Koliko električne energije porabi električni kotel: tipična poraba

Uporaba električne energije kot vira energije za ogrevanje podeželske hiše je privlačna iz več razlogov: enostavna dostopnost, razširjenost, prijaznost do okolja. Hkrati ostaja najpomembnejša ovira za uporabo električnih kotlov precej visoke tarife.

Ali razmišljate tudi o smotrnosti vgradnje električnega kotla? Poglejmo skupaj, koliko električnega kotla porabi elektriko. Za kaj bomo uporabili pravila za izvajanje izračunov in formul, obravnavanih v našem članku.

Izračuni bodo omogočili podrobno razumevanje, koliko kWh električne energije bo treba plačati mesečno v primeru uporabe električnih kotlov za ogrevanje hiše ali stanovanja. Dobljene številke bodo sprejele končno odločitev o nakupu / ne-nakupu kotla.

Metode za izračun moči kotla

Obstajata dve glavni metodi za izračun potrebne moči električnega kotla. Prvi temelji na ogrevanem prostoru, drugi na izračunu toplotne izgube skozi ovoj stavbe.

Izračun prve možnosti je zelo grob, na podlagi enega samega kazalca - gostote moči. Specifična moč je podana v referenčnih knjigah in je odvisna od regije.

Izračun druge možnosti je bolj zapleten, vendar upošteva številne posamezne kazalnike posamezne stavbe. Celoten inženirski izračun stavbe je precej zapletena in zahtevna naloga. Poleg tega se bo upošteval poenostavljen izračun, ki ima vseeno potrebno natančnost.

Ne glede na način izračuna količina in kakovost zbranih izvornih podatkov neposredno vplivata na pravilno oceno zahtevane moči električnega kotla.

Z nizko močjo bo oprema nenehno delovala z največjo obremenitvijo, ne da bi zagotovila potrebno udobje bivanja. Ob prevladujoči - nerazumno visoka poraba električne energije predstavlja visoke stroške opreme za ogrevanje.

Postopek za izračun moči električnega kotla

Nadalje podrobno obravnavamo, kako izračunati potrebno zmogljivost kotla, tako da oprema v celoti izpolnjuje svojo nalogo ogrevanja hiše.

Faza # 1 - zbiranje začetnih podatkov za izračun

Za izračune bodo potrebne naslednje informacije o stavbi:

• S - območje ogrevanega prostora.
• W._ud - gostota moči.

Indikator specifične moči prikazuje, koliko toplotne energije je potrebno na 1 m² ob 1 uri

Glede na lokalne okoljske pogoje se lahko sprejmejo naslednje vrednosti:

• za osrednji del Rusije: 120 - 150 W / m²;
• za južne regije: 70-90 W / m²;
• za severne regije: 150-200 W / m².

W._ud - teoretična vrednost, ki se uporablja predvsem za zelo grobe izračune, ker ne odraža resničnih toplotnih izgub stavbe. Ne upošteva površine zasteklitve, števila vrat, materiala zunanjih sten, višine stropov.

Natančen toplotni izračun se izvede s pomočjo specializiranih programov, pri čemer se upoštevajo številni dejavniki. Za naš namen takšen izračun ni potreben, povsem je mogoče odpraviti izračun toplotnih izgub zunanjih sten.

Vrednosti, ki jih je treba uporabiti pri izračunih:

R - odpornost na prenos toplote ali koeficient toplotne odpornosti. To je razmerje med temperaturno razliko vzdolž robov ovoja stavbe in toplotnega toka, ki teče skozi to strukturo. Ima dimenzijo m²×/C / W.

Pravzaprav je vse preprosto - R izraža sposobnost materiala, da zadrži toploto.

Q - vrednost, ki prikazuje količino toplotnega toka, ki poteka skozi 1 m² pri temperaturi 1 ° C. To pomeni, da kaže, koliko toplotne izgube 1 m² ograjo na uro s temperaturno razliko 1 stopinjo. Ima dimenzijo W / m²×h

Za tukaj predstavljene izračune ni razlike med Kelvinom in stopinjami Celzija, ker ni pomembna absolutna temperatura, temveč le razlika.

