Концепция «умного дома» — не только удобство и комфорт для тех, кто может себе позволить потратить определенную сумму денег. Это еще и эффективный способ экономии на счетах. Например, электрические приборы, а также освещение включаются и выключаются автоматически только тогда, когда нужно. Зарядка аккумуляторов производится преимущественно в часы, когда действует льготный тариф на электричество. Давайте разберемся, как это работает в реальности.
Управление нагревательными приборами
Пожалуй, наибольшими «пожирателями» электроэнергии в доме являются нагревательные приборы. При этом наблюдается тенденция все более широкого использования электрического отопления в загородных домах, в том числе и в средних широтах, а также электрических котлов вместо газовых.
В отсутствие людей (если в доме нет домашних животных и теплолюбивых растений, а если таковые есть, то можно установить отдельный
температурный режим для комнат, где они находятся) отопление и нагрев котла должны осуществляться на минимальном уровне, исключающем вымораживание оборудования. За определенное время до приезда людей (с работы или из города, если это дача) отопление и нагрев воды должны быть включены. Традиционный подход заключается в управлении соответствующими устройствами с помощью таймера. Проблема заключается в том, что момент приезда хозяев домой, как правило, не может быть определен точно — застрял в пробке, задержался на работе, изменились планы. Поэтому либо устанавливают на таймере время «с запасом», соответствую-щее самому раннему приезду жильцов, либо же вообще не используют таймер, немного снижая вручную температуру перед отъездом из дома и мирясь с последующим дискомфортом по возвращении. «Умный дом» позволяет дистанционно регулировать температуру с мобильного устройства. То есть перед отъездом с работы (с концерта, спектакля в театре и т. п.) можно одним кликом в приложении включить на полную мощность электрическое отопление и нагрев воды.
В качестве примера возьмем кирпичный загородный дом в средней полосе России площадью 100 кв. м и высотой потолков 2,7 м, отапливаемый конвекторами, имеющий накопительный водонагреватель объемом 50 л. При указанной высоте потолков конвектор наиболее распространенного типа мощностью 1 кВт отапливает площадь 10 кв. м. Значит, потребуется 10 конвекторов мощностью 1 кВт, а суммарная мощность, потребляемая отоплением, может достигать 10 кВт. Накопительный водонагреватель потребляет мощность до 2 кВт. Итого пиковая мощность энергопотребления составляет 12 кВт.
Рабочий день составляет 9 ч вместе с обеденным перерывом. На дорогу домой и из дома тратится в общей сложности в среднем 2 ч в день. На сон расходуется 8 ч. Итого 5 ч свободного времени в день, к которому трудно привязать точно таймер управления нагревательными приборами. Соответственно, до 5 ч в день нагреватели могут работать впустую.
В режиме защиты от вымораживания нагревательные приборы потребляют в среднем 10% от максимальной мощности. Поэтому в «дежурном» режиме системы нагрева будут потреблять 1,2 кВт. Разница составит 10,8 кВт, умножаем на 5 ч свободного времени, получаем экономию до 54 кВтч в день. Это если говорить о рабочих днях.
В выходные дни человек находится «в свободном графике» до 16 ч в сутки. По той же методике получаем, что экономия в выходные может достигать 172,8 кВтч в день. Итого ежемесячная экономия электроэнергии достигает в холодные месяцы для 20 рабочих и 10 выходных примерно 2800 кВтч. Но в нормальном режиме нагревательные приборы работают примерно на уровне 50% от максимальной мощности, поэтому экономия может быть оценена в 1400 кВтч в месяц. Для того, чтобы оценить материальную выгоду, умножьте эти данные на тариф в вашем регионе.
чтобы препятствовать замерзанию дома
Вентиляция и кондиционирование
Точно так же, как в случае с отоплением, системы кондиционирования и вентиляции могут пере-водиться в состояние более высокой производительности заранее перед приездом людей в дом, обеспечивая нужный микроклимат. Включение вентиляции и кондиционирования только тогда, когда это необходимо, не только экономит электроэнергию, но и увеличивает ресурс оборудования из-за снижения его износа.
