Отопление от электрического котла в частном доме: виды электрических котлов, особенности, правила выбора

Содержание

критерии выбора и особенности монтажа

Занимаясь обустройством дома, владелец недвижимости должен продумать каждую деталь, начиная особенностями планировки и заканчивая выбором интерьерной краски. При этом собственник не должен забывать и про такие приоритетные направления обустройства дома как проектирование системы отопления. Правильно подобранный отопительный электрокотел, работающий в контуре с мощными радиаторами и надежными трубопроводами, позволит добиться в помещении максимально комфортного и здорового микроклимата.

Особенности использования электрокотлов в системе обогрева дома

Тепло – это неотъемлемая составляющая уюта, а электрокотел для отопления частного дома – верный инструмент для создания тепла в холодную погоду, поэтому от его корректной работы будет зависеть комфорт проживания в определенном здании. В некоторых случаях люди предпочитают электрокотлы 3 квт купить в качестве альтернативы газовым аналогам. До сих пор не все регионы страны газифицированы, поэтому собственники решают удовлетворить потребности в обогреве жилища монтажом электрического котла.

Мощный электрокотёл для отопления дома 200 квадратных метров может быть использован для двухэтажных частных владений, а небольшой котел мощностью 10 кВт подойдет для эффективного отопления дома площадью около 100 квадратных метров. Владельцы дачных домиков и небольших усадеб могут использовать в качестве базового отопительного прибора электрокотел 3 квт, мощности которого достаточно на обогрев помещения площадью до 35 квадратных метров.

Минусы электрического отопления заключаются в следующих моментах:

  • котлы не обладают достаточным запасом мощности для обогрева больших частных домов;
  • для бесперебойной работы нужен постоянный источник электричества;
  • необходима новая проводка, которая позволит использовать установленное электрооборудование для отопления на полную мощность.

Плюсы использования электрокотлов представлены следующим перечнем:

  1. стандартный электрокотел отопления легко монтировать и подключить к контуру;
  2. для установки не требуются разрешительные документы от коммунальных служб;
  3. наличие дымохода не является критическим требованием;
  4. бесшумная и безотходная работа прибора;
  5. возможность подсоединения параллельных контуров (система горячего водоснабжения, теплый пол и пр.
    ).

Критерии выбора котлов

Существует множество критериев, указывающих на специфику работы котла. Собственник должен понимать, что приобретая электрокотел отопительный цена которого напрямую зависит от мощности и функциональности, он осуществляет долгосрочные капиталовложения.

От того, насколько качественным, надежным и долговечным будет установленный в доме котел, зависит окупаемость его инвестиций в долгосрочном периоде.

Чтобы понять, как выбрать электрокотел для отопления частного дома и не ошибиться в своем выборе, важно проанализировать различные модели отопителей по следующим критериям.

Номинальная мощность

Прежде чем узнать, сколько стоит электрокотел для отопления частного дома, необходимо заглянуть в документы отапливаемого помещения и узнать точную площадь дома. Эта информация необходима для выбора котла соответствующей мощности. Ориентировочно, на каждые десять квадратных метров отапливаемой площади в расчетах закладывается один киловатт мощности котла.

К примеру, электрокотел 6 квт может стать основой отопительного контура в частном доме площадью до 60 квадратных метров. При этом менее мощный и доступный аналог — электрокотел 3 квт цена которого находится в пределах 200-300 долларов, подойдет для обогрева небольших помещений.

Такие расчеты носят приблизительный характер и дают возможность общей оценки тепловой потребности дома. Произвести точный расчет тепловой потребности здания может только грамотный специалист, который оценит внешние условия и подберет котел максимально корректно по критерию мощности.

Количество контуров

Изучив рейтинг электрокотлов для отопления частного дома, потребитель может понять, что на рынке пользуются популярностью одноконтурные и двухконтурные модели. Более подробно о выборе контура можно прочитать в нашей статье «Частный дом: монтаж отопления и выбор контура».

Первый вариант котлов обладает примитивной конструкцией и используется исключительно для нагрева теплоносителя и его равномерного распределения по радиаторам.

Преимуществом такого котла является доступная стоимость, простота использования и компактный корпус.

Двухконтурный электрокотел купить будет лучше, поскольку он более функциональный и может быть задействован не только для обогрева, но и для бытового водоснабжения.

Стоимость такого котла немного выше одноконтурного аналога, но владельцу стоит задуматься о том, что устанавливая в доме двухконтурный котел, он может не тратить деньги на приобретение бойлера для подогрева воды.

Функциональный электрокотел двухконтурный для отопления частного дома цена которого находится в диапазоне от 500 до 800 долларов, может стать отличным капиталовложением и полностью оправдать все затраты собственника своей длительной безупречной работой в системе отопления и ГВС.

Особенности работы

Большинство моделей, представленных на рынке, таких как электрокотел Вайлант цена которого составляет около 600 долларов, отличаются бесшумной работой и превосходными эксплуатационными характеристиками. Но некоторые дешевые модели могут работать не так слаженно и доставлять жильцам дома дискомфорт громким звуком во время переключения реле и запуска циркуляционного насоса.

Желая оборудовать дом тихим и надежным оборудованием, владелец должен обращать внимание и на критерий уровня шума, издаваемого при работе. Обычно этот показатель указывается производителями вместе с другими характеристиками в сопроводительных документах к котлу или насосу.

Выбор производителя

Качественное отопление в частном доме электрокотлом отзывы о котором можно найти на тематических сайтах, возможно лишь в том случае, если владелец выбрал отопительное устройство от надежного и проверенного производителя. Наибольшей популярностью у отечественных потребителей пользуются итальянские электрокотлы от компаний «Ferroli Zews», «Biasi Saetta» и прочих брендов. Такие котлы адаптированы к нагрузкам и отличаются устойчивостью к скачкам напряжения в сети.

Не меньшей популярностью среди соотечественников пользуются немецкие бренды. Так, немецкий электрокотел отзывы о котором можно найти на официальном портале бренда «Vaillant», отличается долгим сроком службы, высоким КПД и простой безопасной эксплуатацией. Среди европейских брендов стоит выделить компанию из Словакии, поставляющую на рынок электрокотлы Протерм цена которых находится в диапазоне от 500 до 700 у.е.

Котлы российского производства составляют достойную конкуренцию перечисленным выше брендам.

Так, российский электрокотел Галан цена которого намного доступнее стоимости европейского аналога, не уступает дорогим моделям котлов по функциональности, производительности и рабочим характеристикам. Хорошую репутацию на рынке имеют отечественные электрокотлы Эван отзывы про которые пользователи размещают в сети.

Выбор конкретного бренда зависит от финансовых возможностей покупателя и требований, которые он предъявляет к электрическому отопительному оборудованию.

Наличие дополнительных опций

Если устраивает на электро котёл отопление 220в цена отзывы о нем можно найти в сети Интернет. При этом собственник дома может обратить внимание на дополнительное оборудование, встроенное в котел. Это может быть интегрированный циркуляционный насос, всевозможные автоматические системы защиты котла от аварий, расширительная мембрана и прочее оборудование, повышающее функциональность котла. Более подробно про электрическое отопление частного дома можно прочитать здесь.

В случае если модель не оснащена вспомогательными опциями, собственнику придется отдельно покупать всевозможные насосы, мембраны и датчики, а затем подключать их к контуру отопления. Это предполагает определенные затраты средств и труда, поэтому первоначально стоит отдавать предпочтения более совершенным и функциональным моделям котлов в максимальной комплектации.

Особенности монтажа

Как и газовые аналоги, электрокотлы могут устанавливаться на пол или на стену. Они отличаются компактным легким корпусом, поэтому процесс монтажа не предусматривает засверливания мощных кронштейнов или подготовку бетонной подушки для установки котла. Выбрав определенное место в доме для монтажа устройства, владелец может за несколько часов установить котел и подключить его к отопительному контуру.

Принцип работы

Несмотря на похожие корпуса и рыночное позиционирование в одном ценовом сегменте, электрические котлы от разных производителей могут отличаться по принципу работы. От того, какой принцип получения тепла использован в конкретной модели котла, зависит его внутреннее устройство, а также производительность, безопасность и коэффициент полезного действия.

В настоящий момент по принципу работы классифицируют следующие модели элеткрокотлов:

  1. индукционные модели;
  2. электродные модели;
  3. модели с ТЭНами.

Индукционный котел

По конструкции индукционный котел представляет собой катушку-трансформатор, которая получает электрическое питание через первичную обмотку, подключенную к сети. При этом вторичная обмотка вырабатывает переменное магнитное поле и провоцирует появление на металлических трубках, расположенных внутри, вихревые токи, разогревающие проходящий по контуру теплоноситель.

Электродный котел

Электродные котлы относят к приборам проточного типа. Такие котлы используют ток для ионизации молекул воды и ее нагревания. Электродные приборы не должны использоваться в контурах с обыкновенной водой, ведь для их эффективной работы нужен специально подготовленный теплоноситель.

ТЭНовый котел

Модели с ТЭНами имеют в конструкции нагревательную спираль, которая помещена в теплопроводящую трубку. Такие котлы пользуются наибольшим спросом со стороны потребителей и отличаются простой конструкции, доступной ценой и безопасностью.

Подобрав оптимальный электрический котел для отопления дома, собственник не должен забывать и про другие условия качественного обогрева дома. Ему также предстоит подобрать оптимальный проект отопления и купить предусмотренные им отопительные приборы для контура.

Электрическое отопление загородного дома под ключ – цена на услуги по отоплению частных домов электричеством

Электрическое отопление

Цены на услуги по обустройству электрического отопления

Бытует мнение, что электрическое отопление дома является нерентабельным, так как электричество является дорогим энергоносителем.

Современные подходы создания электрических отопительных систем позволяют сделать их более экономичными и повысить КПД, особенно в ситуациях, когда другие энергоносители недоступны.

Для того чтобы электрическое отопление было выгодным и экономичным, нужно правильно определить наиболее оптимальную категорию системы, подобрать оборудование в соответствие со схемой и предварительными расчетами.

Рисунок 1. Котельные в частных домах на базе электрических котлов

Отопление дома электрическим котлом

Наиболее популярное электроотопление в частном доме – это водяное отопление, в схеме которого основным генератором тепла выступают электрические котлы напольного и настенного исполнения. Основным отличием этих агрегатов является мощность: у настенных она колеблется в диапазоне 5-60 кВт с обогревом помещений общей площадью от 50 до 600 м2, у напольных аналогов мощность от 60 кВт и отапливаемая площадь, соответственно, больше.

Электрокотлы небольшой мощности могут подключаться как к однофазной сети в 220 В, так и к трехфазной в 380 В. Агрегаты повышенной мощности (от 8 кВт и выше) могут питаться только от трехфазной сети.

В электрокотлах система циркуляции может быть естественной и принудительной. В качестве теплоносителя одинаково эффективные вода или специальные незамерзающие антифризы.

Рисунок 2. Устройство электрического котла

Устройство и принцип действия электрического котла

Принцип функционирования электрокотлов обладает традиционной схемой: на первом этапе теплоноситель направляется во внутренний резервуар агрегата, в котором расположен нагревательный элемент – ТЭН. В процессе его нагрева тепло передается воде или антифризу, которые согласно физическим законам самотеком либо под воздействием насоса циркуляционного типа равномерно поступают в систему отопления частного дома электричеством, передавая полученную температура радиаторам. Вся система имеет кольцевую структура, вследствие чего охлажденный теплоноситель снова возвращается во внутренний резервуар генератора тепла.

Для контроля функционала электрокотла используется блок управления. Также имеется комнатный температурный регулятор, который дополняет контур управления агрегатом: он реагирует на снижение температурных показателей и подает сигнал котлу на включение режима нагрева. Внутренний температурный датчик котла отслеживает температуру теплоносителя, таким образом определяя скорость расхода энергии. Он также управляет функционалом, задавая различные режимы нагрева и регулирует электроотопление.

Все эти компоненты, участвуя в процессе регулирования мощности агрегата, в целом позволяют на 30% уменьшить энергопотребление электрической системы отопления частного дома.

Преимущества отопления электрокотлом:

  • Невысокая стоимость оборудования;
  • Простая эксплуатация и абсолютная надежность, снижена регулярность ремонтных и сервисных мероприятий;
  • Низкий уровень шума;
  • Доступное управление и автоматизированный функционал;
  • Отсутствует риск возгорания из-за исключения открытого пламени;
  • Нет необходимости в дымоходе из-за отсутствия выбросов продуктов горения;
  • Отсутствует необходимость в обустройстве отдельного помещения для установки, компактность;
  • Доступность топлива в любом регионе страны при отсутствии расходов на его транспортировку или хранение;
  • КПД отопления частного дома электричеством достигает 100%.

Минусы использования электрокотлов:

  • Затраты на электроэнергию превышают стоимость иных энергоресурсов;
  • Необходимость обеспечения защиты оборудования от сбоев в сети напряжения;
  • Запрещено превышать установленный лимит мощности;
  • Высокая затратность электрического отопления для домов с площадью, превышающей 100 м2.

Рекомендуемые котлы для отопления электричеством

Примеры монтажа

Прямое отопление дома электричеством

Электроотопление обладает таким отличительным признаком, как непосредственная трансформация электроэнергии в тепло с исключением из схемы теплоносителя. Подобная схема также встречается в частных домах, обладая как достоинствами, так и недостатками. Чаще всего отопление организуется с использованием электрических отопительных приборов, таких как конвекторы напольного либо настенного исполнения, теплый пол, инфракрасные обогреватели, тепловые завесы и т. п.

Рисунок 3. Масляные радиаторы в частном доме

Масляные радиаторы

Наиболее простые отопительные приборы – масляные радиаторы, используемые в отдельных помещениях. Он представляет собой корпус, секции которого соединены между собой по принципу радиаторов отопления.

Внутренняя емкость конструкции заполняется минеральным теплоносителем, который непосредственно контактирует с погруженными в него ТЭНами, отвечающие за подогрев. В большинстве случаев такие электроприборы бытового предназначения обладают мощностью в диапазоне от 2,5 до 3 кВт. Это позволяет за малый промежуток времени нагреть теплоноситель до 2 тысяч градусов, что, соответственно, ускорит процесс обогрева помещений. Поэтому масляные радиаторы считаются незаменимыми союзниками в борьбе с неожиданным похолоданием в квартире либо доме.

Использование масляных радиаторов нецелесообразно для постоянного обогрева домов, так как они потребляют много электроэнергии. Свою эффективность они подтверждают лишь в качестве краткосрочного решения вопроса или дополнительного отопительного прибора.

В более высоких масштабах альтернативой считаются конвекторы, которые также могут служить и в качестве общего обогревателя.

Рисунок 4. Настенные конвекторы в системе электрического отопления

Электрические конвекторы

Конструкция конвектора представляет собой монолитный корпус, в котором присутствует нагревательный элемент. ТЭН нагревает воздух, который потом распространяется по всему помещению в очень короткие сроки через специальные отверстия или решетку. В современных приборах есть возможность регулировки диаметра отверстий, корректируя таким образом объем выходящего нагретого воздуха. В корпусе имеются и нижние отверстия, через которые производится забор холодного воздуха для его последующего нагрева и распространения в помещении.

Электрические конвекторы выгодны только в тех ситуациях, когда устройство водяного отопления невозможно либо связано с глобальными капиталовложениями.

В данных приборах предусмотрена некоторая автоматизация, исключающая постоянное участие человека в его работе. В частности, внутренний температурный датчик отслеживает температуру забираемого воздуха. При достижении этим параметром установленной величины устройство автоматически отключается. Дополнительным преимуществом электрических конвекторов в сравнении с масляными радиаторами является их разное исполнение – напольное и настенное.

Рисунок 5. Инфракрасные обогреватели для отопления электричеством

Инфракрасные обогреватели

Солнечный свет является максимально эффективным природным обогревателем. Однако в наших широтах в холодное время года яркие солнечные лучи – редкость. Заменить их смогут специальные электрические инфракрасные приборы отопления. В корпусе данного устройства присутствует нагревательный элемент – ТЭН, который является генератором инфракрасных волн. Это излучение, распространяющееся из обогревателя, несет в себе тепло, передаваемое не внутренней атмосфере, а именно элементам интерьера, на которые они попадают. Это позволяет избежать «холостого» расхода тепла и направлять его непосредственно в те зоны, где есть необходимость в нем.

В результате у современных инфракрасных обогревателей крайне высокий КПД – свыше 90%, что делает их в сравнении с иными электрическими аналогами отопительных устройств наиболее выгодными.

Рисунок 6. Система «теплый пол»

Электрический теплый пол

Как полноценная система отопления теплый пол экономически невыгоден. Однако он может выступать в роли дополнительного источника тепла, а также существенно ускорять процесс обогрева помещений. Данная конструкция состоит из специальной пленки, на которую закреплены нагревательные кабели. Она устанавливается на ровную поверхность, после чего декорируется напольным покрытием. В определенных точках на теплый пол крепятся температурные датчики, подключаемые к общему термостату. Последний устанавливается на стену и позволяет корректировать работу системы.

Потребитель имеет возможность сам корректировать работу электрического отопления и устанавливать в доме комфортную температуру.

Теплый пол отличается более простым монтажом, который легко выполняется и своими руками без привлечения специалистов. Вы можете воспользоваться нашими рекомендациями, а также видеороликами, в подробностях описывающими весь процесс установки.

Как показывает практика, электрический теплый пол эффективен в точках максимально высоких теплопотерь – зоны возле входных дверей, балконы, а также в помещения с высокой влажностью – саунах, ванных комнатах, бассейнах.

Преимущества прямого отопления электричеством:

  • Регулировка параметров температурного режима осуществляется оперативно;
  • Установка температуры в диапазоне 5-30 °C;
  • Компактные габариты отопительных устройств;
  • Упрощенное обслуживание и эксплуатация;
  • Отсутствие шумов при работе устройства.

Недостатки:


  • Затраты на электроэнергию превышают стоимость иных энергоресурсов;
  • Необходимость обеспечения защиты оборудования от сбоев в сети напряжения;
  • Для каждого из помещений устанавливаются собственные параметры в связи с отсутствием общего регулятора.

Почему электричество в сравнении с газом чаще используется в системе отопления?

Во-первых, электрокотлы по своим техническим характеристикам не только не уступают аналогам, работающим на природном топливе, но и в некоторых направлениях даже превосходят их. Особенно это касается первоначальных издержек на работы по обустройству системы отопления частного дома. Не только материальных, но и временных, т.к. нет необходимости в прохождении процедуры по получению специальных разрешений и допусков у соответствующих госорганов.

Во-вторых, по своей стоимости и электрическое, и газовое оборудование идентичны. А вот эксплуатационные расходы отличаются существенно, причем с каждым последующим годом. Сюда следует добавить и отсутствие риска для безопасности проживающих в частном доме, а также для окружающей его экологии.

Другие виды отопления

Особенности отопления на объектах

Возник вопрос? Свяжитесь с нами!

Для того чтобы связаться с нами, Вы можете заполнить форму обратной связи, написать нам либо позвонить по телефону, указанному ниже.

Мы работаем ежедневно: с 9:00 до 21:00
Звоните: +7 (495) 135-00-98
E-mail: [email protected]

Форма обратной связи

Электрокотел для отопления частного дома

Электрокотлы для отопления частного дома служат для преобразования потребляемой из сети электрической энергии в тепловую, путем нагрева теплоносителя, проходящего через нагревательный элемент агрегата.

Электрический котел Пирамида 4,5 кВт.

Современный электрический котел – это надежный, безопасный прибор для отопления частного дома. Однако высокая стоимость электроэнергии не позволяет их использовать в качестве основного элемента системы отопления. В большинстве случаев их используют как дополнительный, резервный источник тепла в сочетании с другим, более экономичным агрегатом (твердотопливный, газовый котел, тепловой насос и т.д.). Электрокотлы применяют в качестве основного отопления частных домов и дач при отсутствии газовой магистрали.

Преимущества

  • Высокий КПД (до 100%).
  • Невысокая стоимость.
  • Небольшие размеры и вес котла. Нет необходимости обустраивать специальное помещение для его установки.
  • Безопасность (отсутствие открытого огня).
  • Система экологична и не загрязняет атмосферу, нет утечек газа и выбросов продуктов горения.
  • Нет необходимости обустраивать вентиляцию и дымоход.
  • Низкие затраты на подключение, пусконаладочные работы и текущее обслуживание.
  • Не нуждается в специальном обслуживании и чистке отдельных компонентов агрегата.
  • Автономность работы.
  • Способность точного поддержания заданной температуры.
  • Не требует подвоза и хранения топлива.
  • Отдельные модели поддерживают дистанционное управление при помощи мобильного телефона.

Недостатки:

  • Высокие затраты на электроэнергию.
Примечание! Применяя современные экономичные модели электрокотлов с программируемыми многотарифными терморегуляторами, можно значительно снизить расходы на эксплуатацию. Котел работает в ночное время суток, когда стоимость электроэнергии ниже и «запасает» нагретый теплоноситель в буферной емкости (теплоаккумуляторе), который расходуется в дневное время. Поддерживая температуру по заданному графику, кроме экономии, сохраняется комфорт и уют в помещении.
  • При отключении электричества работа котла останавливается. На этот случай рекомендуется использовать дизель генератор, который на время отключения электроэнергии будет поддерживать работу котла.
  • Не рекомендуется использование в жесткой воде, т.к. в этом случае на ТЭНах образуется накипь, из-за чего ТЭНы разогреваются до предельных температур.
  • Необходимо прокладывать отдельную электрическую проводку

Конструкция и принцип работы электрокотла

Рабочий комплект электрического котла состоит из:

Конструкция электрического котла

Принцип работы котла:

Теплоноситель поступает в нижнюю часть бака-теплообменника, где разогревается ТЭНом, далее нагретый теплоноситель выходит через верхнюю часть бака и поступает в систему отопления. Блоки управления и контроля обеспечивают заданную температуру и безопасность работы агрегата.

По функциональности электрокотлы для отопления частного дома делятся:

  • на одноконтурные и двухконтурные;
  • по типу исполнения на напольные и настенные;
  • в зависимости от мощности двухфазные и трехфазные.

Типы котлов

Компактность и красивый внешний вид украсит любое помещение.

Электрокотлы с ТЭНами

Такие котлы являются самыми распространенными. Несколько нагревателей, находясь в баке, греют воду (или другой теплоноситель), далее циркуляционный насос распределяет нагретый теплоноситель по системе отопления.

Электродные котлы

Теплоноситель нагревается с помощью электродов, на которых создается разность потенциалов. Вода с солями становится электролитом, в ней возникает переменный ток и за счет высокого сопротивления осуществляется нагрев.

Индукционные электрокотлы

Принцип работы исключает элементы нагревания, а отопительная система работает на индукционных технологиях.

Такие котлы работают по принципу трансформатора. Индукционной катушкой создается переменный ток (частотой 50 Гц), помещенный внутрь сердечник нагревается, и тепло передается воде.

Монтаж

Для установки любого отопительного оборудования требуются специальные знания и умения и лучше всего воспользоваться услугами специалистов. Однако, если следовать инструкции, которая прилагается к любому отопительному прибору, можно осуществить монтаж агрегата самостоятельно, в том числе и электрокотла.

Смонтированная система отопления на основе электрического котла

Для установки электрического котла необходимо:

  • Проложить силовой кабель от электрического щита 220В или 380В (в зависимости от мощности котла).
  • Соединить прибор с заземляющим устройством.
  • Для удобства эксплуатации рядом с котлом рекомендуется оставить свободное пространство.
  • Обратить внимание на прочность стен и крепежного материала при настенном варианте электрокотла.
  • Повесить на стену контроллер (программатор) и проложить кабель-канал для проводов датчика наружной температуры. Как правило, контроллер размещается в самом холодном помещении, а датчик монтируется на северной стороне дома (снаружи).
  • Подготовить трубы (металлические или пластиковые), краны, воздухоотводчики.
  • Провести монтаж всех элементов.
  • Осуществить пусконаладочные работы, проверить герметичность соединений, стравить воздух, запустить котел и проверить его работу в разных режимах

Как выбрать?

Перед покупкой электрокотла для отопления частного дома необходимо:

  • Определиться с его типом. Одноконтурный — только для обогрева помещения, двухконтурный — для отопления и ГВС.
  • В зависимости от площади отапливаемого помещения, подобрать мощность агрегата.

Видео

Заключение

Сегодня из-за высокой стоимости электроэнергии во всем мире, электрокотлы редко используются для «основного» отопления частных домов. Наиболее часто их применяют в качестве дополнительного, резервного источника тепла.

 

Электрический котел в системе отопления дома

Организация отопления в частном доме является одной из самых сложных задач, особенно, при отсутствии возможности подключения к газовым магистралям. Не многие решаются выбрать электрокотел для системы отопления, считая получение тепловой энергии в этом случае слишком дорогой. И это отчасти верно, но существует много способов и приемов, используя которые такой вид отопления может стать оптимальным.

Преимущества и особенности использования электрокотлов для систем отопления дома

Изначально следует обозначить, что предметом нашего интереса будет именно использование электричества для нагрева теплоносителя системы водяного отопления дома. Использование различных видов оборудования для нагрева воздуха в помещении, таких как электроконвекторы, масляные радиаторы, тепловентиляторы, теплые полы и другие имеют свои особенности эксплуатации и редко используются как основной или единственный вариант.

Если бы невысокая цена 1 кВт электроэнергии, то электрокотлы для отопления дома были бы оптимальным выбором, так как это:

  • самый экологичный вид отопления;
  • высокий КПД;
  • удобство и простота монтажа и эксплуатации;
  • бесшумность;
  • отсутствие необходимости в устройстве дымохода и отдельного помещения под котельную;
  • невысокая цена оборудования;
  • возможность организации работы в автономном режиме.

Но имеются и некоторые недостатки такого вида отопления, и это не только высокая цена энергоносителя, но и необходимость обеспечения надежного поступления электроэнергии в дом, для которой, вероятно, придется позаботиться о трехфазном напряжении. Кроме того, перебои с поставкой электричества могут сказаться на работе и функционировании системы отопления дома, особенно в холодные дни, поэтому в качестве теплоносителя рекомендуется использовать антифризы, во избежание замерзания теплоносителя в трубах или предусмотреть вариант резервного питания, например, генератора. И самое главное – перед тем как установить такое оборудование в доме, потребуется сделать надежный заземляющий контур с учетом мощности прибора.

Выбор электрокотла для отопления частного дома

Если планируется использовать электрокотел для отопления дома, то еще на этапе проектирования следует подумать об экономии. Поэтому, обязательными характеристиками системы будут два фактора: принудительная циркуляция теплоносителя и исключительно закрытая система. Соблюдение этих правил обеспечит нужную скорость транспортировки теплоносителя и исключит его потери в результате испарения.

Но, все же краеугольным моментом является выбор отопительного прибора, который будет обеспечивать нагрев теплоносителя, то есть электрокотла. И вопрос этот непростой, с учетом того, что следует не только правильно рассчитать его мощность, но и выбрать его вид из следующих нагревателей:

  • с ТЭНами;
  • электродные;
  • индукционные.

ТЭНовый электрокотел

Электрокотлы с ТЭНами – самые доступное по цене оборудование. В них используется традиционный принцип нагрева с прямым прохождением тока по нагревательным элементам. Монтаж и подключение не представляют никакой сложности, а невысокий КПД – в пределах 80 %, заставляет задуматься о выборе другого типа котла. Хотя, функционально, это – современное оборудование, с возможностью мониторинга состояния и работы как котла, так и всей системы. Но все же если для отопления планируется использовать электричество, то невысокая цена такой установки не перевесит высокую стоимость ее эксплуатации.

Электродный котел

Работа электродного котла строится кардинально по иному принципу. И самое основное отличие от предыдущего вида – тип теплоносителя, который одновременно играет роль токопроводящей жидкости. Поэтому для эксплуатации таких котлов не может быть использована обычная вода, а специальные составы.

Среди основных преимуществ такого оборудования:

  • быстрый нагрев теплоносителя до заданной температуры;
  • компактные размеры;
  • высокий КПД, достигающий 98% и возможность дополнительного увеличения эффективности оборудования за счет обвязки котла;
  • повышенная защита от замыкания и возгорания за счет автоматического контроля работы котла и оборудования;
  • возможность устройства системы из нескольких котлов электродного типа для повышения общей мощности системы;
  • устойчивость к резким и большим перепадам напряжения.

Но они имеют и свои недостатки, одним из которых является особая «щепетильность» к качеству и составу теплоносителя, что может проявляться нестабильностью выдаваемой мощности. С этим связан и другой недостаток – сложность точной регулировки.

Индукционные электрокотлы

Принцип работы индукционного котла основан на использовании электромагнитного поля, образуемого взаимодействием двух контуров, в результате которого происходит нагрев проводника, передающего тепловую энергию теплоносителю. Эти установки экономичны и их КПД приближается к 100%. Но важным недостатком можно считать их массивность, что усложняет выбор места для оборудования, но зато в роли теплоносителя может использоваться любая жидкость: и вода, и антифриз.

Индукционные котлы имеют достаточно большой вес, что затрудняет их навесной монтаж и кроме того, их цена высока – это требует более значительных затрат на начальном этапе, но рентабельность эксплуатации выше на 30-40% в сравнении с ТЭНовыми установками.

Способы увеличения эффективности эксплуатации электрического котла для отопления дома

Выбор оборудования, конечно, является самым важным фактором, определяющим эффективность его эксплуатации, но с учетом высокой стоимости получения тепловой энергии, требуется решить вопросы и с ее рациональным использованием. Прежде всего, следует учитывать, что использование такого оборудования для обогрева неутепленного дома является крайне неэффективной.

Электрический котел для отопления дома лучше приобрести в том случае, если есть возможность использования двухтарифного счетчика, что позволяет заметно снизить затраты, особенно, если дополнительно установить накопительный резервуар, в котором теплоноситель в ночное время нагревается, а поддается в систему днем. Незначительные затраты в этом случае обернутся колоссальной экономией во время эксплуатации. По такому же принципу следует устраивать и систему ГВС для дома, если она интегрирована с электрическим котлом.

И еще один фактор, позволяющий рационально использовать электроэнергию – наличие автоматической системы регулирования работы котла и активное использование температурных датчиков: погодных и установленных в помещении. С их помощью удается не только оптимизировать расход электроэнергии, но и создать максимально комфортные условия в доме.

Электрические котлы для отопления дома в интернет-магазине «Alfatep»

Несмотря на то что стоимость электроэнергии достаточно высока, использование электрокотлов для системы отопления частного дома может быть эффективной, но чтобы не совершить ошибки на этапе выбора оборудования и проектирования системы, рекомендуется воспользоваться помощью специалистов. А получить ее несложно – достаточно позвонить в любой из филиалов компании «Alfatep» или задать вопрос на сайте нашего интернет-магазина, в котором представлен широкий выбор электрических котлов ведущих производителей и сопутствующего оборудования.

Для наших клиентов интернет-магазин «Alfatep» предоставляет возможность воспользоваться услугой доставки товара на указанный в заказе адрес. А кроме того, при необходимости, все работы по монтажу оборудования, проектированию системы и вводу в эксплуатацию могут выполнить наши профессиональные мастера.

Отопление частного дома тепловым насосом. Виды отопления дома без газа – Ventbazar.ua™

  Каждый владелец частного дома задает себе вопрос как рациональнее отопить свое жилье. Существует множество вариантов и способов отопления, начиная от традиционной печи и заканчивая современными пассивными домами, которые почти не требуют затрат энергии. Но что же выбрать? В этой статье мы постараемся ответить на вопрос, чем стоит руководствоваться для правильного выбора.

  Современные системы отопления нужно рассматривать как единое целое, где радиатор является продолжением котла и, пренебрегая этим принципом, мы рискуем получить дорогостоящее неэффективное решение.

  В типичном коттедже приборы отопления — это теплый пол и радиаторы. Когда в доме есть витражное остекление, частым является применение внутрипольных конвекторов. Нередким является объединение отопления и кондиционирования в одну систему с помощью тепловых насосов, что позволяет снизить общие капитальные затраты.
 

Варианты отопления частных домов – положительные и негативные стороны

   Множества существующих вариантов отопления частного дома можно условно разделить, как минимум на 4 вида по источнику энергии: газовое, электрическое, дровяное и отопление с использованием энергии солнца. В первую очередь вам нужно определиться, какое же отопление наиболее выгодный вариант для вашего дома. И уже отталкиваясь от этого решения начинать проектировать систему отопления. Мы расскажем о преимуществах и недостатках наиболее распространенных видах отопления.
 

Вариант №1: Газовый котел, стальные радиаторы и теплый пол

       

  Газовый котел в сочетании с радиаторами – это, фактически, классическая система. И многие, не зная о преимуществах других систем отопления, спешат покупать необходимое оборудования.

  Принцип такого отопления состоит в том, радиаторы рассчитываются на высокую температуру воды 80оС. Это позволяет  значительно уменьшить их в размерах. А для теплого пола происходит подмес воды из обратного трубопровода в подачу, чтобы понизить температуру до 45оС.

  Плюсы этого решения – это конечно же низкие затраты на покупку оборудования, но минусом можно назвать высокую стоимость подключения к газовым сетям. Кроме того, последние несколько отопительных сезонов подряд из-за повышения тарифа на газ, эта система отопления не по карману многим владельцам частных домов. Поэтому они все чаще начинают искать альтернативу газовому отоплению.

  Все оборудование для обогрева дома на нашем сайте в разделе Отопление>>

Вариант №2: Электрический котел, стальные радиаторы и теплый пол

  Основная проблема этого варианта то, что изначально предполагается радиаторная система отопления с газовым котлом. Но по ходу реализации объекта оглашается стоимость подключения к газу, и происходит поиск альтернативы.

  Когда же изначально есть желания максимально понизить капитальные затраты и использовать электрическую энергию, как основной источник тепла, более правильным будет сразу применять электрические конвектора или электрический теплый пол. Кроме того, можно применить тепловой насос и получить заодно систему кондиционирования, но об этом напишем чуть ниже.

Вариант №3: Дровяной или пеллетный котел, стальные радиаторы и теплый пол

   

   Безусловно, применение дров или пелет — первое, что приходит в голову, как альтернатива газу. И, бесспорно, у данного способа много плюсов, но не стоит забывать, что у всего есть обратная сторона.

  Из плюсов – это независимость от поставляющих энергию компаний. Вы сами влияете на качество топлива, потому как сами выбираете, что и где купить. На первый взгляд кажется, что низкие затраты на эксплуатацию и в целом система отопления не особо усложняется по сравнению с газовым или электрическим котлом. Но то, что вначале кажется отличным решением в дальнейшем подходит далеко не всем.

