Как сэкономить на отоплении дома электричеством

Выбор электричества в качестве основного источника тепла в доме воспринимается как крайний случай, ведь стоимость такого отопления обходится куда дороже, чем от газового или твердотопливного котла. Однако есть целый сонм проблем, которые делают электрические системы отопления безальтернативным вариантом. В этот момент и зарождается стремление разбираться, как сделать отопление дома электричеством дешево или сократить затраты на обогрев.

Как удешевить обогрев дома

Электрический котел любого типа работает с высоким КПД 96-99%. Вся подаваемая электроэнергия переходит в тепло и далее через теплоноситель к радиаторам, обогревая дом. Оптимизировать работу самого котла уже не имеет смысла, как в случае с газовыми или твердотопливными котлами.

Также подразумевается, что переходить к удешевлению отопления логично только после утепления самого дома, минимизации теплопотерь, кроме необходимого минимума в основном приходящегося на вентиляцию, неизбежные потери через ограждающие конструкции и оконные проемы.

Чтобы уменьшить выплачиваемые суммы за электричество придется обратить внимание на сам процесс обогрева дома, а также возможные варианты удешевления электричества. Откинув совсем уж странные идеи и предложения, остается два основополагающих инструмента:

• Перейти на смешанный тип оплаты электроэнергии, при котором в ночное время суток тариф дешевле.
• Выработать оптимальный режим обогрева дома. Определить время, когда действительно в доме должно быть тепло, а когда нужно лишь поддержать допустимый минимум.

Лучший результат достигается в случае комбинирования этих инструментов.

Ночной тариф и теплоаккумулирующие емкости

Практически во всех регионах страны применяется раздельная система расчета стоимости электричества. При этом в ночное время стоимость одного киловатта существенно ниже, чем днем.

Такое предложение появилось не зря, ведь основная нагрузка на электростанции и распределительные сети днем гораздо выше, чем ночью, а управиться с такими перепадами достаточно сложно. Чтобы избежать этого, частному сектору предлагается режим оплаты, в котором использовать электричество ночью и экономить его днем выгоднее. Реализуется это установкой специального счетчика, запрограммированного считать стоимость электричества строго по установленному расписанию. Остается лишь определить, как обеспечить комфортный обогрев дома, чтобы котел работал в основном только ночью.

Однако перейти на ночной тариф еще пол дела. Нужно сделать так, чтобы тепло вырабатывалось котлом только ночью, когда это стоит меньше, а тепло поступало в дом круглые сутки, по крайней мере, и днем, когда это необходимо.

Решением становится теплоаккумулирующая емкость. Объемный резервуар с утеплением стенок, подключаемый к котлу отопления. Именно в нем будет накапливаться тепло в течение ночи. А днем отдаваться в систему отопления без задействования котла.

Конструктивно бак, может быть, простой емкостью с теплоносителем, включенной в систему отопления, в этом случае объем теплоносителя резко возрастает, как и тепловая инертность отопления. В другом варианте это утепленная по принципу термоса емкость наполненная водой, внутри которой располагается змеевик теплообменника. Объем теплоносителя в системе увеличивается не существенно, зато повышается тепловая инертность самого аккумулирующего бака.

Важно: наличие теплоаккумулирующего бака само по себе не снижает затраты электричества. Он нужен только для перевода котла в ночной режим работы по сниженному тарифу.

Вода обладает высокой теплоемкостью – 4,1-4,2 кДж*кг/К, каждый литр воды, нагреваясь на один градус тепла, поглощает тепло эквивалентное 1,163 Вт*ч. Выбор подходящего объема емкости определяется с учетом следующих факторов:

1. Время нагрева до максимально допустимой температуры должно составить от 2 до 4-х часов при максимальной мощности работы котла.
2. Эффективный перепад температуры теплоносителя в баке за время дневного использования не должен превышать 30°С при восполнении теплопотерь здания в течение дня.

Первый пункт можно взять за основу, тогда выбрать минимальный объем резервуара не составит проблемы, учитывая, что мощность котла выбрана именно исходя из реальных теплопотерь по зданию. Например, для котла мощностью 12 кВт в течении t= 4 часа, будет затрачено Qз = 48 кВт*ч, которые должна аккумулировать вода в баке.

