Енергоактивні будівлі: сонце і земля замість газу

У Дніпропетровській області розпочато будівництво двох будинків, опалювання і гаряче водопостачання яких здійснюється виключно за рахунок сонячної енергії і тепла землі. На жаль, подібні проекти - досі одиничні. Впровадження ж нових технологій на загальнодержавному рівні далі за розмови не йде.

При зведенні двох приватних котеджів в Дніпропетровську і смт. Кіровське (Дніпропетровський район) реалізується система «Альтернативного тепло-енергозабезпечення об'єктів» (АТЕО), що дозволяє комплексно використовувати поновлювані джерела енергії. Її впровадження дозволяє цілорічно забезпечувати об'єкти будь-якої площі опалюванням, гарячою водою, кондиціонуванням і вентиляцією, витрачаючи при цьому в 5 разів менше засобів, чим при використанні традиційних джерел енергії.

Це перші приклади вживання АТЕО в Україні на сьогоднішній день. Можливо, найближчим часом до них приєднається ще один проект: комерційний об'єкт площею 5 тис. кв. метрів в Дніпропетровську. Переговори із цього приводу зараз ведуться.

Основними компонентами системи є енергоактивний дах, сезонний акумулятор тепла, тепловий насос (ТН), система утилізації вентиляційних викидів і система розподілу теплого і холодного повітря (фенкойли). Принцип роботи даної технології - дах будівлі, виконаний з геліопрофілю ТЕПС, цілорічно вловлює сонячну енергію і перетворює її в теплову. У зимовий період отримане тепло безпосередньо прямує на систему гарячого водопостачання і опалення. А в теплу пору року - на підігрівання води, а надлишки накопичуються в сезонному акумуляторі тепла, розташованому під будівлею або поряд з будинком в товщі ґрунту. За весняно-літній сезон температура ґрунту в сезонному акумуляторі підвищується з +8С до +20С.

Третій компонент системи - ТН, який в холодний період відбиратиме тепло від нагрітого літом ґрунтового акумулятора і опалювати будинок. Літом ТН працює в режимі кондиціонування, навпаки, «перекачуючи» відібране з самої будівлі тепло в сезонний акумулятор, що забезпечує його додаткове підігрівання.

При класичному використанні ґрунтових ТН на 1 кВт витраченої електроенергії можна отримати 3-4,5 кВт теплової енергії. Використання геліосистеми і ґрунтового акумулятора тепла дозволяє збільшити цей коефіцієнт удвічі (чим вище температура ґрунту, з якого він відбиратиме тепло, тим вище ефективність його роботи). Крім того, використання ТН в комплексі з енергоактивним дахом і акумулятором тепла дозволяє скоротити в 5 разів метраж свердловин в землі, необхідних для його роботи (пробурити один погонний метр свердловини коштує 40 Євро).

Безпосередньо підтримувати комфортний мікроклімат в будівлях краще всього за допомогою системи фенкойлів. Вони підключаються до ТН і «переправляють» від нього повітря: взимку підігріте, а літом охолоджене. Крім того, до ТН можна підключити і систему «теплої підлоги». А ось використання класичних батарей опалювання також можливе, проте є менш ефективним, оскільки при цьому виникають додаткові витрати на систему кондиціонування.

При використанні сезонного акумулятора тепла для системи кондиціонування будівель в травні і червні (коли ґрунт ще не дуже прогрітий) можна взагалі не використовувати потужності ТН, а відповідно додатково економити на електроенергії. В цьому випадку вода для фенкойлів просто «проганяється» через сезонний акумулятор, де охолоджується до потрібної температури.

Ще одним важливим компонентом системи АТЕО є припливно-витяжна вентиляція (ПВВ) будівель. Як відомо, в будівлях радянської конструкції приплив свіжого повітря в приміщення забезпечується за рахунок запланованої нещільності в будинках і дверях (тобто будівельники свідомо влаштували «протяг» для вентиляції приміщень). Зараз же при будівництві нових будівель і утепленні старих питання подачі свіжого повітря частенько взагалі не враховується, що створює хворий клімат в приміщенні. Завдяки використанню ПВВ в будинках, оснащених системою АТЕО, свіже повітря в приміщення подається кожну годину. Заздалегідь він підігрівається або охолоджується до потрібної температури (для підігрівання використовується тепло сонця від енергоактивного даху) і перед подачею в приміщення очищається від шкідливих домішок системою фільтрів.

Але відпрацьоване повітря не просто викидається назовні: спочатку від нього відбирається тепло. Впровадження системи утилізації вентиляційних викидів дозволяє відібрати до 80% тепла і запустити його по другому кругу як додаткове джерело теплової енергії для гарячого водопостачання або для підігрівання басейну. Використання цієї технології дозволяє заощадити будинку більше 30% теплової енергії.

Всі елементи системи АТЕО працюють в автоматичному режимі і, не дивлячись на безліч технічних рішень, їх присутність зовні практично не помітна. За своєю суттю АТЕО є вітчизняним аналогом sustainable building (технологія створення будівель, які знаходяться в рівновазі з природою і людиною). Вартість впровадження системи АТЕО «під ключ» складає 200 євро на квадратний метр приміщення. Її окупність в середньому - 6-8 років. Причому ефективність системи безпосередньо залежить від числа компонентів, які вона обслуговуватиме: чим їх більше, тим швидше вона окупиться.

Система АТЕО є досить гнучкою: залежно від особливостей кожного проекту і наявності засобів вона дозволяє застосовувати додаткові джерела енергії (наприклад, оснащувати будівлі вітро- або біоустановками) або видаляти «зайві» компоненти, якщо їх технічно неможливо застосувати на конкретному об'єкті або необхідно понизити первинну вартість проекту.