почему используется вода, плинтусные, напольные, какие лучше, конвекторные батареи для дома

В качестве теплоносителя большинство централизованных и автономных систем отопления для жилых и нежилых помещений используют горячую воду.

Этот тип наполнения батарей эффективен и проверен временем. Поэтому водяные радиаторы отопления самые востребованные на тематическом рынке.

Разновидности водяных радиаторов отопления

При выборе покупатель обращает внимание на внешний вид товара. Однако первоочередное значение имеют материал, строение и тип крепления батарей.

Эти показатели влияют на благоприятную работу. Важно, чтобы прибор подходил под отапливаемую площадь.

Водяные радиаторы бывают нескольких типов.

Панельные с регулировкой кранами

Батареи с цельной конструкцией, которые готовы к монтажу и эксплуатации — не нужны дополнительные крепления и комплекты радиаторов. Зачастую изготавливаются из стали. Широкое применение радиаторов панельного типа — в теплосетях с независимой схемой. Взаимодействует с системой автоподдержания температуры.

Плюсы панельных радиаторов:

• Презентабельный, современный внешний вид.
• Простота установки.

• Высокая отдача тепла — благодаря наличию конвекторов.
• Экономичность — за счёт малого количества теплоносителя в батарее и высокой теплоотдачей. А также панельный радиатор возможно оснастить термоголовкой, с которой регулируют температуру подачи тепла.

Минусы:

• При протечке меняют сразу весь прибор, а не отдельный элемент.
• Невысокая стойкость к коррозии. Если не соблюдать условия эксплуатации (наличие воздуха, ежегодные спуски воды, неурегулированный показатель РН), панельный радиатор быстро выйдет из строя.
• Нельзя допускать гидроудары. Для этого на входе устанавливают редуктор давления.
• Сильный удар выводит прибор из строя и его придётся менять.

Секционные

Конструкция представляет соединённые между собой секции. Изготовлены под давлением с помощью литья, соединены резьбовыми элементами либо точечной сваркой. Материал, как правило, чугун или сталь. Особенность типа — большая тепловая инерционность. Секционные батареи из стали дороже чугунных из-за технологии производства. Применяют в системах централизованного отопления.

Плюсы секционных радиаторов:

• Удобство в эксплуатации — если одна секция повреждена, достаточно заменить только её. Нет необходимости в замене всего прибора. А также можно нарастить дополнительные секции.
• Срок использования — в среднем 30 лет.

Минусы:

• Со временем в системе скапливается осадок — по причине медленного движения теплоносителя. Поэтому периодически радиаторы промывают.
• Нет возможности быстро менять температуру обогрева — из-за большой теплоёмкости.
• Наличие соединений между секциями увеличивает ненадёжность системы.

Трубчатые

По конструкции это сварные трубчатые приборы. Выпускаются с расчётом давления в 10—15 атмосфер. Производятся из стали. Предпочтительна установка в зданиях с самостоятельной системой отопления, так как центральное отопление иногда провоцирует перепады давления, что приводит к разгерметизации швов.

Важно! Эффективность батареи зависит от количества трубок Оптимально — 6.

Плюсы трубчатых радиаторов:

1. Благодаря сварным стыкам, утечки при правильном использовании не грозят. Швы создаются лазером.

2. Высокий порог давления — до 15 атмосфер.
3. Гигиеничность — трубчатые радиаторы легко вытирать от пыли, к тому же дети не поранятся за счёт закруглённых форм.

Минусы:

1. Небольшая толщина стали (максимум 1 мм).
2. Невысокая теплоотдача.
3. Высокая стоимость за счёт сложного процесса изготовления.

Вам также будет интересно:

Пластинчатые

Система этих батарей состоит из U-образной трубки, по которой движется вода. На трубку нанизаны теплообменные пластинки. Распространённый материл — сталь.

Применяются в жилых и общественных помещениях, промышленных объектах.

Плюсы пластинчатых радиаторов:

• Позволяет отапливать большие площади благодаря высокой скорости движения воды.
• Отсутствие стыков обеспечивает полную надёжность. Вероятность порыва прибора исключена.
• Порог рабочего давления — до 40 атмосфер.
• Финансовая доступность.

Минусы:

• Непривлекательный внешний вид.
• Вероятность, что рёбра на батарее забьются пылью и неблагоприятно повлияют на температуру обогрева.

Выбор батареи по материалу

Именно материал играет первоочередную роль в эффективности передачи тепла. Ведь у каждого материала свой уровень теплоотдачи.

Различают следующие материалы:

Чугунные

Используются более 100 лет, признаны долговечными и надёжными. Подходят для системы центрального отопления многоэтажных домов. Мощность одной секции — 90—160 Вт.

Внешний вид не слишком презентабелен. Радиаторы из чугуна получаются громоздкими и тяжёлыми. Для лучшей теплоотдачи батареи советуют окрашивать в тёмный цвет.

Плюсы:

1. Чугун выдерживает гидроудары, перепады давления, низкое качество теплоносителя.
2. Не ржавеет и не поддаётся коррозии.
3. Доступная цена — по сравнению с другими материалами.
4. Срок службы — более 40—45 лет.

Минусы:

1. Низкая теплоотдача.
2. Высокая инерционность, что не позволяет использовать чугун в современных терморегуляционных системах.
3. Отсутствие экономии тепла — из-за высокой тепловой инерционности и невозможности применять термостатические регуляторы.
4. Необходимость постоянно перекрашивать батарею, чтобы поддерживать эстетичный вид.
5. Трудности в обслуживании из-за большой массы.
6. Внутренние стенки чугунных каналов в батареях шершавые, что со временем приводит к формированию налёта, и как следствие — падение теплоотдачи.

Алюминиевые

Материал обладает минимальной тепловой инерционностью (т. е. за малый промежуток времени реагирует на температурные изменения в теплоносителе), что позволяет использовать его в сочетании с терморегулятором. Алюминий обладает хорошей теплоотдачей, при этом нет необходимости в громоздких батареях. Тепловая мощность — 190 Вт в расчёте на одну секцию.

Алюминий — лёгкий, податливый и мягкий материал, поэтому из него получаются стильные отопительные батареи. Часто производят секции белого цвета, что гармонирует с любым интерьером.

Фото 1. Алюминиевый водяной радиатор отопления Eco 500/800 мм, вес 6,18 кг, производитель — «Lammin», Финляндия.

Плюсы:

• Удачное соотношение стоимости и качества.
• Способ обогрева алюминиевого материала — конвекционный, при котором между секциями не накапливается пыль.
• Устойчив к коррозии, поэтому алюминиевые батареи не нужно перекрашивать.
• Позволяет экономить тепло, так как работает в сочетании с терморегулятором.
• Идеально подходит для отопления в частных домах.
• Высокое рабочее давление — до 17 Атм.

Минусы:

• Низкокачественный теплоноситель быстро портит алюминий.
• Не выдерживает гидроудары.
• Не подходит для многоквартирных домов.

Стальные

Отопительные конструкции из стали предпочтительно использовать в помещениях с автономным отоплением в силу технических особенностей материала. Производят панельные и трубчатые батареи.

Второй тип более устойчив к резким перепадам давления в сети.

Такие конструкции достаточно презентабельны и лаконичны. Мощность тепла для одной секции — 450—5600 Вт.

Плюсы:

• При правильной эксплуатации радиатор прослужит не менее 20 лет.
• Сталь обладает хорошей теплоотдачей.
• Экономичность — за счёт небольшого объёма теплоносителя в приборе и его высокой теплопроводности.

Минусы:

• Требует постоянства в давлении теплоносителя по причине открытых стальных швов.
• Вода в качестве теплоносителя должна быть исключительно очищенной.
• Не терпит гидроудары.

Биметаллические

Объединили в себе высокие теплотехнические показатели алюминия и долговечность стали. Внешне они похожи на монолитные алюминиевые конвекторы, но по прочности значительно превосходят хрупкий алюминий. Иногда биметаллические конвекторы изготавливаются в виде отдельных секций — от 4 до 14 штук. Тепловая мощность одной секции — 200 Вт.

Фото 2. Биметаллический водяной радиатор модели Base 350, мощность 1632 Вт, производитель — «Rifar», Россия.

Внутренние составляющие прибора сваривают из цельнотянутых труб из стали, что предотвращает коррозию и позволяет выдержать высокое атмосферное давление. А также устанавливают конвекционные рёбра, чтобы добиться максимальной теплоотдачи.

Плюсы:

• Лёгкий и быстрый монтаж.
• Эстетика.
• Надёжность и долговечность конструкции.
• Высокая теплоотдача.
• Рабочее атмосферное давление — до 50 Атм.

Минусы:

• Конвектор из биметалла — самый дорогой тип.
• Высокое гидравлическое сопротивление — для перекачивания теплоносителя требуется больше энергии.
• Небольшая площадь проходного сечения.

Важно! Некоторые производители идут на ухищрения — вместо стального монолитного контура, сталь используют только в вертикальных каналах радиатора, поэтому от покупателя потребуется особая внимательность.

Способы крепления конвекторных обогревателей

Батареи различают не только по материалу и строению, но и по типу их размещения. Выделяют:

Вам также будет интересно:

Встраиваемые плинтусные

Размещаются подобные радиаторы вдоль стены снизу.

Подобные конфигурации предотвращают сырость стен, конденсат, равномерно прогревают труднодоступные части комнаты.

Этот вариант отопления подходит для помещений с обширным остеклением, с высокими потолками и объёмными площадями.

Напольные и внутрипольные

Категория этой продукции отличается мощностью и компактностью. Зачастую используются в помещениях с большими окнами и низкими подоконниками, например, в автомобильных салонах, выставочных залах.

Электрические

Подобные приборы ускоряют естественную циркуляцию воздуха, за счёт чего прогрев помещения происходит гораздо быстрее благодаря особой конструкции.

У электрического радиатора большая площадь поверхности для теплообмена. К тому же он оснащён термостатом.

Воздушные или настенные

Самый распространённый вариант размещения. Местом для установки служат стены с наибольшей потерей тепла. Так, подобный вид батареи создаёт тёплую воздушную заслонку.

Какой лучше выбрать для дома

Учитываются несколько критериев:

1. Характеристика системы отопления (индивидуальное или центральное теплоснабжение).
2. Материал изготовления — подбирается в зависимости от платёжеспособности покупателя и особенностей системы отопления.
3. Тепловая мощность. Этот параметр зависит от нескольких факторов:
   1. Площадь помещения.

   2. Количество оконных проёмов и внешних стен.
   3. Тип здания (панельный, кирпичный).
   4. Окно (пластиковое, деревянное).

Исходя из этих показателей определяются габариты радиатора. Для батарей с секциями применима следующая формула:

К=S x 100 /P, где К — число необходимых секций, S — площадь помещения, P — мощность для одной секции.

Для панельных радиаторов действует другая формула:

P= V x 41, где Р — мощность батареи, V — объем комнаты, 41 — общий коэффициент теплоэнергии.

Справка! Радиатор перекрывает четвёртую часть длины окна. Так на стёклах не накапливается холодный воздух, а значит, они не запотеют.

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как выбрать биметалличсекий радиатор отопления.

В заключение: почему в качестве теплоносителя используется вода

Перед покупкой водяного радиатора тщательно продумывают все детали, узнают об особенностях системы отопления и обогреваемой территории, изучают эксплуатационные возможности конвектора. Вода является эффективным теплоносителем, поэтому покупка водяных радиаторов более чем оправдана.

Проконсультируйтесь со специалистом, который поможет подобрать оптимальный вариант.

Виды радиаторов отопления

      Как правильно выбрать радиатор, на какие параметры и характеристики обратить первоочередное внимание, как рассчитать необходимое количество секций — со всем этим необходимо определиться перед покупкой и установкой новых радиаторов. В этой статье мы рассмотрим основные разновидности радиаторов их свойства и особенности.

Выделяют следующие виды радиаторов отопления:

• алюминиевые;
• биметаллические;
• стальные;
• чугунные.

Достоинства и недостатки каждого из вышеперечисленных видов рассматрим отдельно.

Алюминиевые радиаторы

     Алюминиевые радиаторы лучше всех раскупаются на рынке, потому что алюминий обладает высокой теплоотдачей (коэффициент теплопроводности 220) и легкостью (одна секция весит около 1 кг без воды), их очень просто транспортировать и устанавливать.

К тому же такие батареи отличаются привлекательным внешним видом и легкостью ухода.

На их изготовление идет не чистый алюминий, а его сплав. Стандартными вариантами является межцентровое расстояние 350 и 500 мм, но в продаже имеются и другие модели: 200, 250 мм и т. д.

      От длины алюминиевого радиатора зависит его мощность. Поэтому, набрав нужное количество секций, можно оптимально отопить конкретное помещение.

      Алюминиевые радиаторы склонны к коррозии. Такая зависимость усиливается при наличии в системе отопления других металлов, образующих гальванические пары. Поэтому алюминиевые радиаторы нельзя оставлять с закрытыми кранами в заполненной водой системе надолго.

