Проект газовой котельной для частного дома: Проект котельной для частного дома

Проектирование частной котельной заказать — цена в Санкт-Петербурге

Независимо от выбранных способов организации отопления дома (радиаторное, напольное отопление или комбинированный вариант) центральное значение имеет конфигурация котельной: именно от выбора основного оборудования будет во многом зависеть энергоэффективность будущей системы, стоимость ее эксплуатации и безопасность.

Инженеры компании СКК Инжиниринг имеют богатый опыт разработки проектов котельных на территории Ленинградской области и других субъектов Российской Федерации.

Стоимость проекта котельной

вид котельной	цена проекта
газовая с настенным котлом, двухконтурным или одноконтурным с отдельно стоящим бойлером ГВС, линия рециркуляции	7000 р*
газовая/дизельная/комбинированная с напольным котлом (2 котлами),  с отдельно стоящим бойлером ГВС, линия рециркуляции	от 12000 р*
гибридная (тепловой насос, тепловой аккумулятор, солнечные панели, включая расчет рассольного контура)	от 18000 р

* при заказе оборудования в СКК Инжиниринг проект котельной для частного дома выполняется бесплатно

Типы котельных по виду используемого топлива:

• Газовые котельные

имеют ряд неоспоримых преимуществ: низкие эксплуатационные расходы, высокая степень автоматизации и автономности работы, длительные интервалы между техническим обслуживанием.

Среди недостатков следует отметить лишь повышенные требования к уровню безопасности, которые накладываются вследствие легкой воспламеняемости природного газа. Но и этот недостаток ликвидируется при наличии профессионально разработанного проекта газовой котельной. К сожалению, во многих регионах России степень газификации частных домовладений остается крайне низкой, что приводит к необходимости искать альтернативные источники энергии

• Дизельные котельные

являются альтернативным вариантом в случае отсутствия газоснабжения. Существует возможность по организации автоматической и автономной работы, однако требуется более частое и тщательное техническое обслуживание. Требуется выделение пространства под топливную емкость (или устройство кессона) и планирование путей подъезда техники для ее пополнения. Главным недостатком является высокая стоимость солярки. Разработка проекта дизельной котельной поможет учесть указанные особенности и минимизировать издержки.

• Твердотопливные котельные

Основное преимущество отопления дровами или углем – низкая стоимость эксплуатации. Действительно, в случае отсутствия на участке газа, отопление дровами оказывается наиболее экономически привлекательным. Необходимо учесть и ряд недостатков: требуется постоянное участие владельца и частое сервисное обслуживание. Проект твердотопливной котельной предполагает расчет параметров дровяного котла и подбор оборудования, которое позволит минимизировать указанные трудности. Так, использование теплоаккумулятора снижает необходимое количество топок в несколько раз

• Пеллетные котельные

сочетают в себе ряд достоинств: не требуют наличия на участке газа и обладают высоким уровнем автоматизации, длительное время полностью функционируя без участия человека. Требуется лишь пополнять бункер пеллетами 1 раз в 3-7 дней (в зависимости от погодных условий и размера бункера). Проект пеллетной котельной содержит расчет характеристик котла и подбор устройств для его бесперебойной работы

• Электрические котельные

наиболее просты и удобны в эксплуатации. Они фактически не требуют технического обслуживания, для них не нужен дымоход. А для котлов небольших размеров не требуется выделять отдельного помещения. Решающий недостаток – дороговизна в эксплуатации. Частично указанная проблема решается установкой буферной емкости и временного реле, включающей котел на полную мощность только в ночное время. Нагрев теплоаккумулятора более дешевым электричеством по ночному тарифу позволяет снизить стоимость отопления в 1,5-2 раза

• Комбинированные котельные

требуют несколько больших материальных вложений на этапе монтажа, однако предоставляют значительную свободу от обстоятельств, связанных с доступным топливом. При отсутствии на участке газа дом можно отапливать древесиной, а в случае отъезда перевести дом на отопление электричеством или дизельным топливом. Установка минимальных параметров теплоносителя в таком случае позволит избежать радикального увеличения затрат

Обращаем Ваше внимание, что выполнение котельной частного дома — это лишь один из этапов разработки проекта в целом, поэтому предлагаем Вам ознакомиться с другими разделами: проектирование отопления, схема теплого водяного пола.