  • Базовое дешевое решение на основе твердотопливных котлов требует слишком активного участия владельца в процессе отопления дома. Пеллеты необходимо загружать в бункер минимум раз в неделю, дрова — минимум каждый день. Для пеллет возможным будет установка дополнительного бункера и системы подачи пелет, но нужно учесть, что залежавшиеся пеллеты набирают влаги и теряют свои свойства.
  • Если пеллеты или дрова не качественные, то резко падает КПД котла и образуется большое количество золы, которую нужно вывозить. Часть золы будет выдуваться через дымоход и оседать на крыше дома или территории участка, что потребует специального устройства фильтрации «циклон» на дымоходе.
  • Если котел потух, то необходимо вручную его заново разжигать. Что для пелет потребует дополнительно специальной горелки с автоматическим розжигом.
  • Так как регулировать в твердотопливных котлах тепловую производительность крайне проблематично, придется использовать аккумулирующие тепло емкости, что потребует места и дополнительных затрат.

  В итоге, если сложить вместе стоимости всех необходимых дополнительных аксессуаров, чтобы получить аналогичную легкую в использовании систему отопления, как с газовым или электрическимкотлом – то получается цена, выше стоимости твердотопливного котла в 2-3 раза.

Вариант №4: Гелиоколлекторы и солнечные батареи

  На этом варианте не стоит долго задерживаться. В условиях нашего климатического пояса солнечные батареи стоит использовать исключительно для электроснабжения.

  Когда речь касается применения гелио коллекторов для отопления, их количество становиться таким, что просто не хватает места для размещения.

  Летом наступает противоположная задача – куда-нибудь деть избыточное тепло, чтобы не перегреть систему, иначе оборудование может быстро выйти из строя.


Вариант №5: Тепловые насосы и теплый пол или фанкойлы — самое эффективное отопление


  Этот вариант отопления лучше всего подходит для заново строящихся домов. Когда речь заходит о тепловом насосе – первой задачей стоит максимальная экономия на эксплуатации, это очень важный момент, про который не стоит забывать, так как это влияет всю нашу систему отопления.

  Тепловой насос – это низкотемпературный источник тепла. Прямо, как газовый конденсационный котел, и идеальным для него будет температура воды не превышающая 45оС. Отсюда вывод – радиаторы не наш вариант, потому что при таких параметрах они становятся просто гигантских размеров. Кроме того, тепловой насос может обеспечивать охлаждение нашего дома летом и будет расточительно не использовать эту его особенность. Идеальные приборы отопления для теплового насоса – это теплый пол и фанкойлы. Также можно использовать специальные настенные или потолочные панели, тем самым обеспечив себе абсолютно бесшумное отопление и кондиционирование.

   

  Принцип отопления тепловым насосом состоит в том, что он в отличие от газовых, дровяных или электрических котлов, не производит тепла. Тепловой насос переносит тепло из воздуха, воду или грунта в дом. Поэтому и разделяют три типа тепловых насосов: ‘воздух-воздух’, ‘воздух-вода’ и ‘воздух-грунт’. Более подробно о каждом из них читайте в этой статье.

  Благодаря перенесению тепла в дом эффективность работы такого оборудования в разы выше. Она составляет не 70-98%, а 300-500%. Существует даже специальный коэффициент СОР, который показывает, насколько хорош тепловой насос. СОР равный 5 значит, что с 1 кВт электричества тепловой насос произведет 5 кВт тепла.

  Покупка и внедрение теплового насоса в систему отопления — удовольствие не из дешевых. Однако, благодаря программе IQ ENERGY, вам вернут до 35% от суммы потраченной на покупку теплового насоса и его монтаж.
 
  Что касается фанкойлов, то некоторые относятся к ним с неким предубеждением. Зря. Ведь это визуально фактически тот же внутренний блок обычного бытового кондиционера, просто работающего на обычной воде. К тому же это оборудование работает на отопление или охлаждение, а также подмес свежего воздуха и его очистка. Это очень эффективная установка для улучшения микроклимата в помещении. Если захотите узнать больше о принципе работы фанкойлов, рекомендуем почитат статью, в которой мы все подробно описали.

  В зависимости от способа крепления различают настенные, канальные, кассетные и универсальные фанкойлы. Последние могут монтироваться как на полу, так и на стене.

Кассетный фанкойл                                      Настенный фанкойл                                  Напольный фанкойл  

Daikin FWF 02CT                                            Daikin FWT 02CT                                 MyCond Glass MCFG-380T2 B/W

                
 

Системы отопления на базе тепловых насосов

Схема автономной системы отопления в двухэтажном доме

  Главное преимущество теплового насоса (конечно, после экономии денег на отоплении) состоит в том, что его можно внедрить как в новую систему отопления на этапе строительства дома, так и в действующую. Но всегда помните, что этим должен заниматься профессионал. Поскольку в первую очередь нужно подобрать подходящую по производительности для вашего дома модель теплового насоса. Ведь только так, вы сможете быть уверены в результате.
 

  

Мы хотим проконсультировать Вас

 Три ‘да’ в пользу альтернативного отопления тепловым насосом:  

1. Негазовое отопление позволяет сэкономить значительную сумму. Предлагаем самостоятельно просчитать окупаемость теплового насоса в вашем случае. Для этого воспользуйтесь формулами, опубликованными в статье ‘Окупаемость теплового насоса — формулы, сроки’. 

2. Удобная эксплуатация. Вы сами можете регулировать температуру. При этом вам обеспечено отопление зимой и кондиционирование летом, а также наличии горячей воды в доме круглый год.

3. Интеграцияв любую систему отопления и возможность работать с теплым полом, фанкойлами и резервным газовым котлом. Есть даже возможность настроить все так, чтобы при пиковых нагрузках включался резервный котел.

 

Популярные модели тепловых насосов


              MyCond MHCS 040 AHS                                                      Hitachi RWD-4.0 NWE-260S/RAS-4WHNPE                
                                                   
 Mitsubishi Electric PUHZ-SHW80VHA                                           Vaillant Flexotherm Exclusive VWF197/4 400V
                                                         

 

Вывод

  Перед будущим владельцем частного дома стоит нелегкий выбор оптимальной системы отопления. Чтобы принять верное решение необходимо учитывать множество факторов, многие из которых знают только специалисты. Поэтому наша команда инженеров по отоплению рекомендует обращаться к специалистам, которые смогут качественно помочь в этом нелегком выборе. (поверьте мы то знаем).

  Вы ведь не будете проводить сложную операцию на сердце самостоятельно без должных навыков, а обратитесь в больницу к хорошему врачу? Система отопления тоже своего рода сердце вашего дома, и чтобы он был уютным лучше сразу сделать все правильно. Или позвоните нам — и мы все сделаем за вас: проведем необходимые расчеты, проконсультируем в вопросе лучших брендов и моделей тепловых насосов, а также займемся монтажем оборудования в систему отопления для вашего дома.

  А пока вы думаете, стоит ли переходить на альтернативное отопление на базе теплового насоса, предлагаем ознакомиться со статьей ‘Отопление частных домов — 180м2 и 350м2 на базе тепловых насосов Hitachi Yutaki S (сплит)’. Здесь мы опубликовали уже реализованные проекты модернизации действующих систем отопления и интеграции в каждую из них теплового насоса специалистами нашей компании.

 

Интересные статьи на похожую тему:

Электрокотел для отопления вашего дома, цены и виды

Электрокотел для отопления частного дома, особенности

Принцип действия электрокотлов основан на свойстве проводников выделять тепловую энергию при прохождении через них электрического тока. В общих чертах устройство электрокотлов несложное. Теплообменник, в котором циркулирует вода, содержит электрические элементы. Они работают от бытовой сети 220 В, хотя есть мощные модели, которые работают и от промышленной сети на 380 В.Теплообменник подключается к системе отопления дома через входную и выходную арматуру. Нагретая вода циркулирует естественным путем или с помощью центробежного насоса. Весь процесс контролируется автоматикой.

Современный электрокотел для отопления отлично впишется в интерьер кухни

Из-за отсутствия пламени и сильного нагрева электрические котлы имеют ряд преимуществ перед другим отопительным оборудованием:

  • нет необходимости в дымоходе и трубе;
  • без шума;
  • кислород в помещении не расходуется;
  • малые габариты;
  • отсутствие риска утечки газа;
  • низкая цена;
  • простота обслуживания и управления.

В то же время электрокотлы для отопления частного дома не лишены недостатков:

  • дороговизна и частые отключения электроэнергии;
  • Чувствительность к перепадам напряжения в сети.

При необходимости электрокотел можно спрятать в нише

При необходимости обогрева большой площади необходим более мощный электрокотел, что, помимо большого расхода электроэнергии, влечет за собой необходимость дополнительных согласований с поставщиком электроэнергии.В некоторых случаях установка мощного котла недопустима из-за ограничения нагрузки на электрическую сеть.

Полезный совет! Не нужно гнаться за маленькими котлами. Уменьшение размеров всегда происходит в ущерб качеству. Нагрузка на нагревательные элементы увеличивается и они быстрее выходят из строя.

Электрокотел для отопления частного дома, цены и виды.

В зависимости от типа нагревательных элементов все котлы делятся на три основных типа.

Настенный электрокотел не занимает много места и прост в эксплуатации

Котлы с ТЭНами

В качестве нагревательных элементов используются нагревательные элементы пластинчатого или трубчатого типа. Они размещаются прямо в теплообменнике. Одно устройство может содержать до 8 элементов по 2 кВт каждый. Все они связаны поэтапно. Это можно контролировать автоматически или вручную. Некоторые котлы двухконтурные, что позволяет нагревать не только теплоноситель, но и воду для бытовых нужд.Простота устройства, возможность использовать любую жидкость (воду, антифриз или масло) в качестве теплоносителя и невысокая стоимость делают это устройство наиболее популярным среди пользователей. Накипеобразование и большие габариты — главные недостатки этих котлов. Цены на этот тип котлов начинаются от 50 долларов США и увеличиваются в зависимости от мощности, сложности электроники и производителя до 1000 долларов США.

Электродные устройства

Такие электрокотлы для отопления частного дома работают по другому принципу.На электродах, помещенных в теплообменник, создается разность потенциалов переменного тока. Поскольку соли всегда растворены в воде, это хороший электролит с определенным электрическим сопротивлением. Ток, проходящий через такую ​​среду, вызывает ее нагрев. К достоинствам обогревателей этого типа можно отнести: небольшие габариты, простоту конструкции, безопасность и невысокую цену (от 60 долларов США). Недостатки: вода должна содержать соли, повышающие ее удельное сопротивление; электроды необходимо часто менять из-за их постепенного растворения.

Электрокотлы двухконтурные. Они нагревают не только теплоноситель, но и воду в бытовой сантехнике.

Индукционные устройства

Они намного сложнее других котлов. В конструкции есть индукционная катушка, которая представляет собой провод, намотанный на диэлектрик. Внутри металлический стержень. Когда через катушку проходит электрический ток, возникает электромагнитная индукция, которая создает разность потенциалов на сердечнике, нагревая его. Такая конструкция позволяет значительно повысить КПД всего устройства.К достоинствам этого устройства можно отнести: низкое энергопотребление, безразличие к типу теплоносителя, долговечность, невосприимчивость к образованию накипи. Недостатком такого электрокотла для отопления частного дома является цена. Это на порядок выше, чем у других типов нагревательных приборов, и начинается от 450 долларов за самые простые устройства. Стоимость мощных и сложных устройств может достигать 3000 долларов США. и более.

Полезный совет! По возможности нужно выбирать котел в хорошей комплектации, так как некоторые элементы просто необходимы.Лучше и дешевле купить все в комплекте, чем потом покупать расширительный бачок, вентиль, реле защиты или фильтр.

Электрокотел легко встраивается в навесную мебель

Дополнительные опции для электрокотлов

Все существующие типы электрокотлов могут иметь дополнительные опции. Самая востребованная опция — это возможность вручную регулировать мощность. Он есть даже в самых дешевых экземплярах. Более дорогие устройства оснащены системой автоматического регулирования мощности и отключения при перегрузках.Дополнительные функции включают следующее:

  • автоматический слив воды при отключении температуры и понижении температуры до значений, близких к 0 градусам;
  • выносной датчик температуры для автоматического управления работой котла в зависимости от температуры окружающей среды;
  • защита от повышения или понижения давления в системе;
  • встроенный центробежный насос;
  • возможность нагрева воды для хозяйственно-питьевого водопровода.

В зависимости от наличия или отсутствия в электрокотлах для отопления частного дома тех или иных дополнительных опций их цена может варьироваться в очень широком диапазоне.

Стильный дизайн и небольшие размеры электрокотлов — приятное дополнение к их функциональности.

Расчет мощности и подключение электрокотлов

Перед тем, как купить котел, нужно определиться с его мощностью. Ведь его отсутствие не позволит достаточно эффективно отапливать жилье, а превышение приведет к неоправданным затратам на электроэнергию.Есть простая формула расчета мощности котлов:

Вт кат. = (S * Wud.): 10 ,

, где W — кот. Требуемая мощность котла, S — площадь помещения, Втсп. — удельная мощность устройства на 10 м 2 . Этот показатель различается для разных климатических зон:

  • для регионов с умеренным климатом — 1,2 — 1,5 кВт;
  • южная зона — 0,7 — 0,9 кВт;
  • северная зона — 1,5 — 2,0 кВт.

По этой формуле рассчитываем необходимую мощность котла для помещения площадью 100 м 2 в доме, расположенном в средней полосе: W кат.= (100 * 1,5): 10 = 15 кВт.

Крупную конструкцию двухконтурного электрокотла можно спрятать в шкафу в прихожей

Полезный совет! Тем, кто не любит заморачиваться с формулами и расчетами, можно просто разделить площадь комнаты на 100. Затем к полученному результату прибавить 15-20% в зависимости от климата.

Как правильно подключить электрокотел

После того, как произведен расчет необходимой мощности, можно приступать к процессу подключения оборудования.Перед этим нужно получить соответствующее разрешение от собственника местной электросети. Организация обязана выдать техническое задание, в котором будут указаны допустимые параметры котла. Если требуемая мощность котла больше максимальной нагрузки на электрические сети, указанной в технических характеристиках, такой котел подключать нельзя. В этом случае придется использовать альтернативные источники энергии.

Электрокотлы настенные радуют небольшими размерами

Для установки котла требуется отдельное выделенное ответвление электрической сети.На нем установлено защитное реле. Котел заземлен и оборудован стабилизатором напряжения. Эти действия обеспечат безопасность и предотвратят выход устройства из строя из-за скачков напряжения. Затем на свое место устанавливается бойлер. Подводящий и обратный патрубки подключаются к соответствующей арматуре. Для моделей, не оборудованных расширительным баком и обратным клапаном, эти элементы также должны быть предусмотрены.

Электрокотел для отопления частного дома, цена которого укладывается в смету на установку отопления, а функциональные особенности и качество удовлетворяют потребителя, при правильной установке порадуют хозяев долгой безотказной работой.

Отопление частного дома электрокотлом: отзывы, цены и схема

Благодаря стремительному развитию современных технологий каждый день появляются новые, более совершенные устройства, которые делают нашу жизнь комфортной. Это касается ассортимента любой отрасли. Не исключение и сфера систем отопления.

Сегодня многие производители приступили к серийному производству котлов. Это оборудование отличается множеством преимуществ.

Особенность работы

Всем известно с уроков физики, что никакая энергия не может возникнуть ниоткуда и никуда не исчезнет.Тепловая энергия преобразуется из электрической и служит для обогрева помещения.

Многие сегодня отдают предпочтение частным котельным электрическим котлам. Стоимость этого оборудования варьируется от 5 800 до 77 000 рублей. Это зависит не только от новизны оборудования, но и от его технических характеристик. На данный момент существует несколько вариантов отопления электрокотлами для частных домов.

Типы электрокотлов

Все электрокотлы условно можно разделить на три типа:

  • ТЭНовые.
  • Индукция.
  • Электрод.

Они отличаются друг от друга в первую очередь способом нагрева теплоносителя.

Кроме того, все электрические домашние котлы в зависимости от навесного оборудования делятся на:

В зависимости от напряжения сети оборудование может быть:

Эти котлы также могут быть:

  • Одноконтурные.
  • Двухконтурный.

Стоимость отопления электрокотла зависит от типа выбранного оборудования.

Отопительные котлы

Этот электрокотел работает по тому же принципу, что и электрочайник. Внутри котла расположены специальные нагревательные устройства. Это трубчатые нагревательные элементы. В таких котлах вода играет роль теплоносителя. Его нагрев происходит в проточном режиме, за счет чего происходит естественная циркуляция горячей воды в системе.

Преимущества отопительных котлов

Вы решили отапливать частный дом электрокотлом? Отзывы об этом виде оборудования более подробны.Это оборудование имеет небольшие габариты, его легко установить на стене. Также следует учитывать его привлекательный внешний вид. Монтаж электрокотла ТЭН достаточно прост. Устройство оснащено термостатическим оборудованием, которое позволяет контролировать все процессы без внимания владельцев. Такое оборудование часто характеризуется наличием двух датчиков.

Как организовать отопление частного дома электрическим котлом, отзывы, цена — все это вопросы, которые вы можете уточнить в точках продажи техники.Цена на электрокотел ТЭН колеблется в средних пределах. Это оборудование может работать с различными типами охлаждающей жидкости: от воды до антифриза. Хозяин дома может самостоятельно регулировать мощность оборудования, отключать или включать все ТЭНы. Таким образом, вы можете экономить время от времени потребляемую энергию.

Недостатки отопительных котлов

К сожалению, часто на поверхности нагревательных элементов, как в случае чайника, образуется накипь. Это негативно сказывается на качестве теплопередачи, что приводит к увеличению затрат на электроэнергию.

Индукционные электрокотлы

Отопление дома электрокотлом основано на принципе электромагнитной индукции. Визуально он напоминает трансформатор, расположенный в сварном металлическом кожухе. Индуктор находится в герметичном отсеке, за счет чего исключена возможность его контакта с теплоносителем. При нагревании теплоноситель отдает тепло сердечнику в змеевике, который постоянно перемещается вокруг него.

