Cât de mult consumă un electric cazan electric: consum tipic

Utilizarea energiei electrice ca sursă de energie pentru încălzirea unei case de țară este atractivă din mai multe motive: accesibilitate ușoară, prevalență, prietenie cu mediul. În același timp, cel mai important obstacol în calea utilizării cazanelor electrice rămâne tarifele destul de ridicate.

Vă gândiți, de asemenea, la oportunitatea instalării unui cazan electric? Să vedem împreună ce cazan electric consumă electricitate. Pentru ce vom folosi regulile pentru efectuarea calculelor și formulelor luate în considerare în articolul nostru.

Calculele vor ajuta să înțelegeți în detaliu cât de mult kWh de energie electrică va trebui plătită lunar în cazul utilizării cazanelor electrice pentru încălzirea unei case sau a unui apartament. Cifrele obținute vor lua decizia finală privind cumpărarea / necumpărarea cazanului.

Metode de calculare a centralei electrice

Există două metode principale pentru calcularea puterii necesare a unui cazan electric. Primul se bazează pe zona încălzită, al doilea pe calculul pierderilor de căldură prin plicul clădirii.

Calculul primei opțiuni este foarte dur, pe baza unui singur indicator - densitate de putere. Puterea specifică este dată în cărțile de referință și depinde de regiune.

Calculul celei de-a doua opțiuni este mai complicat, însă ia în considerare numeroșii indicatori individuali ai unei anumite clădiri. Calculul termic complet al clădirii este o sarcină destul de complicată și dureroasă. Mai mult, se va lua în considerare un calcul simplificat, cu toate acestea, cu precizia necesară.

Indiferent de metoda de calcul, cantitatea și calitatea datelor sursă colectate afectează în mod direct estimarea corectă a puterii necesare a cazanului electric.

Cu o putere redusă, echipamentul va lucra în mod constant cu sarcina maximă, fără a oferi confortul necesar de a trăi. Cu o putere excesivă - un consum rezonabil de mare de energie electrică este costul ridicat al echipamentelor de încălzire.

Procedura de calculare a puterii unui cazan electric

Mai mult, luăm în considerare în detaliu modul de calculare a capacității necesare a cazanului, astfel încât echipamentul să-și îndeplinească pe deplin sarcina de a încălzi casa.

Etapa 1 - colectarea datelor inițiale pentru calcul

Pentru calcule vor fi necesare următoarele informații despre clădire:

• S - zona camerei încălzite.
• W_bătăi - densitatea puterii.

Indicatorul specific de putere arată cât de multă energie termică este necesară pe 1 m² la ora 1

În funcție de condițiile locale de mediu, pot fi acceptate următoarele valori:

• pentru partea centrală a Rusiei: 120 - 150 W / m²;
• pentru regiunile sudice: 70-90 W / m²;
• pentru regiunile nordice: 150-200 W / m².

W_bătăi - o valoare teoretică, care este folosită în principal pentru calcule foarte grele, deoarece nu reflectă pierderea reală de căldură a clădirii. Nu ia în considerare zona geamurilor, numărul de uși, materialul pereților exteriori, înălțimea plafoanelor.

Calculul termic precis se face folosind programe specializate, luând în considerare mai mulți factori. Pentru scopurile noastre, un astfel de calcul nu este necesar, este destul de posibil să se renunțe la calculul pierderilor de căldură ale structurilor externe de închidere.

Valorile care trebuie utilizate în calcule:

R - rezistența la transferul de căldură sau coeficientul de rezistență la căldură. Acesta este raportul dintre diferența de temperatură de-a lungul marginilor anvelopei clădirii și fluxul de căldură care trece prin această structură. Are dimensiunea m²×⁰C / W.

De fapt, totul este simplu - R exprimă capacitatea materialului de a reține căldura.

Q - valoare care indică cantitatea de flux de căldură care trece prin 1 m² suprafață la o diferență de temperatură de 1 ° C timp de 1 oră. Asta este, arată cât de mult pierdere de căldură 1 m² împrejmuire pe oră cu o diferență de temperatură de 1 grade. Are dimensiunea lui W / m²×h.

Pentru calculele prezentate aici, nu există nici o diferență între Kelvin și grade Celsius, deoarece nu este temperatura absolută care este importantă, ci doar diferența.

Q_societate- cantitatea de flux de căldură care trece prin zona S a plicului clădirii pe oră. Are dimensiunea W / h.

P - puterea cazanului de încălzire. Calculată ca puterea maximă necesară a echipamentului de încălzire la diferența de temperatură maximă dintre aerul exterior și aerul interior. Cu alte cuvinte, cazanul are suficientă putere pentru a încălzi clădirea în timpul celui mai rece sezon. Are dimensiunea W / h.

eficiență - Eficiența cazanului de încălzire, o cantitate fără dimensiuni care indică raportul dintre energia primită și energia consumată. Documentația pentru echipament este de obicei dată ca un procent de 100, de exemplu, 99%. În calcule, se folosește valoarea de la 1. 0.99.

AT - arată diferența de temperatură de la cele două fețe ale anvelopei clădirii. Pentru a face mai clar modul în care diferența este calculată corect, a se vedea un exemplu. În afara: -30 °C și în interiorul + 22 ° C, atunci ΔT = 22 - (-30) = 52 ° C

Sau la fel, dar în Kelvin: ΔT = 293 - 243 = 52K

Aceasta este, diferența va fi întotdeauna aceeași pentru grade și kelvins, deci datele de referință în kelvins pot fi utilizate fără corecții pentru calcule.

d - grosimea plicului clădirii în metri.

k - coeficientul de conductivitate termică a materialului de pardoseală al clădirii, care este luat din cărțile de referință sau SNiP II-3-79 "Ingineria termică a clădirii" (SNiP - coduri de construcție și reglementări). Are dimensiunea W / m × K sau W / m × С.

Următoarea listă de formule arată relația valorilor:

• R = d / k
• R = ΔT / Q
• Q = ΔT / R
• Q_societate = Q × S
• P = Q_societate / Eficiență

Pentru structurile cu mai multe straturi, rezistența de transfer de căldură R este calculată separat pentru fiecare structură și apoi este însumată.

Uneori, calculul structurilor cu mai multe straturi poate fi prea greoi, de exemplu, atunci când se calculează pierderea de căldură a unei unități de sticlă de fereastră.

Ce trebuie luat în considerare la calcularea rezistenței la transferul de căldură pentru ferestre:

• grosimea sticlei;
• numărul de ochelari și diferențele de aer dintre acestea;
• tipul de gaz între ochelari: inert sau aer;
• prezența geamului termoizolant.

Cu toate acestea, puteți găsi valori gata pentru întreaga structură, fie la producător, fie în carnetul de referință, la sfârșitul acestui articol există un tabel pentru unitățile de sticlă ale unui design comun.

Etapa 2 - calcularea pierderilor de căldură ale podelei subsolului

În mod separat, este necesar să se oprească calculul pierderilor de căldură prin podeaua clădirii, deoarece solul are o rezistență semnificativă la transferul de căldură.

Atunci când se calculează pierderea de căldură a subsolului, este necesar să se ia în considerare penetrarea în sol. Dacă casa este la nivelul solului, atunci se presupune că adâncimea este 0.

Conform metodei general acceptate, suprafața podelei este împărțită în 4 zone.

• 1 zonă - se retrage la 2 m de la peretele exterior până la centrul podelei în jurul perimetrului. În cazul adâncirii clădirii, se retrage de la nivelul solului până la nivelul podelei de-a lungul unui perete vertical. Dacă peretele este îngropat în pământ timp de 2 m, atunci zona 1 va fi complet pe perete.
• 2 zonă - se retrage de 2 m de-a lungul perimetrului până la centru de la marginea zonei 1.
• 3 zonă - se retrage de 2 m de-a lungul perimetrului până la centru de la marginea zonei 2.
• 4 zonă - restul sexului.

Pentru fiecare zonă din practica stabilită, propriile R sunt stabilite:

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

Valorile R indicate sunt valabile pentru pardoselile neacoperite. În cazul izolației, fiecare R este mărit de izolația R.

