Обогрев дома электричеством: Способы отопление дома электричеством | Hitachi Ukraine

экономичный способ обогрева, расчет и монтаж своими руками

Многие привыкли считать дачу сугубо летней постройкой. В крайнем случае там отдыхают в более-менее теплое время года. Не совсем верное мнение. Все больше людей уезжает на выходные загород даже при плохих погодных условиях. Проблему прогрева дачного дома, которая обязательно возникнет можно решить с помощью различных электрических нагревателей.

Почему электроэнергия?

Стоит ли устанавливать на даче газовое или водяное отопление? Если в холода вы пользуетесь сооружением нерегулярно, устанавливать такие системы нецелесообразно.

Кроме того, не ко всем дачным поселкам подведена центральная магистраль газоснабжения. И хотя отопление электричеством не самое экономичное, по экологичности и эффективности опережает многие другие способы.

Электронагреватели

Современные нагревательные приборы не только успешно справляются с обогревом дачи, степень комфорта использования такого оборудования достаточно высока. Настройка терморегулятора позволяет поддерживать заданную температуру в помещении даже в период вашего отсутствия.

Некоторые модели оснащены таймером, который можно запрограммировать на включение прибора перед поездкой загород. Управлять такими «умными» устройствами можно посредством отправки СМС-сообщений. Таким образом можно как включать, так и отключать электроприбор.

Конвекторы

Наиболее распространенными приборами, предназначенными для электрообогрева, сегодня являются специальные конвекторы. Монтаж таких устройств не занимает много времени. Чаще всего устанавливаются на стене, в редких случаях на полу. Работа прибора основана на принципе конвекции воздуха.

Конвектор обеспечивает равномерный обогрев всего помещения. Встроенный в нижней части устройства ТЭН нагревает проходящий через него воздух. Теплые воздушные потоки быстро обогревают помещение. Термостат нагревателя поддерживает постоянную температуру в доме.

Масляные радиаторы

Внутри корпуса таких устройств находится масло, которое нагревается ТЭНом. Поверхность прибора разогревается и передает тепло в пространство помещения. Чтобы ускорить теплообмен некоторые модели оснащаются вентиляторами.

Инфракрасные обогреватели

Обычно устанавливаются на потолке. Инфракрасные волны, излучаемые такими приборами, поглощаются окружающими поверхностями и трансформируются в тепловую энергию. Нагреваясь, поверхности отдают тепло воздуху в помещении.

Посредством таких приборов можно организовать отопление определенного участка в тех случаях, когда не нужно обогревать все помещение. Возможности ИК нагревателей позволяют существенно снизить затраты на электроэнергию.

Теплый пол

Обогрев электричеством можно организовать с помощью кабельного отопления. Специальный нагревательный кабель укладывают на пол, подключают к источнику питания, сверху укладывают покрытие. Реализовать такое отопление лучше всего на стадии строительства или капитального ремонта.

Автономная отопительная система

Отопление большого дачного дома или коттеджа лучше сделать с использованием котла. Для этого потребуется выполнить разводку труб и установить радиаторы. Зато в результате вы получите надежную, эффективную, экологичную систему теплоснабжения.

Современные электрические котлы – компактные, легко управляемые устройства, создающие в помещении комфортный температурный режим. Они обладают большим коэффициентом полезного действия, не требуют покупки, транспортировки и хранения топлива.

Электрокотлы выпускаются в трех разновидностях:

1. индукционные;
2. ТЭНовые;
3. электродные.

Обогрев дома индукционным котлом обойдется дешевле, чем ТЭНовым, но само устройство стоит дороже. Самым экономным считается электродный нагреватель, однако его нельзя задействовать для нагрева полов.

Комбинированные котлы

В сельской местности наиболее практичным и выгодным вариантом является отопление электричеством и дровами. Такой способ предполагает минимальные затраты на оборудование и его обслуживание.

Преимущество комбинированного устройства заключается в том, что для его работы может применяться как твердое топливо, так и электроэнергия. Конструкция устройства позволяет поддерживать заданную температуру на протяжении длительного времени даже во время вашего отсутствия на даче. Причем прибор будет работать на самой малой мощности.

Возможные перебои с электричеством также не страшны, нужно лишь запастись на зиму дровами.

