Kiek elektros energijos sunaudoja elektros katilas: tipiškas suvartojimas

Elektros naudojimas kaip energijos šaltinis kaimo namų šildymui yra patrauklus dėl daugelio priežasčių: lengvas prieinamumas, paplitimas, ekologiškumas. Tuo pačiu metu svarbiausia kliūtis elektrinių katilų naudojimui išlieka gana didelė.

Ar taip pat manote, kad patartina įrengti elektrinį katilą? Kartu pažiūrėkime, kiek elektros katilas sunaudoja elektros energiją. Dėl to, ką mes naudosime skaičiavimų ir formulių atlikimo taisykles, aptartas mūsų straipsnyje.

Apskaičiavimai padės išsamiai suprasti, kiek elektros energijos turės būti sumokėta kas mėnesį, naudojant elektrinius katilus namų ar buto šildymui. Gauti skaičiai bus priimti galutinį sprendimą dėl katilo įsigijimo / nepirkimo.

Galios katilo skaičiavimo metodai

Yra du pagrindiniai elektrinio katilo galios skaičiavimo metodai. Pirmasis yra grindžiamas šildomu plotu, antrasis - šilumos nuostolių skaičiavimu per pastato apvalkalą.

Pirmojo varianto apskaičiavimas yra labai grubus, remiantis vienu rodikliu - galios tankiu. Konkrečios galios pateikiamos informacinėse knygose ir priklauso nuo regiono.

Antrosios galimybės apskaičiavimas yra sudėtingesnis, tačiau jame atsižvelgiama į daugelį konkrečių pastatų rodiklių. Visiškas šilumos inžinerinis pastato skaičiavimas yra gana sudėtingas ir kruopštus uždavinys. Be to, bus apsvarstytas supaprastintas skaičiavimas, tačiau jis turi reikiamą tikslumą.

Nepriklausomai nuo skaičiavimo metodo, surinktų šaltinių duomenų kiekis ir kokybė tiesiogiai veikia teisingą elektros katilo galios apskaičiavimą.

Su maža galia, įranga nuolat dirbs su didžiausia apkrova, nesuteikdama reikiamo gyvenimo komforto. Dėl pernelyg didelės elektros energijos sąnaudos yra didelės šildymo įrangos kainos.

Elektros katilo galios skaičiavimo procedūra

Be to, išsamiai aptariame, kaip apskaičiuoti reikiamą katilo galingumą, kad įranga visiškai atliktų namo šildymo užduotį.

# 1 etapas - pradinių duomenų rinkimas skaičiavimui

Skaičiavimams reikės šios informacijos apie pastatą:

• S - šildomos patalpos plotas.
• W_ud - galios tankis.

Specifinis galios indikatorius rodo, kiek šilumos energijos reikia 1 m² 1 val

Priklausomai nuo vietos aplinkos sąlygų, galima priimti šias vertes:

• centrinei Rusijos daliai: 120 - 150 W / m²;
• pietiniuose regionuose: 70–90 W / m²;
• šiauriniams regionams: 150-200 W / m².

W_ud - teorinė vertė, kuri daugiausia naudojama labai apytikriems skaičiavimams, nes neatspindi tikrųjų pastato šilumos nuostolių. Neatsižvelgiama į stiklinimo plotą, durų skaičių, išorinių sienų medžiagą, lubų aukštį.

Tikslus šilumos skaičiavimas atliekamas naudojant specializuotas programas, atsižvelgiant į daugelį veiksnių. Mūsų tikslams tokie skaičiavimai nėra būtini, todėl visiškai neįmanoma apskaičiuoti išorinių uždaromųjų konstrukcijų šilumos nuostolių.

Vertės, kurias reikia naudoti skaičiavimuose:

R - šilumos perdavimo atsparumas arba šilumos atsparumo koeficientas. Tai yra temperatūros skirtumo tarp pastato apvalkalo ir šilumos srauto, einančio per šią struktūrą, santykis. Turi matmenį m²×⁰C / W.

Iš tikrųjų viskas yra paprasta - R reiškia medžiagos gebėjimą išlaikyti šilumą.

Q - vertė, rodanti šilumos srauto, einančio per 1 m, kiekį² paviršius esant 1 ° C temperatūros skirtumui 1 valandą. Tai reiškia, kad parodo, kiek šilumos nuostolių 1 m² tvoros per valandą, kai temperatūros skirtumas yra 1 laipsnis. Turi W / m matmenį²×h

Čia pateikti skaičiavimai neturi skirtumo tarp Kelvino ir Celsijaus laipsnių, nes tai nėra absoliuti temperatūra, bet tik skirtumas.

Q_bendra- šilumos srauto, einančio per pastato apvalkalo S sritį, kiekį per valandą. Jis turi matmenį W / h.

P - šildymo katilo galia. Apskaičiuota kaip reikalinga maksimali šildymo įrangos galia esant didžiausiam temperatūros skirtumui tarp lauko ir vidaus oro. Kitaip tariant, katilas turi pakankamai galios pastatui šildyti šalčiausią sezoną. Jis turi matmenį W / h.

Efektyvumas - šildymo katilo efektyvumas, be matmenų kiekis, rodantis gautos energijos ir sunaudotos energijos santykį. Įrenginio dokumentai paprastai pateikiami kaip 100 procentų, pavyzdžiui, 99%. Skaičiavimuose naudojama vertė nuo 1. 0,99.

∆T - rodo temperatūros skirtumą nuo dviejų pastato apvalkalo pusių. Norėdami paaiškinti, kaip skirtumas apskaičiuojamas teisingai, žr. Pavyzdį. Jei ne: -30 °C ir viduje +22 ° C ∆T = 22 - (-30) = 52 ° С

Arba tas pats, bet kelvinuose: ∆T = 293 - 243 = 52K

Tai reiškia, kad skirtumas laipsniais ir kelvinais visada bus tas pats, todėl atskaitos duomenys kelvinuose gali būti naudojami be skaičiavimų pataisymų.

d - pastato apvalkalo storis metrais.

k - pastato apvalkalo medžiagos šiluminio laidumo koeficientas, paimtas iš informacinių knygų arba SNiP II-3-79 "Pastatų šilumos inžinerija" (SNiP statybų kodeksai ir taisyklės). Jo matmuo W / m × K arba W / m × С.

Toliau pateikiamas formulių sąrašas rodo vertybių santykį:

• R = d / k
• R = ∆T / Q
• Q = ∆T / R
• Q_bendra = Q × S
• P = Q_bendra / Efektyvumas

Daugiasluoksnėms konstrukcijoms šilumos perdavimo atsparumas R apskaičiuojamas kiekvienai struktūrai atskirai ir tada suminis.

Kartais daugiasluoksnių struktūrų skaičiavimas gali būti pernelyg sudėtingas, pavyzdžiui, apskaičiuojant lango stiklo paketo šilumos nuostolius.

Ką reikėtų atsižvelgti apskaičiuojant atsparumą langų šilumos perdavimui:

• stiklo storis;
• stiklų ir oro tarpų tarp jų skaičius;
• dujų tipas tarp akinių: inertinis arba oras;
• šilumos izoliacijos dangos lango stiklo buvimas.

Tačiau galite rasti paruoštos vertės visai struktūrai, tiek gamintojui, tiek referencinėje knygoje, šio straipsnio pabaigoje yra lentelė, skirta bendrajam dizainui.

2 etapas - rūsio grindų šilumos nuostolių apskaičiavimas

Atskirai, būtina sustabdyti šilumos nuostolių skaičiavimą per pastato grindis, nes dirvožemis turi didelį atsparumą šilumos perdavimui.

Apskaičiuojant rūsio šilumos nuostolius, būtina atsižvelgti į įsiskverbimą į žemę. Jei namas yra ant žemės, tuomet manoma, kad gylis yra 0.

Pagal visuotinai priimtą metodą grindų plotas padalintas į 4 zonas.

• 1 zona - 2 m atstumu nuo išorinės sienos iki grindų centro aplink perimetrą. Pastato gilinimo atveju jis nuo žemės paviršiaus atsilieka prie grindų lygmens palei vertikalią sieną. Jei siena yra palaidota žemėje 2 m, tada 1 zona bus visiškai ant sienos.
• 2 zona - 2 m išilgai perimetro į centrą nuo 1 zonos ribos.
• 3 zona - 2 m palei perimetrą į centrą nuo 2 zonos ribos.
• 4 zona - likusį lytį.

Kiekvienai zonai pagal nusistovėjusią praktiką nustatoma jų 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

Nurodytos R vertės galioja nepadengtoms grindims. Izoliacijos atveju kiekvienas R padidinamas R izoliacija.

Be to, rąstams ant grindų, R padauginama iš koeficiento 1,18.

