Klimatizační jednotky obvykle vyžadují obrovské množství energie, když je slunce nejsilnější. Toto přepětí vytváří špičkové zatížení, které zatěžuje síť, zvyšuje náklady na služby a někdy vede k přepětí. Existuje chytřejší způsob, jak porazit horko. Systémy chlazení mimo špičku přesouvají většinu práce na noc, kdy je elektřina levná a hojná.
Nejde jen o to ušetřit pár dolarů na měsíčním účtu. Jde o stabilizaci energetické sítě a snížení emisí skleníkových plynů. Energetické společnosti jsou často nuceny provozovat neefektivní a špinavé záložní elektrárny, aby pokryly špičkovou poptávku. Elektřinu za přemrštěné ceny nakupují také z jiných sítí. Přesunutím své pracovní zátěže na hodiny mimo špičku pomůžete vyhnout se těmto nákladným a škodlivým opatřením. V důsledku toho se síť stává efektivnější a snižuje se celková spotřeba energie.
Mechanika akumulace tepla
Jak chladí váš domov nádrž na led, když je venku 95 stupňů Fahrenheita? Koncept je založen na akumulaci tepelné energie (TES). Systém využívá elektřinu k zmrazování vody uvnitř speciálních izolovaných nádrží. Tyto nádrže obsahují hady naplněné směsí etylenglykolu nebo propylenglykolu a vody. Tato směs se v noci prudce ochladí na teploty hluboko pod bodem mrazu. Tento proces se nazývá nabíjení.
Po úplném zamrznutí vody přejde systém do pohotovostního režimu. Udržování ledu vyžaduje velmi málo energie, dokud není denní světlo.
Když vyjde slunce a budova se zahřeje, klimatizace se zapne. Ochlazený glykol cirkuluje přes nádrže naplněné ledem. Absorbuje teplo ze vzduchu v budově a udržuje vnitřek chladný. Jak glykol cirkuluje, mírně se zahřívá a rozpouští část ledu. Tato výměna tepla za chlad je základem procesu chlazení. K večeru led taje a systém se znovu nabíjí. Chladič zmrazí vodu a připraví systém na další horký den.
Chlazení v době mimo špičku neznamená pouze přerozdělení poptávky. Vytváří stabilní chladicí prostředí, které poskytuje stejný výkon s nižší celkovou spotřebou energie.
Rezidenční a komerční aplikace
Po desetiletí byla tato technologie hájemstvím velkých komerčních budov. Kancelářské komplexy, nemocnice a školy vyžadovaly výkonné chladiče a velké nádrže. Dovybavení stávajících konstrukcí bylo nákladné a obtížné. Tyto tanky vyžadovaly obrovské prostory.
Doba se změnila. Novější systémy jsou menší a cenově výhodnější. Jsou vyvinuty speciálně pro domácí použití. Tyto moderní jednotky lze instalovat téměř kdekoli. Některé z nich jsou pohřbeny pod zemí. Ostatní jsou umístěny v garáži nebo sklepě. Díky této cenové dostupnosti je chlazení mimo špičku životaschopnou možností pro majitele domů, kteří chtějí omezit návyky plýtvání energií.
Ne všechny systémy jsou stejné. Některé komplexy využívají dílčí systémy. Mimo špičku pokrývají pouze část svých potřeb chlazení. Zbytek zajišťují chladiče pracující ve špičce. Takové dílčí instalace mají vyšší provozní náklady, protože denní elektřina je drahá. Počáteční kapitálové náklady jsou však nižší. Můžete si vybrat chladiče s nižším výkonem, což zlevňuje samotné zařízení.
Vyplatí se investice?
Hlavní výhodou této technologie je finanční. Většina úspor pochází z výhod nižších sazeb za elektřinu v noci. Ceny elektřiny jsou často strukturovány podle denní doby. Míry mimo špičku mohou být výrazně nižší než sazby ve špičce. Pokud dobíjíte ledovou banku, když je elektřina levná, využíváte uloženou energii k chlazení během dne.
