Отопление в частном доме без газа: Отопление загородного дома без газа. 9+способов | RoofKey.ru – Кровля под ключ

Содержание

Отопление частного дома без газа и электричества. Какие есть варианты?

При современных ценах на услуги ЖКХ, электричество и отсутствии газа в ближайшей перспективе для большинства владельцев частных домов остро встаёт вопрос, как в холодное время года организовать отопление своего жилища, чтобы можно было хоть что-то сэкономить. Проблема экономии своих доходов при низком уровне заработной платы и угрожающей безработице из года в год становится всё актуальней для многих социальных слоёв нашего общества. Рассмотрим имеющиеся варианты решения задач в вопросе отопления частных застроек без газа и варианты без электричества. При этом рассматриваются и дешёвые, и дорогие способы отопления (нередки случаи, когда стоит вопрос не столько экономический, сколько практический — нет ни достаточного выделенного электричества, ни газа поблизости).

Дешевые варианты

К относительно дешёвым видам отопления своего жилища без газа и электричества можно отнести печное и самотечное. К последнему виду относятся довольно популярные схемы отопления, получившие название «Ленинградка» и «Паук». Ознакомимся со всеми назваными более подробно.

Печное отопление

Такой вид альтернативного отопления без зависимости от газа и электричества актуален для сельских и поселковых одноэтажных домов малой и средней площади. Для частных домов с кухней и одной комнатой отдыха достаточно установить металлическую либо кирпичную печь, не устраивая, например, контур водяного или парового отопления. Для домов, имеющих большое количество комнат необходимо устраивать трубную систему обогрева с радиаторами. Такие печи обогреваются дровами, отходами целлюлозы, прессованными брикетами из опилок, древесными пеллетами и углём. Кладка печей из кирпича должна быть предусмотрена ещё на стадии проекта дома. Металлическая печь устанавливается без особых проблем в уже в построенном строении.

Для двухэтажных коттеджей такой вид отопления не подходит − здесь необходим котёл на твердом либо жидком топливе с контурной системой циркуляции.

Самотечное отопление

Схема самотечного отопления довольно проста: устанавливается твёрдотопливный котёл (этот тип котлов обычно имеет маркировку «ТТ») либо хорошая печь, внутри которого монтируется нагревательный элемент (теплообменник). А уже от этого нагревателя монтируется трубная разводка по комнатам дома с устройством батарей либо трубных нагревателей.

Трубная система имеет замкнутый цикл: вода заполняется в трубную систему с верхней точки (с чердака, где устанавливают так называемый расширительный бачок открытого типа), пока вся система не заполнится до появления постоянного уровня жидкости в расширительном бачке. Котёл или печь растапливается, вода в подогревателе нагревается, появляется небольшое давление, которое проталкивает ещё холодную воду дальше в трубную систему. В результате нагрева начинается процесс движения жидкости по контуру от печи (котла) к батареям, расположенным в комнатах, а потом наверх − в общий коллектор, называемым теплотехниками «обраткой», возвращающий уже остывшую воду снова в водоподогреватель печи или котла. Изначально эта схема практиковалась в отоплении без газа, но с появлением напольных газовых котлов стала применятся и с ним. Самотечное отопление не требует электричества. Но важно понимать его плюсы и минусы.

В такой системе важно следить за уровнем воды в расширительном бачке. При снижении уровня необходимо добавлять воду в систему, иначе можно нарушить процесс самотёка и даже пережечь трубопровод подогревателя, находящегося в топке.

В самотечном отоплении частных домов в основном применяются две системы разводки:

  • «Ленинградка»;
  • «Паук».

Стоит остановиться на их описании.

Ленинградка

Пример однотрубной разводки полипропиленовыми трубами

Эта система разводки отопления наиболее простая и дешёвая. Состоит из однотрубной схемы, при которой от нагревательного котла прямой трубопровод горячей воды расходится последовательно по всем объектам, постепенно теряя тепло при переходе из комнаты в комнату. Особенно актуально такое решение в одноэтажных домах с отопительными батареями, находящимися на одном и том же уровне по горизонтали. При применении данной разводки в двухэтажной постройке без циркуляционного насоса обойтись будет нельзя.

Паук

Разводку самотечного отопления по схеме «Паук» можно считать полностью автономной при отсутствии электричества и газа. В таких случаях лучше всего ставить котёл на твёрдом топливе. Схема отличается тем, что горячая вода распределяется параллельно с верхнего коллектора на батареи отопления, поэтому температура теплоносителя во всех комнатах будет одинаковая. Такая схема разводки вполне доступна даже для двухэтажного особняка. Главный минус ─ трудность монтажа трубопроводов, так как необходим точный расчёт их диаметра на подаче к отдельным батареям в домах, имеющих более одного уровня.

Данные системы отопления легко сделать своими руками.

Дорогие

В тех сложных ситуациях, когда частный дом стоит в местности, где нет ни электричества, ни газа, но финансы не ограничивают выбор по поиску решений, следует обдумать следующие варианты отопления:

  • с помощью котла, работающего на сжиженном газе;
  • альтернативные источники тепла или энергии.

В случае, когда нет только газа и с твёрдым топливом проблемы, можно воспользоваться котлом, работающем на жидком топливе, например, дизельном. А также использовать так называемый тепловой насос.

Сжиженный газ

Сжиженный бутан-пропан в баллонах вполне может заменить магистральный природный газ в качестве топлива для соответствующего котла. Но перед установкой котла необходимо убедиться в периодичности поставки сжиженного газа в данную местность и в действительной выгоде такого решения, учитывая стоимость агрегата нужной мощности, его монтажа, расход газа на отопительный сезон. Всё это сравнить с другими способами, не забывая, конечно, о простоте обслуживания и эксплуатации тех или иных устройств.

Для работы на сжиженным газом подходят обычные газовые котлы, в которых специалисты меняют лишь диаметр сопел на горелках. А если вдруг проведут природный газ, то всё возвращают к исходному, чтобы работать от этого вида топлива. Особенно отопление на котле, работающего на сжиженном газе, актуально на дачных постройках в осенний или весенний период, когда не требуется большого расхода топлива. В ином случае (если отапливается дом в зимний период) будет правильным решением установка специального резервуара для закачки и хранения сжиженного газа. Этот резервуар называется газгольдер.

Тепловой насос (требуется свет)

Принцип работы теплового насоса схож с кондиционером или холодильником, но если взглянуть на этот процесс наоборот. То есть он нагревает теплоноситель, имеющий низкую температуру в своём теплообменнике до температуры 50 градусов и направляет его в систему отопления.

Однако для работы теплового насоса необходимо электричество. Затрачивая 1 кВт электроэнергии от сети, он даёт примерно 3-5 кВт тепловой энергии. Этот вариант хорошо подоходит для тех, кто не хочет топиться углем, но ищет альтернативные варианты отопления дома без газа.

Дизельное топливо

Отопление от котла, работающего на дизельном топливе, тоже предусматривает наличие электричества (нужно питать дизельный насос, подающий топливо в котёл). Но следует учитывать, что такое решение в районах, не имеющих магистрального газа, вполне приемлемо. Но, конечно, с условием наличия электричества. Работать с котлом на дизельном топливе без центрального электроснабжения недопустимо с точки зрения пожаробезопасности. Такой котёл должен функционировать с обязательной системой безопасности, так же питаемой от электросети.

Альтернативные источники (очень дорого)

Среди современных альтернативных способов отопления частных домов  без газа можно выделить использование геотермального тепла, который нашел уже широкое применение в странах Западной Европы. В нём задействовано тепло земной коры (геотермальное тепло), нагреваемое в тепловом насосе.

Кроме того, перспективен также и гидротермальный обогрев дома. Здесь уже гидротермальный контур для получения начального тепла размещают в водной среде (пруд, озеро и другое). Даже в сильные морозы подо льдом вода имеет положительную температуру, достаточную для её преобразования в требуемую для отопления.

В южных районах можно применить способ аэротермального (то есть воздушного) отбора тепла для преобразования его в отопительное. Но при −15 градусах такой способ практически не работает, поэтому он актуален лишь в тёплых районах.

Для получения энергии сооружают солнечные батареи и коллекторы. Коллекторы сами являются отопителями, а солнечные батареи служат для преобразования солнечного тепла в электричество с дальнейшим аккумулированием его. В холодное время аккумулированное электричество может применяться в работе котла, насосов, защиты. Но полностью заменить источники тепла они не в состоянии

Читайте так же:

Как устроить отопление частного дома без газа?

Многие современные семьи отдают предпочтение жизни в частном доме, так как именно в нем, а не в городской квартире можно создать комфортные условия для проживания. В большей мере это также относится к системе отопления частного дома за городом. Как показывает практика, индивидуальное отопление в частном доме экономичнее, чем централизованное.

В доме вы будете чувствовать себя настоящим хозяином, сможете задать необходимый температурный режим, определить, когда начинать и заканчивать отопительный сезон. Разумеется, обо всех этих достоинствах можно говорить только в том случае если принято эффективное решение.

В современном мире изобрели, множество способов для обогрева дома к ним относится газ и электричество. Но надобность отопить дом без газа (читайте) до сих пор остаётся актуальной, так как данного топлива в некоторые места нашей страны ещё не транспортируют. Самым доступным и дешёвым способом является отопление дровами.

В сельской местности данный способ является самым актуальным, разумеется, в силу доступности этого материала. Дрова также необходимо складировать и хранить, что в деревне сделать несложно. К устройствам для топки дровами относятся обыкновенные печи или более современные твердотопливные котлы. Печь обладает кое-какими преимуществам, так как на ней можно приготовить пищу, а на большой русской печи даже спать можно!

Принцип действия котла, на дровах следующий: нагревается теплоноситель, какой благодаря работе насоса циркулирует по всей системе отопления и таким образом обогревает дом. Для того чтобы выделялось тепло используют радиаторы, батареи либо регистры все зависит от пожеланий и финансовых возможностей хозяина. Система отопления на дровах доступна по стоимости и монтируется просто, но это далеко не самый удобный вариант, который диктует необходимость наличия котла, труб и батарей с жидким теплоносителем внутри. Такая система обладает большой инерцией: долго разогревается и долго остывает, что не позволяет быстро и точно регулировать температуру в помещении. Да и за котлом надо приглядывать, периодически подбрасывая дровишки.

В том случае если в местности, где вы купили дом газа нет, а топить дровами вам не хочется, то отапливать помещение можно другими эффективными средствами, к примеру, с помощью инфракрасных плёночных электронагревателей, которые покрывают примерно 70% потолка и не нуждаются ни в каком обслуживании, работая полностью автоматически. К тому же их можно закрыть вагонкой, ГКЛ, натяжным потолком без ущерба для эффективности отопления.

Причина №1 для создания полностью электрического дома

Возможно, вы слышали шум, исходящий от специалистов, занимающихся экологией и строительством. Может быть нет. Но в последнее время становится все громче. Грохот, о котором я говорю, – это переход с природного газа на электричество в качестве предпочтительного энергоносителя для зданий.

Для этого есть много причин. Безопасность горения очень важна. Ваш водонагреватель никогда не убьет вас отравлением угарным газом во сне, если он работает от электричества.Кроме того, тепловые насосы могут нести нагрузку даже в холодном климате. (Скоро я напишу о друге в Миннеаполисе, который обогревает весь свой дом с помощью мини-сплит-теплового насоса мощностью 18 кБТЕ / ч.) И в зависимости от того, где вы живете, отказ от газа может фактически сэкономить вам деньги на счетах за электроэнергию. .

Общая картина

Но самая большая причина, на мой взгляд, связана с большой картиной. Чтобы убедиться в этом, давайте взглянем на самую последнюю диаграмму потоков энергии из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL).Вот.

Энергетические потоки в США в 2018 году, диаграмма Санки из LLNL

Это сложная диаграмма, показывающая входы слева, а размер линии пропорционален количеству энергии. (Этот конкретный тип представления данных называется диаграммой Санки, самая известная из которых показывает истощение армии Наполеона, когда они вторглись в Россию в 1812 году. ) Но давайте проигнорируем большую часть показанных здесь данных и сосредоточимся только на производстве электроэнергии.

В 2018 году США использовали 38,2 квадриллиона БТЕ (квадрильонов) энергии для производства электроэнергии.Тремя крупнейшими потребителями были уголь (12,1 квадроцикла), природный газ (11,0 квадроцикла) и атомная энергия (8,44 квадроцикла). Уголь, самое грязное топливо, которое мы используем, составляет 32% топлива, используемого для производства электроэнергии. Солнечная энергия (0,61 квадрата) и ветер (2,53 квадрата) вместе составляют 8%.

Хорошо, вы думаете, это интересные цифры, но что вы к чему, Эллисон? Дайте мне какой-нибудь контекст!

Вот и все. Давайте немного заглянем в прошлое. Ниже представлена ​​диаграмма потоков энергии LLNL за 2008 год.

Общий объем исходной энергии, использованной для производства электроэнергии десятью годами ранее, составлял 39,97 квадратов, что примерно на 5% выше, чем в 2018 году. Однако это не самое интересное. Доля электроэнергии, произведенной из угля, в 2008 году составила 51%.

Вау! Уголь снизился с 51% до 32% в качестве источника энергии для электричества в США. Мы сократили использование угля более чем на 8 квадроциклов за десять лет. Да, количество потребляемого нами природного газа за эти десять лет выросло, но всего примерно на 4 квадроцикла.Ядерная энергия была плоской, гидроэнергетика получила небольшую прибыль, но наибольший выигрыш принесли солнечная и ветровая энергия, которая увеличилась с 0,52 квадроцикла до 3,14 квадроцикла. Таким образом, около половины сокращения использования угля произошло за счет солнечной энергии и ветра.

Еще одно большое изменение произошло еще раньше

А теперь вернемся немного дальше во времени. Вот диаграмма потоков энергии в США за 1978 год.

Помимо улучшения качества диаграмм, здесь мы видим еще одно значительное улучшение.На уголь приходилось около половины энергии, которая ушла на производство электроэнергии (10,4 из 20,4 квадроциклов). Но самым большим изменением, произошедшим с 1970-х годов, стало почти полное исключение нефти и сжиженного природного газа (ШФЛУ) из производства электроэнергии. За 40 лет он вырос с 18,9% до 0,6%.

Причина номер один – это…

Главный вывод из этих данных очевиден: Электричество становится чище. Мы получили нефть почти полностью. Сейчас мы видим, что уголь быстро исчезает.Солнце и ветер начинают набирать обороты.

Когда вам нужно сделать выбор в пользу электричества или природного газа, очевидно, что электричество является лучшим выбором для окружающей среды. С другой стороны, газ не становится чище. И, несмотря на все проблемы, связанные с гидроразрывом, газ, вероятно, стал еще хуже.

Помимо того, что электричество лучше для окружающей среды, оно может быть лучше и для вашего кошелька. В новом техническом документе Pecan Street, исследовательской и политической организации, говорится, что переход от отопления помещений природным газом к тепловому насосу может сэкономить домовладельцам Техаса от 57 до 452 долларов в год.

Наконец, конечно, наличие полностью электрического дома позволяет легче компенсировать потребление энергии за счет солнечной энергии, вырабатываемой на месте, если вы устанавливаете фотоэлектрические модули. Я собираюсь использовать нулевое потребление энергии в доме, который я только что купил, и я уже заменил старый газовый водонагреватель на новый красивый водонагреватель с тепловым насосом.

Итак, в следующий раз, когда кто-то скажет вам, что электромобили, тепловые насосы или водонагреватели не помогают, потому что они используют грязный уголь, вы можете ответить, сказав, что да, уголь все еще входит в состав смеси, но его количество быстро уменьшается.Электричество все время становится чище.

Статьи по теме

Эффект умножения электроэнергии для повышения энергоэффективности дома

Потоки энергии в США – входы и выходы с 1995 по 2010 гг.

Общее потребление энергии в США снизилось, ветровая и солнечная энергия увеличилось

ПРИМЕЧАНИЕ: Комментарии модерируются. Ваш комментарий не появится ниже, пока не будет одобрен.

Чем заменят газовые котлы? Объяснение запрета на 2025 год и доступные альтернативы – от электричества до тепловых насосов

В специальном отчете, составленном Международным энергетическим агентством (МЭА), говорится, что после 2025 года не следует продавать новые газовые котлы, если мир к середине достигнет нулевого показателя чистой прибыли. века.

Этот шаг является одним из 400 шагов, предложенных МЭА в качестве необходимых для сокращения глобальных выбросов в соответствии с целевым нулевым показателем.

Подпишитесь на нашу рассылку новостей NationalWorld Today

Информационный бюллетень i рассекает шум

В отчете говорится, что использование угля, нефти и газа должно быть полностью прекращено в ближайшие годы для достижения нулевых показателей.

Насколько загрязняют газовые котлы?

Согласно МЭА, отопление домов нефтью или газом является основным источником углеродного загрязнения в Великобритании, и на него приходится около 20 процентов общих выбросов CO2 в Великобритании и США.

Во всем мире на энергетический сектор приходится около 75 процентов выбросов парниковых газов, которые приводят к повышению глобальной температуры.

Подробнее

Подробнее

Гринпис призывает правительство «взять под контроль» британские пластиковые отходы, обнаруженные «в …

Что заменит газовые котлы?

МЭА заявляет, что котлы, работающие на ископаемом топливе, не должны продаваться через четыре года, если Великобритания хочет достичь своей цели «нулевой чистый доход».

Однако исключением являются газовые котлы, совместимые с водородом.