Зная теплоемкость воды в эквиваленте λ = 1,163 Вт*ч*кг/K, и учитывая эффективный перепад температуры ΔT= 30°С, не сложно рассчитать объем: V= Qз/ (λ* ΔT)=48000/(1,163*30)= 1375 литра. Данное значение определяет минимальный объем бака.

Максимальный объем бака определяется по второму пункту. Допустим теплопотери в здании – 9 кВт. В течение дня, когда действует больший тариф на электроэнергию, котел желательно не включать вовсе, значит аккумулированного тепла должно хватить на покрытие теплопотерь в течении 12 часов, нужно 108 кВт/ч. По известной формуле объем бака выходит равным 3095 литров. Однако для его нагрева потребуется гораздо больше времени работы котла.

Объем следует подбирать между полученными значениями притом ближе к первому значению, чтобы котел в ночное время не работал слишком долго без перерывов, что может сказаться на его долговечности. При использовании готовых аккумулирующих баков ориентироваться лучше на данные, предоставленные производителем, таблица с указанием времени нагрева всего объема бака при заданной мощности котла.

Схема включения аккумулирующего бака предельно проста. Он подключается к котлу параллельно всей системе отопления, как показано на рисунке.

Первый насос, установленный между котлом и баком, работает одновременно с котлом. Включать их должен контроллер по расписанию или вручную так, чтобы основная работа приходилась на время сниженного ночного тарифа.

Второй насос перекачивает теплоноситель непосредственно к контурам отопления, радиаторам. Он включается по сигналу термостата, определяя оптимальный режим обогрева помещений.

В сухом остатке нужна не сложная доработка:

1. Установить бак требуемого объема и дополнительный насос, а также таймер для включения котла в ночное время.
2. Перейти на тарификацию электроэнергии с учетом низкой стоимости за кВт*ч ночью.
3. В обязательном порядке установить расширительный бак с учетом увеличенного объема теплоносителя в системе.

Количество затраченной энергии не уменьшится, зато счета за электроэнергию будут куда скромнее.

Умное отопление, контроллеры для управления электрокотлом

Самый простой способ оптимизировать работу электрического котла и, соответственно, снизить затраты электроэнергии – это установить контроллер с поддержкой недельного расписания и термодатчиков, располагаемых снаружи и изнутри дома.

Электрический котел в плане автоматизации куда проще и надежнее газового или твердотельного котла. Для газового по умолчанию устанавливается только температура теплоносителя в баке. Менять ее приходиться только вручную и чаще «на глазок». Для твердотопливного все еще хуже, ведь нужно регулярно подбрасывать уголь или дрова и конечный результат сложно проконтролировать или настроить.

Если же разобраться по сути, то постоянный и равномерный нагрев дома не нужен.

Днем, когда дома никого нет, включать отопление на полную мощность нет смысла, достаточно поддерживать, например 16-18°С и только.

Максимальная отдача нужна лишь утром и вечером, когда все дома и хочется создать комфортные условия.

Ночью опять-таки температуру можно снизить, что актуально и в плане экономии, и в плане здорового образа жизни.

В выходные, когда весь день кто-то есть дома, в течение дня поддерживается комфортная температура и только ночью можно снизить температуру батарей или теплого пола.

Речь не идет о том, чтобы постоянно сидеть в холодном доме. Достаточно учесть время, в течение которого прогревать дом сверх меры не следует, и указать электрическому котлу соответствующий режим. В дополнение к этому контроллер способен учитывать не только фактическую температуру внутри помещения, но и снаружи. Если на улице стало резко холодать, он отдаст котлу команду «повысить обороты».

У такого подхода есть два несомненных плюса даже в сравнении с использованием аккумулирующего бака:

• Стоимость контроллера ниже, чем стоимость изготовления или покупки аккумулирующего бака и дополнительного оборудования.
• Установка контроллера не требует специфических навыков и занимает несколько часов, считая вместе с настройкой.

В конечном счете, контроллеру достаточно задать такие параметры:

• оптимальная температура в помещении;
• минимальная температура в период простоя;
• расписание работы котла по дням недели и времени суток.

