Hvor meget elektricitet en elektrisk kedel bruger: hvordan man foretager beregninger, før de køber

Brug af elektricitet som energikilde til opvarmning af et landsted er attraktivt af mange grunde: let tilgængelighed, udbredelse, miljøvenlighed. Samtidig forbliver temmelig høje takster den største hindring for brugen af ​​elektriske kedler.

Har du også tænkt på, om det er hensigtsmæssigt at installere en elektrisk kedel? Lad os se sammen, hvor meget elektricitet en elektrisk kedel bruger. Hvorfor vi bruger reglerne til udførelse af beregninger og formler diskuteret i vores artikel.

Beregninger vil hjælpe med at forstå detaljeret, hvor meget kW elektricitet der skal betales månedligt, hvis en el-kedel bruges til at varme et hus eller en lejlighed. De resulterende tal giver dig mulighed for at tage en endelig beslutning om køb / ikke køb af kedlen.

Metoder til beregning af en elektrisk kedeleffekt

Der kan skelnes mellem to hovedmetoder til beregning af den krævede effekt for en elektrisk kedel. Den første er baseret på det opvarmede område, det andet på beregning af varmetab gennem bygningskonvolutten.

Beregningen i henhold til den første mulighed er meget grov, baseret på en enkelt indikatorspecifik effekt. Specifik magt gives i opslagsbøger og afhænger af regionen.

Beregningen i henhold til den anden mulighed er mere kompliceret, men tager højde for mange individuelle indikatorer for en bestemt bygning. Fuld termoteknisk beregning af bygningen er en temmelig kompliceret og omhyggelig opgave. En forenklet beregning vil blive overvejet nedenfor, som ikke desto mindre besidder den nødvendige nøjagtighed.

Uanset beregningsmetoden påvirker mængden og kvaliteten af ​​de indsamlede kildedata direkte den korrekte vurdering af den krævede effekt af den elektriske kedel.

Med lav effekt fungerer udstyret konstant med maksimal belastning og giver ikke den ønskede komfort ved at leve. Med overdreven strøm - urimeligt højt energiforbrug, høje omkostninger til opvarmningsudstyr.

I modsætning til andre typer brændstof er elektricitet en miljøvenlig, ret ren og enkel mulighed, men bundet til tilgængeligheden af ​​et uafbrudt elektricitetsnet i regionen

Proceduren for beregning af en elektrisk kedeleffekt

Dernæst vil vi overveje detaljeret, hvordan man beregner den nødvendige kedeleffekt, så udstyret fuldt ud opfylder sin opgave med at opvarme huset.

Trin 1 - samling af startdata til beregning

Til beregningerne har du brug for følgende information om bygningen:

• S - Det opvarmede rum.
• W_beats - specifik magt.

Den specifikke effektindikator viser, hvor meget termisk energi der er behov for pr² klokken 1.

Afhængig af lokale miljøforhold kan følgende værdier accepteres:

• for den centrale del af Rusland: 120 - 150 W / m²;
• for sydlige regioner: 70-90 W / m²;
• for nordlige regioner: 150-200 W / m².

W_beats - Teoretisk værdi, der hovedsageligt bruges til meget grove beregninger, fordi den ikke afspejler bygningens reelle varmetab. Tager ikke højde for området med ruder, antallet af døre, materialet i de udvendige vægge, højden på lofterne.

Nøjagtig beregning af varmeteknik udføres ved hjælp af specialiserede programmer under hensyntagen til mange faktorer. Til vores formål er en sådan beregning ikke nødvendig, det er meget muligt at få ved at beregne varmetabet i de eksterne lukkestrukturer.

Værdier, der skal bruges i beregningerne:

R - varmeoverførselsmodstand eller varmemodstandskoefficient. Dette er forholdet mellem temperaturforskellen langs kanterne af den lukkende struktur og den varmeflux, der passerer gennem denne struktur. Det har en dimension m²×⁰С / W.

Faktisk er alt enkelt - R udtrykker et materiales evne til at fastholde varme.