Это связано с тем, что единственным побочным продуктом сжигания газообразного водорода для производства электроэнергии является вода, что означает, что это безуглеродный способ производства электроэнергии.

Существует несколько альтернатив газовым котлам, включая тепловые насосы, в которых используется хладагент для поглощения естественного тепла, содержащегося в воздухе, земле или воде.

Затем тепло передается в холодную воду в системе дома и перекачивается в радиаторы отопления или горячие краны.

Поскольку здесь используется электричество, оно не на 100% безуглеродное, хотя, если электричество производится с использованием возобновляемых источников, таких как солнечные батареи, оно может быть безуглеродным.

Точно так же электрические котлы могут быть безуглеродными, если электроэнергия, используемая для их питания, поступает из возобновляемых источников.

Другой альтернативой является использование солнечной системы отопления, в которой солнечные панели используются для прямого нагрева воды для бытового потребления.

Насколько реалистична цель?

Для выполнения рекомендаций отчета потребуются огромные инвестиции и международное сотрудничество.

Помимо повышения экологичности собственной энергетической системы Великобритании, МЭА заявляет, что электричество должно быть распространено на миллионы людей, которые в настоящее время не имеют доступа – цель, которая потребует в четыре раза большей ставки солнечной и ветровой энергии, чем был завершен в 2020 году.

Некоторые защитники окружающей среды также выразили озабоченность по поводу предлагаемого МЭА использования биоэнергетики для достижения своих целей.

Биоэнергетика использует деревья, сельскохозяйственные культуры и растения для производства электроэнергии или жидкого топлива.

Что еще рекомендует отчет?

Согласно отчету, первый шаг, который необходимо предпринять для достижения нулевой чистой прибыли, – это отказ от ископаемого топлива для выработки электроэнергии и производства продуктов.

МЭА заявляет, что выбросы при производстве электроэнергии должны сократиться до нуля в странах с развитой экономикой к 2035 году и во всем мире в следующие пять лет.

К 2035 году они предлагают почти все автомобили, продаваемые во всем мире, должны быть электрическими, в то время как количество общественных зарядных станций для этих автомобилей должно вырасти с одного миллиона сегодня до 40 миллионов к 2030 году.

Тепловые насосы для жилых домов в США: частный сектор экономики потенциал и его выбросы, здоровье и влияние энергосистемы

Чтобы избежать наихудших последствий изменения климата, мировая экономика продолжает искать возможности для сокращения выбросов парниковых газов. Одна из таких возможностей – электрификация, когда энергоемкие виды деятельности переключаются с использования ископаемого топлива на чистую электроэнергию.В жилом секторе основным направлением электрификации является замена существующих обогревателей для нефти, природного газа, пропана или неэффективных резистивных электрических обогревателей на тепловые насосы, что заменяет потребление ископаемого топлива на месте и потреблением электроэнергии. Такое переключение может снизить выбросы парниковых газов или других загрязняющих веществ при условии, что в течение срока службы устройства электричество, используемое для его питания, будет достаточно чистым, чтобы иметь более низкие выбросы, чем при прямом сжигании ископаемого топлива.

Тепловые насосы – это реверсивные кондиционеры. Летом они действуют как кондиционеры. Зимой они реверсируют поток хладагента, поглощая тепло снаружи и отводя его внутрь здания. Электричество используется для механической работы по перемещению тепла, а не для его производства. Отношение количества тепла, которое в конечном итоге доставляется в отапливаемое пространство, к количеству энергии, поставляемой в виде электричества, обычно намного больше единицы. Даже с учетом того факта, что выработка электроэнергии за счет сжигания угля или природного газа менее эффективна, чем сжигание природного газа в домашней печи, переход на тепловой насос обычно снижает чистые выбросы парниковых газов в здании.Таким образом, во многих исследованиях изучается, в какой степени использование 100% тепловых насосов снизит чистые выбросы парниковых газов во многих частях мира [1].

Использование тепловых насосов для бытовых нужд, однако, имеет последствия, выходящие за рамки сокращения выбросов парниковых газов. Это может увеличить ущерб здоровью, вызванный определенными загрязнителями воздуха. Хотя бытовые печи и котлы часто производят больше чистых выбросов парниковых газов, чем тепловые насосы, они часто производят меньше вредных для здоровья загрязнителей, таких как SO 2 , NO x и PM 2. 5 , чем вырабатываются, когда такое же количество тепла доставляется путем выработки электричества и использования его для питания теплового насоса [2]. Внедрение теплового насоса может затруднить эксплуатацию электрической сети, поскольку внедрение крупномасштабного теплового насоса может значительно увеличить пиковую потребность в электроэнергии [3]. И его частные затраты могут перевесить его общественные выгоды, потому что тепловые насосы дороже в установке, чем печи или бойлеры, а электричество часто дороже топлива, такого как природный газ [4].Учитывая эти последствия, в данном исследовании исследуются частные и государственные компромиссы при внедрении тепловых насосов, а также оценивается, как эти компромиссы меняются по мере того, как увеличивается использование тепловых насосов, тепловые насосы становятся дешевле, а электросеть становится чище.

В литературе исследуются эффекты внедрения тепловых насосов с использованием различных структур моделирования энергопотребления. Эти схемы обычно включают моделирование энергопотребления дома до и после внедрения теплового насоса. Путем проецирования оценок цен на энергию и выбросов на эти профили энергопотребления исследование оценивает затраты и / или выбросы дома как до, так и после внедрения теплового насоса.Хотя эта общая стратегия уместна, литература демонстрирует множество недостатков, которые снижают полезность метода в качестве руководства для принятия решений.

Многие исследования, например, не в состоянии изучить компромиссы между экономикой, пиковым спросом на электроэнергию, ущерб здоровью и выбросами парниковых газов или показать, как эти компромиссы влияют на потенциал внедрения тепловых насосов. Ханова и Доулатабади оценивают чувствительность сокращения выбросов CO 2 от перехода на наземные тепловые насосы к интенсивности выработки электроэнергии CO 2 , затратам на энергию и эффективности теплового насоса [5].Управление энергетических исследований и разработок штата Нью-Йорк считает, что бытовые потребители, как правило, не видят никакой выгоды от перехода на электрические тепловые насосы, но переход снизит выбросы CO 2 и принесет пользу коммунальному предприятию за счет смещения спроса с летнего пика [6 ]. Ни в одном из исследований не рассматривается влияние на выбросы других загрязнителей. Уэйт и Моди оценивают влияние (частичной) электрификации отопления на пиковое потребление электроэнергии в системе, но не принимают во внимание какое-либо воздействие на окружающую среду [3].Кауфман и др. обнаружили, что при сочетании технологических усовершенствований и климатической политики тепловые насосы могут быть конкурентоспособными по стоимости по сравнению с газовыми печами в различных климатических условиях США [7]. В некоторых исследованиях изучаются аспекты этих компромиссов, но не учитываются капитальные затраты на тепловые насосы [1, 8], изменения в пиковом спросе на электроэнергию [9] и / или монетизированный ущерб от критериев загрязнителей воздуха [1, 8, 10, 11]. Без полного учета этих компромиссов трудно проанализировать плюсы и минусы различных темпов внедрения тепловых насосов, поэтому большинство исследований игнорируют это обсуждение, анализируя влияние только 100% внедрения тепловых насосов [1, 10, 12].

Еще одним недостатком является невозможность моделирования выбросов домов и электрических сетей с почасовым разрешением. Во многих исследованиях моделируется потребление энергии домашним хозяйством в годовом [13] или сезонном [9] масштабе времени. Аналогичным образом, во многих исследованиях используются годовые или усредненные коэффициенты для количественной оценки выбросов из электрических сетей [1]. Без использования почасового разрешения эти исследования не могут точно зафиксировать суточные и сезонные колебания потребности в отоплении, производительности теплового насоса, выбросов в электросети или пикового спроса на электроэнергию, которые влияют на компромиссы при внедрении тепловых насосов.

Большинство предыдущих анализов также предполагают статическую сеть: их анализ выгод и затрат действителен только для электрической сети, как и во время анализа. Фактически, электрическая сеть США имеет [14], и – если текущие предложения по политике будут успешными [15] – будет продолжать становиться значительно чище в течение срока службы теплового насоса, установленного сегодня. В этом анализе мы учитываем быструю очистку электросети. В соответствии с «Прогрессивным» сценарием исследования Национальной Оценки Электрификации Института Электроэнергетики (EPRI) за 2018 год, мы предполагаем, что выбросы CO 2 в электросети и ущерб здоровью снизятся на 45% и 75% в период с 2017 по 2032 год [16]; что ущерб от выбросов CO 2 оценивается в 40 долларов за тонну [17]; стоимость и производительность теплового насоса статичны.Мы также учитываем утечку метана при добыче, транспортировке и распределении природного газа, которая затрагивает как бытовые печи, так и газовые электростанции.

Литература также неадекватно отражает разнообразие жилищного фонда, регионов электросетей и климатических условий. Многие исследования анализируют внедрение тепловых насосов путем моделирования отдельных типов зданий [2, 13, 18, 19] или нескольких архетипов зданий [10], которые не могут адекватно охватить разнообразие зданий в жилом жилищном фонде.Хотя в других исследованиях используются вероятностные методы для создания сотен или тысяч имитаций зданий, чтобы более тщательно отразить разнообразие жилищного фонда, они сосредоточены на отдельных электрических сетях и климате [1, 8]. Без моделирования различных домов, регионов электросетей и климатических условий с помощью одного и того же метода моделирования эти исследования не позволяют адекватно исследовать разнообразие ситуаций, которые делают внедрение тепловых насосов столь нюансированным.

Из-за этих недостатков в литературе не полностью исследуются последствия внедрения тепловых насосов.Он не уравновешивает экономические, электросетевые, медицинские и климатические компромиссы при внедрении тепловых насосов, а также не учитывает полную стоимость и преимущества высоких темпов внедрения тепловых насосов.

В этом исследовании мы устраняем описанные выше пробелы. Мы учитываем неоднородность нынешнего жилищного фонда страны и то, как эта неоднородность взаимодействует с различиями в региональных электрических сетях и климате. Мы учитываем как капитальные, так и эксплуатационные затраты на переоборудование тепловых насосов в современные дома.Мы также оцениваем ущерб здоровью, ущерб от выбросов парниковых газов и влияние на пиковый спрос на электроэнергию. Мы оцениваем, как меняются выгоды и затраты от внедрения теплового насоса по мере увеличения проникновения теплового насоса (т. Е. Мы не предполагаем 100% проникновения). Наш анализ также признает, что в отсутствие политики скорость принятия, вероятно, будет определяться частными выгодами для пользователей. Мы учитываем тот факт, что сеть будет развиваться в течение срока службы тепловых насосов, установленных сегодня. Наконец, мы проводим анализ чувствительности, чтобы оценить влияние климатической политики (например,грамм. налог на выбросы углерода) и ускоренное снижение интенсивности выбросов в сеть. Для этого мы исследуем экономические компромиссы, выбросы и пиковый спрос при внедрении тепловых насосов для 400 местных репрезентативных домов в каждом из 55 городов, чтобы спросить, как затраты и выгоды от внедрения тепловых насосов меняются с увеличением проникновения. Мы спрашиваем, какой уровень внедрения тепловых насосов является экономичным с учетом сегодняшнего жилищного фонда, электросетей, цен на энергию и технологий тепловых насосов, предполагая, что домовладельцы минимизируют свои затраты. И мы исследуем, какие политики, инновации и технологические усовершенствования можно использовать для более широкого внедрения тепловых насосов.

Отвечая на эти вопросы, данный анализ заполняет пробел в исследованиях, который не позволяет полностью понять последствия широкого распространения тепловых насосов. Заполнение этого пробела в исследованиях позволяет нам лучше понять потенциал внедрения тепловых насосов и проблемы, препятствующие более высокому уровню внедрения. Это помогает определить, на чем следует сосредоточить текущие усилия по стимулированию внедрения тепловых насосов: как с точки зрения географического положения, так и с точки зрения характеристик здания.Это также помогает нам разработать прогнозы того, как новая политика и инновации могут изменить баланс выгод и затрат на электрификацию отопления.

Для количественной оценки затрат и выгод от внедрения тепловых насосов в континентальной части США мы используем пятиступенчатый метод.

На шаге 1 мы моделируем потребление энергии в жилых домах. Мы используем инструмент ResStock от NREL, чтобы создать виртуальный фонд из 400 домов для каждого из 55 городов. Мы моделируем потребление энергии в этих домах с помощью программного обеспечения для моделирования зданий EnergyPlus.В результате получено 22 000 смоделированных годовых 8760 часовых профилей потребления природного газа, мазута, пропана и электроэнергии на уровне домашних хозяйств.

На шаге 2 мы используем общедоступные данные для количественной оценки затрат на энергию, ущерба здоровью и выбросов CO 2 этих профилей потребления. Мы умножаем потребление электроэнергии на предельные выбросы CO 2 , факторы предельного ущерба для здоровья и цены на электроэнергию на уровне штата. Мы умножаем объем сжигания топлива в домах на уровень выбросов CO 2 , сезонные факторы ущерба здоровью и среднегодовые цены на топливо на уровне штата.Результаты показывают годовую стоимость энергии, годовые выбросы CO 2 и годовой ущерб здоровью, связанный с каждым из 22 000 энергетических профилей домашних хозяйств.

На шаге 3 мы вычисляем частную и государственную чистую приведенную стоимость (ЧПС), полученную в результате использования каждым домохозяйством теплового насоса. Для каждого смоделированного дома мы заменяем существующую систему отопления тепловым насосом с воздушным источником тепла. Модель EnergyPlus, лежащая в основе анализа ResStock, автоматически определяет размер теплового насоса. Мы выбираем рабочие характеристики теплового насоса (HSPF / SEER), как описано в разделе выше.Затем мы повторно моделируем энергетические профили дома и пересчитываем их затраты, ущерб здоровью и выбросы. Для каждого дома частная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса равна экономии затрат на энергию за вычетом амортизированной стоимости установки теплового насоса. Для каждого дома общественная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса равна базовому климатическому ущербу и ущербу для здоровья за вычетом ущерба, нанесенного климатическим условиям теплового насоса и ущерба здоровью.

На шаге 4 мы количественно оцениваем процент жилищного фонда, который выиграет от внедрения теплового насоса.С чисто частной точки зрения затрат сюда входят все дома, для которых внедрение теплового насоса дает положительную частную чистую приведенную стоимость. С общественной точки зрения мы также включаем любой дом, положительная общедоступная NPV которого превышает отрицательную частную NPV, т. Е. где чистая положительная (частная + государственная) ЧПС может быть достигнута за счет стимулирования внедрения тепловых насосов с помощью субсидии.

На шаге 5 мы используем почасовые профили электроэнергии в домах, чтобы количественно оценить влияние внедрения теплового насоса на пиковый спрос на электроэнергию.Для каждого из 55 городов мы используем профили электроэнергии из шага 1 для расчета совокупного спроса на электроэнергию для 400 базовых домов. Затем мы выполняем тот же расчет с использованием обновленных профилей электроэнергии для всех домов, определенных на шаге 4 как пользователей тепловых насосов. Сравнивая совокупный базовый профиль потребления электроэнергии с совокупным профилем, который включает пользователей тепловых насосов, мы можем количественно оценить, как внедрение тепловых насосов меняет профиль электроэнергии в жилых домах для каждого города, в том числе то, как внедрение тепловых насосов меняет пиковую потребность в электроэнергии в жилых домах.

Следуя этим пяти шагам, мы объединяем проверенный инструмент моделирования энергопотребления жилых зданий, общедоступные данные о стоимости, ущербе для здоровья и выбросах CO 2 , а также экономические расчеты для определения домов на всей континентальной части США, где внедрение тепловых насосов снижает экономическую стоимость и денежный ущерб окружающей среде. В разделах ниже представлены дополнительные сведения о различных компонентах этого метода.

2.1. Моделирование энергопотребления зданий

Мы моделируем энергопотребление 400 домов в каждом из 55 городов с помощью ResStock [20]. ResStock – это база данных характеристик жилья. Он описывает эти характеристики жилья с использованием распределений вероятностей, которые зависят от местоположения дома, площади в квадратных футах, урожая и других характеристик. Такой подход позволяет ResStock вероятностно создать виртуальный фонд из сотен домов, распределение старинных домов, площадь в квадратных футах, изоляция чердаков, инфильтрация воздуха, эффективность HVAC, качество окон и другие характеристики точно отражают качество фактического жилищного фонда.

Затем мы загружаем эти модели домов ResStock в программу моделирования энергопотребления зданий EnergyPlus. EnergyPlus использует строительные характеристики дома и погодные данные для определения размера кондиционера / печи / теплового насоса в доме и расчета его почасового годового графика работы / профиля энергопотребления.

Другие академические исследования использовали аналогичные методы. Protopapadaki и др. [8] и Asaee и др. [12], например, используют вероятностные методы для создания большой выборки виртуальных домов для ввода в инструмент моделирования энергопотребления зданий. Некоторые исследования также используют сам инструмент ResStock [1].

Чтобы снизить вычислительные затраты на моделирование такого большого количества домов, мы предприняли два шага, чтобы минимизировать количество домов, которое нам нужно было моделировать для каждого города. Мы основали наш анализ на результатах моделирования из NREL, где 80 000 домов моделируются в ResStock и сообщаются характеристики эффективности каждого дома и годовое потребление энергии для отопления, охлаждения и других конечных целей. Во-первых, мы уменьшили степени свободы модели.Мы использовали регрессионный анализ, чтобы определить характеристики, которые мало повлияли на годовые потребности в отоплении или охлаждении. Для этих характеристик – например. эффективность посудомоечной машины, эффективность стиральной машины – мы оценили все дома одинаково. Мы также удалили редкие характеристики – например, окна с тройным остеклением, которые встречаются в очень небольшом подмножестве домов.

