Экономичное отопление частного дома электричеством: Электрическое отопление дома: какие нагревательные электроприборы эффективнее и экономичнее

особенности устройства и выбора эконом обогревателя

Отопление жилых помещений с помощью электричества – современный, экологично безопасный и удобный вид обогрева квартиры или частного дома. Основным фактором, который мешает широкому распространению данного способа отопления, является достаточно высокая стоимость энергоносителя и обязательная модернизация старой электропроводки.

Естественно, что на сегодняшний день самым эффективным видом отопления остаётся газовое. Но что делать, если на дачном участке или в селе нет центральной газовой магистрали, к которой можно подключиться? Правильно использовать энергоресурсы, которые доступны – электричество или твёрдое топливо. При этом последнее топливо, несмотря на доступность, требует особых условий хранения.

По каким причинам электроотопление пользуется популярностью?

Причины, которые заставляют человека остановить свой выбор именно на электрическом энергоносителе для отопления дома, заключаются в следующем:

• в частном или загородном жилом секторе попросту нет централизованной подачи газа;
• стоимость электрического оборудования для отопления жилых помещений на порядок ниже, чем газовых аналогов;
• огромнейший ассортимент систем отопления, использующих в качестве энергоресурсов электричество;
• простота эксплуатации и монтажа электрического отопления.

Однако не всё так прекрасно как может показаться на первый взгляд – электрическая система отопления помещений требует наличия мощной электропроводки, параметры которой будут зависеть от площади отапливаемого дома. Если помещение возводилось без учёта установки электрической отопительной системы, обязательно, потребуется модернизация силовой электролинии.

Основные разновидности систем электроотопления

Отопление квартиры всегда ассоциируется со старыми чугунными радиаторами под подоконниками и чувством дискомфорта, так как зачастую тепла, подаваемого из центральной теплосети, недостаточно для создания оптимального микроклимата в помещении в сильные зимние морозы. Однако использование электрической энергии позволило стереть сложившиеся стереотипы благодаря применению следующих источников тепла:

• электрические отопительные котлы;
• обогреватели конвекционного принципа действия;
• инфракрасные источники тепла;
• тёплые полы, работающие на электричестве.

Но чтобы разобраться какое электрическое отопления самое экономное нужно изучить все особенности каждого отдельно взятого способа обогрева домов.

Обогрев жилья электрическим котлом

По своему принципу такая отопительная система сходна с централизованной подачей тепла с единственной отличительной особенностью, которая заключается в размещении теплового источника внутри помещения. Благодаря этому домовладелец получает возможность регулировки температуры в широких диапазонах.

Такая отопительная система намного экономичней центральной подачи теплоснабжения. Хотя и её не обошли стороной распространённые недостатки водяного отопления:

• электрический отопительный котёл предусматривает наличие разводки труб к батареям;
• стоимость котла хотя и меньше газового аналога, но всё же достаточно большая;
• если используется система с естественной циркуляцией теплоносителя, то нужно соблюсти уклон труб при монтаже и следить за отсутствием воздушных пробок.

Помимо этого если принять во внимание постоянно растущую стоимость энергоресурсов, электрический котёл в системе отопления дома вряд ли назовёшь самым экономным вариантом обогрева. Плюс ко всему на основных нагревательных элементах осаживается накипь, которая приводит к резкому снижению эффективности котла.

Обогреватель конвекционного типа

Электрический конвектор по праву можно отнести к одному из прогрессивных обогревательных устройств. Данная область отопления помещений представлена в самом широком ассортименте форм, показателей мощности и способов крепления электрических обогревателей. Потребителю предоставляется возможность выбрать себе миниатюрное настенное изделие или напольный электроконвектор большой мощности. При этом нет никакой необходимости какой-либо подготовки для установки прибора.

Если рассматривать принцип работы конвектора, то он может быть как с использованием теплоносителя, так и воздушным. В случае использования жидкости её нагрев происходит за счёт ТЭНов трубчатого типа, после чего тепловая энергия распределяется по оребрению прибора и обогревает помещение. Чтобы ускорить отдачу тепла некоторые модели конвекторов дополнительно оснащаются вентилятором. Воздушные агрегаты предусматривают непосредственный нагрев металлических рёбер с дальнейшей передачей тепла в окружающую среду.

Основное достоинство такого обогревателя – это простота установки, которая ограничивается монтажом двух кронштейнов в стену, если это настенный конвектор. В свою очередь, установка всех остальных моделей электрических обогревателей конвекционного типа сводится к банальному включению прибора в розетку.

Система тёплых полов

Сложно найти человека, который ни разу не слышал о тёплых полах. Исходя из названия это система, подогревающая напольную поверхность. При этом к основным особенностям таких отопительных устройств можно отнести следующие критерии:

• сложность выполнения монтажных работ, обусловленная установкой нагревательного элемента в пол;
• высокий уровень эффективности – показатели температуры практически не отличаются в любой точке помещения.

Если рассматривать разновидности полов с подогревом, то обычно это электрические кабеля с высоким коэффициентом сопротивления или плёночные обогревательные элементы, представляющие собой фольгированный металл.

Электрообогреватель с инфракрасным источником тепла

В последнее время большую популярность приобрели низкотемпературные инфракрасные панели с настенным способом крепления. Особенностью такого обогрева является не излучение тепла прибором, а подогрев всех поверхностей, попадающих в зону действия инфракрасного излучения. Помимо этого такие обогреватели, работающие, на электричестве обладают следующими преимуществами:

• помещение прогревается практически мгновенно;
• обогреватель не сжигает воздух;
• излучаемое тепло напоминает солнечное;
• автоматизированный режим контроля температурных показателей в помещении;
• отсутствие образования продуктов сгорания;
• из-за отсутствия циркуляционных потоков не перемещается пыль в помещении;
• простота монтажа и ухода;
• высокий эксплуатационный ресурс;
• максимальный уровень пожаробезопасности.

Инфракрасную панель в большинстве случаев используют в качестве зонального источника тепла. Проще говоря, инфракрасные лучи непосредственно направляются на человека и зону, в которой он располагается. Благодаря этому в отдельно взятой части помещения создаётся комфортная температура. При этом остальные зоны в комнате имеют более низкий температурный режим.

Что лучше не использовать в отоплении электричеством?

Несмотря на то что большинство отопительных электрических устройств экономные, среди них существуют модели, которые не целесообразно использовать в быту по причине высоких энергозатрат. На вершине рейтинга неудачников расположился масляный радиатор. Такие устройства обладают высокой мощностью, которая просто пожирает электрическую энергию, что сказывается на коммунальных платежах.

Помимо того, что такие обогреватели потребляют колоссальное количество электричества они малоэффективны и очень медленно прогревают помещение. Например, инфракрасный излучатель при намного меньшем потреблении электроэнергии в разы быстрей нагревает комнату такой же площади. При этом благодаря особенности размещения такого прибора на потолке или стене он не занимает полезное пространство в помещении в отличие от масляного радиатора.

К ещё одному мало рекомендованному варианту обогрева помещений можно отнести тепловентилятор. Помимо того, что он сжигает кислород и гоняет пыль по комнате, тепловентилятор издаёт надоедливый шум. При этом их нельзя отнести к экономным и эффективным обогревателям, несмотря на высокую мощность прибора.

Самое экономное электрическое отопление

Вопрос, какое самое экономное электроотопление не имеет точного ответа. Кто-то отдаст предпочтение электрическим котлам, которые способны обогревать большие площади. Некоторые предпочитают использовать инфракрасные настенные панели, которые создают комфортный микроклимат в определённой зоне, кому-то по нраву электроконвектор, а некоторые создают в доме систему тёплых полов.

Но все электрообогреватели имеют как свои достоинства, так и недостатки. Поэтому выбирая подходящий обогревательный прибор нужно исходить из особенностей обогреваемого помещения, финансовых возможностей домовладельца и наличия либо отсутствия мощной электрической линии в доме. Также можно посоветоваться с родственниками или друзьями, которые уже пользовались такими приборами или почитать отзывы в интернете.

Использование электрической энергии для обогрева жилых помещений – неплохая хоть и не самая экономная альтернатива газу. Очень часто из-за отсутствия центральной газовой магистрали вблизи дома, электроподогрев является единственным вариантом согреться зимой. Но перед тем как домовладелиц сделает окончательный выбор ему нужно научиться разбираться в конструктивных особенностях и эффективности разных видов электрического отопления жилых помещений. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

дешевое и экономичное отопление дома электричеством: варианты, отзывы

Обогрев жилища электричеством – один из самых безопасных. Но в таком случае стоит ежемесячно готовиться к кругленькой сумме за это добро. Впрочем, сегодня потребителям предлагают ряд подходов, способных сделать экономичным такой тип отопления. Для дешевого обогрева дома электроэнергией потребуется дополнительное оборудование, но оно окупится очень быстро. В статье собраны такие варианты, а также рекомендации специалистов и отзывы о них обычных людей.

Энергоэффективность дома как фактор экономичности электрического отопления

Ни одна система отопления не будет экономичной, если само помещение теряет непозволительно много тепла. Поэтому прежде нужно уменьшить теплопотери дома. Если вопрос выбора и установки системы отопления у вас ещё впереди, важно правильно высчитать потребность обогреваемого помещения в тепловой мощности.

Её величина зависит от:

• площади;
• особенностей конструкции;
• материала изготовления стен, пол, потолка, окон и дверей.

Обогрев будет эффективен, если дом хорошо утеплен

Все эти элементы обуславливают величину тепловых потерь помещения, а отопление должно их компенсировать. Сильно превысить его – значит, потратить лишние деньги на оборудование, если недобрать – не достичь требуемой температуры и эксплуатировать оборудование на пределе возможностей. Соотношение электрической мощности с тепловой – примерно 1:1. Так можно определить, какой должна быть нагрузка системы отопления.

Внимание! В рекламных целях продавцы нередко указывают заниженные данные. Получается, что какой-то небольшой обогреватель способен обогреть гораздо большую часть помещения, чем есть на самом деле.

Способы уменьшить теплопотери дома:

1. Утеплить жилище любыми из доступных и эффективных способов.
2. Автоматизировать управление температурой, чтобы держать температурный режим на одном уровне или менять его в зависимости от времени суток. Например, с помощью временного реле.
3. Применять разные типы отопления, исходя из особенностей жилища: для маленькой квартиры лучше подойдёт котел и водяная система, а для большой – электронагреватели. Это нужно, чтобы не держать одинаковую температуру во всех комнатах, если вы ими не пользуетесь.
4. Комбинировать обогреватели в зависимости от целей. Для поддержания минимальной заданной температуры сгодятся обычные конвекторы, для быстрого нагрева небольшого помещения – инфракрасные обогреватели и т.д.

Совет. Исходя из этого, можно использовать такие удешевители отопления: тепловой аккумулятор, тепловой насос, мощные процессоры.

Тепловой аккумулятор: принцип работы

Обычный электрический котёл способен нагревать жидкость в трубах системы до заданной вами температуры. В морозы он так работает круглосуточно: греет – выключается – охлаждается – и снова греет. Сроки между шагами в этой цикличности непродолжительны. Даже хорошо утеплённый дом имеет такие теплопотери, которые за несколько часов сильно понижают температуру в вашем жилище, если котёл выключить.

Тепловой аккумулятор

Зачем же ему длинные перерывы? Чтобы экономить! Для любого частного потребителя электроэнергии есть возможность перейти на многоставочный тариф. При обычном вы платите за всю электроэнергию, полученную в течение суток, одинаково. Если же поставить специальный счётчик и зарегистрироваться в энергоснабжающей компании, то можно использовать двойной тариф. Днём цена 1 кВт электричества чуть увеличится, зато ночью уменьшится почти в 3 раза!

Внимание! Этот вариант неприемлем, если в светлое время суток вы интенсивно используете энергию для других нужд: например, регулярно включаете в сеть мощное оборудование.

Чтобы выгодно греть дом ночью, а сутра до вечера пользоваться остаточным теплом, придумана буферная ёмкость. По сути, это бочка с жидкостью, которая аккумулирует и хранит тепло довольно продолжительный период. Количество зажигания котла в разы уменьшится, а вы не замерзнете в период его отключения. Жидкость внутри теплоаккумулятора тоже нагревается, и в течение дня при помощи теплообменника поддерживает равномерную температуру в системе. Удачно комбинируется с этой системой тёплый пол.

Обогрев с помощью теплового насоса

Тепловой насос забирает тепло из одного источника и передаёт другому. Теплообменник, который призван собирать тепло, помещается на глубину под землю или под воду, где даже в мороз температура – выше нуля. По трубам нагретая жидкость подводится к насосу, напольному шкафу размером со стиральную машину. Фактически это внешний контур отопительной системы. Внутренний размещается внутри жилища – это обычная водная система отопления из труб и радиаторов, жидкость там движется с помощью циркуляционного насоса.

Этот тип отопления не совсем зависит от электричества, которое играет роль вспомогательного ресурса. Система имеет высокую стоимость из-за сложной конструкции теплового насоса. Дорого обходится и монтаж: нужно бурить или работать под водой. С другой стороны, этот вариант чрезвычайно выгоден, и при правильной сборке и эксплуатации способен окупить за считанные годы.

