Накопительный обогреватель

или Накопительный обогреватель тепловой аккумулятор (Австралия) — это электрический обогреватель , который накапливает тепловую энергию вечером или ночью, когда электричество доступно по более низкой цене, и выделяет тепло в течение дня по мере необходимости. Альтернативно, солнечные накопительные обогреватели предназначены для хранения солнечной энергии в виде тепла, которое высвобождается в ночное время или в другие периоды, когда это необходимо, что часто делает его более экономически эффективным, чем продажа излишков электроэнергии в сеть и выкуп ее ночью. ^[1]

Принцип работы

Накопительные обогреватели обычно состоят из глиняных кирпичей или другого керамического материала ( грога ), из бетонных стен или из резервуаров для воды. Существуют также специальные материалы, такие как феолит . Этот материал служит теплоаккумулирующим средством. В материал встроены электрические нагревательные элементы , которые можно включать для нагрева носителя и, таким образом, для хранения энергии.

Накопленное тепло отдается непрерывно (за счет теплового излучения и конвекции ). Чтобы ускорить передачу тепла , накопительные обогреватели могут быть оснащены механическими вентиляторами , которые могут перемещать воздух через обогреватель; см. раздел, посвященный накопительным обогревателям с вентилятором .

Типы накопительных обогревателей

Накопительные обогреватели с высоким сохранением тепла

Накопительные обогреватели с высоким сохранением тепла (HHRSH) — это новейшие и наиболее совершенные накопительные обогреватели на рынке. Накопительные обогреватели с высоким сохранением тепла способны сохранять больше тепла, чем традиционные накопительные обогреватели, сохраняя минимум 45% тепла через 24 часа после полной зарядки. ^[2] Это значительно снижает потери тепла в течение дня и достигается за счет улучшенной изоляции. Накопительные обогреватели с высоким сохранением тепла также оснащены интеллектуальным управлением и контролируют климатические условия для оценки будущей потребности в тепле, что делает их гораздо более чувствительными к изменениям в окружающей среде, чем традиционные накопительные обогреватели. Все накопительные нагреватели с высоким сохранением тепла также относятся к лоту 20. ^[3] соответствует требованиям EcoDesign, вступившим в силу 1 января 2018 года.

Правила

Лот 20 ^[3] — это законодательство ЕС, которое было разработано с целью убрать с рынка неэффективные технологии отопления и сократить потребление энергии продуктами, которые обогревают наши дома. Целью закона является достижение общих целей Великобритании по сокращению выбросов углекислого газа, и он действует с 1 января 2018 года. В нем говорится, что все установленные электрические нагревательные приборы, произведенные с 1 января 2018 года, должны иметь электронный термостат с 24-часовым 7-часовым таймером. дневной таймер с адаптивным запуском или датчиком открытого окна. Накопительные обогреватели должны включать в себя: электронное управление тепловым зарядом с обратной связью по температуре в помещении и/или наружном воздухе или управляемое поставщиком энергии, электронное управление температурой в помещении плюс недельный таймер и выход с помощью вентилятора. ^[4] Дополнительные дополнительные функции соответствия требованиям — дистанционное управление, адаптивный запуск и обнаружение открытого окна. Несоответствующие требованиям запасы, изготовленные до этой даты, все еще могут быть проданы.

С гигиены окружающей среды точки зрения , асбест уже много лет используется в ночных обогревателях, волокна которого могут попасть в воздух и нанести значительный вред здоровью .

Приложение

Накопительные обогреватели обычно используются в сочетании с двухтарифным счетчиком электроэнергии , который отдельно учитывает потребление электроэнергии в непиковый период, чтобы можно было выставлять счета по более низкому тарифу. Чтобы воспользоваться более низкими тарифами, для дома должен действовать специальный тариф на электроэнергию. В большинстве стран накопительные обогреватели экономичны (по сравнению с другими видами отопления) только при использовании такого специального тарифа. В Соединенном Королевстве Эконом 7 подходит тариф .

Накопительные обогреватели обычно имеют два элемента управления: контроль заряда (часто называемый «входом»), который контролирует количество сохраняемого тепла, и контроль тяги (часто называемый «выходом»), который контролирует скорость выделения тепла. Эти элементы управления могут управляться пользователем или могут работать автоматически, когда пользователь выбирает целевую температуру в помещении на термостате .