Ale tady je ten háček. Hodnota chlazení v době mimo špičku závisí na tom, jak dnes energetické společnosti prodávají energii. Pokud se struktura sazeb změní, tyto úspory by mohly zaniknout. Peněžní přínos není ve vybavení samotném. Zahrnuje časově závislou cenovou arbitráž.
Než začnete s demolicí suterénu, zkontrolujte místní sazby vaší veřejné služby. Mají výrazný rozdíl mezi sazbami ve špičce a mimo špičku? Pokud ne, pak může být sporná ekonomická proveditelnost. Technologie funguje bez ohledu na váš účet, ale úspory závisí pouze na síti.
V další části se blíže podíváme na konkrétní komponenty a na to, jak se hodí do bytové instalace.
Systémy pro skladování ledu
Zapomeňte na masivní polyetylenové nádrže, které vidíte v průmyslových závodech. Nové technologie nočního chlazení jsou stále kompaktnější. Tepelné akumulační systémy lze nyní instalovat v malých komerčních prostorech a dokonce i v soukromých domech. Cíl je stejný: vyložit energetickou síť, ale s méně obsazeným prostorem.
Výpočet velikosti takového systému není magie, ale matematika. Jedna tuna chlazení se rovná 12 000 BTU za hodinu. To stačí k ochlazení přibližně 500 čtverečních stop podlahové plochy. Pokud má vaše budova 2 500 čtverečních stop, budete potřebovat náklad 5 tun. Všechno je zde jednoduché. Ale s vybavením jsou věci zajímavější.
Vezměme Ice Bear 50 od Ice Energy. Je určen pro malé kanceláře nebo velké domácnosti. Lze jej připevnit na střechu nebo rozdělit na části. Připojuje se k vašemu stávajícímu potrubnímu systému. Kompletní výměna systému není nutná. Akumuluje chlad odpovídající 30 tunhodinám. Vydrží maximální zatížení 5 tun. Ice Energy tvrdí, že od prvního dne můžete snížit špičkovou spotřebu energie o 95 %. To, že vyrábíte led ve 3 hodiny ráno, neznamená, že vaše účty za energii ve 15 hodin raketově porostou.
Cena se liší. Od 4 000 USD za nejlevnější variantu po 18 000 USD, pokud je váš systém HVAC složitý. To závisí na specifikách instalace.
Upgradujte bez bolesti hlavy
Nejste připraveni na výměnu celé klimatizační jednotky? IceCycle nabízí model Retro. Je určen k modernizaci. Vhodné pro střešní instalaci nebo dělené systémy. Použije vaše aktuální nastavení k přepnutí na noční chlazení. Méně invazivní metoda. Rychlejší instalace.
Následuje CALMAC. Obvykle spolupracují s velkými klienty, jako jsou IBM, McDonald’s a Marriott. Nyní ale vstupují na velký rezidenční trh s ICE-BANK 1045 C. To je 45t-hodinová nádrž. To je vážná kapacita pro velký dům nebo vícepodlažní budovu.
Proč teď? Peníze mluví samy za sebe
proč to dělat? Kvůli penězům. Totiž vyhnout se špičkovým tarifům.
Energetické společnosti tuto myšlenku aktivně prosazují. V místech, jako je jižní Kalifornie, vás denní tarify penalizují za používání energie ve špičce. Špičkové platby tvrdě zasáhly podniky. Ale co když změníme přístup? Některé energetické společnosti zaplatí náklady na zařízení. Nabízejí výrazné slevy na elektřinu, pokud přejdete na noční spotřebu. Jedná se o finanční pobídku, která skutečně dává smysl.
Stranou nezůstávají ani rezidenční klienti. Tarify podle denní doby se stávají standardem. S rostoucí poptávkou po elektřině jich bude přibývat.
