Накопительные электрообогреватели, также называемые ночными накопителями тепла, - это устройства для обогрева помещений, работающие от электричества. Оно потребляется ночью и преобразуется непосредственно в тепловую энергию. Накопленное за ночь тепло нагревает воздух в помещении в течение следующего дня.
Накопительные электрообогреватели были популярны и широко распространены в Западной Европе в 1950-х и 1960-х годах. Они рассматривались как чистая и недорогая альтернатива системам водяного отопления домов и квартир. В то время использование электричества для отопления считалось инновационным, потому что это означало большой шаг вперёд по сравнению с грязными и не очень удобными в использовании каменными плитами на угле и печном топливе. При производстве тепла с помощью электричества не выделяется ни дыма, ни выбросов. Не было нужды перевозить уголь, и отпадала необходимость в опасном обращении с легковоспламеняющимся печным топливом.
Стимул - дешёвое ночное электричество
Ответственность за тогдашний бум ночного накопительного обогрева, в числе прочих, несут энергоснабжающие компании: низкие тарифы на электроэнергию побудили потребителей установить накопительные обогреватели в квартирах и частных домах. Компании были заинтересованы в обеспечении достаточной базовой нагрузки даже в ночное время, чтобы не приходилось слишком сильно снижать выработку электроэнергии на электростанциях. Таким образом, поставщики энергии добились более постоянной загрузки электростанций и в целом более эффективного производства электроэнергии за счёт надёжных гарантий покупки электроэнергии в ночное время.
Рост критики и возвращение ночного накопления тепла
После нефтяного кризиса 1973 года стоимость энергии значительно выросла, так что государственные субсидии на ночное электричество стали покрывать лишь небольшую часть его стоимости. В то же время возросла осведомлённость людей о чистой окружающей среде, и электрическое отопление стали критиковать как неэкологичное. Накопительные электрообогреватели потеряли свою привлекательность. Кроме того, оказалось, что в старых обогревателях применялся вредный асбест, и это также вызвало негативную реакцию в прессе. В 2009 году Федеральное правительство Германии объявило о завершении эпохи накопительных «ночных» обогревателей. Все использовавшиеся на тот момент обогреватели следовало постепенно вывести из эксплуатации. Однако в 2013 году это решение было отменено. С тех пор взгляд на ночные накопители тепла снова изменился. Теперь они считаются, хоть и не обязательным, но - элементом энергетического перехода. Обогреватели или печи, которые раньше питались электричеством от атомных и угольных электростанций, могут стать экологически чистыми хранилищами энергии при переходе на её возобновляемые источники, такие как ветер или солнце. Короче говоря, современные накопительные обогреватели определённо имеют будущее в некоторых сценариях.
Что такое ночное накопление энергии? Как это работает?
Накопление и хранение тепла обычно происходит в «кирпичах» из магнезита. Магнезит - очень термостойкий материал, который используется для облицовки плавильных печей, то есть он может выдерживать высокие температуры. При накоплении тепла в ночное время температура магнезитового ядра может достигать 750 °С. Однако из-за хорошей теплоизоляции тепло практически не проникает наружу. От перегрева ядро защищает термореле.
В течение дня накопленное тепло передаётся в комнаты. Эту задачу обычно выполняет вентилятор обогревателя. Он всасывает холодный воздух из помещения и направляет его вдоль поверхности теплового аккумулятора и дальше – в помещение. Комнатную температуру можно регулировать с помощью термостата. Существуют разные виды накопительных обогревателей, отличающиеся тем, как передаётся тепло:
- статический: тепло излучается непосредственно накопительным блоком;
- динамический: тепло передаётся с потоком воздуха от вентилятора;
- статический + динамический: тепло излучается и, при необходимости, также отводится в воздух помещения с помощью вентилятора - это самый распространённый вид.
- конвекционный: холодный воздух из помещения поступает в нижнюю часть радиатора, нагревается на его ребрах и поднимается вверх.
Работа обогревателя с ночным накоплением
Когда устройства начинали массово применяться в 1950-х и 1960-х годах, эксплуатировать их было нелегко. Домовладельцы и арендаторы должны были заранее знать, сколько тепла им потребуется на следующий день. Это требовало планирования заранее. Если загрузка накопителя была выбрана слишком низкой, тепла могло не хватить на следующий день. Тогда, вместо того, чтобы быть комфортно тёплым, воздух в помещении мог стать неприятно холодным. Сегодня ночное накопительное отопление управляется цифровой системой и больше не требует предварительного планирования. В случае похолодания дополнительный обогреватель обеспечивает тепло, которое при необходимости потребляет электроэнергию из сети в течение дня. Как правило, накопленного тепла вполне достаточно для отопления с погодозависимым регулированием зарядки.
При пользовании обогревателем с ночным накоплением обычно можно выполнять следующие настройки:
Интенсивность загрузки накопителя: сколько электроэнергии может потреблять система отопления из сети? Комнатная температура: какова должна быть температура в помещении?
Включение и выключение обогрева: ночной накопитель можно полностью отключить от сети.
Включение и выключение дополнительного нагрева: при недостаточной загрузке накопителя может помочь дополнительный нагрев. Поскольку он приводит к росту затрат, по мере возможности его выключают.
Состояние рынка
В настоящее время ряд известных производителей, таких как Vaillant и Stiebel ELtron, Германия, или Dimplex, Великобритания, предлагают на западноевропейском рынке свои линейки накопительных обогревателей. Модели отличаются друг от друга мощностью электронагревателя (обычно 1-3 кВт) и теплоёмкостью накопительного блока. Все современные приборы снабжены цифровым блоком управления и отличаются простотой управления. Некоторые производители предлагают автоматическое управление в качестве альтернативы ручному управлению накопительным обогревателем. В таких устройствах загрузка накопителя рассчитывается автоматически, в зависимости от наружной температуры. Это - заметное облегчение жизни пользователя. Программы цифрового управления могут даже принимать во внимание текущие прогнозы погоды, чтобы не накапливать и не тратить энергию впустую. В дополнение к адаптивному запуску отопления также возможны дневные и недельные программы. Кроме того, электронная система управления может даже обнаружить открытую форточку и отключить обогрев.
Преимущества и недостатки отопления с ночным накоплением тепла
Преимущества:
• сравнительно недорогое отопление электричеством по низким тарифам;
• обогреватели компактные и недорогие (готовое устройство от 500 евро);
• несложный монтаж, доступный электрику;
• не требуется ни котла, ни дымохода, ни места для хранения топлива;
• низкие эксплуатационные расходы, как правило, безотказность;
• хороший баланс CO2 в сочетании с возобновляемыми источниками энергии.
Недостатки:
• значительно дороже, чем альтернативы - отопление газом, дизтопливом и пеллетами;
• в холодные зимние дни может потребоваться дополнительное отопление дорогостоящим дневным электричеством;
• плохой баланс CO2, если не используется зеленая электроэнергия;
• низкая общая эффективность.
Выводы
Современные устройства с электронным управлением загрузкой и обогревом, или даже - с погодозависимым регулированием делают ночное накопительное отопление привлекательным в сочетании с улучшенной теплоизоляцией здания. По сравнению с другими вариантами отопления, это всё ещё дёшево. Работа практически безотказна. Пользователи также могут что-то сделать для экологического баланса, если они получают электроэнергию из возобновляемых источников энергии, например, из энергии ветра или фотоэлектрических систем.
HeatClub #8/2020
