Hvor meget strøm bruger en elektrisk kedel: typisk forbrug

Anvendelsen af ​​elektricitet som energikilde til opvarmning af et landhus er attraktivt af mange grunde: let tilgængelighed, udbredelse, miljøvenlighed. Samtidig forbliver den vigtigste hindring for brugen af ​​elektriske kedler ret høje takster.

Tænker du også på, at det er hensigtsmæssigt at installere en elektrisk kedel? Lad os se sammen, hvor meget el-kedel bruger strøm. For hvad skal vi bruge reglerne til at udføre beregninger og formler, der ses i vores artikel.

Beregninger vil bidrage til at forstå i detaljer, hvor meget kWh elektricitet skal betales månedligt i tilfælde af brug af el-kedler til opvarmning af et hus eller lejlighed. De opnåede tal vil gøre den endelige beslutning om køb / ikke-køb af kedlen.

Metoder til beregning af el-kedel

Der er to hovedmetoder til beregning af den krævede effekt af en elektrisk kedel. Den første er baseret på det opvarmede område, det andet ved beregningen af ​​varmetab gennem bygningskuvertet.

Beregningen af ​​den første mulighed er meget grov, baseret på en enkelt indikator - strømtæthed. Specifik effekt er angivet i referencebøger og afhænger af regionen.

Beregningen af ​​den anden mulighed er mere kompliceret, men tager højde for de mange individuelle indikatorer for en bestemt bygning. Fuld varmekonstruktion af bygningen er en ret kompliceret og omhyggelig opgave. Endvidere vil en forenklet beregning blive overvejet, dog med den nødvendige nøjagtighed.

Uanset beregningsmetoden påvirker mængden og kvaliteten af ​​de indsamlede kildedata direkte det korrekte estimat af den elektriske kedlers krævede effekt.

Med lav effekt vil udstyret konstant arbejde med den maksimale belastning uden at give den nødvendige komfort i at leve. Med overvældende - uforholdsmæssigt højt elforbrug er de høje omkostninger ved opvarmning udstyr.

Fremgangsmåden til beregning af effekten af ​​en elektrisk kedel

Desuden overvejer vi i detaljer hvordan man beregner den nødvendige kedelkapacitet, så udstyret fuldt ud udfører sin opgave at opvarme huset.

Trin 1 - Samling af indledende data til beregning

For beregningerne skal du bruge følgende oplysninger om bygningen:

• S - området af det opvarmede rum
• W_beats - Effektdensitet.

Den specifikke strømindikator viser, hvor meget termisk energi der skal bruges pr. 1 m² klokken 1

Afhængig af lokale miljøforhold kan følgende værdier accepteres:

• for den centrale del af Rusland: 120-150 W / m²;
• for sydlige regioner: 70-90 W / m²;
• for nordlige regioner: 150-200 W / m².

W_beats - en teoretisk værdi, der hovedsagelig anvendes til meget grove beregninger, fordi den ikke afspejler bygningens reelle varmetab. Tager ikke hensyn til glasets areal, antallet af døre, de ydre vægters materiale, lofternes højde.

Nøjagtig termisk beregning foretages ved hjælp af specialiserede programmer under hensyntagen til mange faktorer. For vores formål er en sådan beregning ikke nødvendig, det er helt muligt at undlade beregning af varmetabet for eksterne indeslutningsstrukturer.

De værdier, der skal bruges i beregningerne:

R - varmeoverføringsresistens eller koefficient for varmebestandighed Dette er forholdet mellem temperaturforskellen langs kanten af ​​bygningskuverteren og den varmeflow, der passerer gennem denne struktur. Har dimension m²×⁰C / W.

Faktisk er alt simpelt - R udtrykker materialets evne til at bevare varmen.

Q - værdi, der viser mængden af ​​varmestrøm gennem 1 m² overflade ved en temperaturforskel på 1 ° C i 1 time. Det viser, hvor meget varmetab 1 m² hegn pr. time med en temperaturforskel på 1 grad. Har dimensionen af ​​W / m²×h.

For de beregninger, der præsenteres her, er der ingen forskel mellem Kelvin og grader Celsius, da det ikke er den absolutte temperatur, der er vigtig, men kun forskellen.

