Тепловые насосы: как обогревают дома жители Швеции и Норвегии

В последние годы в Европе активно развивается использование тепловых насосов для обогрева жилых зданий и административных помещений. Несмотря на то, что установка такого оборудования требует значительных финансовых затрат, сама технология активно субсидируется правительствами многих стран, а количество зданий, использующих такую альтернативную энергетику, растет с каждым годом.

Тепловые насосы, наряду с солнечными панелями и ветрогенераторами, являются альтернативным источником энергии, который не только позволяет снизить затраты на покупку нефти или газа, но и способствует улучшению экологической ситуации, что немаловажно в современном мире. По этой причине эта технология нашла активное применение в странах с высоким уровнем развития технологий и недостатком собственных углеводородных ресурсов. Тепловые насосы широко распространены в Швеции, Норвегии, Германии, Японии и некоторых других странах, но центром развития подобных технологий остается Европа.

Принцип работы таких насосов основан на том, что температура земной коры на определенной глубине постоянна и не подвержена колебаниям в течение года. Получается, что зимой под землей температура теплее, чем окружающий здание воздух, и это используется при обогреве строения, а летом холоднее, чем окружающий воздух, что применяется при охлаждении. Кроме тепла недр, для обогрева зданий может использоваться температура воды близлежащих водоемов.

На сегодняшний день Швеция является мировым лидером в области применения тепловых насосов, а подавляющее большинство зданий Стокгольма обогревается при помощи морских теплонасосов. Кроме того, многие населенные пункты, расположенные на побережье Балтийского моря, также используют эту технологию для обогрева зданий. Эту технологию активно внедряют и соседние скандинавские страны — Норвегия и Швеция.

Германия является еще одной страной, где технология отопления зданий при помощи тепловых насосов активно внедряется государством и на это выделяются значительные субсидии.

Секреты отопления по — скандинавски

Солнце воздух и вода – наши лучшие друзья

Именно так можно охарактеризовать альтернативные источники энергии. И если солнечные батареи или ветрогенераторы хорошо известны пользователям forumhouse.ru, то в Норвегии решили пойти дальше и для получения электроэнергии используют луну! Но если сказать точнее, то не совсем луну, а энергию приливов и отливов, возникающих под действием гравитационного поля ночного скитальца.

По заявлению инженеров компании Hammerfest Stroem разработанная ими приливная электростанция способна вырабатывать в год около 700 тысяч кВт зелёной электроэнергии. Что вполне достаточно для обеспечения теплом и светом небольшого посёлка в 30 домов.

Девяти метровая турбина приливной электростанции, используя тот же принцип работы, что и ветрогенератор, установлена на дне речного канала рядом с городом Хаммерфест.

Турбина работает благодаря движению морской воды, которое вызывается гравитационным воздействием луны.

Затраты по установке турбины на дне канала Kvalsund составили примерно 11$ млн. А благодаря тому, что в придонном слое поток воды течёт со скоростью примерно 2.5 м/с причём, как во время отлива, так и во время прилива, подводная «ветряная мельница» вырабатывает электроэнергию 24 часа в сутки. Чтобы использовать поток воды текущий в обе стороны инженеры компании снабдили турбину системой поворотных лопастей.

Несмотря на то, что подобная приливная электростанция является одной из первых на территории Норвегии, специалисты отмечают больший эффект от использования подобных станций, чем от традиционных ветродвигателей, которые всё ещё слишком зависимы от переменчивой силы ветра.

А так как в скандинавских странах отсутствует привычное нам центральное отопление, то подобный подход позволяет обеспечить дешевой и экологически чистой электроэнергий многие прибрежные поселения в Норвегии.

Ознакомившись с этой статьей , вы узнаете про энергоэффективные дома будущего.

Активный дом ­

Как известно, строительство энергоэффективного, а тем более пассивного дома в холодном климате накладывает определённые трудности. Длинные холодные ночи, отсутствие постоянно дующих ветров и короткое лето – не позволяют в полной мере воспользоваться альтернативными источниками энергии для отопления жилища.

В связи с этим интересен опыт строителей из Финляндии. Им удалось построить – так называемый, – активный дом, который способен не только полностью обеспечить своих жильцов бесплатной электроэнергией, но и экспортировать её излишки в местные энергосети!