Во-вторых, мы использовали эти обновленные характеристики для моделирования 1000 домов для Питтсбурга, Далласа и Сан-Франциско и сравнили годовые потребности этих домов в отоплении с 4500 домами, указанными в наборе данных NREL для каждого из этих городов. Произведя случайную выборку подмножеств этих 1000 смоделированных домов, мы оценили соответствие r-квадрата между кумулятивными функциями плотности годовой потребности в отоплении и охлаждении между симуляциями NREL и нашими симуляциями. См. Результаты этих сравнений в SI (доступны на сайте stacks.iop.org/ERL/16/084024/mmedia). Мы пришли к выводу, что, моделируя 400 домов, мы можем рассчитывать уловить 88–96% колебаний годовой потребности в отоплении, которые будут отражены в модели, в которой используется 4500 домов.Мы определили, что уменьшение количества симуляций, например, до 300, значительно снизит это соответствие, а увеличение количества симуляций, например, до 500, приведет к увеличению вычислительных затрат без значительного улучшения подгонки. Подробнее см. SI.

Чтобы количественно оценить энергетические последствия внедрения теплового насоса, мы смоделировали каждый из 22 000 домов как с их базовой технологией HVAC, так и с модификацией теплового насоса. Мы модернизируем каждый дом воздушным тепловым насосом на 8,5 HSPF, 14,3 SEER в соответствии со стандартами Министерства энергетики [21]. Энергоэффективность теплового насоса изменяется в зависимости от температуры окружающей среды, при этом более низкие температуры приводят к снижению эффективности теплового насоса. Инструмент EnergyPlus использует файлы погоды окружающей среды с хронологическими значениями нормальной температуры за каждый час. Когда тепловая нагрузка превышает мощность теплового насоса, что может происходить при низких температурах окружающей среды, когда производительность теплового насоса ниже, инструмент EnergyPlus предполагает, что тепловой насос работает как резистивный нагреватель (т. Е. С COP, равным 1).

2.2. Моделирование городов

Мы моделируем жилищный фонд 55 городов континентальной части США.Мы предположили, что климатические выбросы и выбросы из электросети будут важными индикаторами ценности внедрения тепловых насосов. Таким образом, мы выбрали города, представляющие различные климатические условия и регионы электросетей. Климатические регионы определены с использованием данных проекта Building America, проведенного Управлением США по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии [22]. Регионы электрических сетей определяются как субрегионы, используемые Североамериканской корпорацией по надежности электроснабжения (NERC) [23].

Чтобы выбрать города, мы начали с моделирования одного города для каждой комбинации климатического региона и региона электрической сети.Затем мы добавили дополнительные города, чтобы лучше представить (а) районы с большим населением и жилым фондом и (б) климатические / электрические регионы с большими географическими границами. Используя эти рекомендации, мы решили смоделировать жилищный фонд 55 городов, показанных на рисунке 1.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 1. 55 серых кружков представляют города, смоделированные в нашей модели. Города были выбраны так, чтобы они представляли различные регионы электрических сетей, как определено в [23], и различные климатические регионы, как определено в [22], в пределах каждого региона электросетей.Черные линии и текст показывают границы каждого региона NERC, его название и средний климат + интенсивность ущерба здоровью (в долларах США / МВтч).

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Чтобы представить все 80 миллионов домов на одну семью в жилом секторе США, мы масштабируем моделированный жилищный фонд: мы масштабируем 400 смоделированных домов каждого города, чтобы представить общее количество домов в близлежащих регионах города, как определено данные из программы NREL ResStock.В больших густонаселенных регионах, таких как Сан-Франциско, Бостон и Лос-Анджелес, каждый смоделированный дом масштабируется до примерно 10 000 домов реального мира. В небольших и малонаселенных регионах, таких как Гудленд, Канзас, Карибу, Мэн и Мидленд, штат Техас, каждый смоделированный дом масштабируется до 500 домов. В среднем каждый смоделированный город представляет 1,45 миллиона домов, и каждый дом масштабируется до 3600 домов.

2.3. Ущерб для климата и здоровья

Мы рассчитываем выбросы и связанный с ними ущерб для климата и здоровья как от сжигания ископаемого топлива в каждом городе, так и от потребления электроэнергии в каждом регионе электрической сети.

Для каждого региона электросети мы используем коэффициенты предельных выбросов и ущерба здоровью, которые варьируются в зависимости от сезона и времени суток. Эти факторы составлены с использованием методов, разработанных Siler-Evans и др. [24], и о них сообщает Центр Карнеги-Меллона по принятию решений в области климата и энергетики (CEDM) [25]. Для выбросов CO 2 коэффициенты указываются в килограммах-CO 2 / МВт-ч потребления электроэнергии. Чтобы монетизировать этот ущерб, наносимый климату, мы умножаем эти факторы на социальную стоимость углерода в размере 40 долларов за тонну CO2 2 .Что касается ущерба здоровью, выбросы SO 2 , NO x и PM 2,5 монетизируются с использованием методов, разработанных Heo и др. [26], и указываются в единицах потребления электроэнергии $ / МВтч. Умножив почасовое потребление электроэнергии каждым домом на сезонный / часовой климат в электросети и ущерб здоровью, мы можем рассчитать годовой ущерб от выбросов в электрическую сеть, вызванный каждым домом.

Чтобы учесть утечку парникового газа метана в инфраструктуру природного газа, мы оцениваем количество утечки метана на МВт-ч выработки электроэнергии в каждом регионе NERC и переводим в эквивалентные выбросы CO 2 через потенциал глобального потепления (GWP). метана.Например, мы обнаружили, что в 2017 г. штаты, входящие в западный регион (WECC) электрической сети США, потребляли 1,45 млн. Кубических футов природного газа в электроэнергетическом секторе [27]. Мы предполагаем, что на каждый миллион кубических футов израсходованного природного газа в атмосферу попадает 0,023 миллиона кубических футов метана [28]. Умножив эту скорость утечки на 1,45 млн. Кубических футов потребленного природного газа, преобразовав в тонны и умножив на GWP, равный 28 [29], мы оценим, что энергетический сектор WECC 2017 года способствовал утечке метана в размере 18.6 Mt CO 2 -эквивалент. Разделив эти 18,6 Мт на 724 ТВтч электроэнергии, произведенной в штатах WECC [27], мы вычислим коэффициент скорости утечки метана 25,7 кг МВтч −1 . Таким же образом мы рассчитываем коэффициенты утечки метана для других регионов НКРЭ. Мы используем значение GWP за 100 лет для метана, равное 28. Хотя были предложения использовать значения GWP за 20 лет, недавние исследования показывают, что преимущества этой альтернативы через 20 лет переоценены [30].

В этом исследовании мы называем различные регионы электрических сетей с низким, средним или высоким уровнем выбросов по сравнению с другими субрегионами электросети США. Мы основываем эти различия, вычисляя средний ущерб. Как описано выше, мы рассчитываем ущерб, предполагая, что SCC составляет 40 долларов США за тонну CO 2 [17], а для PM 2,5 , NO X и SO 2 , используя методы, разработанные Siler-Evans . и др. [24] и сообщается CEDM [25] в каждом регионе и классифицирует их следующим образом: <35 $ / МВтч = низкий; 35–50 $ / МВтч = средний; > 50 $ / МВтч = высокая.Для получения дополнительной информации см. Рисунок 1.

Поскольку срок службы теплового насоса составляет 15 лет [31, 32], мы предполагаем, что выбросы во всех электрических сетях США уменьшатся в течение срока службы теплового насоса. Чтобы зафиксировать этот эффект, мы используем прогнозы выбросов электрических сетей из Национальной оценки электрификации EPRI [16]. Мы используем «прогрессивный» сценарий этого исследования (баланс между «консервативным» и «трансформирующим» сценариями исследования), чтобы предположить, что с 2017 по 2032 год (а) энергия угля снизится на 75% с 1200 ТВтч до 300 ТВтч и (b ) CO 2 интенсивность выбросов снизится на 45% с 850 фунтов МВтч −1 до 450 фунтов МВтч −1 .Мы предполагаем, что большая часть вреда здоровью от угольной энергетики [33]. Таким образом, мы предполагаем, что для каждого региона сети ущерб здоровью снизится на 75%, а выбросы CO 2 – на 45% к 2032 году. Мы предполагаем линейный тренд.

Для сжигания топлива для отопления мы рассчитываем выбросы CO 2 , SO 2 , NO x и PM 2,5 , генерируемые различными технологиями отопления, и монетизируем эти выбросы с использованием коэффициентов ущерба для города. Мы используем данные Агентства по охране окружающей среды [34] для количественной оценки выбросов CO 2 для каждого топлива для отопления.Для количественной оценки выбросов NO x и PM 2,5 для каждого вида топлива мы используем данные Брукхейвенской национальной лаборатории [35]. Мы применяем стехиометрические расчеты, предполагая, что 3% O 2 в выхлопных газах, чтобы рассчитать килограмм выбросов на 1 миллиметр БТЕ топлива для газовых и мазутных обогревателей с различными показателями энергоэффективности. Установив линию тренда для этих данных, мы разработали линейную модель выбросов NO x и PM 2,5 в зависимости от используемого топлива для обогрева печи и эффективности использования энергии.Мы предполагаем, что пропан и природный газ имеют схожие характеристики выбросов. Эти расчеты аналогичны методу оценки выбросов NO x и PM 2,5 , используемому Вайшнавом и др. [2]. Для выбросов SO 2 мы используем данные из [36] и предполагаем, что содержание серы в мазуте составляет 0,0015% [37]. Используя эти расчеты, мы разработали серию моделей для расчета кг / ммBtu CO 2 , SO 2 , NO x и PM 2.5 выбросов, генерируемых каждой из различных существующих технологий отопления, имеющихся в домах ResStock.

Чтобы учесть утечку парникового газа метана в инфраструктуру природного газа, мы оцениваем количество утечки метана в расчете на один терм природного газа, потребляемого для отопления, и переводим в эквивалентные выбросы CO 2 через ПГП метана. Мы предполагаем, что на каждый терм природного газа, израсходованный на отопление, в атмосферу уходит 0,023 терма метана [28].Используя плотность энергии природного газа, мы переводим термины в килограммы и умножаем на 28 – GWP метана [29], чтобы рассчитать коэффициент 1,27 кг CO 2 -эквивалента на терм израсходованного природного газа.

Чтобы монетизировать ущерб здоровью SO 2 , NO x и PM 2.5 , мы используем модель ущерба здоровью EASIUR. EASIUR – это модель пониженной сложности, которая использует регрессионный анализ для аппроксимации результатов более сложной модели химического переноса CAMx.Используя онлайн-инструмент EAISUR, мы вводим географические координаты каждого города, чтобы получить денежный ущерб здоровью для каждого из трех загрязнителей, представленных в единицах $ / кг. Эти данные представлены в 24-часовых профилях за три сезона. Спроецируя эти профили ущерба на сезонное, почасовое потребление энергии каждого из этих видов топлива для каждого дома ResStock, мы оцениваем стоимость ущерба здоровью, вызванного сгоранием топлива. Обратите внимание, что ущерб может значительно варьироваться в зависимости от города, и что в регионах с меньшим населением и погодными условиями, которые быстро рассеивают и разбавляют концентрации загрязняющих веществ, ущерб здоровью от этих выбросов будет, как правило, ниже, потому что меньше людей будет подвергаться воздействию загрязняющих веществ по сравнению с густонаселенный город с разными погодными условиями. Чтобы монетизировать выбросы CO 2 , мы предполагаем, что социальные издержки углерода составляют 40 долларов за тонну CO 2 .

В ходе анализа чувствительности данного исследования мы скорректируем факторы, наносящие вред здоровью и климату для электросети, а также социальную стоимость углерода, чтобы увидеть, как они влияют на общественную чистую приведенную стоимость внедрения тепловых насосов. Что касается электросети, мы предполагаем, что ущерб, нанесенный климату и здоровью, уменьшается с одинаковой скоростью. Если, например, выбросы CO 2 в электросети снизятся на 50% от базового уровня, мы предполагаем, что ущерб здоровью электросетей также снизится на 50%.Таким образом, например, за счет уменьшения выбросов из электрических сетей и увеличения социальных затрат на углерод, общественная чистая приведенная стоимость внедрения тепловых насосов будет иметь тенденцию к увеличению. Затем для любых домов, где положительная государственная ЧПС перевешивает отрицательную частную ЧПС, мы предполагаем, что дом будет использовать тепловой насос при получении субсидии, чтобы свести частную ЧПС к нулю.

2.4. Экономика

Мы используем показатель NPV для количественной оценки общего положительного или отрицательного изменения стоимости энергии, ущерба для климата, ущерба здоровью и капитальных затрат.Мы рассчитываем чистую приведенную стоимость внедрения теплового насоса как с частной, так и с общественной точки зрения, как показано в уравнениях (1) и (2).

, где C энергия – годовая стоимость электроэнергии, газа, мазута или пропана в доме, C здоровье – ежегодный ущерб здоровью, вызванный критериями загрязнителей воздуха, связанными с потреблением энергии в доме, C климат – ежегодный ущерб климату, вызванный выбросами CO 2 , связанными с потреблением энергии в доме, а K тепловой насос – чистые капитальные затраты на замену существующего обогревателя дома на тепловой насос.Кроме того, i равняется процентной ставке, а n равняется количеству лет, в течение которых рассчитывается NPV. Мы используем i = 7% и n = 15 лет, чтобы представить срок службы теплового насоса и процентную ставку, которую можно было бы получить, вложив этот капитал в другое место. В других исследованиях тепловых насосов используется тот же расчет NPV с аналогичными процентными ставками и сроками службы [2, 10].

Затраты на энергию рассчитываются путем умножения годового потребления природного газа, мазута, пропана или электроэнергии каждым домом на цену энергии.Цены на энергию представляют собой среднегодовые розничные значения, опубликованные Управлением энергетической информации США [38], и различны для каждого вида топлива и для каждого штата США. Мы предполагаем, что эти базовые цены на топливо сохранятся на протяжении всего периода исследования, хотя цены, которые видят потребители, могут вырасти в зависимости от цен на углерод, предполагаемых в некоторых сценариях. Наше предположение об исторических годовых и средних ценах по штату является ограничением анализа. Однако, учитывая потенциально огромную неопределенность будущих цен на энергоносители [39], это упрощающее допущение упрощает определение влияния жилищного фонда, структуры производства электроэнергии, налоговой политики и технологических усовершенствований.Ущерб здоровью и климату рассчитывается по методике, описанной в разделе 2.3.

Чистые капитальные затраты на тепловой насос K heatpump рассчитываются, как показано в уравнении (3).

, где C тепловой насос – стоимость покупки и установки теплового насоса, C воздуховод – стоимость установки воздуховода, C замена – стоимость замены существующего нагревателя на аналогичный технология.Таким образом, чистая стоимость теплового насоса K heatpump представляет собой дополнительную стоимость замены существующего обогревателя дома на тепловой насос вместо его замены аналогичной технологией. То есть мы предполагаем, что домовладельцы, скорее всего, купят тепловой насос, когда срок их службы приближается к концу и его необходимо будет заменить на новый аналогичный обогреватель или на новую систему теплового насоса.

Капитальные затраты на тепловой насос и затраты на замену существующего нагревателя взяты из Национальной базы данных мер по повышению эффективности жилищного строительства [40].Данные о стоимости воздуховодов взяты из компиляции обзоров затрат, предоставленных [41]. Мы предполагаем, что каждая из этих затрат варьируется в зависимости от характеристик существующего дома.

Мы рассчитываем стоимость установки теплового насоса с использованием коэффициента 143,30 $ / кВт мощности во всех случаях плюс фиксированная стоимость, которая варьируется от 3300 до 4800 долларов. Для домов с существующими централизованными системами кондиционирования воздуха мы предполагаем фиксированную стоимость 3300 долларов США, которая представляет собой среднее значение, указанное для замены существующей системы теплового насоса новой системой теплового насоса.Для домов с существующими печами и плинтусами, но без централизованной системы кондиционирования, мы предполагаем фиксированную стоимость в 3700 долларов, что является средним значением, указанным для установки системы теплового насоса с нуля. Для домов с существующими котлами мы учитываем дополнительные трудозатраты по демонтажу гидравлического радиаторного оборудования и предполагаем фиксированную стоимость в размере 4800 долларов, что является самым высоким показателем для установки системы теплового насоса с нуля.

Мы рассчитываем стоимость воздуховодов как 0 долларов для домов, в которых уже есть центральные системы воздуховодов.В противном случае мы используем фиксированную стоимость, которая зависит от площади дома. Модель ResStock имеет четыре отдельных ящика для площади дома. Мы используем стоимость 1500 долларов США для домов площадью менее 1500 квадратных футов, 3000 долларов США для домов площадью от 1500 до 2500 квадратных футов, 4500 долларов США для домов площадью от 2500 до 3500 квадратных футов и 6000 долларов США для домов с площадью больше чем 3500 квадратных футов.

