Hvor mye strøm bruker en elektrisk kjele: typisk forbruk

Bruken av elektrisitet som energikilde for oppvarming av et landsted er attraktivt av mange grunner: lett tilgjengelighet, utbredelse, miljøvennlighet. Samtidig er det viktigste hindret for bruk av elektriske kjeler fortsatt ganske høye takster.

Tenker du også om det er hensiktsmessig å installere en elektrisk kjele? La oss se sammen hvor mye elektrisk kjele forbruker strøm. For hva vi skal bruke reglene for å utføre beregninger og formler som tas opp i vår artikkel.

Beregninger vil bidra til å forstå i detalj hvor mye kWh strøm som skal betales månedlig ved bruk av elektrisk kraftkjeler for oppvarming av hus eller leilighet. De oppnådde tallene vil gjøre den endelige avgjørelsen om kjøp / ikke-kjøp av kjelen.

Metoder for beregning av kraftkoker

Det er to hovedmetoder for å beregne den nødvendige kraften til en elektrisk kjele. Den første er basert på det oppvarmede området, det andre ved beregning av varmetap gjennom bygningskuvertet.

Beregningen av det første alternativet er veldig grovt, basert på en enkelt indikator - krafttetthet. Spesifikk kraft er gitt i referansebøker og avhenger av regionen.

Beregningen av det andre alternativet er mer komplisert, men tar hensyn til de mange individuelle indikatorene for en bestemt bygning. Full varme engineering beregning av bygningen er en ganske komplisert og omhyggelig oppgave. Videre vil en forenklet beregning bli vurdert, likevel med den nødvendige nøyaktighet.

Uansett beregningsmetode, påvirker mengden og kvaliteten på de oppsamlede kildedataene direkte det korrekte estimatet av den elektriske kjelenes nødvendige kraft.

Med lavt strømforbruk vil utstyret kontinuerlig arbeide med maksimal belastning uten å gi den nødvendige komforten til å leve. Med overveldende - urimelig høyt strømforbruk er høye kostnader for oppvarmingsutstyr.

Prosedyren for beregning av kraften til en elektrisk kjele

Videre vurderer vi i detalj hvordan du beregner den nødvendige kjelekapasiteten, slik at utstyret utfører sin oppgave med å varme huset.

Stage # 1 - Samling av innledende data for beregning

For beregningene vil du trenge følgende opplysninger om bygningen:

• S - området av det oppvarmede rommet.
• W_beats - krafttetthet

Den spesifikke strømindikatoren viser hvor mye termisk energi som trengs per 1 m² klokka 1

Avhengig av lokale miljøforhold kan følgende verdier aksepteres:

• for den sentrale delen av Russland: 120-150 W / m²;
• for sørlige regioner: 70-90 W / m²;
• for nordlige regioner: 150-200 W / m².

W_beats - en teoretisk verdi, som hovedsakelig brukes til svært grove beregninger, fordi den ikke gjenspeiler det virkelige varmetapet av bygningen. Tar ikke hensyn til glassets område, antall dører, materialet til ytterveggene, takhøyde.

Nøyaktig termisk beregning er laget ved hjelp av spesialiserte programmer, med tanke på mange faktorer. For vår hensikt er det ikke nødvendig med en slik beregning, det er ganske mulig å dispensere med beregningen av varmetapet på yttervegg.

Verdiene som må brukes i beregningene:

R - varmeoverføringsmotstand eller koeffisient av varmebestandighet Dette er forholdet mellom temperaturforskjellen langs konvoluttens kanter til varmestrømmen som går gjennom denne strukturen. Har dimensjon m²×⁰C / W.

Faktisk er alt enkelt - R uttrykker materialets evne til å beholde varmen.

Q - verdi som viser mengden varmefluss som går gjennom 1 m² overflate ved en temperaturforskjell på 1 ° C i 1 time. Det vil si, det viser hvor mye varmetap 1 m² fekting per time med en temperaturforskjell på 1 grad. Har dimensjonen av W / m²×h.

For beregningene som presenteres her, er det ingen forskjell mellom Kelvin og grader Celsius, siden det ikke er absolutt temperaturen som er viktig, men bare forskjellen.

Q_samfunn- mengden av varmestrøm som passerer gjennom området S av bygningens konvolutt per time. Den har dimensjonen W / h.

P - Kraften til varmekjelen. Beregnet som ønsket maksimal effekt av varmeutstyret ved maksimal temperaturforskjell mellom utendørs og innendørs luft. Med andre ord, kjelen har nok kraft til å varme opp bygningen i den kaldeste sesongen. Den har dimensjonen W / h.

effektivitet - Effektiviteten til varmekjelen, en dimensjonsløs mengde som viser forholdet mellom energi som er mottatt til energiforbruket. Dokumentasjonen for utstyret er vanligvis gitt som en prosentandel på 100, for eksempel 99%. I beregningene brukes verdien fra 1. 0.99.

