Накопительный нагреватель - Storage heater

Бытовой накопительный обогреватель, который использует дешевую ночную электроэнергию для нагрева керамических кирпичей, которые затем выделяют тепло в течение дня.

А накопительный нагреватель или же тепловой банк (Австралия) - электрическая обогреватель который хранит тепловую энергию вечером или ночью, когда электричество доступно по более низкой цене, и отводит тепло в течение дня по мере необходимости.

Принцип действия

Накопительные нагреватели обычно состоят из глина кирпичи или другой керамика материал (грог ), бетонных стен или емкостей с водой. Также существуют специальные материалы, такие как феолит. Этот материал служит накопителем тепла. Есть электрические нагревательные элементы встроен в материал, который можно включить для нагрева накопителя и, таким образом, для хранения энергии.

Сохраненное тепло отводится непрерывно (через тепловое излучение и конвекция ). Чтобы ускорить теплопередача, накопительные нагреватели могут быть оснащены механические вентиляторы который может пропускать воздух через обогреватель; увидеть раздел, посвященный накопительным нагревателям с вентилятором.

Типы накопительного нагревателя

Накопительные нагреватели с высоким удержанием тепла

Накопительные нагреватели с высоким удержанием тепла (HHRSH) - это новейшие и наиболее совершенные аккумулирующие нагреватели на рынке. Компания Dimplex стала пионером в этой технологии с Квантовая, что привело к созданию новой категории в SAP. Программное обеспечение, одобренное правительством Великобритании, которое рассчитывает систему отопления, которую можно использовать в новом здании или при ремонте. Накопительные нагреватели с высоким удержанием тепла способны удерживать больше тепла, чем традиционные аккумулирующие нагреватели, при сохранении тепла не менее 45% через 24 часа после полной зарядки.^[1] Это значительно снижает потери тепла в течение дня и достигается за счет улучшенной теплоизоляции. Накопительные нагреватели с высокой степенью удержания тепла также включают в себя интеллектуальные средства управления и мониторинг климатических условий для оценки будущей потребности в тепле, что делает их более чувствительными к изменениям окружающей среды, чем традиционные аккумулирующие нагреватели.^[2] Все водонагреватели с высоким удержанием тепла также Лот 20 соответствует правилам EcoDesign, вступившим в силу 1 января 2018 года.

Нормативно-правовые акты

Лот 20 это законодательство ЕС, которое было разработано для того, чтобы убрать с рынка неэффективные отопительные технологии и снизить потребление энергии продуктами, которые обогревают наши дома. Целью закона является достижение общих целей Великобритании по сокращению выбросов углерода, и он действует с 1 января 2018 года. В нем говорится, что все установленные электрические нагревательные изделия, произведенные с 1 января 2018 года, должны иметь электронный термостат с 24-часовым, 7- дневной таймер с адаптивным запуском или датчиком открытого окна. Накопительные обогреватели должны включать в себя: электронное управление тепловым зарядом с обратной связью по температуре помещения и / или наружного воздуха или управляемое поставщиком энергии, электронное управление температурой в помещении плюс недельный таймер и выход с вентилятором.^[3] Необязательными дополнительными функциями соответствия являются контроль расстояния, адаптивный запуск и обнаружение открытого окна. Товары, не соответствующие требованиям, которые были произведены до этой даты, могут быть проданы.

Заявление

Двухтарифный счетчик электроэнергии, который отдельно регистрирует электроэнергию, использованную во внепиковый период, чтобы можно было выставить счет по более низкой ставке.

Накопительные нагреватели обычно используются вместе с двухтарифный счетчик электроэнергии который отдельно регистрирует электроэнергию, использованную в непиковый период, чтобы можно было выставить счет по более низкой ставке. Чтобы пользоваться более низкими тарифами, в доме должен быть особый тариф на электроэнергию. В большинстве стран накопительные нагреватели экономичны (по сравнению с другими видами отопления) только при использовании по такому специальному тарифу. в объединенное Королевство в Экономика 7 тариф соответствующий.

Накопительные нагреватели обычно имеют два элемента управления: регулятор заряда (часто называемый «вводом»), который контролирует количество сохраненного тепла, и регулятор тяги (часто называемый «выходом»), который контролирует скорость, с которой выделяется тепло. Эти элементы управления могут управляться пользователем или могут работать автоматически после того, как пользователь выберет целевую температуру в помещении на термостат.