Q_splošno- količino toplotnega toka, ki prehaja skozi območje S ovoja stavbe na uro. Ima dimenzijo W / h.

P - moč ogrevalnega kotla. Izračuna se kot zahtevana največja moč ogrevalne opreme pri najvišji temperaturni razliki med zunanjim in notranjim zrakom. Z drugimi besedami, kotel ima dovolj moči za ogrevanje stavbe v najhladnejši sezoni. Ima dimenzijo W / h.

Učinkovitost - Učinkovitost ogrevalnega kotla, brezrazsežna količina, ki kaže razmerje med prejeto energijo in porabljeno energijo. Dokumentacija za opremo je običajno podana kot odstotek 100, na primer 99%. Pri izračunih se uporabi vrednost 1. 0,99.

T - prikazuje temperaturno razliko z dveh strani ovoja stavbe. Da bi bilo bolj jasno, kako se izračuna razlika, glej primer. Če je zunaj: -30 °C in nato +22 ° C T = 22 - (-30) = 52 ° S

Ali isto, ampak v kelvinah: T = 293 - 243 = 52K

To pomeni, da bo razlika vedno enaka za stopinje in kelvine, zato se lahko referenčni podatki v kelvinah uporabijo brez popravkov za izračune.

d - debelina ovoja stavbe v metrih.

k - koeficient toplotne prevodnosti materiala ovoja stavbe, ki je vzet iz referenčnih knjig ali SNiP II-3-79 "Gradnja toplote" (SNiP - gradbeni predpisi in predpisi). Ima dimenzijo W / m × K ali W / m × S.

Naslednji seznam formul prikazuje razmerje vrednosti:

• R = d / k
• R = /T / Q
• Q = /T / R
• Q_splošno = Q × S
• P = Q_splošno Učinkovitost

Pri večplastnih strukturah se za vsako strukturo posebej izračuna upornost prenosa toplote R in nato sešteje.

Včasih je lahko izračun večslojnih struktur preveč okoren, na primer pri izračunu toplotnih izgub okenskega stekla.

Kaj je treba upoštevati pri izračunu upornosti prehoda toplote za okna:

• debelina stekla;
• število očal in zračnih vrzeli med njimi;
• vrsta plina med očali: inertna ali zračna;
• prisotnost toplotnoizolacijskega stekla.

Vendar pa lahko najdete že pripravljene vrednosti za celotno konstrukcijo, bodisi pri proizvajalcu ali v referenčni knjigi, na koncu tega članka je tabela za dvojna stekla skupne strukture.

Faza # 2 - izračun toplotne izgube kletne etaže

Ločeno je treba ustaviti izračun toplotne izgube skozi tla stavbe, saj ima tla veliko odpornost na prenos toplote.

Pri izračunu toplotne izgube kleti je potrebno upoštevati prodor v zemljo. Če je hiša na tleh, se predpostavlja, da je globina 0.

Po splošno sprejeti metodi je površina tal razdeljena na 4 cone.

• 1 območje - odmakne 2 m od zunanje stene do središča tal okoli oboda. V primeru poglabljanja stavbe se umakne od tal do nivoja tal ob navpični steni. Če je stena zakopana v zemljo za 2 m, bo cona 1 popolnoma na steni.
• 2 cona - se z meje območja 1 umakne 2 m vzdolž oboda do središča.
• 3 območje - se z meje območja 2 umakne 2 m vzdolž oboda do središča.
• 4 cona - preostali spol.

Za vsako cono iz uveljavljene prakse so določene lastne 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

Navedene vrednosti R veljajo za nepremazana tla. V primeru izolacije se vsak R poveča z izolacijo R.

Poleg tega se za tla, postavljena na hlode, R pomnoži s faktorjem 1,18.

Faza # 3 - izračun toplotne izgube s stropa

Zdaj lahko začnete izračune.

Formula, ki se lahko uporabi za grobo oceno moči električnega kotla:

W = W_ud × S

Naloga: izračunajte potrebno prostornino kotla v Moskva, ogrevana površina 150 m².

Pri izračunih upoštevamo, da Moskva spada v osrednjo regijo, tj. W._ud lahko vzamemo kot 130 W / m².

W._ud = 130 × 150 = 19500W / h ali 19.5kW / h

Ta številka je tako netočna, da ne zahteva upoštevanja učinkovitosti ogrevalne opreme.

Zdaj določimo toplotne izgube v 15m² površina stropa, izolirana z mineralno volno. Debelina izolacijskega sloja je 150 mm, zunanja temperatura -30 ° C, znotraj stavbe je +22 ° C 3 ure.

Rešitev: po tabeli najdemo koeficient toplotne prevodnosti mineralne volne, k = 0,036 W / m×° s Debelino d je treba vzeti v metrih.

Postopek izračuna je naslednji: \ t

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

Izračunano, da bo izguba toplote skozi strop v našem primeru 187 * 3 = 561W.

Za naše namene je povsem mogoče poenostaviti izračune, izračunati toplotne izgube samo zunanjih struktur: stene in stropi, ne da bi se pri tem pazili na notranje pregrade in vrata.

Poleg tega lahko to storite brez izračuna toplotne izgube za prezračevanje in kanalizacijo. Ne bomo upoštevali infiltracije in obremenitve z vetrom. Odvisnost lokacije stavbe od kardinalnih točk in količine prejetega sončnega sevanja.

Iz splošnih premislekov lahko sklepamo. Večji kot je prostornina stavbe, manj toplotnih izgub na 1 m². To je enostavno razložiti, saj se površina sten kvadratno povečuje in prostornina v kocki. Žoga ima najmanj toplotne izgube.

V zaprtih konstrukcijah se upoštevajo samo zaprti zračni sloji. Če ima vaša hiša prezračeno fasado, potem ta zračni sloj ni zaprt, ne upošteva se. Ne vzamemo vseh plasti, ki sledijo pred odprtim slojem zraka: fasadne ploščice ali kasete.

Upoštevajo se zaprte plasti zraka, na primer v steklenih enotah.

4. stopnja - izračun skupne toplotne izgube koče

Po teoretičnem delu lahko nadaljujete s praktičnim delom.

Na primer, izračunamo hišo:

• dimenzije zunanjih sten: 9x10 m;
• višina: 3 m;
• okno z dvojno zasteklitvijo 1.5×1,5 m: 4 kosi;
• vrata hrasta 2.1×0,9 m, debelina 50 mm;
• borovci 28 mm, na vrhu ekstrudiranega polistirena debeline 30 mm, položeni na hlode;
• strop GKL 9 mm, na vrhu mineralne volne debeline 150mm;
• material stene: zidovi 2 silikatna opeka, izolacija iz mineralne volne 50 mm;
• najhladnejše obdobje je 30 ° S, konstrukcijska temperatura znotraj stavbe pa je 20 ° S.

Izdelali bomo predhodne izračune potrebnega prostora. Pri izračunu območij na tleh vzamemo ničelno globino sten. Na tla so položene talne plošče.

• okna - 9 m²;
• vrata - 1,9 m²;
• stene, minus okna in vrata - 103,1 m²;
• strop - 90 m²;
• površina talnih območij: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²;
• T = 50 ° С.

Nadalje, z referenčnimi knjigami ali tabelami, podanimi na koncu tega poglavja, izberemo potrebne vrednosti koeficienta toplotne prevodnosti za vsak material. Priporočamo, da se podrobneje seznanite z koeficient toplotne prevodnosti in njegove vrednosti za najbolj priljubljene gradbene materiale.

Za borove plošče je treba vzdolž vlaken vzeti koeficient toplotne prevodnosti.

Celoten izračun je dokaj preprost:

Korak # 1: Izračun izgube toplote skozi konstrukcije nosilnih sten vključuje tri korake.