Биметаллические радиаторы

       По внешнему виду такие радиаторы трудно отличить от радиаторов, сделанных из алюминия. Но важнее всего именно то, что содержится внутри таких радиаторов. Внутри корпуса из алюминия интегрирована прочная металлическая начинка.

Благодаря данным конструктивным особенностям, здесь сочетается небольшой вес алюминия и прочность стального материала.

Преимущества биметаллических радиаторов отопления:

• Биметаллические радиаторы характеризуются высокой теплоотдачей. В среднем одна секция имеет мощность 170-194 Вт (Для радиаторов с шириной 80мм и межосевым расстоянием 500мм)
• Биметаллические радиаторы могут монтироваться в любой системе отопления (автономной, центральной, с пластиковыми или со стальными трубами)
• Приборы отопления могут иметь любые геометрические размеры, что позволяет подбирать их к любому дизайну интерьеру и устанавливать даже в ограниченном пространстве
• Биметаллические радиаторы долговечны. Монолитные приборы отопления рассчитаны на срок эксплуатации не менее 25 лет
• Биметаллические радиаторы имеют низкую тепловую инерцию, что позволяет использовать их в регулируемых системах отопления

      Единственным недостатком биметаллических монолитных радиаторов отопления является их сравнительно высокая стоимость.

Стальные радиаторы

      Стальной радиатор представляет собой панель из двух сваренных между собой в нескольких местах стальных листов. Участки точечной сварки разделяют пространство радиатора и образуют каналы, по которым движется теплоноситель. Стальной радиатор может состоять из нескольких панелей. Листы, из которых сделана панель, обычно не ровные, а рельефные, впадины указывают на места, где панели сварены между собой.

Преимущества стальных радиаторов:

• Простота конструкции радиаторов обеспечивает им достаточно длительный ресурс работы. При этом качественные стальные отопительные устройства производятся из достаточно толстой (1,2 – 1,5 мм) стали, что также положительно сказывается на их прочности.
• Разные варианты конструкции существенно облегчают монтаж радиаторов своими руками.
• Также достоинством стальных радиаторов является их дизайн: такое устройство будет не только обогревать вашу квартиру, но и украшать ее.

Недостатки:

• Главный недостаток стальных радиаторов — возможность коррозии материала. Поэтому стараются не располагать такие радиаторы в ванных комнатах. Теплоноситель должен полностью заполнять радиатор даже в летнее время (в холодном виде), так как при попадании в стальной радиатор воздуха риск начала коррозийных процессов сильно возрастает.
• Сварные швы стальных радиаторов (это в первую очередь относится к устройствам панельного типа) весьма чувствительны к гидроударам. При опрессовке системы такой радиатор может деформироваться или даже лопнуть.
• Лакокрасочное покрытие некоторых радиаторов также не отличается устойчивостью, поэтому через несколько лет эксплуатации не очень качественная батарея может начать шелушиться.

Чугунные радиаторы:

       Чугунные радиаторы — это классика водяного отопления. Они прошли испытание временем и, хотя в настоящее время считаются устаревшими моделями, до сих пор используются в большинстве квартир и домов. Изготовление радиатора очень трудоемкий процесс. Он проходит методом литья из чугунного сплава отдельных секций, в последующем соединяемых специальными прокладками, обеспечивающими герметичность.

Сейчас можно приобрести чугунные радиаторы с эстетическим внешним видом.

Преимущества чугунных радиаторов:

• Высокая инерционность. Заключается в том, что радиатору необходимо длительное время для остывания, а также длительное время для нагрева.
• Значительная коррозийная устойчивость.
• Длительный срок эксплуатации. Чугунный радиатор при своевременном обслуживании способен прослужить до 60 лет.
• Небольшое гидравлическое сопротивление.
• Широкое сечение каналов. Хорошая циркуляция теплоносителя в радиаторе происходит даже при наличии в нем незначительных отложений.

Недостатки:

• Существенная масса радиатора и большие габариты.
• Длительный обогрев помещения.
• Труднодоступное межсекционное пространство. Очень проблематично покрасить радиатор, а также произвести его чистку от пыли (Для радиаторов старого типа).
• Неказистый внешний вид. Но если выбрать дизайнерское изделие, то Вы лишитесь данного недостатка.

Расчёт секций радиаторов по площади помещения

      Расчет числа секций радиаторов отопления для типового дома ведется исходя из площади комнат. Площадь комнаты в доме типовой застройки вычисляют, умножив длину комнаты на ее ширину. Для обогрева 1 квадратного метра требуется 100 Вт мощности отопительного прибора, и чтобы вычислить общую мощность, необходимо умножить полученную площадь на 100 Вт. Полученное значение означает общую мощность отопительного прибора. В документации на радиатор обычно указана тепловая мощность одной секции. Чтобы определить количество секций, нужно разделить общую мощность на это значение и округлить результат в большую сторону.

Пример расчета:

Комната с шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с обычной высотой потолков.

Мощность одной секции радиатора – 160 Вт. Необходимо найти количество секций.

1. Определяем площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5·4 = 14 м2.
2. Находим общую мощность отопительных приборов 14·100 = 1400 Вт.
3. Находим количество секций: 1400/160 = 8,75. Округляем в сторону большего значения и получаем 9 секций.

Также можно воспользоваться таблицей:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Можно спрятать радиаторы в пол

 

Вступление

Вопрос, можно спрятать радиаторы в пол, возникает, сам собой, если у вас в доме панорамные окна или вы строите зимний сад с дивными стеклянными стенами.Правильное место для установки радиаторов отопления, это под окнами помещения. А если у вас панорамные окна и нет возможности поставить классические радиаторы с креплением на стену.

Что делать?

Во-первых, можно сделать в помещении теплый пол. Это выход, но если у вас много мебели или все помещение занято растениями (зимний сад), то теплый пол становится не эффективным.

Во-вторых, можно сделать плинтусное отопление. Тоже выход, но немного испортится внешний вид панорамного окна, какой никакой, а короб для плинтусного отопления делать придется.

Выход для отопления такого помещения, это установить радиаторы в пол.

На фото, взятого с видео, вы видите пример таких радиаторов. Кстати, неожиданно отличный сервис по раскрутке аккаунта youtube появился в сети. Его название Piar4you. Услуг у сервиса много. Например, вы легко и безопасно можете купить 1000 просмотров на youtube на новом аккаунте и подключить его монетизацию. Рекомендуем.

Принцип работы радиаторов в пол

Радиаторы в пол обогревают помещение за счет водяного теплоносителя или электрических нагревательных элементов. Соответственно, подключаются скрытые радиаторы в пол к общей системе водяного отопления или к электрической сети дома (квартиры).

Работают радиаторы отопления в полу, аналогично классическим, современным радиаторам. Горячая вода проходит по радиатору, нагревает его, а радиатор передает тепло в помещение. Потоки воздуха от ока разносят тепло по комнате. Благодаря конвекции воздуха, этот процесс цикличен и не прерывается, пока греет радиатор.

Аналогично работает и встроенный радиатор в пол. Если радиатор монтируется один, то его называют радиатор отопления встроенный в пол, с естественной конвекцией.

Однако, для улучшения конвекции воздуха рядом с теплообменником радиатора может монтироваться специальная система. По сути это вентилятор усиливающий всасывание холодного и подъем теплого воздуха. Называют их тангенциальный вентилятор, а сам радиатор: конвектор с принудительной конвекцией, со встроенным тангенциальным вентилятором.

Принципы монтажа радиаторов в пол

Как я уже сказал, радиаторы в пол состоят из теплообменника, обычно медно- алюминиевого, и труб отопления с соединительными элементами и элементами управления радиатором (термостатический клапан, кран Маевского, вентиль запорный).       

 Вся эта конструкция монтируется в железном коробе, в горизонтальном положении. Для монтажа нужно выбирать трубы отопления, которые можно заливать раствором.

Полностью смонтированная система отопления, заливается стяжкой пола. Стяжка будет находиться вокруг короба, закрывая только трубы отопления. Система управления радиатором тоже находится в коробе и доступна для ремонта и профилактики.

Закрывается короб декоративной решеткой, из пластика, металла или дерева.

 Это все, про радиаторы в пол. Надеюсь их общее устройство и назначения понятны. В следующих статьях подробно о типах, монтаже и устройстве внутрипольных радиаторов.

©ObOtoplenii.ru

Другие статьи раздела: Радиаторы

 

Радиаторы и батареи отопления. Большой ассортимент, помощь в рассчете

Радиаторы отопления (другое название — батареи отопления), неизменно присутствуют в каждой квартире советской постройки, и довольно часто встречаются в современных домах. После подключения радиаторов можно не беспокоиться о комфортной погоде в доме и о теплой зиме в офисе. Сегодня отечественный рынок теплового оборудования предлагает широкий спектр последних от всевозможных производителей и предоставляет следующие дополнительные услуги: расчет, монтаж, замена, подключение или установка батарей отопления.
 

Как купить батареи отопления в «Tavago»?

Выбирая радиаторы отопления, обязательно обратитесь в наш Интернет-магазин «Tavago». Мы с профессиональным азартом расскажем Вам об особенностях тех или иных моделей, посоветуем, какую из них лучше подобрать для Ваших потребностей, поможем осуществить расчет радиаторов отопления, исходя из площади помещения и высоты потолков. При необходимости, специалистами нашей компании будет осуществлена установка батарей отопления в квартире или другом помещении со всеми гарантиями на проделанную работу.
В данном разделе сайте Вы найдете алюминиевые и биметаллические секционные радиаторы отопления, цены которых ориентированы на российского покупателя.

Подбирая радиаторы отопления, нужно обращать внимание на показатели тепловой мощности, рабочее давление и тип устройства.

Конечно, далеко не каждый покупатель в состоянии истолковать для себя номинальные значения этих показателей. Не беспокойтесь: мы проконсультируем по всем возникающим вопросам, поможем выбрать и купить батареи отопления с оптимальным потенциалом. Просто позвоните нам по телефону в Москве +7 (495) 777-67-22, и озвучьте Ваши пожелания.
 

Монтаж радиаторов отопления из алюминия и биметалла.

Установка радиаторов отопления из биметалла рассчитана на центральные системы отопления. Данный вид батарей хорошо себя зарекомендовал в экстремальных условиях нестабильного давления, они также более устойчивы к жесткому составу магистрального теплоносителя, куда входят химически активные присадки. Соприкасаясь со стальным сердечником радиатора, теплоноситель наносит ему минимальный урон.

Монтаж радиаторов отопления из алюминия, как правило, производится в рамках автономной системы отопления — в частных домах, офисах, на складах, где имеется своя котельная.

Замена батарей и радиаторов на конвекторы водяного отопления

Как красиво закрыть батарею? Такой вопрос мы задаем, когда нам не нравится внешний вид нашего прибора отопления. Нам кажется, что проще вместо его замены поставить декоративный экран на старый радиатор. Однако не все учитывают, что из-за установки такого экрана происходит резкое падение тепловой мощности прибора на 50% минимум!

А зимой при наступлении холодов придется доставать из кладовки электрический конвектор, что, во-первых, дорого (повышенный расход электричества), а во-вторых, не очень полезно для здоровья.

Разберем причины такого решения и связанные с ним мифы:

Миф 1 — Замену старой батареи на новый, декоративный радиатор, запрещает делать управляющая компания ( или ЖЭК).

Но данное требование управляющей компании справедливо только в случае однотрубной системы отопления. 

Если Ваш дом был построен в 21 веке, скорее всего, у вас в квартире двухтрубная система, а значит любые замены батарей не сказываются на жильцах других квартир.

Вывод: спросите в ЖЭКе, какая у вас в доме система отопления. Однотрубная или двухтрубная? Если двухтрубная – смело меняйте батареи, не боясь ничего и никого (если у вас в квартире трубы подходят к батареям с низу — из пола, то у Вас однозначно двухтрубная система, можно никому и не звонить). При двухтрубной системе отопления вы вправе делать со своими батареями все, что угодно. Не спрашивая никого. Главное, не ошибитесь с мощностью новых приборов отопления, чтоб не мерзнуть зимой.

Миф 2 — дизайн-радиаторы и конвекторы — это дорого. Переплачивать порядка 50-80 тысяч за простую батарею, пусть и красивую? Нет уж…

Декоративные приборы отопления по такой цене (и выше) массово выпускают европейские производители. Да, их дизайн-радиаторы — на любой вкус, но не на любой кошелек. Однако есть не менее разнообразные по дизайну – формам, принтам, стильные приборы водяного отопления отечественного производства. Сейчас на рынке можно найти отечественные конвекторы уже с декоративным экраном по цене обычных батарей европейского производства. Разница только в том, что обычные батареи есть в наличии в магазине, а дизайн-конвектор с декоративным экраном изготавливается под заказ.

Вывод: если у вас есть возможность подождать несколько недель, то почему бы за примерно такие же деньги не заказать для себя красивый и стильный дизайн-радиатор (конвектор). Который подберут конкретно под вашу комнату. И по мощности, и по длине прибора, и по цвету.

Миф 3 — При замене радиатора нужно будет менять трубы, т.к. новый прибор отопления нельзя подключить к старым трубам.