Пример проекта котельной частного загородного дома (скачать)

При заказе у нас проекта котельной Вы получаете:

• Грамотный подбор оборудования, выполненный с учетом:
  • Доступного вида топлива
  • Архитектурных особенностей здания
  • Материальных ограничений. Мы гарантируем корректность и эффективность работы предлагаемой нами продукции вне зависимости от ценового сегмента
  • Ваших пожеланий в части автоматизации, возможностей дистанционного управления посредством радиоканала, GSM, Internet
• Исчерпывающую информацию о подбираемой продукции, ее энергоэффективности, будущих эксплуатационных расходах. Для тепловых насосов и солнечных коллекторов производится технико-экономическое обоснование с расчетом окупаемости
• Скидку в 100% на проектирование котельной в частном доме при заказе у нас полного комплекта материалов

Мы гарантируем, что предложенная проектом система будет безопасна и эффективна, а Вам не придется нести непредвиденных эксплуатационных расходов в последующие годы. Также Вы можете заказать монтаж котельной. 

Как происходит разработка проекта котельной для частного дома:

1. Вы заполняете бланк Технического задания на проектирование и отправляете его нам
2. Наши инженеры обсуждают с Вами и фиксируют все детали будущей системы
3. Мы подписываем Договор на проектирование котельной, в котором закреплен состав проекта и сроки его изготовления
4. Точно в указанные сроки мы предоставляем Вам проект с подробной спецификацией

Бланк Технического задания на проектирование (скачать)

 

Примеры работ по проектированию отопительных котельных

Полный перечень работ по проектированию котельных вы можете посмотреть на странице

Обвязка котельной. Линия отопления и группа безопасности

Расстановка оборудования 3D

Линия котел-теплоаккумулятор и группа безопасности

Расстановка оборудования в котельной

Схемя обвязки узлов отопления

Вентиляция цокольного этажа

Проектирование газовых котельных: особенности и этапы работ

В этой статье:

• Принципы работы газовой котельной
• Преимущества и недостатки газовых котельных
• 4 вида газового оборудования
• Работы до начала создания проекта газовой котельной
• 7 этапов проектирования газовых котельных
• Факторы, влияющие на стоимость разработки проекта газовой котельной
• Нормы безопасности при оборудовании котельных

Проектирование газовых котельных — сложный и важный этап при любом строительстве.

В зависимости от качества данной работы зависит многое, начиная от энергоэффективности и экономичности будущей котельной и заканчивая безопасностью ее работы.

Проектирование оборудования такого класса стоит доверять только профессионалам. Однако и представление о том, что включают в себя подобные работы и как именно они проводятся, иметь тоже не помешает, хотя бы для того, чтобы получить возможность контролировать свои расходы.

Принципы работы газовой котельной

Процессы, происходящие при эксплуатации газового оборудования, весьма просты. Котельная включает в себя один или несколько котлов, к горелкам которых через газоходы поступает сжиженный либо природный газ. Тепло, получаемое в результате сгорания топлива, нагревает теплоноситель, который в свою очередь циркулирует по контуру теплообменника.

Также котельная установка снабжена специальным коллектором, распределяющим теплоноситель по контуру в соответствии с рассчитанными параметрами.

Элементами такого контура могут служить радиаторы отопления, бойлеры, «теплый пол» и т. п. Циркулируя по системе, теплоноситель постепенно отдает тепло и затем по обратной линии возвращается в газовый котел для последующего нагрева. Распределительный коллектор представляет собой комплекс оборудования, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя и контролирующий его температуру.

Продукты сгорания газа выводятся наружу через дымоход. При проектировании газовых котельных необходимо обеспечивать полное соответствие параметров дымохода с нормами СП во избежание возникновения опасных ситуаций.

Управление газоснабжением максимально автоматизировано. Необходимость вмешательства оператора в работу оборудования сведена практически к нулю. При этом функционирование системы в случае наступления аварийной ситуации автоматически останавливается благодаря встроенной многоуровневой системе защиты. Если возникает какая-либо проблема, котлы прекращают работу.

Также автоматика современного газового оборудования способна рассчитывать всевозможные параметры и концентрацию выбросов, а в некоторых случаях и оповещать оператора о событиях посредством отправки СМС-сообщений.

Преимущества и недостатки газовых котельных

Основные плюсы использования газовых котлов для отопления:

1. Экономичность. Расход топлива у сертифицированного оборудования весьма небольшой, но достаточный для обогрева помещений — минимальное потребление рассчитывается автоматически. Правильно спроектированная газовая установка дает ощутимую выгоду при эксплуатации.
2. Экологичность. Газ является экологичным топливом, что особенно актуально в нынешнее время. Современное оборудование оснащается многоуровневой системой для максимальной очистки продуктов горения. В процессе работы бытовой газовой котельной обеспечивается минимальный выброс углекислого газа в атмосферу.
3. Высокий КПД. Среди всех отопительных систем газовые установки выдают наивысший КПД, в норме достигающий 95%. Как результат, помещения отапливаются наиболее качественно.
4. Относительная компактность оборудования. Опять же в сравнении с другими системами отопления, газовые котельные более компактны.
5. Мобильность оборудования. Данное свойство относится лишь к модульным газовым котельным. Нормы проектирования таких систем обязывают производителей выпускать только лицензированные изделия.
6. Возможность подключения GSM-управления. Для большего удобства можно управлять оборудованием через сеть GSM, контролируя выбросы и устанавливая нужные параметры.
7. Возможность минимизации ручного управления при проектировании газовых установок.

