Отопление электричеством дешевле, чем газом?

Большинство специалистов ответят на этот вопрос отрицательно: при существующих тарифах на энергоносители в России отопление магистральным газом при любых обстоятельствах является самым дешевым способом обогрева. Тем не менее мы предлагаем вниманию специалистов способ электрического отопления (назовем его «Daichi Heat» — «Тепло “Даичи”»), при котором текущие затраты меньше, чем при обогреве при помощи газа. Конечно, применить этот способ возможно лишь при определенных условиях.

Изменение температуры воздуха в спальне
Рис. 1. Изменение температуры воздуха в спальне
Мы предлагаем использовать для отопления принцип русской печки. Печь топится только 1–2 раза в сутки, но этого достаточно для поддержания нормальной температуры в течение всего дня, поскольку тепло аккумулируется в стенках печки и ограждающих конструкциях помещения. Способ «Daichi Heat» заключается в том, чтобы включать кондиционер на отопление только ночью, поддерживая в помещениях заданную температуру воздуха, а днем использовать теплоаккумулирующую способность ограждающих конструкций. Ограждающие конструкции должны быть массивными и обладать высокой теплоемкостью.

Это является первым необходимым условием для реализации способа «Daichi Heat».

Реальнее всего выполнить это требование при строительстве индивидуальных домов и коттеджей. В нашем примере для коттеджа площадью 200 м2 мы использовали наружные стены из полнотелого красного кирпича толщиной 510 мм (два кирпича), внутренние инерционные стены из полнотелого красного кирпича толщиной 385 мм (полтора кирпича) и железобетонные перекрытия толщиной 140 мм.

Такая конструкция позволяет аккумулировать ночью достаточное количество тепла для поддержания комфортной температуры воздуха днем.

На рис. 1 показано изменение температуры воздуха в спальне, рассчитанное с помощью программы VRV PRO Daikin. Отопление работает только ночью — с 21.00 до 8.00 ч поддерживается температура +22°С.

Изменение температуры воздуха в гостиной
Рис. 2. Изменение температуры воздуха в гостиной
Днем температура воздуха в спальне снижается с +22 до +19,6°С. Поскольку спальня днем не используется, то это вполне допустимое понижение. Резкое снижение температуры воздуха с +22 до +20,5°С в течение первого часа после отключения отопления объясняется низкой теплоемкостью воздуха в объеме спальни. Однако дальнейшее понижение происходит медленно, всего 0,9°С за 11 часов, так как стены и перекрытия охлаждаются медленно и имеют температуру около +22°С в течение длительного периода времени. Таким образом, ограждающие конструкции играют роль печки.

Чтобы понижение температуры было минимальным, дом должен быть «пассивным», и это является вторым необходимым условием для реализации способа «Daichi Heat». С этой целью в нашем примере наружные стены из кирпича утеплены пенополистиролом толщиной 100 мм. Термическое сопротивление такой стены равно 3,369 м2∙К/Вт.

Для тех помещений в доме, которые используются днем, мы предлагаем ночью поддерживать температуру воздуха на 2–3 градуса выше заданной. На рис. 2 приведено изменение температуры воздуха в гостиной. Ночью поддерживалась температура +24°С, днем она сразу снизилась до +22,2, но дальнейшее понижение было незначительным. Если такие условия кажутся прохладными, то можно поддерживать температуру ночью +26°С, тогда днем воздух в гостиной не охладится ниже +23.

При отоплении способом «Daichi Heat» используются тепловой насос «воздух — воздух» и традиционная система отопления с электрическим бойлером. Основным источником тепла является тепловой насос, а когда он не может полностью обеспечить отопление (при низкой температуре наружного воздуха), используется традиционная система отопления. Например, система VRV III компании Daikin работоспособна в режиме нагрева при температуре наружного воздуха до –20°С. Из таб. 1 видно, что в условиях Москвы тепловые насосы Daikin работоспособны большую часть холодного периода. Статистика за длительный период показывает, что максимальная суммарная длительность периода низких температур (ниже –20°С) за год не превышает 120 часов. С учетом тенденции глобального потепления этот период будет даже сокращаться, увеличивая перспективность использования тепловых насосов «воздух — воздух».

Таблица 1. Данные для Москвы по температуре наружного воздух ниже -20 °С

199319941995199619981999200020012002ASHRAE
Количество случаев с низкой температурой34287213528
Максимальная длительность периода низких температур,ч19398631542453610
Суммарная длительность периода низких температур, ч3110210116734341087113

При нашем способе мы предлагаем расходовать электричество на отопление только ночью, во время действия льготного, ночного тарифа. Например, в Московской области для населения в 2011 году действует двуставочный тариф с дневной зоной (с 8.00 до 21.00) — 2,72 руб./кВт∙ч и ночной тариф со ставкой 0,92 руб./кВт∙ч. Наличие льготного, ночного тарифа является главным необходимым условием для реализации способа «Daichi Heat».

Стоимость газа для населения в 2011 году составляет 2,93 руб./м3. Стоимость тепловой энергии с учетом КПД газового котла (0,9) будет равна 0,35 руб./кВт∙ч.

Таким образом, днем тепло, полученное при помощи традиционных электрических обогревателей (с тепловым КПД, не превышающим 1), дороже газового в 7,8 раза, а ночью — в 2,6 раза.

Но тепловые насосы вырабатывают в три и более раз больше тепла, чем потребляют электрической энергии! Например, система VRV III фирмы Daikin обеспечивает рекордный сезонный тепловой коэффициент — до 6. Это значит, что ночью тепло, полученное с помощью теплового насоса, может стоить 0,15 руб./кВт∙ч, что дешевле газового в 2,3 раза.

В таб. 2 приведены результаты расчетов стоимости отопления коттеджа площадью 200 м2 за год для условий Москвы.

Таблица 2. Стоимость энергоносителей для отопления коттеджа площадью 200м2 за год

Источник теплоснабжения коттеджа площадью 200м2Расчетная тепловая нагрузка за год, квт*ч/годПотребление электроэнергии бойлером, квт*ч/годСтоимость, руб./годПотребление электроэнергии системой VRV квт*ч/годСтоимость, руб./годСтоимость всего руб./год
Газовый бойлер98609860-0.35 = 3451
Электрический бойлер98605341*2.72 + 4519*0.92 = 18685
Тепловой насос + электрический бойлер10031003*0.92 = 922.7626052605*0.92 = 2396.6922.76 + 2396.6 = 3319.36

Статья подготовлена техническим директором компании Daichi Харитоновым Б. П.



наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест