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.

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 м 2 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.

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 м 2 ∙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

1993 1994 1995 1996 1998 1999 2000 2001 2002 ASHRAE Количество случаев с низкой температурой 3 4 2 8 7 2 1 3 5 28 Максимальная длительность периода низких температур,ч 19 39 8 63 15 42 4 5 36 10 Суммарная длительность периода низких температур, ч 31 102 10 116 73 43 4 10 87 113

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./м 3 . 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 м 2 за год для условий Москвы.

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

Источник теплоснабжения коттеджа площадью 200м 2 Расчетная тепловая нагрузка за год, квт*ч/год Потребление электроэнергии бойлером, квт*ч/год Стоимость, руб./год Потребление электроэнергии системой VRV квт*ч/год Стоимость, руб./год Стоимость всего руб./год Газовый бойлер 9860 – – – – 9860-0.35 = 3451 Электрический бойлер 9860 – – – 5341*2.72 + 4519*0.92 = 18685 Тепловой насос + электрический бойлер 1003 1003*0.92 = 922.76 2605 2605*0.92 = 2396.6 922.76 + 2396.6 = 3319.36

Статья подготовлена техническим директором компании Daichi Харитоновым Б. П.