Izračunajte koeficient toplotne izgube zidov zidu: R_kir = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

Enako za izolacijo sten: R_ut = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 m²×° C / W.

Toplotna izguba 1 m² zunanje stene: Q = ΔT / (R_kir + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×° C / W.

Posledično bodo skupne toplotne izgube sten: Q_st = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 W / h.

2. korak: Izračunajte izgubo toplote skozi okna: Q_okna = 9 × 50 / 0,32 = 1406 W / h.

Korak številka 3: Izračun uhajanja toplote skozi hrastova vrata: Q_dva = 1,9 × 50 / 0,23 = 413 W / h.

4. korak: Toplotna izguba skozi zgornji strop - strop: Q_znoj = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064 W / h.

5. korak: Izračunajte R_ut za tla, pa tudi za več dejanj.

Najprej najdemo koeficient toplotne izgube izolacije: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Nato dodajte R_ut v vsako cono:

• 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. korak: Ker so tla položena na hlode, pomnožene s faktorjem 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.

Korak številka 7: Izračunajte Q za vsako območje:

Q1 = 60 × 50 / 3,64 = 824 W / h;

Q2 = 18x50 / 6,24 = 144W / h;

Q3 = 10 × 50 / 11,32 = 44W / h;

Q4 = 2 × 50 / 17,92 = 6W / h.

8. korak: Sedaj lahko izračunamo Q za celotno nadstropje: Q_tla = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018W / h.

9. korak: Kot rezultat naših izračunov lahko označimo vsoto skupnih toplotnih izgub:

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

Izračun ne vključuje toplotnih izgub, povezanih z odplakami in prezračevanjem. Da ne bi zaostajali več kot le merilo, bomo preprosto dodali 5% navedenim puščanjem.

Seveda je potrebna razlika v višini vsaj 10%.

Tako bo končna številka toplotnih izgub, podana kot primer doma:

Q_splošno = 6629 × 1,15 = 7623 W / h.

Q_splošno prikazuje maksimalno toplotno izgubo doma, če je razlika med temperaturo zunanjega in notranjega zraka 50 ° C.

Če računate na prvo poenostavljeno različico prek Wuda, potem:

W._ud = 130 × 90 = 11700 W / h.

Jasno je, da je druga različica izračuna, čeprav veliko bolj zapletena, vendar daje bolj realno sliko za stavbe z izolacijo. Prva možnost omogoča pridobitev splošne vrednosti toplotnih izgub za stavbe z nizko stopnjo toplotne izolacije ali celo brez nje.

V prvem primeru bo kotel vsako uro popolnoma obnovil toplotne izgube, ki nastanejo skozi odprtine, tla, stene brez izolacije.

V drugem primeru je potrebno ogrevati samo enkrat, preden dosežemo udobno temperaturo. Potem bo kotel potreboval le izterjavo toplotnih izgub, katerih vrednost je bistveno nižja od prve možnosti.

Tabela 1. Toplotna prevodnost različnih gradbenih materialov.

Tabela 2. Debelina cementnega spoja z različnimi vrstami zidov.

Tabela 3. Toplotna prevodnost različnih vrst plošč iz mineralne volne.

Tabela 4. Okna toplotne izgube različnih oblik.

7,6 kW / h je izračunana zahtevana največja moč, ki se uporablja za ogrevanje dobro izolirane zgradbe. Vendar pa električni kotli potrebujejo tudi nekaj stroškov za lastno napajanje.

Ker ste opazili slabo izolirano hišo ali stanovanje, boste potrebovali velike količine električne energije za ogrevanje. In to velja za vse vrste kotlov. Pravilna izolacija tal, stropa in sten lahko znatno zmanjša stroške.