Теперь перечислим основные недостатки газовых котельных:

• Необходимость в регулярном проведении лицензированного сервисного обслуживания. Данное мероприятие требуется проводить каждый раз перед началом отопительного сезона, поскольку газовое оборудование потенциально опасно и может служить причиной выбросов газа в процессе использования.
• Дороговизна подключения к централизованной сети. Необходимо получать дорогостоящую лицензию, причем этот процесс занимает длительное время.
• Зависимость работы установки от расчетного давления в магистрали.
• Энергозависимость оборудования. Впрочем, этот недостаток можно исключить, подключив к системе источник бесперебойного питания.

Это интересно!

“Строительство вблизи газопровода: нормативы по расстоянию”

Подробнее

Для получения лицензии на право использования газовой котельной потребуется прохождение нормативов СНиП, проводимых проверяющими инспекторами.

4 вида газового оборудования

Лицензированные котельные на газу подразделяются на 4 разновидности по способу монтажа:

1. Крышные установки

   Производственные здания оборудуются газовыми котельными, устанавливаемыми обычно на крышах.

2. Мобильные установки

   Данный вид представляет собой полностью автономную газовую систему, используемую в аварийных ситуациях. Полностью укомплектованная котельная перевозится на прицепах и шасси. Она отвечает всем требованиям безопасности.

3. Блочно-модульные установки

   Такая газовая котельная собирается в процессе возведения помещения из специальных модулей. Для перевозки комплекта пригоден любой вид транспорта. Сборка осуществляется производителем под ключ с последующей выдачей заказчику разрешительной документации.

4. Встроенные газовые установки

   Котельные данного типа ставятся в помещении в соответствии с определенными требованиями СниПов для предотвращения аварийных и опасных ситуаций. В частности, такой агрегат должен напрямую сообщаться с уличным воздухом. Также нормы разрешают проектирование газовых котельных в частном доме, но запрещают это в многоквартирном жилье, в детских и лечебных учреждениях. Кроме того, запрещено проектировать встроенные установки над помещениями с большим количеством посетителей и под ними. Такой же запрет действует в отношении соседства со складами и производственными корпусами с категориями пожароопасности и взрывоопасности.

Работы до начала создания проекта газовой котельной

Этапы проектирования газовых установок регулируются в том числе Градостроительным Кодексом РФ и Постановлением Правительства РФ №87. Прежде всего устанавливаются объемы работ, и оформляется сметная документация для выполнения проектно-изыскательских работ. Чаще всего заказчик не имеет опыта оформления технического задания. В этом случае он может попросить проектную организацию оформить данную документацию должным образом. Проектировщики также способны сформировать стандартную смету по сборнику базовых цен.

Предварительная работа включает в себя следующие этапы:

1. Разработка основного технического решения. В рамках формирования основного техрешения, как правило, разрабатываются базовые схемы котельной, подводимых коммуникаций (электричество и вода), водоотведения, а также автоматической системы безопасности и систем связи. Выполняется этот этап на протяжении максимум трех недель, затраты на его проведения составляют от 10% общей стоимости проектирования. 
2. Экономическое обоснование вложений (в случае проектирования мощного отопительного оборудования, предназначенного для нескольких потребителей-дольщиков).
3. Технико-экономическое обоснование проекта. В процессе расчета определяется стоимость сооружаемой установки. Данный этап занимает до шести недель, затраты на эти работы составляют около 15% общей стоимости проекта.

По завершению предпроектных мероприятий начинают готовить собственно проектную документацию, предполагающую проведение экспертиз на различных уровнях до вынесения положительного вердикта. Затем наступает стадия формирования рабочей документации (РД).

7 этапов проектирования газовых котельных

Итак, проектная документация требует прохождения государственной экспертизы на соответствие действующим стандартам. Поэтому заказчик должен контролировать каждый этап проектирования.

Для начала собираются исходные данные либо непосредственно заказчиком, либо проектной организацией по его поручению. В частности, определяется проектная тепловая мощность агрегата, готовятся схемы действующих электросетей и сетей теплоснабжения с учетом режимов энергопотребления, составляется температурный график, определяется местоположение газовой котельной и ее границы.