Накопительные обогреватели также могут включать в себя электрический нагреватель (с использованием резистивных нагревателей или тепловых насосов ), который можно использовать для увеличения тепловой мощности. Такое дополнительное отопление, если оно сопротивлением, является дорогостоящим, так как происходит в высокотарифное время суток.

Сравнение с другими системами отопления

Преимущества

Накопительные обогреватели, хотя зачастую и дороже, чем эквивалентные системы отопления, работающие на газе или жидком топливе, дешевле, чем использование такого же объема электрического отопления с использованием электричества по обычным дневным тарифам. ^[5]
Пользователи газового центрального отопления и некоторых других систем часто в целях экономии отключают отопление на ночь, в результате чего ночью и ранним утром в доме становится холодно; но поскольку ночью включаются накопительные обогреватели, в это время в доме еще тепло.
Использование накопительных обогревателей позволяет размещать дома в районах, где нет систем распределения природного газа, не требуя от домовладельцев платить более высокие счета за электроотопление в дневное время.
Капитальные затраты на отопление в ночное время относительно невелики, а установка намного проще, чем первоначальная установка газовых котлов, труб и радиаторов или электрических тепловых насосов. Это важное преимущество при ремонте старых зданий без существующего центрального отопления.
По сравнению с газовыми системами центрального отопления, ночные накопительные обогреватели практически не требуют затрат на техническое обслуживание.

Недостатки

Во время зарядки в течение ночи нагреватель теряет тепло. В комнате с утра тепло, но это потому, что ее всю ночь расточительно топили.
Накопленное за ночь тепло будет отдаваться в жилое помещение в течение следующего дня независимо от необходимости (за счет неизбежной передачи тепла через изоляцию накопительного обогревателя). Таким образом, если домовладелец в этот день неожиданно отсутствует (и, следовательно, не нуждается в обогреве дома) или находится дома лишь небольшую часть дня, тепло уже куплено, уже есть и в конечном итоге выходит.
Накопительный обогреватель может обогревать только за счет энергии, накопленной накануне вечером. Таким образом, если система была выключена или если контроль заряда был установлен на слишком низкий уровень, энергии может не хватить для обогрева помещений, и это можно будет исправить только на следующий день. Это проблема, например, когда неожиданно становится холодно, или когда поздно вечером возвращаются из отпуска, или пользователи просто не думают менять настройки, потому что у них комфортная температура. Некоторые обогреватели решают эту проблему, позволяя также обогреваться в течение дня, но это обычно дорого (поскольку электричество взимается по полной ставке). Даже в самых лучших обстоятельствах может быть трудно точно определить, как настроить термостаты, поскольку установка их на слишком низкое значение на ночь может привести к тому, что обогреватель не будет иметь ощутимого эффекта, а установка их на максимум приведет к увеличению затрат на их эксплуатацию. Аналогично в системах, где каждый обогреватель должен быть настроен индивидуально, неправильная настройка обогревателя в одной комнате может привести к тому, что во всем доме будет слишком холодно.
Многие пользователи могут не до конца понимать элементы управления. Распространенной ошибкой является оставление регулятора мощности (или наддува) открытым на ночь, в результате чего обогреватели рассеивают тепло тогда, когда им следует его хранить, что приводит к увеличению потребления электроэнергии и стоимости. В качестве альтернативы они могут установить регулятор входа на минимум ночью вместо мощности, что может означать, что на следующий день тепла вообще не будет.
Выбор накопительного обогревателя — это компромисс между максимальной ожидаемой интенсивностью и продолжительностью холода, а также стоимостью и требуемым пространством для обогревателя. Если обогреватель слишком велик, его стоимость будет чрезмерной и это повлияет на доступную площадь здания; если оно слишком мало, затраты на дополнительное (дневное) электрическое отопление будут чрезмерными.
Накопительные обогреватели очень тяжелые и несколько громоздкие из-за материала, используемого для хранения тепла. Обычно они занимают больше места, чем радиаторы, используемые в большинстве других систем отопления.
В большинстве стран электроэнергия стоит в 2-3 раза дороже газа или нефти за единицу тепла (джоуля или кВтч), а сниженные внепиковые тарифы и более высокая эффективность поставок не полностью компенсируют эту разницу.
Когда вентилятор (если он имеется) используется для ускорения теплопередачи, циркуляция воздуха увеличивает количество переносимой по воздуху пыли в отапливаемом помещении. Это может стать проблемой для людей, страдающих аллергией. Таким образом, центральное отопление является лучшим источником тепла для аллергиков. ^[6] Этого можно избежать, не используя вентилятор, но тогда будет сложнее регулировать теплопередачу, которая происходит за счет излучения и естественной конвекции, как и в обычных радиаторах центрального отопления.

