Электрический котел для отопления частного дома: как выбрать

15.01.2018

В процессе строительства или обустройства частного дома его владельцы нередко предпочитают устанавливать в качестве ключевого механизма отопительной системы электрокотел. Такое решение представляется выгодным по нескольким причинам:

• изделие легко монтировать, настраивать и использовать, оно не нуждается в сложном и частом обслуживании;
• агрегат безопасен, экономичен и максимально эффективен в повседневной работе;
• система не занимает много места, считается экологичной и не требует постоянной закупки расходных материалов, топлива;
• в случае необходимости можно за счет котла решить сразу 2 проблемы: получение горячей воды для бытовых нужд и обогрев комнат.

Кроме всего вышеперечисленного, электрический котел для отопления частного дома считается более предпочтительным по причине высокого разнообразия его конструкций.

Каждый покупатель может найти решение для конкретных условий, идеально соответствующее его запросам.

Обычно выделяют три основных типа котлов электрических отопительных:

1. Наиболее популярные тэновые модули, обеспечивающие трансформацию энергии тока в тепловую.
2. Электродные конструкции, получившие статус инновационных и базирующиеся на ионизации воды.
3. Дорогие индукционные установки, обеспечивающие высокие мощности и требующие выделения под их размещение отдельной комнаты.

Российский потребитель отдает стабильное предпочтение системам на ТЭНах, объясняя это доступностью данных изделий и привычкой эксплуатировать их в быту. Подобные установки бывают одно- и двухконтурными. Первые работают только на обогрев, вторые – еще и на горячее водоснабжение.

В процессе приобретения систем обеспечения зданий теплом принято ориентироваться на КПД, однако, в случае с электрокотлами эта практика несостоятельна, поскольку подавляющее большинство моделей, представленных в этом классе, априори демонстрирует высокий коэффициент полезного действия: в диапазоне от 95 до 98%.

В этой связи специалисты рекомендуют обращать внимание на другие важные характеристики техники.

1. Принципиальное значение имеет мощность котла отопления в доме. Именно от нее зависит, какого размера пространство способен обогреть агрегат. Этот показатель может колебаться в пределах от 2 до 60 киловатт в зависимости от комплектации и устройства котла. Расчет мощности следует производить особо тщательно, принимая во внимание специфику местного климата, площадь дома и материалы, из которых он построен, степень теплоизоляции конструкции, наличие у нее вентиляции, а также число и размеры имеющихся окон и дверей.
2. Наличие у установки эффективной системы управления (например, в виде термостата) позволяет сделать ее более практичной и функциональной, потребляющей минимальное количество электроэнергии.
3. Прежде, чем устанавливать котлы отопления электрические для дома, нужно убедиться в их соответствии местной электросети. Так, если приобретается теплосистема высокой мощности, то ей потребуется 380 Вольт напряжения, что далеко не в каждом частном доме можно с легкостью получить. Возможно, придется отказаться от сложной конструкции, выбрав взамен более простое однофазное решение на 220 Вольт.

Выбирая электрокотел для отопления, стоит обращать внимание на бренд и комплектацию, наличие документации и гарантий от производителя. Больше всего шансов на долговечное функционирование имеется у сложных систем, выпускаемых авторитетными компаниями. При этом, желательно, чтобы котел был оборудован фильтрами, расширительными баками, набором термодатчиков, циркуляционным насосом и тому подобными элементами, превращающими его из простого нагревателя воды в совершенную самодостаточную систему, способную быстро откликаться на нужды пользователей.




Ирина Гладких

профессиональный консультант

Я даю свое согласие на обработку моих персональных данных

Для продолжения необходимо войти
в ваш аккаунт на сайте

Войти

Регистрация

Котел электрический для отопления частного дома.

Рекомендации по выбору

Содержание

1. Котел электрический для отопления частного дома. Рекомендации по выбору
2. Электрогазовый котел для отопления частного дома. Производители, характеристики и дизайн
3. Двухконтурный электрический котел для отопления частного дома. Виды двухконтурных котлов
4. Котёл электрический отопительный энергосберегающий. Особенности электрического энергосберегающего котла
   • Устройство
   • Принцип работы
5. Видео отопление дома электричеством, электрокотел

Котел электрический для отопления частного дома. Рекомендации по выбору

Почему люди выбирают данные устройства? Очевидно, что все дело в преимуществах перед газовыми и дровяными аналогами.

Плюсы электрической системы отопления:

• Нет необходимости монтировать дымоход для отвода продуктов горения, подключать дополнительную вентиляцию. Соответственно ограничения по установке и согласованию с органами ЖКХ отсутствуют.
• Удобство управления и программирования режимов. Приборы для отопления позволяют задать требуемую температуру теплоносителя или воздуха на внешнем датчике.
• Возможность пользования дифференцированной тарифной сеткой. То есть днем стоимость электричества дороже, ночью, когда проходит пик потребления – дешевле на 40-60 %. Если в комплект к котлу приобрести термоаккумуляторы, то выйдет сэкономить, запасая тепло ночью и расходуя его днем.
• Безопасность. Риск вскипания системы и взрыва сведен к нулю.