Размеры этого оборудования довольно большие, но производители ежегодно совершенствуют эту модель, уменьшая ее габариты.

Преимущества индукционного оборудования

  • В данном электрокотле отсутствует нагревательный элемент, что исключает возможность поломки.
  • Накипь практически не образуется.
  • В качестве охлаждающей жидкости можно использовать как антифриз, так и воду.
  • Отличается высоким уровнем безопасности.

Недостатки индукционного котла

Не каждый может обогреть частный дом электрическим котлом. Стоимость индукционного оборудования довольно высока.

К сожалению, для установки этого оборудования необходимо подготовить достаточную площадь, так как габариты оборудования достаточно большие.

Электрокотлы электродные

От ТЭНовых электрокотлов электродные различаются способом нагрева теплоносителя. В этом типе электрокотла отсутствуют трубчатые нагревательные элементы. Вместо этого есть электроды. Электрод не является нагревателем, он способен передавать ток теплоносителю. Вода, в свою очередь, нагревается за счет собственного сопротивления.Это связано с взаимодействием отрицательно и положительно заряженных молекул на молекулярном уровне под действием электрода.

Самым популярным в нашей стране является отопление частного дома электрокотлом. Отзыв подтвержден.

Преимущества электродных котлов

Основным преимуществом данного оборудования является его небольшой размер, что позволяет устанавливать его в любом помещении. Стоимость приемлема для многих жителей нашей страны.

Недостатки электродного оборудования

Перед тем, как запустить это оборудование, необходимо подготовить охлаждающую жидкость.Нормальная работа котла возможна только при определенном удельном сопротивлении воды. К сожалению, измерить эти показатели самостоятельно, как и нормализовать, очень сложно. Поэтому необходимо прибегать к услугам специалистов.

В качестве охлаждающей жидкости можно использовать только воду. Необходимо регулярно контролировать его циркуляцию в системе.

Электроды необходимо регулярно заменять, так как они со временем растворяются в охлаждающей жидкости.

Особенности электрического отопления

К сожалению, в нашей стране нет ничего постоянного, как в мире.И с каждым годом возникает много споров на тему: «Будет ли дешевле электрическое отопление?».

Сегодня считается, что отопление частного дома электрокотлом невыгодно. Отзывы говорят, что расход электроэнергии в течение нескольких лет на отопление дачи намного превышает расход средств на газовое отопление. Но электрооборудование для отопления в несколько раз дешевле газового. Это легко объяснимо.

Цена на электроэнергию растет с каждым годом. Многие люди, решившие установить более дешевое оборудование, рискуют столкнуться с перебоями в подаче электроэнергии, высокими ценами.Кроме того, не стоит забывать о форс-мажорных обстоятельствах, например, плохих погодных условиях. Но у электрического отопления есть много преимуществ.

Преимущества обогрева электричеством загородного дома

Владельцам частных домов очень важно определиться с типом отопительного оборудования. Ведь часто такие дома отличаются большой площадью, и в доме нужно держать тепло.

Использование электричества для обогрева выгодно, потому что:

  • Высокий уровень безопасности во время работы.
  • Низкая стоимость и минимальное время установки.
  • Топливо искать не нужно.

Многие потребители уже отапливают частный дом электрокотлом. Отзывы большинства из них говорят о том, что лучше выбрать комбинированную систему отопления. Последние позволяют использовать как газовое, так и электрическое отопление. Это идеальный вариант в случае возникновения форс-мажорных ситуаций. Электричество сможет выручить в любой ситуации, когда, например, заканчивается баллонный газ. А газ станет незаменим в случае грозы или сильного снегопада, когда чаще всего отключают электричество.

Поэтому идеальный вариант отопления электричеством в загородном доме — наличие дополнительных источников, способных выручить в непредвиденной ситуации.

Установка электрокотла

Отопление частного дома электрокотломВы можете организовать сами! Монтаж электрического котла, по сравнению с газовыми, твердотопливными котлами достаточно прост. Но следует соблюдать все правила и требования.

Льготы:

  • Не выделять спецтехническое помещение.Благодаря минимальным размерам большинство электрокотлов можно установить где угодно. А современный дизайн оборудования прекрасно впишется в любой интерьер помещения. При желании можно спрятать котел в специальной нише.
  • Специальных систем вентиляции или дымоходов можно избежать. Это оборудование не создает отходов, угрожающих жизни человека и требующих отказа.
  • Простое подключение оборудования.
  • Отопительный контур с электрокотлом достаточно прост, поэтому установка и подключение данного вида отопления не требует согласования и согласования соответствующих органов.Также в будущем не будут проводиться систематические проверки, которые часто доставляют дискомфорт и конфликты.

Заключение

Отопление частного дома электрокотлами — это новшество, но с каждым годом оно набирает популярность. Благодаря наличию различных модификаций отопительного оборудования на электричество можно найти подходящий вариант для конкретного объекта. Перед покупкой оборудования каждому домовладельцу необходимо рассчитать мощность электрокотла для определенного помещения с учетом всех тепловых потерь.Поэтому необходимо заранее побеспокоиться об утеплении постройки. Это позволит избежать неприятностей, связанных с системой отопления.

p >>

Электрокотлы

Зачем нужно электричество?

Одно из основных преимуществ, помимо возможности быть экологически чистым, электрический котел меньше, чем аналогичный газовый котел. Компактный электрический бойлер поместится в кухонном шкафу или в других узких местах, где раньше вы не могли установить газовый котел или более крупные модели.Кроме того, электрический котел с гораздо меньшей вероятностью потребует каких-либо дорогостоящих затрат на техническое обслуживание или нестандартного ремонта. Большинство типов котлов могут быть ненадежными, поэтому они часто имеют длительный гарантийный срок. Однако, как только эта гарантия истечет, вы легко можете потратить сотни на ремонт, запчасти и проверки. С комбинированным электрическим котлом этот риск сведен к минимуму, и вам не нужно так много обслуживать его.

По цене они ничем не отличаются от своих газовых альтернатив: цены на электрические бойлеры колеблются между отметками 1500 и 2000 фунтов стерлингов.Единственным недостатком электрических котлов является то, что эксплуатационные расходы выше, если вы все еще подключены к сети. Электрические котлы, работающие только на отопление, намного дешевле — всего около 400 фунтов стерлингов. Затраты на установку котла для типичного электрического пароконвектомата могут быть сопоставимы с альтернативой газу, но на самом деле это может также повлечь дополнительные расходы, потому что некоторые старые системы отопления могут потребовать модернизации, чтобы обеспечить своевременный нагрев радиаторов, расположенных дальше от котла.

Электрические котлы — популярный выбор в многоэтажных домах, потому что им не нужен дымоход.Замена котла на 5-м этаже или выше может оказаться очень дорогостоящей работой, потому что нам нужно будет установить строительные леса, чтобы можно было работать с дымоходом. Это, к сожалению, совершенно недоступно для значительной части людей, живущих в многоэтажных жилых домах. Если вы выберете электрический пароконвектомат, такой проблемы не возникнет. Он не требует дымохода и может быть установлен на верхнем этаже небоскреба. Все, что нужно, — это водоснабжение и электроснабжение, и вас рассортируют.

Кроме того, электрические альтернативы имеют преимущество с точки зрения безопасности и технического обслуживания.Вы не можете контролировать температуру газового пламени, но можете контролировать тепло с помощью электричества. С природным газом средняя температура внутри пламени составляет 1960 градусов. При таких экстремальных температурах теплообменники и другие детали подвержены перегреву и чрезмерному износу. С электронагревательным элементом такой проблемы нет — электричество позволяет точно регулировать температуру, поэтому детали котла никогда не нагреваются больше, чем требуется. В электрическом котле очень редко возникают механические неисправности, чего нельзя сказать о газовых котлах.

В отличие от некоторых других крупных компаний, которые еще не устанавливают электрические котлы, мы в Glow Green это делаем. Если вы считаете, что ваш дом выиграет от электрического бойлера, позвоните нам по телефону 0330 113 9488 и поговорите с одним из наших консультантов, чтобы обсудить ваши варианты или получить дополнительную информацию.

Электрокотел для отопления дома (100 кв.м): характеристики

Если у вас дачный или частный дом, центральное отопление на которое надеяться не приходится, есть возможность купить котелок.Однако перед этим нужно рассчитать, сколько мощности должно иметь оборудование, только так вы сможете создать в доме комфортный микроклимат, при этом не переплачивая за энергию и дополнительную мощность устройства.

Power Selection

Специалисты советуют выбирать этот вариант с учетом того, что на каждые 10 квадратных метров потребуется 1 киловатт. Если необходимо оборудовать систему отопления в доме, площадь которого составляет 100 квадратных метров, необходимо приобрести котлы на 10 киловатт.Важно учитывать, достаточно ли утепленного дома. Если нет, то к описанным характеристикам можно прибавить 2 кВт. Однако показатели допустимо несколько снизить, если все полы, стены и потолок будут утеплены.

Характеристики электрокотла «Эксперт Эван» 9 или 12

Если Вам необходим котел для отопления дома (100 кв.м), то нет необходимости подбирать оборудование с фиксированной мощностью. Современные производители предлагают продавать модели указанного выше типа, которые позволяют пользователю использовать оборудование, установив мощность на определенном уровне.В данном случае это предел от 1 до 12 киловатт. Такие устройства просто идеальны для площади в 100 квадратных метров, что особенно актуально для тех владельцев частных домов, которые не исключают возможность расширения жилой площади.

Рекомендуется

Наиболее эффективные методы проращивания семян

Несмотря на то, что метод рассады в овощеводстве является очень трудоемким процессом, его использует большинство садоводов. Посадка семян в открытый грунт — простой и удобный метод, но эффективен только в определенных климатических зонах.I …

Светоотражающая краска. Область применения

Когда автомобили начали заполнять дороги, их популярность начала набирать светоотражающая краска. Благодаря этой краске, как водителям, так и пешеходам становится намного легче избегать аварий в темноте. Назначение краски Светоотражающая краска — лакокрасочный материал, который …

Электрический котел для отопления дома (100 квадратных метров), преимущества которого описаны ниже, работает от нагревательных элементов из нержавеющей стали с вращением, продлевая срок службы компоненты.Полная автоматизация работы прибора и максимальная энергоэффективность обеспечивается интеллектуальными системами управления. Устройство способно анализировать температуру снаружи и внутри помещения. Это свидетельствует о том, что котел имеет уникальный встроенный погодозависимый алгоритм двойного регулирования нагрева. Мощность можно настроить независимо, выбрав одну из 9 ступеней. Этот вариант будет зависеть от текущего уровня тепловых потерь.

Котел для отопления дома (100 кв.м) довольно распространен среди потребителей еще и по той причине, что имеет расширенный набор котельной.Потребитель вместе с расширительным баком на 12 литров, встроенным циркуляционным насосом и автоматическим воздухоотводчиком.

Размеры и цены

Приобрести модель «Эксперт Эван» 9, мощность которой может варьироваться от 1 до 9 кВт, 45 900 руб. Размер оборудования 775х420х302 миллиметра. Устанавливайте устройство самостоятельно, его вес не так велик и равен 41 кг. Это оборудование рассчитано на отапливаемую площадь 90 квадратных метров.

Электрокотел для отопления дома (100 кв.м), недостатки которого могут возникнуть только при неправильной эксплуатации, его можно установить и в не слишком хорошо утепленное здание.Рекомендуется отдать предпочтение следующей модели в линейке — «Эван Эксперт» 12, что несколько больше — 46 780 руб. Он имеет 120 квадратных метров, имеет такие же размеры. В этом случае менять мощность можно с шагом от 1,3 до 12 киловатт. Довольно часто возможность регулировки мощности актуальна перед началом отопительного сезона или после его завершения.

Характеристики котла Bosch Tronic 5000H

Выбирая котел для отопления дома площадью 100 квадратных метров, потребители обращают внимание на всемирно известного производителя Bosch.На рынке можно найти модель Tronic 5000H, заплатить за которую придется 71 200 рублей. Мощность этого устройства составляет 10 киловатт, он оборудован насосом и расширительным бачком, а также группой безопасности. Вес оборудования — 36 фунтов, габариты — 852x615x332 мм, что соответствует высоте, ширине и глубине.

Данное оборудование произведено в Германии, поэтому имеет несколько более высокую стоимость по сравнению с аналогами отечественного производства. Устройство предназначено для установки на стене, и в процессе эксплуатации пользователь может регулировать машину с помощью механической системы.

Преимущества электрокотла «Protherm SKAT»

Если вам нужен котел для отопления дома (100 квадратных метров), вы можете выбрать подходящую модель в линейке производителя Protherm, который будет продавать оборудование, которое колеблется от 6 до 28 кВт. Под квадрат подойдет устройство, мощность которого равна 9 или 12 киловатт. Выбор сделает анализ состояния системы утепления дома. Выбирая установки «Протерм», вы получаете оборудование с современным дизайном, скоростной коммутационной способностью, возможностью каскадного подключения, простым и удобным обслуживанием, низким уровнем шума и основным параметром внешнего управления — мощностью.

Указанная линейка электрокотлов для отопления домов и квартир семейного типа. Если вы решили выбрать котел для отопления дома (100 кв.м), получите устройство, практически не требующее обслуживания и оснащенное системой безопасности, в которую входят элементы управления.

Положительные черты электрокотла «Protherm SKAT»

Описываемое оборудование экологически чистое, не выделяет в окружающую среду вредных веществ, что позволяет использовать его даже на охраняемых территориях.Этим устройствам не нужен дымоход и оборудование для отвода дымовых газов. Не требуется при установке подачи воздуха для горения, поскольку котлы работают на других видах топлива.

Особенности электронного блока управления котлом «Protherm SKAT»

Выбирая указанный котел для частного дома (100 м2), вы получаете устройство с электронным блоком управления, которое обеспечивает функцию включения и выключения скорости. Устройство устраняет нежелательные импульсы на распределительных подстанциях при выключении и включении агрегата.Циркуляционный насос продолжает работать только тогда, когда это необходимо, что значительно экономит энергию и снижает механический износ оборудования. Следует отметить, что насос может работать на одной из трех скоростей, поддерживается еще 2 минуты после выключения котла, используется для подогрева воды, которая остается в корпусе и распределительных трубопроводах.

Характеристики кожух котла «Protherm SKAT»

Если Вас заинтересовал производитель «Протерм», Вы можете выбрать подходящий котел.Частный дом (100 м кв) можно отапливать, экономя электроэнергию. Когда потребители не могут определиться с приобретением оборудования, специалисты советуют им учитывать характеристики кожуха, внутри которого установлен стальной цилиндрический теплообменник. Внутри интегрирован гидроагрегат и современный элемент, который используется в газовых котлах. Он предусматривает наличие в системе автоматического воздушного клапана, предохранительного клапана и датчика давления воды.

Характеристики котла марки Vaillant eloBLOCK VE

Котел для отопления дома (100 квадратных метров), о преимуществах которого мы поговорим позже, имеет мощность 9 киловатт.Он будет занимать очень мало места, так как предназначен для установки на стене. Его высота, ширина и глубина составляют 740х410х310 миллиметров. Как основную функцию это оборудование выполняет отопление дома, в том числе его можно использовать при устройстве систем теплого пола. Устройство выполнено из прочной стали, а в качестве дополнительного бонуса можно выделить возможность подключения бойлера косвенного нагрева, который будет обеспечивать горячую воду.

Опишите котел для отопления дома (100 квадратных метров), способностью которого является создание комфортного микроклимата в помещении, оборудованный системой защиты от замерзания и бойлером.Настройки дисплея будут отображаться на светодиодном дисплее, и пользователь может управлять им с помощью понижающего переключателя. Через интерфейс устройства можно регулировать температуру охлаждающей жидкости. Благодаря простому и удобному управлению пользователь получает высокий уровень комфорта. За модель придется заплатить 40 200 руб.

Характеристики котла «Русне 209К»

Стоимость данной опции 15 200 руб., Его мощность 9 кВт. Оборудование, указанное выше, представляет собой стену. Его можно использовать только для устройства системы отопления, так как он одноконтурный.Уровень мощности изменяется ступенчато. Таким образом, пользователь может выбрать оптимальный режим работы в зависимости от нагрузки на сеть.

Агрегат приводится в действие теплообменником из нержавеющей стали. Если вам нужен котел для отопления дома (100 кв.м), типы таких устройств рекомендуется рассмотреть заранее. Среди них одноконтурные и двухконтурные, аналогичные модели были описаны в статье. Перед выбором нужно определиться, есть ли необходимость в горячей воде.Если вы приобретаете котел «Русне», вам стоит более подробно ознакомиться с его качественными характеристиками. Например, температура в помещении, где установлен агрегат, должна поддерживаться в пределах от 5 до 30 градусов. Во время эксплуатации можно не опасаться перегрева устройства, так как у него есть специальная защита, предотвращающая это явление.

Гидравлическое отопление (горячей водой): электрический или газовый котел?

В Квебеке каждый должен иметь возможность рассчитывать на эффективную систему отопления.Confort Expert предлагает широкий выбор эффективных и надежных систем водяного отопления. Но как выбрать между электрическим и газовым котлом? Эта статья поможет вам принять осознанное решение. Приятного чтения!

Как работает водяное отопление?

В системе водяного отопления тепло, производимое электричеством, природным газом или маслом, переносится водой к радиаторам, которые распределяют его по разным частям дома. Затем вода покидает радиаторы и возвращается, охлажденная, в так называемый бойлер (или чайник).Затем котел повторно нагревает жидкость, которая снова отправляется обратно в радиаторы. В большинстве случаев циркуляция воды обеспечивается насосной системой; в других случаях процесс происходит естественным путем, под действием силы тяжести.

