Колико електричне енергије троши електрични котао: како извршити прорачуне пре куповине

Употреба електричне енергије као енергента за грејање сеоске куће је атрактивна из више разлога: лака доступност, распрострањеност, пријатност за животну средину. Истовремено, прилично високе тарифе и даље су главна препрека за употребу електричних котлова.

Да ли сте такође размишљали о препоруцивости уградње електричног котла? Да видимо заједно колико електричне енергије троши електрични котао. Зашто ћемо користити правила за вршење израчуна и формула која су описана у нашем чланку.

Прорачуни ће вам помоћи да детаљно схватите колико ће кВ електричне енергије морати да се плаћа месечно ако се електрични бојлер користи за грејање куће или стана. Добијене цифре ће вам омогућити да донесете коначну одлуку о куповини / не куповини котла.

Методе за израчунавање снаге електричног котла

За рачунање потребне снаге електричног котла могу се разликовати две главне методе. Први се заснива на грејеном простору, а други на израчунавању губитка топлоте кроз овојницу зграде.

Прорачун према првој опцији је врло груб, заснован на једном индикатору - специфичној снази. Специфична снага дата је у референцама и зависи од региона.

Прорачун према другој опцији је сложенији, али узима у обзир многе појединачне показатеље одређене зграде. Комплетан термички прорачун зграде је прилично компликован и мукотрпан задатак. У наставку ће бити размотрено поједностављено израчунавање које ипак поседује потребну тачност.

Без обзира на начин израчуна, количина и квалитет прикупљених изворских података директно утичу на тачну процену потребне снаге електричног котла.

С малом снагом, опрема ће непрестано радити с максималним оптерећењем, не пружајући жељену удобност живота. Прекомерна снага - неразумно велика потрошња енергије, велике цене грејне опреме.

За разлику од других врста горива, електрична енергија је еколошки прихватљива, прилично чиста и једноставна опција, али везана за доступност непрекидне електричне мреже у региону

Поступак израчунавања снаге котла

Даље ћемо детаљно размотрити како израчунати потребну снагу котла тако да опрема у потпуности испуни свој задатак гријања куће.

Фаза бр. 1 - прикупљање почетних података за прорачун

За прорачун ће вам бити потребне следеће информације о згради:

• С - површина грејне просторије.
• В_{откуцаја} - специфична снага.

Специфични индикатор снаге показује колико је термичке енергије потребно на 1 м² у 13 сати.

У зависности од локалних услова околине, могу се прихватити следеће вредности:

• за централни део Русије: 120 - 150 В / м²;
• за јужне регионе: 70-90 В / м²;
• за северне регионе: 150-200 В / м².

В_{откуцаја} - Теоријска вредност, која се користи углавном за веома грубе прорачуне, јер не одражава стварни топлотни губитак зграде. Не узима у обзир површину застакљивања, број врата, материјал спољних зидова, висину плафона.

Тачан прорачун топлотног инжењерства врши се коришћењем специјализованих програма узимајући у обзир многе факторе. У наше сврхе, такво израчунавање није потребно, то је сасвим могуће добити израчунавањем топлотних губитака спољних оградних конструкција.

Вредности које се користе у прорачунима:

Р - отпор топлотног преноса или коефицијент отпорности на топлоту. Ово је однос температурне разлике дуж ивица ограђујуће структуре и топлотног тока који пролази кроз ову структуру. Има димензију м²×⁰С / В.

У ствари, све је једноставно - Р изражава способност материјала да задржава топлоту.

К - вредност која показује количину топлотног тока која пролази кроз 1 м² површине на температурној разлици од 1 ° Ц током 1 сата. Односно, показује колико топлоте губи 1 м² грађење овојнице на сат при паду температуре од 1 степен. Има димензију ш / м²×х

За овде дата израчуна, нема разлике између келвина и степени Целзијуса, јер није апсолутна температура битна, већ само разлика.

К_укупно - количину топлотног тока која пролази кроз подручје С овојнице зграде на сат. Има димензију Ш / х.

П - снага котла за грејање. Израчунава се као потребна максимална снага снаге грејне опреме са максималном температурном разликом између спољњег и унутрашњег ваздуха. Другим речима, довољна снага котла да загреје зграду током најхладније сезоне. Има димензију Ш / х.