Наибольшая экономия энергии в системах «умного дома» достигается при использовании кондиционеров инверторного типа, для которых возможна непрерывная регулировка по информации от датчиков.
Следует отметить, что большинство моделей современных кондиционеров имеют функцию отопления. За счет того, что кондиционер в таком режиме работает, как тепловой насос, энергопотребление при той же отапливаемой площади меньше в 2–3 раза, чем у конвекторов. Правда, на улице при этом температура должна быть до -10°С, если ниже, то следует переключаться на электрообогреватели.
Кондиционер может самостоятельно переключаться между режимами отопления и охлаждения, выключаться при сильном морозе. Но сделать так, чтобы при определенной температуре на улице отопление переключалось с кондиционера на конвекторы, может лишь система «умного дома».
Управление освещением
В системах «умного дома» регулировка освещения осуществляется по сценариям. Это означает, что вы указываете режим (сон, подготовка ко сну, просмотр кино и т. п.), при котором включается свет в определенных комнатах. Нет необходимости включать свет в незанятых комнатах на тот случай, что туда кто-нибудь войдет.
Мощность, потребляемая светодиодным освещением, можно оценить в 3 Вт на 1 кв. м. Для простоты возьмем квартиру 100 кв. м., состоящую из 5 помещений по 20 кв. м каждое. Семья состоит из 3 человек, в данный момент времени одновременно заняты 2 комнаты, и свет включен только в них. «Умный свет» тем самым позволяет экономить 60% затрат на освещение. То есть вместо 300 Вт будет потребляться 120 Вт, экономится 180 Вт мощности.
Приняв время работы искусственного освещения 5 ч в день, получаем экономию 0,9 кВтч в день или 27 кВтч в месяц. Если речь идет о городской квартире с центральным отоплением и газовой плитой, то экономия весьма ощутимая.
Существует практика включения освещения в доме в отсутствие хозяев с целью отпугнуть потенциальных грабителей. Обычно для этого применяются простейшие таймеры, включающие свет в ночное время. Это приводит к нерациональному расходованию электроэнергии. Если же к дому давно присматриваются криминальные элементы, то включение и выключение освещения в строго определенное время будет ими распознано как отсутствие хозяев. Система «умного дома» способна имитировать включение и выключение освещения по более сложному алгоритму, экономичному и при этом более достоверно имитирующему присутствие людей. При необходимости жильцы могут управлять освещением дистанционно, тогда со стороны вообще невозможно определить, что свет включает автоматика. Наконец, включение и выключение освещения можно увязать с тревожными сигналами от датчиков и камеры видеонаблюдения.
Использование льготного тарифа
При использовании двух- и трехставочных тарифов стоимость электроэнергии в ночное время примерно в 2,5 раза ниже, чем в дневное. Система «умного дома» может включать и выключать автоматически устройства с большим энергопотреблением, чтобы они выполняли работу в периоды, когда электроэнергия стоит дешево.
Например, стиральная машина с баком 5 л на стирку белья из хлопка при полной загрузке потребляет около 2,5 кВтч за сеанс. Стирка раз в 3 дня — набегает 25 кВтч за месяц. Если делать это ночью, то по стоимости электроэнергии будет как 10 кВтч. Экономия по деньгам эквивалентна 15 кВтч в месяц. Но зачем здесь система «умного дома», если выпускаемые сейчас стиральные машины, как правило, снабжены функцией отсрочки старта?
Дело в том, что многие пользователи стиральных машин боятся пользоваться указанной функцией, поскольку возможные сбои в работе стиральной машины (причины вполне невинные — не-правильно загружено белье или некачественный стиральный порошок) чреваты ее раскачиванием, а то и появлением протечек. Система «умного дома» благодаря датчикам сможет определить, что ситуация вышла из-под контроля, вовремя обесточит стиральную машину и подаст сигнал жильцам дома. В таком случае стиральную машину можно смело оставлять на ночь работающей.
Также можно включать по ночам электросушилку для одежды. Ночью мультиварка или электрическая печь могут запекать блюда вроде ветчины для последующего употребления в холодном виде. На порцию ветчины массой 2 кг расходует-ся порядка 5 кВтч электроэнергии. Опять-таки, «умный дом» обеспечит безопасность использования оборудования ночью, а по завершении работы — полностью отключит от электросети посредством реле с механическими контактами.
