Koľko elektriny spotrebuje elektrický kotol: typická spotreba

Využitie elektriny ako zdroja energie na vykurovanie vidieckeho domu je atraktívne z mnohých dôvodov: ľahká dostupnosť, prevaha, šetrnosť k životnému prostrediu. Zároveň najdôležitejšou prekážkou pri využívaní elektrických kotlov zostáva pomerne vysoké tarify.

Myslíte tiež na vhodnosť inštalácie elektrického kotla? Pozrime sa spolu, koľko elektrického kotla spotrebuje elektrickú energiu. Na to, čo budeme používať, použijeme pravidlá pre výpočty a vzorce uvedené v našom článku.

Výpočty pomôžu detailne pochopiť, koľko kWh elektriny bude treba mesačne platiť v prípade použitia elektrických kotlov na vykurovanie domu alebo bytu. Získané údaje urobia konečné rozhodnutie o kúpe / nekúpení kotla.

Metódy výpočtu výkonu kotla

Existujú dva hlavné spôsoby výpočtu požadovaného výkonu elektrického kotla. Prvá je založená na vykurovanej ploche, druhá na výpočte tepelných strát cez plášť budovy.

Výpočet prvej možnosti je veľmi hrubý, založený na jedinom indikátore - hustote výkonu. Špecifický výkon je uvedený v referenčných knihách a závisí od regiónu.

Výpočet druhej možnosti je zložitejší, ale zohľadňuje mnohé individuálne ukazovatele konkrétnej budovy. Úplný tepelno-technický výpočet budovy je pomerne zložitá a náročná úloha. Ďalej sa zváži zjednodušený výpočet, ktorý však má potrebnú presnosť.

Bez ohľadu na spôsob výpočtu, množstvo a kvalita zozbieraných zdrojových údajov má priamy vplyv na správny odhad požadovaného výkonu elektrického kotla.

Pri nízkom výkone bude zariadenie neustále pracovať s maximálnym zaťažením, bez toho, aby poskytovalo potrebný komfort bývania. S nadmernou spotrebou - neprimerane vysokou spotrebou elektrickej energie sú vysoké náklady na vykurovacie zariadenia.

Postup výpočtu výkonu elektrického kotla

Ďalej podrobne zvažujeme, ako vypočítať požadovaný výkon kotla tak, aby zariadenie plne plnilo svoju úlohu vykurovania domu.

Stupeň 1 - zber počiatočných údajov pre výpočet

Pre výpočty budú potrebné nasledujúce informácie o budove:

• S - priestor vykurovanej miestnosti.
• W_beats - hustota výkonu.

Indikátor špecifického výkonu ukazuje, koľko tepelnej energie je potrebných na 1 m² o 1 hodine

V závislosti od miestnych podmienok prostredia je možné akceptovať nasledujúce hodnoty:

• pre centrálnu časť Ruska: 120 - 150 W / m²;
• pre južné regióny: 70-90 W / m²;
• pre severné regióny: 150-200 W / m².

W_beats - teoretická hodnota, ktorá sa používa najmä pri veľmi hrubých výpočtoch, pretože neodráža skutočné tepelné straty budovy. Nezohľadňuje oblasť zasklenia, počet dverí, materiál vonkajších stien, výšku stropov.

Presné tepelné výpočty sa vykonávajú pomocou špecializovaných programov, pričom sa zohľadňujú mnohé faktory. Pre naše účely takýto výpočet nie je potrebný, je celkom možné upustiť od výpočtu tepelnej straty vonkajších obvodových konštrukcií.

Hodnoty, ktoré je potrebné použiť vo výpočtoch:

R - odpor prenosu tepla alebo koeficient tepelnej odolnosti. To je pomer teplotného rozdielu pozdĺž okrajov plášťa budovy k tepelnému toku prechádzajúcemu touto konštrukciou. Má rozmer m²×⁰C / W.

V skutočnosti je všetko jednoduché - R vyjadruje schopnosť materiálu udržať teplo.

Q - hodnota ukazujúca množstvo tepelného toku prechádzajúceho cez 1 m² povrchu pri teplotnom rozdiele 1 ° C počas 1 hodiny. To znamená, že ukazuje, koľko tepelných strát 1 m² oplotenie za hodinu s teplotným rozdielom 1 stupeň. Má rozmer W / m²×h.

Pre tu uvedené výpočty nie je rozdiel medzi Kelvinmi a stupňami Celzia, pretože nie je dôležitá absolútna teplota, ale iba rozdiel.

Q_spoločnosť- množstvo tepelného toku prechádzajúceho cez plochu S plášťa budovy za hodinu. Má rozmer W / h.

P - výkon vykurovacieho kotla. Vypočíta sa ako požadovaný maximálny výkon vykurovacieho zariadenia pri maximálnom teplotnom rozdiele medzi vonkajším a vnútorným vzduchom. Inými slovami, kotol má dostatok energie na vykurovanie budovy počas najchladnejšieho obdobia. Má rozmer W / h.

efektívnosť - Účinnosť vykurovacieho kotla, bezrozmerné množstvo udávajúce pomer prijatej energie k spotrebovanej energii. Dokumentácia k zariadeniu sa obyčajne uvádza ako percento 100, napríklad 99%. Vo výpočtoch sa používa hodnota z 1. 0.99.

AT - zobrazuje rozdiel teplôt z dvoch strán plášťa budovy. Ak chcete objasniť, ako sa rozdiel vypočítava správne, pozrite si príklad. Ak je mimo: -30 °C, a vo vnútri +22 ° C = T = 22 - (-30) = 52 ° C

Alebo to isté, ale v Kelvins: = T = 293 - 243 = 52K

To znamená, že rozdiel bude vždy rovnaký pre stupne a kelvíny, takže referenčné údaje v kelvinsch môžu byť použité bez korekcií pre výpočty.

d - hrúbka plášťa budovy v metroch.

k - koeficient tepelnej vodivosti materiálu obvodového plášťa budovy, ktorý je prevzatý z referenčných kníh alebo SNiP II-3-79 "Tepelná technika budov" (SNiP - stavebné predpisy a predpisy). Má rozmer W / m × K alebo W / m × С.

Nasledujúci zoznam vzorcov zobrazuje vzťah hodnôt:

• R = d / k
• R = ∆T / Q
• Q = ∆T / R
• Q_spoločnosť = Q × S
• P = Q_spoločnosť / Účinnosť

Pre viacvrstvové štruktúry sa odpor R prenosu tepla vypočíta pre každú štruktúru samostatne a potom sa sčíta.

Niekedy môže byť výpočet viacvrstvových štruktúr príliš ťažkopádny, napríklad pri výpočte tepelnej straty jednotky okenného skla.

Čo je potrebné vziať do úvahy pri výpočte odporu tepla pre okná:

• hrúbka skla;
• počet pohárov a vzduchových medzier medzi nimi;
• druh plynu medzi okuliarmi: inertný alebo vzduch;
• prítomnosť tepelnoizolačného náterového skla.

Avšak hotové hodnoty pre celú konštrukciu nájdete u výrobcu alebo v referenčnej knihe, na konci tohto článku je tabuľka pre okná s dvojitým zasklením spoločnej konštrukcie.

Stupeň 2 - výpočet tepelných strát v suteréne

Oddelene je potrebné zastaviť výpočet tepelných strát cez podlahu budovy, pretože pôda má výrazný odpor voči prestupu tepla.

Pri výpočte tepelných strát v suteréne je potrebné zohľadniť prenikanie do zeme. Ak je dom na úrovni terénu, predpokladá sa, že hĺbka je 0.

Podla všeobecne uznávanej metódy je podlahová plocha rozdelená do 4 zón.

• 1 zóna - ustúpi 2 m od vonkajšej steny do stredu podlahy po obvode. V prípade prehlbovania budovy ustupuje z úrovne zeme do úrovne podlahy pozdĺž vertikálnej steny. Ak je stena pochovaná v zemi po dobu 2 m, potom bude zóna 1 úplne na stene.
• 2 zóna - ustúpi 2 m po obvode do stredu od hranice zóny 1.
• 3 zóna - ustúpi 2 m po obvode do stredu od hranice zóny 2.
• 4 zóna - zostávajúce pohlavie.

Pre každú zónu zo zavedenej praxe sú stanovené ich vlastné R:

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

Uvedené hodnoty R platia pre nepotiahnuté podlahy. V prípade izolácie sa každý R zvyšuje o R izoláciu.