Но развитие энергоэффективных технологий не стоит на месте. Финские инженеры пришли к выводу, что для строительства активного дома необходим комплексный подход.

Недостаточно поставить на крышу солнечные батареи и снабдить систему вентиляции дома рекуператором тепла. Проектирование активного дома начинается с тщательного выбор оптимального места. Необходимо чтобы рядом с домом не было высоких деревьев, а для максимальной степени солнечной инсоляции окна дома должны быть сориентированы в южном направлении.

Один из первых в Финляндии активных домов под названием «Луукку» былспроектирован студенческим архитектурным бюро в университете Аалто. Многоэтажное строение ничем не выделяется на фоне остальных зданий, но большую часть года, счета за пользование электричеством жильцов этого дома равны 0.

Благодаря стенам с толщиной утеплителя в 40 см, вентиляции с рекуператором тепла, собирающей около 80% тепла для вторичного использования, солнечным коллекторам и фотоэлементам, расположенным на крыше, а также отоплению тепловым насосом жильцам этого дома удаётся торговать излишками электроэнергии, фактически снабжая своих соседей дополнительным теплом и светом.

Как заявляют разработчики этого дома: высокий результат складывается из мелочей. По отдельности ни солнечные батареи, ни тепловой насос не в состоянии обеспечить жилище необходимой энергией. Но в совокупности, а в этом экспериментальном проекте в ход идёт даже энергия, возникающая при торможении лифта, альтернативные источники тепла в состоянии обеспечить многоквартирный дом достаточным количеством тепла и света.

Несмотря на то, что в Финляндии широко распространено отопление мазутом с каждым годом растёт число желающих оборудовать свои дома целым комплексом из альтернативных источников энергии , ведь топиться по-скандинавски означает следовать закону – экономии и экологии.

О том, как фундамент может стать надёжной основой для создания энергоэффективного дома рассказывается в этой статье .

Комплексные услуги: проектирование, строительство.

СКАНДИНАВСКИЙ ОПЫТ: КАК УТЕПЛЯЮТСЯ В СЕВЕРНЫХ СТРАНАХ?

Для того, что бы надежно утеплить и эффективно отапливать многоквартирные дома, стоит обратить внимание на опыт североевропейских стран.

Учитывая, что Северная Европа наименее теплый, но при этом один из самых обеспеченных регионов Европы, именно здесь следует искать новые способы обогрева помещений и энергоэффективности.

Дом нулевого энергопотребления это тот, что производит столько энергии, сколько потребляет.

Кроме самой Финляндии, многоэтажные дома, построенные по финским технологиям, можно довольно часто встретить в Карелии. Практически каждый такой дом отличается от своих, построенных по советским проектам, соседей аккуратным внешним видом, который сохраняется уже практически пол столетия. Резко, также, выделяются большие окна, нехарактерные для других домов в северных широтах. В финские дома с самого начала ставили деревянные стеклопакеты с высокими теплоизоляционными свойствами. В то же время в Украине массовое использование таких окон при постройке новых домов началось только в середине 2000-х.

Нужно, также, вспомнить, что в 2013 году финские специалисты планировали заниматься реконструкцией многоэтажек в городе Харьков с использованием своих технологий. Утепление должно было затронуть более 270 домов в разных районах города. Планировали утеплить фасады, заменить окна и двери на более энергоэффективные. По оценкам специалистов данные меры могли бы дать возможность экономить на отоплении от 20 до 30 процентов.

Использование исключительно источников альтернативной энергетики — основной принцип энергоэффективных домов. Такими источниками могут быть солнце, ветер или геотермальные источники. Кроме этого, значительную роль в энергоеффективности таких домов играет уменьшение потребления электричества, использования интеллектуального управления микроклиматом.

Хельсинки – наиболее теплофицированный город Европы (92%)

Нулевое энергопотребление реализовано во многих домах в Финляндии, например дом для инвалидов в Ярвенляа, студенческое общежитие в Куопио, односемейный дом в Мянтихарью. Дома построенные немного не дотягивающие до «нулевого» энергопотребления возвели в Лахти и Якобстаде.