Если бы все было так, то большинство производителей конвекторов водяного отопления давно бы уже закрылись. К счастью, любой специалист-сантехник подключит любой, выбранный вами конвектор к вашим старым трубам. Раньше это было проблемой, но сейчас производят много разных переходников и сильфонных гибких подводок на любой случай и для любого прибора.

Какие еще есть аргументы в пользу установки новых конвекторов?

• Никто не знает, сколько лет тому радиатору, который висит у вас на стене. Сколько ему осталось висеть до протечки? Либо у вас новый дом, и в нем новые радиаторы — но их закупали строители, которые добиваются от поставщиков самой низкой цены. Но чудес не бывает — низкая цена могла привести к экономии на качестве. А значит этот «как бы новый радиатор» тоже может потечь в любой момент. Так может, уже сейчас заменить батареи на новые и надежные приборы отопления? Тем более, если они будут красивые и доступные по цене.
• Поменяв старые батареи на современные конвекторы, вы сможете сделать свою жизнь комфортнее. Длина конвектора, расположенного под окном, должна перекрывать 70% от ширины этого окна. Это минимум. Идеально – если прибор отопления по своей длине перекрывает окно полностью – на 100%. Такие приборы закладывают проектировщики в домах комфорт и бизнес класса. Дело в том, что зимой стекло у окна холодное, комнатный воздух остывает от этого стекла, опускается вниз и стелится по полу. Функция приборов отопления — не только греть комнату, но и создавать вдоль окна тепловую завесу, которая будет отсекать этот холодный воздух. Но если ваша батарея короткая, и перекрывает всего 50% или даже меньше от ширины окна, то защитить от сквозняков и предотвратить теплопотери она не сможет.
• Есть возможность расширить используемое пространство в комнате.

Подробно можно прочитать в статье «Как правильно подобрать дизайн-радиатор».

Многие знают, что любая батарея часть тепла отдает излучением, а часть конвекцией. Т.е. совмещает в себе свойства камина и фена.

Камин — это излучатель: он сам очень сильно нагревается, и за счет этого рядом с ним тепло, а чуть в отдалении — прохладно. Фен — это конвектор: корпус прибора не греется, нагревается только воздух, который потом равномерно распространяется по комнате.

Много копий сломано по поводу того, какой способ теплопередачи более безопасен для человека. Если обратиться к ученым – никто не скажет с определенностью. 

Но что мы знаем точно?

То, что находиться рядом с очень горячей батареей не комфортно. Представьте себе, что ваше рабочее место находится в метре от камина? Конечно, когда вы с холода зашли в дом, это приятно – но только первые 10 минут. А потом хочется отодвинутся подальше и наблюдать за огнем с отдаления. А если письменный стол вашего ребенка находится в непосредственной близости от такой горячей батареи?

Вывод: при малой площади комнат (20 кв.м. и менее) однозначно стоит отдавать предпочтения отопительным приборам конвективного действия. Другими словами – конвекторам. Корпус таких приборов не греется даже при самом горячем теплоносителе. Человеку комфортно находиться рядом с такой батареей сколько угодно долго. 

Для справки: чугунные батареи отдают тепло 50% излучением и 50% конвекцией. Стальные радиаторы 70% отдают излучением и 30% конвекцией, медно-алюминиевые конвекторы 3% отдают излучением и 97% конвекцией.

Любопытные факты из истории отопления — Энергетика и промышленность России — № 06 (146) март 2010 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 06 (146) март 2010 года

Первые системы центрального отопления и теплого пола – так называемые гипокаусты – появились еще в Римской империи! Оказывается, уже тогда по сети специальных каналов, размещенных под полом и в стенах, пропускались горячие дымовые газы из печи. Римские инженеры первыми стали использовать одно специализированное помещение и сеть каналов вместо того, чтобы строить печь для каждого отдельного помещения.

Гипокаусты

Но некоторые исследователи античности, ссылаясь на труды Геродота, Плиния и Сенеки, утверждают, что римские термы обогревались иначе – с помощью горячей воды, протекавшей по медным трубам, то есть прототипа водяной системы отопления!

А следующий шаг в нашей истории был сделан уже в средние века.

С XV века для обогрева больших зданий (например, церквей и дворцов) применялось воздушное отопление с подачей в помещение горячего воздуха, нагревавшегося при соприкосновении с поверхностями печи. Установлено, что так отапливались русские царские хоромы XVI‑XVII веков – например, Грановитая палата Московского Кремля.

Такая печь одновременно была и котлом (топка – камера, где сжигалось топливо), и радиатором (стенки печи, излучающие тепло и нагревающие помещение).

Разделение этих двух функций произошло только в XVII веке благодаря развитию технологий обработки металлов.

Тепло для оранжерей

В 1675 году английский инженер Евелин для обогрева оранжереи впервые сконструировал систему водяного отопления, в которой вода нагревалась в котле и затем циркулировала по стальным трубам, постепенно отдавая тепло.

С начала XVIII века на волне интереса к новейшим техническим разработкам из Европы водяные системы начали разрабатываться и русскими инженерами. Самым ярким примером успехов отечественных мастеров стала система отопления Летнего дворца Петра I, построенного в 1714 году в Санкт-Петербурге.

Первые водяные системы отопления использовали так называемую гравитационную схему (с естественным побуждением циркуляции). Теплоноситель в замкнутом контуре труб циркулировал благодаря разной плотности горячей и холодной воды. Для того чтобы система работала, требовалось использовать трубы большого диаметра. И она была инерционной – то есть медленно нагревалась и столь же медленно остывала. Сейчас такую схему изредка еще используют для отопления небольших частных домов.

Поначалу теплоотдача в водяных отопительных системах осуществлялась через обычные или оребренные трубы. Из-за сравнительно небольшой площади контакта с воздухом они не отличались большой эффективностью.

В XVIII веке появились системы парового отопления. Первые примеры применения водяного пара для обогрева помещений в России приводятся в книге Николая Львова «Русская пиростатика», вышедшей в 1799 году.

В целом, в течение XVIII века в Европе разного рода водяные и паровые отопительные системы чаще всего применялись для обогрева оранжерей и зимних садов, и только начиная с 30‑х годов XIX века водяное отопление начало все шире применяться для обогрева жилых помещений.

Горячая коробка

А во второй половине XIX века появился и первый отопительный радиатор. Выглядел он как прямоугольная коробка из толстых металлических труб с вертикальными дисками. Его изобретателем был немец итальянского происхождения Франц Карлович Сан-Галли (1824‑1908), живший в то время в Санкт-Петербурге. В 1855 году этот талантливый инженер представил общественности революционную по тем временам систему водяного отопления. Радиатор получил название «хайцкерпер» (в переводе – «горячая коробка»).

Несмотря на громоздкость и странный вид, изобретение Сан-Галли быстро нашло широкое применение. «Горячие коробки» экспортировались в США и Европу. Такие батареи использовались не только в водяных системах, но и в параллельно развивавшемся паровом отоплении, где температура перегретого пара достигала 150‑200 ºС, а давление составляло несколько атмосфер.

Любопытно, что один из таких радиаторов до сих пор работает на бывшей даче великого князя Бориса Владимировича в Царском Селе! А еще один «долгожитель» до сих пор функционирует в Самарском художественном музее.

Чугунный век

В начале XX века производство чугунных радиаторов наладили и в других странах. Они уже имели форму современных и украшались литьем. И только через полвека чугунные радиаторы отопления стали теснить конкуренты – алюминиевые, стальные и биметаллические батареи, а также конвекторы.

Впрочем, до сих пор немалая часть продаж приходится именно на чугунные радиаторы. Все дело в их уникальных свойствах. Они отличаются значительной тепловой мощностью на единицу длины прибора (компактностью) и стойкостью против коррозии, а также практически невосприимчивы к плохому качеству теплоносителя. Это и определяет позитивное к ним отношение. А учитывая, что такие радиаторы зачастую имеют, при относительно невысокой цене, высокое качество литья и оригинальный дизайн – можно рассчитывать на интерес к ним и в будущем.

Однако чугунные батареи имеют и свои недостатки. Это, в первую очередь, большая масса и связанные с ней трудности при монтаже и обслуживании, ненадежность межсекционных прокладок, пористая внутренняя поверхность (что приводит к ускоренному образованию внутреннего налета и падению теплоотдачи), «ржавление» и необходимость постоянной окраски.

Тепло таких приборов отводится излучением, конвекцией и теплопроводностью. Любопытно, что при окраске в темный цвет часть тепла, отводимая излучением, увеличивается.

Проблема циркуляции

К концу XIX века водяные системы отопления с гравитационной схемой циркуляции теплоносителя получили широкое распространение. Но уже в то время были видны все их недостатки – неэффективность распределения тепла, ограничения на отапливаемую площадь, инертность и высокая стоимость. Поэтому усилия инженеров привели к созданию систем с искусственным побуждением. Для этого пробовали использовать перегретый пар или воздух, но наиболее рациональным оказалось применение насосов. Именно водяное отопление с насосным побуждением впоследствии прижилось повсеместно благодаря его универсальности и эффективности.

В России новый тип отопления был впервые осуществлен в 1909 году в здании петербургского Михайловского театра. Автором проекта стал инженер Н. Мельников. После этого удачного опыта насосно-водяное отопление сразу же нашло применение и во многих других крупных зданиях Петербурга: в Мариинском театре, в здании Эрмитажа, в новых корпусах Института инженеров путей сообщения, в корпусах Орудийного завода и др.

Поскольку для работы насосов требовалось электричество, распространение систем отопления с насосным побуждением тормозилось недостаточной электрификацией страны. По сути, только с приходом советской власти и началом реализации плана ГОЭЛРО в 1920 году стало возможным развитие подобных систем. С 1920‑х годов началась и история отечественного централизованного теплоснабжения. Строились первые ТЭЦ, где использовался метод когенерации тепла и электричества как наиболее экономически оправданный, прокладывались первые теплотрассы. И к началу 1940‑х чугунные радиаторы-гармошки, подключенные к системам централизованного теплоснабжения, появились не только в госучреждениях, но и во многих жилых домах.

Новые материалы

Решающим моментом для водяного отопления стало изобретение в 1928 году известным немецким инженером Вильгельмом Оплендером первого циркуляционного насоса с мокрым ротором. Эти агрегаты быстро стали незаменимым элементом централизованных и автономных систем теплоснабжения, позволяя максимально эффективно использовать тепло, вырабатываемое отопительным котлом. Для таких систем чугунные радиаторы уже не казались оптимальным решением – здесь стала проявляться высокая тепловая инерционность чугуна, затруднявшая регуляцию теплоотдачи. Так что если с момента своего изобретения в середине XIX века чугунный радиатор занимал практически монопольное положение, то ближе к середине XX века ему пришлось потесниться. Развитие систем отопления с применением циркуляционных насосов стало стимулом к разработке радиаторов из новых материалов.

Так, в 1930 году швейцарец Роберт Цендер, используя принцип охлаждающей системы мотоцикла, создал первый в мире трубчатый стальной радиатор Zehnder Charleston. Новый прибор отличался от своих чугунных предшественников более легким весом, лучшей теплоотдачей, меньшими затратами на производство, при этом обладая еще и привлекательным дизайном. С этого времени стальные радиаторы получили широкое распространение во всем мире.

Тремя десятилетиями позже начались попытки использовать в конструкции приборов отопления алюминий, который обладает гораздо большей теплопроводностью, чем сталь.

Алюминиевая революция

Для того чтобы нагрев помещения происходил эффективней, площадь соприкосновения радиатора с воздухом стараются сделать максимальной. Но большая площадь – это большой вес изделия. Поэтому конструкторы постоянно искали новые материалы для изготовления приборов. Сталь, при всех достоинствах, имела теплоотдачу ниже, чем у чугуна, кроме того, ее сложно обрабатывать.

Точную дату изобретения алюминиевого радиатора сегодня вряд ли кто сможет назвать. По одной из версий, методику отливки радиаторов из алюминия разработал в середине 1960‑х годов итальянец Гаэтано Группьони. По другим сведениям, впервые использовал алюминий в качестве материала отопительных батарей некто Коррадини, основатель компании FARAL.

Алюминиевые устройства – легкие, имеющие прекрасную теплоотдачу, – произвели подлинную революцию в деле отопления домов. Однако у этого металла есть один существенный недостаток.

Дело в том, что теплоноситель в трубах системы теплоснабжения иногда находится под очень высоким давлением и прочности алюминиевых радиаторов недостаточно для использования в таких условиях. Кроме того, находящиеся в технической горячей воде присадки, призванные бороться с накипью в подводящих трубах, быстро разрушают внутреннюю поверхность батарей.

Поэтому алюминиевые радиаторы используют только в автономных системах низкого давления, использующих специальный неагрессивный теплоноситель, подобный автомобильному тосолу.

На пути к совершенству

В наши дни, когда, казалось бы, все уже изобретено, приборы отопления продолжают развиваться. Например, чтобы повысить коррозионную стойкость радиаторов, разрабатываются все новые, более долговечные покрытия. Так, специалистами концерна Zehnder Group был выпущен первый алюминиевый радиатор с циркониевой защитой внутренней поверхности.

