Отопление энергоНЕэффективного дома электричеством
Как вы знаете, год назад мы переехали из Москвы за город, и постоянно живём в двухэтажном доме, построенном по каркасной технологии. Общая площадь - 160 квадратных метров (2 этажа по 80), и одной из "фишек" дома, из-за которой мы когда-то влюбились в этот проект, является панорамное остекление "в пол". За 2017 год у нас появилась интересная статистика по расходам на электричество, так что самое время поделиться этой информацией с читателями. Благо что основные морозы вроде бы позади, а весна уже не за горами.
1. Итак, наш каркасник. Утепление стен - 200 миллиметров минеральной ваты, причем мы отдельно доплатили и выбрали "плитный", а не "рулонный" утеплитель, который со временем дольше не проседает под собственной тяжестью и, следовательно, не теряет своих свойств. Свайный фундамент, дополнительное утепление пола и перекрытий второго этажа.
2. Когда-то ещё в школе я читал статью про то, как одна жительница тёплой Бразилии построила себе дом со стеклянными стенами, и все её соседи каждый день собирались посмотреть на то, как она живёт. Помню свою мысль после прочтения: "ведь есть же люди, у которых определённо с головой не в порядке!". Проходит два десятка лет - и вот мы с семьёй переезжаем в дом с панорамным остеклением! Правда, толп соседей возле окон не наблюдается. Ну так ведь и я - не знойная бразильянка... :)))
Да, знаю, что это глупо - строить подобное в стране, где зима длится по полгода. Ведь наибольшие теплопотери идут как раз через окна. Фактически мы просто отапливаем улицу. Но это как раз тот самый случай, когда ты влюбляешься в красивую картинку, изначально не думая про дальнейшую эксплуатацию дома...
3. Ровно в метре от нашего забора проходит газовая труба, и... Собственно, всё. На этом плюсы магистрального газа для нас заканчиваются, так как подключаться к нему мы не планируем - цены "кусаются", да и слишком уж много лет он будет себя окупать. Ну а через дорогу прямо за моей спиной находится новенький трансформатор, который установили год назад. Так как проблемы с напряжением после этого исчезли, то отапливать дом мы решили электричеством.
Поэтому во время строительства пришлось установить пять тепловых насосов Mitsubishi Electric серии Zubadan. Четыре блока (MSZ-FH25VE / MUZ-FH25VEHZ) по производительности (с запасом в 30 и 50 процентов) рассчитаны на 4 отдельных комнаты в доме. Почему я упомянул про запас? Да просто их производительность выше, чем требуется для площади отапливаемых комнат. В режиме обогрева каждый блок способен выдать до 3,5кВт тепла, этого хватит на 35 квадратных метров, тогда как у нас 12 метров кабинет, две спальни по 18 и третья 15 "квадратов". Ну да ладно, запас карман не тянет!
4. Пятый - наиболее мощный - блок (MSZ-FD50VA/ MUZ-FD50VABH) имеет мощность в 5кВт на охлаждение и 6кВт на обогрев, и отвечает за поддержание температуры в зале (площадь которого 40 квадратных метров), а также в коридоре первого этажа.
В обстоятельном рассказе Виктора Борисова victorborisov, по совету которого я и решил использовать тепловые насосы для управления климатом в доме, вы можете узнать об этом подробнее:
https://victorborisov.livejournal.com/302189.html
Как это работает?
Если вкратце: никто не удивляется тому же холодильнику на кухне. Холодильник берет избыток тепла из камеры внутри себя и переносит его на заднюю стенку, именно поэтому при его работе она становится горячей. То есть он не производит холод, а лишь перекачивает тепло изнутри наружу.
Обычный домашний кондиционер в режиме охлаждения работает по такому же принципу: берёт тепло из помещения и перекачивает его наружу, где внешний блок охлаждается уличным воздухом. А зимой, следовательно, нужно делать наоборот: брать тепло с улицы и переносить его в дом. Так откуда же взять тепло на улице зимой?
Всё очень просто. Надо лишь определиться с тем, что такое холодно. При нуле градусов будет ли вам холодно на улице? В футболке - да. В зимней одежде - нет. А при -10 или -20? В общем, всё относительно.