Далее разрабатывается функциональная схема, где обозначается основное и вспомогательное оборудование, а также описывается технология работы котлов. Там же учитываются передающие датчики автоматизированной системы управления. На основе определенных значений мощности выбирается альтернативный вариант котельной установки с формированием коммерческих пропозиций для финального выбора оборудования. После этого составляется окончательное техническое задание с указанием выбранных моделей.

Процесс проектирования условно разбивается на несколько этапов:

1. Создается принципиальная схема газовой установки, которая затем согласуется с заказчиком.
2. Оформляются спецификации, укрупненно оценивается бюджет на возведение котельной.
3. Рассчитывается энергобаланс, определяется необходимость в требуемых показателях по снабжению водой, топливом и электроэнергией, а также по водоотведению. Здесь же формулируются задания смежных землевладельцев для подключения к магистральным сетям. 
4. Осуществляется трехмерное моделирование проектируемого объекта, результат согласуется с заказчиком.
5. На основе полученной модели разрабатывается проектная часть стадии «П».
6. Проект согласуется в надзорных органах, от которых необходимо получить положительное заключение.
7. Проектирование завершается на стадии «Р».

Это интересно!

“Проектирование сетей газораспределения: правила и этапы”

Подробнее

Созданный проект котельной в процессе строительства требует авторского надзора со стороны проектной организации с целью контроля за соблюдением всех требований документации.

Факторы, влияющие на стоимость разработки проекта газовой котельной

Расчет стоимости выполняется на основе Справочника базовых цен «Газооборудование и газоснабжение промышленных предприятий» (2006). Но окончательная сумма может в итоге сильно отличаться от справочной. На это влияют особенности газовой установки и методы ее возведения.

Стоимость проектирования оборудования также напрямую зависит от сложности монтажных и объема проектных работ. Например, проект котельной для предприятия выйдет дороже проекта установки для частного жилья.

Кроме того, определенное влияние на стоимость оказывают квалификация и профессиональные навыки специалистов-исполнителей. В крупных проектных бюро такая услуга будет стоить дороже, чем у частных проектировщиков. И все же процесс проектирования является достаточно трудоемким, поэтому экономить на этом не стоит.

Нормы безопасности при оборудовании котельных

Действующие СП требуют оснащать газоанализаторами помещения с газовыми котлами с целью предупреждения утечек. В соответствии с этими же нормами необходимо устанавливать электрические клапаны, отключающие подачу топлива в аварийных ситуациях.

Данные требования обязательны к соблюдению при организации поквартирного теплоснабжения на газу в многоквартирных домах. В этих случаях используемое газовое оборудование нуждается в обязательной, как минимум ежегодной проверке в соответствующих сервисных центрах.

Важное значение имеет и выбор места для котла. Одно дело, когда проектируется встроенная установка, и совсем другое, когда речь идет о крышных газовых котельных. Нормы проектирования регламентируют площадь отапливаемого помещения (не менее 4 кв. м на один агрегат), высоту помещения (не менее 2,5 м), ширину проема входной двери (не менее 80 см). Устанавливается и минимальное соотношение площади окна к площади помещения (соответственно, 0,3 кв. м на каждые 10 кв. м). Помимо этого, установлены требования к дымоходам и вводно-выводным конструкциям.

Как уже указывалось, эксплуатация газового оборудования требует наличия лицензии и соответствующих сертификатов. Эти документы необходимо получать заранее, перед началом монтажных работ. Ввиду потенциальной опасности неправильно смонтированного или эксплуатируемого оборудования контроль за наличием сертификата и лицензий осуществляется на государственном уровне. У каждого котла должен иметься паспорт безопасности, также выдаваемый государственными органами. Эти же ведомства проводят экспертизу и рассчитывают требуемые параметры (в частности, объем выброса продуктов горения).

Надзорным органом по газовому котельному оборудованию является служба МЧС. Она осуществляет выезды на объекты, проводит соответствующие проверки и выдает разрешения на ввод котельных в эксплуатацию.

Частный дом (БР-1) |

---

Описание проекта

Private House (Kyivska Obl)

Architects

Наши системы

Climate Control, HVAC Systems, аппаратное управление

Project

. котельная в автоматическом режиме с разветвленной системой диспетчеризации и возможностью выбора приоритетного источника выработки тепла. В помещении имелось несколько источников тепла: газовый котел Viessmann, электрическая варочная панель Tronic, тепловой насос системы VRV Dakin и обратный резервуар для слива солнечной энергии Daikin Altherma. Все источники должны были быть объединены в единую систему, кроме обеспечения удаленного контроля и диспетчеризации общедомовой системы отопления.