Тепловой насос

По принципу теплового насоса функционирует и обычный кондиционер. Только источником тепла в нём выступает воздух. Современные модели работают не только на охлаждение, но и на обогрев, и имеют КПД до 300%. Т.е. 1 кВт электроэнергии они перерабатывают в 3 кВт тепла. Показатели несколько снижаются при существенном уменьшении температуры, но даже в сильные холода способны демонстрировать КПД выше 100%. Отдельные кондиционеры будут давать тёплый воздух в эконом-варианте даже при -30°С.

Процессор как способ обогреться и заработать

Это кажется фантастическим, но источником тепла в доме может послужить… компьютер. Да, процессор устройства греется и выделяет энергию, но обычного компьютера недостаточно даже чтобы обогреть одну комнату. Но можно поставить в помещении один мощный многопроцессорный компьютер, который будет работать сервером. Устройство будет установлено у вас, а работать по сети Интернет на его мощности будут люди со всего мира. Например, такая схема часто используется для сложных математических или статистических расчетов. И за это вам даже будут платить.

Микропроцессор с помощью теплообменника будет передавать энергию отопительной системе, которая распределит его по дому. Заработок способен компенсировать расходы на энергозатраты и даже превышать их. Впрочем, какой бы вы ни выбрали вариант дешевого отопления электричеством, он должен основываться на утеплении дома и общих мерах экономии.

Экономное электрическое отопление: видео

Как сделать экономное отопление – экономичные способы отопления дома

Стоимость отопления различными источниками тепла

Чтобы корректно сравнивать какое отопление самое экономичное, рассчитывают стоимость приведенной единицы — 100 кВт. После этого можно оценить различные способы отопления и их экономичность.

Анализ результатов расчетов тепловых потерь и расхода топлива выполнены исходя из среднего значения утепленности здания. Курс валюты в расчетах – 33 грн/евро.

Самое экономичное отопление дома обеспечивают тепловые насосы – в 4 раза дешевле газа, угля и отопления электрическим котлом, в 2,5 раза дешевле дров. Обращаем внимание, что мы посчитали только текущие эксплуатационные расходы на энергоносители – чем дешевле отопить дом в Украине в 2018 году. А вот сравнительный анализ по другим критериям и размер капитальных вложений рассмотрим ниже.

Утепление

Прежде чем считать как экономно отопить дом, оцените общие теплопотери здания.

Потери тепла через ограждающие конструкции составляют:

— стены – 30-40%

— кровля – 20-40%

— окна – 20-25%

— подвал – 10%.

Утепление дома современными материалами сокращает общие теплопотери:

— пенопласт 100 мм — на 25%

— минеральная вата 100 мм — на 40%.

Поэтому, первое, что следует сделать для оптимизации расходов на отопление дома – утеплить стены, кровлю и пол, а также установить энергосберегающие окна.

При утеплении минеральной ватой придерживайтесь рекомендуемой толщины утеплителя. На стоимости работ это не скажется, а вы сразу сделаете так, чтобы потом не переделывать дополнительно.

Варианты отопительных систем с различными источниками тепла

Газ

Традиционное отопление газом наиболее привычно в Украине. 

Большинство домов построенных до 2000 года газифицированы. Несмотря на растущую стоимость газа, отапливать дома до 100 кв.м этим способом имеет смысл. Газовый котел требует минимального обслуживания, что делает этот способ обогрева комфортным. Стоимость газового отопления на примерно одном уровне с углем и дешевле электрического отопления со стандартным тарифом в 2 раза. Малообеспеченные, и не только, семьи получают субсидии от правительства за счет других налогоплательщиков. Поэтому, отказываться от газового отопления люди в Украине не спешат.

А вот, строящиеся дома необходимо подключать к газовым магистралям. Стоимость проекта с подключением газа зависит от протяженности газовой трассы. 

Цена подключения газа колеблется от 3000 до 10000 долларов. 

Примерные расходы на газификацию частного дома:

1. Проект – от 300 до 1400 долл.

2. Подключение к основной магистрали – от 600 до 4000 долларов.

3. Подвод газовода к дому от 1000 до 3000 долларов.

4) Прокладка труб газопровода: 

— подземного – 30-40 долл./м;

— воздушного – 10-20 долл./м.

Кроме этого, все этапы согласовываются в газовой службе.

Электричество

Электрокотлы

Электрические котлы – самый дешевый вид отопительного оборудования. Цены электрических котлов от 15 до 35 евро за 1 кВт мощности. По уровню комфорта – очень удобно. Однако обогрев дома электроэнергией самый дорогой вариант. Почти в два раза дороже газа. Для обогрева домов площадью более 40 кв.м потребуется согласование в РЭС дополнительной разрешенной мощности для объекта. Существуют льготные тарифы на электрическое отопление, которые также нужно согласовать при подключении.

Как подключить льготный тариф “Электрообогрев” для частного дома в Днепре.

При использовании двухзонного счетчика можно греть отопительную систему по сниженному тарифу с коэффициентом 0,5.

Эксплуаация электрических котлов при наличии льготных тарифов снижает расходы на отопление дома на 40-50%.

Электрические котлы стоит рассмотреть в нескольких случаях:

1) Как основной способ отопления на удаленных объектах или в центральных густо застроенных районах города, где применение котлов с дымоходом запрещено по экологическим соображениям;

2) Как резервный вариант параллельно с другим источником тепловой энергии;

3) При непостоянном отоплении на даче, куда будете приезжать зимой только на выходные.

Альтернативные способы экономного отопления: тепловые насосы

В этом обзоре к электрическому отоплению мы отнесли и тепловые насосы, т.к. для их функционирования требуется электроэнергия. Однако, по сравнению с традиционными электрическими котлами, расход электричества у теплонасосов меньше в 3-4 раза. Это обусловлено технологией передачи тепловой энергии из низкопотенциальных сред в отопительную систему. 

Основное преимущество отопления тепловыми насосами заключается не только в дешевизне расходов на обогрев. Оборудование теплонасосной системы полностью автоматизировано и не требует никакого обслуживания. 

Главный недостаток применения тепловых насосов – высокая цена оборудования и его установки. Стоимость теплонасоса типа «воздух – вода» от 400 до 700 евро за 1 кВт тепловой мощности. Причем монтаж геотермального теплового насоса увеличивает цену системы вдвое. Это связано с необходимостью установки грунтового коллектора в виде вертикальных скважин или горизонтального контура для съема тепла из грунта. 

Покупку теплового насоса рассматривают как инвестицию в стоимость объекта недвижимости. Вложения окупятся через 8-10 лет, а более высокая стоимость недвижимости сохранится навсегда. Дом с автономным и практически бесплатным отоплением стоит значительно дороже на рынке.

Ночной тариф – возможность экономичного отопления

Ночной тариф на электроэнергию в Украине действует с 23:00 до 7:00. Это связано с пониженным потреблением электричества в промышленности, что приводит к его излишкам. Для подключения льготного тарифа необходимо установить двухзонный счетчик. Цена электричества в ночное время тогда будет на 50% дешевле базовой ставки.

Ночной тариф поможет сэкономить при использовании для отопления электрического котла, теплого пола или теплового насоса – система отопления максимально нагревается в ночное время, а днём расход электроэнергии минимален.

Как подключиться к ночному тарифу в Днепре.

Твердое топливо

Отопить дом твердым топливом помогает твердотопливный котел. Отапливать дровами дешевле, чем газом в 2-2,5 раза. А вот уголь для угольных котлов отопления в последний год подорожал. Расходы на уголь сравнялась с газовым вариантом. Антрацит, хоть и обладает более качественными характеристиками сжигания, за счет дефицита и как следствие возросшей цены перестал быть экономически привлекательным источником тепла.

Цена твердотопливных котлов варьируется от 20 до 60 евро за 1 кВт тепловой мощности. Стоимость дымохода с установкой – около 300 евро.

Чтобы отопить дом твердым топливом необходимо непрерывное обслуживание человеком: нужно запасать заранее топливо, загружать топку по 2-8 раз в сутки, чистить котел и дымоход. Для занятого человека, привыкшего к комфортному газовому отоплению, стать кочегаром не просто. Пеллетные котлы с автоматической подачей топлива или котлы длительного горения частично решают проблему обслуживания. Стоимость пеллетных агрегатов с бункерами примерно вдвое выше, чем классический котел на дровах или угле. 

Кроме трудозатратного обслуживания у твердотопливных котлов есть еще один недостаток – выбросы в окружающую среду продуктов сгорания. Где-то больше, где-то меньше, но дым будет. Поэтому такой вариант исключается в городах, вблизи с высотными домами.

Стоимость оборудования для твердотопливной системы относительно невысока. Однако и эффективность работы, с учетом обслуживания, не самая лучшая. 

Цены на твердое топливо нестабильны. Хотя окупаемость твердотопливного котла с дымоходом составляет от 2,5-3 лет, экономичным этот вариант назвать можно лишь условно. 

Применение теплоаккумулирующих баков

Организация экономичного отопления практически для любого дома, с любыми источниками тепла (кроме газа) предусматривает установку теплоаккумулирующего бака в отопительную систему.

Буферная ёмкость позволяет:

1) объединять несколько разных генераторов тепла в одну систему.

2) аккумулировать избыточную тепловую энергию в период работы твердотопливного котла на максимальной мощности.

3) накапливать тепло в льготный период (по ночному тарифу) работы электрокотла или теплового насоса.

4) экономить расход топлива до 30% – отдавая накопленное тепло в систему отопления при остановленном котле или тепловом насосе.

Кроме этого, буферный бак продляет в 2-3 раза срок эксплуатации твердотопливного котла, что экономит капитальные вложения. Подробнее зачем нужна буферная емкость для системы отопления.

Как оценить экономичность отопления

Наш 20-летний опыт показывает, что такое понятие как «самое дешевое отопление для дома» не существует. Экономичность любого варианта отопления индивидуальная в каждом конкретном случае. Лучшие показатели общей эффективности имеют системы отопления с несколькими источниками энергии, которые применяются в зависимости от текущих погодных условий, тарифов и доступности видов топлива.

При определении экономичности конкретного варианта отопления оценивайте общую стоимость системы и её эксплуатации на протяжении 10-15 лет. Посчитайте капитальные вложения в покупку и установку оборудования, срок его службы. Стоимость эксплуатации будет состоять из стоимости расходуемого топлива и технического обслуживания.

При окончательном выборе варианта оцените свои возможности по обслуживанию системы отопления – как, где и по чём будете закупать топливо, кто будет эксплуатировать отопительную систему.

Своим заказчикам мы помогаем произвести расчеты вариантов различных систем отопления для конкретного объекта. Это позволяет сделать обоснованный, осознанный выбор оптимального и экономичного варианта отопительной системы, которая прослужит долгие годы максимально эффективно для семейного бюджета.

Какое отопление дешевле?

Газовый обогрев – экономное отопление частного дома. Имеет ряд преимуществ:

• Ресурс топлива доступен и не относится к дорогим видам.
• Отопление газом – это удобно и безопасно в эксплуатации.
• Обогрев – надежный и эффективный.
• Работу системы отопления обеспечивают достаточно простые устройства.
• Применение варианта газового обогрева – самое выгодное отопление частного дома.

Электрическое отопление

Рассмотрим положительные стороны электроотопления:

• Первоначальные небольшие вложения в оборудование значительно повышают шанс на экономное отопление электричеством.
• Небольшие габариты, удобный монтаж и подключение.
• Экономное электроотопление характеризуется безопасностью работы, простотой в эксплуатации.
• Экономный электрокотел для отопления работает бесшумно, обеспечивает отдых и комфорт – основу домашнего уюта.

Дрова и уголь

Обогрев при помощи дров и угля – дешевое отопление дома. Популярность обусловлена рядом преимуществ:

• Доступность и универсальность загружаемого вида топлива.
• Невысокая цена.
• Экономное отопление на твердом топливе – простота в процессе использования.
• Энергонезависимость – нет привязанности к наличию электрической сети.
• Экологическая чистота источника тепла.

Чем дешевле отапливать дом?

Возникает вопрос – экономное отопление дома, какое оно? Рассмотрим доступные варианты обогрева частного малоэтажного жилого строения.

Традиционно используют:

• газ;
• электроэнергию;
• теплонасосы;
• твердое топливо – уголь, дрова, пеллеты.

Каждый вид топлива характеризуется удельной теплотой сгорания и ценой. Если, взяв за основной показатель приведенную единицу — 100 кВт мощности, сделать простой расчет стоимости возможной оценки различных вариантов отопления, то проанализировав результаты можно прийти к выводу, что наиболее дешевый способ обогрева – тепловые насосы. Эти прогрессивные установки позволяют получать тепло дешевле газа, твердого топлива и электричества. Это оборудование – супер экономное отопление, использует альтернативные источников энергии. Тепловой насос — это прибор, собирающий рассеянное тепло из воздуха, грунта или подземных вод, и преобразует в тепловую энергию, применяемую для обогрева частного дома. Характеризуется высоким коэффициентом преобразования. При потреблении 1 кВт энергии из окружающей среды способен производить до 7 кВт тепла.

Преимущество обогрева тепловыми насосами – дешевизна расходов на обогрев.

Какое отопление лучше сделать в частном доме?

Экономное отопление в частном доме – это выбор на основании совокупности затрат, необходимо учитывать:

• Вид применяемого топлива, его цена.
• Стоимость нагревательного оборудования.
• Монтаж и обслуживание отопительных систем.

Газовый обогрев:

• Преимущество газового варианта отопления загородного дома – относительно низкая стоимость газа как энергоносителя, если дом газифицирован – отапливать целесообразно.
• Если в дом не проведен газ, отсутствует газовый котел и разводка труб, то использовать газовое отопление финансово нецелесообразно.

Электрические котлы:

• Наиболее дешевый вариант отопительного оборудования для монтажа.
• Необходима дополнительная установка многофазовых распределителей.
• Самый дорогой вариант по использованию, из-за высокого тарифа на свет отопление дома электричеством дорого и невыгодно.

Тепловые насосы:

• Наиболее дешевый способ отопления, обладает высоким КПД.
• Главные недостатки такой системы – высокая цена оборудования и его монтажа. Установка теплового насоса – это инвестиция в стоимость объекта недвижимости.

Универсального способа самого дешевого и экономного отопления дома не существует. В каждом конкретном варианте необходимо суммировать и делать анализ всех затрат.

Дополнительные способы получения экономии

Термостатические головки для радиаторов

Для регулирования температуры на электробатареи для экономного отопления устанавливают термостатические головки для радиаторов. В автоматическом режиме, путем изменения объема теплоносителя, поступающего в радиатор отопления.

При этом происходит эффективная экономия энергозатрат.

Теплые полы

Основные виды системы теплого пола:

• Электрические. Хорошо зарекомендовали себе для небольшого загородного дома – экономичное электрическое отопление.
• Водяные. Применяют для обогрева большого частного дома. В системе теплых водяных полов используется теплоноситель с низкой температурой (не более 55°C) значительно снижает расходы на энергоносители.

Теплые полы в доме – это современный, экономически выгодный и энергосберегающий вариант обогрева помещений.

Экономное отопление электричеством частного дома

В силу дороговизны централизованного отопления многие люди все чаще прибегают к использованию альтернативных источников обогрева. Во-первых, большинство из них действуют локально, то есть их тепловая энергия распространяется вместе дислокации прибора. А во-вторых, на обслуживание некоторых альтернативных обогревательных источников уходит гораздо меньше финансовых ресурсов, нежели на основное отопление. Так, к примеру, электро отопление экономное и практичное, и оно является одним и самых распространенных вариантов дополнительного прогрева помещения.

Основная идея электрического обогрева

Разработчики проекта дешевого отопления электричеством преследовали одну единственную цель – найти более экономичный способ создания комфортный температурных условий проживания. А поскольку электричество стоит дороже, чем газ, то необходимо сделать более экономное отопление электричеством в частном доме. Изначально мы даже не рассматриваем варианты с печным или классическим водяным отоплением, поскольку при равных затратах обслуживание и эксплуатация электрического котла будут нулевыми.

Как сэкономить на отоплении от электричества

Добиться экономии можно, используя несколько методов:

1. 
   Выбирать технику от производителя, которые не так популярны, как известные бренды. Как правило, малоизвестные товары стоят в два, а то и три раза меньше. Но вместе с тем есть рису купить некачественную подделку очень велик.
2. 
   Отдавать предпочтение современным моделям, которые оснащены автоматическим включением/отключением нагревательного элемента в зависимости от изменения температурных условий в помещении.
3. 
   Еще одни вариант экономии – это усовершенствование отопительной системы. Так, в последнее время многие люди оснащают свои дома напольные обогревательными установками, которые, к слову, можно монтировать и на стеновых перегородках.

Несмотря на то, что посредством электричества можно отопить отнюдь не все виды сооружений, большая часть населения имеют в своем доме электрообогревательные приборы, будь то небольшие тепловые вентиляторы, или же напольные конвектора. Более того, о сокращении статьи расходов на отопление достаточно часто задумываются владельцы больших предприятий.

Отдельного внимания заслуживают водонагреватели – электрические приборы для нагрева воды, которые установлены в 90% квартир многоэтажных домов. Сопоставляя стоимость централизованного горячего водоснабжения и электричества на подогрев воды, выбор всегда будет сделан в пользу последнего.

Экономное электрическое отопление частного дома – это не очередная «утка», а реальная цель. Некоторые страны уже давно отказались от централизованных отопительных систем, в полном объеме перейдя на электрообогрев.

К сожалению, в нашем государстве люди попросту привыкли к централизованному отоплению, поэтому не задумываются об альтернативных системах обогрева. Другие же и вовсе не верят в то, что они могут создать в доме комфортные температурные условия проживания.

С этой статьей читают: Альтернатива газовому отоплению

Принцип правильной организации альтернативной отопительной системы

Первым и самым главным этапом организации электрического экономного отопления частного дома является правильно выполненный проект. Невозможно выполнить грамотную обвязку выгодной обогревательной установки, не сделав при этом нормальной схемы. Правда, не всегда возникает необходимость в проектировке теплового блока.

Помещения с небольшой площадью можно прогреть с помощью примитивного электрообогревателя или масляного переносного радиатора, не затрачивая ни времени, ни средств на проектировку целой тепловой установки.

В загородном частном доме не представляется возможным в полном объеме использовать электрическое обогревательное оборудование, равно как и электроотопление без проведения предварительных расчетов и выполнения проектов.

При составлении проекта необходимо учесть ряд нюансов:

• 
  вид экономного отопления электричеством – теплый пол, подвесные или встроенные в пол конвектора, обвязка магистрали с использование электрокотла и т.п.;
• 
  размещение всех составляющих обогревательного узла;
• 
  местоположение теплообменников;
• 
  разводка трубопровода – наружная, внутренняя (в полу или в стенах).

Суть экономичности отопительного оборудования

Схема электрического отопления частного дома

Как и любой другой альтернативный источник тепловой энергии, электроотопление будет выгодным, если выполнить его монтаж согласно рекомендациям производителя.

Отопление от электричества в частном доме не будет экономичным, если сооружение не утеплено теплоизоляционным материалом.

Это, по большому счету, относится не только такому вариант обогрева. Так, организовав правильную теплоизоляцию в помещении, можно сократить до 45% затрат на оплату коммунальных услуг. И если в теплое время года экономия будет незначительной, то в отопительный сезон речь идет о довольно-таки немалой денежной сумме.

Ключевым в создании оптимальных температурных условий в доме является не максимум отопления, а максимум теплоизоляции.

Утепление дома пенопластом

В том случае, если здание не утеплено должным образом, то в этом случае даже самые мощные и дорогостоящие обогревательные системы не смогут создать в нем комфортных температурных условий проживания. И даже если вам удастся добиться температуры в помещении выше отметки в 20°С, то на это придется потратить немало финансовых ресурсов. Более того, отсутствие теплоизоляции может привести к образованию конденсата. Отсюда повышенная влажность, плесень и грибок.

Вместе с тем специалисты запрещают проводить теплоизоляция комнаты или дома в целом внутри. Даже при самой грамотной организации это, по сути, термос, где скапливается влага, где не поступает воздух в нужном объеме, где создается благотворная среда для развития бактерий.

Есть ряд исключений, при котором допускается утепление изнутри, и о них можно узнать в статье «Как сделать утепление стен дома изнутри своими руками».

Организация рационального отопления

Чтобы организовать в своем доме качественный и при этом экономичный обогрев электричеством, необходимо выполнить ряд следующих требований:

1. 
   Залог экономичности и эффективности теплового оборудования – качественно выполненная теплоизоляция помещения. И речь идет не только об утеплении стеновых перекрытий, напольной поверхности и потолка. Теплопотери могут быть большими из-за неправильного или некачественного остекления или неграмотно выполненной естественной вентиляции дома, когда все тепло уходит черед дымоход. Конечно, чтобы организовать утепление дома вам придется вложить денежные средства, но по истечению нескольких лет вы заметить ощутимую разницу в оплате счетов за электроэнергию.
2. 
   Правильно подобранный вариант отопительной системы. Отталкиваясь от площади помещения, необходимо отдавать предпочтение тому способу прогрева, который будет максимально экономичным именно для вас. К примеру, если хорошо утеплить сооружение с небольшой площадью, то электрокотел может стать отличным дополнительным источником тепла. Тогда как в качестве основного будет использоваться централизованный паровой узел. В многокомнатных сооружениях лучше отдавать предпочтение технике со встроенной регулировкой производительности, так как она позволяет поддерживать разные температурные режимы в отдельно взятых помещениях.
3. 
   Если есть возможность использования ночного тарифа, то это неплохая возможность применения альтернативные источники прогрева, работающие на электричестве. Нужно только запастись энергосберегающим оборудованием.

Многотарифный прибор учета электричества

4. 
   Использование комбинированных обогревателей. Это могут быть инфракрасные нагреватели, конвектора, тепловентиляторы и даже тепловые пушки. При совмещении, например, ИК обогрева и теплового вентилятора поможет сэкономить достаточно приличную сумму денег. Дело в том, что приборы с инфракрасным излучением тепловой энергии работают локально, обогревая все твердотелые предметы в зоне своего действия.

Вентилятор, наоборот, распространяет тепло по всему помещению, в котором находится. Получается, что один прибор прогревает, а другой распространяет тепло по комнате.

Тепловая пушка имеет место быть в больших, как правило, производственных помещениях, но и в доме он тоже может оказать существенную помощь для быстрого прогрева.

Еще более рациональным способом будет монтаж кабельного электрического пола, где за счет большой теплоотдающей поверхности можно обеспечить быстрый и равномерный прогрев за короткое время.

С этой статьей читают: Кабельный теплый пол – разновидности и способы монтажа

Организация экономичного отопления посредством электроприборов вполне реальная задача, но без выполнения ряда мер добиться экономии будет крайне сложно.

ВИДЕО: Автономное экономное электроотопление

Какое отопление в частном доме самое экономичное

Выбирая вид отопления для частного дома, большинство людей совершает одну и ту же ошибку: путают стоимость оборудования с экономичностью системы в целом.

Это абсолютно разные вещи. Общий принцип, за некоторым исключением, таков: чем дешевле вы покупаете котел, тем дороже вам обходится тепло. Это первая, но не единственная плохая новость. Вторая в том, что самая экономичная система отопления частного дома – это миф, придуманный маркетологами.

Эффективность любого вида обогрева будет зависеть от региона проживания, площади дома, ваших представлений о комфорте и других факторов. Поэтому не стоит верить в чудесное ноу-хау, которое будет самым экономичным, независимо от обстоятельств.

Мощность котла для дома в 100 м²

Существуют специальные методики расчета стоимости единицы тепла, измеряемой в гигакалориях (ГКал). Однако, в большинстве случаев, можно ограничиться примерными подсчетами. Калькуляцию следует делать на 5, а лучше на 10 лет, только так вы сможете увидеть разницу между дешевым оборудованием и экономичным отоплением. Ну и, конечно же, следует учитывать возможные изменения цены выбранного топлива в перспективе.

Газовое отопление

Несмотря на регулярные подорожания, газ остается одним из самых экономичных способов отопления частного дома. Поэтому, если рядом проходит газопровод – даже не раздумывайте. Другое дело, когда магистраль далеко, ведь каждый дополнительный метр удорожает и без того недешевые работы по установке.

Двухконтурный газовый котел – плюсы и минусы

Следует учесть также, что количество природного газа неуклонно уменьшается, что будет приводить к новым повышениям тарифов на него. Останется ли «голубой огонек» таким же выгодным в ближайшей перспективе – большой вопрос. Поэтому многие уже сейчас ищут способ организовать экономичное отопление частного дома без использования газа.

Электричество

Надо отдать должное продавцам электрокотлов, они сумели многих убедить в том, что отопление электричеством – достойная альтернатива постоянно дорожающему газу. Подвох в том, что электроэнергия тоже не дешевеет, а (случайно или нет) дорожает сразу же вслед за газом.

Однако, в некоторых случаях использование этого далеко не экономичного способа отопления вполне оправдано. К примеру, в сельской местности, где действует пониженный тариф на электричество, или при наличии льгот и субсидий.

Энергосберегающий электрокотел для дома – оптимальное решение

У этих видов отопления частного дома есть две общие особенности, о которых нельзя забывать. Позитивным является то, что только они обеспечивают полный комфорт при сравнительно небольшой стоимости оборудования. Осенью включили, весной выключили, в остальное время вмешательство человека не нужно.

А негативная сторона – полная энергозависимость. Отключили газ или свет – мерзнем, пока не включат. Поэтому дальше речь пойдет о более автономных системах отопления частных домов.

Твердое топливо

В свете постоянных подорожаний газа и света, многие бросились искать альтернативу в виде дров и угля. Как следствие, за последние годы они выросли в цене в несколько раз. Учитывая скорость вырубки лесов и состояние шахт, подобная тенденция сохранится и далее. Поэтому такое отопление в частном доме – самое экономичное лишь в случае, если вы живете в «краях, богатых дичью дровами».

Особенности и преимущества твердотовливных котлов

Недостаток классического твердотопливного котла – низкий КПД и большой расход. По сути, это немного усовершенствованный вариант обычной печки. Каждые пару часов нужно подбрасывать дровишек или угля, иначе потухнет и замерзнете.

Значительно лучшим вариантом будет пиролизный котел или котел длительного горения. В них могут использоваться как обычные виды топлива, так и специальные брикеты и пеллеты, что значительно эффективнее. На одной закладке такие котлы способны работать до 5 суток, а по экономичности они обгоняют газовое отопление в 3-4 раза.

Трубы для отопления частного дома

И последний писк твердотопливной моды – «всеядные» котлы, или, как их еще называют, утилизаторы. Они «употребляют все, что горит»: дерево, пластик, резину, промышленные отходы и даже обычный мусор. В случае самого жесткого топливного кризиса, замерзнуть не даст склад «лысых» покрышек на соседнем шиномонтаже или, на худой конец, городская свалка.

Альтернативные способы отопления

Если на отопление в частном доме не нужно топливо – значит ли это, что оно самое экономичное? Зависит от стоимости оборудования и того, насколько эффективной будет данная система.

Солнечные коллекторы. При всей своей привлекательности, такой вид отопления можно рассматривать, скорее, в качестве дополнительного источника тепла. Зимой его эффективность резко падает из-за ухудшения погоды, так что этот вариант подойдет, пожалуй, лишь для южных регионов.

Как согреться дома без отопления

Тепловые насосы. Сравнительно новая технология, использует для отопления тепло недр земли, воды или грунта. Здесь пугает стоимость монтажа и сроки окупаемости, а это не менее 10 лет. К тому же, для укладки труб потребуется немалая площадь, на которой нельзя будет ни строить, ни садить деревья.

Гибридные системы отопления

Таким образом, ни один из рассмотренных способов отопления частного дома не является ни идеальным, ни самым экономичным. Решение простое: комбинированные системы, использующие разные виды топлива. Вариантов может быть много, и зависят они от того, что для вас важнее: экономия или комфорт.

Пример 1. Газовый + твердотопливный котел. В качестве основного работает газовый, но, при необходимости (сильные морозы, необходимость «затянуть пояса», да и просто желание потопить «вручную») включается резервный.

Пример 2. Твердотопливный + электрокотел. Тут, наоборот, в качестве основного выступает более экономичный вариант. Однако, если вам надоело «работать истопником» или необходимо уехать из дома, то автоматика переключается на электрическое отопление.

Экономные электрические полотенцесушители, как выбрать

Подобные системы доказали свою надежность и экономичность. Единственным их недостатком является цена. Однако, они довольно быстро окупаются, особенно на больших площадях.

Как сделать дешевое отопление дома электричеством

Отопление дома электричеством является одним из самых удобных и эффективных способов обогревания жилья. Он обладает массой преимуществ относительно традиционных отопительных технологий, использующих в качестве топлива газ, уголь или дрова. Раньше у электрической системы обогрева был существенный недостаток в стоимости, но современные технологии позволяют его нивелировать. О том, как сделать отопление дома электричеством недорогим и, мы поговорим в данной статье.
Содержание:

Почему электричество?

Электрическое отопление отличается от классических водно-печных и газовых систем большей экономичностью и практичностью. Первый аспект мы оставим для обсуждения чуть ниже, а эксплуатационные достоинства опишем здесь:

1. Электрическое отопление не только бесшумное, но и экологичное. Оно транспортируется безопаснее газа и вообще не выделяет вредных веществ, как в атмосферу, так и внутрь помещения. При отсутствии отходов пропадает и необходимость выводящих дымоходов и тяговых конструкций. Отопление на угле или древесине и вовсе не идет в сравнение электро системами.
2. Отопление электричеством не требует больших единовременных затрат. Провести сравнение можно на примере газа: чтобы подключить дом вы должны закупить оборудование для каждого помещения, провести монтаж коммуникаций, котла, врезаться в общую магистраль. Причем сделать все это необходимо вместе, поскольку отложить подведение какой-то части дома к системе невозможно. А электрический способ позволяет организовать последовательный монтаж: сначала подключаются самые важные части дома, а затем, по мере накопления средств, ¬– периферийные.
3. Благодаря возможности использования в частном доме или квартире многотарифного счетчика, а также постоянному развитию технологий в данное сфере, отопление электричеством уже сейчас – самое экономное среди аналогов. Не стоит заострять внимание на высокой цене оборудования – оно быстро окупается за счет низкого энерго потребления.
4. Практически каждый способ организации электро отопления позволяет провести монтаж своими руками, без множества дополнительных инструментов.

Безусловно, использование электрических систем для отопления нельзя назвать идеальным. Работа по качественному обогреву каждого дома требует учитывать многие особенности. В некоторых регионах стоимость электричества может быть настолько большой, что от газа не отказаться. В старых многоквартирных домах сложно перейти на электрическое отопление по двум причинам: очень непросто отключиться от центральной магистрали, да и электросеть придется разводить снова, с учетом мощного оборудования.

Несмотря на это, общая картина склоняет весы в сторону электричества. Для помещений, в которых газа нет или отсутствует возможность его подвести, оно и вовсе является настоящим спасением.

Разновидности отопительных систем

Существует несколько способов организовать у себя дома электрическое отопление. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками. Некоторые обходятся более дешево на этапе покупки, а некоторые значительно экономят во время эксплуатации. Давайте рассмотрим, какие особенности имеет каждый способ:

1. Установка электрического котла, предназначенного для нагрева воды, ходящей по трубам отопительной системы. Пожалуй, наиболее известный способ, но при этом далеко не самый эффективный на сегодняшний день. Производители заверяют о том, что нынешние модели стали гораздо производительнее и теперь расходуют на 80% меньше энергии, но это вопрос спорный. Ручное включение-отключение котла, конечно, непрактично, а автоматическое с заданным интервалом не учитывает температурный режим дня и ночи. Более-менее экономичный вариант – установить термостаты и соответствующую автоматику, для включения в зависимости от температуры в комнатах, однако это сложно с точки зрения монтажа и очень затратно. Модели пониженной мощности с равной производительностью тоже – не более чем реклама. У такого котла, скорее всего, не хватит «сил» на обогрев крупного частного дома.
2. Инфракрасные панели. Это не просто способ обогрева помещений, а принципиально отличная технология. Суть заключается не в прогревании воздуха (что имеет очень низкое КПД), а в воздействии на предметы, расположенные в комнате. Под светом ИК-ламп полы и мебель нагреваются и начинают сами издавать тепло. Принципиальная разница еще в том, что традиционный «радиаторный» способ отопления помещений фактически греет потолок (теплый воздух от батареи поднимается вверх), а полы остаются холодными. С инфракрасным обогревом все наоборот. Свет направлен вниз, а, значит, самое теплое место – пол. Дополняете систему терморегуляторами — и экономичное отопление дачного, частного дома или гаража готово. А мнение о вреде ИК излучения на человека – не более чем миф. Главное – не находиться под лампой длительное время, и ничего опасного не произойдёт.
3. Использование конвекторов. По заверениям производителей – это самый эффективный способ обогрева помещений, который сочетает в себе высокую производительность и экономное энергопотребление. Оба этих утверждения являются предметом долгого спора, поскольку в основе технологии лежит все тот же «радиаторный» принцип, а в обогреве дома следует учитывать множество индивидуальных особенностей. Главное отличие заключается в существенной простоте установки и эксплуатации и более низкой цене. Важным достоинством конвекторов является пожаробезопасность, что очень важно при отоплении дачного или частного дома из дерева. Конвекторы позволяют устанавливать их последовательно от помещения к помещению, компактны и приятны на вид, а также защищены от перепадов питающей сети.

Неподходящие варианты

Есть несколько типов электрооборудования, предназначенного для обогрева помещений, но не рекомендованного к использованию в качестве основного источника тепла:

• Тепловые вентиляторы. Эти приборы имеют самое простое устройство и представляют собой большой фен, состоящий из накаливаемой спирали и вентилятора, прогоняющего через нее поток воздуха. Их применение точно не обойдется дешево – воздух крайне быстро остывает, и удерживать комфортную температуру длительное время не получится. Не забывайте также о нагрузках на электрическую сеть и вреде – чересчур сухой воздух вреден для домашних растений и людей.
• Масляные радиаторы – самое, наверное, распространенное устройство, которым пользуются жители жильцы многоквартирных домов, когда мощности центрального отопления не хватает. Удивительно, что это еще наименее эффективный способ обогрева. И даже если нагреть помещение до комфортной температуры удастся, это выйдет совсем не дешево.

Почему же данное оборудование так распространено, если оно неэффективно. Дело в том, что все это – вспомогательные приборы, призванные выручить во внештатных ситуациях или когда основное отопление не справляется со своими задачами. Для гаража, например, не всегда нужен постоянный обогрев. На время ремонтных работ его можно обогревать с помощью тепловой пушки (тепловентилятора), работающей от электричества или газа. Но в доме, где необходимо постоянно удерживать температуру на определенном уровне, гораздо эффективнее инфракрасные панели.

Организация экономичного отопления

Не стоит вести долгие споры о том, какое оборудование из перечисленных вариантов, лучше сочетает в себе экономность, эффективность и безопасность. Гораздо практичнее будет пользоваться тем или иным вариантом в наиболее подходящих условиях. Ниже приведены основные принципы, которых следует придерживаться, чтобы создать дома экономичное отопление электричеством:

1. Первое правило общее для систем, работающих от газа, и для электрических – сделайте потери тепла минимальными за счет утепления стен, потолка и пола. Благодаря этому вы сможете снизить необходимую тепловую мощность для поддержания температуры. Конечно, дополнительные затраты на это необходимы, но они окупаются экономией на электроэнергии. Температура внутри утепленного гаража зимой поднимается выше нуля за полчаса, если внутри работает автомобиль. В утепленном доме вам надо будет лишь поддерживать тепло, а не постоянно нагнетать, заставляя оборудование работать на повышенной мощности.
2. Спроектируйте оптимальную систему электрического отопления. К примеру, для обогрева небольшой однокомнатной квартиры вполне эффективным может оказаться электрический котел (если потери тепла очень малы). А вот для дома с большим количеством комнат это не лучший вариант. Здесь удобнее установить конвекторную систему с терморегуляторами, контролирующими климат в каждом помещении. Инфракрасные панели хороши для гаража, чулана или хозяйственного помещения, в котором не требуется удерживать постоянную температуру.
3. В комнатах и домах, которые не используются на протяжении всего дня, оптимально комбинировать электроотопительное оборудование. В качестве примера возьмем кухню с основным конвектором и вспомогательной ИК-панелью. Конвектор позволяет поддерживать минимальную норму температуры на протяжении всего дня, а включенная перед вечерним приемом пищи панель быстро согреет комнату для комфортного ужина. Аналогичным образом можно устроить обогрев ванной комнаты, хозпостроек или отапливаемого гаража.
4. Терморегулирующая автоматика позволяет точно настраивать температурный режим. В зависимости от конкретных моделей и устройств, вы можете установить «горячие» и «холодные» периоды, использовать фотодатчики, чтобы в помещении становилось теплее в присутствии людей, и применять прочие настройки. Все эти на первый взгляд незначительные мелочи могут сильно помочь в уменьшении расходов.
5. Большая доля потребления отопительной системы выпадает на ночное время, когда все жильцы находятся дома. Существенно снизить счета за этот период можно перейдя на двухтарифный учет электроэнергии. Ночной тариф, как правило, ниже основного в 3-4 раза. Для замены счетчика и перехода на новые правила учета обратитесь в местную компанию, осуществляющую энергоснабжение.

Электроводонагреватель

Как мы видим, экономичное отопление частного дома без газа вполне осуществимо. Главное – тщательно спланировать переход на электричество, продумать, какие устройства применять для основных помещений, а какие – для периферии (гаража, бани, прочих построек). Конечно, покупка всего необходимого может «влететь в копеечку», однако эти расходы нивелируются суммой, которую вы сэкономите в течение дальнейших лет.

Электрическое отопление частного дома в Севастополе

Большинство хозяев частных домов выбирают в качестве источника отопления традиционный газовый котел, потому что газ – самый недорогой вид топлива. Но, газовые коммуникации достигли далеко не всех населенных пунктов. Иногда проект и реализация подведения газовой магистрали к дому может быть очень затратным мероприятием в виду трудоемкости работ и административного барьера. Использование котлов на жидком или твердом топливе может быть не очень практичным, т.к. требует особых правил эксплуатации и обеспечения повышенных норм пожаробезопасности, включая возведение дымохода согласно правил безопасного вывода продуктов горения.

В качестве альтернативы вышеперечисленным системам выступает электро-отопление – одно из самых практичных решений для обогрева. Из-за сложившегося стереотипа многие считают, что электричество – это дорогой вид топлива. По этой причине отопление с помощь электроэнергии часто является временным решением. Технологии не стоят на месте и на данный момент нашей компанией представлено и активно продвигаются на рынок различные виды энергосберегающих электрических систем отопления, которые создают реальную конкуренцию отоплению на основе природного газа.

Виды систем электрического обогрева дома

Затраты на отопление дома, которые приходится оплачивать каждый месяц, напрямую зависят от нескольких факторов: площадь дома, поддерживаемая температура, теплопотери ограждающих конструкций, площадь остекления и пр. При одинаковых показателях вышеперечисленных факторов современные виды электро-отопления зачастую экономичнее по сравнению с традиционными системами отопления.

Предлагаем рассмотреть основные виды систем отопления работающих от электроэнергии

Электрические конвекторы

Установка водяного отопления влечет множество хлопот: трудоемкие работы по прокладке труб, установке батарей, насосов и средств безопасности. Электрическое отопление частного дома с установкой конвекторов избавит от лишних затрат и потерь времени.

Внешне конвекторы напоминают стандартные батареи водяного отопления. Монтируются под окнами на поверхность стены. Конструкцией предусмотрены встроенные тэны, которые подогревают воздух, не высушивая его. Холодный поток проходит через дно конвектора и нагревается с помощью ТЭНов, создавая конвекционный поток. Лицевая сторона таких обогревателей дополнительно отапливает помещения при помощи инфракрасных тепловых лучей. Благодаря такому принципу обогрева, помещение прогревается быстро.

К конвектору может быть подключен термостат (терморегулятор), который поддерживает заданную температуру в помещении, по достижении которой автоматика отключает обогрев, включаясь вновь после понижения заданных температурных значений. Это обеспечивает существенную экономию электроэнергии.

Электрические системы отопления для частного дома будут особенно эффективными в случае качественной теплоизоляции строения, когда каждый затраченный ватт будет уходить на обогрев помещения, а не улицы.

Электрические «теплые полы»

Отопление загородного дома электричеством посредством установки теплого пола – эффективный эстетичный способ решить задачу отопления, который реализуется с помощью нескольких видов оборудования:

1. греющие кабели устанавливаются вместе с заливкой стяжки, которая аккумулирует большое количество тепла. Кабельные системы отопления могут быть двух типов: двухжильные и одножильные. Принцип работы может быть резистивным, когда подающийся ток преобразуется в тепло по всей длине кабеля, либо саморегулирующимся: полупроводниковая матрица, которая греет провод только в нужных участках;

2. обогревательные маты более практичны для монтажа и представляет собой греющий кабель, приклеенный к стеклопластиковому полотну. Не требуют монтажа стяжки и может укладываться под плитку.

«Теплые» полы прогревают весь воздух в помещении, создавая комфортную атмосферу. К недостаткам можно отнести недостаточную экономичность, т.к. существуют более энергоэффективные варианты электрического отопления. Именно поэтому отопление теплым полом наиболее часто используется для локального обогрева отдельных участков пола.

Системы инфракрасного обогрева

Инфракрасные лучистые нагреватели – это самые экономные электронагреватели для дома на сегодняшний день.

Их принцип работы сравним с солнечным теплом, когда волновая энергия передается через расстояние. Инфракрасная панель преобразовывает электричество в длинноволновую лучевую энергию, которую нельзя увидеть невооруженным глазом. Лучевая энергия преодолевает воздушное пространство и преобразовывается в тепловую, когда попадает на непрозрачные поверхности. Поэтому греется не воздух, а все предметы помещения. Объекты, быстро нагреваясь, начинают равномерно отдавать тепловую энергию в воздух. Как результат, тепло распределяется более сбалансированно, чем при использовании конвекционных систем и самым теплым местом в помещении становится именно пол.

ИК-обогреватели гарантируют экономное отопление дома электричеством в связи с минимальными затратами электроэнергии благодаря высокому КПД и принципиально иному способу обогрева в сравнении с конвективными системами.

Анализируя способы отопления дома электричеством, самым энергоэффективным решением на рынке являются пленочные обогреватели ЗЕБРА ЭВО-300. В слоях алюминиевого экрана и термостойкого пластика помещены излучатели, которые соединяются токопроводящими элементами. Все это упаковано в прямоугольные модули или полосы различной длины, которые удобно монтируются на стены, потолки или пол. Пленочный обогреватель можно устанавливать под слоем внешней отделки – натяжной потолок, гипсокартон, фанера, вагонка и др.

Пленочные лучистые обогреватели не нагревается выше 45-50 градусов, не являются причиной коротких замыканий, поэтому является абсолютно пожаробезопасными и не вызывают ожогов при контакте.

Система идеально подойдет как для домов, куда хозяева приезжают только периодически, так и для домов постоянного проживания. После включения ИК-лучи очень быстро прогреваю помещение или его отдельные зоны.

Преимущества пленочных лучистых электронагревателей

• высокая степень защиты от влаги;
• стойкость к динамическим нагрузкам;
• экономичность;
• не сложный монтаж;
• систему невозможно переморозить.

Как выбрать лучшую систему электро-обогрева?

Системы отопления частных домов электричеством экологичны, просты и точны в управлении и не требуют запаса топлива. Специалисты Группы компаний «ЛУЧ» помогут подобрать лучшую систему отопления для каждого конкретного случая.

Рассчитать стоимость
Заказать звонок
Отправить заявку

Почему электрические системы отопления лучше всего подходят для домов с нулевым потреблением энергии

Все больше и больше покупателей жилья начинают требовать новые энергоэффективные дома и подталкивают строительную отрасль к строительству лучше домов с более низкими расходами на топливо . Строительство домов с нулевым потреблением энергии также является актуальной темой, и они начинают становиться все более распространенными по мере того, как общества переходят от углеродной экономики к отоплению на ископаемом топливе. При текущих рыночных ценах можно утверждать, что газовое отопление более доступно, а «природный газ» является экологически чистым источником энергии, но как долго?

Невозможно определить будущие затраты на отопление на ископаемом топливе или их надежность.Таким образом, помимо уменьшения углеродного следа домов для смягчения последствий изменения климата, все еще остается вопрос о том, какая система отопления является наиболее доступной для дома и наиболее устойчивой в будущем.

Купить новую газовую печь — хорошая идея?

Газовая печь может прослужить от 15 до 30 лет, но средняя продолжительность жизни составляет 20 лет. Кроме того, решение о добавлении газа в дом означает добавление дополнительной энергетической инфраструктуры, а с этим связаны дополнительные расходы.

Затем вопрос переходит к источнику топлива. Сколько будет стоить отопление природным газом в будущем? У тех, кто отапливает свои дома ископаемым топливом, уже есть повод для беспокойства из-за проблем со спросом и предложением в некоторых областях, которые уже привели к росту цен.

Несмотря на то, что некоторые очевидные области отстают, в целом мир отходит от углеродной экономики, и мы утверждаем, что принятие 20-летнего обязательства по отоплению природным газом может не принести вам финансовой выгоды в те годы, когда прийти.

Великобритания уже вводит запрет на использование газовых печей, начиная с 2025 года, и другие страны наверняка последуют этому примеру. Это тип законодательства и даже перепрограммирование от углеродной экономики, что необходимо, если мы надеемся увидеть заметное сокращение выбросов углерода в будущем.

Тепловые насосы с электрическим приводом экономят деньги

Тепловые насосы, работающие на электричестве, могут обогреть дом в среднем примерно в три раза эффективнее, чем другие источники тепла. И объединение теплового насоса с воздушным источником и водонагревателя с тепловым насосом может дополнительно сэкономить энергию и деньги.

Тепловые насосы с воздушным источником тепла являются наиболее экономичным типом тепловых насосов для небольших домов (по сравнению с наземными источниками), и они имеют дополнительное преимущество в виде двойного кондиционирования воздуха летом. Только в очень больших или плохо функционирующих домах потребность в тепле будет достаточно высока, чтобы оправдать затраты на тепловые насосы, использующие грунтовые источники (часто называемые геотермальным отоплением) или тепловые насосы, использующие воду.

Какие бывают типы тепловых насосов?

Электрическое отопление дорогое?

Да, в зависимости от тарифов на коммунальные услуги, иногда бывает довольно дорого отапливать электричеством. Ключ к эффективному отоплению электричеством в любом месте — это сначала снизить потребность в отоплении дома . Это начинается на этапе проектирования с стремления построить более энергоэффективный дом, чтобы сосредоточиться на экономии энергии, а не на ее потреблении.

За счет снижения тепловой нагрузки дома добавка к одной БТЕ электрического тепла становится меньшей проблемой, если, например, дом спроектирован таким образом, чтобы потреблять на 75% меньше энергии.

И хотя электрическое отопление может быть более дорогим в данном регионе в настоящее время, это, вероятно, не будет иметь место в будущем, поскольку доступность ископаемого топлива сокращается.

Является ли электрическое отопление и охлаждение более чистым и безопасным для окружающей среды?

Электроэнергия, необходимая для обогрева или охлаждения дома, чиста ровно настолько, насколько ее источник, если мы посмотрим на краткосрочную перспективу. Таким образом, если в регионе, где расположен дом, используется возобновляемая энергия, или если это выбор, который может выбрать потребитель, электроэнергия будет считаться «чистой энергией» .

Если местный орган власти использует, например, газовые электростанции или уголь, то, несмотря на наличие электрических обогревателей, фактическим источником топлива для отопления дома по-прежнему является ископаемое топливо. Но происходит явный переход к более чистой энергии, и эта тенденция будет только продолжаться, поэтому мы думаем, что умные деньги будут созданы сейчас с помощью электрического отопления дома. и, как правило, чем выше спрос, тем больше будет производиться зеленой электроэнергии.

Выбор высокоэффективного дома с электрическим отоплением сейчас — это самый надежный способ сделать дом устойчивым в будущем и сократить расходы на текущее обслуживание и замену.

Электроэнергия универсальна, поэтому это простой вариант

Нам также нравится электрическое отопление, потому что почти в каждом доме уже есть электричество. Электричество можно использовать для обогрева, охлаждения, приготовления пищи и питания наших светильников и приборов одновременно. Если в настоящее время вы не можете позволить себе авансовую стоимость зеленого дома с электрическим приводом, всегда есть вариант дома с нулевым энергопотреблением, в котором уже установлена ​​инфраструктура. Это доступный способ подготовиться к более дешевому и легкому переходу в будущем, когда вы также можете добавить солнечные фотоэлектрические панели или крыши и аккумуляторы.

Переход с газа на электромобили

Использование личного автотранспорта вносит наибольший вклад в выбросы парниковых газов , и нам нужно только взглянуть на автомобильную промышленность, чтобы увидеть, что ждет другие области общества, такие как источники топлива для отопления домов.

Раньше электромобили были новинкой, но с тех пор, как Telsa начала доминировать на рынке электромобилей, авторитетные автопроизводители спешили наверстать упущенное и предложить свои собственные электромобили.

Выбор подходящего электромобиля с каждым годом становится все проще, так как на рынке появляются новые модели с разным назначением, диапазоном и ценой. Сейчас мы наблюдаем гонку за выводом на рынок первого и лучшего электрического грузовика, что представляет интерес для всех экологичных подрядчиков, но в ближайшие месяцы это будет еще больше.

Происходит начало поэтапного отказа от автомобилей с бензиновым двигателем, поскольку электромобили продолжают совершенствоваться и доминировать на рынке новых автомобилей — по крайней мере, в разделе новостей, если еще не в продажах.В настоящее время по-прежнему проще (хотя и дороже) заправлять бак бензином, но даже инфраструктура меняется, чтобы освободить место для электромобилей, с появлением большего количества придорожных зарядных станций, а также улучшения в домашних зарядных устройствах для электромобилей.

То есть, мы полагаем, вы начнете видеть точно такую ​​же закономерность в домашнем отоплении, где энергоэффективность дома повышается настолько, что отопление электричеством становится нормой, независимо от колебаний тарифов на электроэнергию.

Как построить дома с нулевым потреблением энергии

По мере того, как региональные строительные нормы и правила Канады и США начинают рассматривать варианты с нулевым потреблением энергии для уменьшения общего углеродного следа домов, то, как мы отапливаем наши дома, становится очень большой проблемой. Теоретически, почти любой протекающий старый дом может прикрепить кучу фотоэлектрических солнечных панелей и быть объявлен «нулевым сальдо», но это будет стоить целое состояние и вряд ли может считаться устойчивым. Ключом к успешному строительству зеленого дома в будущем является, как упоминалось выше, снижение потребления с самого начала за счет дизайна.

Существует множество потенциальных способов снизить энергопотребление дома на этапе проектирования и моделирования, которое начинается просто с рассмотрения вопроса о строительстве дома более скромного размера.Отсюда делается упор на эффективную оболочку за счет строительства лучше изолированных и герметичных домов.

Дома с лучшей изоляцией требуют меньше отопления

Строительство дома в соответствии с базовыми энергетическими характеристиками строительных норм — это все равно что покупать брюки с дырками в карманах и смотреть, как все ваши деньги выпадают . В эпоху изменения климата, экологически чистых методов строительства домов и стимулов для строительства домов с нулевым потреблением энергии очень жаль, что большинство крупных застройщиков продолжают поставлять на рынок дома с плохими эксплуатационными характеристиками.А поскольку в этих домах минимальная изоляция и высокий уровень утечки воздуха, в некоторых случаях жильцам практически не остается доступного варианта, кроме отопления с помощью газа.

Так что, если бы дома строились лучше? Что, если бы новые дома были настолько хорошо изолированы и герметичны, что
потребляли очень мало тепла? Что, если бы счета за отопление были настолько низкими, что премия за переход с газа на электрическое отопление казалась копейкой? Это только одно из преимуществ дома с повышенной теплоизоляцией.Потенциально существует небольшая авансовая премия для высокопроизводительных домов, но ежемесячная экономия энергии часто компенсирует эти затраты, и в конечном итоге получается лучший дом с более высокой стоимостью при перепродаже и такими же общими ежемесячными платежами.

И вернемся к исходной точке — после выполнения вышеизложенного цена на электрическое отопление приобретает смысл не только сегодня, но и является гораздо более надежным вложением в будущее. Некоторые политики не хотят этого признавать, но энергосистема движется в сторону экологически чистых возобновляемых источников энергии.Управление энергетической информации США (EIA) прогнозирует, что производство электроэнергии из возобновляемых источников вырастет с 17% в 2019 году и 20% в 2020 году до 22% в 2021 году. продолжают переходить к более возобновляемым источникам энергии.

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 способом электрификации является замена существующих обогревателей для нефти, природного газа, пропана или неэффективных резистивных электрических обогревателей на тепловые насосы, что заменяет мест потребления ископаемого топлива на использованием электроэнергии. Такое переключение 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 использование 100% тепловых насосов снизит чистые выбросы парниковых газов во многих частях мира [1].

Использование тепловых насосов в жилых домах, однако, 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 вырабатываются, когда такое же количество тепла доставляется путем выработки электричества и использования его 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 прогнозирования цен на энергию и оценок выбросов на эти профили потребления энергии 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 это было на момент анализа. Фактически, электрическая сеть США имеет [14], и — если текущие предложения по политике будут успешными [15] — будет продолжать становиться значительно чище в течение 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 электрических сетях 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 имитационных моделей зданий, чтобы более тщательно отразить разнообразие жилищного фонда, они сосредоточены на отдельных электрических сетях и климатических условиях [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, учитывая сегодняшний жилищный фонд, электросеть, цены на энергию и технологию тепловых насосов, при условии, 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 используем пятиступенчатый 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 шаге 2 мы используем общедоступные данные для количественной оценки затрат на электроэнергию, ущерба здоровью и выбросов CO ₂ этих профилей 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 домах на уровень выбросов CO ₂ , сезонные факторы ущерба здоровью и среднегодовые цены на топливо на уровне штата.Результаты показывают годовые затраты на электроэнергию, 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), которая получается 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 ущерба, нанесенного климатическим условиям теплового насоса и ущерба здоровью.

На шаге 4 мы количественно оцениваем процент жилищного фонда, который выиграет от внедрения теплового насоса.С чисто частной точки зрения 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 чистый положительный (частный + государственный) NPV может быть достигнут 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 пиковый спрос на электроэнергию.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 базовый профиль 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 показатели. 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 использованием 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 для передачи в инструмент моделирования энергопотребления зданий.Некоторые исследования также используют сам инструмент ResStock [1].

Чтобы уменьшить 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, значительно 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 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 электросетей. Климатические регионы определены с использованием данных проекта Building America Управления по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии США [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 они представляли 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:

Стандартное изображение
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, 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 составляются с использованием методов, разработанных Siler-Evans и др. [24], и сообщаются Центром Карнеги-Меллона по принятию решений в области климата и энергетики (CEDM) [25]. Для выбросов CO ₂ коэффициенты указываются 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, потребляли 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 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 различные 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 вида 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 / ммBtu 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 переводим 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 — ПГП метана [29] — чтобы рассчитать 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 вред 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, общественная чистая приведенная стоимость внедрения тепловых насосов 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 равно процентной ставке, а n равно количеству лет, по которым 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 климатическим условиям 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} — 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 дополнительную стоимость замены 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 обогревателя взяты из Национальной базы данных показателей 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 3700 долларов, 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 размере 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 для домов площадью менее 1500 квадратных футов, 3000 долларов для домов площадью от 1500 до 2500 квадратных футов, 4500 долларов для домов площадью от 2500 до 3500 квадратных футов и 6000 долларов 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 пикового спроса

Мы рассчитываем изменение пикового спроса в зависимости от 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 резистивным нагревом (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 их 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 CO ₂ , существует 5,1 миллиона домов (6% жилищного фонда США) с затраты на борьбу с выбросами превышают 1000 $ / тCO ₂ .Эти оценки основаны на исторических данных о работе сети и предположениях о том, что за 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:

Стандартное изображение
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:

Стандартное изображение
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 во всех частных домах были установлены тепловые насосы, это снизило бы выбросы CO ₂ в жилых домах до 346 Мт — сокращение на 160 Мт или 32%, что составляет 6 долларов.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 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. Обычно замена пропанового обогревателя тепловым насосом 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, климатической температуры 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. Оптимальная по Парето 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 потери, и (б) субсидировать капитальные затраты на тепловой насос, чтобы свести частные убытки к нулю.Мы классифицируем подмножество домов, в которых возможна данная политика, как «потенциальные субсидии», как показано на рисунках 3 и 4.

Эта категория потенциальных субсидий охватывает почти каждый город в данном исследовании и включает еще 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 в год 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.

Возможно, наиболее важным показателем того, приносит ли пользу использование теплового насоса в доме, является текущее топливо 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 выгодно заменить нагреватели 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 резистивные нагреватели, 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 : только 1,7 миллиона (2,1%) домов в США внедрение тепловых насосов приводит к более высокому CO ₂ выброса.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:

Стандартное изображение
Изображение высокого разрешения

Однако то же отношение не действует в отношении ущерба здоровью.Использование 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 могут 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 для здоровья. 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: выгоды от внедрения теплового насоса для климата затмеваются вредом для здоровья. Из 69,6 миллионов 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:

Стандартное изображение
Изображение высокого разрешения

Тем не менее, 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 жилых домах.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 в электросети и социальным затратам на углерод, а также к стоимости и эффективности технологии тепловых насосов.

3.9. Более высокая социальная стоимость углерода должна сопровождать более чистые электрические сети.

Мы моделируем последствия внедрения тепловых насосов за 15 лет и предполагаем, что выбросы из электрических сетей — 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 денежный 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 стимулируют 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 в себя 11% существующих домов с существующими тепловыми насосами, 21% домов, в которых тепловые насосы используются только 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:

Стандартное изображение
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 критерии выбросов загрязняющих веществ не стимулируют 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 затраты на выброс углерода достигнут 300 долларов за тонну CO ₂ , то чистая выгода для общества может быть достигнута за счет использования 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 в 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:

Стандартное изображение
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.Хотя 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. Общественное + 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 применением 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 этой сложности, 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 ЧПС для климата и здоровья от внедрения тепловых насосов положительна 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 обезуглероживания, 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 пиковое потребление 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.
• Оплатите стоимость технологии тепловых насосов средней эффективности: небольшое снижение капитальных затрат и небольшое повышение эффективности могут значительно повысить скорость внедрения. Это может быть достигнуто с помощью такой политики, как отраслевое обучение для снижения затрат на установку, исследования и разработки для снижения стоимости технологий, субсидии, которые отдают предпочтение 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 (год выпуска 1970–1989 гг.), Модернизация с использованием нефти и пропана в небольших (<1500 SF), старых (до 1990-х годов) домах и 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 .

Какой водонагреватель самый энергоэффективный?

Из всех устройств, которые конкурируют за внимание домовладельца, от роботов-пылесосов до дверных замков с функцией видеонаблюдения, которые также служат охранниками, стандартный водонагреватель емкостью 50 галлонов, скорее всего, будет проигнорирован. Скрытый от глаз в подвале или в темном кладовке, высокий металлический цилиндр, который нагревает воду для наших раковин и душевых, обычно надежно работает в течение десяти или более лет при минимальном обслуживании или вообще без него.

Фото Ребекки Гринфилд для NRDC

Но наступит день, когда в надежном водонагревателе возникнет течь и он отключится навсегда, что вызовет срочный вызов сантехника. И лучше не ждать так долго. «Технологические достижения и повышение энергоэффективности, обнаруженные в новом поколении экологически чистых водонагревателей с тепловым насосом (HPWH), делают их достойным вложением для всех, кто хочет одновременно сократить выбросы углерода и счета за коммунальные услуги», — говорит Пьер Дельфорж, старший научный сотрудник здания NRDC. команда по декарбонизации.HPWH, которые производят тепло с использованием той же технологии, что и холодильники, чтобы оставаться холодными, не выделяют выбросов и выполняют работу, потребляя от половины до трети энергии обычного электрического резистора или газового нагревателя.

«Принципиальным в этой технологии является то, что она на 300–400 процентов более эффективна, чем обычное отопление, и потребляет гораздо меньше энергии для обеспечения того же уровня обслуживания», — говорит Делфорж. Вот все, что вам нужно знать, чтобы переключиться.

Сокращение затрат

В настоящее время водонагреватели всех типов составляют 19 процентов от общего потребления.Энергопотребление S. домашних хозяйств — больше, чем приготовление пищи и охлаждение вместе взятые. Примерно 40 процентов домов в Америке оборудованы электрическими нагревателями сопротивления, которые без нужды потребляют чрезмерное количество энергии из национальной электросети и способствуют увеличению счетов за коммунальные услуги. Воздействие газовых и пропановых водонагревателей, которые сейчас работают в половине всех домов в США, еще хуже: они сжигают ископаемое топливо, выделяя парниковые газы и опасные токсины, такие как оксиды азота, что было связано с многочисленными респираторными заболеваниями.

В отличие от обычных газовых обогревателей, которые выделяют тепло в результате сжигания загрязняющих веществ, или электрических обогревателей, в которых используется механизм того же типа, что и в тостере, в HPWH используется энергоэффективный компрессор, который собирает тепло из атмосферы и концентрирует его в резервуаре для хранения воды. Результат: экономия для среднего американского домохозяйства из четырех человек составляет около 350 долларов в год на счетах за электроэнергию или 3750 долларов в течение срока службы типичного HPWH, согласно веб-сайту для потребителей Energy Star Министерства энергетики.(Фактическая экономия будет варьироваться в зависимости от местоположения и муниципального или частного предприятия, поставляющего электроэнергию в ваш дом.)

Эффективность использования энергии в жилых домах — важный инструмент в решении проблемы изменения климата, и внедрение более экологичных технологий, подобных этой, является значимым вкладом для домовладелец, стремящийся продвинуть вперед низкоуглеродную экономику. «Мы добились больших успехов в декарбонизации электроэнергетики, и мы продвигаемся вперед в транспортном секторе с более высокими стандартами эффективности и электрификацией транспортных средств», — говорит Делфорж.«Но чтобы вывести нас на траекторию, нам также необходимо использовать чистую энергию из сети для обезуглероживания домов и предприятий».

Начало работы

Обновление водонагревателя легко и очень экономично в долгосрочной перспективе. Из нескольких типов HPWH, которые сейчас доступны от уважаемых брендов, таких как A.O. Смит, Рим и Брэдфорд Уайт, модели, продаваемые как гибриды, являются самыми популярными. Помимо компрессоров, которые нагревают воду за счет улавливания тепла из окружающей среды, они оснащены дополнительными модулями погружного нагрева.Эти компоненты настроены на автоматическое включение в периоды высокого спроса, гарантируя, что горячая вода не закончится, даже когда в доме полно гостей. Верно, что первоначальная стоимость инвестиций в новую технологию HPWH (от 1100 долларов до льгот) выше, чем вы ожидаете заплатить за обычный водонагреватель (от 300 долларов). Но эти дополнительные расходы будут более чем компенсированы экономией, накопленной в течение всего срока службы устройства — в некоторых случаях всего за два-три года.Растущее число местных коммунальных предприятий предлагает стимулы для снижения первоначальной цены, что делает HPWH еще более привлекательной сделкой.

Если вы не являетесь квалифицированным сантехником (и не обладаете разрешением, требуемым многими муниципалитетами), вы, вероятно, будете полагаться на лицензированного подрядчика при покупке и установке нового обогревателя. Запланируйте поговорить с несколькими сантехниками в вашем районе, чтобы определить тех, кто имеет опыт работы с HPWH. Поскольку в настоящее время на них приходится всего 2 процента рынка водяного отопления, HPWH будут незнакомой территорией для многих подрядчиков, которые могут даже попытаться увести вас от энергоэффективных вариантов просто потому, что они более знакомы со стандартными нагревателями.Квалифицированный специалист также может посоветовать вам, какой бытовой прибор выбрать для вашего дома; многие муниципальные предприятия перечисляют на своих веб-сайтах местных квалифицированных подрядчиков.

Как показывает опыт, вы можете выбрать обогреватель с резервуаром для воды большего размера, чем тот, который обычно рекомендуется для размера вашей семьи, что поможет вам избежать использования менее эффективных высокопроизводительных гибридных агрегатов. вспомогательная функция. Например, резервуар большего размера, который наполняется горячей водой на ночь, предотвратит ее нехватку во время часа пик в ванной на следующее утро.Учитывая долгосрочную ценность HPWH, увеличение размера стоит дополнительных затрат. Водонагреватели с интеллектуальными термостатами, которые запускают нагрев в непиковые часы (когда спрос на электроэнергию меньше), имеют дополнительное преимущество, позволяя вам использовать чистую энергию по более низкой цене, при этом обеспечивая большое количество горячей воды, когда вы нужно больше всего. По сути, они действуют как «батареи» для хранения чистой энергии, — говорит Делфорж.

Максимизация сбережений

Учитывая потенциал HPWH в отношении чистого воздуха и смягчения последствий изменения климата, наиболее актуальной проблемой сегодня является убедить большое количество людей принять новую технологию.С этой целью государственные и местные органы власти и коммунальные компании теперь предлагают такие стимулы, как скидки при пересылке по почте в момент покупки (например, 1000 долларов от ConEdison в Нью-Йорке и в Southern California Edison, например), налоговые льготы и скидки на электроэнергию. Проконсультируйтесь с местным коммунальным предприятием или муниципальным коммунальным округом, чтобы изучить возможные варианты. «Скорее всего, если у вас есть электрический водонагреватель сопротивления, вы сможете получить стимул для использования водонагревателя с тепловым насосом.Если в настоящее время у вас есть газовый, пропановый или мазутный обогреватель, вы также можете приобрести его, особенно в Калифорнии и на северо-востоке », — говорит Делфорж. «И в будущем мы увидим это по всей стране».

Как сделать ваш дом энергосберегающим за 4 шага (2021)

Lenovo Wi-Fi Smart Plug — это еще и недорогой маленький гаджет, который показывает, сколько энергии расходуется. Ваш поставщик коммунальных услуг тоже может помочь. У некоторых из них есть приложения, такие как DTE Insight, которые помогают обнаруживать и контролировать потребление энергии в доме.

Шаг 2: Работа с вашим кондиционером и обогревом

Отопление помещений — второй по величине потребитель энергии в домах в США сразу после охлаждения. Возможно, вам не удастся убедить себя выключить огонь, пока вы принимаете утренний душ, но умный термостат, такой как Ecobee, может помочь вам внести менее болезненные изменения. Вездесущий термостат Nest от Google также является надежным вариантом, как и более дешевый термостат Nest E.

«Умные термостаты используют датчики, которые определяют, когда вы отсутствуете, могут узнать ваше ежедневное расписание и температурные предпочтения и даже использовать местные данные о погоде, чтобы вносить изменения в энергосбережение автоматически », — говорит Кэти Уоллес, представитель Energy Trust of Oregon, некоммерческой организации, призванной помогать бытовым и корпоративным клиентам использовать меньше энергии.«Кроме того, вы можете управлять своим умным термостатом из любого места с помощью планшета или смартфона». Оснащение интеллектуального термостата датчиками в разных комнатах также поможет вам сэкономить электроэнергию. Датчики позволяют термостату автоматически адаптироваться к различным условиям. Например, можно использовать пассивное солнечное отопление в комнатах с открытыми окнами, выходящими на юг.

Исправления в изоляции также помогут вам сократить ваши счета. Если вы читаете это, скорее всего, вы уже изолировали свою крышу, заделали плинтусы и окна, а также проверили воздуховоды на предмет утечек.Но если это выходит за рамки вашего бюджета, небольшие улучшения, такие как изоляционная пленка для окон или установка коврика на неизолированный пол, также могут существенно повлиять на то, сколько энергии требуется для обогрева комнаты.

Снижает ли электрический вентилятор ваш счет за электроэнергию по сравнению с кондиционером, зависит от множества переменных, таких как размер жилья, планировка и конструкция, но кондиционеры потребляют много энергии, и нужно учитывать больше, чем просто счет за электричество. Кондиционеры также являются значительным источником эффекта теплового острова, когда в городах становится заметно жарче, чем в окружающей среде.Тепло не может быть уничтожено, а только перемещено в другое место, поэтому тепло, которое ваш кондиционер удаляет из вашего дома, перекачивается наружу. По экологическим причинам есть веские аргументы в пользу уменьшения зависимости от кондиционеров. Зимой реверсирование потолочных вентиляторов помогает выдувать теплый воздух, который собирается под потолком, в остальную часть комнаты.

Шаг 3. Отключите свои вещи с умом

Вы переключили свои лампы на энергосберегающие светодиоды? Если нет, то почему? Вы можете приобрести умные светодиодные лампы Philips Hue, которые можно приглушить или выключить, даже когда вас нет дома.Это наши любимые умные лампочки.

Если вы не можете не забыть выключить прикроватную лампу или свет в гостиной, когда выбегаете из дома по утрам, умная розетка, такая как энергосберегающий выключатель Belkin, станет простым и доступным решением.

Умные розетки также являются одним из самых простых способов уменьшить фантомную нагрузку, то есть энергию, потребляемую устройствами, которые вы не используете. Постарайтесь сгруппировать устройства, которые вы используете нечасто, например игровые приставки или стереосистемы, на одном удлинителе.Затем подключите их к умной розетке Amazon, TP-Link Kasa или другой из лучших умных розеток, чтобы выключить их, пока вы их не используете.

Такие программы, как Energy Star, гарантируют, что более крупные бытовые приборы, такие как посудомоечные машины и микроволновые печи, сегодня намного более энергоэффективны, чем 10 лет назад. Но даже если вы не планируете заменять телевизор десятилетней давности (если вы это сделаете, у нас есть несколько предложений по телевизору), есть способы повысить эффективность работы старых устройств.

Шаг 4. Советы по стирке, сушке и поливу

Большая часть энергии, потребляемой при стирке одежды, приходится на нагрев воды, поэтому стирка в холодной воде может иметь большое значение; есть моющие средства, специально разработанные для холодной воды.Если у вас более старые модели водонагревателя и стиральной машины, возможно, стоит приобрести интеллектуальный течеискатель, чтобы сэкономить деньги на потере воды и предотвратить ее растекание по всему подвальному этажу.

К сожалению, с сушилкой для белья экономить электроэнергию намного сложнее. Если вы не склонны натягивать бельевую веревку или живете в районе, где это незаконно, вы можете подумать о настройке сушилки на автоматический цикл (а не на время), который остановит сушилку, как только датчики влажности определят белье сухое.Содержание сетки для ворса и канала сушилки в чистоте также поможет сушилке работать более эффективно, равно как и добавление нескольких шариков для сушки шерсти, которые помогут встряхнуть тяжелые простыни или полотенца. Помните, что лучшие энергоэффективные решения — это те, которые вообще не требуют от вас развития каких-либо новых привычек. Пусть ваш дом сделает всю работу за вас, а вы вернетесь к важному делу — дремать и мечтать о весне.

Бесконтактные водонагреватели вошли в моду в последнее время, но высокие первоначальные затраты изначально перевешивают экономию.Эти агрегаты заменяют большой резервуар с постоянно горячей водой ради конструкции, которая нагревает воду по мере ее прохождения по линиям. Он обеспечивает мгновенную подачу горячей воды по запросу без необходимости тратить электроэнергию, когда вы не пользуетесь краном. Если вы играете в долгую игру, это в конечном итоге сэкономит вам деньги, а меньшее потребление энергии — это выигрыш для окружающей среды.

Другие интересные истории WIRED

5 способов узнать, что вы покупаете энергоэффективный дом

Впечатляющие подъезды, окна с видом и открытая планировка — популярные запросы, когда речь идет о новом доме.Но многие покупатели дома теперь ищут экологичные элементы, которые могут сделать жизнь немного более экологичной и экономичной.

Если вы хотите купить новый дом, вот несколько «зеленых» функций, о которых стоит поговорить с вашим агентом по продаже недвижимости.

Солнечные панели

По данным исследования Nationwide Mortgages, около 47% миллениалов считают, что солнечные панели и эффективное хранение энергии являются важными элементами в новом доме. Использование солнечной энергии — это не только хороший шаг для окружающей среды, но и хороший шаг для вашего банковского баланса.Многие электрические компании будут платить владельцам домов на солнечных батареях за любую избыточную энергию, которую они производят с помощью своих панелей.

Подробнее: Стоит ли покупать или арендовать солнечные батареи?

При покупке дома с уже установленными солнечными батареями необходимо задать несколько важных вопросов:

• Были ли панели приобретены в рамках солнечной ссуды и погашены ли они? В противном случае продавец жилья обязан выплатить ссуду по панелям.
• Сданы ли панели в аренду? Если домовладелец все еще имеет задолженность по договору аренды с солнечной компанией, он может попытаться передать договор вам.Это может увеличить общую стоимость дома, что приведет к проблемам с банком. Обязательно обсудите любой договор аренды с вашим риэлтором и представителем банка по ссуде, прежде чем заключать договор о покупке дома.
• На панели все еще действует гарантия? Если да, спросите, как долго длится гарантия.
• Сколько киловатт электроэнергии вырабатывают солнечные батареи в месяц? Узнав это число, взгляните на свой текущий счет за электроэнергию и сравните. Будут ли солнечные блоки соответствовать вашим потребностям или вам нужно будет добавить панели?

Умные термостаты

Еще одна экологичная функция, которая сэкономит вам деньги, — это умные термостаты.Согласно Energy Star, «если бы каждый использовал интеллектуальный термостат, мы сэкономили бы 56 триллионов БТЕ энергии и компенсировали бы выбросы парниковых газов на 13 миллиардов фунтов ежегодно, что эквивалентно выбросам 1,2 миллиона транспортных средств».

Подробнее: 4 простых способа, которыми интеллектуальный термостат может сэкономить вам деньги

Как такое маленькое устройство предлагает такие экологические преимущества? Он автоматизирует процесс нагрева и охлаждения с помощью интеллектуальных функций, таких как геозона, удаленные датчики и многое другое. Многими также можно управлять с помощью приложения или голосовых команд через Alexa или Google Assistant, что делает их удобными и экологически безопасными.Некоторые из наших любимых интеллектуальных термостатов включают Ecobee SmartThermostat с голосовым управлением и Nest Thermostat.

Интеллектуальным термостатом Lux можно управлять с помощью приложения.

Крис Монро / CNET

Водонагреватели без резервуара

Водонагреватели без резервуара — также известные как проточные водонагреватели и водонагреватели по требованию — производят воду по мере необходимости, вместо того, чтобы поддерживать воду теплой в резервуаре.Как вы понимаете, нагревать воду только тогда, когда она вам нужна, намного эффективнее.

Если вы используете только 41 галлон или меньше горячей воды каждый день, водонагреватели без резервуаров могут быть на 24–34% более энергоэффективными, чем обычные водонагреватели с резервуарами. По данным Министерства энергетики, если вы используете много воды, около 86 галлонов в день, они на 8–14% более энергоэффективны. Для максимальной энергоэффективности дом с водонагревателем без резервуара, установленным на каждом выходе горячей воды, может сэкономить от 27% до 50%.

Когда вы покупаете дом с безрезервуарным водонагревателем, обязательно спросите, электрический он или газовый. Электрический нагреватель может нагревать от 2 до 5 галлонов (от 7,6 до 15,2 литров) воды в минуту, в то время как газовый обогреватель может нагревать от 8 до 11 галлонов (от 30,3 до 41,6 литров) в минуту.

Проблема с газовым обогревателем в том, что он может тратить больше энергии, чем электрический агрегат, из-за постоянно горящей контрольной лампы. Газовый обогреватель с устройством прерывистого розжига — лучший выбор, потому что он запускает процесс нагрева без контрольной лампы, что обеспечивает максимальную экономию энергии.

Подробнее: Сравнение водонагревателей накопительного бака и безбаквальных водонагревателей

Восстановленная древесина

Восстановленная древесина — это древесина, полученная из старых зданий. Дома, в которых используется такая древесина, спасают деревья и не допускают попадания на свалку совершенно хорошей древесины. Характер старого дерева также придает дому особый эстетический оттенок.

Пусть ваш риэлтор будет следить за домами, в которых используется вторичная древесина:

• Полы
• Обработка стен
• Обработка потолка
• Каминные камины
• Потолочные балки
• Колонны крыльца
• Системы сбора воды

  У этого дома наклонные крыши, которые направляют воду в систему фильтрации и накопления воды.

  Скриншот Мартина Ламоники / CNET

  Существует два типа систем сбора воды, которые идеально подходят для тех, кто хочет, чтобы дом был максимально зеленым: сбор дождевой воды и сбор сточных вод.

  Системы сбора дождевой воды могут быть как простыми, как пластиковые бочки, прикрепленные к водосточной системе, так и сложными, как подземные резервуары для хранения с фильтрами для дезинфекции воды.Тип системы сбора, который вы хотите использовать в своем будущем доме, зависит от ваших потребностей.

  Если вы просто хотите собирать дождевую воду для своего сада в засушливое время, то системы бочек может быть достаточно. С другой стороны, если вы хотите собрать достаточно воды для снабжения всего своего дома, лучше выбрать несколько резервуаров для хранения и водопровод.

  Подробнее: Как установить дождевую бочку, чтобы сэкономить деньги и помочь планете

  Сбор сточных вод — это сбор воды из таких источников, как кухонная раковина и ванна, для повторного использования.Перед покупкой дома с системой серого водоснабжения обязательно спросите, как именно вода используется повторно. Некоторые системы собирают воду из раковин, душевых и ванн и хранят ее для использования в туалетах или спринклерных системах. Более совершенные системы фильтруют воду, чтобы ее можно было повторно использовать для питья, приготовления пищи и купания.

  Обновите свой дом с помощью последних достижений в области автоматизации, безопасности, коммунальных услуг, сетей и многого другого.

  Хотя серые и дождевые системы кажутся отличным способом сэкономить на счете за воду, будьте осторожны.Во многих случаях вы не сможете «выйти из сети». Некоторые города требуют, чтобы жители платили за воду, подаваемую в город, независимо от того, пользуются они ею или нет.

  Хотя вы вряд ли найдете дом, который бы сочетал в себе все эти экологические особенности, вы можете использовать этот список, чтобы решить, какие из них наиболее важны для вас. Затем обратитесь к своему агенту по продаже недвижимости, чтобы найти дом, который соответствует вашим потребностям.

  Почему отопление дороже охлаждения? — Spark Energy

  Анализ показал, что для обогрева домов в США требуется в четыре раза больше энергии.S. чем это делает, чтобы их охладить. В некоторых районах страны это может показаться диковинной статистикой. Люди в Техасе, которые испытывают чрезмерную жару около четырех месяцев в году, съеживаются из-за стоимости кондиционирования воздуха.

  Еще одним мешающим фактором является то, что все больше систем отопления питаются напрямую от природного газа, который в наши дни очень дешев. Примерно 49% систем отопления используют природный газ и 34% используют электричество. Но практически все системы кондиционирования воздуха электрические, а это стоит значительно дороже.Более трети электроэнергии в стране вырабатывается за счет природного газа. Во время этого процесса образуется значительное количество отходов, поскольку газ преобразуется в электричество, что является одной из причин, по которым электроэнергия стоит дороже.

  Несмотря на то, что системы кондиционирования воздуха потребляют больше электроэнергии, есть несколько причин, по которым отопление дома может стоить дороже, чем его охлаждение, даже если вы используете систему на природном газе вместо электрической.

  Разница температур — определяющий фактор

  Существует простое объяснение того, почему отопление в конечном итоге стоит больше, чем охлаждение, и причина кроется в разнице температур.Большинство людей поддерживают температуру около 75 градусов по Фаренгейту в своих домах. Летом температура во многих районах страны достигает 95 градусов. Это разница в 20 градусов. Но даже в районах с относительно умеренным климатом зимние температуры могут регулярно доходить до 45 градусов. Это разница в 30 градусов.

  Чем больше разница температур между внешней и внутренней частями, тем больше энергии требуется для обеспечения климат-контроля. Вот почему отопление дома обычно стоит дороже.

  Давайте рассмотрим два примера:

  Остин, Техас
  Средняя температура в январе — 61 ° высокая / 41 ° низкая
  Средняя температура июля — 96 ° высокая / 74 ° низкая

  Миннеаполис, Миннесота
  Средняя Температура января — высокая 22 ° / низкая 6 °
  Средняя температура июля — высокая 82 ° / низкая 64 °

  Это крайности; в одном городе летом очень жарко, а в другом — зимой. Но это прекрасно иллюстрирует сказанное выше.Разница температур зимой в Остине составляет 14-34 градуса, а летом 1-21 градус. В Миннеаполисе перепад температур составляет 53-69 градусов зимой и 0-7 градусов летом. В Миннеаполисе можно вообще отказаться от кондиционирования воздуха. То же самое верно и для других областей на севере и в некоторых частях южной Калифорнии. Однако большинству регионов требуется тепло хотя бы на часть зимы.

  Хотя отопление дома по-прежнему стоит больше, чем охлаждение, разрыв сокращается.По большому счету, зимы стали мягче в северных штатах, в то время как в южных районах отмечались рекордно высокие температуры летом за летом. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) недавно выпустило отчет, в котором показано, что лета 2019 года были самыми жаркими за всю историю в Северном полушарии.

  Если эта тенденция сохранится, стоимость отопления домов будет снижаться, в то время как стоимость охлаждения домов будет расти.

  Второй фактор, делающий отопление более дорогим

  Отопление дома более энергоемкое, чем охлаждение, из-за того, как он нагревается и охлаждается.Для охлаждения дома необходимо отвести излишек тепла, чтобы внутри было прохладнее. Но для обогрева требуется тепловая энергия, чтобы нагреть воздух. Для 34% домашних хозяйств, использующих систему электрического отопления, это очень энергоемкий процесс, поскольку электрическая энергия должна быть преобразована в тепловую.

  Перемещение тепла требует намного меньше энергии, чем его производство, поэтому охлаждение в конечном итоге оказывается дешевле, чем отопление. Исключение из этого правила — электрические тепловые насосы. Они работают так же, как кондиционер, только наоборот.

  За исключением тепловых насосов, кондиционеры обогнали системы отопления с точки зрения повышения энергоэффективности. Примером этого являются кондиционеры с регулируемой скоростью, которые потребляют до 30% меньше энергии. Несмотря на то, что использование переменного тока увеличивается, этого недостаточно, чтобы сбалансировать количество энергии, необходимое для обогрева.

  Независимо от того, какой источник энергии вы используете для обогрева и охлаждения дома, у Spark Energy есть план для вас! Мы расположены на рынках по всей стране, предлагая различных тарифных планов на газ и электричество с фиксированной ставкой и исключительное обслуживание клиентов. Найдите план энергопотребления , который идеально подходит для ваших нужд сегодня в отоплении и охлаждении!

  Пропан Vs. Электричество: сравнение затрат и выгод

  Написано: 10 мая 2019 г.

  Выбор между пропаном и электрическим для подачи энергии в дом — это дискуссия, распространенная среди домовладельцев, которые хотят быть одновременно экономичными и энергоэффективными. Хотя эти два источника энергии во многом сопоставимы, они также отличаются друг от друга.

  Начнем с того, что пропан является первичным источником энергии, тогда как электричество вторичным, то есть пропан можно использовать «как есть» , а электричество можно использовать только после того, как оно было создано другим источником энергии.Это означает, что для производства электричества требуется больше энергии, что может повлиять на его чистоту, эффективность и стоимость. Но как эти переменные соотносятся с пропаном, который в вашем доме уже может быть, а может и нет, для использования?

  Ниже мы сравниваем пропан с электрическим , чтобы увидеть, какой источник энергии лучше для вашего дома.

  Расчет потребления энергии

  Чтобы определить разницу цен на пропан и электричество , нам сначала нужно провести небольшую математику.

  Пропан и электричество измеряются в разных единицах:

  • Пропан измеряется в БТЕ
  • Электроэнергия измеряется в киловаттах

  Однако оба вида топлива рассчитываются на почасовой основе с учетом эффективности и энергопотребления, что помогает при преобразовании общего потребления энергии бытовыми приборами.

  Чтобы получить оба источника энергии на игровом поле с равными расчетами, запомните эти утверждения:

  • 91500 БТЕ (или один галлон) пропана = 27 кВтч (киловатт-часов) электроэнергии
  • 1 ватт = 3.412141633 БТЕ / час

  Мы воспользуемся этими преобразованиями сейчас, чтобы вычислить, какой источник энергии вы должны использовать в своем доме.

  Пропан дешевле электрического?

  Определение того, дешевле ли пропан, чем электричество, зависит от нескольких переменных, таких как возраст бытовой техники, на которой работает ваш дом, а также стоимость топлива и электроэнергии в вашем районе. Но в этом разделе мы расскажем, как можно рассчитать общую стоимость обоих источников энергии, и покажем, как энергоэффективные приборы могут повлиять на ваши общие расходы.

  Возьмите счет за электричество для индивидуального расчета

  Сопоставить стоимость пропана и электричества в прямом эфире просто.

  1. В следующий раз, когда вы получите счет за электроэнергию, умножьте цену за 1 кВтч на 27 (что равняется одному галлону пропана).
  2. Затем найдите общую стоимость одного галлона пропана, которую можно найти на веб-сайте Управления энергетической информации США (EIA), и сравните их напрямую.

  Что дешевле?

  Давайте вместе рассмотрим пример:

  1. Допустим, ваш счет за электричество показывает 10 центов за кВт / ч.Ваше уравнение будет выглядеть так: 0,10 x 27 = 2,70 доллара США
  2. Затем поищите цену на пропан на сайте EIA. На момент написания этой статьи стоимость пропана составляла $ 2,94

  Итак, в этом случае электричество дешевле пропана по объему, потому что 2,70 доллара меньше 2,94 доллара.

  Стоимость пропана по сравнению с электричеством в зависимости от устройства

  Математика становится немного сложнее, если сопоставить стоимость с энергоэффективностью.Пропан считается эффективным топливом, что означает, что он содержит больше энергии на единицу объема, чем другие источники, что может снизить общую стоимость его использования.

  Давайте посмотрим, как складываются бытовые приборы, когда дело доходит до сравнения затрат на пропан и электричество.

  Лампочки

  Лампа мощностью 100 Вт потребляет 1,2 кВтч в день. С пропаном потребуется примерно 0,024 галлона (341,21 БТЕ / час), чтобы зажечь ту же лампочку.

  С учетом данных, которые мы обсуждали, освещение вашего дома в течение 12 часов будет стоить:

  • Электричество: 12 ¢
  • Пропан:.07 ¢

  Пропан — более экономичное топливо в этом сценарии.

  Стиральные машины

  Если вы используете стиральную машину мощностью 1300 Вт в течение 3 часов в день, вы можете рассчитывать на использование 3,9 кВтч в день. Та же машина потребляет 0,106 галлона (4435,78 БТЕ / час).

  С учетом приведенных выше данных стоимость использования стиральной машины в течение 3 часов:

  • Электричество: 39 ¢
  • Пропан: 31 ¢

  Пропан — более экономичное топливо в этом сценарии.

  Обогреватели

  Если вы используете обогреватель мощностью 2500 Вт в течение 8 часов в день, вы можете рассчитывать на потребление 20 кВтч в день. Та же машина потребовала бы 0,068 галлона (8530,3540825 БТЕ / час).

  С учетом приведенных выше данных стоимость использования нагревателя в течение 8 часов:

  • Электричество: 2 доллара США
  • Пропан: 1,60 долл. США

  Пропан является более экономичным топливом в этом сценарии, и, как вы можете видеть, разрыв в стоимости между двумя источниками энергии увеличивается с приборами с более высоким напряжением.

  Хотите шпаргалку? Вот несколько калькуляторов энергии, чтобы вы могли сами сравнить:

  Калькулятор энергопотребления

  Ватт в калькулятор БТЕ

  Калькулятор

  БТЕ в Галлонов

  Воздействие на окружающую среду

  Пропан — нетоксичное, неядовитое топливо, которое горит чище, чем другие виды топлива, и производит экологически безопасные выбросы. Кроме того, пролитый пропан не представляет опасности для окружающей среды. По этой причине домовладельцы могут иметь надземный или подземный резервуар с пропаном, не беспокоясь о его загрязнении.

  Хотя у электричества нулевые выбросы, это не означает, что она на 100% эффективна. Поскольку электричество является вторым источником энергии, как мы упоминали ранее, основной источник энергии может быть менее экологически чистым.

  Фактически, по данным Национальной медицинской библиотеки США, около 62,7% электроэнергии вырабатывается из ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти), а 30,1% приходится на уголь. А на добычу угля приходится примерно 9% общих выбросов метана в США и почти 1% всех выбросов U.S. Выбросы парниковых газов, согласно EIA, не безвредны для окружающей среды.

  Какой источник энергии побеждает?

  Выбор наиболее подходящего источника энергии будет зависеть от других факторов, помимо топливной эффективности и воздействия на окружающую среду. Это также зависит от его доступности в вашем регионе, стоимости оборудования вашего дома для получения энергии и ваших личных предпочтений.

  Водонагреватели

  Если у вас уже есть электрический водонагреватель, возможно, нет смысла переводить его на пропан.Большинство домовладельцев экономят от 150 до 200 долларов в год на пропановом водонагревателе по сравнению с электрическим, но стоимость нового пропанового водонагревателя может компенсировать экономию в течение первых двух лет. Однако, если вы приобретете качественное оборудование, в конечном итоге вы сэкономите на переходе на пропановый водонагреватель.

  Гриль

  Короче говоря, пропан является наиболее энергоэффективным из двух грилей, и он может быть лучше для вкуса вашей еды. Большинство электрических грилей могут готовить около 400 градусов, однако они, как правило, не рассчитаны на поддержание высокой температуры в течение длительного времени.Итак, быстрое питание на электрическом гриле работает, но вы можете получить больше удовольствия от пропана.

  География

  Некоторые штаты предоставляют огромные скидки домам, которые переходят с масляного на естественное отопление, такое как электрическое, что может компенсировать разницу в маржинальной стоимости и в конечном итоге сэкономить вам больше денег в долгосрочной перспективе. Тем не менее, часто есть оговорки, которые сопровождаются скидками, поэтому будет разумно провести исследование, чтобы увидеть, подходят ли варианты, предоставляемые государством, для вашего дома.Кроме того, не все регионы США имеют доступ к обоим источникам энергии. Ваше решение может быть принято за то, где вы живете.

  Техническое обслуживание

  За исключением периодических проверок, чтобы убедиться, что ваша электропроводка, автоматические выключатели, розетки и вилки находятся в рабочем состоянии, в электрических домах мало техобслуживания, которых необходимо придерживаться. Пропан требует немного большего наблюдения, так как топливо закончится, и домовладельцу придется повторно заказывать его запасы. К счастью, многие службы доставки пропана будут следить за уровнем топлива и планировать автоматические поставки, чтобы снизить нагрузку на доставку топлива.

  Итог

  Стоимость пропана и электроэнергии зависит от региона и домохозяйства. Исторически сложилось так, что пропан приносил потребителям большую отдачу по сравнению с электричеством, но ситуация у всех будет разной. Если вы хотите узнать больше о пропане и электричестве для вашего дома, обратитесь к специалисту.

  Специалисты Santa Energy могут помочь вам определить, что лучше всего подходит для вашего дома: пропан или электричество.

  .