Отопление дома электрическим котлом имеет следующие недостатки:

• Высокая стоимость электричества.
• Постоянные скачки напряжения выводят из строя автоматику. Как результат – скорое размораживание и повреждение всей конструкции отопления.

Перечислим основные параметры и технические характеристики котлов для систем отопления, от которых зависит выбор:

• Производитель. Лучше рассматривать продукцию известных марок. Концерны имеют обширную сеть сервис-центров, которые обеспечат скорый и качественный ремонт.
• Мощность. Прежде чем идти в магазин, не забудьте провести ее правильный расчет в соответствии с уровнем теплопотерь дома.
• КПД – не менее 95 %. Электроэнергия – самое дорогое топливо, поэтому производительность должна быть максимальной.
• Группа безопасности. Обязательны: ограничение температуры термоносителя (до +85 ºC), защита от перегрева, сухого хода, датчики давления и другие.
• Количество контуров. Одноконтурные котлы следует использовать строго по назначению, а для ГВС приобретать отдельные накопительные бойлеры или косвенного нагрева.
• Дополнительное оборудование. В обвязку котла большой мощности нужно включать теплоаккумулятор, стабилизатор, а если в районе часто отключают электричество, то и генераторы на дизельном или бензиновом топливе. Риск выхода из строя системы отопления сводится к нулю.

Перефразируя известных авторов, можно сказать, что электрические котлы – это не роскошь, а средство обогрева в условиях суровой российской зимы.

Электрогазовый котел для отопления частного дома. Производители, характеристики и дизайн

Комбинированное отопительное оборудование на российском рынке представлено продукцией отечественных и зарубежных производителей. Одними из наиболее популярных являются:

• Navien (Корея)
• CTC (Швеция)
• Геркулес (Россия)

Начнем рассмотрение с корейской продукции. Газово-электрические котлы компании Navien полностью адаптированы для работы в условиях России. Они легко справляются с перепадами напряжения в сети, не реагируют на снижение давления в газовой магистрали. Применение такой техники позволяет экономить средства на эксплуатации за счет небольшого расхода газа. Они имеют высокую степень защиты, а схемы электро-газовых котлов делают их совершенно безопасными в эксплуатации. Режимы работы аппарата задаются в программным способом и могут быть выбраны самостоятельно.

Котлы корейской компании имеют оптимальное соответствие цены и качества. Наличие в комплектации специального чипа, защищающего устройство от перепадов напряжения, существенно продлевает срок службы аппарата, а также предотвращает его поломку. Работа этого котла настроена таким образом, что происходит адаптация к условиям в конкретном помещении, что позволяет экономить топливо. Наличие дистанционного пульта управления позволяет контролировать работу устройства на расстоянии.

Электро-газовый котел российского производителя под маркой Геркулес – может применяться для обогрева помещений до 300 м². Продукция компании представлена широким модельным рядом. В него входят образцы с различной комплектацией, в зависимости от энергоносителя и функциональных особенностей аппарата. Они имеют два контура и способны не только обогревать помещение, но и снабжать жильцов горячей водой, не подключая при этом дополнительных газовых водонагревательных горелок. Контур ГВС в таких котлах имеет защитное покрытие, увеличивающее срок его эксплуатации.

Аппарат шведского производителя имеет мощность в 45 кВт, и способен обогревать помещения площадью до 500 м².

Котел газово-электрический СТС – это модель, способная работать на любом из существующих видов топлива. Его отличительной особенностью является оснащение ТЭНами, мощностью 15,75 кВт. Наличие внутренней системы автоматики позволяет поддерживать температуру воды на постоянном уровне. При необходимости в схемы котлов могут включаться программирующие устройства, позволяющие регулировать работу в зависимости от уличной температуры.

Наличие в комплектации теплообменного узла позволяет приготавливать до 730 л воды в час.

Достоинствами данного аппарата являются:

• Легкий доступ для очистки дымовых каналов
• Контроль превышения температуры
• Возможность отключения насоса и горелки в случае необходимости

Рассмотрев возможности трех моделей комбинированных котлов от различных производителей, можно сделать правильный выбор. Он должен основываться на размерах помещения, его теплоизоляционных свойствах и наличии необходимой суммы денежных средств.

Двухконтурный электрический котел для отопления частного дома. Виды двухконтурных котлов

Двухконтурные электрические котлы могут снабжаться разными нагревательными элементами, но чтобы совместить функции отопления и нагрева воды можно использовать только модели, в конструкции которых расположены ТЭНы.