# 3 etapas - šilumos nuostolių iš lubų skaičiavimas

Dabar galite pradėti skaičiavimus.

Formulė, kuri gali būti naudojama apytikriai įvertinti elektros katilo galingumą:

W = W_ud × S

Užduotis: apskaičiuoti reikiamą katilo galingumą Maskva, šildomas plotas 150 m².

Apskaičiuojant atsižvelgiame į tai, kad Maskva priklauso centriniam regionui, t.y. W_ud gali būti laikoma 130 W / m².

W_ud = 130 × 150 = 19500 W / h arba 19,5 kW / h

Šis skaičius yra toks netikslus, kad nereikia atsižvelgti į šildymo įrangos efektyvumą.

Dabar mes nustatome šilumos nuostolius 15 m² lubų plotas, izoliuotas mineraline vata. Izoliacinio sluoksnio storis yra 150 mm, lauko temperatūra - 30 ° C, pastato viduje yra +22 ° C 3 valandas.

Sprendimas: pagal lentelę randame mineralinės vatos šilumos laidumo koeficientą, k = 0,036 W / m×° s Storis d turi būti imamas metrais.

Apskaičiavimo procedūra yra tokia:

• R = 0,15 / 0,036 = 4,177 m²×° C / W
• ∆T = 22 - (-30) = 52 ° С
• Q = 52 / 4,197 = 12,48 W / m²× h
• Q_bendra = 12,48 × 15 = 187 W / h.

Apskaičiuota, kad šilumos nuostoliai per mūsų pavyzdį yra 187 * 3 = 561W.

Mūsų tikslams yra įmanoma supaprastinti skaičiavimus, apskaičiuojant tik išorinių konstrukcijų šilumos nuostolius: sienas ir lubas, neatsižvelgiant į vidines pertvaras ir duris.

Be to, jūs galite padaryti nenustatant ventiliacijos ir nuotekų šilumos nuostolių. Mes neatsižvelgsime į infiltraciją ir vėjo apkrovą. Pastato vietos priklausomybė nuo pagrindinių taškų ir gaunamos saulės spinduliuotės.

Apskritai galima daryti vieną išvadą. Kuo didesnis pastato tūris, tuo mažiau už 1 m šilumos nuostolius². Tai lengva paaiškinti, nes sienų plotas didėja kvadratiškai ir tūris kubelyje. Kamuolys turi mažiausiai šilumos nuostolių.

Uždarose konstrukcijose atsižvelgiama tik į uždarus oro sluoksnius. Jei jūsų namuose yra ventiliuojamas fasadas, tada šis oro sluoksnis nėra uždarytas, į jį neatsižvelgiama. Neišimkite visų sluoksnių, kurie yra priešais atviro oro sluoksnį: fasadinės plytelės ar kasetės.

Atsižvelgiama į uždarus oro sluoksnius, pavyzdžiui, stiklo paketuose.

# 4 etapas - viso šilumos nuostolių skaičiavimas name

Po teorinės dalies galite pereiti prie praktinio.

Pavyzdžiui, apskaičiuojame namą:

• išorinių sienų matmenys: 9x10 m;
• aukštis: 3 m;
• stiklo paketas 1.5×1,5 m: 4 vnt;
• ąžuolo durys 2.1×0,9 m, storis 50 mm;
• pušies grindys 28 mm, ant presuotų polistirolo, kurio storis yra 30 mm, ant grindų;
• lubų GKL 9 mm, ant 150 mm storio mineralinės vatos;
• sienos medžiaga: mūro 2 silikato plytos, mineralinės vatos izoliacija 50 mm;
• šalčiausias laikotarpis yra 30 ° С, projektinė temperatūra pastato viduje yra 20 ° С.

Mes atliksime preliminarius reikiamos vietos skaičiavimus. Apskaičiuojant zonas ant grindų, mes imamės nulinio gylio. Ant rąstų pritvirtintas lentos grindys.

• langai - 9 m²;
• durys - 1,9 m²;
• sienos, atėmus langus ir duris - 103,1 m²;
• lubos - 90 m²;
• grindų zonų plotas: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 ° С.

Be to, naudodamiesi šio skyriaus pabaigoje pateiktomis informacinėmis knygomis ar lentelėmis, kiekvienai medžiagai parenkame būtinas šilumos laidumo koeficiento vertes. Rekomenduojame išsamiau susipažinti su šilumos laidumo koeficientas ir populiariausių statybinių medžiagų vertes.