Накопительные нагреватели могут также включать в себя электрический нагреватель (использующий либо резистивные нагреватели, либо тепловые насосы ), который можно использовать для увеличения теплоотдачи. Такой дополнительный обогрев, если это резистивный обогрев, является дорогостоящим, так как он происходит в течение дня с высокими тарифами.

Сравнение с другими системами отопления

Преимущества

Накопительные обогреватели, хотя зачастую все еще дороже, чем эквивалентные системы отопления, работающие на газе или жидком топливе, они дешевле, чем использование того же объема электрического отопления с использованием электричества по обычным дневным тарифам.
Пользователи газового центрального отопления и некоторых других систем часто отключают отопление на ночь в целях экономии, в результате чего в доме ночью и рано утром становится холодно; но из-за того, что ночью работают обогреватели, в доме все еще тепло.
Использование накопительных обогревателей позволяет размещать дома в районах, где нет систем распределения природного газа, без необходимости платить домовладельцам более высокие счета за электроотопление в дневное время.
Капитальные затраты на ночное накопительное отопление относительно невысоки, а установка намного проще, чем первоначальная установка газовых котлов, трубопроводов и радиаторов. Это важное преимущество при ремонте старых зданий без центрального отопления.
По сравнению с газовыми системами центрального отопления, ночные накопители практически не требуют затрат на обслуживание.

Недостатки

Нагреватель теряет тепло во время зарядки в течение ночи. В комнате по утрам тепло, но это потому, что всю ночь она неэффективно топилась.
Тепло, накопленное за ночь, будет выпущено в жилую зону на следующий день, независимо от необходимости (из-за неизбежного теплопередача через изоляцию накопительного нагревателя). Таким образом, если домовладелец неожиданно отсутствует в тот день (и, следовательно, не нуждается в обогреве дома) или находится дома только небольшую часть дня, тепло уже куплено и уже есть, и в конечном итоге уходит.
Накопительный нагреватель может нагревать только за счет энергии, накопленной накануне вечером. Таким образом, если система была выключена или если контроль заряда был установлен слишком низким, может не хватить энергии для обогрева помещений, и это можно исправить только на следующий день. Это проблема, например, когда погода неожиданно становится холодной, или когда они возвращаются из отпуска поздно ночью, или пользователи просто не думают менять настройки, потому что у них комфортная температура. Некоторые обогреватели решают эту проблему, также позволяя обогреваться в течение дня, но обычно это дорого (поскольку электричество оплачивается по полной ставке). Даже при самых лучших обстоятельствах может быть трудно точно определить, как установить термостаты, поскольку установка их слишком низкого уровня на ночь может привести к тому, что нагреватель не будет иметь видимого эффекта, а установка их на максимум увеличит стоимость их эксплуатации. Точно так же в системах, где каждый обогреватель должен быть настроен индивидуально, неправильная установка обогревателя в одной комнате может сделать весь дом слишком холодным.
Многие пользователи могут не полностью понимать элементы управления. Распространенной ошибкой является то, что регулятор мощности (или наддува) остается открытым в ночное время, так что нагреватели рассеивают тепло, когда они должны хранить его, с последующим увеличением потребления электроэнергии и затрат. В качестве альтернативы они могут установить минимальное значение контроля входа ночью вместо выхода, что может означать, что на следующий день нет тепла вообще.
Определение размеров накопительного нагревателя - это компромисс между максимальной ожидаемой интенсивностью и продолжительностью периода холода, а также стоимостью и занимаемой площадью нагревателя. Если утеплитель слишком большой, его стоимость будет чрезмерной, и это скажется на доступной площади здания; если слишком мало, стоимость дополнительного (дневного) электрического отопления будет чрезмерной.
Накопительные нагреватели очень тяжелые и несколько громоздкие из-за материала, используемого для хранения тепла. Обычно они занимают больше места на полу, чем радиаторы используется в большинстве других систем отопления.
В странах, где есть электричество дерегулированный и электроэнергетические компании могут конкурировать друг с другом, например, объединенное Королевство, компания могла достичь привязка к поставщику путем установки нестандартной версии многотарифного счетчика вместо использования отраслевого стандарта, такого как Экономика 7. Если установлен нестандартный счетчик, то смена поставщика энергии на более выгодную сделку может оказаться непомерно дорогостоящей, поскольку, возможно, сначала потребуется заменить счетчик.^[4] Однако после расследования, проведенного Управлением по конкуренции и рынкам, был издан приказ, позволяющий этим потребителям перейти на тариф с единой ставкой без необходимости менять счетчик или нести какие-либо дополнительные расходы путем перехода на единую ставку (например, для оплаты двух постоянных сборов).^[5]
Когда вентилятор используется для ускорения теплопередачи, циркуляция воздуха увеличивает количество переносимой по воздуху пыли в отапливаемом помещении. Это может быть проблемой для людей, страдающих аллергией. Поэтому центральное отопление - лучший источник тепла для аллергиков.^[6] Этого можно избежать, если не использовать вентилятор, но тогда уже невозможно регулировать теплопередачу.