Остальные разновидности требуют монтажа электрического бойлера косвенного нагрева для бесперебойного ГВС.

Традиционным типом котлов являются электроприборы с ТЭНовой конструкцией. Эти детали выполнены из керамических материалов или металла и обладают формой стержней, спирали или изогнутого прута с нитью сопротивления внутри. Их задача заключается в снабжении потребителей горячей водой путем ее нагрева.

Агрегат работает по принципу преобразования электричества в тепловую энергию и нагревается от стенок герметического корпуса. Ключевым минусом подобного оборудования является быстрый износ и потеря эффективности работы. Это объясняется образованием накипи.

Так, если на внутренних поверхностях появится налет извести толщиной 0,5 мм, показатели КПД снизятся на 10% от стандартных. При появлении слоя в 2 мм – на 35-40%.

Из-за таких явлений система перестанет эффективно нагревать воду, а расход электрической энергии стремительно возрастет. Чтобы предотвратить подобные последствия, нужно регулярно чистить оборудование и выполнять замену расходных деталей. А для продления эксплуатационного срока понадобится монтаж очищающих фильтров или использование смягчающих добавок.

Электрические двухконтурные котлы для отопления частного дома с ТЭНом нуждаются в регулярном обслуживании , поскольку от этого зависит их безопасность и надежность. В процессе интенсивного применения нагревательные элементы изнашиваются и перегорают.

Индукционные двухконтурные электрокотлы функционируют по принципам магнитной индукции, позволяющей использовать электроэнергию для создания тепла. Под корпусом агрегатов расположен первичный контур с индуктивной катушкой, формирующей переменное магнитное поле.

Индукционные электрокотлы. Источник фото: dmir.ru

Под таким воздействием происходит образование вихревых токов (еще их называют токи Фухо), которые способствуют нагреву металлических поверхностей и передают тепловой потенциал теплоносителю.

К преимуществам индукционных установок следует отнести:

1. Высокие показатели КПД – 98-99%.
2. Обширную обогреваемую площадь и интенсивную передачу тепла.
3. Отсутствие накипи на нагревательных элементах.
4. Полную автономность без необходимости сервисного обслуживания.
5. Возможность использования в качестве теплоносителя продуктов нефтеперерабатывающей промышленности и масел.

Минусом таких приборов является их дороговизна и необходимость установки бойлера косвенного нагрева или накопительных резервуаров, снабжающих постройку горячей водой. Даже при массе плюсов, индукционные электрические котлы отопления уступают традиционным разновидностям с ТЭНами и не пользуются широким спросом.

Установки с электродными нагревателями задействуют в своей работе высокую теплопроводность воды. Под корпусом установлены электроды со значениями « плюс» и «минус », которые вырабатывают электричество.

Для нагрева используется энергия, выделяемая за счет расщепления молекул на заряженные ионы и их передвижения к электроду. Подобная технология обеспечивает практически мгновенный нагрев воды в резервуаре.

Двухконтурный электрический котел электродного типа обладает такими достоинствами:

1. Нагрев воды осуществляется в 10 раз быстрее.
2. Расход электрической энергии сокращается на 20-30%.
3. Оборудование характеризуется компактными габаритами и высокой мощностью.
4. Системе не страшны перепады напряжения.

Однако кроме плюсов, у электродных котлов имеются и недостатки, которые негативно сказываются на их популярности. Такой тип систем востребован только для отопления дома, а чтобы обеспечить бесперебойное ГВС, нужно дооборудовать контур путем монтажа бойлера косвенного нагрева.

Такие модели отличаются требовательностью к составу теплоносителя. Применять в его качестве простую водопроводную жидкость категорически запрещено. Вода должна быть дистиллированной со сбалансированным содержанием солей.

Чтобы повысить степень безопасности использования, котел оснащается автоматизированными элементами, которые стоят достаточно дорого. К ним относится:

1. Циркуляционный насос.
2. Электронный регулятор температуры.
3. Контроллер тока.

Котёл электрический отопительный энергосберегающий. Особенности электрического энергосберегающего котла

Нет запаха и гари, нет открытого огня и не нужен дымоход — это основные плюсы по сравнению с другими системами. Электрический отопительный энергосберегающий котел удобен для тех, кто уже сделал ремонт или не собирается его делать в ближайшее время. Для оборудования не надо искать подсобное помещение в доме или место для подземного резервуара на участке. Наконец, тем, кто приезжает на дачу по выходным, нужно, чтобы дом быстро нагрелся.

Есть другие особенности, которые делают электрический агрегат привлекательным:

• приемлемая цена;
• бесшумная работа;
• КПД у некоторых моделей достигает 98 %;
• простота установки, возможность монтажа даже там, где была другая система, и уже есть трубы и радиаторы;
• работа в автоматическом режиме.