Использование накопительных обогревателей

Накопительные обогреватели могут быть экономически эффективными при правильном использовании, но управление ими может оказаться сложнее, чем системы, работающие на топливе.

Выключатели питания

Для накопительных обогревателей обычно требуются две цепи питания: одна для пиковой нагрузки и одна для непиковой электроэнергии, а также два выключателя питания, которые отключаются летом, когда отопление не требуется. В другие месяцы переключатель непиковой нагрузки можно всегда оставлять включенным, а переключатель пиковой нагрузки используется, когда в непиковое время накоплено недостаточно энергии. Количество сохраняемого тепла можно изменить с помощью органов управления на накопительном нагревателе.Обычно пиковая нагрузка имеет предохранитель, поскольку она является частью другой цепи. Внепиковое время будет просто переключателем, поскольку у него есть выделенная цепь.Некоторые установки работают только на электроэнергии во внепиковое время и не могут быть включены в течение дня.

Основные элементы управления

Базовые накопительные обогреватели имеют входной переключатель и выходной переключатель, который называется усилением тепла на некоторых моделях .

Положение входного переключателя можно изменить в зависимости от прогнозируемого холода следующего дня. Входной переключатель обычно является термостатическим , отключая заряд, когда в течение ночи в помещении достигается определенная температура. ^[7] Точная необходимая настройка будет зависеть от размера накопительного обогревателя, желаемой температуры в помещении в течение дня, количества часов, в течение которых ее необходимо поддерживать, и скорости потери тепла в помещении при определенных обстоятельствах. Могут потребоваться некоторые эксперименты, чтобы найти взаимосвязь между прогнозируемой наружной температурой и лучшими настройками входного сигнала для конкретного помещения. Большинство пользователей накопительных обогревателей следуют более простым рекомендациям; например, в середине зимы часто бывает уместно повернуть входной переключатель в максимальное положение. Нет необходимости ежедневно прикасаться к входному переключателю, если одна и та же погода преобладает в течение нескольких недель. Нет необходимости прикасаться к входному выключателю в течение дня, поскольку накопительные обогреватели потребляют электроэнергию только ночью.

Выходной переключатель может требовать внимания в течение дня. Перед сном оператор должен переключить мощность на минимальную настройку. Это позволяет сохранить как можно больше тепла в кирпичах. В комнату утечет достаточно, чтобы утром было тепло. Только в исключительно холодных условиях оператору потребуется мощность в ночное время. Оператор может захотеть постепенно увеличивать мощность переключателя в течение дня, чтобы попытаться поддерживать температуру в птичнике. Увеличение мощности позволит теплу выходить из обогревателя. Если дом пуст в течение дня, мощность следует оставить на минимальном уровне в течение всего дня, а затем включить ее по возвращении в дом, чтобы обеспечить отвод большего количества тепла.

Многие накопительные обогреватели также имеют автоматический выходной переключатель с механическим управлением. В этом случае, если ручной выходной переключатель не установлен на минимум на ночь, заслонка автоматически закроется (как если бы выходной переключатель был установлен на минимум), а затем снова откроется после некоторой задержки; эта временная задержка измеряется постепенным падением температуры ядра нагревателя и, следовательно, увеличивается, если температура ядра начинает повышаться из-за большего заряда. Задержка также может регулироваться настройкой выходного переключателя. ^[8] Некоторые выходные переключатели, настроенные таким образом, помечены как «ранние» и «поздние», а также «закрытые» и «открытые»; минимальная настройка «закрыто» соответствует «раннему», а максимальная настройка «открыто» соответствует «позднему». Этими выходными переключателями можно управлять вручную, гарантируя, что они закрыты ночью и открыты, когда это необходимо, или их можно оставить в автоматическом режиме, не закрывая ночью.