Ефикасност - ефикасност котла за грејање, бездимензионална количина која показује однос примљене и порабљене енергије. Документација за опрему обично се даје у проценту 100, на пример 99%. У прорачунима, вредност од 1 тј. 0,99.

∆Т - приказује температурну разлику са обе стране овојнице зграде. Да би било јасније како се разлика правилно израчунава, погледајте пример. Ако је напољу: -30 °Ц, а затим +22 ° Ц ∆Т = 22 - (-30) = 52 ° С

Или такође, али у келвину: ∆Т = 293 - 243 = 52К

То јест, разлика ће увек бити иста за степене и келвине, па се за израчунавања референтни подаци у келвинима могу користити без исправљања.

д - дебљина зграде у метрима.

к - коефицијент топлотне проводљивости материјала овојнице зграде, преузет из референтних књига или грађевинских норми и прописа ИИ-3-79 „Грађевинска топлотна техника“ (грађевински норми и прописи - грађевинске норме и правила). Има димензију Ш / м × К или Ш / м × ⁰Ц.

Следећа листа формула приказује однос између количина:

• Р = д / к
• Р = ∆Т / К
• К = ∆Т / Р
• К_укупно = К × С
• П = к_укупно / Ефикасност

За вишеслојне структуре отпор отпорности на топлоту Р израчунава се одвојено за сваку структуру и затим збраја.

Понекад је израчунавање вишеслојних структура превише компликовано, на пример, приликом израчунавања топлотног губитка стакленог прозора.

Шта треба да узмете у обзир за израчунавање отпора топлоте за прозоре:

• дебљина стакла;
• број чаша и празнина у ваздуху између њих;
• врста гаса између чаша: инертан или ваздух;
• присуство термоизолационог премаза прозорског стакла.

Међутим, можете наћи готове вредности за целу структуру било од произвођача или у именику, на крају овог чланка је табела двоструко остакљених прозора заједничког дизајна.

Фаза 2 - прорачун губитка топлоте пода у подруму

Посебно је потребно задржати се на прорачуну губитка топлоте кроз под зграде, јер тло има значајан отпор према преносу топлоте.

Приликом израчунавања топлотног губитка подрума морате водити рачуна о продубљивању у земљу. Ако је кућа у нивоу тла, претпоставља се да је дубина једнака 0.

Према општеприхваћеној техници, подне површине су подељене у 4 зоне.

• 1 зона - 2 метра уназад од спољног зида до средишта пода око обода. У случају продубљивања зграде, одступа се од нивоа земље до пода дуж вертикалног зида. Ако је зид дубок 2 м у земљи, тада ће зона 1 бити у потпуности на зиду.
• 2 зона - повлачи се 2 м око обода до центра од границе 1 зоне.
• 3 зона - повлачи се 2 м око обода до центра од границе 2 зоне.
• 4 зона - преостали спрат.

За сваку зону из устаљене праксе постављају се сопствени Р-ови:

• Р1 = 2,1 м²×° Ц / В;
• Р2 = 4,3 м²×° Ц / В;
• Р3 = 8,6 м²×° Ц / В;
• Р4 = 14,2 м²×° Ц / В.

Наведене вредности Р важе за подове без лакирања. У случају изолације, сваки Р повећава се за Р изолације.

Поред тога, за подове постављене на трупце, Р се множи са фактором 1,18.

Зона 1 је широка 2 метра. Ако је кућа закопана, тада морате узети висину зидова у земљу, одузети 2 метра, а остатак пребацити на под

Фаза # 3 - прорачун топлотног губитка плафона

Сада можете наставити с прорачунима.

Формула која може послужити за приближавање снаге електричног котла:

В = в_{откуцаја} × С

Циљ: израчунати потребни капацитет котла у Москви, грејна површина од 150 м².

Приликом израчунавања узимамо у обзир да Москва припада централном региону, тј. В_{откуцаја} може се узети једнако 130 В / м².

В_{откуцаја} = 130 × 150 = 19500В / х или 19,5кВ / х

Ова бројка је толико нетачна да не захтева уважавање ефикасности грејне опреме.