Использование накопительных нагревателей

Накопительные обогреватели могут быть экономически эффективными при правильном использовании, но они требуют большего внимания, чем системы, работающие на топливе.

Выключатели питания

Накопительные нагреватели могут иметь две цепи питания, одну для пиковой и одну для внепиковой нагрузки, а также два переключателя мощности, которые отключаются летом, когда тепло не требуется. В другие месяцы выключатель непиковой нагрузки можно оставить постоянно включенным, а выключатель пиковой нагрузки использовать, когда в непиковое время накоплено недостаточно энергии. Количество сохраняемого тепла может быть изменено с помощью элементов управления на блоке накопительного нагревателя. Обычно пиковый нагреватель имеет предохранитель, поскольку он является частью другой цепи. Непиковое напряжение будет просто переключателем, поскольку оно имеет выделенную цепь.

Основные элементы управления

Базовые накопительные нагреватели имеют входной переключатель и выходной переключатель, называемый тепловой удар на некоторых моделях.

Положение переключателя входа может быть изменено, чтобы отразить, насколько холодным будет следующий день. Входной переключатель обычно термостатический, отключение заряда, когда в комнате за ночь достигнет определенной температуры.^[7] Необходимая точная настройка будет зависеть от размера накопительного нагревателя, желаемой температуры в помещении в течение дня, количества часов, которые необходимо поддерживать, и скорости потери тепла в помещении при заданных обстоятельствах. Может потребоваться некоторое экспериментирование, чтобы найти взаимосвязь между прогнозируемой наружной температурой и наилучшей входной настройкой для конкретной комнаты. Большинство пользователей накопительного нагревателя следуют более простым рекомендациям; например, в середине зимы часто уместно установить переключатель входа в максимальное положение. Нет необходимости прикасаться к переключателю ввода каждый день, если одна и та же погода преобладает в течение нескольких недель. Нет необходимости прикасаться к переключателю входа в течение дня, так как накопительные нагреватели потребляют электроэнергию только ночью.

Переключатель выхода может требовать внимания в течение дня. Перед сном оператор должен установить минимальную мощность. Это сохраняет как можно больше тепла в кирпичах. В комнату просочится достаточно, чтобы согреться утром. Только в исключительно холодных условиях оператору потребуется вывод на ночь. Оператор может пожелать медленно увеличивать выходной переключатель в течение дня, чтобы попытаться поддерживать температуру в птичнике. Увеличение мощности позволит теплу отводиться от нагревателя. Если в течение дня в доме никого нет, мощность следует оставить как минимум на весь день, а затем включить ее, когда вы вернетесь в дом, чтобы больше тепла уходило.

Многие водонагреватели также имеют автоматический выходной выключатель с механическим управлением. В этом случае, если ручной переключатель вывода находится в нет установлен на минимум на ночь, заслонка автоматически закроется (как если бы выходной выключатель был установлен на минимум), а затем заслонка снова откроется после временной задержки; эта временная задержка измеряется постепенным падением внутренней температуры нагревателя и, следовательно, больше, если внутренняя температура начиналась выше из-за большего заряда. Задержку также можно изменить настройкой переключателя выхода.^[8] Некоторые выходные переключатели, которые настроены таким образом, помечены как «ранний» и «поздний», а также «закрытый» и «открытый»; минимальная настройка «закрыто» соответствует «раннему», а максимальная «открытая» настройка соответствует «поздней». Этими выходными переключателями можно управлять вручную, убедившись, что они закрываются ночью и открываются по желанию, или их можно оставить в автоматическом режиме, не закрывая ночью.

Термостатические регуляторы

Накопительный термостат автоматически регулирует температуру в комнате в течение дня. Однако оператор может пожелать переключить термостатический выключатель на минимальное значение на ночь, чтобы снизить температуру в помещении. Если в течение дня комната пуста, лучше оставить термостат на минимальном уровне, а затем увеличивать настройку, когда комната занята вечером. Некоторые термостатические обогреватели также используют электроэнергию в пиковые часы, когда накопленного тепла недостаточно для поддержания требуемой температуры; пользователь может пожелать знать об этом и уменьшить настройки.