Последним ноу-хау в борьбе с коррозией стал выпуск анодных радиаторов, изготовленных из алюминия высочайшей степени очистки (98 процентов). Анодные радиаторы отопления алюминиевые полностью защищены от любого вида коррозии, блуждающих токов и образования водорода. Соответственно, они значительно менее требовательны к качеству теплоносителя.

С 1970‑х годов велись также разработки двухканальных алюминиевых радиаторов. Но в то время технологии не позволяли наладить выпуск таких приборов. И только недавно удалось создать литой алюминиевый радиатор двухканальной конструкции. Благодаря такому строению удалось добиться впечатляющей прочности: давление на разрыв этого прибора составляет более 60 атм.!

Теплоизоляция батарей отопления в квартире. Блог компании Heizer

Работа централизованного отопления в квартирах многоэтажных домов зачастую отличается невысокой температурой теплоносителя. Поэтому рационально применить мероприятия по извлечению максимального количества тепла из прибора водяного отопления. Основным способом является установка радиаторов с максимальным КПД.

Но если радиатор не планируется менять на более эффективный? В этом случае рекомендуется реализовать меры по теплоизоляции существующей батареи.

Теплоизоляция батарей отопления в квартире реализуется двумя способами:

1.       Установка отражающего экрана;

2.       Закрытие батареи экраном (носит обратный эффект).

Работа радиатора отопления характеризуется величиной теплоотдачи. Она имеет 2 составляющие – лучевую и конвективную. Тепловое излучение при нагреве прибора распространяется во всех направлениях от устройства. При настенной установке излучение задней поверхности батареи направлено прямо на наружную стену.

Это направление для распространения тепла фактически является прямыми тепловыми потерями, они могут составлять до 20% мощности радиатора. Тепло тратится на нагрев конструкции стены, а не на отопление помещения.

Техническим решением этой проблемы является установка за радиатором слоя тепловой изоляции – отражающего экрана. Материал должен состоять из 2 компонентов – собственно тепловой изоляции и отражающего фольгированного слоя. Причем в связи с параметрами места установки суммарная толщина экрана должна иметь небольшую величину.

Чаще всего для целей тепловой изоляции радиатора от стены используется рулонный вспененный полиэтилен, толщина его составляет 5 – 10 мм. Он крепится к стене различными методами – клеится, крепится саморезами, прижимными рейками и так далее. Размер полотна тепловой изоляции должен соответствовать размеру радиатора, рекомендуется даже немного увеличить его для полного перекрытия тепловых потерь.

При установке слоя изоляции следует помнить, что минимальный зазор между стеной (то есть слоем изоляции) и задней поверхностью радиатора должен составлять минимум 20 мм. Выполнение этого условия необходимо для нормального конвективного нагрева циркулирующего воздуха.

Отражающий слой направляет тепло внутрь помещения, материал тепловой изоляции преграждает путь теплу к строительной конструкции стены.

Классические экраны, применяемые для закрытия радиаторов отопления, дают противоположный эффект – итоговая эффективность батареи снижается. Экраны чаще всего устанавливают из дизайнерских соображений. Вместе с тем не следует забывать об основной функции радиаторов – нагрев е воздуха отапливаемого помещения. Устанавливать экранирующие устройства (фактически изолировать) на радиаторы в квартирах с низкой температурой отопления неразумно.

Поэтому решение об установке экранов должно приниматься на стадии проектирования системы или при подборе мощности нового радиатора при замене. В этих случаях делаются поправки на изолирующий эффект экранов – мощность радиатора (число секций)рекомендуется увеличить.

Водонагреватели с тепловым насосом как экологически чистые батареи

Этот пост был написан в сотрудничестве с Оливией Эшмур из Школы государственной политики Голдмана при Калифорнийском университете в Беркли.

Водонагреватели с тепловым насосом (HPWH) — это революционная технология, которая может устранить загрязнение климата и воздуха в результате нагрева воды в зданиях. А если и этого недостаточно, у HPWH есть менее известное дополнительное преимущество: они могут использоваться в качестве экологически чистых батарей, по существу сохраняя без выбросов солнечную энергию для использования в периоды, когда солнце не светит.

К такому выводу пришла Комиссия по коммунальным предприятиям Калифорнии, которая прошлым летом обнаружила, что водонагреватели с тепловым насосом могут обеспечить эффективное локальное накопление энергии для балансировки энергосистемы. У Калифорнии амбициозные цели по развертыванию накопителей энергии для использования обильной, но переменной солнечной энергии, и в этом могут помочь водонагреватели с тепловым насосом.

В настоящее время жилые и коммерческие здания Калифорнии потребляют больше газа, чем электростанции штата, и производят в семь раз больше загрязнения воздуха, чем электростанции.Исключение использования газа в зданиях имеет решающее значение для достижения целей в области чистого воздуха и климата. Переход от газовых печей и водонагревателей к эффективным электрическим тепловым насосам — уже самый дешевый путь к зданиям с нулевым уровнем выбросов — становится еще более привлекательным, если учесть преимущества накопления энергии HPWH.

Как водонагреватель с тепловым насосом может быть батареей?

Водонагреватели с тепловым насосом (HPWH) используют электричество для нагрева воды, работая как холодильник, работающий в обратном направлении. Они собирают, концентрируют и переносят тепло из воздуха вокруг себя в воду в резервуаре, вместо того, чтобы выводить тепло из холодильника.В настоящее время HPWH являются наиболее эффективной технологией электрического нагрева воды, в три-пять раз более эффективной, чем газовые водонагреватели.

HPWH также могут обеспечить еще одно важное преимущество — они могут действовать как тепловые «батареи» для хранения возобновляемой энергии (например, когда солнечной энергии много в середине дня) и избегать использования электричества вечером, когда это более вероятно. производиться на самых грязных электростанциях. При хорошей изоляции резервуара вода в резервуаре для хранения может оставаться достаточно горячей в течение как минимум 12 часов или даже дольше с хорошо изолированными трубами и фитингами.

Согласование спроса и предложения

Традиционно электроэнергия производится по мере необходимости для удовлетворения потребительского спроса. Чтобы обеспечить постоянное наличие электричества, когда клиент щелкает выключателем света, коммунальные предприятия должны держать электростанции наготове в сети, чтобы обеспечить максимальное количество энергии, которое может потребоваться. Этот максимум называется «пиковым спросом», который в Калифорнии обычно возникает ранним вечером, когда люди возвращаются домой, включают кондиционер, начинают готовить ужин и смотреть телевизор.

Хотя пик спроса на электроэнергию в Калифорнии приходится на вечер, доступная чистая энергия в штате достигает пика в полдень, когда солнце светит наиболее ярко. Это несоответствие означает, что мы не всегда можем потреблять возобновляемую энергию, которую производим, и должны по-прежнему полагаться на дорогие и загрязняющие окружающую среду электростанции, работающие на ископаемом топливе, для удовлетворения вечернего пикового спроса, потому что у нас нет достаточной емкости хранения или гибкости спроса, чтобы переключить солнечную электроэнергию с нулевым уровнем выбросов на позже использовать.

В большинстве дней в Калифорнии стоимость производства еще одной единицы электроэнергии (известная как «предельная» стоимость) резко возрастает в часы пикового спроса, которые происходят между 4 ф.м. и 21:00, в зависимости от местоположения. Линии передачи и распределения должны быть построены, а резервные мощности должны быть доступны для удовлетворения пикового спроса, что в сумме приводит к затратам на удовлетворение максимального количества потребляемой электроэнергии. И наоборот, предельные производственные затраты падают до нуля или даже становятся отрицательными в середине дня, когда предложение превышает спрос, что приводит к сокращению некоторой солнечной генерации.

Предельные затраты на PG&E 2024 (средний день за весь год), NRDC 2018

Это несоответствие будет препятствовать стремлению Калифорнии к полностью декарбонизированной сети, если оно не будет устранено.Вот где могут помочь гибкие электрические нагрузки, такие как HPWH.

Переключение нагрузки для экономии

Независимые менеджеры сетей организуют производство электроэнергии с помощью ценовых сигналов и диспетчерских команд, которые сообщают электростанциям, когда увеличивать или уменьшать выработку. Эти же сигналы могут быть отправлены на электрические приборы, чтобы помочь автоматически управлять спросом. HPWH с гибким спросом также могут реагировать на тарифы на коммунальные услуги или сигналы сети для оптимизации работы, автоматически минимизируя счета без каких-либо действий со стороны клиента.

Как это работает? Водонагреватели с тепловым насосом действуют как тепловые батареи, накапливая воду, нагретую с помощью большого количества чистой электроэнергии, произведенной в течение дня, для использования в вечернее время. Подобно тому, как аккумулятор телефона «заряжается», когда это удобно, а затем его можно использовать в дороге в течение всего дня, HPWH могут нагреть воду за много часов вперед и по-прежнему обеспечивать горячий душ в вечернее время.

Это может эффективно помочь «сместить» спрос на электроэнергию с часов пик в часы, когда в избытке имеется недорогая и не загрязняющая выбросы возобновляемая электроэнергия.Подключенные к Интернету, или «умные», HPWH обеспечивают экономию средств без ущерба для доступности горячей воды. HPWH подходящего размера может хранить достаточно горячей воды для удовлетворения домашних нужд без подзарядки в часы пик. И когда многие из этих водонагревателей используются вместе по всему штату, они могут обеспечить общесистемную экономию затрат и сокращение выбросов, что принесет пользу всем.

Моделирующее исследование 2018 года показало, что HPWH могут перенести всю свою вечернюю электрическую нагрузку на середину солнечного пика, при этом 70 процентов потребления электроэнергии водонагревателя происходит, в то время как солнечная энергия является обильной и недорогой, а энергия почти не используется. в вечерний пик, когда электричество самое грязное и дорогое.

Электроэнергия водонагревателей теплового насоса с (розовая линия) и без (черная линия) переключением нагрузки

Требуется политика

Водонагреватели с тепловым насосом, которые переключают энергетические нагрузки, могут быть важной частью нашего перехода к чистой энергии, но нам нужны политики, которые позволят их принять на рынке и гарантировать, что они используются для максимизации преимуществ сети, в том числе:

1. Поощрение строителей к установке водонагревателей с тепловым насосом при строительстве новых домов путем предоставления кредитов в соответствии со строительными нормами Калифорнии и прямых стимулов для снижения стоимости установки. NRDC совместно с производителями, коммунальными предприятиями и поставщиками услуг разработал спецификацию для переключающих нагрузку HPWH, и мы ожидаем, что Энергетическая комиссия Калифорнии внедрит ее в строительные нормы и правила штата.
2. Содействовать рыночной трансформации HPWH, предлагая скидки в рамках Калифорнийской программы стимулирования самостоятельного производства (SGIP), следуя примеру фотоэлектрических панелей, где стимулы сыграли важную роль в снижении стоимости солнечной энергии до такой степени, что рынок сейчас процветает без стимулов .
3. Отражение предельных затрат на электроэнергию в расчете ставок по времени использования со значительным соотношением пиковых и внепиковых затрат на электроэнергию, чтобы позволить гибким нагрузкам, таким как HPWH, работать с низкими тарифами в непиковые часы, тем самым способствуя достаточному переключению нагрузки для стимулирования рыночного спроса.

Водонагреватели с тепловым насосом способны накапливать чистую энергию и снижать нагрузку на сеть во время пикового спроса на электроэнергию. Но нам нужна соответствующая политика, чтобы они могли выполнять эти функции.

Водонагреватель в качестве сетевой батареи, версия 2.0

Бытовой электрический водонагреватель, долгое время являвшийся тихим партнером в программах реагирования на спрос со стороны коммунальных предприятий, проходит ряд изменений, которые могут превратить его в инструмент, способный справиться с проблемами, возникающими на границе энергосистемы.

Некоторые из этих работ связаны с передовыми пилотными проектами, направленными на создание виртуальных батарей из тысяч водонагревателей, объединенных в быстро реагирующие системы управления, работающие в сети.Канадский проект PowerShift Atlantic или демонстрационный проект Тихоокеанского Северо-Запада, поддерживаемый Министерством энергетики США, являются хорошими примерами такого подхода.

Или это может быть простая модернизация, стоимостью около 20 долларов в дополнительных частях, направленная на превращение классического электрического водонагревателя сопротивления в «революционную технологию нагрева воды с переменной производительностью и интерактивной сеткой».

Именно так Sequentric Energy Systems описывает свой последний вклад в зарождающуюся концепцию «водонагреватель как интеллектуальный сетевой ресурс».На прошлой неделе стартап из Атланты получил патент США на свою технологию. На прошедшем на этой неделе форуме ACEEE Hot Water Forum — конференции, посвященной эффективным способам нагрева воды, — Sequentric объявила о своем первом производственном партнере, Vaughn Thermal Corp. из Массачусетса, которая планирует начать производство устройств для покупателей коммунальных услуг.