Два типа котлов для вашего комфорта

В Confort Expert мы предлагаем электрические и газовые котлы.

  • Электрокотлы: Простые в установке электрические котлы представляют собой чистые и компактные отопительные агрегаты, подходящие как для частных домов, так и для коммерческих помещений.Надежные, они остаются на 100% эффективными практически неограниченное время. Электрические котлы также могут использоваться в двухэнергетическом режиме в очень холодную погоду, что позволяет воспользоваться тарифом Hydro-Québec DT.
  • Котлы, работающие на природном газе: Котлы, работающие на природном газе, являются одними из самых эффективных систем отопления на рынке. Какой бы тип газового котла вы ни выбрали (с атмосферным выхлопом или конденсацией), он будет генерировать очень мало загрязняющих частиц. Кроме того, ежегодный осмотр вашего газового котла гарантирует его долговечность и эффективность.

Одно можно сказать наверняка: выбрав водяное отопление, вы получите очень эффективную систему! В Confort Expert мы доверяем лучшим брендам для обеспечения вашего комфорта: Thermo 2000, Lockinvar, Granby Industries и Buderus.

По всем вопросам отопления в Лавале и Монреале обращайтесь к Confort Expert!

Наши опытные специалисты удовлетворят все ваши потребности, связанные с отоплением электричеством, природным газом и жидким топливом в Монреале и Лавале. Свяжитесь с нами, чтобы получить бесплатную домашнюю оценку!

Тепловые насосы для жилых домов в США: частный экономический потенциал и его выбросы, здоровье и влияние энергосистемы

Чтобы избежать наихудших последствий изменения климата, мировая экономика продолжает искать возможности для сокращения выбросов парниковых газов.Одна из таких возможностей — электрификация, когда энергоемкие виды деятельности переключаются с использования ископаемого топлива на чистую электроэнергию. В жилом секторе основным направлением электрификации является замена существующих обогревателей для нефти, природного газа, пропана или неэффективных резистивных электрических обогревателей тепловыми насосами, что заменяет потребление ископаемого топлива на месте и потреблением электроэнергии. Такой переключатель может снизить выбросы парниковых газов или других загрязняющих веществ при условии, что в течение срока службы устройства электричество, используемое для его питания, будет достаточно чистым, чтобы иметь более низкие выбросы, чем при прямом сжигании ископаемого топлива.

Тепловые насосы — это реверсивные кондиционеры. Летом они действуют как кондиционеры. Зимой они реверсируют поток хладагента, поглощая тепло снаружи и отводя его внутрь здания. Электричество используется для механической работы по перемещению тепла, а не для его производства. Отношение количества тепла, которое в конечном итоге доставляется в отапливаемое пространство, к количеству энергии, поставляемой в виде электричества, обычно намного больше единицы. Даже с учетом того факта, что выработка электроэнергии за счет сжигания угля или природного газа менее эффективна, чем сжигание природного газа в домашней печи, переход на тепловой насос обычно снижает чистые выбросы парниковых газов в здании.Таким образом, во многих исследованиях изучается, в какой степени 100% внедрение тепловых насосов снизит чистые выбросы парниковых газов во многих частях мира [1].

Однако внедрение тепловых насосов в жилых домах имеет последствия, выходящие за рамки сокращения выбросов парниковых газов. Это может увеличить ущерб здоровью, вызванный определенными загрязнителями воздуха. Хотя бытовые печи и котлы часто производят больше чистых выбросов парниковых газов, чем тепловые насосы, они часто производят меньше вредных для здоровья загрязнителей, таких как SO 2 , NO x и PM 2.5 , чем производится, когда такое же количество тепла доставляется путем выработки электроэнергии и использования ее для питания теплового насоса [2]. Внедрение теплового насоса может затруднить эксплуатацию электрической сети, поскольку внедрение крупномасштабного теплового насоса может значительно увеличить пиковую потребность в электроэнергии [3]. И его частные затраты могут перевесить его общественные выгоды, потому что тепловые насосы дороже в установке, чем печи или бойлеры, а электричество часто дороже топлива, такого как природный газ [4].Учитывая эти последствия, в данном исследовании исследуются частные и государственные компромиссы при внедрении тепловых насосов, а также оценивается, как эти компромиссы меняются по мере того, как увеличивается использование тепловых насосов, тепловые насосы становятся дешевле, а электросеть становится чище.

В литературе исследуются эффекты внедрения тепловых насосов с использованием различных структур моделирования энергопотребления. Эти схемы обычно включают моделирование энергопотребления дома до и после внедрения теплового насоса. Путем проецирования оценок цен на энергию и выбросов на эти профили энергопотребления исследование оценивает затраты и / или выбросы дома как до, так и после внедрения теплового насоса.Хотя эта общая стратегия уместна, литература демонстрирует множество недостатков, которые снижают полезность метода в качестве руководства для принятия решений.

Многие исследования, например, не в состоянии изучить компромиссы между экономикой, пиковым спросом на электроэнергию, ущерб здоровью и выбросами парниковых газов или показать, как эти компромиссы влияют на потенциал внедрения тепловых насосов. Ханова и Доулатабади оценивают чувствительность сокращения выбросов CO 2 от перехода на наземные тепловые насосы к интенсивности выработки электроэнергии CO 2 , затратам на энергию и эффективности теплового насоса [5].Управление энергетических исследований и разработок штата Нью-Йорк считает, что бытовые потребители, как правило, не видят никакой выгоды от перехода на электрические тепловые насосы, но переход снизит выбросы CO 2 и принесет пользу коммунальному предприятию за счет смещения спроса с летнего пика [6 ]. Ни в одном из исследований не рассматривается влияние на выбросы других загрязнителей. Уэйт и Моди оценивают влияние (частичной) электрификации отопления на пиковое потребление электроэнергии в системе, но не принимают во внимание какое-либо воздействие на окружающую среду [3].Кауфман и др. обнаружили, что при сочетании технологических усовершенствований и климатической политики тепловые насосы могут быть конкурентоспособными по стоимости по сравнению с газовыми печами в различных климатических условиях США [7]. В некоторых исследованиях изучаются аспекты этих компромиссов, но не учитываются капитальные затраты на тепловые насосы [1, 8], изменения в пиковом спросе на электроэнергию [9] и / или монетизированный ущерб от критериев загрязнителей воздуха [1, 8, 10, 11]. Без полного учета этих компромиссов трудно проанализировать плюсы и минусы различных темпов внедрения тепловых насосов, поэтому большинство исследований игнорируют это обсуждение, анализируя влияние только 100% внедрения тепловых насосов [1, 10, 12].

Еще одним недостатком является невозможность моделирования выбросов домов и электрических сетей с почасовым разрешением. Во многих исследованиях моделируется потребление энергии домохозяйствами в годовом [13] или сезонном [9] масштабе времени. Аналогичным образом, во многих исследованиях используются годовые или усредненные коэффициенты для количественной оценки выбросов из электрических сетей [1]. Без использования почасового разрешения эти исследования не могут точно зафиксировать суточные и сезонные колебания потребности в отоплении, производительности теплового насоса, выбросов в электросети или пикового спроса на электроэнергию, которые влияют на компромиссы при внедрении тепловых насосов.

Большинство предыдущих анализов также предполагают статическую сеть: их анализ выгод и затрат действителен только для электрической сети, как и во время анализа. Фактически, электрическая сеть США имеет [14], и, если текущие предложения по политике будут успешными [15], будет продолжать становиться значительно чище в течение всего срока службы теплового насоса, установленного сегодня. В этом анализе мы учитываем быструю очистку электросети. В соответствии с «Прогрессивным» сценарием исследования Национальной Оценки Электрификации Института Электроэнергетики (EPRI) за 2018 год, мы предполагаем, что выбросы CO 2 в электросети и ущерб здоровью снизятся на 45% и 75% в период с 2017 по 2032 год [16]; что ущерб от выбросов CO 2 оценивается в 40 долларов за тонну [17]; стоимость и производительность теплового насоса статичны.Мы также учитываем утечку метана при добыче, транспортировке и распределении природного газа, которая затрагивает как бытовые печи, так и газовые электростанции.

Литература также неадекватно отражает разнообразие жилищного фонда, регионов электросетей и климатических условий. Многие исследования анализируют внедрение тепловых насосов путем моделирования отдельных типов зданий [2, 13, 18, 19] или нескольких архетипов зданий [10], которые не могут адекватно охватить разнообразие зданий в жилом жилищном фонде.Хотя в других исследованиях используются вероятностные методы для создания сотен или тысяч имитаций зданий, чтобы более тщательно отразить разнообразие жилищного фонда, они сосредоточены на отдельных электрических сетях и климате [1, 8]. Без моделирования различных домов, регионов электросетей и климатических условий с помощью одного и того же метода моделирования эти исследования не позволяют адекватно исследовать разнообразие ситуаций, которые делают внедрение тепловых насосов столь нюансированным.

Из-за этих недостатков в литературе не полностью исследуются последствия внедрения тепловых насосов.Он не уравновешивает экономические, электросетевые, медицинские и климатические компромиссы при внедрении тепловых насосов, а также не учитывает полную стоимость и преимущества высоких темпов внедрения тепловых насосов.

В этом исследовании мы устраняем описанные выше пробелы. Мы учитываем неоднородность нынешнего жилищного фонда страны и то, как эта неоднородность взаимодействует с различиями в региональных электрических сетях и климате. Мы учитываем как капитальные, так и эксплуатационные затраты на переоборудование тепловых насосов в современные дома.Мы также оцениваем ущерб здоровью, ущерб от выбросов парниковых газов и влияние на пиковый спрос на электроэнергию. Мы оцениваем, как меняются выгоды и затраты от внедрения теплового насоса по мере увеличения проникновения теплового насоса (т. Е. Мы не предполагаем 100% проникновения). Наш анализ также признает, что в отсутствие политики скорость принятия, вероятно, будет определяться частными выгодами для пользователей. Мы учитываем тот факт, что сеть будет развиваться в течение срока службы тепловых насосов, установленных сегодня. Наконец, мы проводим анализ чувствительности, чтобы оценить влияние климатической политики (например,грамм. налог на выбросы углерода) и ускоренное снижение интенсивности выбросов в сеть. Для этого мы исследуем экономические компромиссы, выбросы и пиковый спрос при внедрении тепловых насосов для 400 местных репрезентативных домов в каждом из 55 городов, чтобы спросить, как затраты и выгоды от внедрения тепловых насосов меняются с увеличением проникновения. Мы спрашиваем, какой уровень внедрения тепловых насосов является экономичным с учетом сегодняшнего жилищного фонда, электросетей, цен на энергию и технологий тепловых насосов, предполагая, что домовладельцы минимизируют свои затраты.И мы исследуем, какие политики, инновации и технологические усовершенствования можно использовать для более широкого внедрения тепловых насосов.

Отвечая на эти вопросы, данный анализ заполняет пробел в исследованиях, который не позволяет понять все последствия широкого распространения тепловых насосов. Заполнение этого пробела в исследованиях позволяет нам лучше понять потенциал внедрения тепловых насосов и проблемы, препятствующие более высокому уровню внедрения. Это помогает определить, на чем следует сосредоточить текущие усилия по стимулированию внедрения тепловых насосов: как с точки зрения географического положения, так и с точки зрения характеристик здания.Это также помогает нам разработать прогнозы того, как новая политика и инновации могут изменить баланс выгод и затрат на электрификацию отопления.

Для количественной оценки затрат и выгод от внедрения тепловых насосов в континентальной части США мы применяем пятиэтапный метод.

На шаге 1 мы моделируем потребление энергии в жилых домах. Мы используем инструмент ResStock от NREL, чтобы создать виртуальный фонд из 400 домов для каждого из 55 городов. Мы моделируем потребление энергии в этих домах с помощью программного обеспечения для моделирования зданий EnergyPlus.В результате получено 22 000 смоделированных годовых 8760 часовых профилей потребления природного газа, мазута, пропана и электроэнергии на уровне домашних хозяйств.

На этапе 2 мы используем общедоступные данные для количественной оценки затрат на энергию, ущерба здоровью и выбросов CO 2 в этих профилях потребления. Мы умножаем потребление электроэнергии на предельные выбросы CO 2 , факторы предельного ущерба для здоровья и цены на электроэнергию на уровне штата. Мы умножаем объем сжигания топлива в домашних условиях на уровни выбросов CO 2 , сезонные факторы ущерба здоровью и среднегодовые цены на топливо на уровне штата.Результаты показывают годовую стоимость энергии, годовые выбросы CO 2 и годовой ущерб здоровью, связанный с каждым из 22 000 энергетических профилей домашних хозяйств.

На шаге 3 мы вычисляем частную и государственную чистую приведенную стоимость (ЧПС), полученную в результате использования каждым домохозяйством теплового насоса. Для каждого смоделированного дома мы заменяем существующую систему отопления тепловым насосом с воздушным источником тепла. Модель EnergyPlus, лежащая в основе анализа ResStock, автоматически определяет размер теплового насоса. Мы выбираем рабочие характеристики теплового насоса (HSPF / SEER), как описано в разделе выше.Затем мы повторно моделируем энергетические профили дома и пересчитываем их затраты, ущерб здоровью и выбросы. Для каждого дома частная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса равна экономии затрат на энергию за вычетом амортизированной стоимости установки теплового насоса. Для каждого дома общественная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса равна базовому климатическому ущербу и ущербу для здоровья за вычетом климатического ущерба теплового насоса и ущерба здоровью.

На этапе 4 мы количественно оцениваем процент жилищного фонда, который выиграет от внедрения теплового насоса.С точки зрения строго частных затрат сюда входят все дома, для которых внедрение теплового насоса дает положительную частную чистую приведенную стоимость. С общественной точки зрения мы также включаем любой дом, положительная общедоступная NPV которого превышает отрицательную частную NPV, т. Е. где чистая положительная (частная + государственная) ЧПС может быть достигнута за счет стимулирования внедрения тепловых насосов с помощью субсидии.

На шаге 5 мы используем почасовые профили электроэнергии в домах, чтобы количественно оценить влияние внедрения теплового насоса на пиковую потребность в электроэнергии.Для каждого из 55 городов мы используем профили электроэнергии из шага 1 для расчета совокупного спроса на электроэнергию для 400 базовых домов. Затем мы выполняем тот же расчет с использованием обновленных профилей электроэнергии для всех домов, определенных на шаге 4 как пользователей тепловых насосов. Сравнивая совокупный профиль базового потребления электроэнергии с совокупным профилем, который включает пользователей тепловых насосов, мы можем количественно оценить, как внедрение тепловых насосов меняет профиль электроэнергии в жилых домах для каждого города, включая то, как внедрение тепловых насосов меняет пиковую потребность в электроэнергии в жилых домах.

Следуя этим пяти шагам, мы объединяем проверенный инструмент моделирования энергопотребления жилых зданий, общедоступные данные о стоимости, ущербе для здоровья и выбросах CO 2 , а также экономические расчеты, чтобы определить дома на всей континентальной части США, где внедрение тепловых насосов снижает экономические затраты. стоимость и денежный ущерб окружающей среде. В разделах ниже представлены дополнительные сведения о различных компонентах этого метода.

2.1. Моделирование энергопотребления зданий

Мы моделируем энергопотребление 400 домов в каждом из 55 городов с помощью ResStock [20].ResStock — это база данных характеристик жилья. Он описывает эти характеристики жилья с помощью распределений вероятностей, которые зависят от местоположения дома, площади в квадратных футах, урожая и других характеристик. Такой подход позволяет ResStock вероятностно создать виртуальный фонд из сотен домов, распределение старинных домов, площадь в квадратных футах, изоляция чердаков, инфильтрация воздуха, эффективность HVAC, качество окон и другие характеристики точно отражают качество фактического жилищного фонда.

Затем мы загружаем эти модели домов ResStock в программу моделирования энергопотребления зданий EnergyPlus. EnergyPlus использует строительные характеристики дома и погодные данные для определения размера кондиционера / печи / теплового насоса в доме и расчета его почасового годового графика работы / профиля энергопотребления.

Другие академические исследования использовали аналогичные методы. Protopapadaki и др. [8] и Asaee и др. [12], например, используют вероятностные методы для создания большой выборки виртуальных домов, которые будут использоваться в инструменте моделирования энергопотребления зданий.Некоторые исследования также используют сам инструмент ResStock [1].

Чтобы сократить вычислительные затраты на моделирование такого большого количества домов, мы предприняли два шага, чтобы минимизировать количество домов, которое нам нужно было моделировать для каждого города. Мы основали наш анализ на результатах моделирования из NREL, где 80 000 домов моделируются в ResStock и сообщаются характеристики эффективности каждого дома и годовое потребление энергии для отопления, охлаждения и других конечных целей. Во-первых, мы уменьшили степени свободы модели.Мы использовали регрессионный анализ, чтобы определить характеристики, которые мало повлияли на годовые потребности в отоплении или охлаждении. Для этих характеристик — например. эффективность посудомоечной машины, эффективность стиральной машины — мы оценили все дома одинаково. Мы также удалили редкие характеристики — например, окна с тройным остеклением, которые встречаются в очень небольшом подмножестве домов.

