Hoeveel elektriciteit verbruikt een elektrische boiler: typisch verbruik

Het gebruik van elektriciteit als energiebron voor het verwarmen van een landhuis is om vele redenen aantrekkelijk: gemakkelijke bereikbaarheid, prevalentie, milieuvriendelijkheid. Tegelijkertijd blijft het belangrijkste obstakel voor het gebruik van elektrische boilers nogal hoge tarieven.

Denk je ook aan de raadzaamheid van het installeren van een elektrische boiler? Laten we eens kijken hoeveel elektrische ketel elektriciteit verbruikt. Voor wat we zullen gebruiken de regels voor het uitvoeren van berekeningen en formules beschouwd in ons artikel.

Berekeningen zullen helpen om in detail te begrijpen hoeveel kWh elektriciteit maandelijks moet worden betaald in het geval van het gebruik van elektriciteitsketels voor het verwarmen van een huis of appartement. De verkregen cijfers nemen de uiteindelijke beslissing over de aankoop / niet-aankoop van de ketel.

Methoden voor het berekenen van de vermogensketel

Er zijn twee hoofdmethoden voor het berekenen van het vereiste vermogen van een elektrische boiler. De eerste is gebaseerd op het verwarmde gebied, de tweede op de berekening van warmteverlies via de gebouwschil.

De berekening van de eerste optie is erg ruw, op basis van een enkele indicator - vermogensdichtheid. Specifieke kracht wordt gegeven in naslagwerken en is afhankelijk van de regio.

De berekening van de tweede optie is ingewikkelder, maar houdt rekening met de vele individuele indicatoren van een bepaald gebouw. Volledige berekening van de warmte-engineering van het gebouw is een nogal gecompliceerde en zorgvuldige taak. Verder zal een vereenvoudigde berekening worden overwogen, die niettemin de vereiste nauwkeurigheid bezit.

Ongeacht de berekeningsmethode, de kwantiteit en kwaliteit van de verzamelde brongegevens beïnvloeden rechtstreeks de juiste schatting van het vereiste vermogen van de elektrische boiler.

Bij een laag vermogen werkt het apparaat constant met de maximale belasting, zonder het nodige wooncomfort te bieden. Met overweldigend - onredelijk hoog elektriciteitsverbruik zijn de hoge kosten van verwarmingsapparatuur.

De procedure voor het berekenen van het vermogen van een elektrische boiler

Verder beschouwen we in detail hoe de vereiste ketelcapaciteit moet worden berekend, zodat de apparatuur volledig zijn taak van verwarming van de woning uitvoert.

Stadium # 1 - verzameling van initiële gegevens voor berekening

Voor de berekeningen moet de volgende informatie over het gebouw nodig zijn:

• S - het gedeelte van de verwarmde ruimte.
• w_beats - vermogensdichtheid.

De specifieke stroomindicator geeft aan hoeveel thermische energie per 1 m nodig is² om 1 uur

Afhankelijk van lokale omgevingsomstandigheden kunnen de volgende waarden worden geaccepteerd:

• voor het centrale deel van Rusland: 120 - 150 W / m²;
• voor zuidelijke regio's: 70-90 W / m²;
• voor noordelijke regio's: 150-200 W / m².

w_beats - een theoretische waarde, die voornamelijk wordt gebruikt voor zeer ruwe berekeningen, omdat deze het werkelijke warmteverlies van het gebouw niet weerspiegelt. Houdt geen rekening met het gebied van de beglazing, het aantal deuren, het materiaal van de buitenmuren, de hoogte van de plafonds.

Nauwkeurige thermische berekening wordt gemaakt met behulp van gespecialiseerde programma's, rekening houdend met vele factoren. Voor onze doeleinden is een dergelijke berekening niet nodig, het is heel goed mogelijk af te zien van de berekening van het warmteverlies van externe insluitende structuren.

De waarden die moeten worden gebruikt in de berekeningen:

R - warmteoverdrachtsweerstand of warmteweerstandscoëfficiënt. Dit is de verhouding van het temperatuurverschil langs de randen van de omhulling van het gebouw tot de warmteflux die door deze structuur gaat. Heeft dimensie m²×⁰C / W.

In feite is alles eenvoudig - R geeft uitdrukking aan het vermogen van het materiaal om warmte vast te houden.