Мы рассчитываем стоимость замены существующего нагревателя на аналогичную технологию, используя линейное уравнение: C замена = a + bx , где x – мощность существующего нагревателя в кВт.Уравнение зависит от базового топлива [40]. Для газовых обогревателей используем 2500 + 13,3 x . Для подогревателей жидкого топлива мы используем 4100 + 13,3 x . Для пропановых обогревателей мы используем 3800 + 13,3 x . А для резистивных электронагревателей мы используем 1600 + 170,6 x .

2,5. Расчет пиковой нагрузки

Мы рассчитываем изменение пиковой нагрузки как функцию скорости внедрения тепловых насосов для каждого города, используя четыре шага. Во-первых, мы рассчитываем частную чистую приведенную стоимость для каждого дома, когда в нем установлен тепловой насос.Во-вторых, мы сортируем дома в порядке увеличения частного NPV. В-третьих, мы объединяем профили потребления электроэнергии в домах, чтобы соответствовать интересующей нас процентной ставке по внедрению тепловых насосов. Например, в выборке из 400 домов потребность в электроэнергии для 30% -го коэффициента внедрения теплового насоса будет равна потребности в электроэнергии 120 домов с самой высокой частной ЧПС, установившей тепловой насос, плюс потребность в электроэнергии других 280 домов, сохраняющих их базовая технология отопления. В-четвертых, мы вычисляем 99-й процентиль итогового агрегированного профиля электроэнергии.Мы выбрали 99-й процентиль, чтобы обеспечить некоторую свободу действий, учитывая, что многие трансформаторы и другая электроника распределительных сетей могут превышать свою номинальную мощность на небольшое количество часов в год.

Сравнивая пиковую потребность в электроэнергии до внедрения теплового насоса с пиковым спросом на электроэнергию после внедрения теплового насоса, мы можем рассчитать процентное изменение пикового спроса для различных уровней внедрения тепловых насосов.

Наш анализ пикового спроса предполагает, что дополнительное тепло обеспечивается резистивным нагревом (т.е.е. тепловой насос, работающий с COP 1). Ясно, что пиковый спрос может быть уменьшен (а частная экономика тепловых насосов может быть улучшена), если дополнительное тепло будет обеспечиваться за счет природного газа [3]. Однако использование природного газа в качестве резервного тепла противоречит цели декарбонизации за счет электрификации. На практике Уэйт и Моди [3] пришли к выводу, что при использовании тепловых насосов с двумя источниками энергии только 1% и 2% тепловой энергии может потребоваться за счет природного газа. Однако неясно, будет ли газораспределительная сеть экономически жизнеспособной при такой низкой загрузке.

Хотя существуют некоторые данные, помогающие количественно оценить стоимость, например. в долл. США / кВт – чтобы укрепить сеть для удовлетворения пикового спроса, мы решили избежать монетизации увеличения пикового спроса. Есть много распределительных и электрических сетей, у которых есть избыточные мощности по передаче и распределению. В этих городах повышенный спрос на электроэнергию может быть выгодным, поскольку он увеличивает коэффициент использования существующей инфраструктуры передачи и распределения, а более высокие пиковые потребности могут быть легко удовлетворены за счет дополнительной пропускной способности линии.Вместо того, чтобы пытаться количественно оценить резервную мощность передающих и распределительных сетей каждого города, мы сообщаем только об изменениях пикового спроса и оставляем оценку и монетизацию этой информации экспертам, работающим в конкретной ситуации в каждом городе.

3.1. Частные экономические выгоды поддерживают утроение внедрения тепловых насосов в США с 11% до 32% односемейных домов

Мы обнаружили, что 16,7 млн ​​домов – или 21% жилого фонда односемейных домов в США – могли бы сегодня получить экономическую выгоду от замены своих домов. существующий обогреватель с тепловым насосом.Добавьте к этому 8,7 миллиона домов, в которых уже есть тепловые насосы, и общий показатель внедрения тепловых насосов в США может вырасти до 32% только за счет частных экономических выгод.

Частная экономическая выгода для этих 16,7 миллионов домов составляет 7,1 миллиарда долларов в год, как показано на рисунке 2. Эта частная выгода включает 12,0 миллиардов долларов ежегодной экономии энергии за вычетом амортизированных затрат на модернизацию технологии теплового насоса. Общественная выгода от внедрения этого теплового насоса составляет 0,6 миллиарда долларов в виде предотвращения ущерба здоровью и 1 доллар.7 миллиардов предотвращенных климатических повреждений ежегодно. Годовые выбросы CO 2 в жилых помещениях снизились на 8,3% с 506 млн т до 464 млн т.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 2. Уровень использования существующих тепловых насосов составляет 11% существующих домов на одну семью в США. Частный NPV, рассчитанный исходя из годовых и средних цен на электроэнергию и газ по штату, при внедрении тепловых насосов положителен еще для 21% домов в США.Польза для здоровья от внедрения теплового насоса значительно различается. Климатические выгоды в основном увеличиваются с внедрением тепловых насосов: только в 1,7 миллиона домов (2,1% жилого фонда США) внедрение тепловых насосов увеличивает выбросы CO 2 . Тем не менее, затраты на борьбу с загрязнением воздуха могут быть высокими: хотя 22,4 миллиона домов (28% жилищного фонда США) имеют затраты на борьбу с загрязнением от 0 до 200 долларов за тонну СО 2 , есть 5,1 миллиона домов (6% жилищного фонда США) с затраты на борьбу с выбросами превышают 1000 $ / тCO 2 .Эти оценки основаны на исторических данных о работе сети и предположениях о том, что за 15 лет эксплуатации теплового насоса выбросы CO 2 в электросети уменьшаются на 45%, а ущерб здоровью – на 75%. Частные и социальные издержки снизятся, если сеть станет чище быстрее, чем предполагалось в нашем анализе, или если в будущем будут установлены тепловые насосы.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Мягкий климат (смешанный и прибрежный) имеет наибольший потенциал для внедрения тепловых насосов, как показано на рисунке 3.В этом климате зимние температуры достаточно мягкие, чтобы поддерживать эффективную работу теплового насоса, а лето достаточно жаркое, чтобы получить значительные выгоды от высокоэффективного кондиционирования воздуха теплового насоса. С другой стороны, дома в холодном климате получают наименьшие выгоды от внедрения тепловых насосов.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 3. Внедрение тепловых насосов, потенциал субсидий и общественный ущерб зависят от региона электросети и температуры климата.На рисунке 1 изображена карта, показывающая различные регионы электросетей и климатические регионы.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

3.2. Полное внедрение теплового насоса снижает CO

2 на 160 Мт при чистых ежегодных затратах в размере 25,2 миллиарда долларов

Поскольку проникновение теплового насоса превышает 60%, совокупный климатический ущерб продолжает снижаться, в то время как совокупные частные расходы и ущерб здоровью стремительно растут. Если бы во всех частных домах были установлены тепловые насосы, это снизило бы выбросы CO 2 в жилых домах до 346 млн тонн – сокращение на 160 млн тонн или 32%, что составляет 6 долларов.4 миллиарда ежегодных климатических выгод. Хотя это благоприятное воздействие на климат является значительным, оно обходится дорого: ущерб здоровью составляет 4,9 миллиарда долларов, а частные экономические издержки – 26,7 миллиарда долларов. Используя эти цифры, совокупная годовая стоимость 100% внедрения тепловых насосов в континентальной части США составляет минус 25,2 миллиарда долларов, не считая затрат на создание инфраструктуры распределения электроэнергии для удовлетворения повышенного пикового спроса на электроэнергию.

Кроме того, внедрение теплового насоса увеличивает выбросы CO 2 на 2 человека.1% домов в США и затраты на борьбу с выбросами превышают 1000 долларов за тонну CO 2 для 6% домов в США. Исходя из этих цифр, может быть трудно оправдать очень высокие темпы внедрения тепловых насосов.

3.3. Частные и общественные результаты обычно совпадают

Учитывая текущую электросеть, технологии и цены на энергию, всякий раз, когда дом в США заменяет свой существующий обогреватель тепловым насосом из-за частных экономических выгод, внедрение теплового насоса обычно приносит пользу общественному здравоохранению и климату. также.См. Синие незатененные части рисунка 3.

Во многих случаях внедрение теплового насоса приводит к общественному ущербу, т. Е. где общественная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса отрицательна. Но в большинстве случаев это относится к домам, которые не любят тепловые насосы, т. Е. дома, в которых ЧПС частного использования теплового насоса отрицательна, и внедрение теплового насоса предположительно маловероятно. См. Красные заштрихованные части рисунка 3.

Однако бывают случаи, когда внедрение теплового насоса создает частную экономическую выгоду, но наносит ущерб обществу.См. Синие заштрихованные части рисунков 3 и 4. Это несоответствие частных и общественных результатов происходит почти исключительно для домов, которые в настоящее время отапливаются пропаном. Эффект сосредоточен в областях электрической сети с более высоким уровнем излучения и в более холодных частях областей сети со средним уровнем излучения. Пропан относительно чистый, но дорогой. Обычно замена пропанового обогревателя тепловым насосом имеет экономический смысл. Но в более холодном климате, где тепловые насосы будут работать с меньшей эффективностью, а в электрических сетях с более высокими выбросами, переключение с пропана на тепловой насос часто увеличивает ущерб от выбросов.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 4. Внедрение тепловых насосов, потенциал субсидий и общественный ущерб зависят от базового топлива для отопления, региона электросети, температуры климата и характеристик жилья. Выводы основаны на текущем жилищном фонде, а повреждения электросети основаны на исторической сети и предположении, что эти убытки уменьшаются, как описано в разделе 2.3.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

3.4. Оптимальная по Парето политика может расширить внедрение тепловых насосов с 32% до 37% домов.

Есть много домов, где внедрение тепловых насосов принесет пользу обществу, но внедрение тепловых насосов маловероятно, поскольку частная чистая приведенная стоимость отрицательна. Политика может стимулировать эти дома к установке тепловых насосов. Политика может, например, (а) определять дома, в которых общественная выгода от внедрения теплового насоса перевешивает частные убытки, и (б) субсидировать капитальные затраты на тепловой насос, чтобы свести частные убытки к нулю.Мы классифицируем подмножество домов, в которых возможна данная политика, как «потенциальные субсидии», как показано на рисунках 3 и 4.

Эта категория потенциальных субсидий охватывает почти каждый город в данном исследовании и включает дополнительные 3,8 миллиона домов. Такая политика будет стоить 2,6 миллиарда долларов (годовая амортизированная стоимость составит 280 миллионов долларов) и увеличит выгоды для здоровья и климата на 190 и 405 миллионов долларов в год соответственно.

Как показано на рисунке 2 и подтверждено Дэвисом [11], многие дома в США могут получить стимул для внедрения теплового насоса с помощью небольшой субсидии.Однако мы показываем, что только небольшой процент этих тепловых насосов будет давать выгоды по выбросам, превышающие их стоимость субсидий.

3.5. Темпы внедрения тепловых насосов зависят от региона электросети, климата, характеристик жилья и базового топлива для отопления.

Возможно, наиболее важным показателем того, приносит ли пользу использование теплового насоса в доме, является текущее топливо для отопления. Переключение отопления дома с природного газа на тепловые насосы редко приносит пользу, особенно в холодном климате, где почти нет домов, где такое переключение имеет смысл.Если есть возможность выгодной замены нагревателей природного газа тепловыми насосами, то это будет в домах средней эффективности (1970–1989 гг.) В жарком или мягком климате.

Замена домов, в которых используются электрические резистивные нагреватели, на тепловые насосы почти всегда дает явную пользу. Замена электрического резистивного нагревателя тепловым насосом становится более привлекательной в больших (> 1500 SF), менее эффективных (<1990 г.) домах в более холодном климате и регионах с более высокими выбросами в электросетях.

Дома, отапливаемые мазутом, почти всегда приносят пользу обществу от внедрения тепловых насосов. Но это обычно приводит к частным экономическим потерям домовладельца. Почти 65% домов, отапливаемых мазутом, находятся в холодном климате, где уровень использования тепловых насосов выше 20% маловероятен, если домовладельцы будут выбирать свой режим отопления исключительно по стоимости. Наибольшие возможности для замены нагревателей жидкого топлива тепловыми насосами связаны с небольшими (<1500 SF) домами с меньшей эффективностью (<1990 г.).

Замена пропанового обогревателя тепловым насосом, как обсуждалось ранее, часто экономична для домовладельца, но ухудшает качество воздуха. Это особенно верно в электрических сетях с высоким уровнем выбросов, т. Е. MRO и RFC – где расположено почти 50% домов, отапливаемых пропаном.

3.6. Ущерб здоровью подрывает климатические преимущества в 28% возможных модификаций тепловых насосов

Внедрение тепловых насосов в США почти всегда снижает выбросы CO 2 : только 1,7 миллиона (2,1%) домов в США внедрение тепловых насосов приводит к повышению CO 2 выбросов.См. Рисунки 2 и 5. Таким образом, рассматривая тепловые насосы исключительно как средство обезуглероживания, имеет смысл стремиться к очень высокому уровню внедрения.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 5. Изменение климата и ущерб здоровью, причиненный каждым домом, использующим тепловой насос. Каждая точка представляет собой один смоделированный дом. В большинстве случаев использование теплового насоса снижает ущерб, наносимый климату, но увеличивает ущерб здоровью.Четкие линейные полосы точек в верхнем правом квадранте показывают модернизацию электрических резистивных нагревателей для отдельной электрической сети. Отношение ущерба здоровью к ущербу, наносимому парниковыми газами, довольно постоянно для конкретной электросети. Расстояние, которое проходит конкретная точка по этой линейной полосе, зависит от того, сколько электроэнергии экономится при переключении с электрического резистивного нагревателя на тепловой насос.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Однако то же отношение не действует в отношении ущерба здоровью.Использование тепловых насосов часто увеличивает ущерб здоровью, вызванный такими загрязнителями воздуха, как SO 2 , NO x и PM 2,5 . По сравнению с электростанциями, бытовые печи и котлы работают при более низких температурах горения и более строгих нормах качества воздуха. То есть электростанции производят значительно больше вредных веществ, загрязняющих воздух, чем бытовые обогреватели. Хотя внедрение теплового насоса переносит загрязнение географически из городских домохозяйств в сельские районы, где, как правило, расположены электростанции и меньше людей может подвергаться загрязнению, чистый рост загрязняющих веществ и способность этих загрязняющих веществ часто перемещаться на многие сотни миль приводит к увеличению вреда для здоровья в целом.Как показано на рисунке 5, такая ситуация – когда внедрение тепловых насосов увеличивает общий ущерб здоровью – имеет место для 47,5 миллионов домов в США, или 67% жилищного фонда без тепловых насосов. Михалек и др. [42] и Голландия и др. [43] наблюдают аналогичный сдвиг в повреждениях, когда легковые автомобили электрифицированы.

Для 26,1 миллиона таких домов климатические выгоды от внедрения теплового насоса превышают ущерб для здоровья. Это дает положительную чистую общественную ценность. Таким образом, вред для здоровья от внедрения теплового насоса часто перевешивается преимуществами для климата.

Однако есть много других домов, для которых верно обратное: преимущества для климата от внедрения тепловых насосов затмеваются ущербом для здоровья. Из 69,6 миллиона домов, в которых использование тепловых насосов приносит пользу климату, 19,7 миллиона причиняют вред здоровью, превышающий их климатические преимущества. Это дает отрицательную чистую общественную ценность.

Общественные выгоды от внедрения тепловых насосов могут быть улучшены за счет снижения выбросов в энергетическом секторе определенных загрязнителей воздуха.Это может быть достигнуто, например, за счет более строгого регулирования выбросов загрязняющих веществ на электростанциях, например. посредством обессеривания, каталитического восстановления, электростатических пылеуловителей и поэтапного отказа от угля [44].

3,7. Потребности в укреплении сети невелики, за исключением высоких темпов внедрения тепловых насосов в холодном климате.

Помимо увеличения ущерба здоровью, еще одной потенциальной проблемой для очень высоких темпов внедрения тепловых насосов является стоимость укрепления электрической сети для надежного удовлетворения более высокого пикового спроса на электроэнергию [ 8].На рисунке 6 показано, как уровень внедрения тепловых насосов влияет на пиковый спрос на электроэнергию в каждом городе. Многие города видят удовлетворяемые потребности в укреплении энергосистемы. При 100% внедрении тепловых насосов мы обнаруживаем, что в 24 из исследованных городов, представляющих 41% жилищного фонда США, пиковый спрос на жилье увеличивается на 50% или меньше. Более того, в городах с жарким климатом – где потребность в охлаждении приводит к пиковому потреблению электроэнергии, а новый тепловой насос может обеспечить повышение эффективности охлаждения по сравнению с существующим в доме кондиционером – может даже увидеть, что внедрение теплового насоса приведет к снижению пикового спроса на электроэнергию в жилищах.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 6. В жарком климате тепловой насос часто заменяет менее эффективный существующий кондиционер, что снижает общую пиковую потребность в жилом помещении. В холодном климате тепловой насос часто заменяет топку или котел, работающие на ископаемом топливе, что увеличивает общий пиковый спрос населения. Определения «сторонников тепловых насосов» и «потенциала субсидий» см. На рисунке 3.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Тем не менее, при 100% внедрении тепловых насосов мы обнаруживаем, что в 24 из исследованных городов, представляющих 44% жилого фонда США, пиковый спрос на электроэнергию в жилищном секторе увеличивается более чем на 100%. Эти города, как правило, находятся в более холодном климате, где тепловой насос должен регулярно работать при очень низких температурах, что снижает производительность теплового насоса.