Сада одређујемо губитак топлоте кроз 15м² подручје плафона изолирано минералном вуном. Дебљина изолационог слоја је 150 мм, спољна температура -30 ° Ц, унутар зграде +22 ° Ц током 3 сата.

Решење: према табели налазимо коефицијент топлотне проводљивости минералне вуне, к = 0,036 В / м×° Ц Дебљина д мора бити изражена у метрима.

Процедура израчуна је следећа:

• Р = 0,15 / 0,036 = 4.167 м²×° Ц / В
• ∆Т = 22 - (-30) = 52 ° С
• К = 52 / 4.167 = 12,48 В / м²× х
• К_укупно = 12,48 × 15 = 187 Вх / х.

Прорачунали смо да ће губитак топлоте кроз плафон у нашем примеру бити 187 * 3 = 561В.

У наше је сврхе сасвим могуће поједноставити прорачуне, рачунајући губитак топлоте само спољних конструкција: зидова и плафона, не обраћајући пажњу на унутрашње преграде и врата.

Поред тога, можете и без израчунавања губитка топлоте за вентилацију и канализацију. Нећемо узети у обзир инфилтрацију и оптерећење ветра. Зависност локације зграде од кардиналних тачака и количине примљене соларне радијације.

Из општих разматрања може се извући један закључак. Што је зграда већа, то је мањи губитак топлоте на 1 м². То је лако објаснити, јер се површина зидова повећава квадратно, а запремина у коцки.Кугла има најмање губитка топлоте.

Код ограђујућих конструкција узимају се у обзир само затворени слојеви ваздуха. Ако ваша кућа има вентилирану фасаду, сматра се да такав слој ваздуха није затворен, не узима се у обзир. Не узимајте све слојеве који следе испред слоја на отвореном: фасадне плочице или касете.

Узимају се у обзир затворени слојеви ваздуха, на пример, у двоструким остакљеним прозорима.

Сви зидови куће су спољашњи. Поткровље се не греје, топлотна отпорност кровних материјала се не узима у обзир

Фаза бр. 4 - израчунавање укупног губитка топлоте викендице

Након теоретског дела, можете прећи на практични.

На пример, израчунавамо кућу:

• димензије спољних зидова: 9к10 м;
• висина: 3 м;
• прозор са двоструким стаклом 1,5×1,5 м: 4 ком;
• храстова врата 2.1×0,9 м, дебљина 50 мм;
• борови подови од 28 мм, преко екструдираног полистирена дебљине 30 мм, положени на трупце;
• ГКЛ плафон од 9 мм, преко минералне вуне дебљине 150 мм;
• материјал за зидове: зидање 2 силикатне цигле, изолација од минералне вуне 50 мм;
• најхладнији период је 30 ° Ц, израчуната температура унутар зграде је 20 ° С.

Извршићемо припремне прорачуне потребних површина. Када израчунавамо зоне на поду, узимамо нулти продубљивање зидова. Подна плоча је положена на трупце.

• прозори - 9 м²;
• врата - 1.9 м²;
• зидови, минус прозори и врата - 103,1 м²;
• плафон - 90 м²;
• површина зона пода: С1 = 60 м², С2 = 18 м², С3 = 10 м², С4 = 2 м²;
• ΔТ = 50 ° Ц.

Надаље, према референтним књигама или табелама на крају овог поглавља, за сваки материјал одабиремо потребне вредности коефицијента топлотне проводљивости. Препоручујемо вам да детаљније прочитате са коефицијент топлотне проводљивости и његове вредности за најпопуларнији грађевински материјал.

За борове плоче, топлотна проводљивост треба да се води дуж влакана.

Читав прорачун је прилично једноставан:

1. корак: Прорачун губитка топлоте кроз носеће зидне конструкције укључује три корака.

Израчунавамо коефицијент губитка топлоте зидова зидарске опеке: Р_кир = д / к = 0,51 / 0,7 = 0,73 м²×° Ц / В.

Исто за изолацију зида: Р_ут = д / к = 0,05 / 0,043 = 1,16 м²×° Ц / В.

Губитак топлоте 1 м² спољни зидови: К = ΔТ / (Р_кир + Р_ут) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 м²×° Ц / В.