Единственный недостаток — это зависимость от напряжения. При аварии на подстанции можно остаться без света и тепла.

На такой случай в частном доме можно предусмотреть небольшую дровяную конвекционную печь. Она работает на твердом топливе, но благодаря специальному устройству (трубам, которые опоясывают топливную камеру) быстро нагревает воздух.

Устройство

Устройство электрокотла достаточно простое. Электричество ничего не весит, ему не нужны дополнительные объемы. Система крепится прямо к трубам, поэтому ее можно устанавливать в маленьких помещениях. Она не занимает много места. Нагрев топлива происходит быстро, благодаря отсутствию промежуточных элементов. Единственное оборудование, которое может потребоваться сверх штатно комплектуемого, это циркуляционный насос. Если теплоноситель надо раздавать на несколько помещений, то естественного напора будет недостаточно.

Принцип работы

Все электрические нагреватели работают по одному принципу: они преобразуют электрическую энергию в тепловую. Они полностью автоматизированы, в отличие от твердотопливных, где, грубо говоря, надо подкидывать дрова, или газовых, где требуется следить за наполнением резервуара (если дом не подключен к магистральному газоснабжению).

Эффект энергосбережения появляется после выполнения следующих действий:

• автоматика следит, чтобы система не перегревалась и отключает элементы при достижении определенной температуры;
• теплоноситель весь прогревается еще в котле;
• работа начинается с плавного старта;
• используются высокоэффективные энергосберегающие радиаторы.

Кроме того, для электрического котла характерны простота конструкции и современные материалы изготовления.

Видео отопление дома электричеством, электрокотел

Электроотопление или газовое отопление — что дешевле?

Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

(Изображение предоставлено Getty Images)

Учитывая, что этой зимой счета за электроэнергию стали тяжелым испытанием для США, сравнение стоимости электрического и газового отопления может стать важным решением для домовладельцев, стремящихся сэкономить деньги.

Более холодная зимняя погода и глобальный энергетический шок вызывают беспокойство у потребителей отопления жилых помещений. Министерство энергетики США прогнозирует, что этой зимой счета за отопление подскочат  28 % для природного газа, 27 % для мазута, 10 % для электричества и 5 % для пропана.

Если вам, как и большинству людей, интересно узнать, как сократить расходы на электроэнергию — есть ли разница между электрическим и газовым отоплением, если речь идет о счетах домовладельца?

Электрическое тепло: стоимость эксплуатации

По данным Управления энергетической информации США (EIA), средняя стоимость электроэнергии в США составляет 15,64 цента за киловатт-час или кВтч. EIA прогнозирует, что расходы на электрическое отопление для домовладельцев в США зимой 2022-2023 годов составят в среднем 1359 долларов, что на 10% больше, чем прошлой зимой.

Подпишитесь на Kiplinger’s Personal Finance

Будьте умнее и лучше информированным инвестором.

Экономьте до 74%

Подпишитесь на бесплатные электронные информационные бюллетени Kiplinger

Получайте прибыль и процветайте благодаря лучшим советам экспертов по инвестициям, налогам, пенсионному обеспечению, личным финансам и многому другому прямо на вашу электронную почту.

Прибыль и процветание благодаря лучшим советам экспертов – прямо на вашу электронную почту.

Что касается региональных различий в США, расходы на электрическое отопление составят в среднем 1400-1700 долларов США во всех регионах, кроме юга, где они составят примерно 1250 долларов США.

The Efficiency Maine Trust (открывается в новой вкладке) предоставляет следующую разбивку затрат на системы электрического отопления: 

Проведите по экрану для прокрутки по горизонтали

6 Система отопления555

Тип топлива (ед.)	Стоимость доставки единицы	Ежегодная стоимость
Электрический (кВтч)	0,23	Геотермальный тепловой насос	$ 1 681
Electric (KWH)	0.23
Electric (KWH)	0,2
Electric (KWH)	0,2
Electric (KWH)
. 0049	Тепловой насос (без воздуховодов)	$ 2297
Электрический (кВтч)	0,23	Тепловой насос (дюйм)	$ 2 871
$ 2 871
	$ 2 871
	$ 2 871
	$ 2871
. $ 6202
Ряд 4 – ячейка 0	Ряд 4 – ячейка 1	Ряд 4 – ячейка 2	Ряд 4 – ячейка 3

Согласно Департаменту энергетики США (Opens In New Tab. ) (DOE), установка более энергоэффективного электрического теплового насоса может значительно снизить потребление энергии в вашем доме по сравнению с традиционным электрическим отоплением, таким как печи и плинтусные обогреватели. Наиболее распространенный тип, канальные воздушные тепловые насосы, снижает потребление энергии примерно на 50%. Более дорогие варианты, такие как геотермальные тепловые насосы, могут снизить потребление энергии до 60%. Этот тип обновления экономит вам ежемесячно, но вы должны включить значительные авансовые затраты на установку в расчеты вашего счета.