Однако при более низких темпах внедрения тепловых насосов большинство городов заметят лишь небольшие изменения в пиковом спросе на электроэнергию в жилых домах.При показателях внедрения тепловых насосов, показанных для категорий «сторонников тепловых насосов» и «потенциального субсидирования» на рисунке 3, мы обнаруживаем, что пиковый спрос в жилищном секторе в некоторых случаях увеличивается на 40%, а в большинстве городов – менее чем на 20%. Многие распределительные сети могут иметь избыточную мощность, чтобы справиться с этим увеличением без необходимости каких-либо обновлений.

3.8. Анализ чувствительности

Наши результаты основаны на предположениях, изложенных выше и подробно описанных в разделе 2: сеть становится значительно чище в течение срока службы теплового насоса, установленного сегодня.Результаты этого анализа могут измениться, если эти допущения изменятся. В следующем разделе мы обсудим чувствительность темпов внедрения тепловых насосов к выбросам в электросети и социальным затратам на углерод, а также к стоимости и эффективности технологии тепловых насосов.

3.9. Более высокая социальная стоимость углерода должна сопровождать более чистые электрические сети.

Мы моделируем последствия внедрения тепловых насосов за 15 лет и предполагаем, что выбросы из электрических сетей – как CO 2 , так и загрязняющие вещества – уменьшатся с течением времени.Тем не менее, выбросы в электросети могут падать быстрее или медленнее, чем мы предполагаем. Социальная стоимость углерода – цена или экономические внешние эффекты, представляющие монетизированный ущерб, причиненный выбросами углерода, – также может возрасти в будущем.

Каждое из этих изменений повлияет на общественную чистую приведенную стоимость внедрения теплового насоса. Более чистые электрические сети и более высокие социальные затраты на углерод обычно будут стимулировать декарбонизацию, которую обеспечивают тепловые насосы. Рисунок 7 иллюстрирует этот эффект.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 7. Снижение выбросов из электрических сетей не может стимулировать высокие темпы внедрения тепловых насосов, если только социальные издержки углерода не увеличиваются в первую очередь. Уровень внедрения тепловых насосов включает в себя 11% существующих домов с существующими тепловыми насосами, 21% домов, в которых тепловые насосы используются исключительно в личных целях, и дома, в которых субсидирование внедрения тепловых насосов обеспечит чистую общественную выгоду. Обратите внимание, что крайняя левая часть оси x – где средние выбросы в электросети за 15 лет приближаются к нулю – маловероятна, если вообще возможна.Полная ось абсцисс исследуется для иллюстрации.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Исходя из наших текущих допущений о социальных затратах на выбросы углерода в 40 долларов за тонну, более чистая электрическая сеть с меньшим количеством CO 2 и критериев выбросов загрязняющих веществ не стимулирует более широкое внедрение тепловых насосов. Для многих домов внедрение теплового насоса означает небольшое сокращение выбросов CO 2 , значительный ущерб здоровью и / или большие частные экономические затраты.Все эти проблемы противоречат аргументам в пользу тепловых насосов как средства рентабельной глубокой декарбонизации.

Для преодоления этих проблем требуется нечто большее, чем очистка электросети – это требует, чтобы общество придавало большее значение ущербу, причиненному выбросами CO 2 , т.е. более высокая социальная стоимость углерода. Однако, если и то, и другое произойдет одновременно, умеренное увеличение стоимости углерода и сокращение выбросов из энергосистемы может усилить аргумент в пользу значительного внедрения тепловых насосов.Например, если выбросы в сеть упадут на 35% ниже наших предположений, а социальные издержки на выброс углерода достигнут 300 долларов за тонну CO 2 , то чистая выгода для общества может быть достигнута за счет использования тепловых насосов на уровне 75%.

3.10. Более низкие затраты на тепловой насос должны сопровождаться более высокой эффективностью теплового насоса

Приведенный выше анализ описывает эффекты замены базовой технологии отопления дома тепловым насосом 8,5 HSPF, 14,3 SEER. Эта замена обходится домам в среднем в 6600 долларов по сравнению со стоимостью замены существующего обогревателя на ту же технологию.Но стоимость и эффективность тепловых насосов могут меняться в зависимости от проекта, стимулов или технологических исследований и разработок.

Изменения в стоимости и эффективности тепловых насосов повлияют как на частную, так и на государственную чистую приведенную стоимость внедрения тепловых насосов. Более дешевые тепловые насосы увеличивают чистую приведенную стоимость использования тепловых насосов в обществе и сокращают экономию энергии, необходимую для того, чтобы сделать их привлекательным вариантом. Более эффективные тепловые насосы имеют более низкие затраты на электроэнергию. Рисунок 8 иллюстрирует эти эффекты.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 8. Снижение затрат улучшает влияние эффективности теплового насоса на скорость внедрения. Уровень внедрения тепловых насосов включает 11% домов с существующими тепловыми насосами и домов, в которых внедрение теплового насоса дало бы положительную частную чистую приведенную стоимость.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Мы показываем, что более высокая эффективность теплового насоса действительно улучшает показатели внедрения тепловых насосов, но с уменьшением отдачи. Эта убывающая отдача особенно заметна при более высоких затратах на установку.Например, при базовой стоимости повышение эффективности теплового насоса мало повлияет на общие показатели внедрения.

Если затраты снизятся – например. из-за технологических достижений, мягкого снижения затрат или субсидий – тогда убывающая отдача от более эффективных единиц будет менее заметной. Например, политика, направленная на покрытие некоторых дополнительных затрат на тепловые насосы с более высоким КПД, может быть эффективным способом одновременного снижения затрат и повышения эффективности.

В нашей статье представлена ​​более подробная картина преимуществ и затрат на внедрение тепловых насосов, чем в предыдущих исследованиях.В то время как прошлые исследования выявили целые регионы, где тепловые насосы приносят общественные или частные выгоды или убытки [2], мы обнаружили, что в большинстве климатов и для большинства типов домов проникновение тепловых насосов ниже, чем это социально оптимально (т. Е. Государственное + частное, ЧПС> 0). В соответствии с предыдущими исследованиями воздействия на окружающую среду отопления [2] и электрификации транспортных средств [42], мы обнаружили, что электрификация часто сокращает выбросы парниковых газов. Однако преимущества этих сокращений могут быть сведены на нет увеличением ущерба, наносимого загрязнителями, которые вносят более непосредственный вклад в краткосрочную смертность.Предыдущие исследования показывают, что полная электрификация резко увеличит спрос на энергосистему, и предполагают, что решением может быть продолжение использования природного газа для обеспечения небольшого количества тепла [3]. Мы показываем, что, хотя пиковый спрос на электроэнергию вряд ли резко возрастет, если тепловые насосы будут использоваться только теми, кто этим экономит деньги, более высокие уровни проникновения резко увеличивают пиковую потребность в электроэнергии. Это потребует творческой адаптации электроэнергетической системы, включая распределенную генерацию и реагирование на спрос (см., Например, [45]).

Хотя наш метод моделирования дает общую картину государственных и частных затрат и выгод от внедрения тепловых насосов, он имеет два основных недостатка, которые можно было бы исправить в будущем.

Мы изучаем энергоэффективность элементарным способом. Модель ResStock предоставляет множество характеристик, по которым можно оценить энергоэффективность различных смоделированных домов, например. инфильтрация воздуха, оконный тип, утепление чердака. Тщательное исследование этих характеристик и их влияния на внедрение тепловых насосов выходит за рамки настоящего исследования.Вместо этого мы используем год постройки дома, т.е. винтаж – как показатель энергоэффективности. Это предположение согласуется с тем, как разработан ResStock, потому что вероятность того, что случайно сгенерированный дом будет иметь качественную утепление, окна, изоляцию чердака и другие качества, увеличивается, если его винтаж моложе. Винтаж – это также показатель, который политики могут легко использовать при разработке политики. Однако политическая инициатива по поощрению внедрения тепловых насосов вполне может сопровождаться стремлением улучшить качество жилищного фонда.Действительно, дома будущего могут быть спроектированы с учетом электрификации и эффективности, и это может изменить баланс выгод и затрат на тепловые насосы. В будущей работе следует оценить совокупные выгоды и затраты на такую ​​модернизацию с применением тепловых насосов.

Высокие темпы внедрения тепловых насосов, а также политика, развитие технологий и инновации, необходимые для их достижения, окажут значительное влияние на электросети и на энергетические рынки. Мы предполагаем постоянные значения цен на топливо, предельных выбросов в сеть, цен на электроэнергию и капитальных затрат на тепловые насосы.В действительности, по мере того, как скорость внедрения тепловых насосов увеличивается, а электрическая сеть становится чище, эти переменные могут меняться по-разному. Например, затраты на тепловой насос могут снизиться из-за большей экономии на масштабе производства и опыта установщиков тепловых насосов, электрическая сеть может стать чище быстрее из-за углеродной политики, а цены на топливо могут измениться по мере снижения спроса на это топливо со стороны жилого сектора. Наше предположение об исторических годовых и средних ценах по штату является ограничением анализа.Однако, учитывая потенциально огромную неопределенность будущих цен на энергоносители [39], это упрощающее допущение упрощает определение влияния жилищного фонда, структуры производства электроэнергии, налоговой политики и технологических усовершенствований. Более полное исследование могло бы изучить эти разные чувствительности, чтобы лучше понять неопределенность нашего решения.

Хотя эти недостатки могут повлиять на некоторые ценности наших результатов, мы не ожидаем, что они повлияют на основные выводы этого исследования.Внедрение тепловых насосов – это многогранная проблема, охватывающая несколько секторов и отраслей энергетики, но наш анализ охватывает достаточно этой сложности, чтобы дать обоснованную оценку государственных и частных затрат и выгод от внедрения тепловых насосов в США. Наконец, хотя мы пытаемся учесть тот факт, что сеть, вероятно, станет чище в течение срока службы тепловых насосов, установленных сегодня, очевидно, что существует потребность в других подходах, которые прогнозируют влияние на выбросы структурных изменений в сети [46, 47] или даже произвести альтернативные оценки выбросов от существующей электросети [48].

Применение теплового насоса хорошо сочетается с декарбонизацией. В некоторых случаях такое согласование является слабым – для 8% домов в США внедрение тепловых насосов либо увеличивает выбросы CO 2 , либо влечет за собой очень высокие затраты на сокращение выбросов. В то время как универсальное внедрение тепловых насосов в США имеет сомнительную ценность, очень высокие темпы внедрения, составляющие 80–90%, могут рентабельно снизить выбросы парниковых газов.

Однако с учетом текущих цен на электроэнергию, прогнозов выбросов в электросети и технологии тепловых насосов мы считаем такие высокие темпы внедрения маловероятными.С частной экономической точки зрения, мы обнаружили, что внедрение теплового насоса дает чистую экономическую выгоду для 21% односемейных домов в США. При включении домов с существующими тепловыми насосами это составляет 32%. С точки зрения общественного благосостояния, мы обнаружили, что комбинированная ЧПС для климата и здоровья при внедрении тепловых насосов положительна для 70% жилищного фонда США, не использующего тепловые насосы. Эта ставка может снизиться, если учесть стоимость укрепления электрической сети для удовлетворения повышенного пикового спроса на электроэнергию: последствия, с которыми столкнутся многие города.

Таким образом, мы находим преимущество тепловых насосов в качестве инструмента декарбонизации, но есть много препятствий для достижения высоких показателей внедрения. Однако наш анализ показывает ключевые технологии, политику и стратегические идеи для преодоления этих препятствий, причем все они применимы не только к США, но и к другим странам или юрисдикциям:

  • В первую очередь обращайтесь к мягкому климату: внедрение тепловых насосов в смешанном и прибрежном климате (см. Рисунок 1) демонстрирует сильный частный экономический потенциал и ограниченный ущерб обществу.Особенно это касается электрических сетей со средним уровнем выбросов. Более того, в городах с мягким климатом меньше шансов увидеть резкий рост пикового спроса на электроэнергию или связанных с этим затрат на укрепление сети.
  • В последнюю очередь обращайтесь к холодному климату: внедрение тепловых насосов в холодном климате (см. Рисунок 1) свидетельствует о слабом частном экономическом потенциале и значительном ущербе для общества. Более того, в городах с холодным климатом более вероятно резкое увеличение пикового спроса на электроэнергию и связанных с этим затрат на укрепление сетей.Исключением является установка теплового насоса для замены электрического резистивного нагревателя: такая модернизация обычно снижает затраты домовладельцев, снижает выбросы и снижает пиковую потребность в электроэнергии.
  • Ускорение сокращения выбросов в энергетическом секторе: усилия по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по критериям электростанций и по созданию генераторов с нулевым или низким уровнем выбросов углерода укрепят общественные аргументы в пользу внедрения тепловых насосов. Чем быстрее будут продвигаться эти усилия, тем более выгодными станут высокие показатели внедрения тепловых насосов.Там, где существующей технологией является мазут или резистивное нагревание, переход на тепловые насосы, вероятно, будет экологически и экономически выгодным даже при существующих электрических сетях.
  • Оплатите стоимость технологии тепловых насосов средней эффективности: небольшое снижение капитальных затрат и небольшой выигрыш в эффективности могут значительно повысить скорость внедрения. Это может быть достигнуто с помощью таких политик, как отраслевое обучение для снижения затрат на установку, исследования и разработки для снижения стоимости технологий, субсидии, которые отдают приоритет установкам с более высокой эффективностью, или вознаграждения, которые стимулируют чистое сокращение выбросов CO 2 .
  • Сосредоточьтесь на соответствующих нишах жилищного фонда: некоторые типы домов больше выигрывают от внедрения тепловых насосов, чем другие. Например, в США модернизация с использованием природного газа кажется наиболее перспективной в домах средней эффективности (урожай 1970–1989 годов), модернизация с использованием нефти и пропана в небольших (<1500 SF), старых (до 1990-х годов) домах, а также в электрических домах. модернизация резистивных нагревателей в больших (> 2500 SF), старых (до 1970-х годов) домах.

Целевые стратегические, технологические и политические инициативы могут способствовать широкому распространению тепловых насосов и глубокой электрификации сектора отопления жилых помещений.По мере того, как электрическая сеть становится чище, эта электрификация приведет к большему сокращению выбросов CO 2 .

• Типы топлива для отопления в новых домах в 2020 г.

• Типы топлива для отопления в новых домах в 2020 г. | Statista

Пожалуйста, создайте учетную запись сотрудника, чтобы иметь возможность отмечать статистику как избранную. Затем вы можете получить доступ к своей любимой статистике через звездочку в заголовке.

Зарегистрируйтесь сейчас

Пожалуйста, авторизуйтесь, перейдя в «Моя учетная запись» → «Администрирование».После этого вы сможете отмечать статистику как избранную и использовать персональные статистические оповещения.

Аутентифицировать

Сохранить статистику в формате .XLS

Вы можете загрузить эту статистику только как премиум-пользователь.

Сохранить статистику в формате .PNG

Вы можете загрузить эту статистику только как премиум-пользователь.

Сохранить статистику в формате .PDF

Вы можете загрузить эту статистику только как премиум-пользователь.

Показать ссылки на источники

Как премиум-пользователь вы получаете доступ к подробным ссылкам на источники и справочной информации об этой статистике.

Показать подробную информацию об этой статистике

Как премиум-пользователь вы получаете доступ к справочной информации и сведениям о выпуске этой статистики.

Статистика закладок

Как только эта статистика будет обновлена, вы сразу же получите уведомление по электронной почте.

Да, сохранить в избранное!

…и облегчить мою исследовательскую жизнь.

Изменить параметры статистики

Для использования этой функции вам потребуется как минимум Единственная учетная запись .

Базовая учетная запись

Познакомьтесь с платформой

У вас есть доступ только к базовой статистике.
Эта статистика не учтена в вашем аккаунте.

Единая учетная запись

Идеальная учетная запись начального уровня для индивидуальных пользователей

  • Мгновенный доступ к статистике 1 м
  • Скачать в формате XLS, PDF и PNG
  • Подробные ссылки

$ 59 39 $ / месяц *

в первые 12 месяцев

Корпоративный аккаунт

Полный доступ

Корпоративное решение, включающее все функции.

* Цены не включают налог с продаж.

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Дополнительная связанная статистика 2

подробнее о том, как Statista может поддержать ваш бизнес.

Министерство торговли США. (1 июля 2021 г.). Распределение отопительного топлива, используемого в новых частных домах, завершилось в США с 1975 по 2020 год [График]. В Statista. Получено 5 ноября 2021 г. с сайта https://www.statista.com/statistics/215046/heating-fuel-used-in-new-single-family-houses-completed-in-the-us/

Департамент США Торговля. «Распределение отопительного топлива, используемого в новых частных домах, завершено в США с 1975 по 2020 год». Диаграмма. 1 июля 2021 г.Statista. По состоянию на 5 ноября 2021 г. https://www.statista.com/statistics/215046/heating-fuel-used-in-new-single-family-houses-completed-in-the-us/

Министерство торговли США . (2021 г.). Распределение отопительного топлива, используемого в новых частных домах, завершено в США с 1975 по 2020 год. Statista. Statista Inc .. Дата обращения: 5 ноября 2021 г. https://www.statista.com/statistics/215046/heating-fuel-used-in-new-single-family-houses-completed-in-the-us/

Министерство торговли США.«Распределение отопительного топлива, используемого в новых частных домах, построенных в США с 1975 по 2020 год». Statista, Statista Inc., 1 июля 2021 г., https://www.statista.com/statistics/215046/heating-fuel-used-in-new-single-family-houses-completed-in-the-us/

Министерство торговли США, Распределение топлива для отопления, используемого в новых частных домах, завершенное в США с 1975 по 2020 год, Statista, https://www.statista.com/statistics/215046/heating-fuel-used-in-new -дома-односемейные-завершенные-in-the-us / (последнее посещение 05 ноября 2021 г.)

