Cik elektrības katls patērē elektroenerģiju: tipiskais patēriņš

Elektroenerģijas kā enerģijas avota izmantošana lauku mājas apkurei ir pievilcīga daudzu iemeslu dēļ: viegla pieejamība, izplatība, videi draudzīgums. Tajā pašā laikā vissvarīgākais šķērslis elektrisko katlu izmantošanai joprojām ir samērā augsts.

Vai jūs domājat arī par elektriskā katla uzstādīšanas lietderību? Redzēsim kopā, cik daudz elektriskā katla patērē elektrību. Par to, ko mēs izmantosim, lai veiktu aprēķinus un formulas, kas aplūkotas mūsu rakstā.

Aprēķini palīdzēs saprast detalizēti, cik daudz elektroenerģijas katram mēnesim būs jāmaksā elektroenerģijas apkures katlu gadījumā, lai apsildītu māju vai dzīvokli. Iegūtie skaitļi pieņems galīgo lēmumu par katla iegādi / nepirkšanu.

Metodes katla aprēķināšanai

Elektriskā katla nepieciešamās jaudas aprēķināšanai ir divas galvenās metodes. Pirmā ir balstīta uz apsildāmo platību, otrā - par siltuma zudumu aprēķināšanu caur ēkas aploksni.

Pirmā varianta aprēķins ir ļoti aptuvens, pamatojoties uz vienu rādītāju - jaudas blīvumu. Konkrētā jauda ir dota atsauces grāmatās un ir atkarīga no reģiona.

Otrās iespējas aprēķins ir sarežģītāks, bet ņem vērā daudzas atsevišķas ēkas individuālos rādītājus. Pilnīga ēkas siltumtehniskā aprēķināšana ir diezgan sarežģīts un rūpīgs uzdevums. Turklāt tiks izskatīts vienkāršots aprēķins, tomēr tam būs vajadzīgā precizitāte.

Neatkarīgi no aprēķina metodes savākto avotu datu daudzums un kvalitāte tieši ietekmē elektriskā katla vajadzīgās jaudas pareizu aprēķinu.

Ar mazu jaudu, iekārta pastāvīgi strādās ar maksimālo slodzi, nenodrošinot nepieciešamo dzīves komfortu. Ar pārspīlētu - nepamatoti augsts elektroenerģijas patēriņš ir augstas apkures iekārtu izmaksas.

Elektriskā katla jaudas aprēķināšanas procedūra

Turklāt mēs detalizēti apsveram, kā aprēķināt nepieciešamo katla jaudu, lai iekārta pilnībā pildītu mājas apkures uzdevumu.

1. posms - sākotnējo datu vākšana aprēķināšanai

Aprēķiniem būs nepieciešama šāda informācija par ēku:

• S - apsildāmās telpas platība.
• W_ud - jaudas blīvums.

Konkrētais jaudas indikators rāda, cik daudz siltumenerģijas nepieciešama 1 m² pulksten 1

Atkarībā no vietējiem vides apstākļiem var pieņemt šādas vērtības:

• Krievijas centrālajai daļai: 120 - 150 W / m²;
• dienvidu reģioniem: 70-90 W / m²;
• ziemeļu reģioniem: 150-200 W / m².

W_ud - teorētiska vērtība, ko galvenokārt izmanto ļoti rupjiem aprēķiniem, jo ​​tas neatspoguļo ēkas patiesos siltuma zudumus. Neņem vērā stiklojuma laukumu, durvju skaitu, ārējo sienu materiālu, griestu augstumu.

Precīzs siltuma aprēķins tiek veikts, izmantojot specializētas programmas, ņemot vērā daudzus faktorus. Mūsu vajadzībām šāds aprēķins nav vajadzīgs, ir pilnīgi iespējams atteikties no ārējo norobežojošo konstrukciju siltuma zudumu aprēķināšanas.

Vērtības, kas jāizmanto aprēķinos:

R - siltuma pārneses pretestība vai siltuma pretestības koeficients. Tā ir attiecība starp temperatūras starpību starp ēkas aploksnes malām un siltuma plūsmu, kas iet caur šo struktūru. Ir izmērs m²×⁰C / W.

Patiesībā viss ir vienkāršs - R izsaka materiāla spēju saglabāt siltumu.