În plus, pentru podele așezate pe busteni, R se înmulțește cu un factor de 1,18.

Etapa # 3 - calculul pierderilor de căldură din tavan

Acum puteți începe calculele.

Formula, care poate fi utilizată pentru o estimare brută a puterii unui cazan electric:

W = W_bătăi × S

Sarcină: calculați capacitatea necesară a cazanului în Moscova, zonă încălzită 150m².

La efectuarea calculelor, luăm în considerare faptul că Moscova aparține regiunii centrale, adică W_bătăi poate fi considerat ca fiind de 130 W / m².

W_bătăi = 130 × 150 = 19500 W / h sau 19,5 kW / h

Această cifră este atât de inexactă încât nu necesită luarea în considerare a eficienței echipamentelor de încălzire.

Acum determinăm pierderea de căldură în 15m² zona plafonului, izolată cu vată minerală. Grosimea stratului de izolație este de 150 mm, temperatura exterioară este -30 ° C, în interiorul clădirii este de + 22 ° C timp de 3 ore.

Soluție: conform tabelului se găsește coeficientul de conductivitate termică a vatei minerale, k = 0,036 W / m×° s Grosimea d trebuie luată în metri.

Procedura de calcul este după cum urmează:

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

S-a calculat că pierderea de căldură prin tavan în exemplul nostru va fi de 187 * 3 = 561W.

Pentru scopurile noastre, este foarte posibil să simplificăm calculele, calculând pierderea de căldură numai a structurilor externe: pereți și plafoane, fără a acorda atenție partițiilor interioare și ușilor.

În plus, se poate face fără calcularea pierderilor de căldură la ventilație și la canalizare. Nu vom lua în calcul infiltrarea și încărcătura vântului. Dependența locației clădirii de punctele cardinale și a cantității de radiații solare primite.

Din considerente generale, se poate face o concluzie. Cu cât volumul clădirii este mai mare, cu atât pierderea redusă de căldură este de 1 m². Acest lucru este ușor de explicat, deoarece zona zidurilor crește în mod cvadrat și volumul din cub. Mingea are cea mai mică pierdere de căldură.

În structurile de închidere sunt luate în considerare numai straturile de aer închis. Dacă casa dvs. are o fațadă ventilată, atunci acest strat de aer nu este închis, nu este luat în considerare. Nu s-au luat toate straturile care urmează în fața unui strat de aer liber: plăci de fațadă sau casete.

Straturile de aer închise, de exemplu, în unități de sticlă sunt luate în considerare.

Etapa # 4 - calculul pierderilor totale de căldură ale cabanei

După partea teoretică, puteți trece la programul practic.

De exemplu, calculam casa:

• dimensiuni externe ale peretelui: 9x10 m;
• înălțimea: 3 m;
• fereastră cu geam termopan 1.5×1,5 m: 4 buc;
• usa de stejar 2.1×0,9 m, grosime 50 mm;
• podele de pin de 28 mm, deasupra polistirenului extrudat cu grosimea de 30 mm, așezate pe bușteni;
• plafonul GKL 9 mm, deasupra vatei minerale groase de 150 mm;
• materiale de perete: zidărie 2 cărămizi silicate, izolație din vată minerală 50 mm;
• perioada cea mai rece este de 30 ° C, temperatura de proiectare în interiorul clădirii este de 20 ° С.

Vom face calcule preliminare ale spațiului necesar. La calcularea zonelor de pe podea, luăm adâncimea zero a pereților. Plăci de podea așezate pe busteni.

• ferestre - 9 m²;
• ușa - 1,9 m²;
• pereți, minus ferestre și uși - 103,1 m²;
• plafonul - 90 m²;
• suprafața zonelor de podea: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 ° С.

În continuare, folosind cărțile sau tabelele de referință date la sfârșitul acestui capitol, selectăm valorile necesare ale coeficientului de conductivitate termică pentru fiecare material. Vă recomandăm să vă familiarizați mai mult cu coeficientul de conductivitate termică și valorile sale pentru cele mai populare materiale de construcție.

Pentru placile de pin, coeficientul de conductivitate termica trebuie sa fie luat de-a lungul fibrelor.