Учитывая, что жители Скандинавии не любят экономить деньги в ущерб природе, логично что многие домовладельцы переходят на новейшие возобновляемые источники энергии.

Один из распространенных способов — тепловой насос. Данная система работает как холодильник, но с точностью до наоборот. Тепло, которое в случае с холодильником выводится наружу, в тепловом насосе обогревает помещение, а конденсатор находится снаружи дома, обычно под землей или на улице, в месте, где температура ниже чем в помещении. Фактически, тепловой насос, «выкачивает» тепло с воздуха или земли. Существуют так же и водные тепловые насосы.

При температуре до -25˚ С тепловой насос может выдать от 2 до 5 кВт тепла, потратив всего 1 кВт электроэнергии. Средней мощности тепловой насос может обогреть около 120 квадратных метров.

Стоимость установки устройства от 300 до 1200 у. е. за 1 кВт мощности.

Финские дома

Традиционно, еще с советских времен, все заграничное у нас считается превосходящим по качеству. Наверняка все помнят стенки из Югославии, немецкие сервизы, чешские проекты и финские дома. Конечно, чешские проекты, которые находились практически в каждом городе, на самом деле разрабатывались местными проектными институтами. А вот финские дома сохраняли в себе значительные частички финских технологий и не зря строились на севере СССР, где климат не радует теплом и сухостью. Ниже мы расскажем, чем финские дома принципиально отличаются от классических панелек.

Мало кто знает об удивительном факте о финских домах, а именно, что они построены по панельно технологии. Но, стоить заметить, что финская панель отличается от привычной тоненькой 15-ти сантиметровой панели, которую использовали у нас. Финская панель изначально монтировалась с внутренним слоем утеплителя, а облицовывались такие дома, вместо традиционной плитки, гранитной крошкой, которая тоже являлась своеобразной теплоизоляцией. Еще одним плюсом такой технологии является высокий уровень шумоизоляции — такие плиты качественно изолировались и почти не пропускали звук.

Также, широко известны теплые финские коттеджи — так называемые «хонки» из клееного бруса, легкие но очень теплые каркасно-панельные дома.

Энергоэффективный дом

Одно из чудес северных технологий — энергоэффективный дом. Дом нулевого энергопотребления это тот, что производит столько энергии, сколько потребляет. В тоже время существуют другие дома, менее идеальные в своем энергопотреблении:

• Здания не выделяющие углерод — такие дома не используют энергию сгорания, а также другую которая приводит у выбросу CO2. Такими же могут считаться здания, которые компенсируют выбросы вырабатывая чистую энергию.
• Здания компенсирующие собственное потребление электричества.
• Здания вырабатывающие больше электроэнергии чем они потребляют.

Нецентральное отопление

В странах Северной Европы, в отличие от западноевропейских стран, центральное отопление распространено практически так же, как и у нас. Неудивительно, что самым теплофицированным городом Европы является Хельсинки, где уровень распространения центрального отопления составляет 92 %. По всей Финляндии в целом уровень теплофикации составляет практически половину, а в больших городах превышает 85 %. В Суоми и Швеции используется в основном традиционное топливо — мазут, уголь, газ, а вот в Норвегии почти половину тепла дает сжигание мусора. Норвегия может похвастаться безупречной системой теплоснабжения, например, в Осло есть две независимые системы теплоснабжение, которые получают тепло от мусоросжигательным заводам, тепловым насосам, а также мазутным котельным (для покрытия пиковых нагрузок).

Ноу-хау одного немецкого производителя – топливные котлы, работающие на тюках соломы. КПД сжигания сухой соломы достигает 95%, что дает этому незатейливому сырью большие перспективы. Уже сейчас соломой в Германии отапливают не только жилье, но и промышленные площадки, фермы и теплицы. В целом, биотопливо включает обширный спектр материалов – это и продукты животных (метан), растительное сырье (та же солома, древесная стружка, древесные гранулы – пеллеты), отработанные масла и жиры.

А вот солнечные батареи в Северной Европе используют лишь в качестве вспомогательного источника электроэнергии и тепла, ведь солнечных дней в году там не так уж много – лишь 25-30. В Киеве этот показатель равен 160 дням в год, а в Крыму и вовсе равняется 300.