Okrem toho pre podlahy položené na guľatinu sa R ​​násobí koeficientom 1,18.

Stupeň 3 - výpočet tepelných strát zo stropu

Teraz môžete začať výpočty.

Vzorec, ktorý možno použiť na hrubý odhad výkonu elektrického kotla:

W = W_beats × S

Úloha: vypočítajte požadovaný výkon kotla v Moskva, vykurovaná plocha 150m².

Pri výpočtoch berieme do úvahy, že Moskva patrí do centrálneho regiónu, t. W_beats môže byť 130 W / m².

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

Toto číslo je také nepresné, že nevyžaduje zváženie účinnosti vykurovacích zariadení.

Teraz určíme tepelnú stratu v 15m² plocha stropu, izolovaná minerálnou vlnou. Hrúbka izolačnej vrstvy je 150 mm, vonkajšia teplota je -30 ° C, vnútri budovy +22 ° C po dobu 3 hodín.

Riešenie: podľa tabuľky nájdeme koeficient tepelnej vodivosti minerálnej vlny, k = 0,036 W / m×° s Hrúbka d sa musí vykonať v metroch.

Postup výpočtu je takýto: \ t

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

Vypočítané, že strata tepla cez strop v našom príklade bude 187 * 3 = 561W.

Pre naše účely je celkom možné zjednodušiť výpočty, výpočet tepelných strát len ​​vonkajších konštrukcií: stien a stropov, bez toho, aby sme venovali pozornosť vnútorným priečkam a dverám.

Okrem toho môžete urobiť bez výpočtu tepelných strát do vetrania a kanalizácie. Nebudeme brať do úvahy infiltráciu a zaťaženie vetrom. Závislosť umiestnenia budovy od svetových strán a množstva prijatého slnečného žiarenia.

Zo všeobecných úvah možno vyvodiť jeden záver. Čím väčší je objem budovy, tým menej tepelných strát na 1 m². To je ľahké vysvetliť, pretože plocha stien sa zvyšuje kvadraticky a objem v kocke. Lopta má najmenšie tepelné straty.

V uzavretých konštrukciách sa berú do úvahy len uzavreté vzduchové vrstvy. Ak je váš dom má vetranú fasádu, potom táto vzduchová vrstva nie je uzavretá, to sa neberie do úvahy. Neberú sa všetky vrstvy, ktoré nasledujú pred vonkajšou vrstvou: fasádne obklady alebo kazety.

Do úvahy sa berú uzavreté vzduchové vrstvy, napríklad v sklenených jednotkách.

Stupeň 4 - výpočet celkovej tepelnej straty chaty

Po teoretickej časti môžete pristúpiť k praktickému.

Dom vypočítame napríklad:

• rozmery vonkajšej steny: 9x10 m;
• výška: 3 m;
• okno s dvojitým zasklením 1.5×1,5 m: 4 ks;
• dubové dvere 2.1×0,9 m, hrúbka 50 mm;
• borovicové podlahy 28 mm, na vrchu extrudovaného polystyrénu s hrúbkou 30 mm, uložené na polenách;
• strop GKL 9 mm, na vrchole minerálnej vlny hrúbky 150 mm;
• materiál na stenu: murivo 2 silikátové tehly, izolácia z minerálnej vlny 50 mm;
• najchladnejšie obdobie je 30 ° С, konštrukčná teplota vo vnútri budovy je 20 ° C.

Urobíme predbežné výpočty požadovaného priestoru. Pri výpočte zón na podlahe berieme nulovú hĺbku stien. Doska doska položená na guľatinu.

• okná - 9 m²;
• dvere - 1,9 m²;
• steny, mínus okná a dvere - 103,1 m²;
• strop - 90 m²;
• plocha podlahových zón: S1 = 60 m²S2 = 18 m²S3 = 10 m²S4 = 2 m²;
• AT = 50 ° С.

Ďalej pomocou referenčných kníh alebo tabuliek uvedených na konci tejto kapitoly vyberieme potrebné hodnoty koeficientu tepelnej vodivosti pre každý materiál. Odporúčame sa podrobnejšie zoznámiť s koeficient tepelnej vodivosti a jeho hodnoty pre najobľúbenejšie stavebné materiály.

V prípade borovicových dosiek sa musí merať koeficient tepelnej vodivosti pozdĺž vlákien.

Celý výpočet je celkom jednoduchý:

Krok č. 1: Výpočet tepelných strát cez nosné stenové konštrukcie zahŕňa tri kroky.

Vypočítajte koeficient tepelných strát stien muriva: R_cyrus = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

To isté platí pre izoláciu stien: R_ut = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 m²×° C / W.

Tepelné straty 1 m² vonkajšie steny: Q = ΔT / (R_cyrus + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×° C / W.

Výsledkom je, že celkové tepelné straty stien budú: Q_článok = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 W / h.

Krok 2: Vypočítajte tepelné straty cez okná: Q_okna = 9 x 50 / 0,32 = 1406 W / h.

Číslo kroku 3: Výpočet úniku tepla cez dvere dubu: Q_dv = 1,9 x 50 / 0,23 = 413 W / h.

Krok 4: Tepelné straty cez horný strop - strop: Q_pot = 90 x 50 / (0,06 + 4,17) = 1064W / h.

Krok 5: Vypočítajte R_ut aj na niekoľko akcií.

Najprv zistíme koeficient tepelných strát izolácie: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Potom pridajte R_ut do každej zóny:

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

Krok 6: Pretože podlaha je položená na guľatinu vynásobenú koeficientom 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.

Číslo kroku 7: Vypočítajte Q pre každú zónu:

Q1 = 60 × 50 / 3,64 = 824W / h;

Q2 = 18 x 50 / 6,24 = 144 W / h;

Q3 = 10 x 50 / 11,32 = 44 W / h;

Q4 = 2 x 50 / 17,92 = 6 W / h.

Krok 8: Teraz môžete vypočítať Q pre celé poschodie: Q_podlahy = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018 W / h.

Krok 9: Výsledkom našich výpočtov môžeme označiť súčet celkových tepelných strát:

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

Výpočet nezahŕňa tepelné straty spojené s kanalizáciou a vetraním. Aby sme neporušili mieru, jednoducho pridáme 5% k uvedeným únikom.

Samozrejme, je potrebná rezerva najmenej 10%.

Konečná hodnota tepelných strát ako príklad bude teda:

Q_spoločnosť = 6629 × 1,15 = 7623 W / h.

Q_spoločnosť zobrazuje maximálne tepelné straty doma, keď je rozdiel medzi teplotou vonkajšieho a vnútorného vzduchu 50 ° C.

Ak počítate s prvou zjednodušenou verziou cez Wud, potom:

W_beats = 130 x 90 = 11700 W / h.

Je jasné, že druhá verzia výpočtu, aj keď oveľa komplikovanejšia, ale poskytuje realistickejšiu hodnotu pre budovy s izoláciou. Prvá možnosť umožňuje získať všeobecnú hodnotu tepelných strát pre budovy s nízkou mierou tepelnej izolácie alebo dokonca bez nej.

V prvom prípade bude mať kotol každú hodinu úplnú obnovu tepelných strát, ktoré sa vyskytujú cez otvory, podlahy, steny bez izolácie.

V druhom prípade je nutné pred dosiahnutím komfortnej teploty ohrievať len raz. Potom bude musieť kotol obnoviť iba tepelné straty, ktorých hodnota je podstatne nižšia ako prvá možnosť.

Tabuľka 1. Tepelná vodivosť rôznych stavebných materiálov.

Tabuľka 2. Hrúbka cementového spoja s rôznymi typmi muriva.

Tabuľka 3. Tepelná vodivosť rôznych typov dosiek z minerálnej vlny.

Tabuľka 4. Okná tepelných strát rôznych prevedení.

7,6 kW / h je vypočítaný požadovaný maximálny výkon, ktorý sa používa na vykurovanie dobre izolovanej budovy. Elektrické kotly však tiež potrebujú určitý poplatok za vlastné napájanie.

Ako ste si všimli, zle izolovaný dom alebo byt bude vyžadovať veľké množstvo elektriny pre vykurovanie. A to platí pre všetky typy kotlov. Správna izolácia podlahy, stropu a stien môže výrazne znížiť náklady.