Отопление дома электричеством дешево и как сократить затраты

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.

Содержание

1. Как удешевить обогрев дома
2. Ночной тариф и теплоаккумулирующие емкости
3. Умное отопление, контроллеры для управления электрокотлом
4. Комбинированный вариант

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».

Важно: контроллер с поддержкой недельного расписания с точностью в час или даже полчаса, а также с учетом внешней температуры позволяет снизить непосредственно затраты электроэнергии, пресекая работу котла в те моменты, когда обогрев не нужен.

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.

Домашние системы отопления | Министерство энергетики

Энергосбережение

Изображение

Отопление вашего дома потребляет больше энергии и стоит больше денег, чем любая другая система в вашем доме, что обычно составляет около 29% вашего счета за коммунальные услуги.

Независимо от того, какая система отопления у вас в доме, вы можете сэкономить деньги и повысить свой комфорт, правильно обслуживая и модернизируя свое оборудование. Но помните, что энергоэффективная печь сама по себе не окажет такого большого влияния на ваши счета за электроэнергию, как использование подхода для всего дома. Сочетая надлежащее техническое обслуживание и модернизацию оборудования с рекомендуемыми настройками изоляции, воздухоизоляции и термостата, вы можете сэкономить около 30 % на счетах за электроэнергию и сократить выбросы в окружающую среду.

Советы по нагреву

• Установите программируемый термостат на минимальное значение, удобное для зимы, и снижайте заданное значение, когда вы спите или находитесь вне дома.
• Очищайте или заменяйте фильтры печей один раз в месяц или по рекомендации.
• Очистите регистры теплого воздуха, нагреватели плинтуса и радиаторы по мере необходимости; убедитесь, что они не заблокированы мебелью, ковровым покрытием или шторами.
• Удалять скопившийся воздух из радиаторов горячей воды один или два раза в сезон; , если вы не знаете, как выполнить эту задачу, обратитесь к специалисту .
• Поместите термостойкие отражатели радиаторов между наружными стенами и радиаторами.
• Выключите кухонные, ванные и другие вытяжные вентиляторы в течение 20 минут после того, как вы закончили готовить или принимать ванну; при замене вытяжных вентиляторов рассмотрите возможность установки высокоэффективных моделей с низким уровнем шума.
• Зимой держите шторы и жалюзи на окнах, выходящих на юг, открытыми в течение дня, чтобы солнечный свет проникал в ваш дом, и закрывайтесь на ночь, чтобы уменьшить холод, который вы можете почувствовать от холодных окон.

При покупке нового отопительного оборудования выбирайте энергосберегающие продукты. Ваш подрядчик должен быть в состоянии предоставить вам информационные бюллетени по энергопотреблению для различных типов, моделей и конструкций, чтобы помочь вам сравнить энергопотребление. Информацию о минимальных рейтингах см. в стандартах эффективности, а при покупке новых продуктов ищите ENERGY STAR.

Системы отопления

Активное солнечное отопление

Живете в холодном климате, но получаете много солнца? Активное солнечное отопление может быть наиболее эффективным вариантом обогрева вашего дома.

Узнать больше

Электронагрев сопротивления

Электрообогрев может быть дорогим в эксплуатации, но может быть уместным, если вы нечасто отапливаете помещение или если его расширение обойдется дорого…

Узнать больше

Печи и котлы

Большинство американцев отапливают свои дома печами или котлами, причем доступны высокоэффективные модели всех типов печей и котлов. Пора…

Узнать больше

Отопление дровами и пеллетами

Ищете эффективный возобновляемый способ отопления дома? Древесина или пеллеты являются возобновляемыми источниками топлива, а современные печи на дровах и пеллетах эффективны. ..

Узнать больше

Системы распределения тепла

Имеется ли в вашем доме эффективная система распределения тепла? Узнайте о различных системах дистрибуции.

Узнать больше

Лучистое отопление

Попрощайтесь с холодными полами зимой. Лучистое отопление может быть удобным и эффективным выбором отопления.