Q_samfund- mængden af ​​varmestrøm passerer gennem område S af bygningskuverteren pr. time. Det har dimensionen W / h.

P - Kedelens varme. Beregnet som den krævede maksimale effekt af varmeudstyret ved den maksimale temperaturforskel mellem udendørs og indendørs luft. Kedlen har med andre ord nok strøm til at opvarme bygningen i løbet af den koldeste årstid. Det har dimensionen W / h.

effektivitet - Effektiviteten af ​​varmekedlen, en dimensionsløs mængde, der viser forholdet mellem energi modtaget til energiforbrug. Dokumentationen for udstyret er normalt angivet som en procentdel på 100, for eksempel 99%. I beregningerne anvendes værdien fra 1. 0,99.

AT - viser temperaturforskellen fra to sider af bygningskuvertet. For at gøre det klart, hvordan forskellen beregnes korrekt, se et eksempel. Hvis udenfor: -30 °C, og indenfor +22 ° C, så ΔT = 22 - (-30) = 52 ° С

Eller det samme, men i kelviner: ΔT = 293 - 243 = 52K

Dvs. forskellen vil altid være den samme for grader og kelviner, så referencedata i kelviner kan anvendes uden korrektioner til beregninger.

d - Bygningens tykkelse i meter.

k - Bygningskuvertmaterialets varmeledningsevne, der er taget fra referencebøger eller SNiP II-3-79 "Bygningsvarmekontrol" (SNiP-byggekoder og -forskrifter). Den har dimensionen W / m × K eller W / m × С.

Den følgende liste med formler viser forholdet mellem værdier:

• R = d / k
• R = AT / Q
• Q = ΔT / R
• Q_samfund = Q × S
• P = Q_samfund / Effektivitet

For flerlagsstrukturer beregnes varmeoverføringsresistansen R for hver struktur separat og summes derefter.

Nogle gange kan beregningen af ​​flerlagsstrukturer være for besværlig, for eksempel ved beregning af varmetab i en vinduesglasenhed.

Hvad skal overvejes ved beregning af varmeoverføringsmodstanden for vinduer:

• glas tykkelse;
• antallet af briller og luftgab mellem dem
• type gas mellem brillerne: inert eller luft;
• Tilstedeværelsen af ​​termisk isolering belægning vinduesglas.

Du kan dog finde færdige værdier for hele strukturen, enten hos producenten eller i referencebogen. I slutningen af ​​denne artikel er der et bord til glasenheder af et fælles design.

Trin # 2 - beregning af varmetabet på kælderen gulvet

Separat er det nødvendigt at stoppe beregningen af ​​varmetab gennem bygningens gulv, da jorden har en betydelig modstand mod varmeoverførsel.

Ved beregning af varmetab i kælderen er det nødvendigt at tage højde for penetrationen i jorden. Hvis huset ligger på jordoverfladen, antages dybden at være 0.

Ifølge den almindeligt anerkendte metode er gulvarealet opdelt i 4 zoner.

• 1 zone - tilbagekalder 2 m fra ydervæggen til midten af ​​gulvet omkring omkredsen. Ved uddybning af bygningen trækkes den tilbage fra jordoverfladen til gulvniveauet langs en lodret væg. Hvis væggen er begravet i jorden i 2 m, vil zone 1 være helt på væggen.
• 2 zone - trækker sig tilbage 2 m langs omkredsen til midten fra grænsen til zone 1.
• 3 zone - trækker sig 2 m langs omkredsen til midten fra grænsen til zone 2.
• 4 zone - det resterende køn

For hver zone fra den etablerede praksis er deres egen R indstillet:

• R1 = 2,1 m²×° C / W;
• R2 = 4,3 m²×° C / W;
• R3 = 8,6 m²×° C / W;
• R4 = 14,2 m²×° C / W

De angivne R-værdier gælder for ubelagte gulve. I tilfælde af isolering øges hver R ved R isolering.

Derudover multipliceres R for etager på logger, med en faktor på 1,18.

Trin # 3 - beregning af varmetab fra loftet

Nu kan du starte beregningerne.