Q - en værdi, der viser mængden af ​​varmestrøm, der passerer gennem 1 m² overflade ved en temperaturforskel på 1 ° C i 1 time. Det vil sige, det viser, hvor meget varme der mister 1 m² bygningskonvolut i timen ved et temperaturfald på 1 grad. Har en dimension på W / m²×h.

For de beregninger, der er givet her, er der ingen forskel mellem kelvin og grader Celsius, da det ikke er den absolutte temperatur, der betyder noget, men kun forskellen.

Q_samfund - mængden af ​​varmestrøm, der passerer gennem bygningskonvoluttets område S i timen. Det har en dimension på W / h.

P - varmekedelens strøm. Det beregnes som den krævede maksimale effektværdi for varmeudstyret med den maksimale temperaturforskel mellem udendørs og indendørsluft. Med andre ord tilstrækkelig kedelkraft til at varme bygningen i den koldeste sæson. Det har en dimension på W / h.

effektivitet - opvarmningskedelens effektivitet, en dimensieløs mængde, der viser forholdet mellem den modtagne energi og den energi, der er brugt. Dokumentationen for udstyret gives normalt som en procentdel af 100, for eksempel 99%. Ved beregninger er en værdi fra 1 dvs. 0,99.

AT - viser temperaturforskellen på begge sider af bygningskonvolutten. For at gøre det klarere, hvordan forskellen beregnes korrekt, se et eksempel. Hvis udenfor: -30 °C og inden i +22 ° C ∆T = 22 - (-30) = 52 ° С

Eller også, men i kelvin: ∆T = 293 - 243 = 52K

Det vil sige, at forskellen altid vil være den samme for grader og kelvin, derfor kan beregningsdataene i kelvin anvendes til beregninger uden korrektioner.

d - bygningens tykkelse i meter.

k - koefficient for varmeledningsevne for materialet i bygningskonvolutten, der er taget fra referencebøgerne eller konstruktionsnormer og forskrifter II-3-79 "Byggevarmeteknik" (Konstruktionsnormer og forskrifter - Konstruktionsnormer og regler). Det har en dimension W / m × K eller W / m × ⁰C.

Følgende liste over formler viser forholdet mellem mængderne:

• R = d / k
• R = ∆T / Q
• Q = ∆T / R
• Q_samfund = Q × S
• P = q_samfund / Effektivitet

For flerlagsstrukturer beregnes varmeoverførselsmodstand R separat for hver struktur og tilsættes derefter.

Undertiden kan beregningen af ​​flerlagsstrukturer være for besværlig, for eksempel når man beregner varmetabet i et glasvindue.

Hvad du skal overveje, når du beregner varmeoverførselsmodstand for vinduer:

• glas tykkelse;
• antallet af briller og lufthuller mellem dem;
• type gas mellem brillerne: inert eller luft;
• tilstedeværelsen af ​​varmeisoleringsbelægning af vinduesglas.

Du kan dog finde færdige værdier for hele strukturen enten fra producenten eller i biblioteket, i slutningen af ​​denne artikel er et bord til dobbeltvinduer med et fælles design.

Trin 2 - beregning af varmetab i kældergulvet

Separat er det nødvendigt at dvæle ved beregningen af ​​varmetab gennem bygningens gulv, da jorden har betydelig modstand mod varmeoverførsel.

Når du beregner varmetabet i kælderen, skal du tage hensyn til uddybningen i jorden. Hvis huset ligger i jordoverfladen, antages dybden at være 0.

I henhold til den almindeligt accepterede teknik er gulvarealet opdelt i 4 zoner.

• 1 zone - 2 meter tilbage fra den ydre væg til midten af ​​gulvet omkring omkredsen. I tilfælde af uddybning af bygningen afviger den fra jordoverfladen til gulvniveauet langs en lodret væg. Hvis væggen er 2 m dyb i jorden, vil zone 1 være helt på væggen.
• 2 zone - trækker sig tilbage 2 m omkring omkredsen til midten fra grænsen til 1 zone.
• 3 zone - trækker sig 2 m rundt om omkredsen til midten fra grænsen til 2 zoner.
• 4 zone - resterende gulv.