Узнать больше

Малые обогреватели

Ищете недорогой способ обогрева помещения? Небольшие обогреватели полезны для дополнительного или периодического обогрева, но их необходимо установить и эксплуатировать…

Узнать больше

• Связано с энергосбережением

Системы тепловых насосов Узнать больше

Программируемые термостаты Узнать больше

Минимизация потерь энергии в воздуховодах Узнать больше

Осушающие тепловые трубки Узнать больше

Как считывать показания счетчиков электроэнергии и природного газа в жилых домах Узнать больше

Товары и услуги для обогрева и охлаждения помещений Узнать больше

Я полностью подключил дом к электричеству.

Вот как это работало и сколько это стоило

Барри Синнамон — генеральный директор калифорнийской компании Cinnamon Energy Systems.

***

Я пишу это в Сан-Хосе под марсианским красным небом, изредка падающим легким пеплом и слабым запахом дыма в воздухе. Солнечная энергия снизилась на 60 процентов, несмотря на то, что огонь горит не менее чем в 50 милях отсюда.

Некоторые люди говорят, что это новая норма. По всей вероятности, ситуация ухудшится по мере того, как мы будем сталкиваться с более экстремальными погодными явлениями и повышением уровня моря из-за таяния ледяных щитов. Многие жители Калифорнии буквально бессильны, поскольку наша коммунальная инфраструктура не справляется с последствиями изменения климата, усугубляемого растущими потребностями нашего общества в электроэнергии.

К счастью, с доступными в настоящее время солнечными батареями, батареями и тепловыми насосами, каждое двухэтажное здание с солнечной крышей может быть чистым генератором энергии — по существу, с отрицательным выбросом углерода. Более того, с батареями, подключенными к сети, здания могут легко обеспечить отказоустойчивость, необходимую нашей сети во время нехватки электроэнергии и отключений электроэнергии.

Помимо альтруизма, генерация дешевле, чем консервация существующих зданий. Более рентабельно добавить солнечную энергию и аккумулятор, чем повышать эффективность оболочки здания или заменять существующее оборудование ОВКВ до истечения срока его службы новым высокоэффективным оборудованием.

Время сжечь этот мост к природному газу

Бывший министр энергетики США Эрнест Мониз позиционировал природный газ как мост к возобновляемым источникам энергии. Мы пересекли этот мост; возобновляемые источники энергии на месте теперь дешевле природного газа для всех применений, кроме промышленного технологического тепла и дальних перевозок.

Человечество столкнулось с чрезвычайной ситуацией, связанной с изменением климата. Поскольку солнечную энергию и хранилище на крыше можно установить быстро и недорого, мы не должны останавливаться на нулевом выбросе углерода — мы должны стремиться сделать все здания углеродно-отрицательными как можно быстрее.

Потребительская экономика для использования возобновляемых источников энергии на месте является убедительной. Рассмотрим дом, который использует 1000 терм природного газа для отопления помещений в год; при цене 2 доллара США за тепло, это составляет 2000 долларов США в год. Текущие тепловые насосы будут потреблять 8 300 киловатт-часов в год, чтобы обеспечить такое же количество тепла; по цене 0,30 доллара за кВтч, что составляет около 2500 долларов за электроэнергию.

Однако, если учесть в уравнении солнечную энергию на крыше при средней ставке 0,10 долл. США/кВтч, годовые эксплуатационные расходы на тепловой насос составят 830 долл. США. Аналогичная энергетическая математика также демонстрирует, что водонагреватель с тепловым насосом превосходит водонагреватель на природном газе.

Преодоление нашей зависимости от ископаемого топлива является сложной задачей, поскольку на здания приходится 28 % общего потребления энергии в Калифорнии. К сожалению, литература о реальных случаях электрификации существующих зданий ограничена. Является ли модернизация электрификации практичной, рентабельной и удобной? Могут ли здания ежегодно вырабатывать всю необходимую им энергию?

Чтобы выяснить это, я начал проект по полному переводу 50-летнего дома в Сан-Хосе на электричество. Больше никакого ископаемого топлива.

По пути я столкнулся с несколькими камнями преткновения, но также получил несколько очень приятных сюрпризов. Следующее обсуждение разбивает этот опыт электрификации зданий на три основных этапа: подготовка, создание и преобразование.

Подробная информация представлена ​​в следующей таблице и в обсуждении ниже.

