Потери тепла из здания

Хочу оптимизировать работу отопления в своем доме. Задумываюсь над тем, что делать с радиаторами ночью, когда мои домашние спят в спальне, а остальная часть помещений не используется. Жилая площадь на мансардном этаже примерно 100 м 2, крыша утеплена 30 сантиметровым слоем минеральной ваты, так, по крайней мере, следует из проекта.

Потери тепла

Нагревание при наружной температуре -10°C градусов жилых помещений с 16°C до 20°C градусов занимает более часа. Мне интересно, действительно ли я экономлю, снижая температуру на ночь. Я встречался с мнением, что снижение температуры в помещении приводит к увеличению расхода энергии на их повторный нагрев. Интересно узнать суммарный энергетический эффект такого регулирования.

Снижение температуры на ночь

На самом деле это так. Снижение температуры в отапливаемых помещениях позволяет сократить потери тепла и снижение количества тепла, используемого для отопления. Конечно, это связано с уменьшением теплового комфорта, хотя это не так сильно заметно. Правда и то, что повторное нагревание остывшего помещения означает работу котла с большей силой, чем, если бы эти помещения были бы теплыми.

Потому что чтобы компенсировать потери тепла в данный момент, источник тепла должен использовать дополнительное количество энергии на повышение температуры. И это количество энергии будет, в общем-то, равным тому количеству энергии, которое мы сэкономили, допустив охлаждение этого помещения.

Охлаждение здания занимает час

Присмотримся к этому вопросу на примере. Охлаждение здания с 20°C до 16°C занимает 1 час, что означает, теплопотери примерно 2,9 - 3кВт/ч и столько же времени займет нагрев помещений до начального температурного значения. Рассмотрим два варианта отопления в течение суток –  без понижения температуры на полдня, и с понижением на пол дня с 12.00 дня до полуночи.

Расход тепла при поддержании постоянной температуры. Предполагая, что температура на улице не меняется, потери тепла при постоянной температуре в доме есть величина постоянная. Например, при -10°C мороза и температурой в здании 20°C, общее потребление тепла примерно 3 кВт. То есть в течение всего дня мы потребляем 24 ч * 3 кВт = 72 кВт / ч тепла.

Расход тепла при снижении температуры

В данном случае первую половину суток у нас в помещении поддерживается температура 20°C, а в течение второй половины суток температуру снижается. В полдень, выключаем котел, и температура в течение часа падает до 16°C. Позже, чтобы подогреть здание до более высокой температуры, в 23:00 котел включается, и спустя час мы возвращаем комфортные 20°C.

В течение первой половины суток потери тепла составляет 3 кВт, следовательно, для отопления расходуется 12ч Х 3 кВт = 36 кВт/ч тепла. Расчет второй половины суток не так прост. В течение первого часа котел выключен. В это время здание охлаждается, котел не работает, и потерь тепла не происходит. В течение последующих 10 часов мы поддерживаем температуру 16°C, и, следовательно, потери тепла составляют 2,6 кВт. Следовательно, на отопление здания расходуется 26 кВт/ч тепла.

Экономия чуть больше 4 кВт

Во время отсутствующего, последнего часа, котел должен компенсировать потери тепла, составляющие около 2,9 кВт, а также восполнить тепло расходуемое сразу после выключения котла еще 2,9 кВт. То есть расходует 2,9 кВт + 2,9 кВт/ч = 5,8 кВт. Таким образом, при этом варианте для обогрева здания расходуется 36 + 26 + 5,8 = 67,8 кВт/ч, составляя экономию чуть больше 4 кВт тепла. Как видно из вышеизложенных расчетов, немного на таком решении, мы экономим.

В рассматриваемом варианте размер экономии зависит от цены топлива, используемого для отопления дома. Если мы можем достаточно быстро снижать температуру в здании и быстро ее увеличить, такая экономия будет заметна. Если дом имеет большую теплоемкость и охлаждается медленно, достигнуть экономии будет затруднительно, а мы много мы потеряем в комфорте. В таком случае разумно инвестировать в программируемые термостаты отопления.