Отопление и охлаждение


Чтобы сделать хорошо спроектированный дом комфортным, требуется мало энергии. Соответствующая изоляция, которая необходима для комфортного дома, в сочетании с пассивным солнечным дизайном и защищенным от сквозняков зданием может создать низкие или даже нулевые потребности в энергии для отопления и охлаждения (см. Пассивное солнечное отопление; Изоляция). Высокоэффективные дома без отопления или батареи отопления возможны на большой территории Австралии.

Даже в существующих домах есть много способов снизить счета за электричество, повысить комфорт и защитить окружающую среду. Принципы теплового комфорта и важность движения воздуха, влажности и лучистого тепла объясняются в разделе «Пассивный дизайн».

Прогнозируемое среднее потребление энергии в доме в 2012 году - фактическое потребление энергии варьируется от штата к штату (особенно в зависимости от климата) и от дома к дому в зависимости от батареи отопления или охлаждения в доме и от того, как они используются.

Никогда не используйте батареи отопления и охлаждение как замену хорошему дизайну. Однако для существующих домов установка высокоэффективных технологий отопления и охлаждения со скромными улучшениями в зданиях и изменением поведения может оказаться более дешевым вариантом сокращения счетов за электричество и выбросов парниковых газов, чем крупный ремонт дома.

Ваши деньги лучше вложить в энергоэффективное здание, чем на отопление и охлаждение.

При 40% использования энергии в домашнем хозяйстве отопление и охлаждение вместе являются крупнейшими потребителями энергии в среднем австралийском доме (DEWHA, 2008). Однако, поскольку в большинстве домов для отопления используется батареи отопления, на отопление приходится меньшая доля счетов за электричество и выбросы парниковых газов, чем предполагает его доля в использовании энергии.

Обогрев


Используйте принципы пассивного дизайна, чтобы повысить комфорт и снизить потребность в обогреве. Утеплить крышу, стены и пол, закрыть сквозняки, впустить зимнее солнце и задернуть шторы на ночь. Зонируйте свой существующий или новый дом и обогревайте те комнаты, которые вы используете; используйте двери для предотвращения утечки тепла в неиспользуемые помещения (см. Пассивный дизайн).

Два основных типа отопления - лучистое и конвективное.


Лучистые батареи отопления в основном нагревают людей или предметы прямым излучением тепла. Конвективные батареи отопления нагревают и обеспечивают циркуляцию воздуха в помещении.

Другие формы отопления, такие как полы с подогревом, также нагреваются за счет теплопроводности через прямой контакт.

В разных условиях лучше всего подходят разные формы отопления:

В больших помещениях с высокими потолками лучше всего использовать лучистое и конвективное отопление.
В небольших помещениях эффективно конвективное отопление помещения.
В больших комнатах или ванных комнатах с сквозняком лучше всего работает лучистое отопление.
 
Схема комнаты в доме.  Обогреватель на внутренней стене производит теплый воздух, который поднимается через всю комнату, стекает по противоположной стене мимо окна, где на окне образуется конденсат и тепло теряется через окно.  Воздух продолжает остывать и опускаться, стекая по полу в виде прохладного сквозняка.  Человек, сидящий в центре комнаты, теряет тепло тела в сторону окна.
Нагреватели создают движение воздуха, когда горячий воздух поднимается, а затем падает, когда он охлаждается.

Все обогреватели создают движение воздуха, когда горячий воздух поднимается от обогревателя к потолку. Воздух охлаждается при контакте с окнами и плохо изолированными стенами и потолком. Охлажденный воздух опускается и возвращается по полу к обогревателю.

Сидя на сквозняках, создаваемых движением воздуха, вы можете чувствовать себя намного холоднее. Сведите к минимуму сквозняки из окон и используйте тяжелые шторы с плотно прилегающими ламбрекенами или другие способы предотвращения потока воздуха через щели вверху и по бокам оконных покрытий, чтобы остановить конвекцию и потерю лучистого тепла. Всегда выбирайте подходящую одежду, чтобы согреться и уменьшить воздействие сквозняков. Расположите мебель так, чтобы не было сквозняков.

Два плана гостиной.  Первый - это плохо установленные батареи отопления в углу напротив двери, который позволяет прохладному воздуху хорошо поступать в комнату через дверь.  Во-вторых, обогреватель лучше разместить в углу рядом с дверью, чтобы тепло излучалось в комнату, отклоняя прохладный воздух от дверного проема, прежде чем он заполнит комнату.

Расположите обогреватель и мебель так, чтобы они отклонялись и избегали сквозняков.