Обзор основных вариантов отопления частного дома без газа и электричества.Как отапливать частный дом без газа и электричества

Обзор основных вариантов отопления частного дома без газа и электричества. Как отапливать частный дом без газа и электричества – вариантов множество Как отапливать дачный дом, если нет газа

Если в доме нет газа, то отопление может быть построено на твердом топливе или электричестве, а лучше – их комбинации. Чем разнообразнее будут источники тепла, тем меньше вероятность выхода из строя системы.

Например, установку твердотопливного котла можно дополнить электрическим конвектором для каждого помещения. Вы можете совместить русскую печь на первом этаже дома и инфракрасные обогреватели на втором этаже. Однако источники энергии на электрическом и твердом топливе – это далеко не весь перечень. Итак, начнем по порядку …

Чтобы отапливать дом без газа и электричества, следует подумать об энергии сгорания твердого топлива:

Еще бывают камины, но их сложно отнести к системе отопления дома, так как они могут обогреть только одну комнату.

Условия эксплуатации котла

Основные модели твердотопливных котлов сконструированы таким образом, что поток воздуха для горения направляется механическим термостатом с цепным приводом. В этом случае необходимо обеспечить естественную тягу дымохода. Однако для нормальной работы котла необходимо соблюдение ряда условий:

  • Разместите патрубок так, чтобы он не превышал входящую трубу.
  • Обеспечьте системе свободный обмен данными с внешней средой с помощью открытого расширительного бачка, расположенного вверху.
  • Создайте систему трубопроводов с оптимальным диаметром и минимальным количеством тупиковых ответвлений.
  • Оборудовать котел противопожарными средствами.

Цена

Стоимость твердотопливных котлов варьируется в очень широком диапазоне – от 20 до 300-400 тысяч рублей. Все зависит от конструкции и мощности.

Однако, несмотря на цену, твердотопливные котлы являются лидером продаж среди оборудования для отопления дома без газа и электричества.

Разница между котлом на жидком топливе и котлом на твердом топливе незначительна.Для получения тепловой энергии в жидкий котел вместо угля заливается жидкое топливо:

  • дизельное топливо;
  • мазут;
  • керосин;
  • масел растительных;
  • алкоголь.

Последние два даны только в качестве иллюстрации возможностей. Использование масла и алкоголя – непозволительная роскошь. И дело даже не в том, что спирт, например, очень дорогой, а в том, что это топливо получают из растительного сырья, которое можно использовать для производства продуктов питания.

Особенности

Отличительной особенностью жидкотопливных котлов является их высокий КПД – до 92%. К тому же для установки и эксплуатации не требуется разрешения спецслужб, в отличие, например, от газовых котлов.

Цена

Диапазон цен на такие котлы колеблется от 25 000 до 180 000 рублей и зависит от производителя и объема камеры сгорания. Среднегодовая стоимость отопления частного дома составляет 150 кв.м. без газа и электричества на солярке около 150 000 руб.

Что выше стоимости твердого топлива и даже электричества.

Преобразование солнечной энергии в тепловую возможно только в том случае, если солнце светит часто и долгое время над крышей вашего дома. К сожалению, 80% территорий России тут ни при чем. Однако даже в теплом климате нельзя полагаться только на солнечное отопление, это абсолютно необходимый резервный источник.

Принцип работы

В месте «под солнцем» устанавливаются светопоглощающие батареи, которые преобразуют солнечную энергию непосредственно в тепловую, а затем передают ее теплоносителю.Солнечные коллекторы бывают двух видов – вакуумные и плоские. Пылесос считается самым эффективным и экономичным. Использование энергии солнца – научное достижение.

Цена

Преимущество солнечного отопления – невысокая цена солнечных коллекторов. Приобрести плоские устройства можно по цене от 1500 до 60 000 рублей. Вакуумные намного дороже – около 80 000 рублей. Однако если учесть, что за топливо платить не нужно, то цена вполне адекватная.

Использование биотоплива

Биотопливо – это любое органическое вещество, способное гореть.Однако в последнее время эти термины стали понимать как использование газов, выделяемых при разложении органических веществ.

Принцип работы

Все, что гниет с достаточной интенсивностью, подойдет для источника такого газа. Обычно используют навоз, пищевые отходы, растительные вещества. Все газы, образующиеся в процессе гниения, отлично сгорают и заменяют природный газ.

Сама биотопливная котельная состоит из агрегатов, которые собирают выбрасываемый газ, очищают его и подают в котлы для сжигания.А дальше принцип работы такой же, как у газового котла.

Минусы

Существенным недостатком данного способа нагрева является малая продуктивность гниения в естественных условиях. Чтобы ускорить этот процесс, нужно повысить температуру, а это затраты энергии.

По этой причине использовать биотопливо в качестве основного метода обогрева большого дома невозможно, а вот обогрев маленького дома вполне можно создать вспомогательную систему.

Отопление биотопливом широко используется в фермерских хозяйствах таких стран, как Греция, Испания, Португалия.

Такое тепло получается из ничего, только из воздуха. Это реверсивный кондиционер. Сам насос не производит тепла, он только извлекает его из среды и направляет в нужном направлении.

Принцип действия

Принцип работы насоса заключается в отборе тепла из окружающей среды, в которой он находится. Однако насосу нужна пусковая энергия. Например, чтобы переместить 10 кВт тепловой энергии, ему необходимо потребить около 3 кВт электроэнергии.

Разница впечатляет! А при наличии электричества позволяет сделать выбор в пользу теплового насоса для экономичного отопления частного дома без газа.

Характеристики и цены

Однако проблема в том, что в сильные морозы такая помпа дает сбой. Хорошо работает при минусах до -15, перестает работать при -30. Есть еще один недостаток – при практически бесплатной энергии само наозо очень дорогое – от 200000 до 1500000 рублей.

Когда-то их называли буржуйками. Это название восходит к далеким временам. гражданская война и последующая разруха, когда простейшие радости жизни были связаны с большим богатством.

С тех пор многое изменилось, но железную печь до сих пор называют буржуйкой. Теперь они выглядят иначе. Многие из них оснащены окнами из огнестойкого стекла, но суть их не изменилась – они быстро нагреваются и так же быстро остывают.

Может быть, эту печь и назвали буржуйкой, ведь для поддержания постоянно высокой температуры по-буржуйски требуется много дров.

Народная фантастика

В сибирских таежных избах, куда можно принести чугунную печь, а вот кирпич доставить сложно, буржуйка с трех сторон обшита крупными камнями, заваленными рекой. Получается красиво и функционально – камни нагреваются и медленно отдают тепло воздуху.

Данная методика вполне применима в условиях загородного дома – когда дом построен, а отопление еще не готово. В какой-то мере камни выполняют функции пожаротушения, поглощая случайные искры и чрезмерное тепло.Каменные конструкции могут послужить поводом для полета фантазии дизайнера.

КПД металлической печи повысится, если она оборудована змеевиком для нагрева воды и к нему подключены батареи отопления.

Кирпичные печи или русские печи

В классическом виде русская печь – это чудо инженерного мыла с очень эффективной системой отопления. Печь не только обогревала всю хижину, но и была многофункциональной кухней, подогреваемой кроватью и даже сауной.

В наше время ряд функций русской печи не нужен, но, как отопление в частном доме без газа и электричества, он эффективен!

В современных условиях

Сделать старинную русскую печь современной довольно просто:

  • Если одна из сторон встроена в стену, отделяющую одну комнату от другой, то уже будут отапливаться две комнаты. Однако у печи есть четыре стороны.
  • Если вам удастся встроить печь в две стены двух разных комнат, то вы сможете обогреть почти весь дом.
  • Если дом большой, то без сил одного источника тепла не обойтись – придется делать систему из труб и батарей с водяным нагревательным элементом.

Русская печь отличается от простой кирпичной как размерами, так и отсутствием лежанки. У кирпичной печи большая инерция – она ​​долго нагревается, но и долго остывает.

Чтобы процесс охлаждения длился дольше, есть демпферная система, удерживающая горячий воздух… Однако именно в этой системе кроется самая большая опасность печи – если заслонку закрыть раньше времени, то угарный газ из топки уйдет не в дымоход, а в дом.

Цена

Стоимость строительства кирпичной печи зависит от ряда факторов: во-первых, от размеров, во-вторых, от выбранных материалов, в-третьих, от оплаты печника. И работа самая дорогая.

Так что, если печник отнесется к этому в меру, и вы не собираетесь украшать печь мрамором и керамикой, то можно уложиться в 20–60 тысяч рублей.Дорого это или нет – каждый оценивает по-своему. Однако следует учитывать тот факт, что печь простоит не один десяток лет.

Как топить печь

Можно утопить все, что горит. Классический вариант – дрова и уголь. Однако в топку всегда входили следующие источники тепловой энергии.

Навоз

Навоз – это полностью высушенный коровий навоз. Он хорошо горит и почти не оставляет золы.С той же целью можно использовать конский навоз. Кстати, запаха от такого топлива нет.

Торф

Торф, точнее, торфяные брикеты. По теплотворной способности это что-то среднее между древесиной и углем. Брикеты горят в уже разогретой топке. Это значит, что сначала нужно топить печь дровами, а затем уложить брикеты.

Преимущества – торф экологически менее токсичен, чем уголь.

Точнее, токсичность торфяного дыма можно приравнять к токсичности дров.Только из золы торфа и побольше дыма. О пользе использования торфа можно говорить только в том случае, если у вас есть возможность купить его по невысокой цене. Во всех остальных случаях лучше использовать дрова и уголь.

Дрова

Дрова быстро горят и не всегда горячие. Для поддержания высокой температуры в доме нужно не только много дров, их нужно постоянно класть в топку.

Уголь

Лучше всего использовать кокс. Уголь горит долго, хороший коксующийся уголь еще и горячий.

Если вы используете каменный уголь с низким содержанием золы и высокой теплотворной способностью, то одна мера угля может дать столько тепла, сколько дрова дадут 3-5 таких мер. Единственный аргумент против угля – его высокая зольность.

Зола от угля токсична, поэтому с ее утилизацией возникнут проблемы.

Еще

Есть и другие заменители дров. Например, шелуха семян или початки кукурузы. Оба горят хорошо, но недолго и без сильного жара.Однако к этим видам топлива не стоит относиться серьезно.

Таким образом, из всех видов твердого топлива стоит выбирать древесину и уголь. Причем это в сочетании. Дрова хороши для разжигания печи, а уголь – для длительного и медленного горения.

Вместо вывода

Существует десяток систем отопления частного дома без газа и электричества – от классической печи до солнечной энергии. Сложно посоветовать, на чем из них остановиться. Однако могу дать один универсальный совет – постарайтесь сформировать многофункциональную систему с избыточными функциями и минимизацией рисков, как на боевых кораблях.

Домовладельцам, имеющим более одного вида энергоносителей, очень удобно выбрать подходящую технику для отопления дома. Но что делать тем людям, у которых вообще нет выбора? Рядом нет природного газа, а лимит электроэнергии настолько мал, что использовать его как источник энергии для отопления дома невозможно? В этом случае есть несколько вариантов, на которые и рассчитана наша статья. Эти же варианты будут полезны тем домовладельцам, которые хотят устроить экономное отопление частного дома без газа и электричества.

Какие источники энергии выбрать?

По умолчанию мы сразу исключаем из списка два основных источника энергии: электричество и природный газ. Тогда в нашем распоряжении:

  • разная биомасса: древесина, уголь, солома, опилки и т. Д .;
  • импортное углеводородное топливо: сжиженный газ в баллонах или дизельное топливо;
  • альтернативных источников энергии.

К последним относятся установки, способные извлекать тепло, содержащееся в воздухе, земле или воде.Но самый доступный способ обогреть дом без традиционных энергоресурсов – это сжигание биомассы для нагрева воды или воздуха. Сложнее обстоит дело со сжиженным газом или дизельным топливом, их первоначальная стоимость достаточно высока, а вместе с доставкой будет совершенно запредельной. Опять же, для качественного сжигания дизельного топлива нужна электроэнергия.

Только начать разработку альтернативного отопления для частного дома все еще считается очень дорогим и доступным не для всех.Но за ним будущее, ведь по эффективности такой обогрев не имеет себе равных. Если не брать во внимание различные экзотические источники энергии, то выбор придется делать из двух вариантов:

  • недорогое и доступное, но хлопотное сжигание биомассы;
  • дорогие, но экономичные и комфортные источники альтернативной энергии.

Дизельное топливо и пропан исключить из списка; эти источники никому не подходят.Чтобы эффективно сжигать солярку, нужно электричество, а значит солнечная батарея. Расход пропана даже для небольшого дома будет настолько большим, что вы быстро устанете менять и вводить новые баллоны. В результате расходы на отопление все равно будут недопустимыми.

Энергонезависимое отопление дровами и углем

Ни для кого не секрет, что существует ряд устройств, позволяющих получать тепло от дров и угля без подключения к электросети. Вот они:

  • печи кирпичные;
  • духовок металлических;
  • твердотопливных котлов.

Для справки. Камины тоже удачно сжигают дрова, но их можно отнести только к отоплению дома с натяжкой. Скорее, это элементы интерьера, создающие комфорт и уют, но тепла от них мало, разве что в одной комнате.

Отопительные печи

Грамотно подобранная и качественно построенная печь из кирпича способна обеспечить хорошее отопление дома без газа. Разместив его в центре здания так, чтобы хотя бы одна стенка печи входила в каждое соседнее помещение, можно получить отличный источник тепла без использования систем водоснабжения.Если планировка дома не позволяет так хорошо разместить кирпичную печь, то в ее топку встраивают водяной змеевик. Он сможет подавать тепло на радиаторы в 2-3 небольших комнатах.

Различные металлические печи также помогут обогреть дом без газа. Такой вариант обойдется значительно дешевле, чем строительство капитального кирпичного сооружения, для которого требуется фундамент. Современную печь из стали или чугуна проще установить, и она отлично смотрится, особенно со встроенным огнестойким стеклом.Некоторые модели оснащены змеевиками водяного отопления, которые подключаются к небольшой тепловой сети.

Котлы твердотопливные

Оптимальной системой отопления загородного дома без газа и электричества является установка твердотопливного котла. Наиболее простые модели агрегатов выпускаются в энергонезависимом исполнении, где поток воздуха для горения регулируется механическим термостатом с цепным приводом. Но в этом случае необходимо соблюдать ряд рекомендаций:

  • нужно для обеспечения хорошей естественной тяги дымохода;
  • при установке котла следите за тем, чтобы патрубок для подключения обратной магистрали был не выше уровня входной трубы.При необходимости агрегат помещают в небольшую яму;
  • система отопления должна быть гравитационной (гравитационной) и сообщаться с атмосферой через открытый расширительный бак, расположенный в самой высокой точке;
  • для автономного отопления твердотопливным теплогенератором, чтобы он работал надежно и безотказно, необходимо правильно рассчитать и подобрать все диаметры труб, соблюсти все уклоны. При этом старайтесь не делать слишком длинные тупиковые ответвления;
  • котел должен быть оборудован группой безопасности.

Важно! В гравитационных сетях теплоноситель движется медленно, дровяной отопительный агрегат более склонен к закипанию, чем в насосных системах … Вот почему так важно соблюдать все расчетные параметры. Настоятельно рекомендуется использовать в контуре бак – теплоаккумулятор достаточной емкости.

Рассмотрев все виды отопления на биомассе, можно отметить, что твердотопливный котел обязательно выйдет на первое место по КПД, его КПД достигает 75%, а лучшая печь даст не более 60-65%.Вариант с котлом и самотечным контуром применим даже в двухэтажных домах, где отопление будет работать не хуже полноценной системы. Это только потребует больше вашего времени и внимания.

Возобновляемые источники тепла

Прежде чем приступить к рассмотрению альтернативных вариантов отопления загородного дома без газа, оговоримся, что, в отличие от печей и твердотопливных котлов, ни одна из высокотехнологичных установок не может работать без электричества. Изучив его, вы поймете, почему.Отсюда вывод: начинать нужно с выработки электроэнергии.

Для этого есть 2 способа: ветряные генераторы и солнечные батареи. Ветроэлектростанция – решение отличное, но недешевое. Одно из решений проблемы – покупка большого ветряка вместе, сразу на несколько домов. Более доступный способ – купить солнечную батарею и батарейки на темное время суток. Для работы с источниками постоянного тока, которые также являются солнечными генераторами, существуют специальные циркуляционные насосы… Когда есть электричество, перейдем непосредственно к устройствам, которые может обеспечить отопление без газа и электричества:

  • солнечных коллекторов;
  • тепловые насосы.

Солнечные коллекторы

Если не вдаваться в детали конструкции, то солнечный коллектор – это устройство, состоящее из множества соединенных между собой трубок, по которым течет вода. Он нагревается непосредственно от инфракрасного излучения солнца, после чего вода используется для отопления или для нужд горячего водоснабжения.Но для того, чтобы система отопления работала без газа, теплоноситель необходимо перемещать по ней с помощью насоса, а для этого нужна электроэнергия.

У устройства всего два недостатка, но оба существенные. Коллектор не может работать ночью и не способен накапливать много тепла. Самые мощные модели имеют емкость 200-300 литров, чего достаточно для горячего водоснабжения, но недостаточно для отопления. Из-за этого нужно устанавливать множество устройств или использовать этот источник тепла как вспомогательный, что дает возможность экономить электроэнергию.