Так вот, даже в зимний мороз ту же улицу можно взять и охладить ещё сильнее, образно говоря, с -10 до -40. А полученное в результате тепло перенести внутрь теплового контура дома и подогреть там воздух. Именно так и устроен тепловой насос. То есть он тратит электроэнергию не на прямое производство тепла, как, к примеру, электрическая лампочка или керамический обогреватель (никаких ТЭНов в кондиционерах нет), а лишь на перекачивание этого самого тепла между двумя блоками. Фреон кипит при -50 градусах по Цельсию, следовательно, до этой уличной температуры он способен будет забирать тепло из окружающей среды и переносить его вовнутрь.
У тепловых насосов есть такой параметр, как COP (Coefficient of Performance, коэффициент производительности). Так вот, со снижением уличной температуры он также снижается: если в +7 градусов, к примеру, затратив 2кВт электроэнергии, он способен передать 8кВт тепла (COP=4), то при -20 градусов эта цифра снижается до 4кВт (COP=2). Подробнее можно узнать в таблице, которую производитель публикует для каждой используемой модели.
Серия тепловых насосов Zubadan, которые мы используем, согласно заверениям производителя, способна эффективно работать при температурах до -25 градусов, а судя по отзывам на "Форумхаусе", "Зубаданы" дают тепло и в -32.
То есть это специальная модель, рассчитанная именно на зимнюю эксплуатацию. И при этом в самые сильные морозы она как минимум в два раза экономичнее, чем отопление с помощью электрообогревателей (конвекторов).
5. Итак, после переезда первое время нам казалось, что в домике немного прохладно. Ещё бы, после тёплой-то "сталинки", где всегда была откровенная жара (я регулярно перекрывал радиаторы отопления зимой и проветривал спальню). Но тут как-никак загородный дом, ничего не поделаешь. По дому приходилось ходить в кофте, джинсах и тапках, иначе было зябковато. А всё почему?
6. Да просто на момент переезда у нас была подключена только одна фаза из трёх, а следовательно - доступно лишь 5кВт из положенных на дом 15-ти. И этой самой доступной мощности нам впритык хватало на отопление 160 квадратных метров. Вот наш "щиток", выполненный по всем нормам ПУЭ.
Хочешь вскипятить чайник? Будь добр, выключи сперва водонагреватель. Собрался спать? Выключи обогрев кабинета и включи кондиционер в спальне. Иначе через несколько минут единственный автомат вырубится... В феврале прошлого года я наконец-то раскидал проводку к потребителям, собрал нормальный щит и перевёл дом на три фазы. Ну и как результат, выяснилось, что 5кВт вполне достаточно для обогрева нашего домика! :)
7. Продолжим про энергоНЕэффективность. Фирма, построившая нам дом, использует довольно простые (читай: дешёвые) стеклопакеты, судя по многочисленным отзывам в сети. Когда начались морозы в этом году, я как-то сел ночью за компьютер и понял, что в правую руку мне не то чтобы немного "сифонит", а конкретно так дует от окна. Вспомнил, что прошлой зимой было точно так же, за столом сидел в тёплой кофте. Полез разбираться, в чём дело. Оказывается, что во время строительства окна банально не отрегулировали, и механизм прижимания створки был выставлен на "летний" режим (там используются вращающиеся болты-эксцентрики, поворачивая которые можно отрегулировать силу прижимания).
Вобщем, в два часа ночи я полез регулировать окна во всём доме. Выяснилось, что на некоторых окнах не только стоял "летний" режим, а ещё и скобы на раме, за которые цепляются эти самые эксцентрики, были прикручены не на своих местах. Например, на моём окне на фотографии из четырёх скоб правильно была установлена только одна, а остальные три едва выполняли свои функции. То есть прошлую зиму и половину этой мы фактически отапливали улицу...
Ну и ещё один момент. В нескольких местах на первом этаже чувствовалось, как холодных воздух тянет по полу. Опытным путём выяснил, что дует именно на стыке стена-пол, причём не везде. Видимо, в тех местах строители не положили пароизоляцию внахлёст. Вот так вот старался всё проверять, дежурил в доме целыми днями во время строительства, но в итоге всё равно что-то упустил. Решилось банальной регулировкой плинтуса - пришлось опустить его ниже на пару миллиметров, чтобы он плотнее прилегал к полу и стене, после чего дуть перестало. Так-то для самого деревянного дома лишнее движение воздуха - это хорошо, но жильцам при этом не очень комфортно. Ну да ладно, это всё мелочи. Благо что, повторюсь, пока все недочёты устранял обычной отвёрткой.