Pušų plokščių šilumos laidumo koeficientas turi būti imamas išilgai pluoštų.

Visas skaičiavimas yra gana paprastas:

1 veiksmas: Apskaičiuojant šilumos nuostolius per atramines sienas, yra trys etapai.

Apskaičiuokite plytų sienų šilumos nuostolių koeficientą: R_kir = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

Tas pats taikoma sienų izoliacijai: R_ut = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 m²×° C / W.

Šilumos nuostoliai 1 m² išorinės sienos: Q = ΔT / (R_kir + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×° C / W.

Dėl to bendras sienos šilumos praradimas bus: Q_g = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 W / h.

2 veiksmas: Apskaičiuokite šilumos nuostolius per langus: Q_langą = 9 × 50 / 0,32 = 1406W / h.

3 veiksmas: Šilumos nuotėkio per ąžuolo duris apskaičiavimas: Q_du = 1,9 × 50 / 0,23 = 413W / h.

4 veiksmas: Šilumos nuostoliai per viršutines lubas - lubos: Q_prakaitas = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064W / h.

5 veiksmas: Apskaičiuokite R_ut taip pat kelis veiksmus.

Pirmiausia mes nustatome šilumos nuostolių koeficientą: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Tada pridėkite R_ut į kiekvieną zoną:

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

6 veiksmas: Kadangi grindys tvirtinamos ant rąstų, padauginus iš koeficiento 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.

7 veiksmas: Apskaičiuokite Q kiekvienai zonai:

Q1 = 60 × 50 / 3,64 = 824W / h;

Q2 = 18 × 50 / 6,24 = 144W / h;

Q3 = 10 × 50 / 11,32 = 44W / h;

Q4 = 2 × 50 / 17,92 = 6W / h.

8 veiksmas: Dabar galite apskaičiuoti Q visam aukštui: Q_grindų = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018W / h.

9 veiksmas: Atlikę skaičiavimus galime nurodyti bendrą šilumos nuostolių sumą:

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

Apskaičiavimas neapima šilumos nuostolių, susijusių su nuotekomis ir ventiliacija. Kad nebūtų apsunkintas, mes paprasčiausiai pridėjome 5 proc.

Žinoma, reikia mažiausiai 10% maržos.

Taigi galutinis šilumos nuostolių skaičius, pateikiamas kaip pavyzdys, bus:

Q_bendra = 6629 × 1,15 = 7623W / h.

Q_bendra rodo maksimalų šilumos nuostolį namuose, kai lauko ir lauko oro temperatūros skirtumas yra 50 ° C.

Jei skaičiuojate pirmąją supaprastintą versiją per „Wud“, tada:

W_ud = 130 × 90 = 11700W / h.

Akivaizdu, kad antroji skaičiavimo versija, nors ir daug sudėtingesnė, suteikia realistiškesnį skaičių pastatų su izoliacija. Pirmasis variantas leidžia gauti bendrą šilumos nuostolių vertę pastatams, kurių šiluminė izoliacija yra maža, arba net ir be jos.

Pirmuoju atveju katilas kas valandą turės visiškai atnaujinti šilumos nuostolius, atsirandančius per angas, grindis, sienas be izoliacijos.

Antruoju atveju, prieš pasiekiant patogią temperatūrą, būtina šildyti tik vieną kartą. Tada katilui reikės atkurti tik šilumos nuostolius, kurių vertė yra žymiai mažesnė nei pirmoji.

1 lentelė. Įvairių statybinių medžiagų šilumos laidumas.

2 lentelė. Cemento sąnario storis su įvairiomis mūro rūšimis.

3 lentelė. Įvairių mineralinių vatos plokščių šilumos laidumas.

4 lentelė. Šilumos nuostolių langai iš įvairių konstrukcijų.

7,6 kW / h yra apskaičiuota maksimali galia, naudojama šildant gerai izoliuotą pastatą. Tačiau elektriniams katilams taip pat reikia šiek tiek už savo elektros energijos tiekimą.

Kaip pastebėjote, prastai izoliuotas namas ar butas reikės daug elektros energijos šildymui. Ir tai pasakytina apie bet kokį katilo tipą. Tinkama grindų, lubų ir sienų izoliacija gali žymiai sumažinti išlaidas.