Накопительные обогреватели с вентилятором

В накопительных нагревателях с вентилятором используется электрический поклонник пропускать воздух через обогреватель, а не полагаться на конвекцию. Вентилятор обычно управляется термостат что позволяет пользователю установить желаемую температуру в помещении. Использование вентилятора означает, что эти обогреватели можно изолированный больше, чем другие модели, и поэтому теряют меньше тепла из-за теплопередача иногда, когда тепло не требуется (например, когда в комнате никого нет, или ночью).

Экологические аспекты

Как и другие формы прямого электрическое отопление, аккумуляторы не обязательно экологически чистый потому что источник электроэнергии может быть произведен с использованием ископаемое топливо, при этом до двух третей энергии топлива теряется на электростанция И в потери при передаче.^[9] В Швеция по этой причине использование прямого электрического нагрева было ограничено с 1980-х годов, и есть планы полностью отказаться от него - см. Поэтапный отказ от нефти в Швеции -пока Дания и Германия запретили установку электрического отопления в новостройках по аналогичным причинам (хотя в Германии запрет был снят в 2013 году).^[9]^[10]

В Великобритании накопительный обогреватель получает оценку «Плохо» за экологические характеристики в сертификате энергоэффективности. Однако многие прогрессивные страны развивают свои системы производства электроэнергии, в основном, чтобы включить в них более «зеленые», более устойчивые и Возобновляемая энергия источники; Таким образом, насколько «экологична» система накопительного нагревателя, в принципе, будет зависеть от того, как вырабатывается используемая электроэнергия. Конечно, этот аргумент применим ко всем формам электрического отопления, но способность системы накопительного нагревателя использовать электроэнергию в моменты, когда, например, электричество, генерируемое ветром, не может быть использовано иначе, может в сочетании с умная сеть электроснабжения в будущем возьмем аккумулирующее отопление на новую роль.

В некоторых странах нынешняя конструкция системы выработки электроэнергии может привести к избытку электроэнергии из базовая нагрузка электростанции в периоды непиковой нагрузки и накопительные нагреватели могут затем использовать этот излишек для повышения чистой эффективности системы в целом. Однако будущие изменения спроса и предложения - например, в результате энергосбережение меры или более отзывчивая система генерации - может затем изменить эту ситуацию, с накопительными нагревателями, предотвращающими снижение национальной базовой нагрузки. Другие технологии могут включать реакция спроса электроника, чтобы определять изменение спроса и предложения. Таким образом, они гарантируют, что эти нагрузки будут использовать электроэнергию только в непиковое время. Дальнейшие достижения в области технологий снабжения могут обеспечить более индивидуальную тарифную систему «спроса и предложения», чтобы сделать технологии интеллектуального контроля сетей, такие как динамичный спрос более жизнеспособная финансовая перспектива.

По сравнению с другими видами электрического отопления, накопительные нагреватели дешевле в эксплуатации.^[11] и они создают более низкие пиковые нагрузки. Самые высокие пиковые нагрузки возникают от мгновенного электрического нагрева, например погружные водонагреватели, которые создают большие нагрузки на короткое время, хотя проточные водонагреватели в целом могут потреблять меньше электроэнергии. Высокая эффективность грунтовые тепловые насосы могут потреблять до 66% меньше электроэнергии, чем накопительные нагреватели для отопления за счет рекуперации тепла из земли, и считаются предпочтительными, даже если они используют электричество в течение дня.^[9] Их не следует путать с тепловыми насосами для кондиционирования воздуха (A / C), которые в настоящее время считаются вредными для окружающей среды в некоторых странах (особенно с более жарким климатом).^[12]

Там, где есть альтернатива электричеству, горячая вода центральное отопление системы могут использовать воду, нагретую в здании или рядом с ним, используя высокоэффективный конденсационные котлы, биотопливо, тепловые насосы или же районное отопление. В идеале следует использовать водяное отопление. Это может быть преобразовано в будущем для использования других технологий, таких как солнечные панели, поэтому также предоставляя ориентированный на будущее. В случае новостроек, здания с низким энергопотреблением такие как построенные на Пассивный дом стандарт может устранить почти всю необходимость в обычных отопление помещений системы.