Термостатическое управление

Термостатический накопительный обогреватель автоматически регулирует температуру в помещении в течение дня. Однако оператор может захотеть переключить термостатический переключатель на минимальную настройку на ночь, чтобы снизить температуру в помещении. Если комната пуста в течение дня, лучше держать термостат на минимальном значении, а затем увеличивать настройку, когда комната занята вечером. Некоторые термостатические обогреватели также используют электроэнергию в часы пик, когда накопленного тепла недостаточно для поддержания требуемой температуры; пользователь может пожелать знать об этом и снизить настройки. ^[9]

Накопительные обогреватели с вентилятором

В накопительных обогревателях с вентилятором используется электрический вентилятор , прогоняющий воздух через обогреватель, а не конвекция. Вентилятор обычно управляется термостатом , который позволяет пользователю установить желаемую температуру в помещении. Использование вентилятора означает, что эти обогреватели могут быть изолированы лучше, чем другие модели, и, следовательно, терять меньше тепла за счет теплопередачи в то время, когда тепло не требуется (например, когда в комнате никого нет или ночью).

Экологические аспекты

Как и другие формы прямого электрического отопления , накопительные обогреватели не обязательно являются экологически чистыми , поскольку источник электроэнергии может вырабатываться с использованием ископаемого топлива , при этом до двух третей энергии в топливе теряется на электростанции и в результате потерь при передаче . ^[10] По этой причине в Швеции использование прямого электрического отопления было ограничено с 1980-х годов, и есть планы полностью отказаться от него (см. « Поэтапный отказ от нефти в Швеции» ), в то время как Дания и Германия запретили установку электрического отопления помещений в новых домах. здания по тем же причинам (хотя в Германии запрет был снят в 2013 году). ^[10]^[11]

В Великобритании накопительный обогреватель получает оценку «плохо» за экологические характеристики в сертификате энергоэффективности. Однако многие прогрессивные страны развивают свою систему производства электроэнергии, главным образом, для включения более «зеленых», более устойчивых и энергии возобновляемых источников ; поэтому то, насколько «зеленой» является система накопительного обогревателя, в принципе будет зависеть от того, как генерируется используемая электроэнергия. Конечно, этот аргумент применим ко всем формам электрического отопления, но способность системы накопительного нагревателя использовать электроэнергию в то время, когда, например, электричество, вырабатываемое ветром, иначе нельзя было бы использовать, может в сочетании с интеллектуальной сетью сделать накопительное отопление более выгодным. новая роль в будущем.

В некоторых странах нынешняя конструкция электрогенерирующей системы может привести к избытку электроэнергии на электростанциях с базовой нагрузкой в непиковые периоды, и накопительные обогреватели смогут затем использовать этот излишек для повышения чистой эффективности система в целом. Однако будущие изменения в спросе и предложении – например, в результате мер по энергосбережению или более гибкой генерирующей системы – могут затем обратить эту ситуацию вспять, поскольку накопительные обогреватели будут препятствовать снижению национальной базовой нагрузки. Другие технологии могут включать в себя электронику реагирования на спрос , чтобы определять изменения спроса и предложения. Тем самым они гарантируют, что эти нагрузки будут использовать электроэнергию только во внепиковое время. Дальнейшие достижения в области технологий поставок могут обеспечить более индивидуальную тарифную систему «спроса и предложения», чтобы сделать технологии измерения интеллектуальных сетей, такие как динамический спрос, более жизнеспособной финансовой перспективой.

По сравнению с другими видами электрического отопления, накопительные обогреватели дешевле в эксплуатации. ^[12] и они создают более низкие пиковые нагрузки. Самые высокие пиковые нагрузки возникают при мгновенном электрическом нагреве, например, погружных водонагревателях , которые создают большие нагрузки в течение короткого времени, хотя проточные водонагреватели в целом могут потреблять меньше электроэнергии. Высокоэффективные геотермальные тепловые насосы способны использовать для отопления на 66% меньше электроэнергии, чем накопительные обогреватели, за счет рекуперации тепла из земли, и считаются предпочтительными, даже несмотря на то, что они используют электроэнергию в течение дня. ^[10] Воздушные тепловые насосы обеспечивают аналогичное повышение эффективности, и их, как правило, проще и дешевле устанавливать для бытового использования. Их не следует путать с тепловыми насосами для кондиционирования воздуха (A/C), которые обеспечивают охлаждение с повышенным выбросом углекислого газа и в настоящее время считаются экологическими проблемами в некоторых странах (в частности, с более жарким климатом). ^[13]

Там, где существуют альтернативы электричеству, в системах центрального отопления с горячей водой может использоваться вода, нагретая в здании или рядом с ним с помощью высокоэффективных конденсационных котлов , биотоплива , тепловых насосов или централизованного теплоснабжения . В идеале следует использовать водяное отопление. В будущем его можно переоборудовать для использования других технологий, таких как солнечные панели , что также обеспечит перспективность . В случае новых зданий здания с низким энергопотреблением , например, построенные по стандарту пассивного дома , могут практически полностью устранить необходимость в традиционных системах отопления помещений .