Întregul calcul este simplu:

Pasul 1: Calculul pierderilor de căldură prin structurile de perete poartă trei etape.

Calculați coeficientul de pierdere de căldură a pereților din zidărie: R_Cyrus = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

Același lucru pentru izolarea pereților: R_ut = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 m²×° C / W.

Pierdere de căldură 1 m² pereții exteriori: Q = ΔT / (R_Cyrus + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×° C / W.

Ca urmare, pierderea totală de căldură a pereților va fi: Q_articol = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 W / h.

Pasul 2: Calculați pierderile de căldură prin ferestre: Q_fereastra = 9 × 50 / 0,32 = 1406 W / h.

Numărul pasului 3: Calcularea scurgerilor de căldură prin ușa de stejar: Q_DV = 1,9 × 50 / 0,23 = 413W / h.

Pasul 4: Pierderea de căldură prin plafonul superior - plafonul: Q_sudoare = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064W / h.

Pasul 5: Calculați R_ut pentru podea, precum și în mai multe acțiuni.

Mai întâi găsim coeficientul de pierdere de căldură al izolației: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Apoi adăugați R_ut la fiecare zonă:

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

Pasul 6: Deoarece podeaua este așezată pe bușteni înmulțită cu un factor de 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.

Numărul pasului 7: Calculați Q pentru fiecare zonă:

Q1 = 60 × 50 / 3,64 = 824 W / h;

Q2 = 18 × 50 / 6,24 = 144 W / h;

Q3 = 10 × 50 / 11,32 = 44 W / h;

Q4 = 2 × 50 / 17,92 = 6W / h.

Pasul 8: Acum puteți calcula Q pentru întregul etaj: Q_podeaua = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018W / h.

Pasul 9: Ca rezultat al calculelor noastre, putem indica suma pierderilor totale de căldură:

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

Calculul nu include pierderile de căldură asociate cu canalizarea și ventilația. Pentru a nu complica dincolo de măsură, pur și simplu adăugăm 5% la scurgeri listate.

Desigur, este necesară o marjă de cel puțin 10%.

Astfel, cifra finală a pierderilor de căldură date ca exemplu la domiciliu va fi:

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

Q_societate indică pierderea maximă de căldură la domiciliu atunci când diferența dintre temperatura aerului exterior și aerul interior este de 50 ° C.

Dacă vă bazați pe prima versiune simplificată prin Wud, atunci:

W_bătăi = 130 × 90 = 11700 W / h.

Este clar că a doua versiune a calculului, deși mult mai complicată, dar oferă o cifră mai realistă pentru clădirile cu izolație. Prima opțiune permite obținerea unei valori generalizate a pierderilor de căldură pentru clădirile cu un grad redus de izolare termică sau chiar fără aceasta.

În primul caz, cazanul va avea la fiecare oră o reînnoire totală a pierderilor de căldură care apar prin deschiderile, podelele, pereții fără izolație.

În cel de-al doilea caz, este necesar să se încălzească doar o singură dată înainte de atingerea unei temperaturi confortabile. Apoi cazanul va trebui doar să recupereze pierderile de căldură, valoarea căreia este semnificativ mai mică decât prima opțiune.

Tabelul 1. Conductibilitatea termică a diferitelor materiale de construcție.

Tabelul 2. Grosimea îmbinării cimentului cu diferite tipuri de zidărie.

Tabelul 3. Conductivitatea termică a diferitelor tipuri de plăci din vată minerală.

Tabelul 4. Ferestre cu pierdere de căldură de diferite modele.

7,6 kW / h este puterea maximă calculată necesară utilizată pentru încălzirea unei clădiri bine izolate. Cu toate acestea, cazanele electrice necesită și o taxă pentru propria sursă de alimentare.

După cum ați observat că o casă sau un apartament slab izolat va necesita o cantitate mare de energie electrică pentru încălzire. Și acest lucru este valabil pentru orice tip de cazan. Izolarea corespunzătoare a podelei, a tavanului și a pereților poate reduce semnificativ costurile.