Q - waarde die de hoeveelheid warmteflux toont die door 1 m gaat² oppervlak bij een temperatuurverschil van 1 ° C gedurende 1 uur. Dat wil zeggen, het laat zien hoeveel warmteverlies 1 m² schermen per uur met een temperatuurverschil van 1 graad. Heeft de afmeting van W / m²×h.

Voor de hier gepresenteerde berekeningen is er geen verschil tussen Kelvin en graden Celsius, omdat het niet de absolute temperatuur is die belangrijk is, maar alleen het verschil.

Q_maatschappij- de hoeveelheid warmteflux die door het gebied S van de omhulling van het gebouw per uur gaat. Het heeft de afmeting W / h.

P - vermogen van de verwarmingsketel. Berekend als het vereiste maximale vermogen van de verwarmingsapparatuur bij het maximale temperatuurverschil tussen de buitenlucht en de binnenlucht. Met andere woorden, de ketel heeft genoeg kracht om het gebouw te verwarmen tijdens het koudste seizoen. Het heeft de afmeting W / h.

rendement - Het rendement van de verwarmingsketel, een dimensieloze hoeveelheid die de verhouding van de ontvangen energie tot de verbruikte energie weergeeft. De documentatie voor de apparatuur wordt meestal gegeven als een percentage van 100, bijvoorbeeld 99%. In de berekeningen wordt de waarde van 1 gebruikt. 0.99.

AT - toont het temperatuurverschil van twee kanten van de gebouwschil. Om het duidelijker te maken hoe het verschil correct wordt berekend, zie een voorbeeld. Indien buiten: -30 °C, en binnen +22 ° C, dan ΔT = 22 - (-30) = 52 ° С

Of hetzelfde, maar in kelvins: ΔT = 293 - 243 = 52K

Dat wil zeggen dat het verschil altijd hetzelfde zal zijn voor graden en kelvins, dus referentiegegevens in kelvins kunnen zonder correcties voor berekeningen worden gebruikt.

d - dikte van de gebouwschil in meters.

k - warmtegeleidingscoëfficiënt van het omhullingsmateriaal van het gebouw, dat is overgenomen uit naslagwerken of SNiP II-3-79 "Building heat engineering" (SNiP - bouwvoorschriften en voorschriften). Het heeft de afmeting W / m × K of W / m × С.

De volgende lijst met formules toont de relatie van waarden:

• R = d / k
• R = ΔT / Q
• Q = ΔT / R
• Q_maatschappij = Q × S
• P = Q_maatschappij / Efficiëntie

Voor meerlagige structuren wordt de warmteoverdrachtsweerstand R voor elke structuur afzonderlijk berekend en vervolgens opgeteld.

Soms kan de berekening van meerlagige structuren te omslachtig zijn, bijvoorbeeld bij het berekenen van het warmteverlies van een vensterglaseenheid.

Waar moet rekening mee worden gehouden bij het berekenen van de weerstand tegen warmteoverdracht voor ramen:

• glasdikte;
• het aantal glazen en luchtspleten daartussen;
• type gas tussen de glazen: inert of lucht;
• de aanwezigheid van thermische isolerende coating vensterglas.

U kunt kant-en-klare waarden voor de hele structuur vinden, bij de fabrikant of in het naslagwerk. Aan het einde van dit artikel vindt u een tabel voor de glaseenheden met een gemeenschappelijk ontwerp.

Stadium # 2 - berekening van het warmteverlies van de kelderverdieping

Afzonderlijk is het noodzakelijk om de berekening van warmteverlies door de vloer van het gebouw te stoppen, omdat de grond een significante weerstand tegen warmteoverdracht heeft.

Bij het berekenen van het warmteverlies van de kelder is het noodzakelijk rekening te houden met de penetratie in de grond. Als het huis zich op grondniveau bevindt, wordt aangenomen dat de diepte 0 is.

Volgens de algemeen aanvaarde methode is het vloeroppervlak verdeeld in 4 zones.

• 1 zone - trekt zich 2 m van de buitenmuur naar het midden van de vloer rond de omtrek terug. In het geval van verdieping van het gebouw trekt het zich terug van het maaiveld naar het niveau van de vloer langs een verticale muur. Als de muur 2 m in de grond is begraven, zal zone 1 helemaal tegen de muur zijn.
• 2 zone - trekt zich 2 m langs de omtrek naar het midden terug uit de rand van zone 1.
• 3 zone - trekt zich 2 m langs de omtrek naar het midden terug vanaf de rand van zone 2.
• 4 zone - het resterende geslacht.