8. Перейдём к цифрам, всем ведь интересны именно они. Сегодня ночью бортовой компьютер машины, когда парковал её на площадке, показыват -26 градусов. Метеостанция показывала -23.5, но её уличный датчик зимой врёт ровно на один градус, так что истина где-то посередине - было примерно -25, а это как раз "паспортный" предел работы наших кондиционеров. В середине зала при этом комфортные 22 градуса тепла. Ради эксперимента выставляю на кондиционере максимальную температуру в 30 градусов и наиболее интенсивный режим работы вентилятора.
9. Общее потребление домика по трём фазам (кВт-час). Основной блок потребляет чуть больше 3кВт электричества, выдавая при этом 6кВт тепла. Обогревы кабинета и спальни "кушают" по киловатту каждый (в режиме 3/4 мощности вентилятора и 23 градусах заданной температуры).
Цифры на фото показывают общее энергопотребление домика. Вместе с кондиционерами у нас включено 2 компьютера (это примерно 150 ватт), греющий кабель на вводе воды в дом, чтобы труба не перемерзала (120 ватт) и светодиодное освещение (ещё 120-150 ватт), водонагреватель в это время бездействовал. Итого в эту холодную ночь энергоНЕэффективный Домичка потреблял примерно 6кВт-час.
10. Ну а теперь самое "вкусное" - статистика за весь 2017 год по квитанциям, которые присылает администрация посёлка. Вода в посёлке бесплатная, так что платим мы фактически только за электроэнергию. Смотрим и наслаждаемся.
Мои комментарии к таблице:
Январь и февраль - было холодно и была подключена только одна фаза из трёх. Из-за того, что два кондиционера приходилось постоянно включать-выключать, при этом они нагревали слегка оствышие комнаты, потребляя при этом бОльшее количество энергии, чем при равномерной работе, счета вышли большими, особенно за январь (рекорд).
Март-апрель-октябрь были просто прохладные месяцы. Но при этом кондиционеры работали на пике эффективности, и суммы выходили небольшие.
Май - велось строительство гаража, рабочие подключались к моей электросети.
Август - 20 дней нас не было дома, ездили на Кавказ. Я даже и не знаю, почему такой счёт большой вышел, думали, будет меньше. Хотя основной кондиционер всё равно работал в дежурном режиме, поддерживая дома 20 градусов.
Сентябрь - 20 дней дома, 10 в поездке. В пропорциях затраты схожи с августом.
Ноябрь и декабрь. В ноябре нас не было две недели (вторая поездка на Кавказ), но зато я пытался обогревать гараж двухкиловаттным конвектором на ночном тарифе. Эксперимент не удался. Теплопотери через ворота (я так думаю) оказались большими, гараж остывал за 4-6 часов, при этом на счетах за электричество ночной подогрев всё равно отразился. Пришёл к выводу, что намного прощё включать конвектор только во время работы в гараже - через полчаса там уже становится тепло, а затраты на электроэнергию меньше.
Итого: 50 200 рублей за год потрачено на электричество. Делим на 12 месяцев. Получается 4180 рублей в месяц в среднем.
160 квадратных метров. Круглогодичное проживание. Три человека и две собаки. При этом это ведь затраты не только на обогрев дома, а на всё вообще: горячую воду, приготовление пищи на электроплите, компьютеры, свет, работа с инструментом в гараже...
Вообще-то мы за "двушку" в Москве площадью 56 квадратных метров платим ровно в два раза больше (7800-8000р коммуналка + 400-500р свет).
11. Ну и ещё немного фактов про Домичку. Первое, на верхнем этаже у нас всегда полностью открыты анемостаты вытяжки. Принудительной вентиляции пока ещё нет (хотя в планах давно имеется, я даже вентилятор уже купил), но зимой тяга тёплого воздуха весьма ощутимая, если поднести руку, то чувствуется, как тепло вылетает в трубу. Всё дело в том, что мы заморочились на свежем воздухе в доме, купили датчики углекислого газа в каждое помещение и стараемся регулярно проветривать. Естественная вытяжка этому только способствует: так как вакуум в деревянном домике создать затруднительно, то свежий уличный воздух всё равно поступает внутрь через какие-то щели.
Второе. У нас есть неутеплённый чердак. При этом перекрытия второго этажа утеплены 250мм (пятью слоями) той же минеральной ваты, а пол второго этажа дополнительн подогревается теплом первого. Когда на улице -25, то на чердаке всего -7, хотя, повторюсь, он никак не утеплён. На первых фотографиях заметно, что крыша у домика довольно пологая, а снега на ней достаточно много. При этом никаких снегоудерживающих конструкций по краям не предусмотрено: он просто не падает вниз, а тает с приходом весны, выполняя тем самым роль бесплатного утеплителя для чердака.
Так вот, я думаю, может, мне отсоединить вытяжку от "грибков" на крыше, и дополнительно греть тёплым воздухом чердак? А что жалко как-то халявное тепло на улицу просто выбрасывать! С другой стороны, там и так не особо холодной, а из вещей наверху хранятся лишь коробки от техники, Витина одежда, из которой он давно вырос, да оставшаяся от ремонта мелочёвка, которой холод не страшен. В общем, в раздумьях.
12. Третье. У нас нет тамбура. То есть он как бы есть по проекту, но по факту там стеллажи и прохладная кладовка для продуктов и всяких нужных вещей, которым не нашлось своего места. Вход в зал осуществляется прямо с улицы через стеклянную дверь. Да, так делать, по идее, нельзя, и каждый раз мы, наверное, основательно вымораживаем первый этаж, но...
По факту, каких-либо неудобств вообще не испытываем, даже в мороз. Чтобы температура упала, надо держать дверь открытой минут пятнадцать. К примеру, когда я привозил из Икеи кухню и гардероб, то просил домашних уйти на второй этаж, потому что разгрузить наш микроавтобус - это дело небыстрое. Но это бывает нужно в лучшем случае пару раз в году. А от кратковременного открытия двери эффект вообще не заметен.
13. Далее. Из пяти установленных тепловых насосов мыпользуемся только тремя. Так как две комнаты стоят абсолютно пустые, то примерно до -10 градусов они подогреваются теплом первого этажа, а когда на улице становится холоднее, то мы просто закрываем туда двери и... они по-прежнему продолжают подогреваться теплом первого этажа. В двух неотапливаемых комнатах температура держится на уровне +12...+15 градусов. При включении кондиционера до комфортных +21 комната прогревается за полчаса. Конечно, когда начнём ими пользоваться, то и затраты на отопление тоже немного вырастут (дополнительно придётся греть площади в 18 и 15 квадратов), но пока что вот так.
14. Виктор Денисович. В первую зиму мы было переживали, что через год на полу ему будет холодно, и он будет простужаться. По факту ему не до этого: ведь надо, к примеру, освоить скоростной спуск по лестнице, попробовать продегустировать какую-нибудь моющую химию, отобрать еду у собак, почесать режущиеся зубы шуруповёртом - в общем, дел более чем хватает, на простуду отвлекаться нельзя (тьфу-тьфу).
Кстати, прошлой зимой основной кондиционер дул вниз в режиме "в пол", мне почему-то казалось, что так тёплый воздух будет совершать более сложный путь, поднимаясь вверх. В итоге возле внутреннего блока было тепло, а в остальной части зала не очень. Сейчас включили режим циркуляции заслонок вверх-вниз, и зал начал прогреваться более равномерно. Если прошлой зимой в джинсах и тапках было зябко, то всю эту зиму я хожу босиком, в шортах и майке. Либо в доме стало теплее, либо мы как-то привыкли. Думаю, что и то, и другое.
Летом обшил цоколь фундамента коричневым сайдингом и сделал вентиляционные отверстия для проветривания воздуха под полом: деревянные дома любят сухость. Думал, что на зиму эту вентиляцию буду закрывать, чтобы пол был теплее, но что-то поленился, да вроде бы и так не холодно. А если всё устраивает, то зачем что-то менять? Летом, если нечего будет делать, можно попробовать дополнительно утеплить пол и уменьшить мостики холода между ним и балками свайного фундамента. Посмотрим.
15. Обогрев - это хорошо, но напоследок поговорим и про кондиционирование воздуха. При отоплении газом для летнего комфорта всё равно пришлось бы устанавливать кондиционеры, ведь так? По идее да, но вот только летом мы пользовались лишь одним блоком на охлаждение - тем, который в спальне. Причем на ночь включали его в режиме вентиляции, когда он просто гоняет воздух по комнате, при этом практически не потребляя электричества. А вот под утро, когда коричневая крыша дома начинала нагреваться, на 2-3 часа переключали именно на охлаждение.
