Теплонакопители: эффективность работы и экономия электроэнергии
Добавил(а): Ольга 28 декабря
Системы отопления домов с использованием электрических источников пользуются заслуженной популярностью. Они не создают загрязнения воздуха дымом, копотью и другими вредными выделениями, не нуждаются в дымоходах, опасных в пожарном отношении и требующих специальных строительных мероприятий и дополнительного расхода дефицитных материалов. При использовании электроотопления не нужно сверлить стены, прокладывать трубы и все время опасаться утечки теплоносителя.
Чем обусловлено применение теплонакопителей
Основным недостатком отопления за счёт электрического нагрева является сравнительно большая стоимость энергопотребления, что важно, в особенности в современных условиях дефицита и высокой стоимости энергоресурсов. Вторым недостатком является неравномерность загрузки энергосистем, особенно региональных. Особую важность приобретает этот фактор в случае наличия в энергосистеме атомных станций, которые не очень хорошо реагируют на переменные нагрузки. Если в системе нет гидроаккумулирующих электростанций, то пиковые нагрузки становятся еще более затратными. Приходится вводить ограничения на потребление электроэнергии, внедрять многотарифные счётчики и систему оплаты.
Хорошим выходом из такой ситуации является применение теплонакопителя – специального прибора, работающего с аккумуляцией тепла. Он накапливает тепло ночью и потом отдаёт его в отапливаемое помещение в течение остального времени суток. Этот подход даёт возможность полезно использовать «ночной» тариф на электроэнергию. Такой прибор позволяет удовлетворить интересы потребителей тем, что помогает обеспечить комфортные условия проживания с минимальными денежными затратами. Это важно и для производителей электроэнергии, так как снижаются пиковые нагрузки. Накопитель тепла подключается к сети со стандартным бытовым напряжением двести двадцать вольт, как нормальный бытовой прибор.
Накопитель тепла подключается к сети со стандартным бытовым напряжением двести двадцать вольт, как нормальный бытовой прибор.
Какие выгоды даёт установка
В течение срока действия «ночного» тарифа этот прибор накапливает энергию в теплонакопительном сердечнике. Теплоизоляция сердечника работает, как термос, сохраняя надолго запасённое тепло. Она устроена так, что функционирует даже в условиях небольшой разницы температур. Воздух помещения нагревается путем прохождения через особые каналы в сердечнике, а температура регулируется заслонкой, положение которой определяется биметаллическим датчиком.
При высоте потолка в помещении до трёх метров мощность на один квадратный метр площади составляет 50–60 Ватт. Эта мощность выбрана из расчёта теплопотерь в 60–70 Ватт на квадратный метр.
В состав системы входят нужное по расчёту количество теплонакопителей и узел многотарифного учета электроэнергии. Все это подключается к единому унифицированному щиту для организации коммутации теплонакопителей и управления их работой.
Если основная система отопления недостаточно эффективна, то теплонакопители могут служить дополнительным источником нагрева, тем более, что все тепло от них подается в помещения
Эти приборы дают «сухое» тепло, что позволяет нивелировать негативное воздействие других возможных систем отопления на здоровье пользователей. Можно не бояться размораживания системы отопления, как, например, в случае водяных радиаторов. Как и электрические конвекторы, теплонакопители устанавливаются прямо в подлежащих отоплению помещениях, но в отличие от них существенно экономят электроэнергию. Если основная система отопления недостаточно эффективна, то теплонакопители могут служить дополнительным источником нагрева, тем более, что все тепло от них подается в помещения.
Установка теплонакопителей не требует наличия особых навыков, а их габариты не превышают размеры уже упоминавшихся традиционных водяных радиаторов. Дизайн приборов лаконичен, что позволяет вписать их в любой интерьер. Пользователи могут легко овладеть управлением теплонакопителями, так как система автоматизирована, проста, и ее работа описана в прилагаемой инструкции. Управление также не требует специальных навыков, система безопасна в эксплуатации и обеспечивает любые заданные параметры. Щит управления позволяет задавать требуемый температурный режим на неделю и в пределах дня. Система обогрева может работать и в автоматическом режиме, без присутствия людей.
Преимуществом использования теплонакопителей является, прежде всего, применение «ночного» тарифа, что выражается для частных потребителей в экономии сорока, а для организаций – двадцати пяти процентов от объема потребления из-за разницы в цене. Второй плюс состоит в экономии электроэнергии за счёт исключения «перетопа». Третье преимущество теплонакопителей связано с тем, что энергопотребление можно регулировать и уменьшать в течение периода неиспользования.
Экономичные системы отопления с теплонакопителями
На фоне применения в России все более энергоэффективных бытовых приборов и производственных технологий стремительно увеличивается самое неэффективное использование электроэнергии — на обогрев помещений. С началом отопительного сезона существенно возрастают нагрузки на энергосистему. При наступлении морозов негативное влияние электроотопления усиливается.