Подготовка: Низко висящие фрукты

Здравый смысл предлагает начать с энергоаудита. Я использую программы энергетического аудита более 40 лет, включая программу Home Energy Advisor Министерства энергетики США. К сожалению, эти программы редко учитывают местные тарифы на коммунальные услуги, стимулы для солнечной энергии и хранения, а также снижение стоимости солнечной энергии и хранения, а также новые технологии тепловых насосов и бытовых приборов.

Мой противоположный совет — отказаться от энергетического аудита и вместо этого сосредоточиться на низко висящих фруктах — как правило, на светодиодном освещении; герметизация протекающих окон, дверей и воздуховодов; и эффективная эксплуатация электроприборов при самых низких тарифах на электроэнергию.

Тем не менее, существуют продукты и услуги, которые предоставляют отчеты о потреблении электроэнергии в режиме реального времени; эти услуги весьма полезны для выявления и последующего сокращения потребления электроэнергии в здании.

Для этого проекта не было экономического смысла повторно утеплять стены или модернизировать оставшиеся окна с одинарным остеклением. Тем не менее, древняя изоляция чердака была удалена пылесосом и добавлено 18 дюймов вспененной целлюлозы, что повысило значение R с менее чем 7 до 60.

Замена всех ламп накаливания и компактных люминесцентных ламп на светодиоды не составляла труда. Старый односкоростной насос для бассейна был заменен новым насосом с переменной скоростью, который настолько тихий, что может работать ночью, когда тарифы на электроэнергию низкие. Устранение «вампирских» силовых нагрузок, использование термостата пониженного энергопотребления и использование приборов в непиковое время обеспечили дополнительную экономию.

Генерация: Солнечная энергия и аккумулирование

После того, как простые и дешевые меры по повышению энергоэффективности будут реализованы, почти в каждом случае следующим шагом будет выработка электроэнергии с помощью солнечной энергосистемы на крыше. Окупаемость этих систем происходит быстрее, чем при обновлении функциональных приборов, добавлении дополнительной изоляции стен или замене дверей и окон.

Поскольку данных о предыдущем потреблении энергии в доме не было, было подсчитано, что около 10 кВт фотоэлектрических панелей на крыше приведут к нулевому счету за электроэнергию, включая ОВКВ, нагрев воды, приготовление пищи, насосы для бассейна и один электромобиль. Я также установил 20 кВтч накопителя энергии и два инвертора (один с возможностью зарядки электромобиля).

Текущие тарифы на электроэнергию составляют 0,48 доллара США за кВтч с 16:00 до 21:00. и 0,17 доллара за кВтч в остальное время. Сохраняя солнечную энергию в аккумуляторе в течение дня (вместо того, чтобы продавать ее обратно в сеть по более низким дневным тарифам), а затем используя эту энергию ночью, клиенты аккумуляторов могут эффективно избегать высоких пиковых тарифов на электроэнергию. Кроме того, очевидным преимуществом является наличие резервного питания для основных нагрузок в доме во время отключений электроэнергии, вызванных неисправностями коммунального оборудования, пожарами и отключениями электроэнергии в целях общественной безопасности.

Переоборудование: замена всех газовых приборов

Приобретение новых высокоэффективных приборов для замены существующих функциональных приборов редко оказывается рентабельным. Лучше подождать, пока старая техника не умрет, если только эффективность существующей техники не является крайне низкой или есть другие причины (такие как комфорт, шум или непреодолимая вина окружающей среды).

В рамках подготовки к этому комплексному проекту электрификации первоначальная главная панель обслуживания на 200 ампер была модернизирована до новой панели обслуживания, готовой к работе от солнечной энергии. Поскольку эта работа была выполнена одновременно с установкой солнечных батарей и аккумуляторов, на эту модернизацию распространяется федеральный налоговый кредит.

Хотя существующая газовая печь работала, компрессор кондиционера работал ненадежно, а воздуховоды в доме находились в плохом состоянии. Для обеспечения отопления и кондиционирования воздуха была установлена ​​двухзонная система теплового насоса, а также два вентиляторных блока, новые воздуховоды и два термостата, подключенных к Интернету.

Обратите внимание, что это была не «сплит-система» без воздуховодов, а скорее традиционная система с воздуховодами, использующая существующие схемы вентиляционных отверстий в каждой комнате. Во время работы эту высокоэффективную инверторную систему отопления, вентиляции и кондиционирования практически невозможно услышать. Более того, наружная компрессорная установка занимала меньше места, чем существующий цилиндрический компрессор кондиционера, а удаление старой газовой печи и системы вентиляции освободило дополнительное место в гараже.