Во-вторых, мы использовали эти обновленные характеристики для моделирования 1000 домов для Питтсбурга, Далласа и Сан-Франциско и сравнили годовые потребности этих домов в отоплении с 4500 домами, указанными в наборе данных NREL для каждого из этих городов.Произведя случайную выборку подмножеств этих 1000 смоделированных домов, мы оценили соответствие r-квадрата между кумулятивными функциями плотности годовой потребности в отоплении и охлаждении между симуляциями NREL и нашими симуляциями. См. Результаты этих сравнений в SI (доступны на сайте stacks.iop.org/ERL/16/084024/mmedia). Мы пришли к выводу, что, моделируя 400 домов, мы можем рассчитывать уловить 88–96% колебаний годовой потребности в отоплении, которые будут отражены в модели, в которой используется 4500 домов.Мы определили, что уменьшение количества симуляций, например, до 300, заметно снизит это соответствие, а увеличение количества симуляций, например, до 500, приведет к увеличению вычислительных затрат без значительного улучшения подгонки. Подробнее см. SI.

Чтобы количественно оценить энергетические последствия внедрения теплового насоса, мы смоделировали каждый из 22 000 домов как с их базовой технологией HVAC, так и с модификацией теплового насоса. Мы модернизируем каждый дом воздушным тепловым насосом на 8,5 HSPF, 14,3 SEER в соответствии со стандартами Министерства энергетики [21].Энергоэффективность теплового насоса изменяется в зависимости от температуры окружающей среды, при этом более низкие температуры приводят к снижению эффективности теплового насоса. Инструмент EnergyPlus использует файлы погоды окружающей среды с хронологическими значениями нормальной температуры за каждый час. Когда тепловая нагрузка превышает мощность теплового насоса, что может происходить при низких температурах окружающей среды, когда производительность теплового насоса ниже, инструмент EnergyPlus предполагает, что тепловой насос работает как резистивный нагреватель (т. Е. С COP, равным 1).

2.2. Моделирование городов

Мы моделируем жилищный фонд 55 городов континентальной части США.Мы предположили, что климатические выбросы и выбросы из электросети будут важными индикаторами ценности внедрения тепловых насосов. Таким образом, мы выбрали города, представляющие различные климатические условия и регионы электрических сетей. Климатические регионы определены с использованием данных проекта Building America, проведенного Управлением США по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии [22]. Регионы электрических сетей определяются как субрегионы, используемые Североамериканской корпорацией по надежности электроснабжения (NERC) [23].

Чтобы выбрать города, мы начали с моделирования одного города для каждой комбинации климатического региона и региона электрической сети.Затем мы добавили дополнительные города, чтобы лучше представить (а) районы с большим населением и жилым фондом и (б) климатические / электрические регионы с большими географическими границами. Используя эти рекомендации, мы решили смоделировать жилищный фонд 55 городов, показанных на рисунке 1.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 1. 55 серых кружков представляют города, смоделированные в нашей модели. Города были выбраны так, чтобы представлять различные регионы электрических сетей, как определено в [23], и различные климатические регионы, как определено в [22], в пределах каждого региона электросетей.Черные линии и текст показывают границы каждого региона NERC, его название и средний климат + интенсивность ущерба здоровью (в долларах США / МВтч).

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Чтобы представить все 80 миллионов домов на одну семью в жилом секторе США, мы масштабируем моделированный жилищный фонд: мы масштабируем 400 смоделированных домов каждого города, чтобы представить общее количество домов в близлежащих регионах города, как определено данные из программы NREL ResStock.В больших густонаселенных регионах, таких как Сан-Франциско, Бостон и Лос-Анджелес, каждый смоделированный дом масштабируется до примерно 10 000 домов реального мира. В небольших и малонаселенных регионах, таких как Гудленд, Канзас, Карибу, штат Мэн и Мидленд, штат Техас, каждый смоделированный дом масштабируется до 500 домов. В среднем каждый смоделированный город представляет 1,45 миллиона домов, и каждый дом масштабируется до 3600 домов.

2.3. Ущерб для климата и здоровья

Мы рассчитываем выбросы и связанный с ними ущерб для климата и здоровья как от сжигания ископаемого топлива в каждом городе, так и от потребления электроэнергии в каждом регионе электрической сети.

Для каждого региона электросети мы используем коэффициенты предельных выбросов и ущерба здоровью, которые варьируются в зависимости от сезона и времени суток. Эти факторы составлены с использованием методов, разработанных Siler-Evans и др. [24], и о них сообщает Центр Карнеги-Меллона по принятию решений в области климата и энергетики (CEDM) [25]. Для выбросов CO 2 коэффициенты указаны в килограммах — CO 2 / МВт-ч потребления электроэнергии. Чтобы монетизировать этот ущерб, наносимый климату, мы умножаем эти факторы на социальную стоимость углерода в размере 40 долларов за тонну CO2 2 .Что касается ущерба здоровью, выбросы SO 2 , NO x и PM 2,5 монетизируются с использованием методов, разработанных Heo и др. [26], и указываются в единицах потребления электроэнергии $ / МВтч. Умножив почасовое потребление электроэнергии каждым домом на сезонный / часовой климат в электросети и ущерб здоровью, мы можем рассчитать годовой ущерб от выбросов в электрическую сеть, вызванный каждым домом.

Чтобы учесть утечку парникового газа метана из инфраструктуры природного газа, мы оцениваем количество утечки метана на МВт-ч выработки электроэнергии в каждом регионе NERC и переводим в эквивалентные выбросы CO 2 через потенциал глобального потепления (GWP) метана.Например, мы обнаружили, что в 2017 г. штаты, входящие в западный регион (WECC) электрической сети США, потребили 1,45 млн. Кубических футов природного газа в электроэнергетическом секторе [27]. Мы предполагаем, что на каждый миллион кубических футов израсходованного природного газа в атмосферу попадает 0,023 миллиона кубических футов метана [28]. Умножив эту скорость утечки на 1,45 миллиона кубических футов израсходованного природного газа, преобразовав в тонны и умножив на GWP, равный 28 [29], мы оценим, что энергетический сектор WECC 2017 года способствовал утечке метана в размере 18.6 Mt CO 2 -эквивалент. Разделив эти 18,6 Мт на 724 ТВтч электроэнергии, произведенной в штатах WECC [27], мы вычислим коэффициент скорости утечки метана 25,7 кг МВтч −1 . Таким же образом мы рассчитываем коэффициенты утечки метана для других регионов НКРЭ. Мы используем значение GWP за 100 лет для метана, равное 28. Хотя были предложения использовать значения GWP за 20 лет, недавние исследования показывают, что преимущества этой альтернативы через 20 лет переоценены [30].

В этом исследовании мы называем разные регионы электросетей с низким, средним или высоким уровнем выбросов по сравнению с другими субрегионами электросети США. Мы основываем эти различия, вычисляя средний ущерб. Как описано выше, мы рассчитываем ущерб, предполагая, что SCC составляет 40 долларов США за тонну CO 2 [17], а для PM 2,5 , NO X и SO 2 , используя методы, разработанные Siler-Evans . и др. [24] и сообщается CEDM [25] в каждом регионе и классифицирует их следующим образом: <35 $ / МВтч = низкий; 35–50 $ / МВтч = средний; > 50 $ / МВтч = высокая.Для получения более подробной информации см. Рисунок 1.

Поскольку срок службы теплового насоса составляет 15 лет [31, 32], мы предполагаем, что выбросы во всех электрических сетях США уменьшатся в течение срока службы теплового насоса. Чтобы зафиксировать этот эффект, мы используем прогнозы выбросов электрических сетей из Национальной оценки электрификации EPRI [16]. Мы используем «прогрессивный» сценарий этого исследования (баланс между «консервативным» и «трансформирующим» сценариями исследования), чтобы предположить, что с 2017 по 2032 год (а) энергия угля снизится на 75% с 1200 ТВтч до 300 ТВтч и (b ) Интенсивность выбросов CO 2 снизится на 45% с 850 фунтов МВтч −1 до 450 фунтов МВтч −1 .Мы предполагаем, что большая часть вреда здоровью от угольной энергетики [33]. Таким образом, мы предполагаем, что для каждого региона сети ущерб здоровью снизится на 75%, а выбросы CO 2 — на 45% к 2032 году. Мы предполагаем линейный тренд.

Для сжигания топлива для отопления мы рассчитываем выбросы CO 2 , SO 2 , NO x и PM 2,5 , генерируемые различными технологиями отопления, и монетизируем эти выбросы с использованием коэффициентов ущерба для города. Мы используем данные Агентства по охране окружающей среды [34] для количественной оценки выбросов CO 2 для каждого топлива для отопления.Для количественной оценки выбросов NO x и PM 2,5 для каждого вида топлива мы используем данные Брукхейвенской национальной лаборатории [35]. Мы применяем стехиометрические расчеты, предполагая, что 3% O 2 в выхлопных газах, чтобы рассчитать килограмм выбросов на 1 миллиметр БТЕ топлива для газовых и мазутных обогревателей с различными показателями энергоэффективности. Установив линию тренда для этих данных, мы разработали линейную модель выбросов NO x и PM 2,5 в зависимости от используемого топлива для отопления и эффективности использования энергии.Мы предполагаем, что пропан и природный газ имеют схожие характеристики выбросов. Эти расчеты аналогичны методу оценки выбросов NO x и PM 2,5 , используемому Вайшнавом и др. [2]. Для выбросов SO 2 мы используем данные из [36] и предполагаем, что содержание серы в мазуте составляет 0,0015% [37]. Используя эти расчеты, мы разработали серию моделей для расчета кг / мм БТЕ CO 2 , SO 2 , NO x и PM 2.5 выбросов, генерируемых каждой из различных существующих технологий отопления, имеющихся в домах ResStock.

Чтобы учесть утечку парникового газа метана в инфраструктуру природного газа, мы оцениваем количество утечки метана в расчете на один терм природного газа, потребляемого для отопления, и преобразуем его в эквивалентные выбросы CO 2 через ПГП метана. Мы предполагаем, что на каждый терм природного газа, израсходованный на отопление, в атмосферу уходит 0,023 терма метана [28].Используя плотность энергии природного газа, мы переводим термины в килограммы и умножаем на 28 — GWP метана [29] — чтобы вычислить коэффициент 1,27 кг CO 2 -эквивалента на терм израсходованного природного газа.

Чтобы монетизировать ущерб здоровью SO 2 , NO x и PM 2.5 , мы используем модель ущерба здоровью EASIUR. EASIUR — это модель пониженной сложности, которая использует регрессионный анализ для аппроксимации результатов более сложной модели химического переноса CAMx.Используя онлайн-инструмент EAISUR, мы вводим географические координаты каждого города, чтобы получить денежный ущерб здоровью для каждого из трех загрязнителей, представленных в единицах $ / кг. Эти данные представлены в 24-часовых профилях за три сезона. Спроецируя эти профили ущерба на сезонное, почасовое потребление энергии каждого из этих видов топлива для каждого дома ResStock, мы оцениваем стоимость ущерба здоровью, вызванного сгоранием топлива. Обратите внимание, что ущерб может значительно варьироваться в зависимости от города, и что в регионах с меньшим населением и погодными условиями, которые быстро рассеивают и разбавляют концентрации загрязняющих веществ, ущерб здоровью от этих выбросов будет, как правило, ниже, потому что меньше людей будет подвергаться воздействию загрязняющих веществ по сравнению с густонаселенный город с разными погодными условиями.Чтобы монетизировать выбросы CO 2 , мы предполагаем, что социальные издержки углерода составляют 40 долларов за тонну CO 2 .

В рамках анализа чувствительности данного исследования мы скорректируем факторы, наносящие ущерб здоровью и климату для электросети, а также социальную стоимость углерода, чтобы увидеть, как они влияют на общественную чистую приведенную стоимость внедрения тепловых насосов. Что касается электросети, мы предполагаем, что ущерб, нанесенный климату и здоровью, уменьшается с одинаковой скоростью. Если, например, выбросы CO 2 в электросети снизятся на 50% от базового уровня, мы предполагаем, что ущерб здоровью электросетей также снизится на 50%.Таким образом, например, за счет уменьшения выбросов из электрических сетей и увеличения социальных затрат на углерод чистая приведенная стоимость внедрения тепловых насосов для населения будет иметь тенденцию к увеличению. Затем для любых домов, в которых положительная государственная ЧПС превышает отрицательную частную ЧПС, мы предполагаем, что дом будет использовать тепловой насос при получении субсидии, чтобы свести частную ЧПС к нулю.

2.4. Экономика

Мы используем показатель NPV для количественной оценки общего положительного или отрицательного изменения стоимости энергии, ущерба для климата, ущерба здоровью и капитальных затрат.Мы рассчитываем чистую приведенную стоимость внедрения теплового насоса как с частной, так и с общественной точки зрения, как показано в уравнениях (1) и (2).

, где C энергия — годовая стоимость электроэнергии, газа, мазута или пропана в доме, C здоровье — ежегодный ущерб здоровью, вызванный критериями загрязнителей воздуха, связанных с потреблением энергии в доме, C климат — это ежегодный ущерб климату, вызванный выбросами CO 2 , связанными с потреблением энергии в доме, а K тепловой насос — чистые капитальные затраты на замену существующего обогревателя дома на тепловой насос.Кроме того, i равняется процентной ставке, а n равняется количеству лет, в течение которых рассчитывается NPV. Мы используем i = 7% и n = 15 лет, чтобы представить срок службы теплового насоса и процентную ставку, которую можно было бы получить, вложив этот капитал в другое место. В других исследованиях тепловых насосов используется тот же расчет NPV с аналогичными процентными ставками и сроками службы [2, 10].

Затраты на энергию рассчитываются путем умножения годового потребления природного газа, мазута, пропана или электроэнергии каждым домом на цену энергии.Цены на энергию представляют собой среднегодовые розничные значения, опубликованные Управлением энергетической информации США [38], и различны для каждого вида топлива и для каждого штата США. Мы предполагаем, что эти базовые цены на топливо сохранятся на протяжении всего периода исследования, хотя цены, которые видят потребители, могут вырасти в зависимости от цен на углерод, предполагаемых в некоторых сценариях. Наше предположение об исторических годовых и средних ценах по штату является ограничением анализа. Однако, учитывая потенциально огромную неопределенность будущих цен на энергоносители [39], это упрощающее допущение упрощает определение влияния жилищного фонда, структуры производства электроэнергии, налоговой политики и технологических усовершенствований.Ущерб здоровью и климату рассчитывается по методике, описанной в разделе 2.3.

Чистые капитальные затраты на тепловой насос K тепловой насос рассчитываются, как показано в уравнении (3).

, где C тепловой насос — это стоимость покупки и установки теплового насоса, C воздуховод — стоимость установки воздуховода, C замена — стоимость замены существующего нагревателя на аналогичный технология.Таким образом, чистая стоимость теплового насоса K heatpump представляет собой дополнительные затраты на замену существующего обогревателя дома на тепловой насос вместо его замены аналогичной технологией. То есть мы предполагаем, что домовладельцы, скорее всего, купят тепловой насос, когда срок их службы приближается к концу и его необходимо будет заменить на новый аналогичный обогреватель или на новую систему теплового насоса.

Капитальные затраты на тепловой насос и затраты на замену существующего нагревателя взяты из Национальной базы данных мер по повышению эффективности жилищного строительства [40].Данные о стоимости воздуховодов взяты из компиляции обзоров затрат, предоставленных [41]. Мы предполагаем, что каждая из этих затрат варьируется в зависимости от характеристик существующего дома.

Мы рассчитываем стоимость установки теплового насоса с использованием коэффициента 143,30 $ / кВт мощности во всех случаях плюс фиксированная стоимость, которая варьируется от 3300 до 4800 долларов. Для домов с существующими централизованными системами кондиционирования мы предполагаем фиксированную стоимость 3300 долларов США, которая представляет собой среднее значение, указанное для замены существующей системы теплового насоса новой системой теплового насоса.Для домов с существующими печами и плинтусами, но без централизованной системы кондиционирования, мы предполагаем фиксированную стоимость в размере 3700 долларов США, что является средним значением, указанным для установки системы теплового насоса с нуля. Для домов с существующими котлами мы учитываем дополнительные трудозатраты по демонтажу гидравлического радиаторного оборудования и предполагаем фиксированную стоимость в 4800 долларов, что является самым высоким показателем для установки системы теплового насоса с нуля.

Мы рассчитываем стоимость воздуховодов как 0 долларов для домов, в которых уже есть центральные системы воздуховодов.В противном случае мы используем фиксированную стоимость, которая зависит от площади дома. Модель ResStock имеет четыре отдельных ящика для площади дома. Мы используем стоимость 1500 долларов США для домов площадью менее 1500 квадратных футов, 3000 долларов США для домов площадью от 1500 до 2500 квадратных футов, 4500 долларов США для домов площадью от 2500 до 3500 квадратных футов и 6000 долларов США для домов с площадью больше чем 3500 квадратных футов.

Мы рассчитываем стоимость замены существующего нагревателя на аналогичную технологию, используя линейное уравнение: C замена = a + bx , где x — мощность существующего нагревателя в кВт.Уравнение зависит от базового топлива [40]. Для газовых обогревателей используем 2500 + 13,3 x . Для подогревателей жидкого топлива мы используем 4100 + 13,3 x . Для пропановых обогревателей мы используем 3800 + 13,3 x . А для резистивных электронагревателей мы используем 1600 + 170,6 x .

