Ночное отопление загородного дома с помощью электричества
Стоимость расходов на содержание загородного дома растет день ото дня. Особенно ощутима она для тех, кто, устав от стесненных городских условий жизни, ограниченных рамками квартиры, решил построить просторным дом, с верандой и зимним садом, собственной банькой и пусть небольшим, но все же, своим собственным, бассейном.
Содержание такой усадьбы летом стоит недорого: приходится платить только за электричество. Зимой положение дел резко меняется, возникает потребность в отоплении и горячем водоснабжении. Разумеется, можно сделать дом с летним вариантом проживания, но это компромиссный вариант. Намного разумнее постараться найти приемлемый вариант отопления, позволяющий не только расходовать на него деньги, но и экономить.
Мы не раз вели разговор об использовании альтернативной энергии для отопления и получения электрической энергии, но при этом оставляли в стороне возможность подключения загородного дома к обычным электрическим сетям, а также то, что при этом можно экономить, потребляя электричество ночью, когда тариф в несколько раз ниже дневного.
Отопление хуторов
На сегодняшний день в полностью газифицированных регионах в нашей стране отопление сельских домов ведется с помощью магистрального газа. При этом электричество при наличии двух тарифного счетчика оплачивается по дневному и ночному тарифу, но при этом для сельской местности тариф в любом случае ниже, чем для городов, расположенных в этом регионе.
Для хуторов, газификацию которых признано считать нецелесообразной и слишком дорогой, устанавливаются льготные тарифы на электричество, равные ночным. Стоимость такого отопления вполне умеренная, что позволяет предположить целесообразность установки отопительной системы на базе электрического котла, используя его исключительно в ночное время.
Есть одно условие
Речь идет о тепловой изоляции дома и его способности сохранять тепло. Дом должен иметь высокое термическое сопротивление и способность сохранять запас тепла на протяжении 20 часов. Для этого строение должно иметь высокий фундамент с хорошей тепловой изоляцией, утепленные стены и хорошие окна с тройными стеклопакетами, способными не пропускать тепловую энергию в окружающую среду.
В этом случае, включая отопительную систему ночью, дом можно прогреть, накопив в нем запас тепла, который будет достаточным для поддержания положительной температуры до следующего включения котла. Такой вариант вполне приемлем, и позволит поддерживать температуру в доме на уровне 15-16 градусов при температуре окружающей среды не ниже -12 градусов Цельсия.
При этом само строение играет роль аккумулятора тепловой энергии, подобно телу кирпичной печи. Чем массивнее дом и чем выше его теплоемкость, тем большее количество тепла он запасет, а затем использует для поддержания в нем плюсовой температуры.
Теплоемкость можно повысить
На территории современной Финляндии находится уникальное месторождение природного камня талькохлорида, имеющего рекордно высокое значение теплоемкости. Этот минерал на протяжении столетий используют для облицовки внутренних стен помещений, строительства печей и изготовления посуды.
Нагреваясь, камень запасает количество тепла, достаточное для поддержания положительной температуры в помещении на протяжении суток. Его удельная теплоемкость составляет 0,98 кДж/кг°C. Теплоемкость чугуна, например, в два раза меньше.
Скептики могут возразить, что теплоемкость дерева составляет 1,7 кДж/кг°C, но у этого материала есть одна отрицательная черта: его невозможно нагреть до высоких температур без изменения его физических и химических свойств. А вот вещество, заслуживающее особого внимания, это обычная вода. Ее теплоемкость составляет 4,8 кДж/кг°C. Это значит, что именно воду можно использовать в качестве аккумулятора и создания запаса тепловой энергии.
Вот только количество воды должно быть немалым, одного стакана явно недостаточно. А вот тысяча килограммов воды, нагретой до 100 градусов, будут иметь запас энергии
Q=1000*100*4.8=480000кДж.
Постепенно остывая, такое количество тепловой энергии вполне достаточно для поддержания комфортных условий в помещении, площадь которого составляет 20 квадратных метров.
Это значит, что в загородном доме можно установить в подвальном помещении резервуар с водой и нагревать его ночью, включая электрический котел. При этом оплата за энергию идет по ночному тарифу. Оптимальным можно считать вариант, когда под полом всего дома находятся емкости с водой. Они должны иметь хорошую тепловую изоляцию со всех сторон, кроме той, которая направлена в сторону дома.
1 - ветрогенератор; 2 - солнечные коллекторы; 3 - тепловой насос; 4 - аккумулятор тепла;
5 - аккумулятор+инвертор; 6 - утилизатор тепла стоков; 7 - бак горячей воды;
8 - коллектор тепла земли; 9 - "теплые полы"
Такая система аккумуляции тепловой энергии не нова, она давно и успешно используется для накопления тепловой энергии солнца, но вполне пригодна и для накопления тепла, полученного от электрического котла.
Для этого достаточно трубы отопления проложить внутри резервуара с водой.
Такая система может работать и источниками альтернативной энергии, как это предложено на приведенной выше схеме, для этого достаточно дополнить существующее оборудование солнечным коллектором и ветрогенератором.
При этом аккумулятор энергии (резервуар с водой) летом будет поддерживать комфортную, прохладную температуру в доме, охлаждая в нем воздух, но для этого придется использовать циркуляционный насос для обеспечения движения воды по отопительной системе дома.
Зимой же процесс теплообмена идет на основе естественной конвекции: холодные массы воздуха опускаются вниз, соприкасаются с нагретой поверхностью пола, нагреваются и поднимаются вверх.
Для реализации такой системы отопления необходимо иметь обычную отопительную систему и резервуар для воды, но главное при этом, желание сделать свой дом теплым, не переплачивая при этом лишних денег.