Q - vērtība, kas parāda siltuma plūsmas daudzumu, kas šķērso 1 m² virsmas temperatūras starpība 1 ° C 1 stundu. Tas nozīmē, ka tas parāda, cik daudz siltuma zudumu ir 1 m² iežogojums stundā ar temperatūras starpību 1 grādā. Ir izmērs W / m²×h

Šeit sniegtajiem aprēķiniem nav atšķirības starp Kelvina un Celsija grādiem, jo ​​nav absolūta temperatūra, bet tikai atšķirība.

Q_vispārīgi- siltuma plūsmas daudzums, kas šķērso ēkas apvalka S apgabalu stundā. Tā izmērs ir W / h.

P - apkures katla jauda. Aprēķināts kā nepieciešamā maksimālā apkures iekārtu jauda pie maksimālās temperatūras atšķirības starp āra un iekštelpu gaisu. Citiem vārdiem sakot, katlam ir pietiekami daudz jaudas, lai apsildītu ēku aukstākajā sezonā. Tā izmērs ir W / h.

Efektivitāte - apkures katla efektivitāte, bez izmēra daudzums, kas parāda saņemtās enerģijas attiecību pret izlietoto enerģiju. Iekārtas dokumentācija parasti tiek dota procentos no 100, piemēram, 99%. Aprēķinos tiek izmantota vērtība no 1. 0,99.

∆T - parāda temperatūras starpību no ēkas aploksnes divām pusēm. Lai padarītu skaidrāku, kā starpība tiek aprēķināta pareizi, skatiet piemēru. Ja ārā: -30 °C un iekšpusē +22 ° C ∆T = 22 - (-30) = 52 ° С

Vai tas pats, bet kelvīnos: ∆T = 293 - 243 = 52K

Tas nozīmē, ka atšķirība grādiem un kelvīniem vienmēr būs vienāda, tāpēc atsauces datus kelvīnos var izmantot bez aprēķinu labojumiem.

d - ēkas aploksnes biezums metros.

k - ēkas apvalka materiāla siltuma vadītspējas koeficients, kas ņemts no atsauces grāmatām vai SNiP II-3-79 "Ēku siltumtehnika" (SNiP - būvnormatīvi un noteikumi). Tā izmērs ir W / m × K vai W / m × С.

Nākamais formulu saraksts parāda vērtību attiecības:

• R = d / k
• R = ∆T / Q
• Q = ∆T / R
• Q_vispārīgi = Q × S
• P = Q_vispārīgi Efektivitāte

Daudzslāņu konstrukcijām katrai konstrukcijai tiek aprēķināta siltuma pārnešanas pretestība R, un tad summa tiek summēta.

Dažreiz daudzslāņu struktūru aprēķināšana var būt pārāk apgrūtinoša, piemēram, aprēķinot logu stikla vienības siltuma zudumu.

Kas jāņem vērā, aprēķinot siltuma pārneses pretestību logiem:

• stikla biezums;
• brilles un gaisa atstarpes starp tām;
• gāzes veids starp brillēm: inerts vai gaiss;
• siltumizolācijas pārklājuma logu stikls.

Tomēr jūs varat atrast gatavas vērtības visai struktūrai, vai nu ražotāja, vai atsauces grāmatā, šī raksta beigās ir tabula par kopēja dizaina stikla vienībām.

2. posms - pagraba grīdas siltuma zudumu aprēķināšana

Atsevišķi ir nepieciešams pārtraukt siltuma zudumu aprēķināšanu caur ēkas grīdu, jo augsnei ir būtiska izturība pret siltuma pārnesi.

Aprēķinot pagraba siltuma zudumus, ir jāņem vērā iekļūšana zemē. Ja māja atrodas zemes līmenī, tad tiek pieņemts, ka dziļums ir 0.

Saskaņā ar vispārpieņemto metodi grīdas platība ir sadalīta 4 zonās.

• 1 zona - pārvietojas 2 m attālumā no ārējās sienas līdz grīdas centram ap perimetru. Ēkas padziļināšanas gadījumā tas no zemes līmeņa atkāpjas līdz grīdas līmenim pa vertikālo sienu. Ja siena ir apglabāta zemē 2 m, tad 1. zona būs pilnībā uz sienas.
• 2 zona - 2 m gar perimetru atkāpjas no centra zonas no 1. zonas.
• 3 zona - atkāpjoties 2 m gar perimetru uz centru no 2. zonas robežas.
• 4 zona - atlikušais sekss.