Voor elke zone uit de gevestigde praktijk, wordt hun eigen R ingesteld:

• 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 gegeven R-waarden zijn geldig voor onbeklede vloeren. In het geval van isolatie wordt elke R verhoogd met R-isolatie.

Voor vloeren die op boomstammen zijn gelegd, wordt R bovendien vermenigvuldigd met een factor van 1,18.

Stadium # 3 - berekening van warmteverlies van het plafond

Nu kunt u de berekeningen starten.

De formule, die kan worden gebruikt voor een ruwe schatting van de kracht van een elektrische boiler:

W = W_beats × S

Taak: bereken de vereiste ketelcapaciteit in Moskou, verwarmd gebied 150m².

Bij het maken van berekeningen houden we er rekening mee dat Moskou tot de centrale regio behoort, d.w.z. w_beats kan worden genomen als 130 W / m².

w_beats = 130 × 150 = 19500W / h of 19,5kW / h

Dit cijfer is zo onnauwkeurig dat er geen rekening hoeft te worden gehouden met de efficiëntie van verwarmingsapparatuur.

Nu bepalen we het warmteverlies in 15 m² het gedeelte van het plafond, geïsoleerd met minerale wol. De dikte van de isolatielaag is 150 mm, de buitentemperatuur -30 ° C, binnen het gebouw is +22 ° C gedurende 3 uur.

Oplossing: volgens de tabel vinden we de thermische geleidingscoëfficiënt van minerale wol, k = 0,036 W / m×° s Dikte d moet in meters worden genomen.

De berekeningsprocedure is als volgt:

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

Berekend dat het verlies van warmte door het plafond in ons voorbeeld 187 * 3 = 561W zal zijn.

Voor onze doeleinden is het heel goed mogelijk om de berekeningen te vereenvoudigen en het warmteverlies van alleen de externe structuren te berekenen: muren en plafonds, zonder aandacht te schenken aan de interne scheidingswanden en deuren.

Bovendien kunt u doen zonder het warmteverlies voor ventilatie en riolering te berekenen. We houden geen rekening met de infiltratie en windbelasting. Afhankelijkheid van de locatie van het gebouw op de windstreken en de hoeveelheid ontvangen zonnestraling.

Uit algemene overwegingen kan één conclusie worden getrokken. Hoe groter het volume van het gebouw, hoe minder warmteverlies per 1 m². Dit is eenvoudig uit te leggen, omdat het oppervlak van de muren kwadratisch toeneemt en het volume in de kubus. De bal heeft het minste warmteverlies.

In insluitende structuren worden alleen gesloten luchtlagen in aanmerking genomen. Als uw huis een geventileerde gevel heeft, dan is deze luchtlaag niet gesloten, er wordt geen rekening mee gehouden. Niet alle lagen die volgen voor een buitenlaag: geveltegels of cassettes.

Gesloten luchtlagen, bijvoorbeeld in glaseenheden, worden in aanmerking genomen.

Stadium # 4 - berekening van het totale warmteverlies van het huisje

Na het theoretische gedeelte kun je verder gaan met het praktische.

We berekenen bijvoorbeeld het huis:

• afmetingen van de buitenmuur: 9x10 m;
• hoogte: 3 m;
• raam met dubbele beglazing 1.5×1,5 m: 4 stks;
• eiken deur 2.1×0,9 m, dikte 50 mm;
• grenen vloeren 28 mm, bovenop geëxtrudeerd polystyreen met een dikte van 30 mm, gelegd op boomstammen;
• plafond GKL 9 mm, bovenop minerale wol 150 mm dik;
• wandmateriaal: metselwerk 2 silicaatstenen, minerale wolisolatie 50 mm;
• de koudste periode is 30 ° С, de ontwerptemperatuur in het gebouw is 20 ° С.

We zullen voorlopige berekeningen maken van de benodigde ruimte. Bij het berekenen van de zones op de vloer nemen we de nuldiepte van de wanden. Boordvloer op de boomstammen gelegd.

• ramen - 9 m²;
• deur - 1,9 m²;
• wanden, minus ramen en deuren - 103.1 m²;
• plafond - 90 m²;
• oppervlakte van vloerzones: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 ° С.

Verder, aan de hand van referentieboeken of tabellen die aan het einde van dit hoofdstuk worden gegeven, selecteren we de noodzakelijke waarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt voor elk materiaal. We raden aan om meer in detail kennis te maken met thermische geleidbaarheidscoëfficiënt en de waarden voor de populairste bouwmaterialen.