Однако Американский совет по энергоэффективной экономике сообщает, что тепловые насосы могут не обеспечивать достаточного количества тепла в особенно холодных северных регионах, что приводит к необходимости использования альтернативных источников топлива и увеличению счетов. Кроме того, согласно данным Министерства энергетики, многие домовладельцы не смогут использовать наиболее эффективный тип геотермального теплового насоса, который требует рытья большой траншеи рядом с домом или под ним (открывается в новой вкладке).

Газовое отопление: стоимость эксплуатации

По оценкам EIA (открывается в новой вкладке), дома, отапливаемые природным газом, будут стоить около 9 долларов США. 30 этой зимой, на 28% больше, чем прошлой зимой. Это прогнозируемое увеличение связано как с более высокими ожидаемыми ценами, так и с потреблением.

Отчет EIA также показывает, что домохозяйства, отапливаемые газом, на Северо-Востоке и Среднем Западе, по прогнозам, будут платить от 1000 до 1100 долларов за сезон, в зависимости от более низких температур и более высокого спроса, в то время как дома на Западе и Юге будут платить от 700 до 800 долларов.

The Efficiency Maine Trust (открывается в новой вкладке) предоставляет следующую разбивку стоимости систем газового отопления:

Смайся до прокрутки горизонтально

Природный газ (therm) 9 040480048 1. 91

Тип топлива (единицы)	Стоимость за единицу.	$ 2,122
Природный газ (терм)	1,91	Комнатный обогреватель, природный газ	$ 2,169
Natural Gas Furnace	$ 2,362
Row 3 – Cell 0	Row 3 – Cell 1	Row 3 – Cell 2	Row 3 – Cell 3

The verdict

Наиболее распространенные системы электрического отопления имеют более высокие ежемесячные эксплуатационные расходы по сравнению с наиболее распространенными системами, работающими на природном газе, согласно последним статистическим данным правительства США.

Хотя геотермальные электрические тепловые насосы могут сэкономить вам деньги по сравнению с наиболее экономичными котлами, работающими на природном газе, они сопряжены со значительными затратами на установку и могут быть недостаточными для полного обогрева вашего дома, в зависимости от вашего региона. А геотермальные системы даже не вариант для домовладельцев без земли для подземной траншеи.

В долгосрочной перспективе правильно обслуживаемая система котлов, работающих на природном газе, является наиболее экономичным вариантом для среднего домовладельца в США. .

• Если вы используете только определенные комнаты в вашем доме, попробуйте использовать точечный обогрев, а не всю домашнюю систему.
• Поддерживайте настройку термостата на уровне 68 градусов большую часть каждого зимнего дня.
• Подумайте о том, чтобы провести домашнюю энергетическую проверку, чтобы определить решения, которые оптимизируют эффективность и комфорт.
• После проведения аудита примените исправления, такие как герметизация, изоляция, изоляция и замена воздушного фильтра.
• Не забудьте получить налоговые льготы по энергоэффективности в соответствии с Законом о снижении инфляции от 2022 года.

  Связанный контент

  • Цены на жидкое топливо для отопления домов в США
  • Электрические обогреватели или радиаторы: лучше точечное отопление или обогрев всего дома?
  • Тепловые насосы или солнечные батареи
  • Духовка или фритюрница
  • Микроволны или фритюрница
  • Дровяная печь или центральное отопление
  • Руководство Киплингера о том, как сэкономить на счетах за коммунальные услуги.

  Бен Демерс управляет взаимодействием с аудиторией в Kiplinger, информируя читателей с помощью широкого спектра контента о личных финансах в социальных сетях, статей, электронных информационных бюллетеней, синдицированного контента и видео. Он увлечен тем, что помогает людям вести лучшую жизнь с помощью разумного финансового поведения, особенно экономя деньги дома и избегая мошенничества и кражи личных данных. Бен получил диплом MPS. из Джорджтаунского университета и степень бакалавра гуманитарных наук. из колледжа Вассар. Он присоединился к Kiplinger в мае 2017 года.0003

  Огромные тепловые насосы согревают города

  Загрузка

  Планета Будущего | Возобновляемая энергия

  (Изображение предоставлено: AerialPerspective/Getty Images)

  Автор: Эви Тауненд, 2 февраля 2023 г. – отапливать дома.

  I

  Еще одно резкое похолодание, и поля Корнуолла на юго-западе Англии покрыты снегом. Но на ветреном переулке дом Кери Симмонс очень теплый. Ее гостиная представляет собой джунгли с висящими растениями, а из кухни можно увидеть обшитую деревом студию, где Симмонс работает учителем воздушной йоги. «Мне не только приятно иметь теплый дом, но и важно для моих клиентов», — говорит она.