For hver zone fra etableret praksis er dens egne Rs indstillet:

• 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 givne R-værdier er gyldige for ubelagte gulve. I tilfælde af isolering øges hver R med isoleringens R.

Derudover multipliceres R for gulve lagt på bjælker med en faktor 1,18.

Zone 1 er 2 meter bred. Hvis huset er begravet, skal du tage højden af ​​væggene i jorden, trække fra 2 meter og overføre resten til gulvet

Trin 3 - beregning af varmetabet i loftet

Nu kan du fortsætte med beregningerne.

En formel, der kan tjene som et groft skøn over en elektrisk kedels effekt:

W = w_beats × S

Mål: at beregne den nødvendige kedelkapacitet i Moskva, det opvarmede areal på 150 m².

Når vi foretager beregninger, tager vi højde for, at Moskva hører til den centrale region, dvs. W_beats kan tages lig med 130 W / m².

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

Dette tal er så unøjagtigt, at det ikke kræver hensyntagen til opvarmningsudstyrets effektivitet.

Nu bestemmer vi varmetabet gennem 15 m² arealet af loftet isoleret med mineraluld. Tykkelsen på isoleringslaget er 150 mm, udetemperaturen er -30 ° C, inde i bygningen +22 ° C i 3 timer.

Løsning: ifølge tabellen finder vi den termiske konduktivitetskoefficient for mineraluld, k = 0,036 W / m×° C Tykkelse d skal tages i meter.

Beregningsproceduren er som følger:

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

Vi beregnet, at varmetabet gennem loftet i vores eksempel vil være 187 * 3 = 561W.

Til vores formål er det meget muligt at forenkle beregningerne ved kun at beregne varmetabet for de udvendige strukturer: vægge og lofter uden at være opmærksom på de indvendige skillevægge og døre.

Derudover kan du gøre det uden at beregne varmetabet til ventilation og spildevand. Vi tager ikke højde for infiltration og vindbelastning. Afhængighed af bygningens placering på kardinalpunkterne og mængden af ​​modtaget solstråling.

Af generelle betragtninger kan man drage en konklusion. Jo større bygning, jo mindre varmetab pr. 1 m². Dette er let at forklare, da murens område forøges kvadratisk og lydstyrken i terningen.Bolden har mindst varmetab.

I lukkede strukturer tages kun hensyn til lukkede luftlag. Hvis dit hus har en ventileret facade, betragtes et sådant luftlag som ikke lukket, det tages ikke med i betragtning. Tag ikke alle lagene der følger foran et friluftslag: facadefliser eller kassetter.

Lukkede luftlag, for eksempel i dobbeltglasvinduer, tages med i betragtning.

Alle husets vægge er ydre. Loftet opvarmes ikke, tagmaterialernes termiske modstand tages ikke med i betragtning

Fase 4 - beregning af det samlede varmetab i huset

Efter den teoretiske del kan du gå videre til det praktiske.

For eksempel beregner vi huset:

• mål på udvendige vægge: 9x10 m;
• højde: 3 m;
• vindue med dobbeltvindue 1,5×1,5 m: 4 stk;
• egetræ dør 2.1×0,9 m, tykkelse 50 mm;
• fyrgulve på 28 mm over ekstruderet polystyren med en tykkelse på 30 mm, lagt på bjælker;
• GKL loft på 9 mm over mineraluld 150 mm tykt;
• vægmateriale: murværk 2 silikatstensten, mineraluldisolering 50 mm;
• den koldeste periode er 30 ° С, den beregnede temperatur inde i bygningen er 20 ° С.

Vi vil gennemføre forberedende beregninger af de krævede områder. Når vi beregner zonerne på gulvet, tager vi nuldybderne på væggene. Gulvpladen er lagt på bjælkerne.

• vinduer - 9 m²;
• dør - 1,9 m²;
• vægge, minus vinduer og døre - 103,1 m²;
• loft - 90 m²;
• areal af gulvzoner: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 ° C.

I henhold til referencebøger eller tabeller, der er givet i slutningen af ​​dette kapitel, vælger vi endvidere de nødvendige værdier for den termiske ledningsevne for hvert materiale. Vi anbefaler, at du læser mere detaljeret med termisk ledningsevne koefficient og dets værdier for de mest populære byggematerialer.