Итак, что это за большой прорыв? По словам генерального директора Sequentric Даниэля Флора, для этого нужно немного больше, чем просто воспользоваться тем, как горячая вода поднимается, а холодная опускается в бак нагревателя.Большинство водонагревателей нагревают весь резервуар с водой, оставляя мало места для маневра в том, как часто коммунальные службы могут включать и выключать их, не влияя на температуру, вызывая недовольство клиентов и делая их непригодными для массового развертывания.

Но добавление дополнительного нагревательного элемента в нижней части резервуара, где находится холодная вода, позволяет коммунальным службам включать и выключать его по желанию, оставляя горячую воду в верхней части резервуара со стабильной температурой, сказал он. .

По его словам, это решает четыре ключевые проблемы: «Как дать коммунальной компании время, как обеспечить ее безопасность, как поддерживать горячую воду и как сделать это простым?»

Это проблемы, которые ограничивают сегодняшние программы реагирования на спрос на водонагреватели.У традиционных водонагревателей есть довольно строгие ограничения на то, как часто их можно выключать и на сколько времени, прежде чем вода станет достаточно холодной, чтобы домовладельцы заметили это. Точно так же программы, использующие водонагреватели для поглощения избыточной энергии — например, для использования энергии ветра, которая в противном случае была бы сокращена из-за отсутствия спроса, — могут только увеличить тепло до того, как оно начнет становиться опасно горячим, угрожающим. безопасность домовладельца и целостность самого водонагревателя.

Этот новый дизайн, напротив, позволяет коммунальным предприятиям «увеличивать пропускную способность — и брать на себя более 100 процентов времени», — сказал Флор.Вот диаграмма, показывающая, как коммунальное предприятие, использующее один из водонагревателей Sequentric, может использовать этот нижний нагревательный элемент таким образом, чтобы вызывать значительные подъемы и спады в нижней, более холодной части резервуара, сохраняя при этом температуру воды наверху резервуара стабильной. :

От поддержки сети в реальном времени к хранению ветровой энергии большого радиуса действия

Что можно сделать с водонагревателем, управляемым коммунальным предприятием, с таким диапазоном и гибкостью? Новый пилотный проект, проводимый Battelle, некоммерческой организацией из Колумбуса, штат Огайо, которая управляет лабораториями Министерства энергетики, включая Тихоокеанскую северо-западную национальную лабораторию, и оператором сети в Центральной Атлантике PJM, проверяет одну возможность: превратить водонагреватели, разбросанные по нескольким коммерческим кампусам, во вторую — посекундное частотное регулирование чувствительных нагрузок.

«Одна из задач регулирования частоты — это проверить для PJM, что вы сделали то, что они просили вас сделать, — сказал Джейсон Блэк, руководитель исследований в области энергетики и окружающей среды в Battelle. «Особенно, когда у вас есть 1000 водонагревателей, а [PJM] говорит:« Дайте мне 30 киловатт »», что соответствует примерно пяти или шести водонагревателям.

«У нас есть запатентованная нами запатентованная методология, позволяющая очень прозрачно показать PJM, что мы делаем, объявив график для каждого отдельного водонагревателя», — сказал он.В то время как Battelle модернизирует существующие водонагреватели с помощью контроллера нагрузки Sequentric, он также протестировал новую конструкцию компании, которая, по его словам, может «обеспечить дополнительный, более точный контроль и обеспечить дополнительную емкость по сравнению с традиционным водонагревателем».

Эта возможность хранения критически важна для уравновешивания 24-часовых колебаний спроса и предложения в сети, отметил Флор. Например, можно управлять водонагревателями, чтобы вода на дне резервуаров медленно остывала, чтобы «в полночь у нас была относительно небольшая мощность», ровно столько, чтобы удовлетворить потребности домашнего хозяйства в горячей воде.Затем в течение ночи, «когда подует ветер, до семи утра, зарядите его», нагревая всю воду в резервуаре.

Затем, когда наступает утренний пик потребления электроэнергии, водонагреватель можно почти полностью выключить, чтобы использовать накопленный объем горячей воды. С этого момента «в течение дня мы все еще вкладываем энергию, но в меньшей степени, чем выходит», — сказал он.

По его словам, эта избыточная мощность также может быть использована для поглощения энергии, которая поступает при всплеске энергии ветра или отключении подстанций.«Кодовое название Battelle — это режим« Spinal Tap »- он идет до 11», — сказал он. «Возможность выборочно перезаряжать, оставляя что-то в резерве, на всякий случай — но все же безопасно, чтобы домовладелец не обгорел, а срок службы резервуара не пострадал».

По его словам, такие циклы глубокой разрядки и перезарядки могут сократить срок службы аккумуляторов, которым требуется выполнять аналогичные задачи. Но что еще более важно, в отличие от батарей, в Соединенных Штатах уже установлено около 50 миллионов электрических водонагревателей, готовых для хранения энергии ветра и быстрого реагирования.

Рыночный потенциал и альтернативы

Как водонагреватели с таким новым дизайном могли попасть в дома и подключиться к инженерным сетям, которые в них нуждаются? Стивен Коэп, менеджер по продажам коммунальных услуг в Vaughn, отметил, что водонагреватели заменяются каждые десять-пятнадцать лет или около того, гораздо чаще, чем большинство других бытовых приборов, что может сделать их одними из первых «умных приборов», получивших широкое распространение на рынке.

«Модернизация интерактивного управления сетью проводилась в небольших масштабах для демонстрационных проектов, но я думаю, что это менее жизнеспособный вариант, чем возможность использовать в своих интересах 8-10-процентный средний оборот электрических водонагревателей каждый год», — сказал он. «И дополнительные затраты на добавление блока управления на заводе Вон, вероятно, составляют десятую часть стоимости модернизации», — добавил он.

«Несмотря на свой новый патент, Sequentric не занимается водонагревателями», — отметил Флор. Скорее, он производит датчики и средства управления для конечных нагрузок, а также программное обеспечение для управления сетью, которая соединяет их с коммунальными предприятиями или системами оператора сети. «Мы даем им телеметрию в реальном времени, и они решают, как управлять сетью, а мы берем на себя обслуживание — и все работает в реальном времени», — сказал он.

По его словам, компания участвует примерно в 26 проектах, в которых подключено около 2100 устройств. Примерно две трети из них представляют собой водонагреватели, в которых датчик и блок управления Sequentric предоставляют данные о напряжениях, температуре, показаниях трансформатора тока, информацию о состоянии реле, обнаружение утечек и каналы связи с операторами, обычно через сотовую или широкополосную сеть Интернет.

В рамках канадского проекта PowerShift Atlantic компания Sequentric модернизировала ряд водонагревателей, которые коммунальные предприятия сдают в аренду клиентам.По словам Флора, программы аренды водонагревателей являются естественной целью для нового водонагревателя Sequentric. На Среднем Западе США и в Онтарио коммунальное предприятие Direct Energy имеет парк из около 1,25 миллиона арендованных водонагревателей, и аналогичные программы спонсируются Управлением долины Теннесси и другими организациями.

По его словам, компания New Brunswick Power, один из участников программы PowerShift, заменяет около 10 000 арендованных водонагревателей в год и взимает с клиентов 6 долларов в месяц за электроэнергию.Он добавил, что когда эти водонагреватели выходят из строя или начинают протекать, у предприятия появляется стимул их быстро заменить.

Помимо программ прямого лизинга, существует целый мир водонагревателей, которые в конечном итоге можно было бы превратить в более гибкие коммунальные предприятия. В 35 штатах коммунальные предприятия используют программы управления нагрузкой на водонагреватель, которые включают и выключают их с помощью дистанционного управления, чтобы помочь снизить нагрузку во время пиков сети. В Соединенных Штатах сельские кооперативы являются крупными потребителями — Национальная ассоциация сельских электрических кооперативов (NRECA) насчитывает около 220 коммунальных предприятий с программами реагирования на потребности в водонагревателях и еще 100 их планирующих.

Одним из возможных препятствий для расширения этого рынка является вопрос о том, следует ли расширить электрическое водонагревание или заменить его на водонагреватели, работающие на природном газе, водонагреватели с тепловыми насосами, солнечные системы горячего водоснабжения или другие варианты более высокой эффективности. Ранее в этом году Министерство энергетики предложило стандарты эффективности водонагревателей на 2015 год и далее, которые могут исключить появление на рынке многих электрических водонагревателей.

Сторонники водонагревателей, способных реагировать на спрос, включая NRECA, PJM, Американскую ассоциацию электроэнергетики, Институт электричества Эдисона и производитель умных водонагревателей Steffes Corporation, обратились к Министерству энергетики с просьбой пересмотреть эти правила, которые могут иметь более широкое влияние на производители водонагревателей по всему спектру.

***

Network с лидерами из GE, SDG & E, IBM, AT&T, Intel, PG&E и других компаний по таким темам, которые стимулируют инновации на краю сети. Узнайте больше о нашем новом исполнительном совете Grid Edge.

Большая экономия с тепловым насосом для нагрева воды и домашнего аккумулятора

Производство горячей воды — второй по величине компонент домашнего энергопотребления, на который приходится 12% энергопотребления в обычном доме. В Соединенных Штатах более 85% жилых домов используют природный газ или стандартные электрические водонагреватели, хотя они не очень эффективны.

Сочетая водонагреватель нового типа с домашней солнечной энергией, вы можете рассчитывать на гораздо лучшую экономию энергии и снижение эксплуатационных расходов.

В этой статье мы рассмотрим недостатки существующих бытовых водонагревателей, познакомим вас с принципами работы водонагревателей с тепловым насосом и обсудим, как можно значительно сэкономить, сочетая эти системы с системами резервного питания от домашних аккумуляторов с солнечной батареей или без нее. .

Недостатки разных видов водяного отопления

Природный газ является ископаемым топливом, при сжигании выделяет углекислый газ, и его получение создает экологические проблемы.Газовые водонагреватели имеют КПД только около 50%, так как через вентиляционные отверстия уходит много энергии. Они также являются обузой, особенно при землетрясениях, поскольку требуется привязка, чтобы они не отлетели от стены и не вызовут пожары и другие повреждения дома.

Проточные водонагреватели, водонагреватели без бака или водонагреватели по запросу только на 30% эффективнее обычных газовых или электрических, и для работы большинства из них по-прежнему требуется природный газ.

Несколько десятилетий назад солнечные тепловые технологии были экологически чистым вариантом для нагрева воды в вашем доме.Солнечные тепловые установки собирают тепло от солнца на вашей крыше в виде хладагента, который затем перекачивается в один из двух резервуаров для воды в вашем доме. Один из них — это резервуар предварительного нагрева, который питает другой.

Помимо того, что солнечные тепловые системы требуют больше места, они могут со временем вызвать проблемы на крышах из-за их дополнительного веса и склонности к протечкам. Кроме того, вам также необходимо плотно обернуть каждый резервуар одеялом, чтобы тепло не уходило так быстро. До тех пор, пока не появились водонагреватели с тепловым насосом, водонагреватель с использованием солнечной энергии был самым экологически чистым вариантом нагрева воды.

Основная проблема традиционных электрических водонагревателей в том, что они потребляют много электроэнергии.

«Я подсчитал, что в течение года мой старый электрический водонагреватель будет использовать примерно такое же количество энергии, которое потребуется моему электромобилю, чтобы пересечь страну 4 раза», — говорит Джо Вачунас, директор группы по защите интересов солнечной энергии Solar Oregon. «Водонагреватели с тепловым насосом намного лучше, и я считаю, что это технология нагрева воды 21 века».

Чтобы понять, как работают тепловые насосы, сначала рассмотрим слово «насос».Если вы используете воздушный насос, вы перемещаете воздух из одного места в другое, скажем, в вашу велосипедную шину. С помощью теплового насоса вы переносите тепло из одного места в другое.

Тепловые насосы для нас не новость, и у всех нас есть дома в холодильниках. Тепловые насосы в наших холодильниках отводят тепло из замкнутого пространства и выводят его наружу. Вот почему тыльные катушки обычно довольно теплые.

Водонагреватели с тепловым насосом намного более энергоэффективны, потому что отводить тепло намного легче, чем создавать тепло.Они используют электричество для отвода тепла из окружающего воздуха и передачи его воде в резервуаре для хранения. Это как холодильник наоборот!

Их производительность зависит от уровня тепла в вашем воздухе, поэтому есть небольшие колебания эффективности в зависимости от сезона, а также от того, где и как они вентилируются.

Когда вам нужно больше тепла для воды, чем можно получить за счет передачи тепла из воздуха в устройство, в резервуаре активируются электрические стержни, работающие как обычный электрический водонагреватель.Вот почему водонагреватели с тепловым насосом еще называют гибридными электрическими водонагревателями.

Эффективные установки забирают теплый воздух с чердака в блок, который затем выводит более прохладный воздух обратно в дом или на улицу, в зависимости от сезона. Таким образом, вы можете одновременно нагревать воду и охлаждать воздух. Поговорим о мощной установке.

Водонагреватели

с тепловым насосом могут быть настроены даже на подачу горячей воды в системы теплого пола, показанные на изображении выше.

Преимущества водонагревателей с тепловым насосом

Превосходная эффективность

Опять же, поскольку водонагреватели с тепловым насосом в первую очередь отводят тепло, а не создают его, они намного более энергоэффективны, чем резервуары других типов.

Водонагреватели с тепловым насосом в три раза эффективнее электрических и в четыре раза эффективнее газовых.

Экономия при конкурентоспособных затратах

Модель Rheem, указанная выше, продается по розничной цене около 1000 долларов США, имеет срок службы 10-15 лет и соответствует требованиям для получения федерального налогового кредита Energy Star в размере 300 долларов США. Некоторые электрические компании также предлагают авансовые скидки и льготы на нагреватели горячей воды с тепловым насосом, которые в сочетании с налоговой льготой окупаются всего за 2–3 года.

Действительно дешево в эксплуатации

Как видно из бирки Energy Guide на продукте, финансовые показатели водонагревателей с тепловым насосом буквально зашкаливают.По оценке Energy Trust of Oregon, водонагреватель с тепловым насосом может сэкономить до 90 долларов на человека в год.

Дополнительный накопитель энергии, когда ваши батареи полностью заряжены

Поскольку водонагреватели с тепловым насосом используют электричество, они очень хорошо сочетаются с домашними системами резервного питания от батарей и солнечными панелями. Они могут действовать как тепловые батареи, накапливая тепло в воде, нагретой чистой электроэнергией от солнечной установки на крыше в течение дня, чтобы использовать ее позже вечером.

Многие модели хорошо интегрируются с приложениями для умного дома, поэтому вы можете запрограммировать, когда следует нагревать воду, и перевести систему в режим ожидания или отпуска, нажав несколько кнопок на телефоне.

Если вы живете в районе со структурой тарифов на время использования или в районе с ограниченной программой учета нетто, вы можете сэкономить дополнительные деньги, превратив водонагреватель с тепловым насосом в дополнительную батарею. Подобно тому, как вы заряжаете свой телефон, чтобы использовать его в течение остального дня, водонагреватели с тепловым насосом могут нагреть воду за несколько часов заранее и обеспечить расслабляющий горячий душ в вечерние часы, когда ваши затраты на электроэнергию могут быть выше.

Это может сместить спрос на электроэнергию с периодов пиковой нагрузки на периоды, когда затраты ниже и в сети будет больше солнечной энергии. Мы хотели бы, чтобы больше коммунальных предприятий предлагали программы поощрения, чтобы помочь людям соединить эту технологию с батареями и солнечной батареей. Это беспроигрышный вариант для всех.

Узнайте, сколько вы можете сэкономить, перейдя на солнечную батарею

Ваш домашний водонагреватель может скоро стать батареей.

«Электрические водонагреватели — это, по сути, предварительно установленные тепловые батареи, которые простаивают в более чем 50 миллионах домов по всей территории США.С. », — говорится в новом отчете по этому вопросу консалтинговой фирмы в области электроэнергетики Brattle Group, который был составлен для Национальной ассоциации сельских электрических кооперативов, Совета по защите природных ресурсов и Альянса по управлению пиковой нагрузкой.

В отчете установлено, что чистая экономия для системы электроснабжения в целом может составить 200 долларов в год на каждый обогреватель — некоторые из которых могут быть переданы его владельцу — за счет того, что эти резервуары будут взаимодействовать с сетью и задействовать ряд необычные, но вряд ли беспрецедентные подвиги. Одним из примеров может быть «накопление тепла», которое включает нагрев воды в ночное время, когда электричество стоит меньше, и, таким образом, снижение спроса в сети в часы пик.

Конечно, то, что именно водонагреватель может делать во взаимодействии с сетью, зависит от таких факторов, как его размер или емкость воды, состояние или рынок электроэнергии, в котором вы живете, технологии, которыми оснащен водонагреватель, и многое другое.

«Клиенты, у которых есть электрические водонагреватели, те существующие водонагреватели, которые уже установлены, могут быть использованы для оказания этой услуги», — говорит Райан Хледик из Brattle Group, ведущий автор отчета.«Вам потребуются дополнительные технологии, чтобы подключить его к сети, но вам не нужно будет устанавливать новый водонагреватель».

Конечно, Хледик говорит, что в большинстве случаев люди, вероятно, не будут добавлять технологии к существующим обогревателям, а вместо этого будут менять так называемые «сетевые» или «умные» водонагреватели при замене старых. В будущем их энергетические компании могут поощрять или даже помогать им в этом.

Как правило, стандартный электрический водонагреватель, настроенный, например, на 120 градусов, волей-неволей нагревает воду в течение дня, в зависимости от того, когда он используется.Когда используется немного воды (скажем, для душа), она выходит из резервуара и вливается еще больше холодной воды, которая затем нагревается и поддерживается на желаемой температуре.

Напротив, для определения времени нагрева воды — скажем, путем всего нагрева ночью — может потребоваться либо установка большего резервуара, чтобы убедиться, что горячая вода не кончится, либо нагрев воды до значительно более высокого уровня. температуры, а затем смешивая его с более холодной водой, когда она выходит, чтобы регулировать это дополнительное тепло.

Благодаря таким изменениям водонагреватели смогут действовать как «батарея» в том смысле, что они будут хранить тепловую энергию в течение более длительных периодов времени. Затем невозможно отправить эту энергию обратно в сеть в виде электрической энергии или использовать ее для питания других бытовых устройств, поэтому аналогию с батареей следует признать ограниченной (хотя отчет Brattle, озаглавленный «Скрытые» Аккумулятор », — сильно подчеркивает это).

Но потенциально большой промежуток времени между использованием электричества для подогрева воды и использованием самой воды, тем не менее, создает ключевые возможности, подобные батареям, особенно для энергосистемы (где коммунальные компании сейчас очень заинтересованы в добавлении дополнительных хранилищ энергии вместимость).

Это означает, например, экономию средств, если воду нагревают поздно ночью, когда электричество обычно является самым дешевым. Это также означает, что точное количество электроэнергии, которое водонагреватель потребляет для выполнения своей работы в данный момент времени, может колебаться, даже если нагреватель по-прежнему будет выполнять свою работу.

Эти услуги ценны, особенно если для их выполнения можно объединить несколько водонагревателей. Это связано с тем, что в более крупной электросети наблюдаются огромные колебания спроса в зависимости от времени суток наряду с меньшими, постоянными колебаниями.Таким образом, если обогреватели потребляют большую часть электроэнергии ночью, когда большинство из нас спят, или если они помогают в «частотном регулировании» сети за счет мгновенных колебаний потребления электроэнергии, которые помогают всей сети поддерживать баланс спроса и предложения, то тогда они играют роль, которая заслуживает компенсации.

«Если программа хорошо спроектирована, то есть, в частности, у вас есть хорошо разработанный алгоритм для управления водонагревателем в ответ на эти сигналы из сети, то что действительно привлекательно в программе нагрева воды, так это то, что вы можете запустить эти программы так, что клиенты не заметят никакой разницы в их обслуживании », — говорит Хледик.

Фактически, использование электрических водонагревателей для оказания некоторых из этих услуг уже давно используется в мире сельских электрических кооперативов — коммунальных предприятий, принадлежащих членам, которые во многих случаях контролируют работу индивидуальных водонагревателей, нагревая воду в ночное время и затем использование долларовых сбережений для снижения счетов за электроэнергию всех членов.

Возьмем, к примеру, Great River Energy, зонтичный кооператив Миннесоты, обслуживающий около 1,7 миллиона человек через 28 более мелких кооперативов.«Кооператив уже много лет использует водонагреватели в качестве батарей, — говорит Гэри Коннетт, его директор по управлению спросом и обслуживанию членов.

«Мы эксплуатируем эти водонагреватели большого объема, у нас есть 70 000 из них, которые заряжаются только в ночное время, это водонагреватели объемом от 85 до 120 галлонов, они включаются в 11 часов ночи, и им разрешено заряжать до 7 на следующее утро, — объясняет Коннетт. «А остальную часть дня, следующие 16 часов, они не выходят».

Таким образом, электричество, используемое для питания обогревателей, дешевле, чем было бы, если бы они заряжались в течение дня, и в результате каждый экономит деньги, говорит Коннетт.

Но это только первый шаг. Прямо сейчас Great River Energy реализует пилотную программу, в которой зарядка водонагревателей в ночное время также помогает предоставлять услуги регулирования частоты сети, немного изменяя количество потребляемой электроэнергии. По мере того как сеть добавляет все больше и больше переменных ресурсов, таких как энергия ветра, говорит Коннетт, использование водонагревателей для обеспечения «балласта» против этой изменчивости становится все более и более полезным.

«Я шучу, эти водонагреватели — это батарея в подвале», — говорит Коннетт.«Они вроде как невоспетые герои, но мы изучали умные приборы, и я должен сказать, что, возможно, самым умным прибором является этот водонагреватель».

Конечно, те из нас, кто живет в городах, не входят в сельские электрические кооперативы. Обычно мы покупаем электроэнергию у коммунальных предприятий. Но, похоже, и коммунальные службы проявляют интерес к такого рода возможностям. В отчете Brattle Group отмечается, что пилотные проекты в этом районе осуществляются совместно с Hawaiian Electric Company и муниципальным коммунальным округом Сакраменто.

Таким образом, в будущем, возможно, наши энергетические компании попытаются подписать нас на участие в программах, которые превратят наши водонагреватели в сетевые ресурсы (и каким-то образом компенсируют нам это, возможно, через скидку на покупку сети. интерактивный обогреватель, а может, снизив наши счета). Или, в качестве альтернативы, в будущем некоторые люди смогут подписаться на так называемые «агрегаторы» реагирования на спрос, которые объединяют множество бытовых потребителей и их устройства для предоставления услуг в сети.

И, как будто этого недостаточно, в отчете Brattle Group также делается вывод о том, что, поскольку водонагреватель является таким крупным потребителем электроэнергии в целом — 9 процентов от всего потребления в домах, — эти стратегии могут когда-нибудь снизить общие выбросы парниковых газов. Это особенно актуально, если нагреватели используются для нагрева воды в определенные часы дня, когда данная сеть больше зависит от возобновляемых источников энергии или природного газа, а не угля. Контроль за использованием обогревателей также может иметь эту потенциальную выгоду.

Конечно, это все еще довольно новые идеи, и в отчете Brattle Group говорится, что их необходимо изучить более тщательно. Но, как добавляет Хледик, «я еще не встречал никого, кто бы считал это плохой идеей».

«Аккумулятор в каждом подвале»: как простой водонагреватель может питать интеллектуальную сеть

Во время президентской кампании 1928 года реклама Герберта Гувера в New York Times обещала «по цыпленку в каждом горшке и по машине в каждом гараже.”

У Гэри Коннетта, директора отдела обслуживания участников Great River Energy, есть своя версия: «Батарея в каждом подвале и газ в каждом гараже».

Он говорит о водонагревателях и зарядных станциях для электромобилей, двух устройствах, которые могут использоваться коммунальными службами для изменения спроса и хранения энергии. И хотя электромобили остаются новой технологией, водонагреватели распространены повсеместно. В стране около 50 миллионов электрических водонагревателей, и, согласно новому исследованию Brattle Group, они составляют огромный потенциальный энергетический ресурс, который может сэкономить потребителям до 200 долларов в год, позволяя коммунальным предприятиям лучше контролировать свои кривые нагрузки.

Отчет Брэттла был составлен от имени трех групп — Национальной ассоциации сельских кооперативов по производству электроэнергии, Альянса по управлению пиковой нагрузкой и Совета по защите природных ресурсов — и послужил толчком для обсуждения инициатив в области общественного хранилища, которые, как надеются группы, могут действовать аналогично популярным программам использования солнечной энергии в местных сообществах. сейчас в разработке. Доклад называется «Скрытая батарея: возможности электрического водяного отопления».

«Говорят об умных приборах годами, но почему-то забыли о водонагревателе в подвале», — сказал Коннетт. «Но я бы сказал, что это может быть самый важный и наиболее стратегический прибор, потому что на сегодняшний день это единственный прибор, способный накапливать энергию».

Great River — кооператив по передаче и генерации электроэнергии, предоставляющий оптовые услуги по электроснабжению 28 распределительных кооперативов Миннесоты, и Коннетт сказал, что коммунальное предприятие имеет более 1 ГВт-ч аккумуляторов энергии в 110 000 электрических водонагревателей, находящихся в настоящее время под его контролем — каждый из которых хранит от 12 до 14 кВтч энергии.

Утилита также контролирует около 167 000 кондиционеров.«Я не знаю другой утилиты, которая могла бы сказать это», — сказал Коннетт. «Почти треть всех кондиционеров, которые обслуживает великая река, находятся под нашим контролем».

«Поскольку мы в основном жилые, мы хотим контролировать нашу кривую нагрузки», — сказал он. «И для этого мы должны делать это по одному дому за раз».

Коммунальное хранилище

Кажется, что каждую неделю появляются новые общественные солнечные проекты, и некоторые видят потенциал для программ хранения, смоделированных аналогичным образом — по сути, это совокупность парков бытовых приборов с возможностью хранения энергии. Рабочая группа NRECA-NRDC-PLMA называет себя Национальной общественной инициативой по хранению данных и надеется сосредоточить внимание на возможностях развития национальных, региональных и местных рынков технологий хранения электроэнергии.