Katrai zonai no iedibinātās prakses savas R ir noteiktas:

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

Dotās R vērtības ir derīgas nepārklātiem grīdām. Izolācijas gadījumā katrs R palielinās par R izolāciju.

Papildus, grīdām, kas novietotas uz baļķiem, R reizina ar koeficientu 1,18.

3. posms - siltuma zudumu aprēķināšana no griestiem

Tagad jūs varat sākt aprēķinus.

Formula, ko var izmantot elektriskā katla jaudas aptuvenam novērtējumam:

W = W_ud × S

Uzdevums: aprēķināt nepieciešamo katla jaudu Maskava, apsildāmā platība 150 m².

Veicot aprēķinus, mēs ņemam vērā, ka Maskava pieder centrālajam reģionam, t.i. W_ud var uzskatīt par 130 W / m².

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

Šis skaitlis ir tik neprecīzs, ka nav nepieciešams apsvērt apkures iekārtu efektivitāti.

Tagad mēs nosakām siltuma zudumu 15m² griestu platība, kas izolēta ar minerālvati. Izolācijas slāņa biezums ir 150mm, āra temperatūra ir -30 ° C, ēkas iekšpusē +22 ° C 3 stundas.

Risinājums: pēc tabulas mēs atrodam minerālvates siltumvadītspējas koeficientu, k = 0,036 W / m×° s Biezums d jāņem metros.

Aprēķina procedūra ir šāda:

• 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_vispārīgi = 12,48 × 15 = 187 W / h.

Aprēķināts, ka siltuma zudums caur mūsu griestiem mūsu piemērā būs 187 * 3 = 561W.

Mūsu vajadzībām ir iespējams vienkāršot aprēķinus, aprēķinot tikai ārējo konstrukciju siltuma zudumus: sienas un griesti, neņemot vērā iekšējās starpsienas un durvis.

Turklāt jūs varat veikt bez ventilācijas un notekūdeņu siltuma zudumu aprēķināšanas. Mēs neņemsim vērā infiltrāciju un vēja slodzi. Ēkas atrašanās vietas atkarība no galvenajiem punktiem un saules starojuma daudzums.

No vispārējiem apsvērumiem var izdarīt vienu secinājumu. Jo lielāks ēkas tilpums, jo mazāk siltuma zudumi uz 1 m². To ir viegli izskaidrot, jo sienu platība palielinās kvadrātiski un tilpums kubā. Lodītei ir vismazākais siltuma zudums.

Ierobežojošās konstrukcijās tiek ņemti vērā tikai slēgtie gaisa slāņi. Ja jūsu mājā ir ventilējama fasāde, tad šis gaisa slānis nav aizvērts, tas netiek ņemts vērā. Nav ņemti visi slāņi, kas seko atklātā gaisa slāņa priekšā: fasādes flīzes vai kasetes.

Tiek ņemti vērā slēgtie gaisa slāņi, piemēram, stikla blokos.

4. posms - kopējā siltuma zuduma aprēķināšana mājā

Pēc teorētiskās daļas jūs varat doties uz praktisko.

Piemēram, mēs aprēķinām māju:

• ārsienu izmēri: 9x10 m;
• augstums: 3 m;
• stikla pakešu logs 1.5×1,5 m: 4 gab.
• ozola durvis 2.1×0,9 m, biezums 50 mm;
• priedes grīdas 28 mm, uz presētas polistirola virsmas ar biezumu 30 mm;
• griesti GKL 9 mm, virs 150 mm bieza minerālvates;
• sienu materiāls: mūra 2 silikāta ķieģeļi, minerālvates izolācija 50 mm;
• aukstākais periods ir 30 ° С, konstrukcijas temperatūra ēkā ir 20 ° С.

Mēs veicam nepieciešamo telpu sākotnējos aprēķinus. Aprēķinot zonas uz grīdas, mēs ņemam vērā sienu nulles dziļumu. Uz grīdām novietots grīdas segums.

• logi - 9 m²;
• durvis - 1,9 m²;
• sienas, mīnus logi un durvis - 103,1 m²;
• griesti - 90 m²;
• grīdas zonu platība: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 ° С.

Turklāt, izmantojot atsauces grāmatas vai tabulas, kas norādītas šīs nodaļas beigās, mēs izvēlamies katram materiālam vajadzīgās siltuma vadītspējas koeficienta vērtības. Mēs iesakām iepazīties ar siltuma vadītspējas koeficients un tās vērtības populārākajiem būvmateriāliem.