Avem articole despre metodele de izolație și regulile pentru alegerea materialelor de izolație pe site-ul nostru. Vă invităm să vă familiarizați cu ei:

• Izolarea unei case particulare în afara: tehnologii populare + revizuirea materialelor
• Izolarea pardoselii prin bușteni: materiale pentru izolații termice + scheme de izolație
• Izolarea acoperișului de la mansardă: instrucțiuni detaliate privind izolația în podul unei clădiri joase
• Tipuri de izolație pentru pereții casei din interior: materiale pentru izolație și caracteristicile acestora
• Izolarea plafonului într-o casă privată: tipurile de materiale utilizate + cum să alegeți
• Încălzirea balconului cu mâinile tale: opțiuni și tehnologii populare pentru încălzirea balconului din interior

Etapa nr. 5 - Calcularea costurilor de energie electrică

Dacă simplificați natura tehnică a cazanului de încălzire, atunci îl puteți numi un convertor convențional de energie electrică în contrapartea termică. În timp ce face munca de conversie, el consumă și ceva energie. Ie cazanul primește o unitate completă de energie electrică și numai 0,98 din acesta este furnizat pentru încălzire.

Pentru a obține o cifră exactă a consumului de energie al cazanului electric de încălzire investigat, este necesar putere (nominală în primul caz și calculată în a doua) împărțită de producător eficiență.

În medie, eficiența acestor echipamente este de 98%. Ca rezultat, cantitatea de consum de energie va fi, de exemplu, pentru varianta de proiectare:

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

Rămâne să se înmulțească valoarea la rata locală. Apoi calculați costul total al încălzirii electrice și căutați modalități de a le reduce.

De exemplu, cumpărați un contor dvuhtarifny care permite plata parțială la tarife mai mici "de noapte". Ce va trebui să înlocuiți vechiul contor electric cu un nou model. Procedura și regulile pentru înlocuirea detaliată revizuit aici.

O altă modalitate de a reduce costurile după înlocuirea contorului este includerea unui acumulator termic în circuitul de încălzire pentru a economisi energia pe timp de noapte și a-și petrece timpul în timpul zilei.

Etapa # 6 - Calculați costurile de încălzire sezoniere.

Acum că ați stăpânit metoda de calcul a pierderilor de căldură viitoare, puteți estima cu ușurință costul încălzirii pe întreaga perioadă de încălzire.

Potrivit SNiP 23-01-99 "Climatologia clădirii" în coloanele 13 și 14 găsim durata perioadei pentru Moscova cu o temperatură medie sub 10 ° C.

Pentru Moscova, această perioadă durează 231 de zile și are o temperatură medie de -2,2 ° C Pentru a calcula Q_societate pentru ΔT = 22,2 ° C, nu este necesar să efectuați din nou întregul calcul.

Este suficient să derivăm Q_societate la 1 ° C:

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

În consecință, pentru ΔT = 22,2 ° С:

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

Pentru a afla consumul de energie electrică, înmulțiți cu perioada de încălzire:

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

Calculul de mai sus este de asemenea interesant deoarece permite o analiză a întregii structuri a casei în ceea ce privește eficiența utilizării izolației.

Am considerat o versiune simplificată a calculelor. Vă recomandăm, de asemenea, să citiți integral calculul termic al clădirii.

Concluzii și video util pe această temă

Cum se poate evita pierderea căldurii prin fundație:

Cum se calculează pierderea de căldură online:

Utilizarea cazanelor electrice ca principal echipament de încălzire este foarte puternic limitată de capacitatea rețelelor electrice și de costul energiei electrice.

Cu toate acestea, ca o suplimentare, de exemplu, la cazan de combustibil solidpoate fi foarte eficient și util. Poate reduce semnificativ timpul de încălzire a sistemului de încălzire sau poate fi folosit ca boiler principal la temperaturi care nu sunt foarte scăzute.

Utilizați un boiler electric pentru încălzire? Spuneți-ne ce metodă ați calculat puterea necesară pentru casa dvs. Sau poate vrei doar să cumperi un cazan electric și ai întrebări? Întrebați-le în comentariile articolului - vom încerca să vă ajutăm.