Voor grenenplaten moet de warmtegeleidingscoëfficiënt langs de vezels worden genomen.

De hele berekening is vrij eenvoudig:

Stap # 1: De berekening van warmteverlies door dragende muurconstructies omvat drie stappen.

Bereken de warmteverliezencoëfficiënt van de muren van het metselwerk: R_Cyrus = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

Hetzelfde voor muurisolatie: R_ut = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 m²×° C / W.

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

Als gevolg hiervan zal het totale warmteverlies van de wanden zijn: Q_artikel = Q x S = 26,46 x 103,1 = 2728 W / h.

Stap 2: Bereken warmteverlies via vensters: Q_{het raam} = 9 × 50 / 0.32 = 1406W / h.

Stap nummer 3: Berekening van de warmteverliezen door de eiken deur: Q_dv = 1,9 x 50 / 0,23 = 413 W / h.

Stap 4: Warmteverlies door het bovenste plafond - het plafond: Q_zweet = 90 x 50 / (0,06 + 4,17) = 1064 W / h.

Stap 5: Bereken R_ut voor de vloer ook in verschillende acties.

Eerst vinden we de warmteverliescoëfficiënt van isolatie: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Voeg vervolgens R toe_ut naar elke 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.

Stap 6: Aangezien de vloer op logboeken wordt gelegd vermenigvuldigd met een factor van 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.

Stap nummer 7: Bereken Q voor elke zone:

Q1 = 60 × 50 / 3,64 = 824W / h;

Q2 = 18 × 50 / 6.24 = 144W / h;

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

Q4 = 2 × 50 / 17.92 = 6W / h.

Stap 8: Nu kun je Q voor de hele verdieping berekenen: Q_{de vloer} = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018W / h.

Stap 9: Als resultaat van onze berekeningen kunnen we de som van het totale warmteverlies aangeven:

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

De berekening omvat geen warmteverliezen in verband met afvalwater en ventilatie. Om niet te ingewikkeld te zijn, voegen we eenvoudigweg 5% toe aan de vermelde lekken.

Uiteraard is een marge van ten minste 10% nodig.

Het uiteindelijke cijfer van warmteverlies dat als voorbeeld thuis wordt gegeven, is dus:

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

Q_maatschappij toont het maximale warmteverlies in huis wanneer het verschil tussen de temperatuur van de buitenlucht en de binnenlucht 50 ° C is.

Als je op de eerste vereenvoudigde versie via Wud rekent, dan:

w_beats = 130 x 90 = 11700 W / h.

Het is duidelijk dat de tweede versie van de berekening, zij het veel gecompliceerder, maar een meer realistisch cijfer geeft voor gebouwen met isolatie. De eerste optie maakt het mogelijk om een ​​gegeneraliseerde waarde van warmteverlies te verkrijgen voor gebouwen met een lage mate van thermische isolatie of zelfs zonder.

In het eerste geval heeft de ketel elk uur om het warmteverlies dat optreedt door de openingen, vloeren, muren zonder isolatie volledig te vernieuwen.

In het tweede geval is het nodig om slechts één keer te verwarmen voordat een aangename temperatuur is bereikt. Dan hoeft de ketel alleen warmteverliezen terug te winnen, waarvan de waarde aanzienlijk lager is dan de eerste optie.

Tabel 1. Thermische geleidbaarheid van verschillende bouwmaterialen.

Tabel 2. De dikte van de cementverbinding met verschillende soorten metselwerk.

Tabel 3. Thermische geleiding van verschillende soorten platen van minerale wol.

Tabel 4. Warmteverliesramen van verschillende ontwerpen.

7.6 kW / h is het berekende vereiste maximale vermogen dat wordt gebruikt voor het verwarmen van een goed geïsoleerd gebouw. Elektrische ketels hebben echter ook wat lading nodig voor hun eigen stroomvoorziening.

Zoals je hebt gemerkt, zal een slecht geïsoleerd huis of appartement grote hoeveelheden elektriciteit nodig hebben voor verwarming. En dit geldt voor elk type ketel. Een goede isolatie van de vloer, het plafond en de wanden kan de kosten aanzienlijk verlagen.