Na naši spletni strani imamo članke o metodah izolacije in pravilih za izbiro izolacijskega materiala. Vabimo vas, da se seznanite z njimi:

• Izolacija zasebne hiše zunaj: popularne tehnologije + pregled materialov
• Izolacija tal s hlodi: materiali za toplotno izolacijo + sistemi izolacije
• Izolacija podstrešne strehe: podrobna navodila o izolaciji v mansardi nizke gradnje
• Vrste izolacije za stene hiše od znotraj: materiali za izolacijo in njihove značilnosti
• Izolacija za strop v zasebni hiši: vrste uporabljenih materialov + kako izbrati
• Ogrevanje balkona z lastnimi rokami: priljubljene možnosti in tehnologije za ogrevanje balkona od znotraj

Stopnja 5 - Izračunajte stroške električne energije

Če poenostavite tehnično naravo kotla za ogrevanje, ga lahko imenujete konvencionalni pretvornik električne energije v termični kolektor. Med preoblikovanjem dela tudi porabi nekaj energije. Tj kotel prejme polno enoto električne energije in samo 0,98 je dobavljeno za ogrevanje.

Da bi dobili natančno vrednost porabe električne energije preiskovanega električnega grelnika, je to potrebno moč (nominalno v prvem primeru in izračunana v drugem), ki jo deli proizvajalec učinkovitosti.

V povprečju je učinkovitost takšne opreme 98%. Posledično bo količina porabljene energije na primer za konstrukcijsko različico:

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

Še vedno je treba pomnožiti vrednost po lokalni stopnji. Nato izračunajte skupne stroške električnega ogrevanja in poiščite načine za njihovo zmanjšanje.

Na primer, kupite dvuhtarifny števec, ki omogoča delno plačilo po nižjih »nočnih« tarifah. Kaj bo treba zamenjati s starim električnim števcem z novim modelom. Postopek in pravila za zamenjavo podrobnih tukaj.

Drugi način za zmanjšanje stroškov po zamenjavi merilnika je vključitev akumulatorja toplote v ogrevalni krog, da bi se ponoči založili na poceni energijo in jo porabili čez dan.

Faza # 6 - Izračunajte sezonske stroške ogrevanja.

Zdaj, ko ste obvladali metodo izračunavanja prihodnjih toplotnih izgub, lahko enostavno ocenite stroške ogrevanja v celotnem ogrevalnem obdobju.

Po SNiP 23-01-99 "Gradbena klimatologija" v stolpcih 13 in 14 najdemo trajanje obdobja za Moskvo s povprečno temperaturo pod 10 ° C.

Za Moskvo to obdobje traja 231 dni in ima povprečno temperaturo -2,2 ° C. Za izračun Q_splošno pri ΔT = 22,2 ° C ni potrebno ponovno izvesti celotnega izračuna.

Zadostuje, da izpeljemo Q_splošno pri 1 ° C:

Q_splošno = 7623/50 = 152,46 W / h

Skladno s tem za ΔT = 22,2 ° S:

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

Da bi našli porabljeno električno energijo, pomnožite z ogrevalnim obdobjem

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

Zgornji izračun je zanimiv tudi zato, ker omogoča analizo celotne zgradbe hiše z vidika učinkovitosti uporabe izolacije.

Obravnavali smo poenostavljeno različico izračunov. Priporočamo tudi, da preberete tudi celotno besedilo toplotni izračun stavbe.

Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi

Kako se izogniti izgubi toplote skozi temelje:

Kako izračunati izgubo toplote na spletu:

Uporaba električnih kotlov kot glavne ogrevalne opreme je zelo močno omejena z zmogljivostjo električnih omrežij in stroški električne energije.

Vendar, kot dodatno, na primer kotel na trda gorivalahko zelo učinkovito in koristno. Lahko bistveno skrajša čas za ogrevanje ogrevalnega sistema ali se uporablja kot glavni kotel pri zelo nizkih temperaturah.

Ali uporabljate električni kotel za ogrevanje? Povejte nam, kakšno metodo ste izračunali za zahtevano moč vašega doma. Ali pa si morda želite kupiti električni kotel in imate kakšna vprašanja? Vprašajte jih v komentarjih na članek - poskusili vam bomo pomagati.