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.

Как сэкономить на электрическом отоплении?

Не так давно возможность замены систем центрального отопления на автономные прельстила миллионы обывателей. Она предоставила возможность не только контролировать временные параметры обогрева помещения, но и устанавливать температурный режим по своему усмотрению. Однако повышение цен на электроэнергию заставляет задуматься о том, как сэкономить на электрическом отоплении с сохранением комфортных условий в жилище.

Преимущества электроотопления помещений

Использование электрической энергии для решения различных бытовых задач давно является нормой. А вот применение его для электрического отопления встречает серьезную конкуренцию со стороны твердотопливного и газового оборудования. Но в отличии от них, электрическое отопление обладает и рядом преимуществ:

• Безопасность – электрический ток не взрывоопасен, в сравнении с газом, и не требует постоянного горения топлива, которое могло бы привести к пожару.
• Компактность – габариты электрического котла значительно меньше газовых и твердотопливных котлов.
• Не требует монтажа вентиляционных систем, дымоходов и трубопроводов, что значительно упрощает эксплуатацию электрического отопления.
• Нет необходимости запасать топливо или беспокоиться о его хранении, организовывать специальные места для этого.
• Не выделяет продуктов горения, поэтому не нужно вычищать от сажи, нагара и копоти, как газовые котлы. Продукты горения не засоряют вентиляционную систему и не ухудшают рабочие параметры отопительного оборудования.
• Простота монтажа, не требуется получение разрешительных документов, для подключения достаточно вставить вилку в электрическую розетку подходящего номинала.

Несмотря на ряд преимуществ, как на этапе его организации, так и в процессе эксплуатации, электрическое отопление можно сделать более выгодным в части снижения расхода электрической энергии. Для этой цели можно использовать различные принципы, которые мы и рассмотрим более детально.

Способы уменьшения затрат на отопление

Всего существует несколько направлений работы, которые позволяют оптимизировать работу электрического отопления. Наиболее актуальными вариантами уменьшения затрат являются:

• Снижение потерь тепловой энергии за счет выноса точек росы, устранения мест повышенной теплоотдачи в оконных и дверных проемах, крыше, стенах.

Распределение тепловых потерь

• Выбор типа и характеристик источника обогрева в соответствии с особенностями помещения и планируемым тепловым режимом.
• Правильный расчет и выбор тепловой мощности. Как показывает практика, для увеличения температуры теплоносителя до такого уровня, чтобы воздух прогрелся на 1ºС больше, расход электричества пропорционально увеличивается на 6%.
• Использование автономного режима — обеспечивается посредством температурных датчиков, регулирующих питание нагревательного прибора в соответствии с достигнутым уровнем температуры.
• Применение многотарифных систем учета электрической энергии, которые удешевляют отопление в ночном режиме.

Далее рассмотрим наиболее распространенные приспособления для реализации электрического отопления в доме и особенности их эксплуатации.

Электрокотлы

Для повышения эффективности отопления от электродного котла необходимо пересмотреть систему водяного отопления. Важно устанавливать электрокотел с современными нагревательными элементами, а не затратными тэнами большой мощности.

Помимо этого все устаревшие радиаторы в системе с водяным отоплением необходимо заменить на более продуктивные. Чугунные батареи не только малоэффективны, но, как правило, стоят засоренными с плохой проходимостью, из-за чего на отопление помещения нужно затратить больше средств. То же касается и трубопровода – старые металлические трубы лучше заменить на металлопластиковые.

Помимо этого для повышения эффективности в отопительный контур можно включить тепловой насос для усиления циркуляции. Этот метод также используется и для экономии газа в системах газового отопления.

Котел с насосом

Масляные обогреватели

Масляные обогреватели представляют собой мобильные элементы системы отопления. Их можно перемещать по квартире и устанавливать в любой комнате, где вы хотите повысить температуру. Однако эффективность работы масляных радиаторов зависит от ряда факторов, поэтому следует соблюдать такие правила:

• Место установки должно находиться вдали от мебели, стен и предметов интерьера – это обеспечит хороший приток воздуха, а теплые массы будут расходоваться на обогрев помещения.
• Над радиатором отопления не должно располагаться никаких лишних деталей – это обусловлено естественным движением воздушных масс вверх. Если вы установите его в нишу или накроете шторой, то львиная доля тепла останется на их поверхности.
• Тепловой расчет отопления масляным обогревателем ведется из соотношения 1кВт мощности на 10м 2 комнаты, количество секций в пределах 8 – 10шт на киловатт.

Также следует отметить, что устройства отопления с принудительным обдувом обладают более высоким КПД.

Масляный обогреватель

Конвекторы

По принципу действия электрические конвекторы напоминают классические батареи отопления с тем отличием, что их не требуется объединять единым контуром. Каждый конвектор отдельно подключается к электрической сети с помощью шнура, они могут размещаться в тех самых нишах, где раньше находились батареи.