  Отдаленная деревня Ститианс, недалеко от самой юго-западной оконечности материковой части Великобритании, где живет семья Симмонс, стала маловероятным рубежом в гонке за обезуглероживание отопления. Он тестирует новый подход к низкоуглеродному отоплению, который может стать ключом к быстрому расширению, необходимому во всем мире.

  В рамках проекта устраняются препятствия, с которыми сталкиваются отдельные домовладельцы, и разрабатывается система теплового насоса, которая может быть доставлена ​​на улицы, города и поселки. При этом он может стать моделью для городских пространств по всему миру, которые думают о том, как быстро и эффективно обезуглероживать свои тепловые системы.

  Вам также могут понравиться:

  • Энергетический кризис: как жизнь в холодном доме влияет на ваше здоровье
  • Как затопленные угольные шахты могут обогревать дома
  • Как песчаная батарея может преобразовать чистую энергию

  Сегодня в Великобритании 74% людей отапливают свои дома с помощью газовых котлов, а остальное составляют в основном электрические обогреватели и мазут. Это приводит к тому, что на сектор отопления приходится треть выбросов парниковых газов в Великобритании, что сопоставимо с выбросами всех бензиновых и дизельных автомобилей. Аналогичные значения наблюдаются в США, где около половины тепла приходится на газ.

  Чтобы ограничить глобальное потепление, необходимо кардинально изменить ситуацию, и во многих местах это означает установку большего количества тепловых насосов. К 2030 году около четверти британских зданий должны отапливаться с их помощью, по данным консультативного органа правительства Великобритании по климату, а к 2050 году этот показатель вырастет до 52%. исследования в Центре глобальной энергетической политики Колумбийского университета. В одном исследовании, проведенном в Сан-Франциско, тепловые насосы названы «единственным наиболее действенным рычагом» сокращения выбросов.

  Вместо сжигания топлива тепловые насосы концентрируют тепловую энергию, уже присутствующую в воздухе, земле или воде, и перекачивают ее через трубы и радиаторы здания.

  Они делают это с невероятной эффективностью, преобразуя 1 киловатт (кВт) электроэнергии в 3-5кВт тепла, в отличие от 1кВт для прямого электрического нагревателя и 0,9кВт для газового котла. Это означает, что они обеспечивают практически «бесплатное тепло», говорит Лотт. Однако, как и в случае со всеми системами отопления, эффективность зависит от того, насколько хорошо здание изолировано, чтобы свести к минимуму потери тепла, отмечает она.

  Если источник электроэнергии возобновляемый, тепловые насосы сами по себе не выделяют углерод. В Великобритании почти половина электроэнергии, поставляемой в национальную сеть, поступает из возобновляемых источников по сравнению с 20% в США. Обе страны стремятся к резкому увеличению этих процентных показателей.

  Тепловой насос Кери Симмонс рядом с ее домом теперь снабжает ее теплом и горячей водой из сети труб под улицей (Фото: Эви Тауненд) как могут работать геотермальные тепловые насосы.

  Геотермальные тепловые насосы более эффективны, чем их воздушные аналоги. Это связано с тем, что грунт имеет постоянную температуру. Большинство геотермальных тепловых насосов имеют вертикальный трубопровод, который требует бурения глубокой и дорогостоящей скважины на глубину 60-200 м (200-650 футов) в землю. В качестве альтернативы они могут использовать горизонтальную петлю, которая гораздо мельче в земле, но требует большой площади поверхности, которой нет у большинства людей, особенно в городах.

  Более того, установка тепловых насосов, как правило, является обязанностью отдельных домовладельцев. Несмотря на такие стимулы, как Схема модернизации котлов Великобритании и федеральные налоговые льготы США в соответствии с Законом Байдена о снижении инфляции, остаются значительные препятствия для широкого внедрения. Часто отсутствует понимание и осведомленность о технологии, что в сочетании с большими первоначальными затратами и небольшим количеством обученных монтажников может помешать домовладельцам внести изменения. Архитектура также может быть барьером: домам просто нужно достаточное пространство на открытом воздухе для установки тепловых насосов, чего явно не хватает в квартирах и плотных городских условиях.

  Однако вместо того, чтобы в каждом доме бурить одну скважину для одного теплового насоса, Heat the Streets использует более 200 скважин, пробуренных на глубине 100 м (330 футов) под улицей, связанных с огромной коммунальной сетью горизонтальных подземных труб чуть ниже уровня улицы, известных в качестве теплотрассы.

  Глицерин – нетоксичная вязкая жидкость без запаха – пропускается вертикально через скважины для поглощения тепла, а затем циркулирует по этим горизонтальным трубам, которые, в свою очередь, снабжают тепловые насосы в отдельных домах по всей улице и, в конечном итоге, весь район.