Так же котельная должна быть оборудована системой контроля протечек и ее состояние должно отображаться на контрольно-пропускном пункте. Подчеркнем, что Home Systems была третьим и последним подрядчиком, предыдущие компании не выполнили все поставленные задачи и задачи.

Установленные системы

Системы вентиляции и кондиционирования

Аппаратное управление

Климат-контроль

Проблемы

• Первой задачей инженеров была интеграция теплового оборудования, полученного от абсолютно разных производителей. Более того, установленные солнечные коллекторы были доставлены в Украину впервые, и фактически их установка была пилотным проектом. Ни у предыдущих подрядчиков, ни у инженеров Home Systems не было опыта их установки и интеграции в систему домашней автоматизации. Однако члены нашей команды доказали, что задача вполне им по силам.
• Другие проблемы были связаны с бюджетными ограничениями и крайне сжатыми сроками. Проект был запущен в начале отопительного сезона, поэтому систему отопления необходимо было ввести в эксплуатацию как можно быстрее. Инженерам удалось.
• Кроме того, инженеры столкнулись со значительными изменениями в проекте по мере продвижения работ. Им пришлось отказаться от изначально разработанной логики архитектуры системы и оперативно предложить новую. Таким образом, не теряя в качестве решения, инженеры Home System помогли заказчику уложиться в предложенный бюджет.

Техническое решение

Инженеры внедрили интегрированную систему обогрева вокруг минисервера Loxone.

Проект реализовывался в три этапа – в течение первой недели инженеры запустили систему в ручно-автоматическом режиме с выбором приоритетного источника отопления, что позволило обеспечить дом теплом. На втором этапе специалисты Home Systems обеспечили удаленный мониторинг и диспетчеризацию системы, а на третьем написали специальное управляющее приложение для планшета и смартфона (которое впоследствии было отклонено заказчиком по независящим от нас причинам).

Результаты

Впервые система отопления заработала в полностью автоматическом режиме, инженеры наладили диспетчерскую систему, которая контролирует все узлы системы – котлы, насосы, коллекторы и т. д. («Работа», «Резерв», «Аварии»). » положение дел).

Информация о возможных ошибках своевременно направляется техническим специалистам, чтобы инженеры могли получить данные о причинах и источниках неисправностей до клиента, что упрощает и ускоряет процесс устранения ошибок. Собственники дома могли осуществлять удаленный мониторинг всех параметров котельной: температуры на подаче, оборотной подачи и других показателей эффективности по каждому источнику тепла. Приоритетный источник отопления выбирается с учетом эффективности работы (например, при недостаточной мощности коллектора включается один из котлов) или экономических показателей (газовый котел или электрическая варочная панель).

Таким образом, одна из ключевых целей заказчика – экономия энергоресурсов – достигнута.

Это не просто умно, это идеально! Вы хотите сделать систему домашней автоматизации в одной комнате или во всем доме? Используйте наш конфигуратор для простого и точного проектирования.

Старт

Огромные тепловые насосы согревают города

Загрузка

Планета Будущего | Возобновляемая энергия

(Изображение предоставлено AerialPerspective/Getty Images)

Автор: Эви Тауненд, 2 февраля 2023 г.

От Нью-Йорка до сельской местности Корнуолла коммунальные сети тепловых насосов могут стать ответом на обезуглероживание тепла как в городских многоэтажках, так и в других трудно отапливаемых домах.

I

Еще одно резкое похолодание, и поля Корнуолла на юго-западе Англии покрыты снегом. Но на ветреном переулке дом Кери Симмонс очень теплый. Ее гостиная представляет собой джунгли с висящими растениями, а из кухни можно увидеть обшитую деревом студию, где Симмонс работает учителем воздушной йоги. «Мне не только приятно иметь теплый дом, но и важно для моих клиентов», — говорит она.

Отдаленная деревня Ститианс, расположенная недалеко от самой юго-западной оконечности материковой части Великобритании, где живет семья Симмонсов, стала маловероятным рубежом в гонке за обезуглероживание отопления. Он тестирует новый подход к низкоуглеродному отоплению, который может стать ключом к быстрому расширению, необходимому во всем мире.

В рамках проекта устраняются препятствия, с которыми сталкиваются отдельные домовладельцы, и разрабатывается система теплового насоса, которая может быть доставлена ​​на улицы, города и поселки. При этом он может стать моделью для городских пространств по всему миру, которые думают о том, как быстро и эффективно обезуглероживать свои тепловые системы.

Вам также могут понравиться:

• Энергетический кризис: как жизнь в холодном доме влияет на ваше здоровье
• Как затопленные угольные шахты могут обогревать дома
• Как песчаная батарея может преобразовать чистую энергию

Сегодня в Великобритании 74% людей отапливают свои дома с помощью газовых котлов, а остальное составляют в основном электрические обогреватели и мазут. Это приводит к тому, что на сектор отопления приходится треть выбросов парниковых газов в Великобритании, что сопоставимо с выбросами всех бензиновых и дизельных автомобилей. Аналогичные значения наблюдаются в США, где около половины тепла приходится на газ.

Чтобы ограничить глобальное потепление, необходимо кардинально изменить ситуацию, и во многих местах это означает установку большего количества тепловых насосов. К 2030 году около четверти британских зданий должны отапливаться с их помощью, по данным консультативного органа правительства Великобритании по климату, а к 2050 году этот показатель вырастет до 52%. исследования в Центре глобальной энергетической политики Колумбийского университета. В одном исследовании, проведенном в Сан-Франциско, тепловые насосы названы «единственным наиболее действенным рычагом» сокращения выбросов.

Вместо того, чтобы сжигать топливо, тепловые насосы концентрируют тепловую энергию, уже присутствующую в воздухе, земле или воде, и перекачивают ее через трубы и радиаторы здания.

Они делают это с невероятной эффективностью, преобразуя 1 киловатт (кВт) электроэнергии в 3-5кВт тепла, в отличие от 1кВт для прямого электрического нагревателя и 0,9кВт для газового котла. Это означает, что они обеспечивают практически «бесплатное тепло», говорит Лотт. Однако, как и в случае со всеми системами отопления, эффективность зависит от того, насколько хорошо здание изолировано, чтобы свести к минимуму потери тепла, отмечает она.

Если источник электроэнергии возобновляемый, тепловые насосы сами по себе не выделяют углерод. В Великобритании почти половина электроэнергии, поставляемой в национальную сеть, поступает из возобновляемых источников по сравнению с 20% в США. Обе страны стремятся к резкому увеличению этих процентных показателей.

Тепловой насос Кери Симмонс, который можно увидеть здесь возле ее дома, теперь поставляет ей все тепло и горячую воду из сети труб, проложенных под улицей (Фото: Эви Тауненд) как могут работать геотермальные тепловые насосы.

Геотермальные тепловые насосы более эффективны, чем их воздушные аналоги. Это связано с тем, что грунт имеет постоянную температуру. Большинство геотермальных тепловых насосов имеют вертикальный трубопровод, который требует бурения глубокой и дорогостоящей скважины на глубину 60-200 м (200-650 футов) в землю. В качестве альтернативы они могут использовать горизонтальную петлю, которая гораздо мельче в земле, но требует большой площади поверхности, которой нет у большинства людей, особенно в городах.

Более того, установка тепловых насосов, как правило, является обязанностью отдельных домовладельцев. Несмотря на такие стимулы, как Схема модернизации котлов Великобритании и федеральные налоговые льготы США в соответствии с Законом Байдена о снижении инфляции, остаются значительные препятствия для широкого внедрения. Часто отсутствует понимание и осведомленность о технологии, что в сочетании с большими первоначальными затратами и небольшим количеством обученных монтажников может помешать домовладельцам внести изменения. Архитектура также может быть барьером: домам просто нужно достаточное пространство на открытом воздухе для установки тепловых насосов, чего явно не хватает в квартирах и плотных городских условиях.

Однако вместо того, чтобы в каждом доме бурить одну скважину для одного теплового насоса, Heat the Streets использует более 200 скважин, пробуренных на глубине 100 м (330 футов) под улицей, связанных с огромной общей сетью горизонтальных подземных труб чуть ниже уровня улицы, известных в качестве теплотрассы.

Глицерин – нетоксичная вязкая жидкость без запаха – пропускается вертикально через скважины для поглощения тепла, а затем циркулирует по этим горизонтальным трубам, которые, в свою очередь, снабжают тепловые насосы в отдельных домах по всей улице и, в конечном итоге, весь район.

Тепловые насосы — размером не больше обычного газового котла — устанавливаются либо внутри, либо снаружи отдельных домов, в зависимости от размера собственности, пригодности и предпочтений владельца.

Всего в нескольких метрах под поверхностью Корнуолла земля имеет постоянную температуру около 11°C (52°F) из-за поглощения солнечного света на протяжении тысячелетий, говорит Макс Бриджер, руководитель проекта Heat the Streets, и именно это тепло собирают тепломагистраль.