В некоторых системах автоматизации есть возможность установить целевую температуру даже для отдельных помещений, что еще больше снимает нагрузку на отопительное оборудование. Однако такой вариант потребует существенных стартовых вложений, что не всегда уместно.

Фактически у всех электрических котлов есть возможность подключения внешних контроллеров управления. Для самодельных устройств достаточно приобрести блок управления ТЭНами или другой нагрузкой с возможностью подключения внешних управляющих сигналов.

Комбинированный вариант

В обоих случаях, так или иначе, используется внешнее управление работой котла. Естественно, лучший результат по экономии электроэнергии будет достигнут при совместном использовании аккумулирующего бака, работы по низкому ночному тарифу и контроллера управления с недельным и суточным расписанием.

Аккумулирующий бак позволит накапливать тепло ночью и отдавать его в систему отопления днем, а контроллер управления сможет не только задать время ночного включения котла но и самым оптимальным образом определить затраты тепла в течение дня и недели.

Оба варианта примерно равны по стоимости и равнозначны по эффективности, а главное что положительный результат суммируется при совместном использовании. Если у котла, например, указано, что при номинальной мощности можно ожидать затраты электроэнергии на отопление дома в размере 700-950 кВт*ч, то при использовании двух озвученных оптимизаций вполне реально снизить затраты до 450-500 кВт*ч и целиком перевести их на дешевый ночной тариф. Главное, что результат будет достигнут без снижения уровня комфорта для проживающих в доме.

Обзор наилучших энергосберегающих систем отопления для частного дома

Стремление к энергосбережению – это насущная потребность человечества. На нашей планете остается все меньше ресурсов, их стоимость постоянно растет, а побочные продукты деятельности человека отравляют среду обитания. Энергосбережение – один из путей решения проблемы. Выбирая энергосберегающее отопление для дома, вы экономите ресурсы, вносите личный вклад в сохранение экологии и создаете комфортный микроклимат в доме. Существует несколько популярных технологий, которые позволяют реализовать эту комплексную программу. Предлагаем обзор энергосберегающих систем отопления для частного дома.

Виды источников энергии

Традиционно для отопления используют несколько источников энергии:

Твердое топливо – дань традициям

Для отопления используют дрова, уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Твердотопливные котлы и печи трудно назвать экономичными или экологичными, но применение новых технологий позволяет существенно сократить потребление топлива и, как следствие, количество продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу.

В последние годы увеличивается количество продаж газогенераторных печей и котлов. Их преимущества – полное сжигание топлива, использование пиролизного газа в качестве источника тепла. Установка такого котла экономит энергоресурсы. Приобретать такие твердотопливные котлы мы советуем у проверенных ритейлеров.

Принцип работы пиролизного (газогенераторного) котла основан на использовании пиролизного газа, который применяется в качестве топлива. Древесина в таком котле не горит, а тлеет, благодаря чему порция топлива прогорает гораздо дольше обычного и дает больше тепла

Жидкое топливо – дорого, но популярно

Это сжиженный газ, дизтопливо, отработанное масло и т.п. На отопление жилища всегда расходуется большое количество жидкого топлива, и пока не придуманы способы заметного сокращения расхода. Это отопительное оборудование требует тщательного ухода, регулярной чистки от сажи и копоти.

Большая часть видов жидкого топлива имеет еще один недостаток – высокую стоимость. И все же, несмотря на явные недостатки, жидкотопливные котлы на втором месте по популярности после газовых.

Жидкотопливные котлы удобны в тех случаях, если поблизости от дома нет магистрали газопровода и нужно обустроить полностью независимую систему отопления

Газ – доступно и дешево

В традиционных газовых котлах расход топлива велик, но конденсационные модели решили эту проблему. Их установка позволяет получить максимум тепла с минимальным расходом газа. КПД конденсационных котлов может достигать более 100%. Многие модели известных брендов можно переводить на работу на сжиженном газе. Для этого нужно просто сменить форсунку. Еще один энергосберегающий вариант – инфракрасное газовое отопление.

Конденсационные котлы – новое слово в производстве газовой отопительной техники. Они экономично расходуют топливо, отличаются высоким КПД, идеально подходят для обустройства отопления и горячего водоснабжения в частных домах

Подробнее про газовые котлы читайте здесь.

Электричество – удобный и безопасный источник тепла

Единственный недостаток использования электроэнергии для отопления – высокая стоимость. Впрочем, этот вопрос решается: постоянно разрабатываются электрические системы отопления, потребляющие относительно небольшое количество энергии и обеспечивающие эффективный обогрев. К таким системам можно отнести теплые полы, пленочные обогреватели, инфракрасные радиаторы.

Теплые полы чаще всего используют в качестве дополнительной или альтернативной системы обогрева дома. Преимущество этого вида отопления – нагревается воздух на уровне человеческого роста, т.е. реализуется принцип – «ноги в тепле, голова в холоде»

Тепловые насосы – экономичные и экологичные установки

Системы работают по принципу преобразования тепловой энергии земли или воздуха. В частных домах первые тепловые насосы стали устанавливать еще в 80-х годах ХХ века, но на тот момент их могли позволить себе только очень зажиточные люди.

С каждым годом стоимость установок становится все ниже, и во многих странах они стали весьма популярны. Так, в Швеции тепловые насосы отапливают около 70% всех зданий. В некоторых странах даже разрабатываются строительные нормы и правила, обязывающие застройщиков монтировать геотермальные и воздушные системы для отопления.

Тепловые насосы устанавливают жители США, Японии, Швеции и других европейских стран. Некоторые умельцы собирают их своими руками. Это отличный способ получить энергию для обогрева дома и сохранить окружающую среду

Гелиосистемы – перспективный источник энергии

Гелиотермальные системы преобразуют лучевую солнечную энергию для отопления и горячего водоснабжения. На сегодня существует несколько видов систем, в которых используются солнечные панели, коллекторы. Они различаются по стоимости, сложности производства, удобству эксплуатации.

С каждым годом появляется все больше новых разработок, возможности солнечных систем расширяются, а цены на конструкции снижаются. Пока их нерентабельно устанавливать для крупных зданий промышленного назначения, но для отопления и горячего водоснабжения частного дома они вполне подойдут.

Гелиотермальные системы требуют только начальных затрат – при покупке и монтаже. После установки и настройки они работают автономно. Для отопления используется энергия солнца

Тепловые панели – энергосберегающее отопление

Среди энергосберегающих систем отопления особую популярность приобретают тепловые панели. Их преимущества – экономное потребление электроэнергии, функциональность, удобство в эксплуатации. Нагревательный элемент расходует 50 Ватт электроэнергии на прогрев на 1 м², в то время как традиционные электрические системы отопления потребляют не менее 100 Ватт на 1 м².

На тыльную сторону энергосберегающей панели нанесено специальное теплоаккумулирующее покрытие, благодаря чему поверхность нагревается до 90 градусов и активно отдает тепло. Обогрев помещения происходит за счет конвекции. Панели абсолютно надежны и безопасны. Их можно устанавливать в детских, игровых комнатах, школах, больницах, частных домах, офисах. Они адаптированы к перепадам напряжения в электросети, не боятся воды и пыли.

Дополнительный «бонус» — стильный внешний вид. Приборы вписываются в любой дизайн. Монтаж не сложен, в комплекте с панелями поставляются все необходимые крепежные элементы. Уже с первых минут включения прибора ощущается тепло. Помимо воздуха, прогреваются стены. Единственный минус – использование панелей нерентабельно в межсезонье, когда нужно лишь слегка обогреть помещение.

Монолитные кварцевые модули

Этот метод отопления не имеет аналогов. Его изобрел С. Саркисян. Принцип действия теплоэлектронагревателей основан на способности кварцевого песка хорошо накапливать и отдавать тепло. Приборы продолжают нагревать воздух в помещении даже после отключения электропитания. Системы с монолитными кварцевыми электронагревательными модулями надежны, удобны в эксплуатации, не требуют особого ухода и технического обслуживания.

Нагревательный элемент в модуле полностью защищен от любых внешних воздействий. Благодаря этому отопительную систему можно монтировать в помещениях любого назначения. Срок эксплуатации не ограничен. Регулирование температуры осуществляется автоматически. Приборы пожаробезопасны, экологичны.