См. также

Ссылки

^ «Heatpac – солнечные и интеллектуальные накопительные обогреватели» . Проверено 4 июня 2021 г.
^ «Стандартная государственная процедура оценки энергоэффективности жилых помещений, издание 2012 г.» (PDF) . Июнь 2014 г. – через BRE. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Перейти обратно: ^а ^б «Что такое лот 20?» . ГДК Групп Лимитед. 2018. Архивировано из оригинала 12 декабря 2017 года . Проверено 8 декабря 2021 г.
^ «ПОГЛАШЕНИЕ КОМИССИИ (ЕС) 2015/1188 от 28 апреля 2015 г., реализующее Директиву 2009/125/EC Европейского парламента и Совета в отношении требований экодизайна для локальных обогревателей» . Официальный журнал Европейского Союза . 21 июля 2015 г.
^ «Преимущества накопительных обогревателей» . Utilitybox.net . Проверено 9 июля 2024 г.
^ Климат требует защиты: статья о ночных накопителях (на немецком языке)
^ Инструкция по эксплуатации Dimplex CXLSN, стр. 2.
^ Инструкция по эксплуатации Dimplex CXLSN, стр. 3.
^ «Проверка термостата водонагревателя» . Выбор водонагревателя . 15 февраля 2021 г. Проверено 9 марта 2022 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Иллюзия зеленого электричества (таблица 3, стр. 15). Архивировано 11 июля 2007 г. в Wayback Machine , AECB , опубликовано 11 ноября 2005 г., по состоянию на 26 мая 2007 г.
^ EnEV 2009: § 10a Вывод из эксплуатации электрических аккумуляторных систем отопления. откуда: enev-online.org (на немецком языке)
^ «Электроаккумулирующее отопление» . Национальный энергетический фонд (Великобритания) . Проверено 30 декабря 2009 г.
^ «Отопление и охлаждение — yourhome.gov.au» . Архивировано из оригинала 19 января 2013 г. Проверено 27 января 2013 г.

[1] «Heatpac – солнечные и интеллектуальные накопительные обогреватели» . Проверено 4 июня 2021 г.

[2] «Стандартная государственная процедура оценки энергоэффективности жилых помещений, издание 2012 г.» (PDF) . Июнь 2014 г. – через BRE. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[lot20-3] Перейти обратно: ^а ^б «Что такое лот 20?» . ГДК Групп Лимитед. 2018. Архивировано из оригинала 12 декабря 2017 года . Проверено 8 декабря 2021 г.

[4] «ПОГЛАШЕНИЕ КОМИССИИ (ЕС) 2015/1188 от 28 апреля 2015 г., реализующее Директиву 2009/125/EC Европейского парламента и Совета в отношении требований экодизайна для локальных обогревателей» . Официальный журнал Европейского Союза . 21 июля 2015 г.

[5] «Преимущества накопительных обогревателей» . Utilitybox.net . Проверено 9 июля 2024 г.

[6] Климат требует защиты: статья о ночных накопителях (на немецком языке)

[7] Инструкция по эксплуатации Dimplex CXLSN, стр. 2.

[8] Инструкция по эксплуатации Dimplex CXLSN, стр. 3.

[9] «Проверка термостата водонагревателя» . Выбор водонагревателя . 15 февраля 2021 г. Проверено 9 марта 2022 г.

[AECB1-10] Перейти обратно: ^а ^б ^с Иллюзия зеленого электричества (таблица 3, стр. 15). Архивировано 11 июля 2007 г. в Wayback Machine , AECB , опубликовано 11 ноября 2005 г., по состоянию на 26 мая 2007 г.

[11] EnEV 2009: § 10a Вывод из эксплуатации электрических аккумуляторных систем отопления. откуда: enev-online.org (на немецком языке)

[aecb2-12] «Электроаккумулирующее отопление» . Национальный энергетический фонд (Великобритания) . Проверено 30 декабря 2009 г.

[aecb3-13] «Отопление и охлаждение — yourhome.gov.au» . Архивировано из оригинала 19 января 2013 г. Проверено 27 января 2013 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]