В Сан-Хосе действует программа скидок, поощряющая установку водонагревателей с тепловым насосом. Существующий газовый водонагреватель на 65 галлонов был заменен водонагревателем с тепловым насосом на 65 галлонов. Поскольку тарифы на время использования давали дополнительные преимущества при стирке в непиковое время, газовая сушилка была заменена электрической сушилкой.

После внесения этих изменений в бытовую технику старинная газовая плита стала единственным газовым прибором, оставшимся в доме. Вместо этой газовой плиты была установлена ​​индукционная варочная панель, что завершило электрификацию дома. Однако остались два редко используемых уличных газовых прибора: газовый обогреватель для бассейна/спа и газовый гриль. Поскольку эти газовые приборы, загрязняющие окружающую среду, используются редко и не имеют убедительных электрических вариантов, их оставили на месте.

Извлеченные уроки

• Дома, которые полностью электрифицированы — ОВКВ с тепловым насосом, водонагреватель с тепловым насосом, электрическая плита / духовка, электрическая сушилка, солнечная энергия, хранилище, электромобиль — не могут обойтись меньшими электрическими сетями на 100 или 125 ампер. Затраты для отдельных потребителей могут варьироваться от 5 000 долларов США за простое обновление электроснабжения до более 20 000 долларов США, если необходимо обновить подземную проводку или трансформаторы. Типичны авансовые платежи за инженерные услуги и задержки на шесть месяцев и более. Города и штаты, которые планируют электрифицировать существующие здания, должны найти способы упреждающей рационализации и снижения затрат на модернизацию электроснабжения. Ни один домовладелец в здравом уме не стал бы ждать от трех до шести месяцев без отопления и горячей воды, чтобы обновить электричество. Они просто заменят сломанные газовые приборы на новые.

• Технология тепловых насосов быстро развивалась. Однако подрядчики HVAC могут не понимать проблемы интеграции с солнечными батареями, системами хранения и резервного питания. В некоторых цитатах, которые я получил, рекомендовалось резервное отопление на природном газе или электричестве, а также более старая и менее эффективная технология теплового насоса, которая не работала бы во время отключения электроэнергии. Установленный мультизональный инверторный тепловой насос компактен и эффективен, а также имеет низкое потребление тока при работе и запуске.

• Сантехники иногда путают водонагреватели с тепловым насосом с накопительными водонагревателями или обычными электрическими баковыми водонагревателями (которые фактически запрещены в некоторых регионах). Для установки водонагревателя с тепловым насосом может потребоваться дополнительная электрическая цепь на 30 ампер, что является электрической задачей, которая выходит за рамки работы обычных сантехников.

• Оценить солнечную систему довольно просто, если использовать исторические данные об энергии. Более сложные инженерные расчеты необходимы для определения дополнительной солнечной мощности, необходимой, когда рассматривается водонагреватель с тепловым насосом, система HVAC или электромобиль. При проектировании аккумуляторной системы необходимо учитывать как мощность, доступную от батареи, так и энергоемкость батареи, и эти требования к мощности/энергии зависят от размера солнечной системы, а также от устройств, которые, как ожидается, будут работать во время отключения электроэнергии.

• Хотя оборудование для полностью электрических домов надежно, большинство программ и протоколов связи все еще находятся на ранней стадии. Эти системы (и соответствующие приложения для мобильных телефонов) редко взаимодействуют друг с другом. Самые большие проблемы в этом проекте связаны с настройкой этих приложений и обеспечением их надежной связи.

• В этом проекте участвовали семь различных типов специализированных подрядчиков: теплоизоляция, бассейн, электричество, солнечная энергия/аккумулятор, HVAC, сантехника и столярные работы. Домовладельцам, которые не знакомы с техническими компромиссами, следует подумать о найме консультанта, который понимает доступные варианты оборудования, а также местные правила, тарифы на электроэнергию и стимулы.

• В этом проекте значительно улучшен комфорт и безопасность. Электрическая система безопаснее; HVAC, нагрев воды и приготовление пищи не создают выбросов и пожароопасности; обогрев и охлаждение работают тише и комфортнее; а резервное питание автоматическое, бесшумное и безопасное.