Однако чтобы экономить электричество, при монтаже конвектора следует учитывать такие требования:

• На стене за конвектором желательно установить рулонную теплоизоляцию с фольгированным покрытием.
• Расстояние от пола до отопительного прибора должна составлять не менее 10см, в противном случае не будет обеспечиваться нормальная циркуляция воздуха.
• При установке под окном, следите, чтобы шторы и гардины не препятствовали теплообмену между системой электрического отопления и помещением.
• Обязательно учитывайте расчетную площадь для конкретной модели электрических радиаторов отопления и соотносите с параметрами своего помещения.

Настенный конвектор

Калориферы

Представляют собой приборы электрического отопления, использующие в качестве теплоносителя воздушный поток, который подается в конкретную точку. Яркими примерами могут служить тепловые завесы на предприятиях или торговых центрах.

Наиболее актуальными способами повышения эффективности является утепление вентиляционных каналов для подачи теплого воздуха. Также необходимо периодически производить ревизию вентиляционной системы и удаление всевозможных засорителей из ее активного пространства. Отдельное внимание следует уделить элементам для нагрева теплоносителя их также необходимо очищать от нагаров и окислов.

Тепловентиляторы

Это устройство электрического отопления, которое включает в себя несколько спиралей для нагрева и вентилятор, нагнетающий воздушные массы на спираль. Преимущество тепловентилятора заключается в возможности его перемещения по комнате или между квартирами, домами и т.д. Единственное, что ограничивает положение прибора отопления – это длина электрического кабеля, которым тот подключается к сети.

Для оптимизации работы следует применять такие меры:

• Не следует их стационарно закреплять – основное преимущество такого прибора электрического отопления в его маневренности.
• Его основная задача — нагрев конкретной локации или зоны в комнате, поэтому располагать их нужно соответственно.
• Следите, чтобы место выхода воздушного потока от прибора отопления не заграждались предметами интерьера.
• Приобретайте тепловентиляторы с регулятором мощности, они позволят менять режим обогрева в зависимости от ваших потребностей.

Инфракрасные обогреватели

Эта категория устройств электрического отопления предназначены для нагрева конкретной поверхности, а уж потом окружающего пространства от нагретых предметов. Поэтому для повышения эффективности следует придерживаться таких правил.

Их использование наиболее актуально в гаражах, на верандах, в беседках, на открытых пространствах. Инфракрасные обогреватели следует направлять на рабочую зону или конкретного человека, так нагревание будет происходить сразу.

Теплый пол

Система электрического отопления посредством теплого пола может реализоваться как при помощи нагревательного кабеля, так и с помощью инфракрасного излучения (пленочного или матового). Сам по себе теплый пол и так является, чуть ли не наилучшим способом экономии энергетических ресурсов. Ведь при нагревании теплые массы поднимаются от поверхности пола до потолка, благодаря чему происходит отопление всей активной зоны пребывания человека. В то время, как другие обогреватели начинают прогрев не по всей площади и не с самого низа.

Но и здесь есть что улучшать – отопление теплым полом не стоит совмещать с классическими радиаторами. Так как пол будет согревать вас от пяток до макушки, в то время как радиаторы нагреют лишь пространство под потолком. Также следует убрать ковры и лишнюю мебель, которые ухудшают теплоотдачу от отопления. Если вы только проектируете расположение теплого пола, спланируйте расстановку крупногабаритной мебели (диваны, кровати, шкафы, гарнитуры и т.д.), под ними отопление размещать не нужно.

Утепление фасадов

Утепление фасада здания актуально для любой системы отопления — для одних такая опция уменьшает расход газа, для других электричества. При утеплении фасада важно крепить утеплитель с внешней стороны стены – это позволит вынести точку росы за пределы здания, и не будет скрадывать внутреннее пространство помещения.

Смещение точки росы при утеплении снаружи и внутри

Выбор материалов и способов их монтажа довольно велик, но наиболее эффективно себя зарекомендовал пенопласт. За счет малой себестоимости и достаточно низкой теплопроводности такая система утепления позволяет существенно сэкономить на электрическом отоплении.

Замена окон и дверей

Данный метод повышения эффективности электрического отопления подходит в тех случаях, когда в доме установлены старые оконные и дверные блоки. Плохая герметичность и постоянные сквозняки приводят к существенным потерям тепловой энергии.

При выборе новых систем владельцы домов и квартир останавливают внимание на доступных и практичных изделиях из пластика и металла. Но, следует отметить, что даже двухкамерные стеклопакеты и полинаполненные двери не решают проблему до конца. Важно не забывать о качестве монтажа – свободное пространство обязательно задувается нужным количеством монтажной пены и шпаклюется стартовой и финишной смесью. Экономия монтажных материалов может свести на нет все утепление.

Использование многотарифного счетчика

Данная опция позволит снизить тариф за израсходованную электроэнергию в ночное время. Следует отметить, что целесообразность установки многотарифной системы расчетов следует рассчитывать заранее, так как не всегда затраты на приобретение прибора учета и оформление соответствующей документации быстро окупится.

Дополнительно к многотарифному счетчику можно установить реле времени или другой логический элемент, который будет отключать электрическое отопление или существенно снижать параметры работы при переходе на дневной тариф.