  Тепловые насосы – размером не больше обычного газового котла – устанавливаются либо внутри, либо снаружи отдельных домов, в зависимости от размера объекта, пригодности и предпочтений владельца.

  Всего в нескольких метрах от поверхности Корнуолла земля имеет постоянную температуру около 11°C (52°F) из-за поглощения солнечного света на протяжении тысячелетий, говорит Макс Бриджер, руководитель проекта Heat the Streets, и именно это тепло собирает тепломагистраль.

  Тепловые насосы работают более эффективно, если здания изолированы для минимизации потерь тепла (Фото: sturti/Getty Images)

  Затем тепловые насосы выполняют еще одну серию обменов, сжатия и испарения, в результате чего температура достигает примерно 50°C (122°F). Наконец, это тепло передается воде, которая прокачивается по специально модернизированным трубам и радиаторам дома.

  Kensa Utilities, компания, отвечающая за установку сети в Ститиане, останется владельцем инфраструктуры. Для жителей подключение к тепломагистрали работает так же, как и к другим коммунальным услугам, таким как широкополосный доступ или вода. Жильцы владеют своими тепловыми насосами и платят за подключение, чтобы присоединиться к ним, когда они будут готовы.

  «Когда [газовый] котел сломается, теперь будет альтернатива простой его замене. Но эта система также означает, что людям не нужно финансировать большие первоначальные затраты на инфраструктуру или подключать все сразу», — говорит Бриджер.

  Геотермальные тепловые насосы обеспечивают отопление и горячее водоснабжение дома, а также сокращают выбросы парниковых газов на 70%. Жители полностью контролируют свое отопление и могут менять поставщиков энергии, когда захотят.

  Дом Симмонса был оборудован тепловым насосом, который делит тепловую магистраль с несколькими соседями. На внутренние и внешние работы ушло около недели, и «на самом деле это не было слишком разрушительным или шумным», — говорит она. Водяной цилиндр, спрятанный в старом бельевом шкафу, почти такого же размера, как средний бойлер.

  В конечном итоге она планирует использовать свои солнечные панели, которые в настоящее время настроены для продажи электроэнергии в Национальную энергосистему, для прямого питания теплового насоса, что, по ее словам, сделает ее дом почти полностью самодостаточным.

  Рабочие работают на буровой установке для бурения скважины в Энфилде, Лондон, где они устанавливают геотермальные тепловые насосы в многоэтажных квартирах (Фото: Kensa Utilities) ограничено одноэтажными домами, такими как Simmons. Другой проект Kensa в Энфилде, Лондон, предусматривает установку геотермальных тепловых насосов в многоэтажных квартирах.

  Теплотрассы проложены под каждым из восьми многоквартирных домов, всего на 400 квартир, с использованием автостоянок для бурения необходимых скважин.

  Вертикальная шахта, которая используется для транспортировки других коммуникаций по всему зданию, известная как служебный стояк, позволяет технологии, используемой в Stithians, работать для многоэтажных зданий, говорит Бриджер. Он добавляет, что при небольших площадях модернизация каждой квартиры тепловым насосом «обувной коробки» может обеспечить достаточное количество тепла при минимизации пространства, занимаемого внутри.

  Будущее тепловых насосов в высотных зданиях привлекает все большее внимание во всем мире. В Нью-Йорке именно воздушные тепловые насосы стали центром усилий по обезуглероживанию 6000 городских высотных зданий.

  В настоящее время в большинстве из них имеется один большой газовый котел, который управляет обогревом всего здания. В каждой отдельной квартире также используется кондиционер, прикрепленный к наружному окну, который работает отдельно от системы отопления.

  В 2021 году Жилищная ассоциация города Нью-Йорка запустила конкурс «Чистое тепло для всех» — конкурс, направленный на поощрение отраслевых инноваций в соответствии с предстоящим местным законом, который с 2024 года ограничит выбросы парниковых газов зданиями. Дизайн, ставший победителем Лотт говорит, что это воздушный тепловой насос, который висит «как кофры для лошадей» у основания окон квартир, не блокируя свет и не занимая места внутри квартир.

  «Прелесть тепловых насосов в том, что они могут как обогревать, так и охлаждать помещения, используя тот же процесс в обратном порядке», — добавляет Лотт. «Это один модульный блок, выполняющий две функции».

  Проект также позволит квартирам самостоятельно управлять отоплением и охлаждением. «Это более эффективно, потому что у вас есть возможность обустроить свою квартиру так, как вам удобно, так что зимой в перегретых квартирах больше не будет распахнутых окон», — говорит Лотт.

  Новые тепловые насосы будут развернуты в этом году для испытаний в Woodside Houses, комплексе из 20 кирпичных зданий в Квинсе, где жители остались без отопления и горячей воды прошлой зимой после урагана Ида.