Formlen, som kan bruges til et groft estimat af kraften i en elektrisk kedel:

W = W_beats × S

Opgave: Beregn den nødvendige kedelkapacitet i Moskva, opvarmet areal 150m².

Ved beregninger tager vi højde for, at Moskva tilhører det centrale område, dvs. W_beats kan tages som 130 W / m².

W_beats = 130 × 150 = 19500W / h eller 19,5kW / h

Dette tal er så unøjagtigt, at det ikke kræver overvejelse af effektiviteten af ​​varmeudstyr.

Nu bestemmer vi varmetabet i 15m² Arealet af loftet, isoleret med mineraluld. Tykkelsen på isoleringslaget er 150 mm, udetemperaturen er -30 ° C, inde i bygningen er +22 ° C i 3 timer.

Løsning: Ifølge tabellen finder vi koefficienten for varmeledningsevne af mineraluld, k = 0,036 W / m×° s Tykkelsen d skal tages i meter.

Beregningsmetoden er som følger:

• R = 0,15 / 0,036 = 4,167 m²×° C / W
• ΔT = 22 - (-30) = 52 ° С
• Q = 52 / 4.167 = 12,48 W / m²× h
• Q_samfund = 12,48 × 15 = 187 W / h.

Beregnet at varmetabet gennem loftet i vores eksempel bliver 187 * 3 = 561W.

For vores formål er det helt muligt at forenkle beregningerne og beregne varmetabet for kun de eksterne strukturer: vægge og lofter uden at være opmærksom på de indvendige skillevægge og døre.

Derudover kan du uden beregning af varmetab til ventilation og spildevand. Vi tager ikke højde for infiltrationen og vindbelastningen. Afhængighed af placeringen af ​​bygningen på kardinalpunkterne og mængden af ​​modtaget solstråling.

Fra generelle overvejelser kan man konkludere. Jo større bygningens volumen er, jo mindre varmetab pr. 1 m². Dette er let at forklare, da væggeområdet øges quadratically og volumenet i terningen. Bolden har det mindste varmetab.

I lukkede strukturer tages der kun hensyn til lukkede luftlag. Hvis dit hus har en ventileret facade, så er dette luftlag ikke lukket, det tages ikke i betragtning. Ikke taget alle lagene der følger foran et åbent luftlag: facadefliser eller kassetter.

Lukkede luftlag, for eksempel i glasenheder, tages i betragtning.

Fase nr. 4 - beregning af det samlede varmetab af huset

Efter den teoretiske del kan du gå videre til det praktiske.

For eksempel beregner vi huset:

• ydre vægdimensioner: 9x10 m;
• højde: 3 m;
• termoruder 1.5×1,5 m: 4 stk;
• egør 2.1×0,9 m, tykkelse 50 mm;
• fyrgulve 28 mm, oven på ekstruderet polystyren med en tykkelse på 30 mm, lagt på logs;
• loft GKL 9 mm, oven på mineraluld 150 mm tykt;
• vægmateriale: murværk 2 silikatsten, mineraluldisolering 50 mm;
• Den koldeste periode er 30 ° С, designtemperaturen inde i bygningen er 20 ° С.

Vi foretager foreløbige beregninger af det krævede rum. Ved beregning af zoner på gulvet tager vi vægens nuldybde. Stue gulv lagt på bjælkerne.

• vinduer - 9 m²;
• dør - 1,9 m²;
• vægge, minus vinduer og døre - 103,1 m²;
• loft - 90 m²;
• Areal af gulvområder: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 ° С.

Ved brug af referencebøger eller tabeller, der er angivet i slutningen af ​​dette kapitel, vælger vi de nødvendige værdier for termisk ledningsevne koefficienten for hvert materiale. Vi anbefaler at kende mere detaljeret med varmeledningsevne koefficient og dens værdier for de mest populære byggematerialer.

Til fyrplader skal koefficienten for varmeledningsevne tages langs fibrene.

Hele beregningen er ret simpel:

Trin # 1: Beregningen af ​​varmetab gennem bærende vægkonstruktioner indbefatter tre trin.

