Как мы уже выяснили электрическое отопление в энергосберегающих домах является самым экономически оправданным (см. таблицу 1). Одновременно с этим организация отопления на ночном тарифе выглядит особенно привлекательным. Но это накладывает определенные требования к проектированию таких домов. Сразу стоит отметить, что организация отопления на ночном тарифе экономически оправдана только на энергоэффективных домах (пассивные, дома с ультранизким и низким потреблением). На домах имеющих стандартное и выше энергопотребление аккумулирование энергии нецелесообразно, так как требуемый объем запаса тепловой энергии слишком велик, что ведет к значительным затратам на проектирование и строительство аккумуляторов тепла.
Сначала банальная физика:
- дом теряет тепловую энергию непрерывно (что и называют тепло потерями),
- для отопления на ночном тарифе необходимо в ночное время производить энергию, компенсирующую теплопотери и одновременно запастись энергией на дневные теплопотери
- соотношение времени ночного тарифа к дневному составляет 1 к 2, 8 часов (с 23.00 до 7.00) ночь и 16 часов (с 7.00 до 23.00) день, а , следовательно, запастись надо энергией в 2 раза большей, чем будет требуется ночью (причем расчет произведен исходя из того, что теплопотерив единицу времени ночью и днем одинаковые, в действительности ночные теплопотери всегда больше дневных — во-первых, ночью преобладают более низкие наружные температуры, во-вторых, днем, особенно в солнечные морозные дни в энергоэффективных домах присутствуют значительные тепло поступления через окна,
- максимальная требуемая мощность на ночном тарифе возрастает почти в три раза, в сравнении с аналогичной на едином тарифе (слово почти применено не случайно, более подробно ниже),
- аккумулирование можно производить с помощью теплоаккумулятора (банально бойлера) — в этом случае необходима система отопления (даже для очень энергоэффективных),
- аккумулятором тепла является так же является все то, что находиться внутри теплоизоляционного контура дома, включая стены мебель, предметы интерьера, а так же внутренние части наружных стен (конечно речь идет об энергоэффективных домах), однако, их тепло аккумулирующую способность следует рассматривать на комфортном перепаде температур, обычно это величина не более 1С (не всякая автоматика способна правильно отрабатывать такие колебания).
Сколько энергии необходимо с аккумулировать, какова максимальная мощность в ночном режиме, о теплоаккумулирующей способности различных материалов смотрите таблицу.
В таблице намерено не приведены данные по стандартным домам и обычным домам, как было изложено выше затраты на системы аккумулирование и распределения тепла для таких домов экономически не оправданы.
В первых двух строчках таблицы приведены данные об аккумулирующей способности условного каркасного дома и аналогичного каменного. Т.е. примерно сосчитана теплоемкость всего, что находиться внутри теплоизоляционного контура. Эта величина есть та энергия, которая выделится при снижении температуры на 1С. Изменение температуры в 1С практически не создают дискомфорта, более того любая автоматика работает на дельте температур, которая не меньше 0.5 С, а погрешность лучших датчиков температур, применяемых для автоматизации, составляет 0.36С. Как уже было сказано раньше в ночном потреблении нужена утроенная мощность. Однако, в пассивных домах и домах с ультранизким потреблением, благодаря низким потерям и положительному балансу на южном остеклении, пиковая мощность подключения может быть снижена на 10-20% соответственно.
В строке «эквивалентный объем воды с дельтой 50С» указан объем необходимого бойлера в составе существующей системы отопления или для обустройства классической водяной системы отопления (в случае если она не требуется). Этого объема хватит для того, что бы удовлетворить дефицит дневного притока энергии.
В строке «требуемый объем энергии на день» указан необходимый объем тепловой энергии в соответствии с энергопотреблением и площадью дома. Из приведенных данных можно сделать вывод:
- теплоемкости каркасного дома не хватит даже на пассивный дом, однако, с отдельными техническими решениями в интерьере, можно обойтись без обустройства полноценной системы отопления;
- теплоемкости массивного кирпичного дома с запасом хватает на пассивный и дом с ультранизким потреблением и почти дотягивает до максимального потребления дома с низким потреблением
- в проектирование и строительство энергоэффективных домов ( пассивных, с ультранизким и низким потреблением) ориентированных на ночное потребление электричества предпочтение необходимо отдавать массивным, высоко инерционным материалам
Для оценки теплоемкости различных материалов в таблице приведены требуемые объемные характеристики эквивалентные необходимому объему аккумулирования, в зависимости от энергопотребления и площади дома.