Тепловые насосы работают более эффективно, если здания изолированы для минимизации потерь тепла (Фото: sturti/Getty Images)

Затем тепловые насосы выполняют еще одну серию обменов, сжатия и испарения, в результате чего температура достигает примерно 50°C (122°F). Наконец, это тепло передается воде, которая прокачивается по специально модернизированным трубам и радиаторам дома.

Kensa Utilities, компания, отвечающая за установку сети в Стифиансе, останется владельцем инфраструктуры. Для жителей подключение к тепломагистрали работает так же, как и к другим коммунальным услугам, таким как широкополосный доступ или вода. Жильцы владеют своими тепловыми насосами и платят за подключение, чтобы присоединиться к ним, когда они будут готовы.

«Когда [газовый] котел сломается, теперь будет альтернатива простой его замене. Но эта система также означает, что людям не нужно финансировать большие первоначальные затраты на инфраструктуру или подключать все сразу», — говорит Бриджер.

Геотермальные тепловые насосы обеспечивают отопление и горячее водоснабжение дома, а также сокращают выбросы парниковых газов на 70%. Жители полностью контролируют свое отопление и могут менять поставщиков энергии, когда захотят.

Дом Симмонса был оснащен тепловым насосом, который делит тепловую магистраль с несколькими соседями. На внутренние и внешние работы ушло около недели, и «на самом деле это не было слишком разрушительным или шумным», — говорит она. Водяной цилиндр, спрятанный в старом бельевом шкафу, почти такого же размера, как средний бойлер.

В конечном итоге она планирует использовать свои солнечные панели, которые в настоящее время настроены для продажи электроэнергии в Национальную сеть, для прямого питания теплового насоса, что, по ее словам, сделает ее дом почти полностью самодостаточным.

Рабочие работают на буровой установке для бурения скважины в Энфилде, Лондон, где они устанавливают геотермальные тепловые насосы в многоэтажных квартирах (Фото: Kensa Utilities) ограничено одноэтажными домами, такими как Simmons. Другой проект Kensa в Энфилде, Лондон, предусматривает установку геотермальных тепловых насосов в многоэтажных квартирах.

Теплотрассы проложены под каждым из восьми многоквартирных домов, всего на 400 квартир, с использованием автостоянок для бурения необходимых скважин.

Вертикальная шахта, которая используется для транспортировки других коммуникаций по всему зданию, известная как служебный стояк, позволяет технологии, используемой в Stithians, работать для многоэтажных зданий, говорит Бриджер. Он добавляет, что при небольших площадях модернизация каждой квартиры тепловым насосом «обувной коробки» может обеспечить достаточное количество тепла при минимизации пространства, занимаемого внутри.

Будущее тепловых насосов в высотных зданиях привлекает все большее внимание во всем мире. В Нью-Йорке именно воздушные тепловые насосы стали центром усилий по обезуглероживанию 6000 городских высотных зданий.

В настоящее время в большинстве из них имеется один большой газовый котел, который управляет обогревом всего здания. В каждой отдельной квартире также используется кондиционер, прикрепленный к наружному окну, который работает отдельно от системы отопления.

В 2021 году Жилищная ассоциация города Нью-Йорка запустила конкурс «Чистое тепло для всех» — конкурс, направленный на поощрение отраслевых инноваций в соответствии с предстоящим местным законом, который с 2024 года ограничит выбросы парниковых газов зданиями. Дизайн, ставший победителем Лотт говорит, что это воздушный тепловой насос, который висит «как кофры для лошадей» у основания окон квартир, не блокируя свет и не занимая места внутри квартир.

«Прелесть тепловых насосов в том, что они могут как обогревать, так и охлаждать помещения, используя тот же процесс в обратном порядке», — добавляет Лотт. «Это один модульный блок, выполняющий две функции».

Проект также позволит квартирам самостоятельно управлять отоплением и охлаждением. «Это более эффективно, потому что у вас есть возможность обустроить свою квартиру так, как вам удобно, так что окна в перегретых квартирах зимой больше не будут открываться настежь», — говорит Лотт.

В этом году новые тепловые насосы будут развернуты для испытаний в Woodside Houses, комплексе из 20 кирпичных зданий в Квинсе, где жители остались без отопления и горячей воды прошлой зимой после урагана Ида.

Хотя не ожидается, что местная сетевая инфраструктура будет нуждаться в немедленной модернизации, повышенный спрос на электроэнергию является важным фактором при более широком использовании тепловых насосов в целом.

Ян Розеноу, директор европейских программ в рамках проекта Regulatory Assistance Project (RAP), говорит, что в Великобритании в ближайшие 20-30 лет нагрузка на энергосистему может удвоиться или даже утроиться. «Потребуются способы хранения электроэнергии, отличные от больших аккумуляторов в домах людей», — говорит он. Он добавляет, что существует целый ряд многообещающих технологий, таких как проточные батареи и зеленый водород. (Узнайте больше о том, могут ли гравитационные батареи решить наши проблемы с хранением энергии).