«Инициатива общественного хранилища — это попытка использовать неиспользованные хранилища обычных электроприборов и продуктов, которые рассредоточены в сообществах по всей стране», — сказал Кейт Деннис, главный директор NRECA по решениям и стандартам для конечных пользователей.По его словам, водонагреватели — это распространенные устройства, которые могут помочь с пиковым бритьем, аккумулировать тепло и предоставить дополнительные услуги.

«Мы ожидаем разнообразных интересов и инноваций», — сказал он. Другие технологии, которые могут работать в совокупности жилых хранилищ, включают керамические блочные обогреватели и общественные бассейны.

Great River имеет в своей системе около 15 500 керамических нагревателей, и их можно использовать таким же образом. Но «прелесть водяного отопления в том, что это 12-месячная нагрузка. и это нагрузка, с которой столкнется каждый », — сказал Коннетт, объясняя, в чем заключаются задачи утилиты. «Хотя мы считаем, что электрическое отопление помещений для хранения тепла не менее важно, есть возможности, которые дает водонагреватель, которые выходят далеко за рамки отопительного сезона».

Хранение льда также «очень многообещающе», — сказал Робин Рой, директор по стратегии энергоэффективности и чистой энергии в NRDC. «Чем больше мы смотрим, тем больше возможностей мы обнаружим.Он отмечает, что на водонагревание приходится около 14% расходов на электроэнергию в домах и 18% энергопотребления, поэтому «даже скромные улучшения могут принести большие выгоды».

Большие водонагреватели, сэкономленные в соответствии с энергетическим законодательством 2015 года

Но в прошлом году потенциал нагрева воды как ресурса управления спросом был неопределенным. Конгресс был настроен запретить электрические водонагреватели емкостью более 55 галлонов, из-за чего электрические кооперативы испытывали затруднения.

Компания Steele-Waseca Cooperative Electric в Миннесоте была одной из компаний, столкнувшихся с подобным сценарием.Поставщик придумал необычную акцию, призванную переместить заднюю часть обогревателей из хранилищ в жилые дома до вступления в силу запрета: отдавать их, когда клиенты участвуют в общественной программе солнечной энергетики по сниженной цене. Польза для коммунального предприятия была настолько велика, что отдавать обогреватели бесплатно имело смысл.

Представители кооператива

заявили, что программа безубыточна. Сочетание скидки на солнечную панель со стоимостью 1000 долларов на водонагреватель дает клиентам экономию более 2000 долларов.Но для Steele-Waseca это означало больший контроль примерно над 20% общей потенциальной пиковой нагрузки.

В конечном итоге двухпартийный Закон о повышении энергоэффективности 2015 года сделал исключение для крупных водонагревателей, используемых в программах реагирования на спрос. Именно тогда их потенциал в качестве динамических ресурсов хранения привлек внимание NRDC. «Это было для нас более новым, — сказал Рой. Но технология «многообещающая».

«Это район, созревший для развития с большими экономическими и экологическими преимуществами», — сказал он.

Преимущества умных водонагревателей

Водонагреватели в течение многих лет считались средством реагирования на спрос, отключающимся в часы пик. Но достижения в области двустороннего управления, интеллектуальных счетчиков и более эффективных нагревателей означают, что потенциальные преимущества выросли, включая частотную модуляцию и поддержку напряжения. Эти вспомогательные услуги важны для поставщиков услуг по управлению спросом, поскольку они позволяют объединить небольшие банки ресурсов в полезные количества энергии.

Коннетт сказал, что Great River экспериментирует с парком из 10 водонагревателей в северной Миннесоте, которые могут предоставлять дополнительные услуги.

В результате, в зависимости от рыночных условий, исследование Brattle показывает, что выгода для потребителей от нагрева воды с накоплением может достигать 200 долларов в год.

«Это фактически окупит всю стоимость водонагревателя и связанного с ним контрольного оборудования (включая установку) за 5 лет», — обнаружил Брэттл. «С учетом только дополнительных затрат на расширенное управление срок окупаемости составляет около 3 лет.”

В отчете рассматривались два типа водонагревателей: водонагреватели электрического сопротивления (ERWH), в которых используется элемент для прямого нагрева воды и поддержания заданной температуры путем включения и выключения короткими «всплесками» энергии; и водонагреватели с тепловым насосом (HPWH), которые отбирают тепло из окружающего воздуха для нагрева воды.

Как HPWH, так и контролируемые ERWH «могут иметь очень сильные положительные экономические результаты, в зависимости от рыночных условий», — обнаружил Брэттл. Контролируемые ERWH »обеспечивают наибольшую экономическую выгоду в расчете на водонагреватель.«

Однако воздействие на окружающую среду не так очевидно. По словам Брэттла, в отношении технологии ERWH она будет в значительной степени зависеть от рассматриваемой стратегии управления нагревом воды и состава энергоснабжения энергосистемы.

«Как правило, HPWH обеспечивают наиболее устойчивую экологическую выгоду для каждого водонагревателя за счет общего снижения энергопотребления, сокращая выбросы CO2 примерно на 50% по сравнению с неконтролируемым ERWH в нашем анализе», — заключил отчет.

Комплект солнечного водонагревателя

Простой дизайн, готовый к работе

Стандартные входные / выходные отверстия для медных труб 1/4 дюйма для простых соединений. Разработанная для легкой интеграции в домашние или стандартные водопроводные системы, медная коллекторная труба состоит из 10 непрерывных U-образных изгибов, что максимально увеличивает возможности подключения при минимальном размере, весе и стоимости

10 лет гарантии

Производительность солнечной трубки

Детали включены

10 Солнечная трубка, водяной насос с питанием от солнечной батареи.

делает горячую воду бесплатно

Нагревает 5 галлонов воды с 68 ° F (комнатная температура) до 122 ° F (выше температуры горячей ванны) за четыре часа, если рециркуляция осуществляется нашим насосом солнечного водонагревателя.

Емкость и скорость передачи энергии

Повышает температуру циркулирующей воды на входе на 37 ° F при скорости потока 5 галлонов в час (требуется насос).

Энергия в час

Нагревает воду мощностью 165 Вт.12v солнечный водяной насос (один блок). Максимальный расход воды: 20 литров / мин. Номинальное напряжение: 12 В постоянного тока, номинальный ток: 2,8 А

Размер и вес

Устройство имеет размеры 23 дюйма в ширину, 22 дюйма в высоту, 3 дюйма в толщину, весит 19 фунтов.

Сантехника

1/2-дюймовые резьбовые переходники из ХПВХ для универсальных вариантов подключения в комплекте (два блока).

PSI Рейтинг

Не превышайте 100 фунтов на кв. Дюйм (подходит для большинства городских условий подачи).Закрытые системы должны иметь предохранительный клапан.

ВНИМАНИЕ!

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ ТЕРМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕКТОР. Солнечный свет очень силен. Опасность пара и ожога без надлежащего обращения. Помните, что никогда не подключайтесь к закрытой системе без сброса давления. Не прикасайтесь к внутренним компонентам при нагревании.

E Source | Убийцы батарей: как водонагреватели превратились в устройства хранения энергии в масштабе сети

ИСПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Сетевые интерактивные водонагреватели (GIWH) добавляют двунаправленное управление к электрическим резистивным водонагревателям, позволяя коммунальному предприятию или стороннему агрегатору быстро включать и выключать их.Эта функция превращает парк водонагревателей в гибкий носитель энергии, способный увеличивать и уменьшать нагрузку на сеть каждую секунду. К тому же GIWH в настоящее время являются наименее дорогой формой хранения энергии. Коммунальные предприятия могут использовать парк водонагревателей с подключением к сети для переключения нагрузки, реагирования на спрос, арбитража, вспомогательных услуг или для реагирования на неожиданные события стабилизации сети. Традиционное распространение новой технологии водонагревателей было кропотливо медленным процессом, но программы аренды водонагревателей могут значительно ускорить этот процесс.Самым большим препятствием, с которым в настоящее время сталкивается этот рынок, является постановление Министерства энергетики США (DOE), которое запрещает электрические резистивные водонагреватели объемом более 55 галлонов. Была предложена система отказа, но она еще не внесена в кодекс, и отрасль ожидает решения Министерства энергетики.

ЧТО ТАКОЕ СЕТЕВОЕ ВОДЯНОЕ НАГРЕВАНИЕ?

Большинство людей думают о своем водонагревателе как об устройстве, предназначенном исключительно для нагрева воды в ванне или помощи в мытье раковины, полной посуды. Но электрические водонагреватели могут обеспечить одни из наиболее быстро реагирующих, гибких, масштабируемых и экономичных накопителей энергии.

Добавляя двунаправленное управление к электрическим водонагревателям сопротивления, GIWH позволяют коммунальному предприятию или стороннему агрегатору быстро и многократно включать и выключать устройства. Двунаправленное управление — гораздо более мощный инструмент, чем стандартное прямое управление нагрузкой, которое позволяет отключать только устройства, поскольку эффективно превращает водонагреватель в батарею. Традиционные батареи обеспечивают питание при низкой генерации и поглощают энергию при высокой генерации. Таким образом, они помогают регулировать подачу электроэнергии в соответствии с нагрузкой.GIWH не могут поставлять электричество, но они обеспечивают точно такие же функциональные возможности, обращая это уравнение в обратном порядке: они могут модулировать нагрузку, чтобы следовать за генерацией. В периоды избыточной генерации парк водонагревателей может быть включен для поглощения избыточной энергии, а во время недостаточной генерации их можно отключить, чтобы сбросить нагрузку и перераспределить существующую электроэнергию в сети. Таким образом, агрегированные GIWH могут действовать как виртуальные электростанции, чтобы быстро и эффективно контролировать количество энергии в сети. Более того, эти парки полностью масштабируемы и могут выполнять эту функцию за секунды.

ПРЕИМУЩЕСТВА УТИЛИТЫ

GIWH позволяют коммунальному предприятию или агрегатору перемещать нагрузки, реагировать на спрос, сохранять доход за счет оптовой продажи электроэнергии, генерировать доход за счет вспомогательных услуг и поддерживать стабильность сети во время неожиданных событий.

Переключение нагрузки и традиционная реакция на спрос. В дополнение к традиционному реагированию на спрос, который сбрасывает нагрузки во время пикового спроса, GIWH могут использоваться для переключения нагрузок и выполнения интеллектуального управления нагрузкой.Предварительная или дополнительная зарядка GIWH в часы пик и небольшие скачки в течение дня могут сгладить кривую нагрузки, сохраняя при этом снабжение потребителей горячей водой. Вместо того чтобы просто сбросить пиковую нагрузку, потребление энергии перераспределяется на периоды меньшего спроса ( Рисунок 1 ).

РИСУНОК 1: Стандартное прямое управление нагрузкой в ​​сравнении с интеллектуальным управлением нагрузкой

Стандартное прямое управление нагрузкой может не заряжать водонагреватель до или после события пиковой нагрузки, потенциально оставляя потребителя без горячей воды (A).С другой стороны, интеллектуальное управление нагрузкой позволяет коммунальному предприятию переключать пиковые нагрузки на периоды меньшей нагрузки (B). Эта корректировка позволяет клиенту получать все удобства энергоснабжения, но с потреблением, которое не совпадает с пиковым спросом.

Арбитраж оптовой торговли электроэнергией. Поставщики электроэнергии могут заряжать GIWH, когда цена на энергию низкая, и разряжать их, когда цена высокая, экономя коммунальные услуги и деньги своих клиентов. Эта стратегия может быть особенно полезной для кооперативов и муниципальных предприятий, где сэкономленные средства можно легко передать напрямую клиентам.

Выручка от дополнительных услуг. Коммунальные предприятия также могут использовать GIWH для регулирования частоты или других услуг. Регулирование частоты — или просто регулирование — это посекундное согласование генерации с нагрузкой. В зависимости от рынка регулирование может иметь значительный потенциал дохода. Кроме того, потребность в регулировании будет только возрастать по мере того, как в сеть будет добавлено больше возобновляемых источников энергии. Например, энергия солнца и ветра по своей природе колеблется в зависимости от наличия солнца и ветра, что приводит к неожиданным скачкам и падению генерации.Регулирование требуется для сглаживания этих колебаний и поддержания выработки в соответствии с нагрузкой. Не многие ресурсы обладают достаточной гибкостью для предоставления этой услуги, но накопители энергии могут с этим справиться.

Денежная стоимость регулирования частоты зависит от передающей организации, которая отслеживает и контролирует поставку электроэнергии высокого напряжения в сеть. Региональные передающие организации (RTO) охватывают большие межгосударственные территории, а независимые системные операторы (ISO) охватывают меньшие географические области. RTO PJM Interconnection требует гораздо более высоких затрат на регулирование частоты, чем большинство других RTO или ISO, что делает финансовые стимулы для GIWH намного выше на территории этой организации. Для PJM один водонагреватель, обеспечивающий ночное (восемь часов в день) регулирование частоты, может приносить около 140 долларов в год дохода. ¹ Продавцы заявляют, что использование GIWH на территории PJM может привести к отрицательным годовым затратам на электроэнергию для потребителя; то есть, по данным Steffes Corp. 2012, клиенты потенциально могут заработать деньги, предоставляя эту услугу.информационный документ Grid-Interactive Electric Thermal Storage (GETS) Water Heating (PDF). Однако подтверждения этих цифр мы не видели.