Као резултат, укупни топлотни губици зидова биће: К_ст = К × С = 26,46 × 103,1 = 2728 В / х.

2. корак: Прорачун губитка топлоте кроз прозоре: К_прозор = 9 × 50 / 0,32 = 1406В / х.

3. корак: Прорачун цурења топлотне енергије кроз храстова врата: К_дв = 1.9 × 50 / 0.23 = 413 В / х.

4. корак: Губитак топлоте кроз горњи плафон - плафон: К_зној = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064 В / х.

Корак број 5: Израчунавамо Р_ут за под такође у неколико радњи.

Прво проналазимо коефицијент губитка топлоте изолације: Р_ут= 0,16 + 0,83 = 0,99 м²×° Ц / В.

Затим додајте Р_ут до сваке зоне:

• Р1 = 3,09 м²×° Ц / В; Р2 = 5,29 м²×° Ц / В;
• Р3 = 9,59 м²×° Ц / В; Р4 = 15,19 м²×° Ц / В.

Корак 6: Пошто је под положен на трупце, помножите се с фактором 1,18:

Р1 = 3,64 м²×° Ц / В; Р2 = 6,24 м²×° Ц / В;

Р3 = 11,32 м²×° Ц / В; Р4 = 17,92 м²×° Ц / В.

Корак број 7: Израчунавамо К за сваку зону:

К1 = 60 × 50 / 3,64 = 824 В / х;

К2 = 18 × 50 / 6,24 = 144 В / х;

К3 = 10 × 50 / 11,32 = 44 В / х;

К4 = 2 × 50 / 17,92 = 6В / х.

Корак број 8: Сада можете израчунати К за цео пол: К_пол = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018В / х.

Корак 9: Као резултат наших израчуна, можемо одредити збир укупног топлотног губитка:

К_укупно = 2728 + 1406 + 413 + 1064 + 1018 = 6629В / х.

У израчун нису обухваћени губици топлоте повезани са канализацијом и вентилацијом. Да се ​​не би закомпликовали ван сваке мере, само додајте 5% на наведене цурења.

Наравно, потребна је маржа од најмање 10%.

Дакле, коначни податак о губитку топлоте за пример куће је:

К_укупно = 6629 × 1,15 = 7623В / х.

К_укупно приказује максималан губитак топлоте код куће када је температурна разлика између спољног и унутрашњег ваздуха 50 ° Ц.

Ако рачунате према првој поједностављеној верзији преко Вуд-а:

В_{откуцаја} = 130 × 90 = 11700В / х.

Јасно је да је друга верзија прорачуна још сложенија, али даје реалнију цифру за зграде са изолацијом. Прва опција омогућава вам да добијете генерализовану вредност губитка топлоте за зграде са ниским степеном топлотне изолације или без њих уопште.

У првом случају, котао ће морати потпуно обнављати сваки сат губитак топлотне енергије који настаје кроз отворе, подове, зидове без изолације.

У другом случају потребно је загревати само једном пре него што постигнете угодну температуру.Тада ће бојлер требати само да поврати губитак топлоте, чија је јачина знатно мања од прве опције.

Табела 1. Топлотна проводљивост различитих грађевинских материјала.

Табела приказује топлотну проводљивост уобичајених грађевинских материјала.

Табела 2. Дебљина цементног зглоба за различите врсте зидања.

Приликом израчунавања дебљине зида узима се у обзир дебљина шава 10 мм. Због цементних спојева, топлотна проводљивост зида је нешто виша од једне цигле

Табела 3. Топлотна проводљивост различитих врста плоча од минералне вуне.

У табели су приказане вредности коефицијента топлотне проводљивости за различите плоче од минералне вуне. За загревање фасада користи се тврда плоча

Табела 4. Топлински губици прозора различитих дизајна.

Ознаке у табели: Ар - чаша која пуни инертним гасом, К - спољно стакло има топлотни заштитни премаз, дебљина чаше је 4 мм, а преостали бројеви означавају размак између чаша

7,6 кВ / х је процијењена максимална потребна снага која се троши на гријање добро изолиране зграде. Међутим, електрични котлови за рад такође требају мало набоја за сопствену снагу.