2,5. Расчет пиковой нагрузки

Мы рассчитываем изменение пиковой нагрузки как функцию скорости внедрения теплового насоса для каждого города, используя четыре шага. Во-первых, мы рассчитываем частную чистую приведенную стоимость для каждого дома, когда в нем установлен тепловой насос.Во-вторых, мы сортируем дома в порядке увеличения частного NPV. В-третьих, мы объединяем профили потребления электроэнергии в домах, чтобы соответствовать интересующей нас процентной ставке по внедрению тепловых насосов. Например, в выборке из 400 домов потребность в электроэнергии для 30% -го коэффициента внедрения теплового насоса будет равна потребности в электроэнергии 120 домов с самой высокой частной ЧПС, установившей тепловой насос, плюс потребность в электроэнергии других 280 домов, сохраняющих их базовая технология отопления. В-четвертых, мы вычисляем 99-й процентиль итогового агрегированного профиля электроэнергии.Мы выбрали 99-й процентиль, чтобы обеспечить некоторую свободу действий, учитывая, что многие трансформаторы и другая электроника распределительных сетей могут превышать свою номинальную мощность на небольшое количество часов в год.

Сравнивая пиковую потребность в электроэнергии до внедрения теплового насоса с пиковым спросом на электроэнергию после внедрения теплового насоса, мы можем рассчитать процентное изменение пикового спроса для различных уровней внедрения тепловых насосов.

Наш анализ пиковой нагрузки предполагает, что дополнительное тепло обеспечивается нагревом сопротивлением (т.е.е. тепловой насос, работающий с COP 1). Ясно, что пиковый спрос может быть уменьшен (а частная экономика тепловых насосов может быть улучшена), если дополнительное тепло будет обеспечиваться за счет природного газа [3]. Однако использование природного газа в качестве резервного тепла противоречит цели декарбонизации посредством электрификации. На практике Уэйт и Моди [3] пришли к выводу, что при использовании тепловых насосов с двумя источниками энергии только 1% и 2% тепловой энергии может потребоваться за счет природного газа. Однако неясно, будет ли распределительная сеть природного газа экономически жизнеспособной при такой низкой загрузке.

Хотя существуют некоторые данные, помогающие количественно оценить стоимость, например. в долл. США / кВт — чтобы укрепить сеть для удовлетворения пикового спроса, мы решили избежать монетизации увеличения пикового спроса. Есть много распределительных и электрических сетей, у которых есть избыточные мощности по передаче и распределению. В этих городах повышенный спрос на электроэнергию может быть выгодным, поскольку он увеличивает коэффициент использования существующей инфраструктуры передачи и распределения, а более высокие пиковые потребности могут быть легко удовлетворены за счет дополнительной пропускной способности линии.Вместо того, чтобы пытаться количественно оценить резервную мощность передающих и распределительных сетей каждого города, мы сообщаем только об изменениях пикового спроса и оставляем оценку и монетизацию этой информации экспертам, работающим в конкретной ситуации в каждом городе.

3.1. Частные экономические выгоды поддерживают утроение внедрения тепловых насосов в США с 11% до 32% односемейных домов

Мы обнаружили, что 16,7 млн ​​домов — или 21% жилого фонда односемейных домов в США — могли бы сегодня получить экономическую выгоду от замены своих домов. существующий обогреватель с тепловым насосом.Добавьте к этому 8,7 миллиона домов, в которых уже есть тепловые насосы, и общий показатель внедрения тепловых насосов в США может вырасти до 32% только за счет частных экономических выгод.

Частная экономическая выгода для этих 16,7 миллионов домов составляет 7,1 миллиарда долларов в год, как показано на рисунке 2. Эта частная выгода включает 12,0 миллиардов долларов ежегодной экономии энергии за вычетом амортизированных затрат на модернизацию технологии теплового насоса. Общественная выгода от внедрения этого теплового насоса составляет 0,6 миллиарда долларов в виде предотвращения ущерба здоровью и 1 доллар.7 миллиардов предотвращенных климатических повреждений ежегодно. Годовые выбросы CO 2 в жилых помещениях снизились на 8,3% с 506 млн т до 464 млн т.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 2. Уровень использования существующих тепловых насосов составляет 11% существующих домов на одну семью в США. Частный NPV, рассчитанный исходя из годовых и средних цен на электроэнергию и газ по штату, при внедрении тепловых насосов положителен еще для 21% домов в США.Польза для здоровья от внедрения теплового насоса значительно различается. Климатические выгоды в основном увеличиваются с внедрением тепловых насосов: только в 1,7 миллиона домов (2,1% жилого фонда США) внедрение тепловых насосов увеличивает выбросы CO 2 . Тем не менее, затраты на борьбу с загрязнением воздуха могут быть высокими: хотя 22,4 миллиона домов (28% жилищного фонда США) имеют затраты на борьбу с загрязнением от 0 до 200 долларов за тонну СО 2 , существует 5,1 миллиона домов (6% жилищного фонда США) с затраты на борьбу с выбросами превышают 1000 долларов за тонну СО 2 .Эти оценки основаны на исторической эксплуатации сети и предположениях о том, что в течение 15 лет эксплуатации теплового насоса выбросы CO 2 в электросети уменьшаются на 45%, а ущерб здоровью — на 75%. Частные и социальные издержки снизятся, если сеть станет чище быстрее, чем предполагалось в нашем анализе, или если в будущем будут установлены тепловые насосы.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Мягкий климат (смешанный и прибрежный) имеет наибольший потенциал для внедрения тепловых насосов, как показано на рисунке 3.В этом климате зимние температуры достаточно мягкие, чтобы поддерживать эффективную работу теплового насоса, а лето достаточно жаркое, чтобы получить значительные выгоды от высокоэффективного кондиционирования воздуха теплового насоса. С другой стороны, дома в холодном климате получают наименьшие выгоды от внедрения тепловых насосов.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 3. Внедрение тепловых насосов, потенциал субсидий и общественный ущерб зависят от региона электросети и температуры климата.На рисунке 1 изображена карта, показывающая различные регионы электросетей и климатические регионы.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

3.2. Полное внедрение теплового насоса снижает CO

2 на 160 млн тонн при чистых ежегодных затратах в размере 25,2 миллиарда долларов.

Поскольку проникновение теплового насоса превышает 60%, совокупный климатический ущерб продолжает снижаться, в то время как совокупные частные расходы и ущерб здоровью стремительно растут. Если бы все дома на одну семью использовали тепловые насосы, это снизило бы выбросы CO 2 в жилых домах до 346 Мт — сокращение на 160 Мт или 32%, что составляет 6 долларов США.4 миллиарда ежегодных климатических выгод. Хотя это благоприятное воздействие на климат является значительным, оно обходится дорого: ущерб здоровью составляет 4,9 миллиарда долларов, а частные экономические издержки — 26,7 миллиарда долларов. Используя эти цифры, совокупная годовая стоимость 100% внедрения тепловых насосов в континентальной части США составляет минус 25,2 миллиарда долларов, не считая затрат на создание инфраструктуры распределения электроэнергии для удовлетворения повышенного пикового спроса на электроэнергию.

Кроме того, внедрение теплового насоса увеличивает выбросы CO 2 на 2 человека.1% домов в США и затраты на борьбу с выбросами превышают 1000 долларов США за тонну CO 2 для 6% домов в США. Исходя из этих цифр, может быть трудно оправдать очень высокие темпы внедрения тепловых насосов.

3.3. Частные и общественные результаты обычно совпадают.

Учитывая текущую электросеть, технологии и цены на энергию, всякий раз, когда дом в США заменяет свой существующий обогреватель на тепловой насос из-за частных экономических выгод, внедрение теплового насоса обычно приносит пользу общественному здравоохранению и климату. также.См. Синие незатененные части рисунка 3.

Во многих случаях внедрение теплового насоса приводит к общественному ущербу, т.е. где общественная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса отрицательна. Но в большинстве случаев это относится к домам, которые не любят тепловые насосы, т. Е. дома, где ЧПС внедрения теплового насоса в частных компаниях отрицательна, и внедрение теплового насоса предположительно маловероятно. См. Красные заштрихованные части рисунка 3.

Однако бывают случаи, когда внедрение теплового насоса создает частную экономическую выгоду, но наносит ущерб обществу.См. Синие заштрихованные части рисунков 3 и 4. Это несоответствие частных и общественных результатов происходит почти исключительно для домов, которые в настоящее время отапливаются пропаном. Эффект сосредоточен в областях электрической сети с более высоким уровнем излучения и в более холодных частях областей сети со средним уровнем излучения. Пропан относительно чистый, но дорогой. Замена пропанового обогревателя тепловым насосом обычно имеет экономический смысл. Но в более холодном климате, где тепловые насосы будут работать с меньшей эффективностью, а в электрических сетях с более высокими выбросами, переключение с пропана на тепловой насос часто увеличивает ущерб от выбросов.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 4. Внедрение тепловых насосов, потенциал субсидий и общественный ущерб зависят от базового топлива для отопления, региона электросети, температуры климата и характеристик жилья. Выводы основаны на текущем жилищном фонде, а повреждения электросети основаны на исторической сети и предположении, что эти убытки уменьшаются, как описано в разделе 2.3.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

3.4. Парето-оптимальная политика может расширить внедрение тепловых насосов с 32% до 37% домов.

Есть много домов, в которых внедрение тепловых насосов принесет пользу обществу, но внедрение тепловых насосов маловероятно, поскольку частная чистая приведенная стоимость отрицательна. Политика может стимулировать эти дома к установке тепловых насосов. Политика может, например, (а) определять дома, в которых общественная выгода от внедрения теплового насоса превышает частные убытки, и (б) субсидировать капитальные затраты на тепловой насос, чтобы свести частные убытки к нулю.Мы классифицируем подмножество домов, в которых возможна эта политика, как «потенциальные субсидии», как показано на рисунках 3 и 4.

Эта категория потенциальных субсидий охватывает почти каждый город в данном исследовании и включает дополнительные 3,8 миллиона домов. Такая политика будет стоить 2,6 миллиарда долларов — годовая амортизированная стоимость — 280 миллионов долларов — и увеличит выгоды для здоровья и климата на 190 и 405 миллионов долларов соответственно.

Как показано на рис. 2 и подтверждено Дэвисом [11], многие дома в США могут быть заинтересованы в использовании теплового насоса с помощью небольшой субсидии.Однако мы показываем, что только небольшой процент этих тепловых насосов будет давать выгоды от выбросов, превышающие их стоимость субсидий.

3.5. Темпы внедрения тепловых насосов зависят от региона электросети, климата, характеристик жилья и базового топлива для отопления. Переключение отопления дома с природного газа на тепловые насосы редко приносит пользу, особенно в холодном климате, где почти нет домов, где такое переключение имеет смысл.Если есть возможность выгодной замены нагревателей природного газа тепловыми насосами, то это будет в домах средней эффективности (1970–1989 гг.) В жарком или мягком климате.

Замена домов, в которых используются электрические нагреватели сопротивления, на тепловые насосы почти всегда дает явную пользу. Замена электрического резистивного нагревателя тепловым насосом становится более привлекательной в больших (> 1500 SF), менее эффективных (<1990 г.) домах в более холодном климате и регионах с более высокими выбросами в электросетях.

Дома, отапливаемые мазутом, почти всегда приносят пользу обществу от внедрения тепловых насосов. Но это обычно приводит к частным экономическим потерям домовладельца. Почти 65% домов, отапливаемых мазутом, находятся в холодном климате, где уровень использования тепловых насосов выше 20% маловероятен, если домовладельцы будут выбирать свой режим отопления исключительно по стоимости. Наибольшие возможности для замены нагревателей жидкого топлива тепловыми насосами связаны с небольшими (<1500 SF) домами с меньшей эффективностью (<1990 г.).

Замена пропанового обогревателя тепловым насосом, как обсуждалось ранее, часто экономична для домовладельца, но ухудшает качество воздуха. Это особенно верно в электрических сетях с высоким уровнем выбросов, т. Е. MRO и RFC — где расположено почти 50% домов, отапливаемых пропаном.

3.6. Ущерб здоровью подрывает климатические преимущества в 28% возможных модификаций тепловых насосов

Внедрение тепловых насосов в США почти всегда снижает выбросы CO 2 выбросов: только для 1,7 миллиона (2,1%) домов в США внедрение тепловых насосов приводит к увеличению выбросов CO 2 выбросов.См. Рисунки 2 и 5. Таким образом, рассматривая тепловые насосы исключительно как средство обезуглероживания, имеет смысл стремиться к очень высокому уровню внедрения.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 5. Изменение климата и ущерб здоровью, причиненный каждым домом, использующим тепловой насос. Каждая точка представляет собой один смоделированный дом. В большинстве случаев использование теплового насоса снижает ущерб, наносимый климату, но увеличивает ущерб здоровью.Четкие линейные полосы точек в верхнем правом квадранте показывают модернизацию электрических резистивных нагревателей для отдельной электрической сети. Отношение ущерба здоровью к ущербу, наносимому парниковыми газами, довольно постоянно для конкретной электросети. Расстояние, которое проходит конкретная точка по этой линейной полосе, зависит от того, сколько электроэнергии экономится при переключении с электрического резистивного нагревателя на тепловой насос.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Однако то же отношение не действует в отношении ущерба здоровью.Внедрение тепловых насосов часто увеличивает ущерб здоровью, вызванный такими загрязнителями воздуха, как SO 2 , NO x и PM 2,5 . По сравнению с электростанциями, бытовые печи и котлы работают при более низких температурах горения и более строгих нормах качества воздуха. То есть электростанции производят значительно больше вредных веществ, загрязняющих воздух, чем бытовые обогреватели. Хотя внедрение теплового насоса переносит загрязнение географически из городских домохозяйств в сельские районы, где, как правило, расположены электростанции и меньше людей может подвергаться загрязнению, чистый рост загрязняющих веществ и способность этих загрязняющих веществ часто перемещаться на многие сотни миль приводит к увеличению вреда для здоровья в целом.Как показано на рисунке 5, такая ситуация — когда внедрение тепловых насосов увеличивает общий ущерб здоровью — имеет место для 47,5 миллионов домов в США, или 67% жилищного фонда без тепловых насосов. Михалек и др. [42] и Голландия и др. [43] наблюдают аналогичный сдвиг в повреждениях, когда легковые автомобили электрифицированы.

Для 26,1 миллиона таких домов климатические выгоды от внедрения теплового насоса превышают ущерб здоровью. Это дает положительную чистую общественную ценность. Таким образом, вред для здоровья от внедрения теплового насоса часто перевешивается благоприятным климатом.

Однако есть много других домов, для которых верно обратное: преимущества для климата от внедрения тепловых насосов затмеваются вредом для здоровья. Из 69,6 миллиона домов, в которых использование тепловых насосов приносит пользу климату, 19,7 миллиона причиняют вред здоровью, превышающий их климатические преимущества. Это дает отрицательную чистую общественную ценность.

Общественные выгоды от внедрения тепловых насосов могут быть улучшены за счет снижения выбросов в энергетическом секторе определенных загрязнителей воздуха.Это может быть достигнуто, например, за счет более строгого регулирования выбросов загрязняющих веществ на электростанциях, например. посредством обессеривания, каталитического восстановления, электростатических пылеуловителей и поэтапного отказа от угля [44].

3,7. Потребности в укреплении сети невелики, за исключением высоких темпов внедрения тепловых насосов в холодном климате.

Помимо увеличения ущерба здоровью, еще одной потенциальной проблемой для очень высоких темпов внедрения тепловых насосов является стоимость укрепления электрической сети для надежного удовлетворения более высокого пикового спроса на электроэнергию [ 8].На рисунке 6 показано, как уровень внедрения тепловых насосов влияет на пиковый спрос на электроэнергию в каждом городе. Многие города видят удовлетворяемые потребности в укреплении энергосистемы. При 100% внедрении тепловых насосов мы обнаруживаем, что в 24 из исследованных городов, представляющих 41% жилищного фонда США, пиковый спрос на жилье увеличивается на 50% или меньше. Более того, в городах с жарким климатом — где потребность в охлаждении приводит к пиковому потреблению электроэнергии, а новый тепловой насос может обеспечить повышение эффективности охлаждения по сравнению с существующим в доме кондиционером — может даже увидеть, что внедрение теплового насоса приведет к снижению пикового спроса на электроэнергию в жилищах.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 6. В жарком климате тепловой насос часто заменяет менее эффективный существующий кондиционер, что снижает общую пиковую потребность населения. В холодном климате тепловой насос часто заменяет топку или котел, работающие на ископаемом топливе, что увеличивает общий пиковый спрос населения. Определения «сторонников тепловых насосов» и «потенциала субсидий» см. На рисунке 3.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Однако при 100% внедрении тепловых насосов мы обнаруживаем, что в 24 из исследованных городов, представляющих 44% жилого фонда США, пиковый спрос на электроэнергию в жилищном секторе увеличивается более чем на 100%. Эти города, как правило, находятся в более холодном климате, где тепловой насос должен регулярно работать при очень низких температурах, что снижает производительность теплового насоса.

Однако при более низких темпах внедрения тепловых насосов большинство городов заметят лишь небольшие изменения в пиковом спросе на электроэнергию в жилищном секторе.При показателях внедрения тепловых насосов, показанных для категорий «сторонников тепловых насосов» и «потенциального субсидирования» на рисунке 3, мы обнаруживаем, что пиковый спрос в жилищном секторе в некоторых случаях увеличивается на 40%, а в большинстве городов — менее чем на 20%. Многие распределительные сети могут иметь избыточную мощность, чтобы справиться с этим увеличением без необходимости каких-либо обновлений.

3.8. Анализ чувствительности

Наши результаты основаны на предположениях, изложенных выше и подробно описанных в разделе 2: сеть становится значительно чище в течение срока службы теплового насоса, установленного сегодня.Результаты этого анализа могут измениться, если эти допущения изменятся. В следующем разделе мы обсудим чувствительность темпов внедрения тепловых насосов к выбросам из электросети и социальным углеродным затратам, а также к стоимости и эффективности технологии тепловых насосов.

3.9. Более высокие социальные затраты на углерод должны сопровождаться более чистыми электрическими сетями.

Мы моделируем последствия внедрения тепловых насосов за 15 лет и предполагаем, что выбросы в электросети — как CO 2 , так и загрязняющие вещества — уменьшатся с течением времени.Тем не менее, выбросы в электросети могут падать быстрее или медленнее, чем мы предполагаем. Социальная стоимость углерода — цена или экономические внешние эффекты, представляющие монетизированный ущерб, причиненный выбросами углерода, — также может возрасти в будущем.

Каждое из этих изменений повлияет на общественную чистую приведенную стоимость внедрения теплового насоса. Более чистые электрические сети и более высокие социальные затраты на углерод обычно будут стимулировать декарбонизацию, которую обеспечивают тепловые насосы. Рисунок 7 иллюстрирует этот эффект.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 7. Снижение выбросов из электрических сетей не может стимулировать высокие темпы внедрения тепловых насосов, если только социальные издержки углерода не увеличиваются в первую очередь. Уровень внедрения тепловых насосов включает 11% существующих домов с существующими тепловыми насосами, 21% домов, в которых тепловые насосы используются исключительно в личных целях, и дома, в которых субсидирование внедрения тепловых насосов обеспечит чистую общественную выгоду. Обратите внимание, что крайняя левая часть оси x — где средние выбросы в электросети за 15 лет приближаются к нулю — маловероятна, если вообще возможна.Полная ось абсцисс исследуется для иллюстрации.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Исходя из наших текущих допущений о социальных затратах на выбросы углерода в 40 долларов за тонну, более чистая электрическая сеть с меньшим количеством CO 2 и критериев выбросов загрязняющих веществ не стимулирует более широкое внедрение тепловых насосов. Для многих домов внедрение теплового насоса означает небольшое сокращение выбросов CO 2 , значительный ущерб здоровью и / или большие частные экономические затраты.Все эти проблемы противоречат аргументам в пользу тепловых насосов как средства рентабельной глубокой декарбонизации.

Для преодоления этих проблем требуется нечто большее, чем очистка электросети — это требует, чтобы общество придавало большее значение ущербу, причиненному выбросами CO 2 , т.е. более высокая социальная стоимость углерода. Однако, если и то, и другое произойдет одновременно, умеренное увеличение стоимости углерода и сокращение выбросов из энергосистемы может усилить аргумент в пользу значительного внедрения тепловых насосов.Например, если выбросы в сеть упадут на 35% ниже наших предположений, а социальные издержки на выброс углерода достигнут 300 долларов за тонну CO2 2 , то чистая выгода для общества может быть достигнута за счет внедрения тепловых насосов на уровне 75%.

3.10. Более низкие затраты на тепловой насос должны сопровождаться более высокой эффективностью теплового насоса.

Приведенный выше анализ описывает эффекты замены базовой технологии отопления дома тепловым насосом 8,5 HSPF, 14,3 SEER. Эта замена обходится домам в среднем в 6600 долларов по сравнению со стоимостью замены существующего обогревателя на ту же технологию.Но стоимость и эффективность тепловых насосов могут меняться в зависимости от проекта, стимулов или технологических исследований и разработок.

Изменения стоимости и эффективности тепловых насосов повлияют как на частную, так и на государственную чистую приведенную стоимость внедрения тепловых насосов. Более дешевые тепловые насосы увеличивают чистую приведенную стоимость использования тепловых насосов в обществе и сокращают экономию энергии, необходимую для того, чтобы сделать их привлекательным вариантом. Более эффективные тепловые насосы имеют более низкие затраты на электроэнергию. Рисунок 8 иллюстрирует эти эффекты.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 8. Снижение затрат улучшает влияние эффективности теплового насоса на скорость внедрения. Уровень внедрения тепловых насосов включает 11% домов с существующими тепловыми насосами и домов, в которых внедрение теплового насоса дало бы положительную частную чистую приведенную стоимость.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Мы показываем, что более высокая эффективность теплового насоса действительно улучшает показатели внедрения тепловых насосов, но с уменьшением отдачи. Это уменьшение отдачи особенно заметно при более высоких затратах на установку.Например, при базовой стоимости повышение эффективности теплового насоса мало повлияет на общие показатели внедрения.

Если затраты снизятся — например. из-за технологических достижений, мягкого снижения затрат или субсидий — тогда убывающая отдача от более эффективных единиц будет менее заметной. Например, политика, направленная на покрытие некоторых дополнительных затрат на тепловые насосы с более высоким КПД, может быть эффективным способом одновременного снижения затрат и повышения эффективности.

В нашей статье представлена ​​более подробная картина преимуществ и затрат на внедрение тепловых насосов, чем в предыдущих исследованиях.В то время как прошлые исследования выявили целые регионы, где тепловые насосы приносят общественные или частные выгоды или убытки [2], мы обнаружили, что в большинстве климатов и для большинства типов домов проникновение тепловых насосов ниже, чем это социально оптимально (т. Е. Государственное + частное, ЧПС> 0). В соответствии с предыдущими исследованиями экологического воздействия отопления [2] и электрификации транспортных средств [42], мы обнаружили, что электрификация часто сокращает выбросы парниковых газов. Однако преимущества этих сокращений могут быть сведены на нет увеличением ущерба, наносимого загрязнителями, которые вносят более непосредственный вклад в краткосрочную смертность.Предыдущие исследования показывают, что полная электрификация резко увеличит спрос на энергосистему, и предполагают, что решением может быть продолжение использования природного газа для обеспечения небольшого количества тепла [3]. Мы показываем, что, хотя пиковый спрос на электроэнергию вряд ли резко возрастет, если тепловые насосы будут использоваться только теми, кто этим экономит деньги, более высокие уровни проникновения резко увеличивают пиковую потребность в электроэнергии. Это потребует творческой адаптации электроэнергетической системы, включая распределенную генерацию и реагирование на спрос (см., Например, [45]).

Хотя наш метод моделирования дает общую картину государственных и частных затрат и выгод от внедрения тепловых насосов, он имеет два основных недостатка, которые можно было бы исправить в будущем.

Мы изучаем энергоэффективность элементарным способом. Модель ResStock предоставляет множество характеристик, по которым можно оценить энергоэффективность различных смоделированных домов, например. инфильтрация воздуха, оконный тип, утепление чердака. Тщательное исследование этих характеристик и их влияния на внедрение тепловых насосов выходит за рамки настоящего исследования.Вместо этого мы используем год постройки дома, т.е. винтаж — как показатель энергоэффективности. Это предположение согласуется с тем, как разработан ResStock, потому что вероятность того, что случайно сгенерированный дом будет иметь качественную утепление, окна, изоляцию чердака и другие качества, увеличивается, если его винтаж моложе. Винтаж — это также показатель, который политики могут легко использовать при разработке политики. Однако политическая инициатива по поощрению внедрения тепловых насосов вполне может сопровождаться стремлением улучшить качество жилищного фонда.Действительно, дома будущего могут быть спроектированы с учетом электрификации и эффективности, и это может изменить баланс выгод и затрат на тепловые насосы. В будущей работе следует оценить совокупные выгоды и затраты на такую ​​модернизацию с использованием тепловых насосов.

Высокие темпы внедрения тепловых насосов, а также политика, развитие технологий и инновации, необходимые для их достижения, окажут значительное влияние на электросети и на энергетические рынки. Мы предполагаем постоянные значения цен на топливо, предельных выбросов в сеть, цен на электроэнергию и капитальных затрат на тепловые насосы.В действительности, по мере того, как скорость внедрения тепловых насосов увеличивается, а электрическая сеть становится чище, эти переменные могут меняться по-разному. Например, затраты на тепловой насос могут снизиться из-за большей экономии на масштабе производства и опыта установщиков тепловых насосов, электрическая сеть может стать чище быстрее из-за углеродной политики, а цены на топливо могут измениться по мере снижения спроса на это топливо со стороны жилого сектора. Наше предположение об исторических годовых и средних ценах по штату является ограничением анализа.Однако, учитывая потенциально огромную неопределенность будущих цен на энергоносители [39], это упрощающее допущение упрощает определение влияния жилищного фонда, структуры производства электроэнергии, налоговой политики и технологических усовершенствований. Более полное исследование могло бы изучить эти разные чувствительности, чтобы лучше понять неопределенность нашего решения.

Хотя эти недостатки могут повлиять на некоторые ценности наших результатов, мы не ожидаем, что они повлияют на основные выводы этого исследования.Внедрение тепловых насосов — это многогранная проблема, охватывающая несколько секторов и отраслей энергетики, но наш анализ охватывает достаточно сложностей, чтобы дать обоснованную оценку государственных и частных затрат и выгод от внедрения тепловых насосов в США. Наконец, хотя мы пытаемся учесть тот факт, что сеть, вероятно, станет чище в течение срока службы тепловых насосов, установленных сегодня, очевидно, что существует потребность в других подходах, которые прогнозируют влияние на выбросы структурных изменений в сети [46, 47] или даже произвести альтернативные оценки выбросов от существующей электросети [48].

Применение теплового насоса хорошо сочетается с декарбонизацией. В некоторых случаях такое согласование является слабым — для 8% домов в США внедрение тепловых насосов либо увеличивает выбросы CO 2 , либо влечет за собой очень высокие затраты на сокращение выбросов. В то время как универсальное внедрение тепловых насосов в США имеет сомнительную ценность, очень высокие темпы внедрения, составляющие 80–90%, могут рентабельно снизить выбросы парниковых газов.

Однако, учитывая текущие цены на энергоносители, прогнозы выбросов в электросети и технологию тепловых насосов, мы считаем такие высокие темпы внедрения маловероятными.С частной экономической точки зрения, мы обнаружили, что внедрение теплового насоса дает чистую экономическую выгоду для 21% односемейных домов в США. При включении домов с существующими тепловыми насосами это составляет 32%. С точки зрения общественного благосостояния, мы обнаружили, что комбинированная чистая приведенная стоимость для климата и здоровья при внедрении тепловых насосов является положительной для 70% жилищного фонда США, не использующего тепловые насосы. Эта ставка может снизиться, если учесть стоимость укрепления электрической сети для удовлетворения повышенного пикового спроса на электроэнергию: последствия, с которыми столкнутся многие города.

Таким образом, мы находим преимущество тепловых насосов в качестве инструмента декарбонизации, но есть много препятствий для достижения высоких показателей внедрения. Однако наш анализ показывает ключевые технологии, политику и стратегические идеи для преодоления этих препятствий, причем все они применимы не только к США, но и к другим странам или юрисдикциям:

  • В первую очередь обращайтесь к мягкому климату: внедрение тепловых насосов в смешанном и прибрежном климате (см. Рис. 1) свидетельствует о сильном частном экономическом потенциале и ограниченном ущербе для общества.Особенно это актуально в электрических сетях со средними выбросами. Более того, в городах с мягким климатом меньше шансов увидеть резкий рост пикового спроса на электроэнергию или связанных с этим затрат на укрепление сети.
  • В последнюю очередь обращайтесь к холодному климату: внедрение тепловых насосов в холодном климате (см. Рисунок 1) свидетельствует о слабом частном экономическом потенциале и значительном ущербе для общества. Более того, в городах с холодным климатом более вероятно резкое увеличение пикового спроса на электроэнергию и связанных с этим затрат на укрепление сети.Исключением является установка теплового насоса для замены электрического резистивного нагревателя: такая модернизация обычно снижает затраты домовладельцев, снижает выбросы и снижает пиковую потребность в электроэнергии.
  • Ускорение сокращения выбросов в энергетическом секторе: усилия по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по критериям электростанций и по созданию генераторов с нулевым или низким уровнем выбросов углерода укрепят общественные аргументы в пользу внедрения тепловых насосов. Чем быстрее будут продвигаться эти усилия, тем более выгодными станут высокие показатели внедрения тепловых насосов.Там, где существующей технологией является мазут или резистивное нагревание, переход на тепловые насосы, вероятно, будет экологически и экономически выгодным даже при существующих электрических сетях.
  • Покрытие затрат на технологию тепловых насосов средней эффективности: небольшое снижение капитальных затрат и небольшой выигрыш в эффективности могут значительно повысить скорость внедрения. Это может быть достигнуто с помощью таких политик, как отраслевое обучение для снижения затрат на установку, исследования и разработки для снижения стоимости технологий, субсидии, которые отдают приоритет установкам с более высокой эффективностью, или вознаграждения, которые стимулируют чистое сокращение выбросов CO 2 .
  • Сосредоточьтесь на соответствующих нишах жилищного фонда: некоторые типы домов больше выигрывают от внедрения тепловых насосов, чем другие. Например, в США модернизация с использованием природного газа кажется наиболее перспективной в домах средней эффективности (урожай 1970–1989 гг.), Модернизация с использованием нефти и пропана в небольших (<1500 SF), старых (до 1990-х годов) домах, а также в электрических домах. модернизация резистивных нагревателей в больших (> 2500 SF), старых (до 1970-х годов) домах.

Целевые стратегические, технологические и политические инициативы могут способствовать широкому распространению тепловых насосов и глубокой электрификации сектора жилого отопления.По мере того, как электрическая сеть становится чище, эта электрификация приведет к большему сокращению выбросов CO 2 .

Техническое обслуживание, сервис и крышка котла

Техническое обслуживание котла должно быть приоритетом для арендодателей — один промах — или вы ошибетесь с законом, или котел сломается.

Прочтите наше руководство по обязательствам арендодателя по отоплению в Великобритании, включая ваши обязанности, когда речь идет о котлах, и основные советы по обслуживанию котлов.

Арендодательское обслуживание котлов — согласно закону

Арендодатели несут юридическую ответственность за ремонт отопления, горячего водоснабжения, газовых приборов, труб, дымоходов, вентиляции, электропроводки и сантехнического оборудования. Это означает, что ремонт и обслуживание котла зависит от вас.

Также по закону арендодатель обязан обслуживать любые газовые приборы с частотой, требуемой производителем — вы найдете это подробно в руководстве по продукту.

Что касается требований законодательства по обслуживанию газовых котлов, вы должны проходить ежегодную проверку газовой безопасности, проводимую зарегистрированным инженером.Вы должны сохранить копии этих чеков, и они должны быть предоставлены арендаторам в начале каждой аренды. Копии протокола проверки газовой безопасности должны храниться не менее двух лет.

Кто отвечает за обслуживание котельной — арендодатели или арендаторы?

Арендодатель несет ответственность за обслуживание котла. Закон о домовладельцах и квартиросъемщиках (1985 г.) требует, чтобы домовладельцы содержали в хорошем и рабочем состоянии оборудование, обеспечивающее водоснабжение, газ и электричество, а также системы канализации.Таким же образом арендодатели несут ответственность за отопление помещений и системы водяного отопления.

Однако арендаторы обычно берут на себя ответственность за ежедневное обслуживание, такое как поддержание работы отопления, когда это необходимо, и за сообщение о проблемах. В некоторых договорах аренды также оговаривается, что арендатор несет ответственность за содержание дымоходов и дымоходов.

Единственное исключение из ответственности арендодателя за бойлеры — это случай, когда ущерб был причинен непосредственно арендатором в результате ненадлежащего обращения.

Как долго домовладелец ремонтирует котел?

Арендодатели обязаны принимать меры для быстрого устранения любых проблем. Раздел 11 Закона 1985 года о домовладельцах и квартиросъемщиках гласит, что ремонт должен проводиться в «разумные сроки». Аварийный ремонт должен быть выполнен в течение 24 часов, поскольку отсутствие горячей воды или отопления является опасностью по закону.

Крышка котла арендодателя

Стоимость замены неисправного котла может быть очень высокой. К счастью, как правило, страхование поломки котла возможно в рамках полиса страхования домовладельца на случай чрезвычайной ситуации.

Simply Business предлагает защитную крышку котла. Когда вы будете застрахованы, у вас будет номер телефона утвержденного инженера, который будет готов помочь. Сравните расценки на страхование котла домовладельца.

Основные советы по уходу за котлом

1. Поддерживайте его в обслуживании

Котлы нуждаются в регулярном обслуживании, чтобы обеспечить их безопасность и эффективность. Как арендодатель, вы обязаны ежегодно обслуживать котел в арендуемой вами собственности. Это не только удержит вас на правильной стороне закона, но и поможет решить любые проблемы, устранение которых может оказаться дорогостоящим.

Plus, эффективный котел не только экономит вам или вашим арендаторам деньги на счетах за отопление, но и лучше для окружающей среды. Мы также наблюдаем рост числа арендодателей, заинтересованных в зеленой ипотеке, и правительство также консультируется по предложениям по повышению стандартов энергоэффективности в арендованных домах.

2. Обучите своих жильцов

Очень важно объяснить жильцам некоторые ключевые моменты в системе отопления. Убедитесь, что они знают, как следить за давлением и как правильно управлять системой отопления.Например, в летние месяцы рекомендуется пару раз включить отопление, чтобы убедиться, что все работает. Точно так же зимой нельзя оставлять имущество без обогрева в течение длительного времени, так как это может привести к замерзанию труб.

3. Вентиляция

Для безопасной работы многим котлам требуется вентиляция. Хотя это может быть в шкафу котла, убедитесь, что предметы не хранятся вокруг вентиляционных отверстий, так как это может лишить прибор необходимого кислорода.

4.Удалите воздух из радиаторов.

Если радиаторы не нагреваются должным образом, возможно, вам потребуется удалить воздух из них. Рекомендуется делать это один раз в год, даже если они исправны. Прочтите наше пошаговое руководство по удалению воздуха из радиатора.

Получите индивидуальное страховое покрытие для арендодателя

Более 200 000 полисов арендодателя в Великобритании, оценка клиентов 9/10 и претензии обрабатываются отмеченной наградами командой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.