Тепловые насосы

Тепловой насос – это вершина эффективности и экологичности. Принцип его работы такой же, как у кондиционера. Агрегат не производит тепло, а отбирает его в одном месте и перемещает в другое – в ваш дом. Теоретически любое вещество, температура которого выше абсолютного нуля, обладает тепловой энергией. Тепловые насосы могут извлекать его из воздуха, земли, грунтовых и поверхностных вод. Для извлечения и передачи 10 кВт тепла в дом агрегат потребляет около 3 кВт электроэнергии, традиционные источники очень далеки от таких показателей.

При этом эти 3 кВт электроэнергии надо куда-то брать. Если для этой цели используются солнечные батареи или ветряная электростанция, то значительная стоимость генераторов будет добавлена ​​к значительной стоимости насоса. То есть есть смысл установить тепловой насос в электрифицированном доме. Теперь понятно, почему эти технологии до сих пор недоступны широкому кругу пользователей.

Итак, если нет газа, то можно отапливать дом дровами или углем. В такой ситуации однозначно на первом месте стоит твердотопливный котел, на втором месте – дровяные печи… Высокотехнологичный тепловой насос не пользуется таким спросом из-за своей дороговизны.

Отопление частного дома за городом сегодня можно организовать по-разному. В этой статье мы достаточно подробно рассмотрим способы отопления жилища, не предполагающие использования электроэнергии, а также магистрального и сжиженного газа.

Металлические и кирпичные печи – работают без электричества и газа

Самым удобным топливом является природный газ. Его можно использовать для обогрева любой площади дома, общественных зданий и даже огромных промышленных объектов.Неудивительно, что подавляющее большинство владельцев частных домов выбирают газ в качестве топлива. А что делать, если нет возможности подключить? Замерзнуть в загородном доме? Использовать электронагреватели, платя колоссальные ежемесячные платежи за потребленные киловатты? Конечно, нет! Существует множество вариантов, позволяющих организовать качественное отопление частного дома без использования газа и электричества.

Обогрев загородного дома может осуществляться:

  • отопительными печами (каменными, кирпичными, металлическими) и каминами;
  • твердотопливных агрегатов;
  • тепловые насосы;
  • естественные возобновляемые источники тепла (ветряные турбины, солнечные батареи).

Самый простой способ – построить в доме классическую печь из кирпича и использовать ее для отопления. Здесь важно правильно расположить такую ​​конструкцию в доме. В идеале он должен быть в центре дома, чтобы его стены выходили в разные комнаты. Топить печь можно углем или дровами. Первый вариант более рациональный. Уголь долго горит и выделяет много тепла. С дровами побольше хлопот будет. Их придется заготавливать самостоятельно или покупать в больших количествах, так как древесина очень быстро выгорает.

Сразу отметим, что обычному человеку вряд ли удастся построить печь из кирпича своими руками. Его установка требует создания фундамента – грязная, трудоемкая и трудоемкая процедура. А сделать правильную кладку из кирпича домашнему мастеру будет непросто. Готовые печи из металла – разумная альтернатива классическим каменкам.

В специализированных магазинах представлен шикарный ассортимент чугунных и стальных печей. У них высокий КПД и отличный внешний вид.Благодаря этому заводские металлические печи позволяют не только экономно обогреть дом, но и сделать интерьер жилого дома оригинальным. И обычную печь, и готовую буржуйку легко оборудовать змеевиком. Он нагреет воду, которая может подаваться на радиаторы, установленные в разных комнатах дома. При таком подходе мы получаем экономичное отопление на дровах или угле.

Камины также можно использовать для отопления домов. Но только в том случае, если у жилища небольшая площадь. Большой дом с множеством комнат и хоз.камин не сможет обогреть помещение. В большинстве случаев такие отопительные конструкции играют декоративную роль.

Котлы твердотопливные – усовершенствованная версия традиционной печи

По мнению специалистов, наиболее разумным вариантом отопления загородного дома, не подключенного к системе газоснабжения, является установка твердотопливного агрегата. Причем для интересующего нас жилья рекомендуется выбирать простые котлы, изготовленные в полностью энергонезависимой конструкции.В таких установках есть специальный термостат (механический), снабженный элементарным цепным приводом. Именно это устройство контролирует воздушный поток, что обеспечивает сгорание топлива.

Котлы на твердом топливе – экономичное и простое в эксплуатации оборудование, но потенциально опасное. Поэтому при его установке необходимо соблюдать следующие обязательные требования:

  1. 1. Патрубок, к которому подключается обратка котла, всегда располагается ниже входной трубы.Часто для соблюдения этого условия приходится рыть специальную яму. И установить в него твердотопливный агрегат.
  2. 2. Особое внимание уделяется организации дымохода. Он построен таким образом, чтобы естественная тяга в трубе была безупречной в любую погоду.
  3. 3. Система отопления выполнена строго гравитационная (на языке профессионалов – гравитационная). В его самой высокой точке размещается расширительный бак открытого типа.
  4. 4. Агрегат должен быть оборудован группой безопасности.
  5. 5. Системы отопления с твердотопливным агрегатом должны проектироваться специалистами, которые правильно подбирают трубы необходимого диаметра, просчитывают требуемые уклоны. Только в этом случае котел и весь отопительный комплекс будут работать безотказно и надежно.

В установках на твердом топливе допускается сжигание угля и дров, а также опилок и других отходов деревообрабатывающей промышленности, специальных пеллет, торфяных брикетов. Выбор топлива большой. Каждый хозяин загородного дома имеет возможность выбрать для себя наиболее подходящий вариант.Отметим, что КПД твердотопливных котлов достигает 70–80%. Но для обычных печей это значение не превышает 55–65%.

Отопление без топлива – возможно ли?

Современная наука изобрела совершенно уникальный вариант отопления частных домов, не требующий сжигания дров, угля и других видов топлива. Этот способ предполагает использование теплового насоса – действительно экологически чистого, экономичного и эффективного устройства … Уникальность такого агрегата заключается в следующем. Не производит тепловой энергии… И только извлекает его из грунтовых и почвенных вод, почвы, воздуха и переносит в дом.

Тепловой насос – это конструкция, состоящая из компрессорного, дроссельного и теплообменного отсеков, а также трубок с фреоном. Агрегат работает как самый обычный бытовой холодильник:

  • трубок с фреоном погружены в резервуар или в землю;
  • в воде или земле фреон превращается в газ, который устремляется вверх;
  • в компрессоре образующееся газообразное соединение сжимается, что приводит к его нагреву до 75–80 ° С;
  • то нагретый фреон через теплообменник отдает энергию в систему отопления.

После этого газ направляется в дроссельный отсек. В нем снижаются температура и давление фреона. Он снова превращается в жидкость, которая возвращается в воду или землю. Затем весь цикл повторяется много раз. В результате у нас есть постоянный источник энергии, направляемый на обогрев дома.

Тепловые насосы разные. Обычно их делят на:

  1. 1. Воздух.
  2. 2. Земляне.
  3. 3. Воды для отбора тепла из подземных источников или из поверхностных водных объектов.

Для работы теплового насоса используется электричество. В этом случае расход последнего на работу описываемой нами установки оказывается небольшим. В цифрах это выглядит так. Чтобы извлечь из воды или почвы 9–11 кВт электроэнергии и передать ее в систему отопления, необходимо затратить около 2,5–3 кВт.

Эти киловатты должны быть взяты из домашней электросети или получены из возобновляемых источников энергии. О них и поговорим дальше.Но сначала отметим, что отопление тепловым насосом требует значительных первоначальных финансовых затрат на покупку дорогостоящего оборудования и его установку. По этой причине технологии бестопливного отопления до сих пор не получены. широко распространенный.

Ветряные мельницы и солнечные панели – мы сами производим электроэнергию

Тепловым насосам и энергозависимым современным котлам для работы требуется электроэнергия. Без этого высокотехнологичные агрегаты не функционируют. Вы можете получать энергию самостоятельно, не подключаясь к централизованному электроснабжению.Правда, в этом случае снова придется немало потратиться на установку специального оборудования – солнечных батарей или ветряных турбин. Первые позволяют получать энергию от солнца, вторые – от ветра.

Конструктивно ветряные турбины представляют собой простые устройства. Они состоят из генератора, специальной ветряной турбины и батареи. Но построить самостоятельно эффективно работающую ветряную мельницу, вырабатывающую достаточно электроэнергии для обогрева дома, совсем непросто. Разумнее будет приобрести уже готовую конструкцию.И эксплуатировать его долго, отбивая потраченные деньги.

Аналогичная ситуация наблюдается и с солнечными батареями. Самодельные установки не могут генерировать количество энергии, необходимое для обогрева дома. И закупленное оборудование стоит недешево. По этой причине как ветряные турбины, так и солнечные коллекторы чаще всего используются как вспомогательные источники «бесплатного» электричества. Для полноценного обогрева загородного дома их мощности не хватит. Но с другой стороны, они позволяют сэкономить на счетах за электроэнергию.

Таким образом, если в вашем загородном доме нет газа, не стоит паниковать. Отапливать его можно разными способами – и классическими (буржуйки, кирпичные печи), и современными технологиями … Выбирайте подходящий вариант, и пусть в вашем доме всегда будет тепло и уютно!

Не важно, чем обогреть дом в холодную погоду – важно покрыть его теплопотери.

Итак, холода за окном и температура в доме начинает падать.Чтобы температура в доме была комфортной в холодную погоду, в каждом доме должен быть теплогенератор. Что выступает в роли теплогенератора – бойлер, плита или тепловой насос – не так важно. Важно, чтобы его мощности хватило, чтобы покрыть теплопотери дома зимой.

Ну а когда «за бортом» температура опускается до -30С и -40С, самое время «накрутить горшок» по полной. Как отапливать дом в холодную погоду – вопрос, который ставит перед собой любой хозяин частного дома.Посмотрим на это с практической точки зрения.

Чем лучше обогреть дом с точки зрения удобства

Как лучше отапливать дом? Как бы то ни было, если бы только это топливо было доступно вам и по средствам. Какой смысл советовать или использовать газ тем людям, для которых недоступны ни те, ни другие ресурсы.

Конечно, лучше обогревать дом природным газом (магистралью), который поступает в ваш дом по трубе. На данный момент это самый удобный и дешевый вид топлива.И даже после введения государством социальных норм на газ этот вид топлива все равно останется самым доступным для населения.

Естественно, самое удобное топливо – природный газ.

Как отапливать дом зимой, если рядом с вашим участком нет газа или стоимость подключения к газовой трубе зашкаливает за 1000000 рублей? Следующее по удобству, но не дешевое – электричество. Самый беспроблемный источник энергии, на установку оборудования не нужно много денег.Но чтобы заплатить продавцам электроэнергии – энергетической компании в вашем районе, потребуются большие деньги.

Как лучше отапливать дом, если в доме нет газа, а электричество, выделяемое в ваше хозяйство, не превышает 5 киловатт? Следующий вариант по удобству. Перед началом сезона вам привозят цистерну с соляркой и засыпают 3-5-10 тонн. дизельное топливо в зависимости от мощности вашего котла и отапливаемой площади.

Если это не так и вы сами идете на заправку с канистрами, то этот вариант можно сравнить с отоплением на отработанном масле.Тот же процесс сборки условно-бесплатного топлива. Только горелка для выработки немного дороже горелки для дизельного топлива. Цена дизельной горелки – 15-25 тысяч рублей, стоимость мазутной горелки – от 60 тысяч рублей. Но топливо вам почти ничего не стоит.

Пеллеты следующие по простоте использования. Пеллетный котел потребует разовой загрузки топлива перед сезоном, если у вас большой бункер для пеллет объемом 10-20 кубометров с пневматической подачей.
Если это не так, то вам придется регулярно загружать пеллеты в бункер. Хорошо, если у вас будет бункер для гранул увеличенного размера на 600-800 килограмм. Если стандартный – 200 килограммов (обычно их ставят на базовую комплектацию пеллетных котлов), то к котлу придется каждый день ходить с пакетами пеллет). И поверьте, практика, загружать гранулы каждый день на уровень выше головы и заливать гранулы в бункер – не упражнение для слабаков.

Далее по удобству использования есть дрова и уголь.Вы хотите быть кочегаром или кочегаром в собственном доме? Тогда этот вариант для вас.
Есть, конечно, угольные котлы типа Карборобот и дровяные конвективные, которые позволяют реже подходить к котлам и печам.
Однако откалиброванный промытый уголь для Carborobot нужно не только специально подготовить, но и доставить где-нибудь в вашем районе.
А печи пиролиза не так хороши, как пишут продавцы печей в рекламных проспектах.

Почему я не упомянул газгольдеры и другие условно автономные источники газового отопления? Потому что по стоимости установки оборудования проще оплатить входной билет за подключение к магистральному газу и вообще забыть о проблемах с заправкой баллона с газом.

Чем дешевле отопление дома зимой

Мы посчитали, чем лучше утеплить дом с точки зрения удобства. А теперь посмотрим, чем дешевле обогреть дом зимой, начиная от небольших минусовых температур и заканчивая самыми настоящими морозами.

Самое дешевое топливо – бесплатное топливо. Конечно, совершенно бесплатного топлива не бывает. Вы тратите деньги и свое личное время на доставку топлива. Однако, если абстрагироваться от стоимости доставки, мы можем ее назвать.

Опилки, обрезки пиломатериалов, использованный упаковочный картон, отходы бумаги и целлюлозы, солома, жмых, отработанное масло – все это топливо ничего не стоит. Вам просто нужно найти его источники и организовать доставку. Если получится, можно отапливать дом зимой бесплатно (условно, конечно).

Если ваша печь позволяет сжигать что-либо в ней, то ваш вариант – бесплатное топливо.

Как отапливать дом без газа

Как отапливать дом зимой, если «голубая топливная труба» не подходит для вашего участка и вряд ли подойдет в ближайшее время? Не повесить нос и не решить, как отапливать дом без газа зимой, будет невозможно.

Поехали по порядку (по степени удорожания):

  • дрова / уголь,
  • отработанное масло,
  • пеллет,
  • тепло земли (тепловой насос),
  • дизельное топливо,
  • электричество.

Вот «джентльменский набор» на тот случай, если «Газпром» о вас забыл и не хочет вспоминать.

Отапливаемая площадь дома в холодный период

Есть один вариант, который снизит расходы на отопление вашего дома.Эффективная отапливаемая площадь дома – это площадь тех помещений, в которых вы будете поддерживать комфортную температуру от + 18С до + 22С.
Эффективная отапливаемая площадь дома может включать спальни, ванную комнату, гостиную. В остальной части дома – кладовых, котельных – можно поддерживать температуру от + 8С до + 12С. В тамбурах и на складе горючего можно поддерживать температуру от + 5С до + 8С.

Таким образом, вы можете значительно снизить расходы на отопление дома в целом, просто понизив постоянную температуру в тех помещениях, где вы не находитесь постоянно.

Закройте некоторые комнаты в доме на зиму – и ваши расходы на отопление дома уменьшатся.

Традиционно частный дом отапливается газовым котлом. Но что делать, если участок не подключен к газовой магистрали? Или перебои с подачей газа и вы хотите застраховаться на этот случай? Или вы просто хотите снизить зависимость от газа и государства.

В этом случае нужно рассмотреть вариант альтернативного отопления дома. А потом разберем, что можно использовать.Какие приборы послужат полной заменой газового котла и обеспечат отопление без газа , а какие можно использовать только в качестве дополнения.

Что такое альтернативный источник тепла

Поскольку традиционно дом отапливается газовым котлом, то под альтернативным отоплением дома мы подразумеваем любой обогреватель, который не работает на газе.

Когда это актуально

  1. У вас нет возможности подключиться к газовой сети или это слишком дорого;
  2. Вы хотите снизить зависимость от газа и иметь страховку на случай сильных морозов или перебоев в подаче газа;
  3. Для экономии на отоплении.Комбинация и правильное управление источниками тепла снизят ваши расходы на отопление.

Типы альтернативных источников энергии

Условно альтернативные источники тепла делятся на два типа:

  1. Которые работают в дополнение к котлу … По разным причинам не могут полностью обеспечить здание с теплом. Основную тепловую мощность обеспечивает газовый котел, а другие источники поддерживают его работу во время пиковых нагрузок или в межсезонье.
  2. Который заменяет газовый котел … Это источники тепла, которые способны генерировать достаточную тепловую мощность для обогрева здания.

Рассмотрим, какие устройства можно использовать в каждом конкретном случае.

Тепловой насос

Коллекторы идеально подходят для нагрева горячей воды летом, весной и осенью. А зимой их можно использовать только для поддержки отопления.

Камин с водяным контуром

Такой камин представляет собой комбинацию традиционного камина и твердотопливного котла: устанавливается в помещении и подключается к общей системе отопления.Внутри камина находится емкость с водой, которая нагревается при горении дров. За счет этого вы не только нагреваете воздух в помещении, но и нагреваете воду в системе отопления, которая затем поступает в радиаторы отопления, теплый пол или накопительный бак.

Теоретически это может быть альтернативное газовое отопление … Но так как у него нет автоматической подачи топлива, а новые дрова нужно подбрасывать каждые 2-4 часа, сильно на это полагаться не стоит. Если вовремя не добавить дрова, огонь погаснет и дом остынет.

Поэтому такой камин следует рассматривать как дополнение к основному источнику тепла.