Beregn varmevægtskoefficienten for murværket: R_Cyrus = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

Det samme for vægisolering: R_ut = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 m²×° C / W.

Varmetab 1 m² ydre vægge: Q = ΔT / (R_Cyrus + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×° C / W.

Som følge heraf vil det totale varmetab af væggene være: Q_artikel = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 W / h.

Trin 2: Beregn varmetab via vinduer: Q_vinduet = 9 × 50 / 0,32 = 1406 W / h.

Trin nummer 3: Beregning af varmelækage gennem egdør: Q_dv = 1,9 × 50 / 0,23 = 413 W / h.

Trin 4: Varmetab gennem det øverste loft - loftet: Q_sved = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064W / h.

Trin 5: Beregn R_ut til gulvet også i flere handlinger.

Først finder vi isoleringens varmetabskoefficient: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Tilføj derefter R_ut til hver zone:

• R1 = 3,09 m²×° C / W; R2 = 5,29 m²×° C / W;
• R3 = 9,59 m²×° C / W; R4 = 15,19 m²×° C / W.

Trin 6: Da gulvet er lagt på logs ganget med en faktor på 1,18:

R1 = 3,64 m²×° C / W; R2 = 6,24 m²×° C / W;

R3 = 11,32 m²×° C / W; R4 = 17,92 m²×° C / W.

Trin nummer 7: Beregn Q for hver zone:

Q1 = 60 × 50 / 3,64 = 824W / h;

Q2 = 18 × 50 / 6.24 = 144 W / h;

Q3 = 10 × 50 / 11,32 = 44W / h;

Q4 = 2 × 50 / 17,92 = 6 W / h.

Trin 8: Nu kan du beregne Q for hele gulvet: Q_gulvet = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018W / h.

Trin 9: Som følge af vores beregninger kan vi angive summen af ​​det samlede varmetab:

Q_samfund = 2728 + 1406 + 413 + 1064 + 1018 = 6629W / h.

Beregningen omfatter ikke varmetab i forbindelse med spildevand og ventilation. For ikke at komplicere uden for mål, tilføjer vi blot 5% til de angivne lækager.

Selvfølgelig er der behov for en margin på mindst 10%.

Således er den endelige figur af varmetab givet som et eksempel hjemme:

Q_samfund = 6629 × 1,15 = 7623W / h.

Q_samfund viser det maksimale varmetab hjemme, når forskellen mellem temperaturen på udendørs og indendørs luft er 50 ° C.

Hvis du regner med den første forenklede version gennem Wud så:

W_beats = 130 × 90 = 11700W / h.

Det er klart, at den anden version af beregningen, omend meget mere kompliceret, men giver en mere realistisk figur for bygninger med isolering. Den første mulighed giver mulighed for at opnå en generel værdi af varmetab for bygninger med en lav grad af termisk isolering, eller endda uden det.

I det første tilfælde vil kedlen få hver time til fuldt ud at forny det varmetab, der opstår gennem åbninger, gulve, vægge uden isolering.

I det andet tilfælde er det nødvendigt at opvarme kun en gang, inden der opnås en behagelig temperatur. Derefter skal kedlen kun genoprette varmetab, hvis værdi er signifikant lavere end den første mulighed.

Tabel 1. Termisk ledningsevne af forskellige byggematerialer.

Tabel 2. Tykkelsen af ​​cementforbindelsen med forskellige typer murværk.

Tabel 3. Termisk ledningsevne af forskellige typer mineraluldsplader.

Tabel 4. Varmetab vinduer af forskellige design.

7,6 kW / h er den beregnede krævede maksimale effekt, som bruges til opvarmning af en velisoleret bygning. Men elektriske kedler har også brug for noget opladning for deres egen strømforsyning.

Som du har bemærket et dårligt isoleret hus eller lejlighed vil der kræves store mængder elektricitet til opvarmning. Og det gælder for enhver type kedel. Korrekt isolering af gulv, loft og vægge kan reducere omkostningerne betydeligt.

Vi har artikler om isoleringsmetoder og regler for valg af isoleringsmateriale på vores hjemmeside. Vi inviterer dig til at gøre dig bekendt med dem:

• Isolering af et privat hus udenfor: populær teknologi + materialevurdering
• Gulvisolering ved logs: materialer til varmeisolering + isoleringssystemer
• Isolering af loftet tag: detaljerede instruktioner om isolering på loftet i en lavhus bygning
• Typer af isolering til husets vægge indefra: materialer til isolering og deres egenskaber
• Isolering til loftet i et privat hus: de anvendte materialer + hvordan man vælger
• Opvarmning af balkonen med egne hænder: populære muligheder og teknologier til opvarmning af altanen indefra

Trin # 5 - Beregn elektricitetsomkostninger

Hvis du forenkler varmekedlens tekniske karakter, kan du kalde det en konventionel omformer af elektrisk energi i sin termiske modstykke. Mens han gør omstillingsarbejdet, bruger han også noget energi. dvs. kedlen modtager en fuld el-enhed, og kun 0,98 af den leveres til opvarmning.

For at opnå en nøjagtig figur af strømforbruget i den undersøgte elvarmekedel er det nødvendigt effekt (nominelt i det første tilfælde og beregnet i det andet) divideret med producenten effektivitetsværdi.

I gennemsnit er effektiviteten af ​​sådant udstyr 98%. Som følge heraf vil mængden af ​​energiforbrug være for eksempel for designvarianten:

7,6 / 0,98 = 7,8 kW / h.

Det er stadig at multiplicere værdien til den lokale sats. Derefter beregne de samlede omkostninger ved elvarme og se efter måder at reducere dem på.

For eksempel købe en dvuhtarifny tæller, der tillader delvis betaling til lavere "night" takster. Hvad skal udskifte den gamle elmåler med en ny model. Proceduren og reglerne for udskiftning af detaljerede gennemgået her.

En anden måde at reducere omkostningerne efter at have udskiftet måleren er at inkludere en termisk akkumulator i varmekredsen for at opbevare billig energi om natten og tilbringe det i løbet af dagen.

Trin # 6 - Beregn sæsonvarmeomkostningerne.

Nu hvor du har mestret metoden til beregning af fremtidige varmetab, kan du nemt estimere opvarmningstiden i hele opvarmningsperioden.

Ifølge SNiP 23-01-99 "Building Climatology" i kolonne 13 og 14 finder vi varigheden af ​​perioden for Moskva med en gennemsnitstemperatur under 10 ° C.

For Moskva varer denne periode 231 dage og har en gennemsnitstemperatur på -2,2 ° C. At beregne Q_samfund for ΔT = 22,2 ° C er det ikke nødvendigt at udføre hele beregningen igen.

Det er tilstrækkeligt at udlede Q_samfund ved 1 ° C:

Q_samfund = 7623/50 = 152,46 W / h

Følgelig for ΔT = 22,2 ° С:

Q_samfund = 152,46 × 22,2 = 3385W / h

For at finde den forbrugte elektricitet multipliceres med opvarmningstiden:

Q = 3385 × 231 × 24 × 1,05 = 18766440W = 18766kW

Ovennævnte beregning er også interessant, idet den giver mulighed for en analyse af hele bygningen af ​​huset med hensyn til effektiviteten af ​​brugen af ​​isolering.

Vi overvejede en forenklet version af beregningerne. Vi anbefaler, at du også læser det fulde termisk beregning af bygningen.

Konklusioner og brugbar video om emnet

Hvordan man undgår varmetab gennem fundamentet:

Sådan beregnes varmetab online:

Anvendelsen af ​​elektriske kedler som hovedvarmeanlæg er meget stærkt begrænset af strømnettetes kapacitet og omkostningerne ved elektricitet.

Men som en ekstra, for eksempel til fast brændstof kedelkan være meget effektiv og hjælpsom. Kan betydeligt reducere tiden til opvarmning af varmesystemet eller bruges som hovedkedel ved ikke meget lave temperaturer.

Bruger du en elektrisk kedel til opvarmning? Fortæl os hvilken metode du har beregnet den nødvendige effekt til dit hjem. Eller måske vil du bare købe en el-kedel, og har du spørgsmål? Spørg dem i kommentarerne til artiklen - vi vil forsøge at hjælpe dig.