыс. Тогда становятся эффективными ТЭЦ, которые вырабатывают и тепло, и электричество. В этом случае степень использования топлива повышается примерно на треть. Кстати, город с населением 300 тыс. человек оптимален не только по энергоэффективности, но и с точек зрения организации транспорта и комфортного проживания в целом. Когда число жителей превышает 500 тыс., эти преимущества начинают утрачиваться. Для развития городов-миллионников нужны специальные инфраструктурные решения - и по энергетике, и по транспорту.
В последнее время проблемы теплоснабжения поселений предлагается решать с помощью энергопассивных домов. Такие дома не потребляют внешнего тепла, поскольку им хватает поступления солнечной радиации через окна, а также теплового излучения от бытовых приборов и людей. При возведении энергопассивных домов используются жёсткие строительные стандарты и различные энергоэффективные технологии, конструкции и материалы. Такие дома, как правило, также имеют собственную систему электро- и теплоснабжения на основе фотоэлектрических преобразователей и солнечных нагревателей. Пока отечественная индустрия не освоила массовое производство стройматериалов и оборудования для энергопассивных домов, сроки их окупаемости остаются запредельно высокими.
Усредняя температуру
Говорят, если ты не можешь справиться с каким-либо явлением, обрати его себе на пользу. Суровый российский климат приносит нам не только длинные и холодные зимы, но и большой разброс температур в летнее и зимнее время. Нужно только уметь им распорядиться. Автор предлагает удлинить рабочий цикл системы кондиционирования дома до года, чтобы она накапливала тепло летом, одновременно генерируя холод, и тратила тепловую энергию зимой. Этого можно достичь, используя солнечный соляной пруд как накопитель тепла и котлован со льдом/талой водой как источник холода летом и тепла зимой .
Генерация тепла в такой системе получается двухступенчатой. Летом параллельно с выработкой холода происходит запасание низкопотенциальной теплоты (в воде котлована, грунте и рассоле пруда). Зимой это низкопотенциальное тепло с помощью теплового насоса направляется на обогрев жилых помещений.
Источник: www.energovektop.comНовости компаний 02.06.2025
Новости компаний 02.06.2025
Новости компаний 29.05.2025
Новости компаний 26.05.2025
Новости компаний 22.05.2025
Технологии 26.05.2025
Технологии 17.06.2020
Технологии 24.03.2020
Аналитика 25.02.2020
Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться