Kiek elektros energijos sunaudoja elektrinis katilas: kaip apskaičiuoti prieš perkant

Elektros, kaip energijos šaltinio, naudojimas kaimo namui šildyti yra patrauklus dėl daugelio priežasčių: lengvo prieinamumo, paplitimo, ekologiškumo. Tuo pačiu metu gana aukšti tarifai išlieka pagrindine kliūtimi naudoti elektrinius katilus.

Ar taip pat pagalvojote apie elektrinio katilo įrengimo naudingumą? Pažiūrėkime kartu, kiek elektros energijos sunaudoja elektrinis katilas. Kodėl naudosime skaičiavimų ir formulių atlikimo taisykles, aptartas mūsų straipsnyje.

Skaičiavimai padės išsamiai suprasti, kiek kW elektros energijos reikės mokėti kas mėnesį, jei namui ar butui šildyti naudojamas elektrinis katilas. Gauti skaičiai leis jums priimti galutinį sprendimą dėl katilo pirkimo / nepirkimo.

Elektrinio katilo galios apskaičiavimo metodai

Galima apskaičiuoti du pagrindinius elektrinio katilo galios apskaičiavimo metodus. Pirmasis yra grindžiamas šildomu plotu, antrasis - šilumos nuostolių per pastato apvalkalą apskaičiavimu.

Skaičiavimas pagal pirmą variantą yra labai grubus, pagrįstas vienu rodikliu - specifine galia. Konkreti galia nurodoma žinynuose ir priklauso nuo regiono.

Skaičiavimas pagal antrą variantą yra sudėtingesnis, tačiau atsižvelgiama į daugelį atskirų konkretaus pastato rodiklių. Pilnas pastato šilumos inžinerijos skaičiavimas yra gana sudėtingas ir sunkus darbas. Toliau bus svarstomas supaprastintas skaičiavimas, kuris vis dėlto turi reikiamą tikslumą.

Nepriklausomai nuo skaičiavimo metodo, surinktų šaltinių duomenų kiekis ir kokybė tiesiogiai veikia teisingą reikiamo elektrinio katilo galios įvertinimą.

Esant mažai energijos, įranga nuolat veiks su maksimalia apkrova, nesuteiks norimo gyvenimo komforto. Dėl per didelės galios - nepagrįstai didelės energijos sąnaudos, didelės šildymo įrangos kainos.

Skirtingai nuo kitų rūšių degalų, elektra yra ekologiška, gana švari ir paprasta galimybė, tačiau susijusi su nepertraukiamo elektros tinklo prieinamumu regione.

Elektrinio katilo galios apskaičiavimo procedūra

Toliau mes išsamiai apsvarstysime, kaip apskaičiuoti reikalingą katilo galią, kad įranga visiškai atliktų savo užduotį šildyti namą.

1 etapas - pradinių duomenų rinkimas skaičiavimui

Skaičiavimams jums reikės šios informacijos apie pastatą:

• S - šildomo kambario plotas.
• W_plaka - specifinė galia.

Konkretus galios indikatorius parodo, kiek šiluminės energijos reikia 1 m² 1 val.

Atsižvelgiant į vietos aplinkos sąlygas, gali būti priimamos šios vertės:

• centrinėje Rusijos dalyje: 120 - 150 W / m²;
• pietiniuose regionuose: 70–90 W / m²;
• šiauriniams regionams: 150–200 W / m².

W_plaka - Teorinė vertė, naudojama daugiausia atliekant labai grubius skaičiavimus, nes ji neatspindi realių pastato šilumos nuostolių. Neatsižvelgiama į stiklinimo plotą, durų skaičių, išorinių sienų medžiagą, lubų aukštį.

Tikslus šilumos inžinerijos skaičiavimas atliekamas naudojant specializuotas programas, atsižvelgiant į daugelį veiksnių. Mūsų tikslams toks skaičiavimas nereikalingas, jį visiškai įmanoma gauti apskaičiavus išorinių aptveriamųjų konstrukcijų šilumos nuostolius.

Skaičiavimuose naudojamos vertės:

R - atsparumas šilumos perdavimui arba šilumos atsparumo koeficientas. Tai yra temperatūros skirtumo išilgai aptvertos konstrukcijos kraštų ir šilumos srauto, einančio per šią konstrukciją, santykis. Jis turi matmenį m²×⁰С / W.

Tiesą sakant, viskas paprasta - R išreiškia medžiagos sugebėjimą išlaikyti šilumą.

Q - vertė, rodanti šilumos srautą, praleidžiantį per 1 m² paviršių 1 val. esant 1 ° C temperatūros skirtumui. Tai yra, parodo, kiek šilumos praranda 1 m² pastato apvalkalas per valandą, kai temperatūra nukrenta 1 laipsniu. Turi W / m matmenis²×h

Čia pateiktiems skaičiavimams nėra jokio skirtumo tarp kelvinų ir Celsijaus laipsnių, nes svarbu ne absoliuti temperatūra, o tik skirtumas.

Q_viso - šilumos srautas, tenkantis per pastato apvalkalo S plotą per valandą. Jo matmuo yra W / h.

P - šildymo katilo galia. Jis apskaičiuojamas kaip reikalinga maksimali šildymo įrangos galios vertė su didžiausiu lauko ir vidaus oro temperatūros skirtumu. Kitaip tariant, pakankama katilo galia pastatui šildyti šalčiausiu metų laiku. Jo matmuo yra W / h.

Efektyvumas - šildymo katilo efektyvumas, be matmenų dydis, rodantis gaunamos energijos ir išeikvotos energijos santykį. Įrangos dokumentacija paprastai pateikiama procentais nuo 100, pavyzdžiui, 99%. Skaičiavimuose vertė nuo 1 t.y. 0,99.

∆T - rodo temperatūros skirtumą abiejose pastato apvalkalo pusėse. Norėdami aiškiau suprasti, kaip teisingai apskaičiuojamas skirtumas, žiūrėkite pavyzdį. Jei lauke: -30 °C, o viduje +22 ° C ∆T = 22 - (-30) = 52 ° С

Arba taip pat, bet kelvinuose: ∆T = 293–243 = 52K

T. y., Laipsnių ir kelvinų skirtumas visada bus vienodas, todėl skaičiavimams pamatiniai kelvinų duomenys gali būti naudojami be pataisų.

d - pastato storis metrais.

k - pastato apvalkalo medžiagos šilumos laidumo koeficientas, paimtas iš žinynų arba Statybos normų ir reglamentų II-3-79 „Statybinė šilumos inžinerija“ (Statybos normos ir reglamentai - statybos normos ir taisyklės). Jos matmenys yra W / m × K arba W / m × ⁰C.

Šis formulių sąrašas rodo santykį tarp kiekių:

• R = d / k
• R = ∆T / Q
• Q = ∆T / R
• Q_viso = Q × S
• P = q_viso / Efektyvumas

Daugiasluoksnėms konstrukcijoms šilumos perdavimo varža R apskaičiuojama atskirai kiekvienai konstrukcijai ir sudedama.

Kartais daugiasluoksnių konstrukcijų skaičiavimas gali būti pernelyg sudėtingas, pavyzdžiui, skaičiuojant stiklo lango šilumos nuostolius.

Į ką reikia atsižvelgti apskaičiuojant langų šilumos perdavimo varžą:

• stiklo storis;
• stiklų skaičius ir oro tarpai tarp jų;
• dujų rūšis tarp stiklų: inertiška arba ore;
• langų stiklo šiluminės izoliacijos dangos buvimas.

Vis dėlto paruoštas visos struktūros vertes galite rasti tiek iš gamintojo, tiek iš katalogo, šio straipsnio pabaigoje yra bendro dizaino dvigubo stiklo langų lentelė.

2 etapas - rūsio grindų šilumos nuostolių apskaičiavimas

Atskirai reikia atsižvelgti į šilumos nuostolių per pastato grindis skaičiavimą, nes dirvožemis turi didelį atsparumą šilumos perdavimui.

Apskaičiuodami rūsio šilumos nuostolius, turite atsižvelgti į gilėjimą į žemę. Jei namas yra žemės lygyje, manoma, kad gylis yra 0.

Pagal visuotinai priimtą techniką grindų plotas yra padalintas į 4 zonas.

• 1 zona - 2 metrai atgal nuo išorinės sienos iki grindų centro perimetrą. Pagilinus pastatą, jis nukrypsta nuo žemės paviršiaus iki grindų lygio išilgai vertikalios sienos. Jei siena yra 2 m gylyje, tada 1 zona bus visiškai ant sienos.
• 2 zona - atsitraukia 2 m perimetrą į centrą nuo 1 zonos krašto.
• 3 zona - atsitraukia 2 m perimetrą į centrą nuo 2 zonų sienos.
• 4 zona - likusios grindys.

Kiekvienai zonai pagal nusistovėjusią praktiką nustatomi jos 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.

Nurodytos R vertės galioja nepadengtoms grindims. Izoliacijos atveju kiekviena R padidėja R izoliacija.

Be to, ant rąstų išklotų grindų R padauginamas iš koeficiento 1,18.

1 zona yra 2 metrų pločio. Jei namas yra palaidotas, tada reikia paimti sienų aukštį žemėje, atimti iš 2 metrų, o likusią dalį perkelti į grindis

3 etapas - lubų šilumos nuostolių apskaičiavimas

Dabar galite tęsti skaičiavimus.

Formulė, kuri gali būti naudojama kaip apytikslis elektrinio katilo galios įvertinimas:

W = w_plaka × S

Tikslas: apskaičiuoti reikalingą katilo galią Maskvoje, šildomo ploto 150 m².

Atlikdami skaičiavimus atsižvelgiame į tai, kad Maskva priklauso centriniam regionui, t. W_plaka gali būti laikomas lygus 130 W / m².

W_plaka = 130 × 150 = 19500W / h arba 19,5kW / h

Šis skaičius yra toks netikslus, kad nereikia atsižvelgti į šildymo įrangos efektyvumą.

Dabar nustatome šilumos nuostolius per 15m² mineraline vata apšiltintų lubų plotas. Izoliacijos sluoksnio storis yra 150 mm, lauko temperatūra -30 ° C, pastato viduje +22 ° C 3 valandas.

Sprendimas: pagal lentelę randame mineralinės vatos šilumos laidumo koeficientą, k = 0,036 W / m×° C. Storis d turi būti imamas metrais.

Skaičiavimo procedūra yra tokia:

• 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_viso = 12,48 × 15 = 187 Wh / h.

Mes apskaičiavome, kad šilumos nuostoliai per lubas mūsų pavyzdyje bus 187 * 3 = 561W.

Mūsų tikslams visiškai įmanoma supaprastinti skaičiavimus, apskaičiuojant tik išorinių konstrukcijų: sienų ir lubų šilumos nuostolius, nekreipiant dėmesio į vidines pertvaras ir duris.

Be to, galite apsiskaičiuoti šilumos nuostolius ventiliacijai ir nuotekoms. Mes neatsižvelgsime į infiltraciją ir vėjo apkrovą. Pastato vietos priklausomybė nuo esminių taškų ir gaunamos saulės spinduliuotės kiekio.

Remiantis bendrais svarstymais, galima padaryti vieną išvadą. Kuo didesnis pastatas, tuo mažesni šilumos nuostoliai 1 m². Tai lengva paaiškinti, nes sienų plotas padidėja keturkampiu, o tūris kube.Rutulys turi mažiausiai šilumos nuostolių.

Uždarose konstrukcijose atsižvelgiama tik į uždarus oro sluoksnius. Jei jūsų namas turi ventiliuojamą fasadą, tada toks oro sluoksnis laikomas neuždarytu, į jį neatsižvelgiama. Neimkite visų po atviru dangumi esančių sluoksnių: fasado plytelių ar kasečių.

Atsižvelgiama į uždarus oro sluoksnius, pavyzdžiui, dvigubo stiklo languose.

Visos namo sienos yra išorinės. Palėpė nešildoma, neatsižvelgiama į stogo dangų medžiagų šiluminę varžą

4 etapas - visų kotedžo šilumos nuostolių apskaičiavimas

Po teorinės dalies galite pereiti prie praktinio.

Pavyzdžiui, mes apskaičiuojame namą:

• išorinių sienų matmenys: 9x10 m;
• aukštis: 3 m;
• langas su dvigubu stiklo paketu 1,5×1,5 m: 4 vnt;
• ąžuolinės durys 2.1×0,9 m, storis 50 mm;
• pušies grindys, išklotos ant rąstų, iš 30 mm storio ekstruzinio polistirolo;
• GKL lubos 9 mm, virš 150 mm storio mineralinės vatos;
• sienos medžiaga: mūrinės 2 silikatinės plytos, mineralinės vatos izoliacija 50 mm;
• šalčiausias laikotarpis yra 30 ° С, apskaičiuota temperatūra pastato viduje yra 20 ° С.

Atliksime parengiamuosius reikalingų sričių skaičiavimus. Apskaičiuodami zonas ant grindų, mes paimame nulinį sienų gilinimą. Ant rąstų klojama grindų lenta.

• langai - 9 m²;
• durys - 1,9 m²;
• sienos, atėmus langus ir duris - 103,1 m²;
• lubos - 90 m²;
• grindų zonų plotas: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 ° C.

Be to, remiantis žinynais ar lentelėmis, pateiktomis šio skyriaus pabaigoje, kiekvienai medžiagai parenkame reikiamas šilumos laidumo koeficiento vertes. Mes rekomenduojame perskaityti išsamiau su šilumos laidumo koeficientas ir jo vertės populiariausioms statybinėms medžiagoms.

Pušies lentų šilumos laidumas turėtų būti imamas palei pluoštus.

Visas skaičiavimas yra gana paprastas:

1 veiksmas: Šilumos nuostolių apskaičiavimas per laikančiąsias sienų konstrukcijas apima tris etapus.

Apskaičiuojame mūrinių sienų šilumos nuostolių koeficientą: R_kir = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

Tas pats ir sienų izoliacijai: R_ut = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 m²×° C / W.

Šilumos nuostoliai 1 m² išorinės sienos: Q = ΔT / (R_kir + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×° C / W.

Dėl to bendras sienų šilumos nuostolis bus: Q_Šv = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 W / h.

2 žingsnis: Šilumos nuostolių per langus apskaičiavimas: Q_langas = 9 × 50 / 0,32 = 1406 W / h.

3 žingsnis: Šiluminės energijos nuotėkio per ąžuolo duris apskaičiavimas: Q_dv = 1,9 × 50 / 0,23 = 413 W / h.

4 veiksmas: Šilumos nuostoliai per viršutines lubas: Q_prakaitas = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064 W / h.

5 žingsnis: Mes apskaičiuojame R_ut grindims taip pat keliais veiksmais.

Pirmiausia randame izoliacijos šilumos nuostolių koeficientą: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Tada pridėkite R_ut į kiekvieną zoną:

• 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 veiksmas: Kadangi grindys klojamos ant rąstų, padauginkite iš koeficiento 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.

7 žingsnis: Mes apskaičiuojame Q kiekvienai zonai:

Q1 = 60 × 50 / 3,64 = 824 W / h;

Q2 = 18 × 50 / 6,24 = 144W / h;

Q3 = 10 × 50 / 11,32 = 44 W / h;

Q4 = 2 × 50 / 17,92 = 6W / h.

8 žingsnis: Dabar galite apskaičiuoti visos lyties Q: Q_lytis = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018 W / val.

9 veiksmas: Atlikę skaičiavimus galime nurodyti visų šilumos nuostolių sumą:

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

Į skaičiavimus neįtraukti šilumos nuostoliai, susiję su nuotekomis ir vėdinimu. Kad neapsunkintumėte daugiau nei matuojant, tiesiog pridėkite 5% prie išvardytų nuotėkių.

Žinoma, reikalinga bent 10% marža.

Taigi galutinis namo šilumos nuostolių skaičius yra:

Q_viso = 6629 × 1,15 = 7623 W / h.

Q_viso parodo maksimalius šilumos nuostolius namuose, kai išorinio ir vidinio oro temperatūrų skirtumas yra 50 ° C.

Jei skaičiuosite pagal pirmą supaprastintą versiją per Wud, tada:

W_plaka = 130 × 90 = 11700 W / h.

Aišku, kad antroji skaičiavimo versija yra dar sudėtingesnė, tačiau ji suteikia realistiškesnį pastatų su izoliacija skaičių. Pirmasis variantas leidžia gauti apibendrintą šilumos nuostolių vertę pastatams, turintiems žemą šilumos izoliacijos laipsnį, arba visai jų neturintiems.

Pirmuoju atveju katilas turės kas valandą visiškai atnaujinti šiluminės energijos nuostolius, atsirandančius per angas, grindis, sienas be izoliacijos.

Antruoju atveju, prieš pasiekiant patogią temperatūrą, būtina šildyti tik vieną kartą.Tada katilui reikės tik atkurti šilumos nuostolius, kurių dydis yra žymiai mažesnis nei pirmasis variantas.

1 lentelė. Įvairių statybinių medžiagų šilumos laidumas.

Lentelėje pateiktas įprastų statybinių medžiagų šilumos laidumas.

2 lentelė. Įvairių tipų mūro cemento jungties storis.

Apskaičiuojant mūro storį, atsižvelgiama į siūlės storį 10 mm. Dėl cemento jungčių mūro šilumos laidumas yra šiek tiek didesnis nei vienos plytos

3 lentelė. Įvairių tipų mineralinės vatos plokščių šilumos laidumas.

Lentelėje pateiktos įvairių mineralinės vatos plokščių šilumos laidumo koeficiento vertės. Fasadams pašildyti naudojama kieta plokštė

4 lentelė. Įvairių konstrukcijų langų šilumos nuostoliai.

Žymėjimai lentelėje: Ar - stiklo užpildymas inertinėmis dujomis, K - išorinis stiklas turi šilumą saugančią dangą, stiklo storis yra 4 mm; likę skaičiai rodo tarpą tarp stiklų

7,6 kW / h yra apskaičiuota maksimali reikalinga galia, kuri sunaudojama gerai apšiltintam pastatui šildyti. Tačiau darbui skirtus elektrinius katilus taip pat reikia šiek tiek įkrauti savo jėgoms.

Kaip pastebėjote prastai apšiltintą namą ar butą šildymui reikės daug elektros energijos. Ir tai pasakytina apie bet kokio tipo katilą. Tinkama grindų, lubų ir sienų izoliacija gali žymiai sumažinti sąnaudas.

Mūsų svetainėje yra straipsnių apie izoliacijos metodus ir šilumą izoliuojančios medžiagos pasirinkimo taisykles. Siūlome susipažinti su jais:

• Privačiojo namo apšiltinimas lauke: populiariosios technologijos + medžiagos peržiūra
• Grindų izoliacija rąstais: šiltinimo medžiagos + izoliacijos schemos
• Mansardinio stogo izoliacija: išsami šilumos izoliacijos įrengimo mažaaukščių pastatų mansardoje instrukcija
• Namo sienų šiltinimo iš vidaus tipai: izoliacijos medžiagos ir jų charakteristikos
• Lubų izoliacija privačiame name: naudojamų medžiagų rūšys + kaip tinkamai pasirinkti
• Balkono „pasidaryk pats“ šiltinimas: populiariausios galimybės ir technologijos balkono pašildymui iš vidaus

5 etapas - elektros energijos sąnaudų apskaičiavimas

Jei supaprastinsite šildymo katilo techninę esmę, galite jį vadinti įprastu elektros energijos keitikliu į jo šiluminį analogą. Atlikdamas pertvarkymo darbą, jis sunaudoja ir tam tikrą kiekį energijos. T. y. katilas gauna pilną vienetą elektros energijos, o šildymui tiekiama tik 0,98 jo dalies.

Norint gauti tikslią tiriamo elektrinio šildymo katilo energijos sąnaudas, būtina jo galią (įvertintą pirmuoju atveju ir apskaičiuotą antruoju atveju) padalyti iš gamintojo nurodytos efektyvumo vertės.

Vidutinis tokios įrangos efektyvumas yra 98%. Pavyzdžiui, energijos suvartojimas bus, pavyzdžiui, skaičiavimo parinktis:

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

Lieka padauginti vertę iš vietinio tarifo. Tada apskaičiuokite visas elektrinio šildymo išlaidas ir pradėkite ieškoti būdų, kaip jas sumažinti.

Pvz., Nusipirkite dviejų tarifų skaitiklį, kuris leidžia iš dalies sumokėti už mažesnius „naktinius“ tarifus. Kodėl reikia pakeisti seną elektros skaitiklį nauju modeliu. Detalių pakeitimo tvarka ir taisyklės peržiūrėta čia.

Kitas būdas sumažinti išlaidas pakeitus skaitiklį - į šildymo kontūrą įtraukti šiluminį akumuliatorių, kad naktį būtų galima kaupti pigią energiją ir išeikvoti ją dienos metu.

6 etapas - sezoninių šildymo išlaidų apskaičiavimas

Įgiję būsimų šilumos nuostolių apskaičiavimo metodą, galite lengvai įvertinti šildymo išlaidas per visą šildymo laikotarpį.

Remiantis SNiP 23-01-99 „Statybinė klimatologija“ 13 ir 14 skiltyse, Maskvos laikotarpis yra vidutinis, kai temperatūra mažesnė nei 10 ° C.

Maskvai šis laikotarpis trunka 231 dieną ir jo vidutinė temperatūra yra –2,2 ° C. Norėdami apskaičiuoti Q_viso jei ΔT = 22,2 ° С, nebūtina iš naujo atlikti viso skaičiavimo.

Pakanka atspausdinti Q_viso 1 ° C:

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

Atitinkamai, kai ΔT = 22,2 ° C:

Q_viso = 152,46 × 22,2 = 3385 W / h

Norėdami rasti suvartotą elektros energiją, padauginame iš šildymo laikotarpio:

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

Aukščiau pateiktas skaičiavimas taip pat yra įdomus, nes jis leidžia analizuoti visą namo struktūrą izoliacijos naudojimo efektyvumo požiūriu.

Mes apsvarstėme supaprastintą skaičiavimų versiją. Mes taip pat rekomenduojame susipažinti su visa informacija pastato šilumos inžinerinis skaičiavimas.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Kaip išvengti šilumos nuostolių per pamatą:

Kaip apskaičiuoti šilumos nuostolius internete:

Elektrinių katilų, kaip pagrindinės šildymo įrangos, naudojimą labai riboja elektros tinklų galimybės ir elektros kaina.

Tačiau kaip papildomą, pvz kieto kuro katilasgali būti gana efektyvus ir naudingas. Jie gali žymiai sumažinti šildymo sistemos šildymo laiką arba būti naudojami kaip pagrindinis katilas ne labai žemoje temperatūroje.

Ar šildymui naudojate elektrinį katilą? Papasakokite, kokiu būdu apskaičiavote reikalingą galią jūsų namams. O gal tiesiog norite nusipirkti elektrinį katilą ir turite klausimų? Paklauskite jų straipsnio komentaruose - mes pasistengsime jums padėti.