AT - viser temperaturforskjellen fra to sider av bygningens konvolutt. For å gjøre det tydeligere hvordan forskjellen beregnes riktig, se et eksempel. Hvis ute: -30 °C, og innenfor +22 ° C, da ΔT = 22 - (-30) = 52 ° С

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

Dvs. forskjellen vil alltid være den samme for grader og kelvins, så referansedata i kelvins kan brukes uten korrigeringer for beregninger.

d - Tykkelse på bygningens konvolutt i meter.

k - Konstruksjonsmaterialets varmekonduktivitetskoeffisient, som er hentet fra referansebøker eller SNiP II-3-79 "Byggvarmekonstruksjon" (SNiP-byggekoder og forskrifter). Den har dimensjonen W / m × K eller W / m × С.

Følgende liste med formler viser forholdet mellom verdier:

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

For flerlagsstrukturer beregnes varmeoverføringsresistansen R for hver struktur separat og deretter summeres.

Noen ganger kan beregningen av flerlagsstrukturer være for tung, for eksempel når man beregner varmetapet på en vindusglass.

Hva bør vurderes ved beregning av varmebæringsmotstanden for Windows:

• glass tykkelse;
• antall briller og luftgap mellom dem;
• type gass mellom brillene: inert eller luft;
• Tilstedeværelsen av termisk isolasjonsbelegg vindusglass.

Du kan imidlertid finne ferdige verdier for hele strukturen, enten hos produsenten eller i referanseboken. I slutten av denne artikkelen er det et bord for de doble vinduene av en felles struktur.

Fase # 2 - Beregning av varmetapet i kjellergulvet

Separat er det nødvendig å stoppe beregningen av varmetap gjennom gulvet i bygningen, da jorda har en betydelig motstand mot varmeoverføring.

Ved beregning av varmetapet i kjelleren er det nødvendig å ta hensyn til inntrengningen i bakken. Hvis huset ligger på bakkenivå, antas dybden å være 0.

I henhold til den allment aksepterte metoden er gulvarealet delt inn i 4 soner.

• 1 sone - Tilbakestiller 2 m fra yttervegg til midten av gulvet rundt omkretsen. Ved utdyping av bygningen trekkes tilbake fra bakkenivå til gulvnivå langs en vertikal vegg. Hvis veggen er begravet i bakken i 2 m, vil sone 1 være helt på veggen.
• 2 sone - trekkes tilbake 2 m langs omkretsen til senteret fra grensen til sone 1.
• 3 sone - trekkes tilbake 2 m langs omkretsen til senteret fra grensen til sone 2.
• 4 sone - gjenværende kjønn

For hver sone fra den etablerte praksis er deres egen R satt:

• 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 oppgitte R-verdiene gjelder for ubelagte gulv. Ved isolasjon økes hver R ved R isolasjon.

I tillegg, for gulv lagt på logger, multipliseres R med en faktor på 1,18.

Fase # 3 - Beregning av varmetap fra taket

Nå kan du starte beregningene.

Formelen, som kan brukes til et grovt estimat av kraften til en elektrisk kjele:

W = W_beats × S

Oppgave: Beregn den nødvendige kjelekapasiteten i Moskva, oppvarmet område 150m².

Ved beregning tar vi hensyn til at Moskva tilhører den sentrale regionen, dvs. W_beats kan tas som 130 W / m².

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

Denne figuren er så unøyaktig at det ikke er behov for vurdering av effektiviteten til oppvarmingsutstyr.

Nå bestemmer vi varmetapet på 15m² Arealet av taket, isolert med mineralull. Tykkelsen på isolasjonslaget er 150 mm, utetemperaturen er -30 ° C, inne i bygningen er +22 ° C i 3 timer.

Løsning: Ifølge tabellen finner vi koeffisienten for termisk ledningsevne av mineralull, k = 0,036 W / m×° s Tykkelse d må tas i meter.

Beregningsprosedyren 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_samfunn = 12,48 × 15 = 187 W / h.

Beregnet at varmetapet gjennom taket i vårt eksempel vil være 187 * 3 = 561W.

For vårt formål er det ganske mulig å forenkle beregningene, beregne varmetapet på bare de eksterne strukturer: vegger og tak, uten å være oppmerksom på de indre partisjoner og dører.

I tillegg kan du uten å beregne varmetapet til ventilasjon og kloakk. Vi tar ikke hensyn til infiltrasjonen og vindbelastningen. Avhengighet av plasseringen av bygningen på kardinalpunktene og mengden av mottatt solstråling.