For fyrretræplader skal den termiske ledningsevne tages langs fibrene.

Hele beregningen er ganske enkel:

Trin 1: Beregningen af ​​varmetab gennem bærende vægkonstruktioner involverer tre trin.

Vi beregner koefficienten for varmetab for murværkets vægge: R_Cyrus = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

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

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

Som et resultat vil væggernes samlede varmetab være: Q_artikel = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 W / h.

Trin nummer 2: Beregning af varmetab gennem vinduer: Q_vinduet = 9 × 50 / 0,32 = 1406W / h.

Trin nummer 3: Beregning af lækage fra termisk energi gennem en egetræ:_dv = 1,9 × 50 / 0,23 = 413W / h.

Trin 4: Varmetab gennem det øvre loft - loft: Q_sved = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064W / h.

Trin nummer 5: Vi beregner R_ut for gulvet også i flere handlinger.

Først finder vi koefficienten for varmetab for isoleringen: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Tilføj derefter R_ut til hver 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.

Trin 6: Da gulvet er lagt på bjælkerne, ganges 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.

Trin nummer 7: Vi beregner Q for hver zone:

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 = 6W / h.

Trin nummer 8: Nu kan du beregne Q for hele kønet: Q_etage = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018W / h.

Trin 9: Som et resultat af vores beregninger kan vi udpege summen af ​​det samlede varmetab:

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

Beregningen inkluderede ikke varmetab forbundet med spildevand og ventilation. For ikke at komplicere over mål, skal du bare tilføje 5% til de anførte lækager.

Selvfølgelig er en margen på mindst 10% nødvendig.

Således er det endelige varmetabstal for et eksempel på hjemmet:

Q_samfund = 6629 × 1,15 = 7623W / h.

Q_samfund viser det maksimale varmetab derhjemme, når temperaturforskellen mellem den udvendige og den indvendige luft er 50 ° C.

Hvis du tæller i henhold til den første forenklede version gennem Wud, skal du:

W_beats = 130 × 90 = 11700W / h.

Det er tydeligt, at den anden version af beregningen er endnu mere kompliceret, men den giver et mere realistisk tal for bygninger med isolering. Den første mulighed giver dig mulighed for at få en generaliseret værdi af varmetab for bygninger med en lav grad af varmeisolering eller uden det overhovedet.

I det første tilfælde skal kedlen helt forny hver time tabet af termisk energi, der opstår gennem åbninger, gulve, vægge uden isolering.

I det andet tilfælde er det nødvendigt at opvarme kun én gang, før man når en behagelig temperatur.Derefter behøver kedlen kun at gendanne varmetab, hvis størrelse er væsentligt lavere end den første mulighed.

Tabel 1. Termisk ledningsevne for forskellige byggematerialer.

Tabellen viser varmeledningsevnen for almindelige byggematerialer.

Tabel 2. Tykkelsen af ​​cementfugen for forskellige typer murværk.

Når man beregner tykkelsen på murværket, tages tykkelsen på sømmen 10 mm i betragtning. På grund af cementfuger er den termiske ledningsevne for murværket lidt højere end en enkelt mursten

Tabel 3. Termisk ledningsevne for forskellige typer mineraluldplader.

Tabellen viser værdierne for koefficienten for varmeledningsevne for forskellige mineraluldplader. En hård plade bruges til at varme facaderne

Tabel 4. Varmetab på vinduer i forskellige designs.

Betegnelser i tabellen: Ar - fyldning af glasset med inert gas, K - det ydre glas har en varmeskærmende belægning, glasets tykkelse er 4 mm; de resterende tal angiver mellemrummet mellem glassene

7,6 kW / h er den anslåede maksimale krævede effekt, der bruges til opvarmning af en godt isoleret bygning. El-kedler til arbejde kræver dog også noget opladning for deres egen kraft.

Som du bemærkede, vil et dårligt isoleret hus eller lejlighed kræve store mængder elektricitet til opvarmning. Og dette er tilfældet for enhver type kedel. Korrekt isolering af gulv, loft og vægge kan reducere omkostningerne markant.