Као што сте приметили, лошој изолованој кући или стану биће потребне велике количине електричне енергије за грејање. То важи за било коју врсту котла. Правилна изолација пода, плафона и зидова може значајно смањити трошкове.

На нашој веб страници налазе се чланци о начинима изолације и правилима одабира топлотног изолацијског материјала. Предлажемо да се упознате са њима:

• Изолација приватне куће напољу: популарне технологије + преглед материјала
• Подна изолација трупцима: материјали за топлотну изолацију + изолационе шеме
• Изолација кровног поткровља: детаљно упутство за уградњу топлотне изолације у поткровљу ниске зграде
• Врсте изолације зидова куће изнутра: материјали за изолацију и њихове карактеристике
• Изолација за плафон у приватној кући: врсте материјала који се користе + како одабрати прави
• Учините сами загревање балкона: популарне опције и технологије за загревање балкона изнутра

Фаза 5 - Обрачун трошкова електричне енергије

Ако поједноставите техничку суштину котла за грејање, можете га назвати конвенционалним претварачем електричне енергије у његов топлотни аналог. Обављајући посао претворбе, он такође троши одређену количину енергије. И.е. бојлер добија пуну јединицу електричне енергије, а само 0,98 његовог дела обезбеђује се за грејање.

Да би се добила тачна бројка потрошње енергије коју проучава електрични грејни котао, потребно је поделити његову снагу (која је оцењена у првом случају и израчуната у другом) на вредност ефикасности коју је најавио произвођач.

Просечна ефикасност такве опреме је 98%. Као резултат, потрошња енергије ће бити, на пример, опција израчунавања:

7,6 / 0,98 = 7,8 кВ / х.

Остаје нам да множимо вредност са локалном тарифом. Затим израчунајте укупне трошкове електричног грејања и почните да тражите начине како да их смањите.

На пример, купите двотарифни мерач који вам омогућава да делимично плаћате по нижим "ноћним" тарифама. Зашто требате заменити стари мерач електричне енергије новим моделом. Поступак и правила за замену у детаље прегледан овде.

Други начин за смањење трошкова након замене бројила је укључивање топлотног акумулатора у круг грејања како би се нагомилала јефтина енергија ноћу и трошили је током дана.

Фаза 6 - обрачун сезонских трошкова грејања

Сада када сте савладали методу израчунавања будућих губитака топлоте, лако можете проценити трошкове грејања током целог грејног периода.

Према СНиП 23-01-99 „Грађевинска климатологија“ у колонама 13 и 14 за Москву налазимо трајање периода са просечном температуром испод 10 ° Ц.

За Москву, овај период траје 231 дан и има просечну температуру од -2,2 ° Ц. За израчунавање К_укупно за ΔТ = 22,2 ° С, целокупно израчунавање није потребно изводити изнова.

Довољно је да се одштампа К_укупно 1 ° Ц:

К_укупно = 7623/50 = 152,46 В / х

Према томе, за ΔТ = 22,2 ° Ц:

К_укупно = 152.46 × 22.2 = 3385В / х

Да бисмо пронашли потрошену електричну енергију, множимо се са грејним периодом:

К = 3385 × 231 × 24 × 1,05 = 18766440В = 18766кВ

Горњи израчун је такође занимљив јер омогућава анализу целе структуре куће са становишта ефикасности употребе изолације.

Размотрили смо поједностављену верзију прорачуна. Препоручујемо да се такође упознате са пунима термички прорачун зграде.

Закључци и корисни видео о овој теми

Како избећи губитак топлоте кроз темељ:

Како израчунати губитак топлоте на мрежи:

Употреба електричних котлова као главне опреме за грејање врло је ограничена могућностима електричних мрежа и трошковима електричне енергије.

Међутим, као додатни, на пример котао на чврсто горивоможе бити прилично ефикасно и корисно. Они могу значајно смањити време загревања грејног система или се користити као главни котао на не баш ниским температурама.

Користите ли електрични котао за гријање? Реците нам којом методом сте израчунали потребну снагу за ваш дом. Или можда само желите да купите електрични бојлер и имате питања? Питајте их у коментарима на чланак - покушаћемо да вам помогнемо.