We hebben artikelen over de isolatiemethoden en de regels voor de keuze van isolatiemateriaal op onze website. We nodigen u uit om vertrouwd te raken met hen:

• Isolatie van een privéwoning buiten: populaire technologieën + materiaalbeoordeling
• Vloerisolatie door houtblokken: materialen voor thermische isolatie + isolatieschema's
• Isolatie van het dak op zolder: gedetailleerde instructies over de isolatie op de zolder van een laag gebouw
• Soorten isolatie van de muren van het huis van binnenuit: isolatiematerialen en hun eigenschappen
• Isolatie voor het plafond in een privéwoning: de gebruikte materialen en hoe te kiezen
• Het balkon met eigen handen opwarmen: populaire opties en technologieën om het balkon van binnenuit op te warmen

Stadium # 5 - Bereken de elektriciteitskosten

Als u de technische aard van de verwarmingsketel vereenvoudigt, kunt u dit een conventionele converter van elektrische energie noemen in zijn thermische tegenhanger. Tijdens het conversieproces verbruikt hij ook wat energie. ie de ketel ontvangt een volledige eenheid elektriciteit en slechts 0,98 wordt geleverd voor verwarming.

Om een ​​nauwkeurig cijfer te krijgen van het energieverbruik van de onderzochte elektrische verwarmingsketel is dit noodzakelijk vermogen (nominaal in het eerste geval en berekend in het tweede) gedeeld door de fabrikant efficiëntiewaarde.

Gemiddeld is de efficiëntie van dergelijke apparatuur 98%. Als gevolg hiervan zal de hoeveelheid energieverbruik bijvoorbeeld liggen bij de ontwerpvariant:

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

Het blijft om de waarde te vermenigvuldigen met het lokale tarief. Bereken vervolgens de totale kosten van elektrische verwarming en zoek naar manieren om deze te verminderen.

Koop bijvoorbeeld een dvuhtarifny-teller die gedeeltelijke betaling mogelijk maakt tegen lagere 'nacht'-tarieven. Wat moet de oude elektrische meter vervangen worden door een nieuw model. De procedure en regels voor het vervangen van gedetailleerde hier beoordeeld.

Een andere manier om de kosten te verlagen na het vervangen van de meter, is door een thermische accumulator op te nemen in het verwarmingscircuit om 's nachts goedkope energie in te slaan en deze overdag te spenderen.

Stadium # 6 - Bereken de seizoensgebonden verwarmingskosten.

Nu u de methode voor het berekenen van toekomstige warmteverliezen onder de knie hebt, kunt u eenvoudig de verwarmingskosten berekenen tijdens de volledige verwarmingsperiode.

Volgens SNiP 23-01-99 "Building climatology" in kolom 13 en 14 vinden we de duur van de periode voor Moskou met een gemiddelde temperatuur onder de 10 ° C.

Voor Moskou duurt deze periode 231 dagen en heeft deze een gemiddelde temperatuur van -2,2 ° C. Om Q te berekenen_maatschappij voor ΔT = 22,2 ° C is het niet nodig om de volledige berekening opnieuw uit te voeren.

Het volstaat om Q af te leiden_maatschappij bij 1 ° C:

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

Dienovereenkomstig, voor ΔT = 22.2 ° С:

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

Om het verbruikte elektriciteit te vinden, vermenigvuldig met de verwarmingsperiode:

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

De bovenstaande berekening is ook interessant omdat het een analyse van de volledige structuur van het huis mogelijk maakt in termen van de effectiviteit van het gebruik van isolatie.

We hebben een vereenvoudigde versie van de berekeningen overwogen. We raden u aan om ook de volledige te lezen thermische berekening van het gebouw.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Hoe warmteverlies door de fundering te voorkomen:

Hoe warmteverlies online berekenen:

Het gebruik van elektrische boilers als hoofdverwarmingsapparatuur wordt zeer sterk beperkt door de capaciteit van de elektriciteitsnetten en de kosten van elektriciteit.

Als een extra, bijvoorbeeld om vaste brandstofketelkan erg effectief en nuttig zijn. Kan de tijd voor het verwarmen van het verwarmingssysteem aanzienlijk verkorten of als hoofdketel bij niet erg lage temperaturen worden gebruikt.

Gebruikt u een elektrische boiler voor verwarming? Vertel ons welke methode u hebt berekend voor uw woning. Of misschien wilt u gewoon een elektrische boiler kopen en heeft u nog vragen? Vraag ze in de reacties op het artikel - we zullen proberen je te helpen.