På vores side er der artikler om isoleringsmetoder og regler for valg af varmeisolerende materiale. Vi foreslår, at du gør dig bekendt med dem:

• Isolering af et privat hus uden for: populære teknologier + materialeoversigt
• Gulvisolering med bjælker: materialer til varmeisolering + isoleringsordninger
• Loftsisolering: en detaljeret instruktion om installation af termisk isolering på loftet i en lavhus
• Typer af isolering til husets vægge indefra: materialer til isolering og deres egenskaber
• Isolering til loftet i et privat hus: anvendte materialetyper + hvordan man vælger det rigtige
• Gør-det-selv-opvarmning af altanen: populære muligheder og teknologier til opvarmning af altanen indefra

Fase # 5 - Beregning af elektricitetsomkostninger

Hvis du forenkler den tekniske essens i en varmekedel, kan du kalde den en konventionel konverter af elektrisk energi i dens termiske analog. Udfører konverteringsarbejdet forbruger han også en vis mængde energi. dvs. kedlen modtager en fuld enhed, og kun 0,98 af sin del leveres til opvarmning.

For at opnå et nøjagtigt tal af energiforbruget ved den elektriske varmekedel, der undersøges, er det nødvendigt at dele dens effekt (vurderet i første tilfælde og beregnet i det andet) med den effektivitetsværdi, der er angivet af producenten.

Den gennemsnitlige effektivitet af sådant udstyr er 98%. Som et resultat er energiforbruget for eksempel til beregningsmuligheden:

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

Det gjenstår at multiplicere værdien med den lokale tarif. Derefter beregnes de samlede omkostninger ved elektrisk opvarmning og begynder at lede efter måder at reducere dem på.

Køb for eksempel en to-takstmeter, der giver dig mulighed for delvis at betale til lavere "nat" -tariffer. Hvorfor skal du udskifte den gamle elmåler med en ny model. Proceduren og reglerne for udskiftning i detaljer gennemgået her.

En anden måde at reducere omkostningerne efter udskiftning af måleren er at inkludere en termisk akkumulator i varmekredsen for at lagre billig energi om natten og bruge den om dagen.

Trin 6 - beregning af sæsonopvarmningsomkostninger

Nu hvor du har mestret metoden til beregning af fremtidig varmetab, kan du nemt estimere omkostningerne til opvarmning i hele opvarmningsperioden.

I henhold til SNiP 23-01-99 "Construction Climatology" i søjler 13 og 14 finder vi for Moskva tidsperioden med en gennemsnitlig temperatur under 10 ° C.

For Moskva varer denne periode 231 dage og har en gennemsnitlig temperatur på -2,2 ° C. For at beregne Q_samfund for ΔT = 22,2 ° С er det ikke nødvendigt at udføre hele beregningen på ny.

Det er nok at udskrive Q_samfund 1 ° C:

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

Følgelig for ΔT = 22,2 ° C:

Q_samfund = 152,46 × 22,2 = 3385W / h

For at finde den forbrugte elektricitet multipliceres vi med opvarmningsperioden:

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

Ovenstående beregning er også interessant, fordi den giver dig mulighed for at analysere hele husets struktur ud fra isoleringseffektiviteten.

Vi overvejede en forenklet version af beregningerne. Vi anbefaler, at du også gør dig bekendt med det fulde termoteknisk beregning af bygningen.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Sådan undgår du varmetab gennem fundamentet:

Sådan beregnes varmetab online:

Brugen af ​​elektriske kedler som hovedvarmeudstyr er meget begrænset af elektriske netværkers kapacitet og elprisen.

Som en yderligere, for eksempel til kedel med fast brændselkan være ret effektiv og nyttig. De kan reducere tiden til opvarmning af varmesystemet markant eller bruges som hovedkedel ved ikke meget lave temperaturer.

Bruger du en elektrisk kedel til opvarmning? Fortæl os med hvilken metode du beregnet den nødvendige strøm til dit hjem. Eller måske bare vil du købe en el-kedel, og du har spørgsmål? Spørg dem i kommentarerne til artiklen - vi vil prøve at hjælpe dig.