Окна моего кабинета смотрят на север, и по факту, это самая прохладная комната в доме. Так что кондиционером в ней тоже ни разу не пользовались. А вот в зале в самые жаркие дни несколько раз включали блок на охлаждение, но это было крайне редко, в основном просто открывали окна в разных концах помещения, а дальше ветер делал своё дело. Собственно, по счетам за электричество в летние месяцы это особенно хорошо заметно.
16. И ещё один забавный момент, касающийся панорамного остекления. Последние пару недель погода днём стоит ясная, так что нам даже приходится... выключать основной кондиционер, а точнее, ставить его на 20 градусов (вечерами стоит на 25 градусов, жена сидит прямо под блоком и любит, когда тепло, а в остальной части зала при этом +22). Автоматика отслеживает, что в помещении по факту теплее, и переводит кондиционер в ждущий режим. Оказывается, даже низкого зимнего солнца достаточно, чтобы прогревать бОльшую часть первого этажа. Правда, как только солнце заходит, становится ощутимо холоднее, и приходится снова выставлять 25 градусов.
17. Ну а вообще, загородная жизнь - это настоящий кайф! Из-за панорамного остекления внутри кажется намного просторнее, чем есть на самом деле. Ты словно всё время находишься не дома, а на улице!
18. Ещё один большой плюс воздушного отопления тепловыми насосами - отсутствие радиаторов и труб, визуально захламляющих помещения. В деревянном доме их не так-то просто спрятать в стены. Плюс воздух перемешивается более равномерно, прогревая и полы, и середину комнаты. При отоплении конвекторами под потолком жарко, а пол при этом может быть ледяным.
Ну и напоследок:
В режиме обогрева воздух кондиционеры не сушат, только в режиме охлаждения (именно для этого от внутреннего блока на улицу проведена дренажная трубка, по которой уходит вода, содержащаяся в воздухе в помещении). Зимой воздух сам по себе довольно сухой, мы его дополнительно никак не увлажняем. Для дома это хорошо, для людей - наверное, не очень, но дискомфорта никакого нет испытываем.
Почему не один мощный блок, а пять отдельных? Резервирование. В случае, если что-то случается с отдельным блоком, остальные продолжают работать. И более гибкое управление вместе с экономией энергии.
При отключении электричества дом остывает довольно быстро, примерно по градусу в час. Всё-таки как ни крути, а это каркасних, тем более, с большой площадью остекления. Зато и прогревается он очень быстро, тем более, что у кондиционеров есть режим повышенной мощности. Как запасной вариант на случай ЧП, под окнами стоит кемпер с "вебастой" и баком зимней солярки, в случае чего, переночевать несколько дней можно в нём.
19. За прошедший год электричество отключали два раза, второй раз был две недели назад, случилась какая-то авария и обесточилось много населённых пунктов в Домодедовском районе. Ну а тут пару дней назад на Драйве увидел объявление о продаже гелевых аккумуляторов ёмкостью в 200Ач по ооочень вкусной цене... В общем, не удержался, и сегодня в два часа ночи с трудом затащил один домой (60 килограммов, как-никак, от машины пришлось тащить по снегу). Пока ещё не знаю, зачем он мне, но в хозяйстве точно пригодится. Тем более, в домике всегда определённо есть что делать!
Вот такая вот интересная статистика получилась для энергоНЕэффективного дома с панорамных остеклением, отапливаемого с помощью кондиционеров в регионе, где зима длится чуть ли не полгода. Сам не ожидал.
P.S. Забыл указать ещё немного статистики по отдельным приборам учёта (ваттметрам). Итак, за 2017 год:
Горячая вода: 2660кВт*ч, 8200 рублей, из них 6700 день, 1500 ночь.
Стиральная машина с режимом сушки: 137кВт*ч, 280 рублей, 122 день, 158 ночь (я сам не знаю, почему так мало).
Посудомоечная машина в интенсивной программе: 216кВт*ч, 507 рублей, 327 день, 180 ночь.
Воду изначально я пытался греть по ночному тарифу, выходило примерно 300рублей в месяц, но 100 литров на трёх человек не хватало. Потом начал включать днём по таймеру, два раза на два часа. Стоимость выросла до 550 рублей. При этом во время постоянной работы бойлер затрачивает примерно 750 рублей в месяц. В итоге решил, что экономия в 200 рублей не стоит плясок с бубном вокруг остывшего водонагревателя, и вернул на "постоянку".
Отдельно интересно было бы узнать статистику по компьютерам, освещению и гаражу. Постараюсь заморочиться в ближайшее время!
А чем отапливаетесь вы? И как морозы пережили? :)