Priežu plātnēm siltuma vadītspējas koeficients jāņem pa šķiedrām.

Viss aprēķins ir diezgan vienkāršs:

1. solis: Siltuma zudumu aprēķināšana caur nesošo sienu konstrukcijām ietver trīs posmus.

Aprēķināt ķieģeļu sienu siltuma zuduma koeficientu: R_kir = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

Tas pats attiecas uz sienu izolāciju: R_ut = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 m²×° C / W.

Siltuma zudums 1 m² ārējās sienas: Q = ΔT / (R_kir + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×° C / W.

Rezultātā sienu kopējais siltuma zudums būs: Q_st = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 W / h.

2. solis: Aprēķināt siltuma zudumus caur logiem: Q_logā = 9 × 50 / 0,32 = 1406W / h.

3. solis: Siltuma noplūdes aprēķināšana caur ozola durvīm: Q_divi = 1,9 × 50 / 0,23 = 413W / h.

4. solis: Siltuma zudumi caur augšējiem griestiem - griesti: Q_sviedri = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064W / h.

5. solis: Aprēķināt R_ut arī vairākās darbībās.

Vispirms atrodam siltuma zuduma koeficientu izolācijai: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Tad pievienojiet R_ut katrā zonā:

• 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. solis: Tā kā grīda tiek novietota uz baļķiem, kas reizināta ar koeficientu 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. solis: Aprēķināt Q katrai 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. solis: Tagad jūs varat aprēķināt Q visu stāvu: Q_grīdu = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018W / h.

9. solis: Mūsu aprēķinu rezultātā mēs varam norādīt kopējo siltuma zudumu summu:

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

Aprēķins neietver siltuma zudumus, kas saistīti ar notekūdeņiem un ventilāciju. Lai netiktu apgrūtināta pēc pasākuma, mēs vienkārši pievienojam 5% uzskaitītajām noplūdēm.

Protams, ir nepieciešama vismaz 10% robeža.

Tādējādi galīgais siltuma zudumu skaitlis, kas tiek parādīts kā piemērs mājās, būs:

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

Q_vispārīgi parāda maksimālo siltuma zudumu mājās, kad starpība starp āra un iekštelpu gaisa temperatūru ir 50 ° C.

Ja jūs pieskaitīsiet pirmo vienkāršoto versiju, izmantojot Wud, tad:

W_ud = 130 × 90 = 11700W / h.

Ir skaidrs, ka otrā aprēķina versija, kaut arī daudz sarežģītāka, bet sniedz reālistiskāku skaitli ēkām ar izolāciju. Pirmā iespēja ļauj iegūt vispārēju siltuma zudumu vērtību ēkām ar zemu siltumizolācijas pakāpi vai pat bez tās.

Pirmajā gadījumā katlam katru stundu būs pilnīga siltuma zudumu atjaunošana caur atverēm, grīdām, sienām bez izolācijas.

Otrajā gadījumā ir nepieciešams sildīt tikai vienu reizi, pirms sasniedzat ērtu temperatūru. Tad katlam būs jāatgūst tikai siltuma zudumi, kuru vērtība ir ievērojami zemāka par pirmo iespēju.

1. tabula. Dažādu būvmateriālu siltumvadītspēja.

2. tabula. Cementa savienojuma biezums ar dažādiem mūra veidiem.

3. tabula. Dažāda veida minerālvates plātņu siltumvadītspēja.

4. tabula. Dažādu konstrukciju siltuma zudumu logi.

7,6 kW / h ir aprēķinātā maksimālā maksimālā jauda, ​​ko izmanto, lai apsildītu labi izolētu ēku. Tomēr elektriskajiem apkures katliem ir nepieciešama arī sava enerģijas padeve.

Kā jau esat pamanījuši, slikti izolētai mājai vai dzīvoklim būs nepieciešams liels daudzums elektroenerģijas apkurei. Un tas attiecas uz jebkura tipa katlu. Pareiza grīdas, griestu un sienu izolācija var ievērojami samazināt izmaksas.