Водонагреватели с тепловым насосом (HPWH) не могут обеспечить частотное регулирование почти так же, как электрические резистивные водонагреватели. Несмотря на то, что они представляют собой отличную энергоэффективную технологию и завоевывают долю рынка благодаря усилиям Министерства энергетики и Energy Star, HPWH нельзя выключать и включать почти так же быстро, как электрические водонагреватели. Они также потребляют меньше энергии, чем электрические водонагреватели. Таким образом, потенциальный доход от регулирования HPWH составляет лишь одну восьмую дохода от электрических резистивных водонагревателей. ²

Стабилизация сетки. Возможно, одна из самых ценных услуг, которые предоставляют GIWH, — это способность реагировать на события стабилизации сети в течение нескольких секунд. Если трансформатор отключается или происходит другое неожиданное событие, GIWH позволяют энергосистеме или агрегатору сбросить или увеличить нагрузку в течение нескольких секунд.

Дополнительные преимущества и последствия. Не все места в сетке одинаковы. GIWH более ценны для областей с ограниченным распределением, чем для областей с избыточными ресурсами распределения, потому что они могут снизить пиковый спрос, потенциально позволяя коммунальному предприятию отложить обновление распределения.

Для территорий с обильными возобновляемыми источниками энергии, коммунальные предприятия или агрегаторы могут рассмотреть возможность использования возобновляемого накопительного водонагревателя (RSWH). В системах RSWH используется специальный дополнительный резервуар для хранения тепла (или резервуары) для улавливания недорогой или бесплатной избыточной возобновляемой электроэнергии.Вспомогательный резервуар находится рядом с исходным резервуаром для горячей воды и поставляет горячую воду, произведенную из возобновляемых источников, когда она доступна. В резервуаре используется смесительный клапан для разбавления горячей воды с целью снижения температуры до стандартных уровней горячей воды для бытового потребления (ГВС) перед подачей воды потребителю.

САМОЕ НИЗКОЕ ХРАНЕНИЕ ЭНЕРГИИ

В письме в адрес Министерства энергетики США (PDF) от апреля 2014 года Терри Бостон, генеральный директор PJM, заявил: «Накопление электрического водонагревателя является наиболее экономически эффективным способом накопления энергии.«Фактически, GIWH примерно на порядок дешевле, чем большинство других технологий. Сравнение стоимости различных технологий хранения энергии, экспортируемых с помощью ES-Select Tool из Sandia National Laboratories, показывает относительную стоимость хранения водонагревателя по сравнению с другими формами хранения (, рис. 2, ).

РИСУНОК 2: Стоимость хранения электрического водонагревателя меньше, чем у любого другого носителя данных

Электрический водонагреватель накопительный на рисунке попадает в категорию «Тепловой накопитель — горячий».Данные, собранные с помощью ES-Select Tool из Sandia National Laboratories, указывают минимальные и максимальные затраты на различные носители данных с использованием технологии переменного тока.

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ

На рынке представлены два новых элемента управления водонагревателем, специально разработанные для взаимодействия с сетью.

Первое решение разработано Steffes Corp. и использует хорошо изолированный резервуар и внешний блок управления. В настоящее время компания работает над интеграцией блока управления в водонагреватель в качестве заводского решения производителя оригинального оборудования (OEM).Алгоритм Штеффеса может управлять водонагревателями без изменений или допускать перегрев воды в баке, существенно удваивая емкость накопления энергии. Затем можно использовать смесительный клапан для разбавления воды, снижения температуры до стандартного уровня ГВС перед подачей ее потребителю. В ходе полевых испытаний компании Hawaiian Electric Co., которые были задокументированы в отчете об изменении и оценке годовой программы программ управления спросом, документ № 2007-0341 (PDF), перегрев воды в резервуаре не снизил эффективность водонагреватель.Это связано с тем, что водонагреватель провел практически такое же количество времени при температурах ниже нормы, что и при температурах выше нормы, в результате чего эффективность стирки изменилась.

Второе решение предлагается компанией Sequentric, которая разработала блок управления OEM, который может быть встроен в водонагреватель, чтобы добавить возможность взаимодействия с сетью. Подход Sequentric добавляет резистивный нагревательный элемент с дистанционным управлением на дно резервуара для воды. В отличие от технологии Steffes, смесительный клапан не требуется, потому что температура никогда не превышает стандартные уровни ГВС. Поскольку вода в резервуаре будет естественным образом расслаиваться, коммунальное предприятие или агрегатор будет контролировать первоначально холодную воду на дне резервуара. Дистанционно управляемый резистивный элемент используется для предварительного нагрева этой холодной «подпиточной» воды до любой температуры, вплоть до стандартной температуры ГВС. Таким образом поддерживается постоянная температура ГВС на выходе. Кроме того, если нагревательный элемент, управляемый сетью, выходит из строя или двунаправленное управление водонагревателем теряется, клиент просто остается со стандартным, работающим электрическим водонагревателем ( Рисунок 3 ).

РИСУНОК 3: Органы управления водонагревателем

Технологии Steffes Corp. и Sequentric различаются подходом к регулированию температуры воды. Раствор Стеффеса нагревает воду в баке до температуры, превышающей стандартную температуру горячей воды (ГВС) (A). Затем он использует смесительный клапан на выходе для разбавления воды, понижая температуру до уровня ГВС. Технология Sequentric предварительно нагревает холодную «подпиточную» воду на дне резервуара, чтобы довести ее до стандартной температуры ГВС (B).Внутренние термостаты водонагревателя обеспечивают предохранительный ограничитель, никогда не позволяя температуре превышать заданное значение водонагревателя.

В дополнение к отдельным элементам управления водонагревателем, коммунальному предприятию или агрегатору потребуется программная служба для объединения GIWH в контролируемые парки. Это программное обеспечение должно отслеживать уровень заряда (температуру) отдельных водонагревателей, чтобы гарантировать, что каждый GIWH не перезаряжен (что приводит к более высоким температурам, чем предполагалось) или недозаряжен (что приводит к нехватке горячей воды, доступной для клиента) .

И Steffes Corp., и Sequentric имеют собственное программное обеспечение и могут использовать свои соответствующие средства управления для обеспечения управляемости парком GIWH. Конкурирующая служба агрегирования флота была разработана Service Logic совместно с Battelle Memorial Institute. Это предложение позволяет управлять любым типом водонагревателя, даже стандартными моделями электрического сопротивления, не предназначенными для взаимодействия с сетью.

Конечно, первостепенное значение имеет удовлетворение потребностей клиента в достаточном количестве горячей воды.На данный момент все известные нам тесты показали успех в этой области.

ТАК ДАЛЕЕ, НЕТ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ВЛИЯНИЯ НА КЛИЕНТОВ

В случае водонагревателей Steffes, управляемых с помощью программного обеспечения Steffes, пилотные испытания не показали какого-либо отрицательного воздействия потребителей на доступность горячей воды. В ходе полевых испытаний, проведенных Hawaiian Electric, главный вывод заключался в том, что «горячая вода всегда была доступна для конечного пользователя».

В ходе испытаний стандартных электрических резистивных водонагревателей с использованием программного обеспечения Service Logic и Battelle Memorial Institute, заявленных производителем, температура подаваемой воды в верхней части резервуара оставалась постоянной, несмотря на колебания температуры в нижней части резервуара (рис. 4 ).Однако мы не видели независимых подтверждений этих данных.

РИСУНОК 4: Результаты самостоятельного тестирования Service Logic’s и Battelle Memorial Institute

В ходе самоотчетных тестов Service Logic температура воды в верхней части резервуара (синяя линия) соответствует стандартной температуре горячей воды для бытового потребления. Температура воды на дне резервуара (оранжевая линия) колеблется в зависимости от включения / выключения резистивных элементов в резервуаре для воды (зеленая линия). Технология

Sequentric была протестирована Исследовательским институтом электроэнергетики и в настоящее время внедряется Hawaiian Electric, но нам еще предстоит увидеть результаты этих исследований.

ПОЛУЧЕНИЕ GIWHS В ДОМ КЛИЕНТОВ

Альтернативные бизнес-модели, такие как коммунальное предприятие или третья сторона, предоставляющая услугу, а не товар, могут оказаться полезными. В Канаде примерно 15 процентов всех водонагревателей в жилых домах принадлежат коммунальному предприятию или сторонним арендным компаниям и сдаются в аренду покупателям. Если коммунальное предприятие или третье лицо решат принять эту модель, они могут заменить существующий водонагреватель клиента на GIWH во время сбоя.При частоте отказов от 8 до 10 процентов в год для стандартных водонагревателей это приведет к распространению GIWH намного быстрее, чем рынок обеспечивал для предыдущих технологий (например, безбаквальных водонагревателей). Аренда водонагревателя дает много преимуществ:

• Неисправный водонагреватель часто можно заменить менее чем за 24 часа без предоплаты для клиента. Низкая ежемесячная плата (примерно 15 долларов США) за аренду водонагревателя часто более привлекательна для покупателя, чем высокие единовременные расходы на замену водонагревателя, установленного водопроводчиком.
• Сменный водонагреватель часто имеет резервуар для хранения воды большего размера, что позволяет клиенту получать горячую воду дольше, чем он, вероятно, имел раньше.
• Если водонагреватель протекает, любой ущерб может быть покрыт страховкой коммунального предприятия или третьей стороны вместо страховки домовладельца. ³

Был также разработан новый технологический стандарт, который может упростить процесс распространения. Стандарт 2045 ассоциации бытовой электроники — это, по сути, блок управления, который вставляется в совместимый стандартный водонагреватель и добавляет возможность взаимодействия с сетью (, рис. 5, ).Ценность этого стандарта двояка: он может поддерживать любую технологию связи (включая Wi-Fi, сотовую связь и радиочастоту), что делает интерфейс независимым от сетевой инфраструктуры коммунального предприятия или агрегатора. Это может снизить потребность в грузовых автомобилях (визитах технических специалистов по обслуживанию в дома клиентов), позволяя клиентам устанавливать надстройку самостоятельно, как только коммунальное предприятие или агрегатор и заказчик готовы добавить возможность взаимодействия с сетью.

РИСУНОК 5: Модульное управление связью

Стандарт Consumer Electronics Association 2045 предлагает коммунальным службам или агрегаторам устройство, не зависящее от связи, и потенциально может устранить необходимость в дорогостоящих поездках на грузовиках к дому клиента.

ЧТО ТЕПЕРЬ ПРОИСХОДИТ С GIWHS?

Great River Energy, компания по производству и передаче электроэнергии из Миннесоты, в настоящее время контролирует около 70 000 водонагревателей большой мощности для получения арбитражных выгод для своих клиентов. Кооператив заряжает GIWH ночью, когда цена на электроэнергию на оптовом рынке низка, экономя деньги своих клиентов и обеспечивая те же удобства. Dairyland Power Cooperative, еще одна генерирующая и передающая компания в Висконсине, также имеет большой парк водонагревателей, которые она использует для арбитража.Нам неизвестно о каких-либо коммунальных предприятиях или агрегаторах, которые в настоящее время контролируют GIWH для регулирования частоты, хотя PJM протестировала эту стратегию и обнаружила, что GIWH смогли успешно следовать сигналу регулирования.

Самым большим препятствием, с которым в настоящее время сталкивается рынок GIWH, является постановление Министерства энергетики США от 2012 года, согласно которому к 2015 году требуется поэтапный отказ от электрических водонагревателей большой емкости (более 55 галлонов) и замена HPWH. К сожалению, как упоминалось ранее, потенциальный доход от частотного регулирования HPWH составляет лишь одну восьмую от дохода стандартных электрических водонагревателей.Многие партии выступили против этого постановления Министерства энергетики США. В ответ Министерство энергетики предложило систему отказа, позволяющую производителям производить GIWH объемом более 55 галлонов. Однако предложенный отказ еще не принят. В письме PJM Interconnection в адрес Министерства энергетики, которое упоминалось ранее, от PJM Interconnection, RTO настоятельно призывает правительственное учреждение ускорить процесс принятия решений и закрепить систему отказа от прав. Статус процесса принятия решения доступен на сайте федеральных нормативных актов.

Банкноты

1

Скотт Бейкер (август 2014 г.), старший аналитик по бизнес-решениям, PJM Interconnection, 610-666-8980.

2

Леви Ривз, менеджер по корпоративному развитию, Service Logic, презентация в Альянсе по управлению пиковой нагрузкой, семинар «Обоснование идеи использования электрического водонагревателя в 2014 году» (14 апреля 2014 г.).

3

Даниэль Флор (10 июля 2014 г.), генеральный директор Sequentric Energy Systems, 704-817-2080.

.