Выбор батареи отопления (и кулера) правильного размера очень важен. Не устанавливайте обогреватель слишком большого размера, так как вы потратите деньги на покупку обогревателя большего размера, чем нужно, и потратите энергию / деньги на его эксплуатацию. Совет специалиста поможет убедиться, что вы выбираете обогреватель правильного размера.

Негабаритный обогреватель тратит деньги и энергию.

Выбор энергии

Газовые батареи отопления и эффективные кондиционеры с обратным циклом (или тепловые насосы) производят лишь одну треть выбросов парниковых газов по сравнению со стандартными электрическими обогревателями. Наиболее эффективные 5–6-звездочные агрегаты с обратным циклом фактически производят менее одной пятой выбросов обычных электрических нагревателей.

Газовые батареи отопления и кондиционеры с обратным циклом имеют маркировку энергоэффективности, которая поможет выбрать наиболее эффективную модель. Обратите внимание, что этикетка с рейтингом энергопотребления для газа является отраслевым и не контролируется государством.

Древесина может быть отличным топливом, потому что это возобновляемый ресурс, если его заготавливать устойчиво. Однако не используйте дровяные батареи отопления в городских районах из-за загрязнения воздуха, которое они создают, и выбросов, связанных с транспортировкой дров в городские районы.

Около 10% домов используют дрова для отопления, но дрова часто получают из неустойчивых источников. Используйте только экологически чистую древесину, чтобы избежать разрушения среды обитания и исчезновения редких видов.

Не используйте обработанную древесину, которая при сжигании может выделять токсичные загрязнители.

Топить дрова только в герметичных обогревателях с медленным сгоранием. У них самая высокая энергоэффективность по сравнению с дровяными обогревателями, они потребляют меньше всего дров и дешевле в эксплуатации. Бережная эксплуатация дровяных обогревателей также имеет решающее значение для ограничения загрязнения воздуха. Используйте сухую древесину и не добавляйте много дров перед тем, как выключить обогреватель. Не используйте незаконно модифицированные обогреватели, настроенные на ночное горение.

Центральное отопление против отопления помещений

Выбор обогрева всего дома или только необходимых комнат или пространств имеет большое влияние на тепличный эффект вашего дома. В доме с центральным отоплением выбросы парниковых газов и затраты на его эксплуатацию обычно выше, чем при эффективном отоплении помещения.

Центральное отопление часто может обогреть весь дом, независимо, заняты ли отдельные комнаты или нет. Батареи отопления обычно обогревают только комнату или место, где установлен обогреватель.

Для энергоэффективного дома используйте отопление только в тех комнатах, которые требуют отопления, или используйте зонированный центральный обогреватель, чтобы снизить эксплуатационные расходы.

Обогревайте только те помещения, которые используются.

Перед покупкой обогревателя ответьте на вопросы:

Нужно ли отапливать комнату или будет достаточно устранения сквозняков и улучшения теплоизоляции?
Сколько комнат нужно отапливать?
Насколько они большие?
Как часто и как долго будет требоваться отопление?

Онлайн-руководство «Выбор» ( www.choice.com.au ) помогает определить, какой обогреватель подходит для дома. Обратитесь за советом к специалисту, чтобы найти систему, наиболее подходящую для вашего приложения.

Центральное отопление

Центральное отопление обычно использует больше энергии, чем отопление помещения, поскольку отапливается большая часть дома. Однако энергоэффективный дом с центральным отоплением может потреблять меньше энергии, чем неэффективный дом с отоплением. Доступно несколько типов центрального отопления.

Многие центральные батареи отопления имеют большие потери энергии из систем распределения тепла, обычно через воздуховоды или трубы с горячей водой. Они должны быть короче и хорошо изолированы (не менее R1,5 для воздуховодов и 25 мм изоляции труб). Вентиляторы и батареи отопления также могут быть дорогостоящими в эксплуатации. Когда потребности в отоплении низкие, потери при распределении могут быть основным вкладом в расходы на отопление.

В домах с хорошей изоляцией и солнечным притоком в некоторые комнаты центральный термостат может не обеспечивать комфорт повсюду: некоторые комнаты могут иметь более высокие тепловые потери и остывать быстрее, чем остальная часть дома.

Канальный воздух

В канальных системах горячий воздух циркулирует через каналы под крышей или под полом, обеспечивая конвективное тепло. Источником тепла может быть газовый или реверсивный кондиционер.

Спроектируйте систему так, чтобы можно было контролировать протяженность обогреваемой площади, и включите зонирование, чтобы можно было отключать отопление в незанятых зонах. Системы воздуховодов должны проектироваться и устанавливаться аккредитованными специалистами.