  Хотя не ожидается, что местная сетевая инфраструктура будет нуждаться в немедленной модернизации, повышенный спрос на электроэнергию является важным фактором при более широком использовании тепловых насосов в целом.

  Ян Розенов, директор европейских программ в рамках Проекта содействия регулированию (RAP), говорит, что в Великобритании в следующие 20-30 лет нагрузка на энергосистему может удвоиться или даже утроиться. «Потребуются способы хранения электроэнергии, отличные от больших аккумуляторов в домах людей, например, на старых электростанциях».

  Сеть централизованного теплоснабжения Стокгольма снабжает электроэнергией 800 000 домов с использованием промышленных тепловых насосов и других источников тепла (Фото: Christine Olsson/Getty Images) низкоуглеродный мир: централизованное теплоснабжение.

  По сути, сети централизованного теплоснабжения «просто бьют по пустым сосудам, соединяющим дома», — говорит Дэвид Барнс, эксперт по обезуглероживанию тепла из Университета Лидса. «Как вы получаете тепловую энергию в эту тепловую сеть, это связанный, но отдельный вопрос».

  Централизованное отопление процветало в странах Северной Европы во время нефтяного кризиса 1970-х годов, но системы в основном работали за счет сжигания ископаемого топлива на крупных комбинированных теплоэлектростанциях. Тем не менее, такая конструкция единой централизованной системы может значительно упростить переключение значительного числа домов на низкоуглеродное отопление — без необходимости «вырывать из строя» тысячи котлов, говорит Барнс.

  Количество углерода

  Например, сеть централизованного теплоснабжения Стокгольма имеет 3000 км (1860 миль) труб и в настоящее время снабжает электроэнергией 800 000 домов с помощью тепловых насосов промышленного масштаба, которые улавливают тепло из бытовых сточных вод, центров обработки данных и морской воды, а также сжигают неперерабатываемые отходы и лесное биотопливо.

  В модели «Обогрейте улицы» в Стифиансе используется «центральное теплоснабжение пятого поколения» — локализованная сеть в сочетании с технологией тепловых насосов. «Преимущество такого проекта «улица за улицей» заключается в том, что он позволяет сосредоточиться на любых энергоресурсах, которые находятся поблизости, чтобы обеспечить наилучшее соответствие», — говорит Кэролайн Хаглунд Стигнор, исследователь в области энергетических технологий из Исследовательского института Rise в Швеции. «Вы начинаете с малого, а затем постепенно наращиваете», — говорит она.

  Это может позволить использовать более инновационные методы получения тепла, такие как сеть в Ислингтоне, использующая тепло от горячих потоков из туннелей лондонского метро или паводковых вод в старых шахтах.

  Однако в Великобритании недостаточно осведомлены и не регулируются вопросы централизованного теплоснабжения, что задерживает его расширение, говорит Барнс.

  Правительство Великобритании обязалось определить зоны тепловых сетей не позднее 2025 года, которые будут располагать тепловые сети в лучших местах и ​​обязать людей подключаться к ним. Это поможет сделать бизнес-модель строительства тепловых сетей более финансово жизнеспособной, объясняет Барнс, поскольку у частных инвесторов будет больше уверенности в том, что люди будут ими пользоваться.

  Этот тип крупномасштабных работ можно координировать с другими наземными работами, такими как кабели для точек зарядки электромобилей, чтобы уменьшить сбои, говорит Розенов. Но эти развертывания на местном уровне требуют «радикальных изменений» в планировании, которые еще не отражены в политике или инфраструктуре, добавляет он.

  Воздушные тепловые насосы гораздо чаще можно увидеть в индивидуальных домах, чем в многоквартирных домах. (Источник: Mark Morgan/Alamy) Он наиболее подходит для густонаселенных районов из-за значительных теплопотерь, возникающих при транспортировке воды с высокой температурой на большие расстояния.

  Централизованное отопление уже существует в некоторых городах США, таких как Милуоки и Балтимор, но в стране не такая плотность населения, как в Великобритании и большей части Западной Европы, за некоторыми исключениями, говорит Лотт. «Для большей части США мы говорим об обогреве отдельных зданий, поэтому сети централизованного теплоснабжения не имеют смысла. [Индивидуальные] тепловые насосы, как воздушные, так и наземные, являются для нас гораздо лучшим вариантом».

  Путь к обезуглероженному отоплению непрост, но тепловые насосы — это одна из технологий, более или менее готовая и ожидающая, пока можно преодолеть барьеры затрат. Но даже несмотря на то, что над энергетической безопасностью, ценами на топливо и экстремальными погодными условиями, связанными с климатом, висят знаки вопроса, студия йоги в семейном доме Симмонсов кажется привлекательным местом для преодоления неопределенности.

  —

  Join one million Future fans by liking us on Facebook , or follow us on Twitter or Instagram .

  Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельный информационный бюллетень bbc.