Na našich webových stránkach máme články o metódach izolácie a pravidlách pre výber izolačného materiálu. Pozývame vás, aby ste sa s nimi zoznámili:

• Izolácia súkromného domu mimo: populárne technológie + materiály
• Izolácia podláh guľatinou: materiály pre tepelnú izoláciu + izolačné schémy
• Izolácia strechy podkrovia: podrobný návod na izoláciu v podkroví nízkopodlažnej budovy
• Druhy izolácie stien domu zvnútra: materiály na izoláciu a ich vlastnosti
• Izolácia stropu v súkromnom dome: typy použitých materiálov + ako si vybrať
• Zahrievanie balkóna vlastnými rukami: populárne možnosti a technológie na ohrievanie balkóna zvnútra

Fáza # 5 - Vypočítajte náklady na elektrickú energiu

Ak zjednodušíte technický charakter vykurovacieho kotla, môžete ho nazvať konvenčným prevodníkom elektrickej energie do jeho tepelného náprotivku. Pri práci pri konverzii tiež spotrebuje určitú energiu. tj kotol dostáva plnú jednotku elektriny a na vykurovanie sa dodáva len 0,98.

Pre získanie presnej hodnoty príkonu skúmaného elektrického vykurovacieho kotla je potrebné výkon (nominálny v prvom prípade a vypočítaný v druhom) vydelený výrobcom hodnoty účinnosti.

Účinnosť takýchto zariadení je v priemere 98%. V dôsledku toho bude množstvo spotreby energie napríklad pre variant konštrukcie:

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

Zostáva vynásobiť hodnotu miestnou sadzbou. Potom vypočítajte celkové náklady na elektrické vykurovanie a hľadajte spôsoby, ako ich znížiť.

Napríklad, kúpiť dvuhtarifny počítadlo, ktoré umožňuje čiastočné platby pri nižších "nočné" tarify. Čo bude musieť nahradiť starý elektromer novým modelom. Postup a pravidlá nahradenia podrobných preskúmané tu.

Ďalším spôsobom, ako znížiť náklady po výmene elektromeru, je zahrnutie tepelného akumulátora do vykurovacieho okruhu, aby sa v noci uskladnila lacná energia a počas dňa ho utratila.

Fáza # 6 - Vypočítajte sezónne náklady na vykurovanie.

Teraz, keď ste zvládli spôsob výpočtu budúcich tepelných strát, môžete ľahko odhadnúť náklady na vykurovanie počas celého vykurovacieho obdobia.

Podľa SNiP 23-01-99 "Stavba klimatológie" v stĺpcoch 13 a 14 nájdeme trvanie obdobia pre Moskvu s priemernou teplotou pod 10 ° C.

Pre Moskvu toto obdobie trvá 231 dní a má priemernú teplotu -2,2 ° C. Pre výpočet Q_spoločnosť pre ΔT = 22,2 ° C nie je potrebné vykonať celý výpočet znova.

Stačí odvodiť Q_spoločnosť pri 1 ° C:

Q_spoločnosť = 7623/50 = 152,46 W / h

Preto pre ΔT = 22,2 ° С:

Q_spoločnosť = 152,46 x 22,2 = 3385 W / h

Ak chcete zistiť spotrebovanú elektrickú energiu, vynásobte vykurovacou periódou:

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

Uvedený výpočet je tiež zaujímavý v tom, že umožňuje analýzu celej štruktúry domu z hľadiska efektívnosti využitia izolácie.

Uvažovali sme o zjednodušenej verzii výpočtov. Odporúčame vám, aby ste si tiež prečítali celý text tepelného výpočtu budovy.

Závery a užitočné video na túto tému

Ako sa vyhnúť tepelným stratám cez základ:

Ako vypočítať straty tepla online:

Využitie elektrických kotlov ako hlavného vykurovacieho zariadenia je veľmi silne limitované kapacitou rozvodných sietí a cenou elektrickej energie.

Ako doplnok, napr kotol na tuhé palivomôže byť veľmi efektívne a užitočné. Môže výrazne skrátiť čas na vykurovanie vykurovacieho systému alebo ho použiť ako hlavný kotol pri veľmi nízkych teplotách.

Používate na vykurovanie elektrický kotol? Povedzte nám, akú metódu ste vypočítali pre svoj domov. Alebo možno len chcete kúpiť elektrický kotol a máte nejaké otázky? Opýtajte sa ich v komentároch k článku - pokúsime sa vám pomôcť.