Обычные воздушные камины

Обычные камины дешевле и проще в установке. Для него не нужно заранее вести трубу, устанавливать накопительный бак и предусматривать тепловую защиту. Достаточно просто выделить место и соорудить дымоход.

Камин нагревает воздух только вокруг себя. А для повышения его эффективности можно провести воздуховоды от камина в каждую комнату.За счет этого камин будет обогревать не только помещение, в котором он установлен, но и другие помещения, где устанавливаются воздуховоды.

Трудности с обычным камином такие же: газовый котел он не заменит, также придется регулярно подбрасывать дрова и следить за горением. Это отличный дополнительный и альтернативный источник тепла , но не более того.

Пеллетный камин

Пеллетный камин также нагревает воздух только вокруг себя.Но у него есть два важных преимущества:

  • Не обязательно иметь дымоход заранее. Для такого камина нужен небольшой диаметр трубы, которая ведется в стену, а не через все этажи здания.
  • Есть автоматическая подача топлива. То есть не нужно постоянно следить за горением. Достаточно просто поддерживать запас топливных таблеток в бункере. Таким образом, пеллетный камин вполне подойдет в качестве альтернативного отопления без газа. Но с практической точки зрения это неудобно: камин эффективен локально и обогревает только то помещение, в котором он установлен. Невозможно использовать тепло по всему дому.

Недостатки:

  • Нам нужен доступ к качественным гранулам, которые не будут сильно забивать горелку копотью и хорошо гореть.

Кондиционеры

Кондиционер – самый доступный и простой альтернативный источник отопления дома … Можно установить по одному мощному на весь этаж или по одному в каждой комнате.

Наиболее оптимальный вариант использования кондиционера – поздняя весна или начало осени, когда на улице не слишком холодно и газовый котел еще нельзя запустить. Это позволит снизить потребление газа за счет электроэнергии и не превышать месячную норму потребления газа.

Важные моменты:

  • Котел и кондиционер должны быть связаны друг с другом для работы в парах. То есть котел должен видеть, что кондиционер работает, и не включаться, пока в помещении тепло.Здесь не обойтись без настенного термостата.
  • Отопление электричеством не дешевле газа. Поэтому полностью переходить на отопление кондиционерами не стоит.
  • Не все кондиционеры можно использовать в морозных и морозных условиях.

Скрытые утечки тепла частного дома

Чтобы меньше зависеть от газа, нужно поработать над энергоэффективностью здания. Прочтите о возможных скрытых утечках тепла в частном доме.

  1. , о котором вы, возможно, не знали.
  2. , которые сделают ваш дом холоднее.

Личный опыт

Я использую четыре источника тепла для обогрева своего дома: газовый котел (основной), камин с водяным контуром, шесть плоских солнечных коллекторов и инверторный кондиционер.

Зачем это нужно

  1. Иметь второй (резервный) источник тепла, если газовый котел выходит из строя или его мощность становится недостаточной (сильные морозы).
  2. Экономия на отоплении. За счет различных источников тепла можно контролировать месячный и годовой уровень потребления газа, чтобы не переходить на более дорогой тариф.

Немного статистики

Средний расход газа в январе 2016 года составляет 12 кубометров в сутки. С отапливаемой площадью 200м 2 и дополнительным подвалом.

Колебания потребления по дням в течение месяца связаны с разной температурой снаружи и наличием солнца: в солнечные дни коллекторы работают, и потребление газа снижается.

выводы

Отопление без газа Возможно. Некоторые источники тепла служат полноценной заменой газового котла, другие можно использовать только дополнительно.Для удобства объединим все в таблицу:

Есть и другие альтернативные способы обогрева здания, не вошедшие в список: печи, булерьяны, электрокотлы и другие отопительные приборы.

И, конечно же, важно помнить, что установка других источников тепла – не единственный способ сэкономить газ и снизить зависимость от него. Нам необходимо работать над повышением общей энергоэффективности здания: выявлять и устранять все утечки тепла, более эффективно использовать тепло и минимизировать тепловые потери в здании.

Отопление без газа: 7 альтернативных источников тепла для частного дома

9 самых дешевых способов обогреть дом без центрального отопления

По мере того, как наступают более холодные и темные месяцы, и большинство из нас проводит больше времени дома, чем когда-либо, вы, возможно, думаете, как сохранить тепло в доме, не тратя слишком много денег. Если вы хотите, чтобы ваши счета за электроэнергию не увеличивались, вот 9 самых дешевых способов обогреть дом без центрального отопления.

1.Сделайте ваши радиаторы более эффективными

Есть несколько различных способов обеспечить максимально эффективное и эффективное отопление. Во-первых, вы можете быть уверены, что используете самый дешевый тариф на электроэнергию, и переключитесь на более дешевый вариант. Во-вторых, вы можете удалить воздух из радиатора. Это включает в себя выпуск воздуха, скопившегося в верхней части радиатора, чтобы горячая вода могла заполнить все это, так что весь радиатор стал горячим.

Наконец, вы можете приобрести отражатель радиатора, который устанавливается за радиатором, чтобы тепло не терялось через внешнюю стену.Вместо этого тепло будет отражаться в комнате. Вентиляторы Radfans работают по схожему принципу, обдувая комнату теплым воздухом, что ускоряет нагрев помещения.

2. Купите теплую одежду

Само собой разумеется, но вам не нужно тратить столько денег на центральное отопление, если вы тепло закутались! Покупка подходящих материалов, которые сохранят тепло вашего тела, будет иметь большое значение. Это могут быть базовые слои из мериноса, лыжные носки, домашние тапочки из шерсти, а также толстые, хорошо утепленные леггинсы и куртки.Вам не нужно будет тратить столько денег на отопление, и вы также можете носить одежду на улице.

3. Открывайте жалюзи и шторы, когда выходит солнце.

Хотя в осенние и зимние месяцы не согревается, солнце нагревает ваш дом сильнее, чем вы думаете, особенно если у вас очень большие окна. большой. Всегда оставляйте жалюзи и шторы открытыми в солнечные дни, чтобы солнечный свет мог согреть комнату. Не забудьте закрыть их снова, как только солнце начнет садиться, чтобы максимально использовать потенциал вашего дома для сохранения тепла в течение ночи.Точно так же в дни, когда не светит солнце, вы можете остановить проникновение холодного воздуха, закрыв шторы и удерживая его. Вы даже можете купить тепловые завесы!

4. Установите солнечные батареи

Если у вас дом, выходящий на юг, и вы получаете много солнечного света, установка солнечных батарей может быть для вас отличной идеей! Хотя поначалу это может быть не самый дешевый способ обогрева дома, в долгосрочной перспективе он поможет значительно снизить ваши счета за отопление. Правительство Великобритании иногда выдает субсидии на установку солнечных батарей в домах, что также может помочь с первоначальной стоимостью.

5. Заблокируйте дымоход

Сегодня во многих домах камины не используются – они используются только для украшения. Если это вы, возможно, вы теряете много теплого воздуха через дымоход и можете сохранить много этого тепла, установив в дымоходе воздушный шар или изолятор. Это очень дешевый способ обогреть дом без центрального отопления!

6. Покройте голые половицы

Вы также можете терять много тепла из-за голых половиц.Постелить коврики на голый пол – это простой и эффективный способ уменьшить потери тепла.

7. Заткните все сквозняки

Сквозняки также могут поступать из многих мест в вашем доме. Лучше всего начать с закрытия любых щелей вокруг дверных и оконных рам герметизирующей лентой. Если у вас нет скотча, вы также можете использовать свернутые одеяла и полотенца в качестве краткосрочного решения, хотя это будет не так сложно.

8. Купите интеллектуальный термостат

Умный термостат позволяет значительно сократить расходы на электроэнергию.Например, он может обнаруживать незначительные изменения температуры в результате таких действий, как приготовление пищи и принятие душа, и при необходимости автоматически настраивается. Он также запомнит ваш распорядок дня и время, когда вы находитесь дома, поэтому он может автоматически включаться, когда вы дома, и выключить, когда вы на работе.

9. Купите энергоэффективный обогреватель

Последний самый дешевый способ обогреть дом без центрального отопления – это купить энергоэффективный обогреватель. Наличие обогревателя в комнатах, в которых вы проводите больше всего времени, эффективно обогреет эти комнаты, позволяя вам установить термостат на несколько градусов ниже.Однако обогреватель должен быть спроектирован таким образом, чтобы быть энергоэффективным и экономить ваши деньги, иначе он может просто выдувать горячий воздух, фактически не обогревая вашу комнату. Новые высококачественные обогреватели потребуют меньше электроэнергии для работы и будут иметь функции энергосбережения, такие как таймеры.

Отчет о тепле | Конгрессмен Стив Скализ

HEAT Report – это еженедельный информационный бюллетень, в котором основное внимание уделяется тому, как члены Группы действий по энергетике Палаты представителей (HEAT) продвигают американскую энергетическую безопасность и все перечисленное выше энергетической экономики.

Последние:

На прошлой неделе президент Байден и демократы в Конгрессе снова пропустили установленный им самим крайний срок и не выполнили свое обещание о принятии большого правительства, социалистической повестки дня. Эта неделя началась с того, что они снова бросились на лодку, отчаянно пытаясь сколотить новую версию своей многомиллионной денежной прибыли, связанной с налогами и расходами.

Республиканцы в Палате представителей провели дискуссию за круглым столом «Налог на отопление дома», в ходе которого они выделили налоги и скрытые расходы, которые сократят финансы американских домохозяйств и вызовут стремительный рост инфляции по всей Америке.

Это не приукрашивает – «Закон о восстановлении Китая» разрушит средства к существованию трудолюбивых американцев, разрушит нашу экономику, ведя войну с американской энергией, и отправит хорошо оплачиваемые рабочие места за границу нашим противникам, которые выбрасывают больше углерода при значительно более высокой цене. ставки.

Но администрация Байдена и демократы в Конгрессе не обращают внимания на озабоченности американского народа. На прошлой неделе Байден признал, что у него нет «краткосрочного ответа» на снижение цен на газ, которые в США уже росли более 27 дней подряд.С. Тем не менее, он пытается протаранить «налог на отопление дома», который больше всего повлияет на семьи с низкими доходами, прямо нарушая свое обещание не повышать налоги для семей, зарабатывающих менее 400 000 долларов в год.

На этой неделе Байден отправился в Глазго на саммит COP26 Организации Объединенных Наций, намереваясь взять на себя новые обязательства по дальнейшему ослаблению энергетической безопасности США. Но хотя президент Байден разочарован тем, что Китай и Россия «не явились», шутка над ним, поскольку Китай, Россия и ОПЕК полностью намерены восполнить энергетическое отсутствие Байдена и усилить свое влияние на европейских союзников.Если бы Байден и демократы в Конгрессе действительно хотели сократить выбросы и дать толчок развитию нашей экономики, они бы воссоздали энергетическое доминирование, которое мы видели при администрации Трампа, вместо того, чтобы полагаться на те же сбои в использовании зеленой энергии.

Ключевые слова участников HEAT на этой неделе:

Кнут-республиканец Стив Скализ (R-La.) провел круглый стол, посвященный тому, как крайне левая энергетическая политика демократов наносит ущерб американским семьям, рабочим и малому бизнесу.Уип Скализ отметил, что неконтролируемые расходы администрации Байдена и радикальные меры по борьбе с изменением климата привели к повышению цен на бензин и электричество, в результате чего американским семьям стало дороже заправлять автомобили и отапливать дома.



Лидер-республиканец Комитета по путям и средствам Кевин Брэди (R-Техас) дал показания на слушаниях Комитета по надзору Палаты представителей с руководителями энергетики и подчеркнул послужной список нефтегазовой отрасли в обеспечении чистой, доступной энергии, расширении прав и возможностей всех американцев и улучшении условий жизни. качество жизни здесь, в США.С. и во всем мире.


Представитель Грег Пенс (штат Индиана) высмеял антиамериканскую энергетическую программу администрации Байдена, которая создала кризис доступности и надежности для трудолюбивых американцев по всей стране.



Представитель Трой Балдерсон (R-Огайо) написал на прошлой неделе в газете Delaware Gazette статью, в которой осуждает ошибочные действия администрации Байдена, которые ослабляют U.S. Энергетическая безопасность и повышение затрат американцев на заправку автомобилей и отопление домов.



На слушаниях в Подкомитете энергетики и торговли по окружающей среде и изменению климата, член рейтинга Дэвид МакКинли, P.E. (R-W. Va.) обратилось к растущему отставанию в новых химических приложениях в Агентстве по охране окружающей среды (EPA), которое сдерживает инновации и ограничивает возможности Америки производить СИЗ и ключевые энергетические технологии.Представитель McKinley также обратился к недавним изменениям в политике, которые снизили доступность EPA для промышленности, ограничили прозрачность и замедлили работу.


Представитель Тим Уолберг (Республика Мичиган) раскритиковал ответ президента Байдена на резкий рост цен на газ и высокие затраты на энергию в палате представителей, заявив, что крайняя политика демократов в Конгрессе в их сумме налогов и расходов в размере 5 триллионов долларов будет только усиливаться. потребительские издержки и подрывают американскую энергетику.



Представитель Келли Армстронг (Р.Н. Энергетический кризис Байдена. Энергетическая политика администрации Байдена обходится дорого для потребителей, враждебна для отечественных производителей энергии и ужасна для американских рабочих.


Представитель Фред Келлер (R-Pa.) возглавил делегацию Конгресса на северо-восток Пенсильвании с председателем Western Caucus Дэном Ньюхаусом (R-Вашингтон) и представителем Иветт Херрелл (R-N.M.) . Они посетили местный колледж, чья программа по добыче нефти и газа готовит новое поколение американских энергетиков. Делегация также посетила несколько буровых площадок и компрессорных станций, расположенных в 12-м округе Пенсильвании, где в любой день производится до десяти процентов сухого природного газа в стране.


Представитель French Hill (R-Ark.) указал, как демократы Конгресса по налогу на отопление дома в их многомиллионных расходах могут увеличить счета за отопление на целых 242 доллара в следующем году.



Представитель Бадди Картер (штат Джорджия) направляет письмо торговому представителю США послу Кэтрин Тай, государственному секретарю Энтони Блинкену, министру торговли Джине Раймандо и министру энергетики Дженнифер Гранхольм, в которых выражается обеспокоенность недавними действиями правительства Мексики. исключить частные компании из своего энергетического сектора в попытке централизовать государственный контроль над энергетической отраслью страны, нарушая условия USMCA.



Представитель Пит Стаубер (R-Миннесота) присоединился к дискуссии за круглым столом во главе с лидером Республиканской партии Кевином Маккарти (R-Калифорния) , чтобы осудить антиэнергетический законопроект о примирении Зеленого нового курса демократов Конгресса, обсуждая республиканский профи. -работа и недорогая повестка. Член палаты представителей Стаубер также направил письмо спикеру Пелоси и лидеру большинства в сенате Чаку Шумеру с 18 другими республиканцами с требованием отменить вредную схему налогообложения углерода CEPP, которая в геометрической прогрессии приведет к увеличению стоимости энергии для американских семей.

Представитель Морган Гриффит (Род-Вирджиния) подписал письмо с республиканскими членами Комитета по энергетике и торговле с просьбой к министру энергетики Дженнифер Гранхольм объяснить, какова стратегия администрации Байдена по борьбе с скачками цен и дефицитом поставок.


Представитель Garret Graves (R-La.) принял участие в дискуссии за круглым столом с лидером республиканской партии Кевином Маккарти (R-Calif.) продолжать привлекать внимание к ошибочной политике администрации Байдена и ее влиянию на цены на газ.



Представитель Билл Джонсон (R-Огайо) принял участие в круглом столе под руководством лидера республиканцев палаты представителей Кевина Маккарти (R-Калифорния) и республиканца палаты Whip Steve Scalise (R-La.) , сосредоточив внимание на том, как Конгресс Крайне левая энергетическая политика демократов наносит ущерб американским семьям, рабочим и малому бизнесу.


Заголовки:

Ответ в социальных сетях:

Кнут-республиканец Стив Скализ (R-La.) раскритиковал президента Байдена за то, что тот служил интересам саудовских нефтяных компаний над нуждами трудолюбивых американских семей.



Представитель Фред Келлер (штат Пенсильвания) выступил в зале, чтобы обсудить «Налог на отопление вашего дома» Конгресса демократов, подробно описав пагубные последствия атак президента Байдена на американскую энергетику и инфляционные последствия отказа демократов. подконтрольные правительственные расходы.


Депутат Грег Пенс (штат Индиана) раскритиковал президента Байдена и демократов в Конгрессе за попытку протолкнуть их безрассудную сумятицу налогов и расходов в размере 5 триллионов долларов. Член палаты представителей Пенс также указал на рост счетов за коммунальные услуги для семей по всей Индиане.



Представитель Билл Джонсон (R-Огайо) отметил, что президент Байден скорее накажет средний класс высокими ценами на энергоносители за использование нефти и природного газа, чем высвободит американские энергоносители и снизит цены для американских семей.


Представитель Steve Womack (R-Ark.) раскритиковал администрацию Байдена за рост цен на газ, закрытие трубопровода Keystone XL и убийство тысяч рабочих мест в энергетике.


Представитель Клэй Хиггинс (R-La.) раскритиковал атаки демократов в Конгрессе на американскую энергетическую промышленность.


Представитель Френч Хилл (R-Ark.) осудил президента Байдена и демократов в Конгрессе за их разрушительную энергетическую политику, которая привела к резкому росту цен на газ, при этом рекламируя их буйство налогов и расходов, которое вызовет резкий рост инфляции.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *