Электрическое отопление загородного дома с использованием ночного тарифа
Проблема отопления загородного дома является одной из самых актуальных для его владельцев. Хорошо, если есть условия для подключения его к магистральному газу. В этом случае можно установить газовый котел и сделать обычное водяное отопление по замкнутому контуру.
Намного сложнее обстоят дела с домами, имеющими только подключение к электричеству. В этом случае приходится делать выбор между печным отоплением и электрическим. Разумеется, печь, с ее романтикой открытого пламени, всегда вызывает восторг и симпатии у городских жителей, утомленных достижениями цивилизации и стремящихся максимально соприкоснуться с живой природой.
Но при необходимости топить печь постоянно первые восторги быстро заканчиваются, особенно, если возникает проблема с обычным приготовлением дров. В этом случае постепенно приходит понимание, что лучшим вариантом для загородного дома, подключенного к электрическим сетям, является электрическое отопление. Единственное, что нужно сделать, это выбрать правильный, наиболее эффективный и наименее затратный способ его использования.
К тому же, с введением дневных и ночных тарифов платы за потребление электрической энергии появился соблазн отапливать дом ночью, делая запас тепла на дневное время.
Есть несколько способов реализации такого отопления. Рассмотрим их.
Накопление тепловой энергии
Такая система отопления возможна на базе электрического котла, предназначенного для нагрева теплоносителя, циркуляция которого должна обеспечиваться принудительно, при помощи циркуляционного насоса.
Такая система состоит из котла, расширительного бака, отопительных приборов и накопителя тепловой энергии, представляющего собой объемный теплообменный аппарат, установленный вертикально.
Теплообменный аппарат должен быть полностью заполнен водой. Через него проходит змеевик, по которому движется нагретый теплоноситель, передавая часть своей энергии этому запасу воды. Благодаря тому, что движение теплоносителя принудительное, время его прохождения через накопитель тепла, невелико и теплоноситель остыть не успевает, отопительная система работает исправно.
Подразумевается, что котел включен в работу только во время действия ночного тарифа, а именно с 23 часов до 7 часов. За это время должно произойти накопление тепловой энергии в самом строении, обладающем определенной тепловой инерцией, а также в накопительном баке. Проще говоря, вода в баке должна нагреться.
Напомним, что любая система отопления может быть эффективной только в том случае, если строение имеет достаточное тепловое сопротивление и способно накапливать и хранить тепловую энергию. Это значит, что все его ограждающие поверхности должны иметь достаточную толщину и дополнительный слой тепловой изоляции.
В противном случае можно вести речь не об отоплении дома и экономии тепловой энергии, а о ее потерях в окружающую среду.
На схеме приведена обычная однотрубная разводка отопления, в которой горячая вода, подаваемая от котла, проходит замкнутый круг по отопительным приборам и возвращается в котел для подогрева. При этом она проходит через накопитель тепловой энергии или бойлер.
Так работает система в ночное время при включенном котле. Утром температура в помещении будет максимальной и какое-то время дом в отоплении не нуждается. В это время можно полностью отключить все теплогенерирующие устройства.
При падении температуры внутри помещения, вплоть до 23 часов, отопление осуществляется за счет запасенной тепловой энергии. Для этого происходит забор теплоносителя из верхней части накопительного бака, где находится наиболее горячая вода. При этом задействован механизм естественного разделения нагретой жидкости: вверху скапливаются нагретые слои, внизу холодные.
Циркуляция воды при этом должна осуществляться принудительно, но с минимальной скоростью, достаточной для разделения слоев воды.
Теплоноситель, делая круг по системе отопления, остывает и возвращается в накопитель, выталкивая при этом новую порцию горячей воды в систему. При достаточном количестве воды можно обеспечить запас тепловой энергии для отопления дома в течение нескольких дней.
Теплый пол как накопитель энергии
Как известно, наибольшей удельной теплоемкостью обладает вода, что позволяет использовать ее в качестве накопителя тепловой энергии. Для этого достаточно просто нагреть ее до максимальной температуры, например в 100 градусов, а затем использовать отдаваемое ею тепло для обогрева помещения.
Главная задача при этом состоит в выборе способа расположения накопителя и дальнейшего использования тепла. В качестве одного из вариантов можно рассмотреть устройство теплого пола в виде резервуара с водой и его нагрева с помощью электрических тэнов. Эффективность такого устройства определяется толщиной пола и количеством находящейся в нем воды, а также температурой его нагрева.
Идеальным можно считать вариант, при котором толщина пола не менее 50 см, а температура воды нагрета не выше 70 градусов Цельсия. В противном случае ходить по такому полу придется очень осторожно, опасаясь ожогов.
Если в доме не один, а несколько этажей, то для подачи тепла вверх можно использовать обычные воздуховоды. Сложность такой системы состоит только в трудностях монтажа резервуаров с водой в поверхность пола. При этом следует помнить, что они должны быть максимально заизолированы со всех сторон, кроме поверхности, обращенной внутрь дома.
Печь как аккумулятор тепловой энергии
В качестве аккумулятора тепловой энергии можно использовать и тело обычной каменной печи, вмонтировав в него нагревательные элементы. За ночь такая печь прогреется от электричества не хуже, чем при сжигании в ней партии прекрасных сухих дров. При этом процесс нагрева будет идти намного быстрее, ведь нет необходимости открывать трубу и выбрасывать в атмосферу часть тепла. Днем, печь, остывая, будет поддерживать комфортные условия в доме.
Это всего лишь три варианта ночного отопления, в действительности их может быть значительно больше.