Экономия средств при использовании электронагревательных модулей составляет около 50%. Это стало возможным потому, что приборы работают не 24 часа в сутки, а лишь 3-12. Время, в течение которого модуль потребляет электроэнергию, зависит от степени теплоизоляции помещения, где он установлен. Чем выше потери тепла, тем большим будет расход электроэнергии. Отопление этого типа используют в частных домах, офисах, магазинах, гостиницах.

Монолитные кварцевые электронагревательные модули при работе не издают шума, не сжигают воздух, не поднимают пыль. Нагревательный элемент замоноличен в конструкцию и не боится никаких внешних воздействий

ПЛЭН – достойная альтернатива

Пленочные лучистые электрические нагреватели – одна из самых интересных разработок в сфере энергосберегающих технологий отопления. ПЛЭН-системы экономичны, эффективны и вполне способны заменить традиционные виды отопления. Нагреватели помещены в специальную термостойкую пленку. ПЛЭН крепят на потолок.

Пленочный лучистый электронагреватель представляет собой целостную конструкцию, состоящую из кабелей питания, нагревателей, экрана из фольги и высокопрочной пленки

Принцип работы такой системы

Инфракрасное излучение нагревает пол и предметы в комнатах, а те в свою очередь отдают тепло воздуху. Таким образом, пол и мебель тоже играют роль дополнительных нагревателей. За счет этого отопительная система потребляет меньше электроэнергии и дает максимальный результат.

За поддержание нужной температуры отвечает автоматика – датчики температуры и терморегулятор. Системы электро- и пожаробезопасны, не пересушивают воздух в помещениях, работают бесшумно. Поскольку нагрев происходит преимущественно с помощью излучения и в меньшей степени благодаря конвекции, ПЛЭН не способствуют распространению пыли. Системы очень гигиеничны.

Еще одно важное достоинство – отсутствие выброса токсичных продуктов горения. Системы не нуждаются в особом уходе, безвредны для здоровья человека, не отравляют окружающую среду. При потолочном инфракрасном обогреве самая теплая зона находится на уровне ног и туловища человека, что позволяет добиться наиболее комфортного температурного режима. Срок эксплуатации системы может составлять 50 лет.

Инфракрасный нагреватель выполняет примерно 10% работы по обогреву помещения. 90% приходится на пол и крупную мебель. Они аккумулируют и отдают тепло, таким образом становясь частью отопительной системы

Что делает ПЛЭН такой выгодной?

Наибольшие расходы покупатель несет в момент приобретения пленочного нагревателя. Конструкция проста в монтаже, и при желании ее можно установить своими руками. Это позволяет сэкономить на работниках. Система не нуждается в техническом обслуживании. Ее конструкция проста, поэтому долговечна и надежна. Окупается она примерно за 2 года и способна служить десятилетиями.

Самый большой ее плюс – существенная экономия на электроэнергии. Нагреватель быстро прогревает помещение и в дальнейшем просто поддерживает заданный температурный режим. При необходимости его легко можно снять и смонтировать в другом помещении, что очень удобно и выгодно в случае переезда.

Инфракрасное излучение оказывает положительное воздействие на здоровье человека, активизирует защитные силы организма. Установив ПЛЭН, владелец дома, помимо отопления, дополнительно получает настоящий физиотерапевтический кабинет

Учебный фильм по монтажу ПЛЭН

В видеоролике показаны все этапы монтажа пленочного нагревателя:

Важность снижения теплопотерь

Цель обзора энергосберегающих систем отопления для частного дома – помочь читателям выбрать самый выгодный способ обогрева жилища. Каждый год появляются новые системы, и информация о них может сэкономить значительные суммы многим людям. Но даже самые прогрессивные энергосберегающие технологии отопления будут бесполезны, если своевременно не позаботиться об утеплении дома.

Хорошие стеклопакеты и утепленные двери помогут сократить теплопотери на 10-20%, качественный теплоизолятор – до 50%, а рекуператор тепла выходящего воздуха – до 30%. Утеплив дом и установив энергосберегающую систему отопления, вы добьетесь максимального результата и будете платить за тепло по минимуму.