Fra generelle hensyn kan man konkludere. Jo større volumet av bygningen, desto mindre varmetap per 1 m². Dette er lett å forklare, siden veggflatene øker quadratically og volumet i terningen. Bollen har minst varmetap.

I lukkede konstruksjoner blir kun lukkede luftlag tatt i betraktning. Hvis huset ditt har en ventilert fasade, er ikke dette luftlaget lukket, det tas ikke hensyn til det. Ikke tatt alle lagene som følger foran et friluftlag: fasadefliser eller kassetter.

Lukkede luftlag, for eksempel i glassenheter, tas i betraktning.

Stage # 4 - beregning av totalt varmetap av hytta

Etter den teoretiske delen kan du gå videre til det praktiske.

For eksempel beregner vi huset:

• ytterveggdimensjoner: 9x10 m;
• høyde: 3 m;
• dobbeltglass vindu 1.5×1,5 m: 4 stk;
• eikedør 2.1×0,9 m, tykkelse 50 mm;
• furu gulv 28 mm, på toppen av ekstrudert polystyren med en tykkelse på 30 mm, lagt på logger;
• tak GKL 9 mm, på toppen av mineralull 150 mm tykk;
• vegg materiale: murstein 2 silikat murstein, mineralull isolasjon 50 mm;
• Den kaldeste perioden er 30 ° С, designstemperaturen inne i bygningen er 20 ° С.

Vi vil foreta foreløpige beregninger av nødvendig plass. Ved beregning av sonene på gulvet tar vi nulldypen på veggene. Stort gulv legges på stokkene.

• vinduer - 9 m²;
• dør - 1,9 m²;
• vegger, minus vinduer og dører - 103,1 m²;
• tak - 90 m²;
• arealområde: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 ° С.

Videre, ved hjelp av referansebøker eller tabeller gitt i slutten av dette kapittelet, velger vi de nødvendige verdiene for termisk ledningsevne koeffisient for hvert materiale. Vi anbefaler å bli kjent med mer detaljert med varmeledningsevne koeffisient og dens verdier for de mest populære byggematerialene.

For furuplater må koeffisienten av varmeledningsevne tas langs fibrene.

Hele beregningen er ganske enkel:

Trinn 1: Beregningen av varmetap gjennom bærende veggkonstruksjoner inkluderer tre trinn.

Beregn varmekoeffisientens koeffisient av murverk: R_Cyrus = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

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

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

Som et resultat vil det totale varmetapet på veggene være: Q_Artikkel = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 W / h.

Trinn 2: Beregn varmetap gjennom vinduer: Q_vinduet = 9 × 50 / 0,32 = 1406 W / h.

Trinn nummer 3: Beregning av varmelekkasje gjennom eikdør: Q_dv = 1,9 × 50 / 0,23 = 413 W / h.

Trinn 4: Varmetap gjennom øvre tak - taket: Q_svette = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064W / h.

Trinn 5: Beregn R_ut for gulvet også i flere handlinger.

Først finner vi isolasjonens varmetapskoeffisient: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Deretter legger du til R_ut til hver sone:

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

Trinn 6: Siden gulvet legges på logger multiplisert 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.

Trinn nummer 7: Beregn Q for hver sone:

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 = 6 W / h.

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

Trinn 9: Som et resultat av våre beregninger kan vi angi summen av det totale varmetapet:

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

Beregningen inkluderer ikke varmetap knyttet til kloakk og ventilasjon. For ikke å komplisere utover det, legger vi bare 5% til de nevnte lekkasjer.

Selvfølgelig er det nødvendig med en margin på minst 10%.

Således vil den endelige figuren av varmetap som er gitt som et eksempel hjemme, være:

Q_samfunn = 6629 × 1,15 = 7623W / h.

Q_samfunn viser maksimalt varmetap hjemme når forskjellen mellom temperaturen på utendørs og innendørs luft er 50 ° C.

Hvis du regner med den første forenklede versjonen gjennom Wud så:

W_beats = 130 × 90 = 11700W / h.

Det er klart at den andre versjonen av beregningen, om enn mye mer komplisert, men gir en mer realistisk figur for bygninger med isolasjon. Det første alternativet gjør det mulig å oppnå en generell verdi av varmetap for bygninger med lav grad av termisk isolasjon, eller til og med uten det.

I det første tilfellet vil kjelen ha hver time for fullt fornyelse av varmetapet som oppstår gjennom åpningene, gulvene, veggene uten isolasjon.

I andre tilfelle er det nødvendig å varme kun én gang før du når en behagelig temperatur. Da trenger kjelen bare å gjenopprette varmetap, verdien er betydelig lavere enn det første alternativet.

Tabell 1. Termisk ledningsevne av ulike byggematerialer.

Tabell 2. Tykkelsen av sementforbindelsen med forskjellige typer murverk.