Uzávěrka pro R22
To je hlavní faktor. K 1. lednu 2010 se vyřazuje chladivo R22. Pokud vaše klimatizace používá R22, běží vám vypůjčený čas. Budete potřebovat R410A. Ekologicky šetrnější varianta. Přechod však něco stojí. Pokud výparník nebo kondenzátor vyžaduje údržbu, budete čelit nákladné přestavbě.
Toto je ideální čas zvážit alternativy nočního chlazení. Neucpávejte jen únik. Přemýšlejte o tom, jak zpočátku chladíte vzduch.
„Studené“ střechy: jiný přístup
Ne každý chce skladovat led. Někteří chtějí odrážet teplo.
Vezměme Projekt noční oblohy. Richard Bourne získal grant amerického ministerstva energetiky na testování střešního systému. Používá vodu. Systém v noci stříká vodu na střechu. Chladný noční vzduch ji ochlazuje. Přes den takto ochlazená střecha absorbuje méně tepla.
Zkoušeli to na plochých a nízkých střechách. Výsledky? Špičkový požadavek na chlazení se snížil o 50–90 %. Bylo analyzováno pět systémů. Všechny vykazovaly výrazné zvýšení efektivity.
Předpověď? To může zdvojnásobit životnost vaší střechy. Menší tepelné namáhání. Menší expanze a kontrakce.
Nejde jen o úsporu peněz. Je to přehodnocení toho, jak definujeme moc. Ne vždy potřebujeme další generaci. Někdy prostě musíme počkat na noc.
Kam jít hlouběji
Pokud už máte plné oči v prachu ze sádrokartonu nebo zíráte na tabulku nabídek dodavatelů, možná budete chtít na chvíli zastavit. Domácí renovace králičí nory je hluboká. Zde je několik konkrétních témat, která doplňují koncepty akumulace tepla, o kterých jsme dosud diskutovali:
- Jak fungují rozvržení domu : Pochopte proudění vzduchu a prostorovou logiku, než začnete bourat zdi.
- Jak fungují střešní materiály : Protože sálavé bariéry a noční chlazení často začínají schopností vaší střechy odvádět teplo.
- Jak funguje Formica : Pokud při rozhodování o HVAC uvažujete o cenově dostupných možnostech obnovy povrchu.
- Jak fungují žulové desky : Protože desky s největší pravděpodobností vyměníte, když je dům prázdný a tichý.
- Instalace sprchových a vanových zástěn ze skleněných vláken : Nejběžnější projekt pro domácí kutily v mokré oblasti, který nevyžaduje žádné strukturální změny.
Zdrojový kód
Tato čísla jsme nevytáhli z čistého nebe. Údaje o akumulaci tepelné energie v domácnostech, chlazení mimo špičku a řízení zátěže pocházejí ze směsi vládních studií, průmyslových bílých knih a technických recenzí.
Mezi klíčové reference patří zprávy Ministerstva energetiky USA o střešních technologiích a tepelném potenciálu. Studovali jsme, jak systémy jako Icebank od Calmacu a Ice Bear od Ice Energy ve skutečnosti ukládají chlad ve formě ledu, aby se snížilo špičkové zatížení. Spolehlivé informace o implementaci takových řešení v rezidenčním sektoru poskytují také Checket-Hanks Barb a Stephani L. Miller.
Po finanční stránce Gregory H. Katz a Martin LaMonica rozkládají rovnici nákladů a přínosů. Chcete-li vidět, jak se toto měří mimo domov, podívejte se na projekt Night Wind, který testuje skladování elektřiny ve skladech.
Hlavní jídlo s sebou? To není jen teorie. Jedná se o inženýrská řešení, která již byla testována na federálních zařízeních, základech a domech. Zařízení existuje. Otázkou pouze je, zda to zvládne vaše rozvodná síť a zda to zvládne vaše peněženka.