В том случае, если ваш дом получает электроэнергию от солнечных панелей и/или ветряка, «умная» система будет включать мощную нагрузку в те промежутки времени, когда наблюдается избыток электроэнергии. Она также сможет регулировать зарядку электромобиля, чтобы она происходила в основном в такие моменты.
Накопление энергии
Для удешевления электроэнергии можно установить дома накопитель, который будет запасать электричество по ночам и отдавать его днем. Если вас при этом будут мучать угрызения совести, что вы обманываете таким образом электроэнергетиков, то не огорчайтесь. Возможно, они вам даже скажут «спасибо», потому что выравнивание потребления в зависимости от времени суток — головная боль практически всех энергетических компаний. А именно ее в какой-то мере решает накопитель на аккумуляторах.
К сожалению, доступные по цене (до 500 тыс. руб.) накопители электроэнергии для бытового применения имеют сейчас емкость не более 4 кВтч. Несложный подсчет показывает, что с помощью такого накопителя можно запасти по ночам и отдать в дневное время не более 120 кВтч в месяц. Это немного и на быструю окупаемость за счет разницы между дневным и ночным тарифами рассчитывать не приходится.
Но можно сэкономить на другом. Если вы хотите увеличить энергопотребление, можно не платить за ввод дополнительной мощности, а установить накопитель. Система «умного дома» будет сама прогнозировать пики энергопотребления и подключать в дополнение к электросети еще и аккумулятор.
Также «умный дом» поможет в организации резервного энергоснабжения. При обнаружении отключения электроэнергии «умная» система не только переведет жилище на энергоснабжение от аккумулятора, но и временно обесточит устройства, не задействованные непосредственно в жизнеобеспечении дома. Данная функция позволяет уменьшить емкость резервного аккумулятора, сэкономив на его стоимости.
сразу во всех помещениях для имитации присутствия людей
Ложная экономия
Тем не менее существует применение «умного дома», которое иногда связывают с экономией электроэнергии, хотя таковая на самом деле не наблюдается. Речь идет о применении «умных розеток» для отключения устройств, работающих в ждущем режиме.
Телевизоры, кондиционеры и некоторые другие виды бытовой техники, которые включаются и выключаются с пульта дистанционного управления, будучи подключенными к электросети, потребляют электроэнергию в ждущем режиме. Для современной техники мощность, потребляемая в ждущем режиме, составляет порядка 0,5 Вт. За месяц «набегает» порядка 0,4 кВтч на устройство. Если подключать такие приборы через «умную» розетку, то якобы такого расхода электроэнергии удастся избежать, так как данная розетка позволяет полностью дистанционно их обесточивать.
На самом деле никакой экономии не будет. Мощность 0,5 Вт в том же телевизоре расходуется устройством, которое принимает и дешифрует сигнал управления с ИК-пульта. Оно должно постоянно работать даже в ждущем режиме, иначе телевизор или кондиционер не включится с пульта.
Но в «умной» розетке тоже есть подобное устройство, принимающее сигнал Wi-Fi или Bluetooth, и оно также должно постоянно рабо-тать. Данный узел тоже потребляет электроэнергию в ждущем режиме, и это энергопотребление составляет также десятые доли ватта. Мало того, если прием и дешифровка сигнала от ИК-пульта осуществляется довольно примитивным устройством, то в «умную» розетку встроен специализированный компьютер, который может потреблять больше, чем телевизор в режиме ожидания.
Вот для чего может быть полезно автоматическое обесточивание нагрузки при выходе жильца из квартиры, так это для зарядных устройств. И не столько из-за расхода электроэнергии, сколько по соображениям безопасности.
Реальна ли окупаемость?
Системы «умного дома» уже сейчас могут давать значительную экономию электроэнергии, особенно когда речь идет об отдельно стоящих домах, к которым не подведен газ. В условиях городской квартиры «умный дом» способен решить проблему нехватки подведенной мощности для современных бытовых приборов. В большинстве случаев «умный дом» повышает уровень безопасности жилища, и этого уже достаточно, чтобы говорить об окупаемости проекта.