Сеть централизованного теплоснабжения Стокгольма снабжает электроэнергией 800 000 домов с использованием промышленных тепловых насосов и других источников тепла (Фото: Christine Olsson/Getty Images)

низкоуглеродный мир: централизованное теплоснабжение.

По сути, сети централизованного теплоснабжения «просто бьют пустые сосуды, соединяющие жилые дома», — говорит Дэвид Барнс, эксперт по обезуглероживанию тепла из Университета Лидса. «Как вы получаете тепловую энергию в эту тепловую сеть, это связанный, но отдельный вопрос».

Централизованное отопление процветало в странах Северной Европы во время нефтяного кризиса 1970-х годов, но системы в основном работали за счет сжигания ископаемого топлива на крупных комбинированных теплоэлектростанциях. Тем не менее, такая конструкция единой централизованной системы может значительно упростить переключение значительного числа домов на низкоуглеродное отопление — без необходимости «вырывать из строя» тысячи котлов, говорит Барнс.

Carbon Count

Например, сеть централизованного теплоснабжения Стокгольма имеет 3000 км (1860 миль) труб и в настоящее время снабжает электроэнергией 800 000 домов с помощью тепловых насосов промышленного масштаба, которые улавливают тепло из бытовых сточных вод, центров обработки данных и морской воды, а также сжигают неперерабатываемые отходы и лесное биотопливо.

В модели «Обогрейте улицы» в Стифиансе используется «центральное теплоснабжение пятого поколения» — локализованная сеть в сочетании с технологией тепловых насосов. Преимущество такого проекта «улица за улицей» заключается в том, что он позволяет сосредоточиться на любых энергетических ресурсах, находящихся поблизости, чтобы обеспечить наилучшее соответствие, — говорит Кэролайн Хаглунд Стигнор, исследователь в области энергетических технологий из Исследовательского института Rise в Швеции. «Вы начинаете с малого, а затем постепенно наращиваете», — говорит она.

Это может позволить использовать более инновационные методы получения тепла, такие как сеть в Ислингтоне, использующая тепло от горячих потоков из туннелей лондонского метро или паводковых вод в старых шахтах.

Однако в Великобритании недостаточно осведомлены и не регулируются вопросы централизованного теплоснабжения, что задерживает его расширение, говорит Барнс.

Правительство Великобритании обязалось определить зоны тепловых сетей не позднее 2025 года, которые будут располагать тепловые сети в лучших местах и ​​обязать людей подключаться к ним. Это поможет сделать бизнес-модель строительства тепловых сетей более финансово жизнеспособной, объясняет Барнс, поскольку у частных инвесторов будет больше уверенности в том, что люди будут ими пользоваться.

Этот тип крупномасштабных работ можно координировать с другими наземными работами, такими как кабели для точек зарядки электромобилей, чтобы уменьшить сбои, говорит Розенов. Но эти развертывания на местном уровне требуют «радикальных изменений» в планировании, которые еще не отражены в политике или инфраструктуре, добавляет он.

Воздушные тепловые насосы гораздо чаще можно увидеть в индивидуальных домах, чем в многоквартирных домах. (Фото: Mark Morgan/Alamy) Он наиболее подходит для густонаселенных районов из-за значительных теплопотерь, возникающих при транспортировке воды с высокой температурой на большие расстояния.

Централизованное отопление уже существует в некоторых городах США, таких как Милуоки и Балтимор, но в стране не такая плотность населения, как в Великобритании и большей части Западной Европы, за некоторыми исключениями, говорит Лотт. «Для большей части США мы говорим об обогреве отдельных зданий, поэтому сети централизованного теплоснабжения не имеют смысла. [Индивидуальные] тепловые насосы, как воздушные, так и наземные, являются для нас гораздо лучшим вариантом».

Путь к обезуглероженному отоплению непрост, но тепловые насосы представляют собой технологию, более или менее готовую и ожидающую, пока можно преодолеть барьеры затрат. Но даже несмотря на то, что над энергетической безопасностью, ценами на топливо и экстремальными погодными условиями, связанными с климатом, висят знаки вопроса, студия йоги в семейном доме Симмонсов кажется привлекательным местом для преодоления неопределенности.

Эта статья была обновлена ​​02.02.23, чтобы прояснить цитату Яна Розенова о решениях для долговременного хранения.

—

Присоединяйтесь к миллиону будущих поклонникам, полюбив нас по телефону Facebook , или следуйте за нами по телефону Twitter или 44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444.