Убедитесь, что размер системы воздуховодов соответствует дому. Новые энергоэффективные дома, отвечающие требованиям Строительного кодекса Австралии (BCA), требуют меньшего количества тепла и меньшего теплового оборудования.

Воздуховоды должны быть подходящего размера и иметь регулируемые выпускные отверстия (регистры). Воздуховоды должны быть больше, если они используются для охлаждения.

Изолируйте воздуховоды до R1,5 и убедитесь, что все стыки хорошо герметизированы. (см. Изоляция)

Напольные розетки часто лучше подходят для отопления, так как тёплый воздух естественным образом поднимается вверх и доставляет тепло туда, где оно больше всего необходимо. Хорошо спроектированные потолочные розетки могут хорошо работать, особенно когда комнаты изолированы от сквозняков на улице. Холодный воздух, попадающий под наружную дверь, может образовывать слой над полом и препятствовать тому, чтобы менее плотный теплый воздух из потолочных вентиляционных отверстий нагревал воздух у пола, создавая проблему «холодные ноги - теплая голова».

Очень важен путь возврата воздуха из каждого выпускного отверстия обратно в центральную систему. Без этого теплый воздух улетучивается, а система всасывает холодный воздух, что резко снижает ее эффективность. В каждой комнате, в которой установлен выпускной канал, зазор под дверью между комнатой и центральным входным отверстием для возвратного воздуха создает обратный путь.

В канальных газовых системах вентилятор перемещает воздух по дому, используя как электричество, так и газ. В высокоэффективных канальных газовых системах используются более эффективные двигатели / вентиляторы и регулируется скорость вращения вентиляторов, чтобы снизить эксплуатационные расходы на электричество .

Гидронные системы

В гидравлических системах горячая вода или охлаждающая жидкость циркулирует через батареи отопления в комнатах, обеспечивая смесь конвективного и лучистого тепла.

Гидравлические системы обычно работают на газе, но смогут нагреваться дровяным обогревателем, солнечной системой или тепловым насосом. Солнечные системы могут использовать газовое или дровяное отопление в качестве резерва. Эти системы обладают преимуществом адаптации к источникам энергии по мере изменения энергетических рынков.

У каждой панели или комнаты должен быть свой контроль.

Лучше всего использовать системы с низким содержанием воды, поскольку они сокращают потребление энергии. Убедитесь, что трубы циркуляции воды хорошо изолированы, а интеллектуальные средства управления управляют использованием насосов. Высокие эксплуатационные расходы обычно вызваны ненужной циркуляцией воды или плохой изоляцией труб.

Наружные стены за панелями также должны быть утеплены, чтобы предотвратить потерю тепла наружу. Используйте изоляцию стеновых полостей или слой установленной светоотражающей пленки на внутренней стене позади панели. В идеале все внешние стены должны быть изолированы, чтобы обеспечить максимальный комфорт от системы отопления, особенно в новом доме или при капитальном ремонте.

Внутриплитный пол с подогревом

Бетонные полы можно использовать для хранения тепла от непиковых электрических кабелей или гидравлических труб, проложенных в плите. Их устанавливают при строительстве или ремонте здания. (см. Полы из бетонных плит)

Изоляция плиты очень важна, чтобы тепло от плиты не проникало в близлежащую холодную влажную землю. Изолируйте края плиты, а в идеале и всю плиту, от земли, чтобы минимизировать потери тепла. Утеплить стены из плиты, чтобы снизить теплопотери.

Электрическое внутриплитное отопление обычно имеет самые высокие выбросы парниковых газов из любой системы отопления. По мере роста цен на электричество выросли и затраты на внутриплитное отопление.

Лучшая напольная система для минимизации выбросов парниковых газов - это гидронная система, в которой используется одно из следующего:

солнечная энергия с резервным газом
эффективный дровяной обогреватель медленного горения, который нагревает воду (мокрое топливо)
геотермальные или водные тепловые насосы.

Внутриплитные системы обеспечивают сочетание лучистого, конвективного и теплопроводного тепла. Они медленно нагреваются и охлаждаются из-за большой тепловой массы плиты и поэтому не подходят для домов, где отопление требуется лишь от случая к случаю и в изменчивую погоду. Они идеальны в качестве резервной копии для пассивного солнечного нагрева тепловой массы в пасмурные или очень холодные дни, но будьте осторожны - если вы нагреете плиту, способность сохранять тепло от пассивного солнечного излучения снижается.