Mūsų svetainėje rasite straipsnių apie izoliacijos metodus ir izoliacinės medžiagos pasirinkimo taisykles. Kviečiame Jus susipažinti:

• Namų išorės izoliacija: populiarios technologijos + medžiagų apžvalga
• Grindų izoliacija rąstais: šiluminės izoliacijos medžiagos + izoliacijos schemos
• Palėpės stogo izoliacija: išsami informacija apie nedidelio pastato palėpės izoliaciją
• Namų sienų izoliacijos tipai: izoliacinės medžiagos ir jų savybės
• Šilumos izoliacija privačiame name: naudojamų medžiagų rūšys + kaip pasirinkti
• Šildymas balkonu su savo rankomis: populiarios galimybės ir technologijos, leidžiančios šildyti balkoną iš vidaus

5 etapas - apskaičiuoti elektros energijos sąnaudas

Jei supaprastinsite šildymo katilo techninį pobūdį, galite jį pavadinti įprastu elektros energijos konverteriu į savo šiluminį kolektorių. Vykdydamas perskaičiavimo darbus, jis taip pat sunaudoja šiek tiek energijos. Ty katilas gauna visą elektros energijos vienetą, o tik 0,98 iš jų tiekiamas šildymui.

Norint gauti tikslią tiriamo elektrinio šildymo katilo suvartojamos energijos kiekį, būtina galia (nominali pirmoje byloje ir apskaičiuota antroje), padalyta iš gamintojo efektyvumo vertę.

Vidutiniškai tokios įrangos efektyvumas yra 98%. Dėl to energijos suvartojimas bus, pavyzdžiui, dizaino variantui:

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

Lieka padauginti vertę pagal vietinį tarifą. Tada apskaičiuokite bendras elektros šildymo išlaidas ir ieškokite būdų jas sumažinti.

Pavyzdžiui, įsigykite dvuhtarifny skaitiklį, kuris leidžia dalinai apmokėti už mažesnius „naktinius“ tarifus. Ką reikės pakeisti seną elektros skaitiklį nauju modeliu. Išsamios informacijos pakeitimo tvarka ir taisyklės peržiūrėta čia.

Kitas būdas sumažinti išlaidas, pakeitus skaitiklį, yra įtraukti šilumos akumuliatorių į šildymo kontūrą, kad naktį būtų galima kaupti pigią energiją ir praleisti ją per dieną.

6 etapas - apskaičiuokite sezonines šildymo išlaidas.

Dabar, kai įsisavinote būsimų šilumos nuostolių apskaičiavimo metodą, galite lengvai įvertinti šildymo išlaidas per visą šildymo laikotarpį.

Pagal SNiP 23-01-99 „Statybos klimatologija“ 13 ir 14 skiltyse randame Maskvos laikotarpio laikotarpį, kurio vidutinė temperatūra yra žemesnė nei 10 ° C.

Maskvoje šis laikotarpis trunka 231 dieną ir vidutinė temperatūra yra -2,2 ° C. Apskaičiuoti Q_bendra ΔT = 22,2 ° C, visą skaičiavimą nebūtina atlikti dar kartą.

Pakanka gauti Q_bendra esant 1 ° C:

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

Atitinkamai, ΔT = 22,2 ° С:

Q_bendra = 152,46 × 22,2 = 3385W / h

Norėdami rasti suvartojamą elektros energiją, padauginkite iš šildymo laikotarpio:

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

Minėtas skaičiavimas taip pat įdomus, nes leidžia analizuoti visą namo struktūrą, atsižvelgiant į izoliacijos naudojimo efektyvumą.

Apsvarstėme supaprastintą skaičiavimų versiją. Rekomenduojame taip pat perskaityti visą pastato šilumos skaičiavimas.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas tema

Kaip išvengti šilumos nuostolių per pamatą:

Kaip apskaičiuoti šilumos nuostolius internete:

Elektrinių katilų, kaip pagrindinės šildymo įrangos, naudojimą labai riboja elektros tinklų pajėgumas ir elektros energijos kaina.

Tačiau, kaip papildoma, pvz kieto kuro katilasgali būti labai veiksminga ir naudinga. Gali žymiai sumažinti šildymo sistemos šildymo laiką arba būti naudojamas kaip pagrindinis katilas ne labai žemoje temperatūroje.

Ar šildymui naudojate elektrinį katilą? Papasakokite, kokiu būdu apskaičiavote reikiamą jūsų namų energiją. O gal tiesiog norite įsigyti elektrinį katilą ir turite kokių nors klausimų? Paprašykite jų komentarų straipsnyje - mes stengsimės jums padėti.