Начальный период рынка в России породил огромное количество торговых заведений и объектов сферы услуг, размещенных во временных легковозводимых модулях и палатках. Для благородства их назвали «объектами шаговой доступности», отработав процедуру их размещения по условиям регулярных конкурсов, либо группируя в рынки. Все эти объекты даже близко не соответствуют современным требованиям по теплозащите и отапливаются электроэнергией.
Все большее распространение получает использование электроэнергии для отопления дач и даже больших загородных домов. Здесь наиболее велики так называемые «коммерческие потери».
В 1992 г. Госэнергонадзором РФ была разработана, утверждена Минтопэнерго РФ и согласована Минюстом РФ инструкция «О порядке согласования применения электрокотлов и других электронагревательных приборов».
В пункте 5.1 инструкции был регламентирован порядок использования электроэнергии для отопления и горячего водоснабжения — только при условии включения электронагревательных приборов в ночное время, оснащения их аккумуляторами тепла и автоматикой, исключающей работу в дневные часы. Действующая инструкция в настоящее время всеми просто забыта.
Европейский опыт применения систем отопления с ночной аккумуляцией тепла позволяет сделать выводы о безусловной перспективности этого метода отопления. При взвешенной тарифной политике широкое использование теплонакопителей выгодно как для потребителей, так и для производителей электроэнергии.
Потребление электроэнергии переносится с часов вечерних максимумов на часы ночных провалов, что равномерно загружает энергетическое оборудование и увеличивает срок его службы, уменьшает потери при передаче электроэнергии и сокращает издержки электросетевых компаний.
Возврат к требованиям инструкции и запрет на использование электроэнергии для отопления без аккумуляторов тепла — это сегодня наименее затратное и наиболее быстрое решение проблемы пикового энергодефицита, по сравнению со строительством новых электростанций и другими способами аккумуляции энергии (гидроаккумулирующие электростанции, аккумуляторные батареи высокой емкости).
Например, перевод половины потребителей Московского региона, суммарно использующих около 3000 МВт электрической мощности для целей отопления, на теплоаккумуляторы позволит в короткое время не только снизить пиковое потребление, но и превратить суточный график загрузки энергосистемы практически в прямую линию и выйти из состояния энергодефицита.
Низкие ночные тарифы на электроэнергию делают электроотопление с аккумуляцией тепла привлекательным для потребителя и конкурентоспособным с другими видами индивидуального отопления.
Ликвидация мелких индивидуальных котельных с переводом отопления отдельно стоящих объектов (клубы, школы, фермы и т.п.) на теплоаккумуляторы позволит снизить эксплуатационные затраты. Присоединение абонентов с гарантированным электропотреблением только в ночные часы не потребует модернизации существующих электрических сетей.
Что такое теплонакопитель?
Теплонакопитель — это первый на нашем рынке прибор, позволяющий использовать все преимущества многотарифной системы учета электроэнергии, это прибор, дающий экономию как производителю, так и потребителю электроэнергии.
- Производителям электроэнергии теплонакопители позволяют выравнивать суточные графики потребления электроэнергии. Для стимулирования потребления электроэнергии в часы ночных «провалов» введены низкие «ночные» тарифы.
- Потребителям электроэнергии теплонакопители позволяют получить комфортное экологически чистое тепло с минимальными затратами.
Как теплонакопители экономят средства потребителей электроэнергии?
Преимущества использования теплонакопителей
Теплонакопитель — это электрический отопительный прибор аккумуляторного типа. Основное отличие теплонакопителя от традиционных нагревательных устройств заключается в том, что при его использовании возможно автоматическое управление процессом накопления и отдачи тепла. При монтаже автоматика настраивается таким образом, что теплонакопитель подключается к сети для накопления тепла только во время действия льготного ночного тарифа. Процесс теплоотдачи также регулируется автоматически датчиком комнатной температуры, с помощью которого в каждом помещении можно установить желаемую температуру.
Теплонакопитель — экономичен. При использовании прибора в комплексе с автоматикой плата за 1 кВт потребленной электроэнергии уменьшается для большинства потребителей в 4 раза!
Теплонакопитель — надежный и не требующий ухода прибор. Практика использования теплонакопителей показывает, что срок службы первых теплонакопителей превышает 30 лет.
Теплонакопитель — пожаробезопасен, т.к. его наружная поверхность практически не нагревается. Теплый воздух из теплонакопителя подается с помощью совершенно бесшумного вентилятора, который очень быстро создаст в помещении желаемый температурный режим.
Теплонакопитель — универсальный прибор. Его модификации охватывают диапазон мощностей от 0,8 до 7,5 кВт. Благодаря этому теплонакопитель можно использовать для обогрева помещений любой площади, а также использовать его не только как основной источник тепла, но и как дополнительный.
Теплонакопитель — экологически чистый и благоприятный для окружающей среды прибор. Нагревательные элементы не контактируют с воздухом, а значит, не «сжигают» находящийся в помещении кислород и не выделяют продуктов сгорания.
Теплонакопитель — престижный прибор. В его конструкции использованы самые современные материалы и технологии. Прибор постоянно усовершенствуется и считается самым перспективным в Европе способом обогрева. Он обладает современным дизайном и создает комфортные условия в любом помещении по Вашему вкусу.
