Теплоаккумулятор самодельный: Теплоаккумулятор своими руками: размеры, материалы, утепление

Тепловой аккумулятор для отопления: конструкция и виды

Твёрдое топливо – зачастую единственный вариант обеспечения тепла в доме для многих регионов в случае отсутствия доступа к природному газу. Использование жидкого топлива (дизельного или мазута) проблематично ввиду сложности устраиваемой системы отопления, в которую должны быть включены пожаробезопасные ёмкости и принудительно подающие к котлу топливо магистрали. У электроотопления тоже есть свои минусы. Поскольку электричество довольно дорогой вид энергии, в системе электроснабжения возможны перебои по различным причинам и вдобавок оно поставляется потребителю с ограничением по мощности, то твердотопливный котёл остаётся оптимальной альтернативой простой печи.

Содержание

• 1 Системы отопления на твёрдом топливе
• 2 Схема отопления с теплоаккумулятором
• 3 Принцип работы
• 4 Типы конструкций теплоаккумуляторов

Системы отопления на твёрдом топливе

У этого способа отопления тоже есть один существенный недостаток – строгая периодичность загрузки топлива по мере сгорания. В момент максимального разгорания топлива в котле образуется переизбыток тепла, который переводит к перегреву помещения. При потере же теплоотдачи прогоревшего угля или дров теплоноситель остывает и в системе отопления образуются температурные скачки, что не прибавляет комфортности жилищу, а иногда и приводит к авариям в случае разморозки трубопроводов системы.

Нивелировать данную проблему помогает установленный тепловой аккумулятор в системе отопления. Принцип его работы основан на использовании высокой теплоёмкости воды, служащей в отопительной системе теплоносителем, один литр которой при остывании на 1 С разогревает кубометр воздуха на 4 С. Внешне теплоаккумулятор для системы отопления выглядит как эффективно утеплённый снаружи вместительный резервуар, подключённый к источнику тепла и контурам системы отопления.

Схема отопления с теплоаккумулятором

Чтобы понять принцип работы теплоаккумулятора, необходимо понять схему отопления с ним. Элементарная система отопления с теплоаккумулятором представляет собой вертикально расположенный утеплённый бак, в который врезаны 4 патрубка, размещённых вертикально по два с противоположных сторон.

С каждой стороны один патрубок помещён в верхней части ёмкости (подающая магистраль), один – в нижней (обратная магистраль контура).

С одной стороны пара патрубков подключается к прямой и обратной магистралям твердотопливного котла, с другой – к соответствующим трубопроводам контура отопления. В обратные магистрали обоих контуров монтируются циркуляционные насосы для стабильного обращения теплоносителя в сети.

Принцип работы

После достижения стабильного горения топлива в котле циркуляционный насос начинает подавать в зону нагрева холодную воду из низа теплообменника, параллельно подавая в теплоаккумулятор для отопления дома разогретый теплоноситель через верхний патрубок. Активного перемешивания горячей и холодной воды в теплоаккумуляторе не происходит в виду значительной разницы в плотности жидкости при разных температурах. Таким образом бак после прогорания заложенного топлива будет заполнен разогретой до нужной температуры водой.

При качественном утеплении теплоаккумулятор в системе отопления может сохранять температуру теплоносителя на должном уровне в течение нескольких часов, а при высокой эффективности конструкции – нескольких дней.

После прогорания топлива в котле включается циркуляционный насос контура отопительной системы, обеспечивающий прокачку теплонесущей жидкости по трубопроводам и отопительным приборам сети. За счёт забора теплоносителя сверху и подачи остывшей жидкости снизу перемешивания слоёв разных температур не происходит и теплоаккумулятор равномерно отдаёт тепловую энергию в систему. А какой котел выбрать для частного дома можно узнать здесь.

Типы конструкций теплоаккумуляторов

Выше уже был рассмотрен внешний вид теплоаккумуляторов, он един для всех моделей, а вот внутренняя конструкция может различаться. Рассмотрим основные типы существующих приборов.

По эффективности работы и функциональному предназначению тепловые аккумуляторы делятся на следующие виды:

• С прямым подключением контуров (пустые). В этой самой элементарной конструкции отсутствуют любого вида теплообменники, и разделение горячей и холодной теплоносящей жидкости обеспечивается разностью её плотности. Техническая простота такого прибора позволяет изготовить самодельный теплоаккумулятор отопления, главное впоследствии не поскупиться на качественную теплоизоляцию.
• С внутренним теплообменником. По этой схеме возможно использование разных теплоносителей в контурах котла и отопительной системы, так как разделение жидкостей обеспечено стенками теплообменника.
• Со встроенным бойлером. В теплоаккумуляторах такого типа внутри основного бака помимо теплообменников размещают дополнительную ёмкость для нагрева воды в целях горячего водоснабжения дома.

Выбор теплоаккумулятора для системы отопления дома – ответственное мероприятие, к которому нужно отнестись с максимальной серьёзностью. От качества, функциональных возможностей и технических характеристик прибора зависит комфорт жилища и здоровье проживающих в нём людей.

для чего нужен, виды конструкций, преимущества, особенности, цена, недостатки, самодельный, схемы подключения

Газовая труба проведена не во всех загородных поселках. Поэтому систему отопления организуют на основе твердотопливных котлов, жидкотопливных или электрических. Первые считаются не только высокоэффективными, но и мало затратными в плане стоимости топлива. Но, чтобы повысить коэффициент полезного действия прибора и снизить выбросы в атмосферу, рекомендуется использовать теплоаккумулятор для твердотопливного котла.

Для чего нужен теплоаккумулятор системы отопления

Содержание статьи

• 1 Для чего нужен теплоаккумулятор системы отопления
• 2 Преимущества и недостатки установки в систему отопления теплового аккумулятора
• 3 Основные типы конструкций теплоаккумуляторов
• 4 ТОП-10: теплоаккумуляторы для отопления с твердотопливными котлами, особенности
  • 4.1 Десятое место — Nibe BU
  • 4.2 Девятое место — ETS 200
  • 4.3 Восьмое место — HAJDU AQ PT 500
  • 4.4 Седьмое место — HAJDU AQ PT 1000
  • 4.5 Шестое место — S-TANK СЕРИИ HFWT
  • 4.6 Пятое место — S-Tank AT 300
  • 4.7 Четвертое место — S-TANK АТ AT-1000
  • 4. 8 Третье место — HAJDU AQ PT 750
  • 4.9 Второе место — HAJDU PT 300
  • 4.10 Первое место — S-TANK АТ PRESTIGE
• 5 Схемы подключения теплового аккумулятора к твердотопливному котлу и системе отопления
• 6 Самодельный теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Теплоаккумулятор – это буферная емкость между котлом и отопительной системой. Ее функция – накапливать внутри горячую воду, которую при снижении температуры теплоносителя добавлять в сеть.

Дополнительная функция – служить основным или второстепенным источником тепла для системы горячего водоснабжения. Не все теплоаккумуляторы выполняют эту функцию. Все зависит от конструктивных особенностей прибора.

Многие производители твердотопливных котлов в инструкции указывают, что теплоаккумулятор – рекомендуемая емкость, которая обеспечивает высокий КПД нагревательного оборудования. Это связано с тем, что котлы, работающие на твердом топливе, обладают высокой эффективностью, когда работают только при максимальном режиме работы.

А максимум – это высокая температура (выше +100°С), которая для системы отопления не нужна. Здесь максимум – +95°С. Теплый пол не превышает +50°С.

То есть часть вырабатываемой энергии забирает на себя теплоаккумулятор. Он ее хранит до тех пор, пока по каким-то причинам котел не перестает выдавать максимальное количество тепловой энергии. После чего, чтобы восполнить тепло в отоплении, горячая вода подается в сеть.

Получается, что теплоаккумулятор предназначен для того, чтобы сгладить минимальные и максимальные перепады температуры теплоносителя, что увеличивает время расходования тепловой энергии системой отопления. При этом КПД твердотопливного котла максимально, расход топлива минимальный.

Схема работы аккумулятора тепла с твердотопливным котлом

Преимущества и недостатки установки в систему отопления теплового аккумулятора

Система отопления на основе твердотопливного котла с теплоаккумулятором имеет серьезные преимущества перед другими вариантами:

1. Растет эффективность и коэффициент полезного действия нагревательного оборудования.
2. Происходит увеличение времени обогрева помещений из расчета на одну закладку твердого топлива.
3. Достигается высокая экономия топлива за счет минимизации перепадов температуры теплоносителя. К примеру, при падении температуры до минимума приходится увеличивать расход топлива, чтобы поднять температурный показатель. С аккумулятором тепла этого не происходит.
4. Есть возможность оптимизировать работу системы горячего водоснабжения, используя буферную емкость, как нагреватель воды.

Некоторые модели теплоаккумуляторов можно подсоединять к солнечным батареям, к ТЭНам. Это расширяет функции прибора и создает определенные благоприятные условия эксплуатации всей отопительной сети в условиях экономичного потребления твердого топлива. Последний показатель варьируется в диапазоне 10-30%. Неплохой результат, зависящий от установки всего лишь одной емкости.

Недостаток у теплоаккумулятора один – большие габаритные размеры. То есть бак будет занимать немало места.

Два важных момента:

1. Эффективность работы аккумулятора тепловой энергии зависит во многом от того, насколько теплоизолировано здание, где прибор установлен. Если утепление слабое, то ждать высокой эффективности работы емкости не приходится.
2. КПД аккумулятора также зависит от оснащенности отопительной системы. Если в ней установлены циркуляционный насос, блок контроля и управления, то эффективность будет высокой.

Основные типы конструкций теплоаккумуляторов

Все теплоаккумуляторы – это вертикальные цилиндрические емкости. Такое объемное расположение прибора считается оптимальным:

• упрощает подключение к твердотопливному котлу и отоплению;
• облегчает дифференцирование температурного режима теплоносителя по его объему;
• занимает мало места.

Самая простая конструкция – бак без внутренней начинки. В нем установлено два патрубка – один для подключения к твердотопливному котлу, другой к отопительной сети. В верхней части вмонтирована гильза для установки термометра. Обычно так изготавливают теплоаккумуляторы для твердотопливных котлов своими руками.

Заводские модели более сложные. Они обеспечиваются термометром и внутренней начинкой в виде змеевика, который выполняет функции теплообменника.

Змеевик может располагаться во всю высоту теплоаккумулятора или занимать его часть. Чаще расположение нижнее, хотя вариаций много. Одна из них – несколько теплообменников, расположенных равномерно по высоте.

Назначение спирали – обеспечение системы горячего водоснабжения подогретой водой, плюс подключение к аккумулятору альтернативных источников энергии. Самый распространенный вариант – солнечная батарея.

Еще одна разновидность конструкции – бак внутри емкости. Первый предназначается для ГВС. Не самый простой вариант. Обычно его используют, когда теплоаккумулятор имеет большой объем – не менее 800 литров.

Сам бак – это емкость объемом до 100 литров. У этой конструкции есть минус – при максимальной температурной нагрузке отопления потребление горячей воды в ГВС должно быть минимальным. Что не всегда возможно в одно и то же время.

Конструктивные особенности аккумулятора тепла для твердотопливных котлов

ТОП-10: теплоаккумуляторы для отопления с твердотопливными котлами, особенности

На рынке теплоаккумуляторы представлены достаточно широко. Здесь разные модели от большого количества производителей. В составлении рейтинга принимали участие не только специалисты, но и потребители, у которых есть опыт использования приборов этого типа.

Десятое место — Nibe BU

Его занимает агрегат марки Nibe BU – 500.8 от компании “NIBE Industrier AB” из Швеции. Аккумулятор напольного типа с внутренним объемом 500 литров. Может выдерживать давление горячей воды до 6 бар и температуру до +95°С.

Это стандартная модификация, простая, недорогая, хорошо себя показала в эксплуатации. Но достаточно тяжелая – 107 кг. В качестве утеплителя используется пенополистирол толщиной 140 мм.

Может подключаться к нескольким потребителям. В модельной линейке присутствуют и теплоаккумуляторы со змеевиком, и с накопительным баком.

Девятое место — ETS 200

Это место ETS 200. Производитель – немецкая компания Stiebel Eltron. Прибор нужно отнести к категории электрических теплоаккумуляторов. С твердотопливными котлами их почти не используют. Но среди потребителей он очень популярен.

Восьмое место — HAJDU AQ PT 500

Это венгерский агрегат, классический. Марка – HAJDU AQ PT 500. В модельном ряду есть комбинированные разновидности со змеевиком и баком. Совместимы с котлами разного типа и твердотопливными, в том числе. Дополнительно комплектуются ТЭНом.

Недостатки:

• в комплектацию не входит теплоизоляционный слой, его придется приобретать и устанавливать отдельно;
• давление внутри емкости – не более 3 бар.

Седьмое место — HAJDU AQ PT 1000

Его занимает модель HAJDU AQ PT 1000 С от венгерской компании. Производитель изначально изготавливал прибор с полной совместимостью с твердотопливным котлом мощностью 25-35 кВт. Плюс – два дополнительных патрубка для подключения к солнечному коллектору.

В конструкцию входят два змеевика общей площадью соприкосновения с водой 4,2 м² и отверстие под монтаж ТЭНа. Его придется приобретать отдельно.

Эта модель теплоаккумулятора может работать с твердотопливным котлом и системой отопления, в которой обязательно установлен циркуляционный насос. Без него эффективность агрегата резко снижается.

Шестое место — S-TANK СЕРИИ HFWT

Его отдали белорусскому аккумулятору – S-TANK СЕРИИ HFWT – 300. Классический вариант с теплообменником. Объем бака 300 л, отсюда небольшие габаритные размеры. Выдерживает давление до 6 бар и температуру до +110°С.

Теплоаккумулятор из Белоруссии

Пятое место — S-Tank AT 300

Оно у того же производителя, но у модели S-Tank AT 300. Отличие от предыдущего варианта – совместимость с нагревательными котлами разного типа: газовые, электрические, твердотопливные, топливными насосами, каминными рубашками и прочее.

Четвертое место — S-TANK АТ AT-1000

Это самая простая модель без теплообменников и других функциональных устройств. Поэтому совместима с твердотопливными котлами мощностью до 10 кВт. Характеристики:

• объем 1000 л;
• давление 6 бар;
• температура +95°С.

Третье место — HAJDU AQ PT 750

HAJDU AQ PT 750 отличается от предыдущих моделей этого производителя только наличием внутри дополнительного бака, который используется в качестве теплообменника.

Характеристики:

• давление 3 бара;
• температура +95С;
• наличие в комплекте ТЭНа;
• напольное исполнение;
• объем 750 л;
• толщина утеплителя 10 см.

Второе место — HAJDU PT 300

Оно у HAJDU PT 300, объем бака которого 300 л. Это стандартная емкость, непокрытая изнутри антикоррозионным покрытием, и без змеевика. Есть отверстие для установки ТЭНа. Простой, надежный и недорогой теплоаккумулятор, отсюда высокая популярность, особенно среди потребителей. Совместим не только с твердотопливными котлами.

Теплоаккумуляторы венгерского производителя

Первое место — S-TANK АТ PRESTIGE

Его отдали белорусской модели S-TANK АТ PRESTIGE – 500. Изготовлен из нержавейки, отсюда практически неограниченное время эксплуатации. Внутри установлен змеевик.

Производитель обеспечил прибор блоком защиты от перегрева, что увеличивает безопасность агрегата. У модели двойная теплоизоляция. Объем составляет 500 л.

Схемы подключения теплового аккумулятора к твердотопливному котлу и системе отопления

Схем обвязки твердотопливных котлов с теплоаккумуляторами немало. Но все они основываются на одной базисной. Особенность подключения всех элементов отопительной сети заключается в принципе работы самого твердотопливного котла. Его КПД зависит от того, какой температуры вода возвращается в котлоагрегат.

Если она с пониженной температурой, то происходит закипание теплоносителя за счет высокой тепловой энергии, которую вырабатывает нагревательный аппарат, работающий на твердом топливе. Чтобы этого не происходило, в систему включается буферная емкость.

В ней происходит смешивание двух сред с разной температурой, отчего последняя принимает требуемое значение. То есть в котел вода поступает предварительно нагретая.

Получается так, что в такой схеме теплоаккумулятор функционирует в качестве узла поддержания оптимальной температуры теплоносителя, достаточной для эффективной работы всей отопительной сети.

В такую схему устанавливают два циркуляционных насоса:

• один на обратном контуре перед твердотопливным котлом;
• второй после теплоаккумулятора.

Мощность первого всегда должна быть меньше мощности второго. Это связано с тем, что теплоноситель внутри аккумулятора тепла должен двигаться по определенному контуру. И этого можно добиться только разницей мощностей циркуляционных насосов. На картинке движение теплоносителя показано стрелками.

Гидравлическое сопротивление, которое преодолевает теплоноситель, зависит от количества установленных в системе отопления приборов – радиаторов, запорной арматуры, отводов, тройников и прочего. Их на участке, на котором работает насос системы отопления, больше. А значит, и мощность, чтобы преодолевать это сопротивление должна быть выше.

На участке от теплоаккумулятора до твердотопливного котла установлена всего лишь труба длиной 3-5 м, которая создает мизерное сопротивление.

И все же оба насоса надо всегда правильно настраивать. Это можно сделать двумя способами:

1. Установить регулировочный вентиль на обратку между котлом и буферной емкостью. Им регулируется скорость потока теплоносителя на обратном контуре.
2. Использовать циркуляционные трехскоростные насосы. Подбирать скорость движения воды с помощью переключения скоростей.

Все это делается с одной единственной целью – добиться того, чтобы температура теплоносителя на входе в аккумуляторную емкость всегда была меньше, чем на выходе. На картинке параметры обозначены Т1 и Т2 соответственно.

Базовая схема подключения буферной емкости к отоплению с твердотопливным котлом

Самодельный теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Самодельный аккумуляторы тепла – способ сэкономить и поднять характеристики буферной емкости, а соответственно и системы отопления дома. Изготавливают их из стального листа. Но чаще используют готовые емкости. Это могут быть даже металлические двухсотлитровые бочки, а также емкости от разных автомобилей.

Перед тем как сделать теплоаккумулятор, необходимо рассчитать его объем. Этот параметр зависит от трех факторов:

• мощность твердотопливного котла;
• тепловая нагрузка, действующая в отопительной сети;
• время, в течение которого буферная емкость будет работать самостоятельно, то есть без котла.

Последний показатель сложно точно зафиксировать, поэтому берется приблизительное предполагаемое значение.

Пример расчета для дома площадью 200 м², в котором теплоаккумулятор будет работать без котла 8 часов. При этом на подающем контуре отопления температура воды будет +90°С, на обратном +40°С:

1. Закон теплотехники – на 10 м² отапливаемой площади здания требуется 1,0 кВт тепловой энергии. Значит, на 200 м² требуется 20 кВт. Если отопление будет работать без котла в течение 8 часов, то мощность аккумулятора тепла должна быть 8 х 20 = 160 кВт. Для расчета нужно перевести кВт в Вт. Это будет 160 000 Вт.
2. Полученное значение нужно разделить на теплопроводность воды, которая равна 4200 кВт/кг, и умножить на разницу температур на контуре подачи и обратки, то есть выходе и входе в твердотопливный котел: 90-40=50.
3. 160000 х 50 : 163 = 1900 кг. А так как масса воды равна ее объему, то в этом случае требуется буферная емкость объемом 1900 литров или 1,9 м³.

По конструкции самодельные теплоаккумуляторы – те же баки. В них можно установить змеевик. Способ врезки в отопление стандартный. Здесь нет необходимости что-то изобретать, хотя разные варианты нередко предлагаются. У каждой такой схемы свои преимущества и недостатки.

Например, врезку в бак можно проводить не с боков, а с верхнего торца через тройник. Неплохой вариант, но требующий установки труб чуть большего диаметра. И такая схема не применяется в закрытых системах отопления.

На самом деле установка буферного бака с твердотопливным котлом – единственно оправданный вариант увеличить КПД котлоагрегата. При этом может решиться еще одна актуальная проблема, связанная с горячим водоснабжением. Небольшие затраты позволяют достичь сразу двух целей.

Комментируйте статью, делайте ее репост в соцсетях, путь и другие будут в курсе этой интересной темы. Сохраняйте полезную информацию в закладках.

Также рекомендуем посмотреть подборку видео, которые закрепят знания и ответят на оставшиеся вопросы.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором.

Твердотопливный котел и теплоаккумулятор — самотечная схема подключения.

Источники:

1. https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1852-teploakkumuljator-dlja-otoplenija.html
2. https://pechiexpert.ru/teploakkumulyator-dlya-tverdotoplivnogo-kotla/#i-3
3. https://otivent.com/kak-rasschitat-teploakkumulyator-i-vypolnit-ego-obvyazku

Проект геотермального теплового насоса | Тепловой насос своими руками

4 февраля 2022 г. • ☕️ Чтение: 3 мин.

В этом выпуске «Геотермальный тепловой насос своими руками» вы увидите, как я провел тепловизионное сканирование своего дома, чтобы определить места, где происходят значительные потери тепла.

29 января 2022 г. • ☕️ Чтение: 6 мин.

В этом эпизоде ​​я исправляю ошибки, которые были допущены в моей первоначальной конструкции геотермального теплового насоса. Я ошибался, теперь очевидно, что испаритель должен быть больше конденсатора.

22 января 2022 г. • ☕️ 5 мин чтения

В этом выпуске мы наполняем геотермальную петлю спиртом. Что? Да, вы правильно прочитали. Оказывается, алкоголь можно использовать не для того, чтобы напиться до смерти, а как удобный наполнитель для трубки.

14 января 2022 г. • ☕️☕️ Чтение: 8 мин.

В этом выпуске вы увидите, как я собрал тепловой насос. Я настоятельно рекомендую воспользоваться помощью профессионала, потому что это такой деликатный процесс. В моем случае Роман помог мне дистанционно.

24 декабря 2021 г. • ☕️☕️ 9min read

В этом эпизоде ​​вы увидите, как работают тепловые насосы, мы рассмотрим самую простую, упрощенную конструкцию теплового насоса, чтобы понять основные принципы его работы.

17 декабря 2021 г. • ☕️☕️ 12 минут чтения

Добрый день, ребята! В этом выпуске вы увидите, как мы построили контур заземления для моего геотермального теплового насоса.

8 декабря 2021 г. • ☕️☕️ Чтение: 10 мин.

В этом выпуске я кратко расскажу о 3-м сезоне проекта «Сделай сам тепловой насос». Этот третий сезон будет посвящен геотермальному тепловому насосу.

25 января 2021 г. • ☕️☕️ Чтение: 9 мин.

В этом посте мы рассмотрим возможное повышение цен на электроэнергию в Украине в 2021 году. Тепловой насос перестал быть прибыльным? Возможные варианты обеспечения энергонезависимости обычного домохозяйства. Сезонное хранение энергии.

7 января 2021 г. • ☕️☕️ Чтение: 9 мин.

В тепловой насос типа «воздух-вода» добавлена ​​система оттаивания испарителя с использованием тепла компрессора. Смотрим настройку системы разморозки, просмотр подробной статистики.

14 декабря 2020 г. • ☕️ 3 минуты чтения

Привет! В этом выпуске я рассматриваю состояние термосифонов через год после начала проекта по созданию геотермального теплового насоса своими руками.

7 февраля 2020 г. • ☕️☕️☕️ Чтение: 13 мин.

Сделал своими руками тепловой насос из наружного блока промышленного кондиционера. В этом видео я делюсь своими наблюдениями и выводами.

6 декабря 2019 г. • ☕️☕️ Чтение: 11 мин.

Серия коротких роликов, в которых я запускаю систему. Мои выводы и наблюдения.

29 ноября 2019 г. • ☕️ 5 мин чтения

Первый запуск чиллера.

22 ноября 2019 г. • ☕️☕️ Чтение: 9 мин.

Геотермальные зонды. Термический сифон.

15 ноября 2019 г. • ☕️ Чтение через 2 мин.

Теплообменник. Опрессовка.

8 ноября 2019 • ☕️ Чтение: 2 мин.

Рабочий вариант теплообменника между геоконтуром и фреоном.

1 ноября 2019 г. • ☕️ 2 мин чтения

Учитесь на ошибках. Предлагаю учиться у меня. Неудачный вариант теплообменника между геоконтуром и фреоном.

25 октября 2019 г. • ☕️ 5 мин чтения

Начинаю новую рубрику. Он называется «Геотермальный тепловой насос своими руками». В проекте использовано несколько оригинальных идей. Бурение в данном случае, наверное, не совсем корректный термин. Правильнее было бы сказать — проколоть ударной дрелью.

Хранение тепловой энергии и взлет цен на электроэнергию

Как вы уже слышали, с 1 апреля Украину ожидает колоссальный рост цен на электроэнергию. 1 кВт/ч обойдутся украинцам в 9 грн.0077 3,5 . Некоторые источники даже говорят об отмене дешевого ночного тарифа.

В связи с тем, что подорожание происходит резко, а не поэтапно, как это было в 2017 году, для многих это будет очень неприятным сюрпризом.

Сегодня 54% электроэнергии в Украине производится атомными электростанциями. Отмена ночного тарифа может нанести серьезный ущерб атомной энергетике. Люди будут включать электроприборы не тогда, когда в сети будет избыток электроэнергии, а в любое удобное для них время. Для балансировки системы потребуется отключить часть энергоблоков АЭС и заменить их на тепловую генерацию.

Хотя такая практика не является чем-то новым для нашей страны, она точно не идет на пользу развитию здесь атомной энергетики. В выигрыше в этой ситуации останутся поставщики альтернативной «зеленой» и тепловой энергии, тепловые электростанции, работающие на угле и газе.

Ну, как бы тяжело это не звучало, если рост цен неизбежен, что делать дальше?

Расчет стоимости отопления дома тепловым насосом с учетом подорожания электроэнергии

Для получения такого же количества тепловой энергии необходимо затратить ориентировочно 10 кВтч электроэнергии или сжечь 1 м3 газа. Это приблизительная цифра, которую мы будем использовать для упрощения наших расчетов.

Цена за 1 м3 газа — 10 грн, 1 кВтч — 3,5 грн.

Вообще говоря, чтобы отапливать помещение газом, мы тратим 10 грн, или тратим 35 грн, если отапливаем электричеством. Разумеется, нам нужно умножить это на необходимую площадь дома, которую нужно обогреть.

Чтобы достичь таких же финансовых затрат в случае отопления тепловым насосом, нам необходимо получить КПД теплового насоса равным 3,5 .

COP 3,5 практически нереален, когда речь идет о воздушных тепловых насосах.

Реклама показывает нам красивую картинку, но так ли это на самом деле?

Например, давайте посмотрим на первый список характеристик теплового насоса, который я нашел в Интернете:

Как видите, указанный COP равен 4,7 — 5,1 . При каких условиях? Какова температура окружающей среды? Какова температура теплоносителя? Все это остается загадкой. Иначе как дешевым маркетинговым трюком это не назовешь. Очень сложно найти реальное описание и цифры.

Вот более реалистичная версия документации одного из тепловых насосов, которые мне попадались:

Здесь по цифрам видим, что КС на 2 °C температура воздуха и 35 °C теплоноситель 3,52 . При -7 °С КПД составляет 2,88 , что вряд ли достаточно для теплого пола, не говоря уже ни о каких типах радиаторов.

Примерно такие же цифры я получил в своем тепловом насосе, сделанном своими руками, в зависимости от дельты температур между выходом из испарителя и температурой воды, которая подается в систему отопления дома:

• Дельта 20 °C — КПД 5
• Дельта 30 °C — COP 4
• Дельта 40 °C — COP 3

Итак, как видите, реклама полна чуши, но давайте ненадолго вернемся к ценам на электроэнергию.

Стоимость электроэнергии у поставщика

Еще раз посмотрим на стоимость электроэнергии.

На этом графике вы видите стоимость электроэнергии — 0,56 грн/кВтч. Это цены на 2019 год, но я думаю, что они актуальны и сейчас. По этой цене дистрибьюторы электроэнергии покупают электроэнергию у поставщиков. грн 0,56 ! А наше правительство планирует ввести цену 3,50 грн!!

На мой взгляд цена электроэнергии по ночному тарифу может максимум удвоиться, то есть примерно грн 1.10 максимум! Но в реальности, наверное, даже дешевле, особенно если потребители расположены рядом с АЭС и потерь на передачу электроэнергии почти нет.

Давайте пойдем дальше и посмотрим, по каким ценам закупается электроэнергия у тепловых электростанций.

Как видите, цены варьируются от 1,40 грн до 2,50 грн.

Так какого хрена ночная стоимость электроэнергии должна быть 3,50 ???!!

Похоже на хитрый план нашего правительства по покрытию убытков в других отраслях за счет простых граждан во время пандемии коронавируса.

Оценка наших потребностей в тепле и электричестве

Чтобы понять, что делать дальше, нам необходимо оценить наши потребности в тепле и электричестве. Я думаю, использование теплового насоса по-прежнему актуально с точки зрения энергобезопасности моего дома. Нам нужно двигаться к автономии и инвестировать в наше будущее.

Я приведу пример исходя из своих условий и параметров, а дальше каждый из вас сможет для себя примерно это приблизить. Конструкция моего дома выглядит так:

• Отапливаемая площадь: 160 м2.
• 30 см газосиликат + 10 см воздух + 12 см кирпич.

Летом потребление составляет около 20 кВтч/день ( 600 кВтч/месяц). Сюда входят бытовые нужды и зарядка электромобилей. Такой же расход сохраняется и зимой, поэтому мы прибавляем это число ко всем нашим следующим расчетам.

Осенне-весенний период при средней температуре окружающего воздуха +5 °С

За осенне-весенний период при средней температуре воздуха +5 °С средний расход газа составляет 300 м3. Это приблизительное число, но оно подходит для оценки требуемой энергии. Или это 10 м3/сутки = 100 кВтч/сутки.

Получаем ( 20 + 100 ) потребность в 120 кВтч/сутки электрической энергии при условии, что у нас есть бытовые потребители и мы будем отапливать электричеством.

В случае с геотермальным тепловым насосом в это время года COP составляет около 4 . Далее делим 100 / 4 = 25 кВтч/день. Прибавляем бытовое потребление 20 + 25 = 45 кВтч/сутки, и получаем, что для теплового насоса нам нужно 45 кВтч/сутки или 1350 кВтч/месяц.

Зимний период со средней температурой окружающего воздуха -5 °С

Для зимнего периода со средней температурой -5 °С средний расход газа составляет 600 м3. Или это 20 м3/сутки = 200 кВтч/сутки.

Суммируем бытовое потребление 20 + 200 = 220 кВтч/день. Далее, при COP = 3 получаем 200 / 3 = 70 кВтч/сутки. И в сумме получаем 20 + 70 = 90 кВтч/сутки, или 2700 кВтч/месяц.

Для наглядности представим наши результаты в виде таблицы:

Откуда мы можем получить эту энергию? Поскольку мы не рассматриваем промышленные электросети, наши варианты могут быть солнечными и ветряными станциями или вечным генератором энергии 😊 (если вы его случайно изобрели).

Рассмотрим графики выработки электроэнергии солнечной станцией мощностью 10 кВт.

По осенне-весенней погоде (октябрь и февраль) мы видим, что цифры примерно одинаковые. Станция 10 кВт вырабатывает 800 кВтч/мес, а мне нужно 1350 кВтч и этого явно недостаточно для моих нужд.

Зимой худшие месяцы с точки зрения производства — ноябрь, декабрь и январь, дающие всего 20 кВтч/сутки, что недостаточно.

Отсюда вывод, что нереально отапливать мой дом зимой солнечными панелями . Генерация очень слабая и не покроет всех энергозатрат.

Летом, наоборот, выработка энергии будет в 3 раз выше и девать ее будет просто некуда. Итак, здесь мы приходим к еще одному выводу, что нам нужен какой-то сезонный накопитель энергии для накопления энергии.

Сезонное хранение энергии

Одним из вариантов хранения энергии является химическое хранение энергии на основе процессов Фишера-Тропша. Имея водород, углекислый газ и электрическую энергию, можно получить метан, затем получить синтез-газы и в итоге получить жидкое топливо, которое можно хранить длительное время.

Однако осуществить все эти процессы в обычных бытовых условиях практически невозможно. Все это требует дорогостоящего оборудования и постоянного контроля за процессами. Да, на базе какого-нибудь предприятия или завода это можно сделать, но в условиях обычного домовладения сделать это будет очень сложно. Этот вариант нам не подходит.

Канал Андрея Лысенко на YouTube

Здесь я хотел бы порекомендовать вам посмотреть канал Андрея Лысенко. Он провел очень интересный эксперимент со своим домом. В ролике он подробно описывает суть эксперимента, рассказывает, как устанавливал контур заземления, теплообменники и другую полезную информацию.

Если вы тоже думаете о сезонном накопителе энергии, загляните на его канал, там вы найдете много интересного.

Проект сезонного хранения тепла в Канаде

Существует также интересный проект сезонного хранения тепла в Канаде.