Tabell 3. Termisk ledningsevne av ulike typer mineralullsplater.

Tabell 4. Varmluftsvinduer av ulike design.

7,6 kW / h er beregnet beregnet maksimal effekt som brukes til oppvarming av en godt isolert bygning. Elektriske kjeler trenger imidlertid også noe for egen strømforsyning.

Som du har lagt merke til, et dårlig isolert hus eller leilighet vil kreve store mengder strøm til oppvarming. Og dette gjelder for enhver type kjele. Riktig isolasjon av gulv, tak og vegger kan redusere kostnadene vesentlig.

Vi har artikler om isolasjonsmetoder og regler for valg av isolasjonsmateriale på vår nettside. Vi inviterer deg til å gjøre deg kjent med dem:

• Isolering av et privat hus utenfor: populær teknologi + materialrevisjon
• Gulvisolering av logger: Materialer for termisk isolasjon + isolasjonsordninger
• Isolasjon av loftet tak: detaljerte instruksjoner om isolasjon på loftet i en lavhus
• Typer isolasjon for husets vegger fra innsiden: materialer for isolasjon og deres egenskaper
• Isolasjon for taket i et privat hus: hvilke typer materialer som brukes + hvordan å velge
• Oppvarming av balkongen med egne hender: populære alternativer og teknologier for oppvarming av balkongen fra innsiden

Fase # 5 - Beregn strømkostnadene

Hvis du forenkler varmekedlens tekniske karakter, kan du kalle det en konvensjonell omformer av elektrisk energi inn i termisk motpart. Mens han gjør konverteringsarbeidet, bruker han også litt energi. dvs. kjelen får en full enhet av elektrisitet, og bare 0,98 av den leveres til oppvarming.

For å få en nøyaktig figur av strømforbruket til den undersøkte elvarmekoker er det nødvendig kraft (nominelt i første tilfelle og beregnet i det andre) delt av produsenten effektivitetsverdi.

I gjennomsnitt er effektiviteten av slikt utstyr 98%. Som et resultat vil mengden av energiforbruk for eksempel være for designvarianten:

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

Det gjenstår å multiplisere verdien til lokalprisen. Beregn deretter den totale kostnaden for elektrisk oppvarming og se etter måter å redusere dem på.

For eksempel, kjøpe en dvuhtarifny teller som tillater delvis betaling til lavere "natt" tariffer. Hva må erstatte den gamle elektriske måleren med en ny modell. Prosedyren og regler for utskifting av detaljerte vurdert her.

En annen måte å redusere kostnadene etter at du har byttet måleren er å inkludere et termisk akkumulator i varmekretsen for å oppnå billig energi om natten og tilbringe den i løpet av dagen.

Stage # 6 - Beregn sesongvarmekostnadene.

Nå som du har mestret metoden for å beregne fremtidige varmetap, kan du enkelt estimere kostnaden for oppvarming i hele oppvarmingsperioden.

Ifølge SNiP 23-01-99 "Building Climatology" i kolonne 13 og 14 finner vi varigheten av perioden for Moskva med en gjennomsnittstemperatur under 10 ° C.

For Moskva varer denne perioden 231 dager og har en gjennomsnittstemperatur på -2,2 ° C. For å beregne Q_samfunn for ΔT = 22,2 ° C, er det ikke nødvendig å utføre hele beregningen igjen.

Det er nok å utlede Q_samfunn ved 1 ° C:

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

Følgelig for ΔT = 22,2 ° С:

Q_samfunn = 152,46 × 22,2 = 3385W / h

For å finne strømforbruket, multipliser med oppvarmingstiden:

Q = 3385 × 231 × 24 × 1.05 = 18766440W = 18766kW

Ovennevnte beregning er også interessant ved at det muliggjør en analyse av hele strukturen i huset når det gjelder effektiviteten av bruken av isolasjon.

Vi vurderte en forenklet versjon av beregningene. Vi anbefaler at du også leser full termisk beregning av bygningen.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Hvordan unngå varmetap gjennom fundamentet:

Slik beregner du varmetap online:

Bruken av elektriske kjeler som hovedvarmeutstyr er svært sterkt begrenset av kapasiteten til kraftnettet og kostnaden for elektrisitet.

Men som en ekstra, for eksempel til fast kjelekan være svært effektiv og nyttig. Kan redusere tiden for oppvarming av varmesystemet, eller bruk som hovedkokeren ved svært lave temperaturer.

Bruker du en elektrisk kjele for oppvarming? Fortell oss hvilken metode du har beregnet den nødvendige kraften til ditt hjem. Eller kanskje du bare vil kjøpe en elektrisk kjele og har du spørsmål? Spør dem i kommentarene til artikkelen - vi vil prøve å hjelpe deg.