• После одного года эксплуатации становится ясно, что солнечная система мощностью 10 кВт на крыше была бы подходящим размером. Однако во время монтажа были установлены дополнительные панели, в результате чего мощность системы увеличилась до 12,8 кВт. По истечении первого года система выработала 17 404 кВтч, из них 7 788 кВтч превышены по счету за коммунальные услуги. Излишков энергии было бы намного меньше, если бы дома заряжались два электромобиля, а не один. 20 кВт-ч накопителя энергии обеспечили достаточную мощность, чтобы избежать пикового использования энергии в 335 из 365 дней в году. Только в очень жаркие, задымленные или пасмурные дни приходилось пользоваться электроэнергией в часы пик.

Политические рекомендации

Ощутимые последствия изменения климата вынуждают Калифорнию электрифицировать здания и транспорт во все более короткие сроки. Необходимо заменить все газовые приборы, а также необходимо недорогое и надежное электричество. Модернизация существующих зданий с помощью солнечных батарей и накопителей на месте является самым быстрым и наименее дорогим средством для достижения этой цели. Поскольку дополнительные затраты на добавление большего количества солнечной энергии и хранения относительно низки, поощрение зданий к снижению выбросов углерода выгодно для окружающей среды, энергосистемы и налогоплательщиков.

Эффективные переходы такого масштаба ускоряются за счет благоприятной экономики клиентов. С финансовой точки зрения, есть частный капитал как от владельцев зданий, так и от банковского сектора. Однако этот переход откладывается и отклоняется действующими коммунальными службами. Желание коммунальных предприятий, принадлежащих инвесторам, получать все большую прибыль, в корне противоречит потребности Калифорнии в быстром переходе на безопасную и доступную электроэнергию; единственное решение — пересмотреть бизнес-модель коммунального предприятия, а это непростая задача.

Реальные результаты этого проекта предлагают три ключевых политики для улучшения экономики и ускорения электрификации зданий:

1. Справедливая компенсация хост-клиентам

Потребители и инвесторы должны продолжать получать справедливую компенсацию как за энергию (кВтч), так и за мощность (кВт), которую они отдают в сеть. Они должны получить компенсацию за инвестиции, которые они делают в солнечную энергию и системы хранения, тем более, что эти миллионы солнечных и аккумуляторных систем обеспечивают энергию и мощность во время нехватки электроэнергии и отключений электроэнергии. Упущенная выгода для инвесторов коммунальных услуг не должна использоваться в качестве обоснования для увеличения затрат клиентов, особенно когда есть более быстрые и менее дорогие альтернативы налогоплательщикам.

2. Избавьтесь от бумажной работы, упростите стимулы, автоматизируйте присоединение

Эти ненужные бюрократические расходы добавляют 30 или более процентов к проектам электрификации, особенно тем, которые связаны с улучшениями, которые взаимодействуют с электрической сетью. Управление стимулами и взаимосвязями должно быть изъято из рук существующих отраслей, которые явно выступают против этих мер самогенерации и сохранения. Смешно, что коммунальные предприятия, принадлежащие инвесторам, настолько преднамеренно и эффективно управляют программами поощрения, что затраты на оформление этих документов часто превышают ценность самого поощрения. Задержки при подключении от четырех до шести месяцев типичны для аккумуляторных проектов, что соразмерно снижает финансовые выгоды для клиентов (пятимесячная задержка со счетом за электроэнергию в размере 300 долларов означает, что дополнительные 1500 долларов идут коммунальному предприятию, а не экономятся потребителем).

3. Модернизация электроснабжения жилых домов

Процесс модернизации электроснабжения дома нарушен и требует капитального ремонта. Когда у домовладельца выходит из строя водонагреватель или печь, или он покупает электромобиль, или он хочет установить солнечную батарею на крыше, чтобы удовлетворить все (или более) свои потребности в электричестве, или он хочет установить аккумулятор для резервного питания и услуг поддержки сети , они не могут ждать шесть месяцев и тратить целых 20 000 долларов США на свою утилиту, чтобы перейти на обновление услуги. Эти дополнительные расходы и задержки часто полностью сводят на нет усилия домовладельцев по электрификации.