Mūsu mājas lapā ir raksti par izolācijas metodēm un izolācijas materiāla izvēles noteikumiem. Aicinām jūs iepazīties ar viņiem:

• Privātmājas izolācija ārpusē: tautas tehnoloģijas + materiālu apskats
• Grīdas izolācija ar apaļkokiem: materiāli siltumizolācijai + izolācijas shēmas
• Bēniņu jumta izolācija: detalizētas instrukcijas par mazstāvu ēkas bēniņu izolāciju
• Ēkas sienu izolācijas veidi no iekšpuses: izolācijas materiāli un to īpašības
• Griestu izolācija privātmājā: izmantoto materiālu veidi + kā izvēlēties
• Balkonu apsildīšana ar savām rokām: populāras iespējas un tehnoloģijas, lai uzsildītu balkonu iekšpusē

5. posms - aprēķināt elektroenerģijas izmaksas

Ja jūs vienkāršojat apkures katla tehnisko raksturu, tad to var saukt par parasto elektroenerģijas pārveidotāju siltuma kolektorā. Veicot pārveidošanas darbu, viņš arī patērē kādu enerģiju. Ti katls saņem pilnu elektrības vienību, un tikai 0,98 no tā tiek piegādāts apkurei.

Lai iegūtu precīzu skaitli no pētītā elektriskā apkures katla enerģijas patēriņa, tas ir nepieciešams jauda (nominālā pirmajā gadījumā un aprēķināta otrajā), ko dala ražotājs efektivitātes vērtību.

Vidēji šādu iekārtu efektivitāte ir 98%. Rezultātā enerģijas patēriņš būs, piemēram, dizaina variantam:

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

Vērtība ir jāreizina ar vietējo likmi. Tad aprēķiniet kopējās elektriskās apkures izmaksas un meklējiet veidus, kā tos samazināt.

Piemēram, iegādājieties dvuhtarifny skaitītāju, kas ļauj daļēji apmaksāt zemākus „nakts” tarifus. Kas vajadzēs nomainīt veco elektrisko skaitītāju ar jaunu modeli. Sīki izstrādātas aizvietošanas kārtība un noteikumi šeit apskatīts.

Vēl viens veids, kā samazināt skaitītāju, ir samazināt siltuma akumulatoru apkures lokā, lai naktī uzkrāt lētu enerģiju un pavadītu to dienas laikā.

6. posms - Aprēķiniet sezonālās apkures izmaksas.

Tagad, kad esat apguvis nākotnes siltuma zudumu aprēķināšanas metodi, jūs varat viegli novērtēt apkures izmaksas visā apkures periodā.

Saskaņā ar SNiP 23-01-99 "Celtniecības klimatoloģija" 13. un 14. ailē mēs atrodam Maskavas perioda ilgumu ar vidējo temperatūru zem 10 ° C.

Maskavā šis periods ilgst 231 dienu un vidējā temperatūra ir -2,2 ° C. Lai aprēķinātu Q_vispārīgi ΔT = 22,2 ° C, nav nepieciešams veikt visu aprēķinu vēlreiz.

Pietiek iegūt Q_vispārīgi pie 1 ° C:

Q_vispārīgi = 7623/50 = 152,46 W / h

Attiecīgi ΔT = 22,2 ° С:

Q_vispārīgi = 152,46 × 22,2 = 3385W / h

Lai atrastu patērēto elektroenerģiju, reiziniet ar apkures periodu:

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

Iepriekš minētais aprēķins ir interesants arī tāpēc, ka tas ļauj analizēt visu mājas struktūru siltumizolācijas izmantošanas efektivitātes ziņā.

Mēs uzskatījām vienkāršotu aprēķinu versiju. Mēs iesakām arī izlasīt pilnu ēkas siltuma aprēķins.

Secinājumi un noderīgs video par šo tēmu

Kā izvairīties no siltuma zudumiem caur pamatu:

Kā aprēķināt siltuma zudumus tiešsaistē:

Elektrisko apkures katlu kā galveno apkures iekārtu izmantošanu ļoti ierobežo elektrotīklu jauda un elektroenerģijas izmaksas.

Tomēr, kā papildu, piemēram, cietā kurināmā katlsvar būt ļoti efektīva un noderīga. Var ievērojami samazināt apkures sistēmas apkures laiku vai izmantot kā galveno katlu ne pārāk zemā temperatūrā.

Vai apkurei izmantojat elektrisko katlu? Pastāstiet mums, kāda metode jūsu mājās ir aprēķināta nepieciešamā jauda. Vai varbūt jūs vienkārši vēlaties iegādāties elektrisko katlu un jums ir kādi jautājumi? Jautājiet viņiem komentāros par rakstu - mēs centīsimies jums palīdzēt.