Конструкция и работа теплонакопителя
В корпусе из листовой стали, покрытом жаропрочным лаком, находится теплонакопительное ядро, снабженное теплоизоляционной защитой. Внутри теплонакопительного ядра располагаются нагревательные элементы.
Рис. 1. Устройство теплонакопителя
Теплоотдачу в помещение обеспечивает вентилятор, создающий поток воздуха из помещения через систему каналов теплонакопительного ядра, где воздух нагревается, непосредственно к отверстию выхода воздуха.
Смешивание потоков воздуха происходит с помощью смесительного клапана, связанного с биметаллическим датчиком, что обеспечивает постоянную температуру выходящего воздуха независимо от уровня заряда прибора. Суточный цикл работы теплонакопителя состоит из двух автономных режимов:
- режима заряда или накопления тепла в ночное время;
- режим разрядки или теплоотдачи.
Режим заряда управляется таймером, режим теплоотдачи — комнатным термостатом, который дает команды на включение-выключение микровентилятора. Теплонакопитель работает практически со стопроцентным коэффициентом полезного действия. Выделяемое ТЭНами тепло аккумулируется теплоемкими брикетами и через систему изолированных воздушных каналов передается в обогреваемое помещение.
Все процессы регулируются автоматически, что позволяет выбрать наиболее эффективный режим обогрева помещений и рационально использовать тепловую и электрическую энергию.
Минимальная конфигурация системы отопления на базе теплонакопителей: теплонакопитель-пускатель-комнатный реостат.
Пускатель необходим для усиления сигнала, дающего команду на включение-выключение ТЭНов теплонакопителя. Сигнал может подаваться вручную (выключатель) или с любого таймерного устройства. Пускатель имеет небольшие габариты и хороший дизайн, поэтому может быть установлен как в щите управления, так и непосредственно в помещении.
Датчик комнатной температуры (реостат) управляет встроенным в теплонакопитель вентилятором, тем самым регулирует процесс теплоотдачи и контролирует температуру в помещении. Датчик небольшой и его дизайн не испортит любой интерьер. Устанавливается в наиболее удаленное от теплонакопителя место в помещении.
Процессом накопления тепла можно управлять вручную с помощью датчика контроля нагрева, регулятор которого вынесен на переднюю стенку теплонакопителя.
Блок учета электроэнергии состоит из многотарифного счетчика с устройством переключения тарифов. Блок служит для раздельного учета электроэнергии, потребленной днем и ночью, что является обязательным условием при переводе абонента на дифференцированные по времени суток тарифы. Устройство переключения тарифов может быть использовано для подачи сигнала на переключение шкал счетчика.
Дополнительный блок состоит из электронного таймера, который можно устанавливать по желанию заказчика для более гибкого управления теплонакопителями: автоматическое включение и выключение ТЭНов теплонакопителей в заданное программным путем время суток.
Работы по проектированию и монтажу систем отопления на базе теплонакопителей должны осуществляться специализированной организацией и состоят из следующих этапов:
1. Определение требуемых тепловых нагрузок помещений.
2. Проектирование и согласование рабочего проекта системы отопления.
3. Монтаж электросети, приборов защиты и управления.
4. Подключение и запуск в эксплуатацию системы электроотопления.
Пример расчета экономической
эффективности теплонакопителей
Потребление электроэнергии для накопления тепла производится во время действия низкого «ночного» тарифа на электроэнергию, в течение 8 часов с 23-00 до 07-00, а отопление помещений (отдача тепла) — круглосуточно, можно рассчитать экономическую эффективность применения ночных накопителей тепла по формуле:
(H*16*TD + H *8*TN) — P*8*TN = E
P — потребляемая электрическая мощность накопителя тепла (кВт),
TN — тариф ночной (руб./кВт . ч), TD— тариф дневной (руб./кВт . ч), 8 или 16 — время работы в сутки (час),
H — мощность, отдаваемая накопителем в дневное время, приравненная к «прямому» отоплению (без накопления тепловой энергии) (кВт),
E — экономический эффект (руб./сутки).
Расчет экономической эффективности с применением ночных накопителей тепла электрической мощностью 11,8 кВт за отопительный сезон 213 суток:
(4,72*16*2,865 +4,72*8*2,2446) — 11,8*8*2,2446 = 104,91 рублей в сутки
(тариф 2,865 руб./кВт . ч — среднее значение между 2,6699 и 3,1914 за 16 часов «дневного» отопления отопительными приборами при 6 часах пика и 10 часах полупика, тариф на 2009 г.).
Экономический эффект (экономия) за отопительный сезон (213 суток) составит:
213*104,91=22 346,34 рублей.
Срок окупаемости зависит от сложности проекта (наличия вспомогательного оборудования, автоматики) и уровня тарифов в данном регионе и составляет в среднем от 1,5 до 4 лет.
Посмотреть данную технологию более подробно,
Вы можете в Каталоге энергосберегающих технологий
