Hvor mye strøm en elektrisk kjele bruker: hvordan du gjør beregninger før du kjøper

Bruken av elektrisitet som energikilde for oppvarming av et landsted er attraktiv av mange grunner: lett tilgjengelighet, utbredelse, miljøvennlighet. Samtidig forblir ganske høye tariffer det viktigste hinderet for bruk av elektriske kjeler.

Har du også tenkt på om det er lurt å installere en elektrisk kjele? La oss se sammen hvor mye strøm en elektrisk kjele bruker. Hvorfor vi vil bruke reglene for å utføre beregninger og formler diskutert i artikkelen vår.

Beregninger vil bidra til å forstå detaljert hvor mye kW strøm som må betales månedlig hvis en elektrisk kjele brukes til å varme opp et hus eller en leilighet. De resulterende tallene vil tillate deg å ta en endelig beslutning om kjøp / ikke kjøp av kjelen.

Metoder for beregning av kraften til en elektrisk kjele

To hovedmetoder kan skilles for beregning av den nødvendige kraften til en elektrisk kjele. Den første er basert på det oppvarmede området, det andre på beregning av varmetap gjennom bygningskonvolutten.

Beregningen i henhold til det første alternativet er veldig grovt, basert på en enkelt indikatorspesifikk effekt. Spesifikk kraft er gitt i oppslagsverk og avhenger av regionen.

Beregningen i henhold til det andre alternativet er mer komplisert, men tar hensyn til mange individuelle indikatorer for et bestemt bygg. Full termisk ingeniørberegning av bygningen er en ganske komplisert og møysommelig oppgave. En forenklet beregning vil bli vurdert nedenfor, som likevel har den nødvendige nøyaktighet.

Uansett beregningsmetode påvirker mengden og kvaliteten på de innsamlede kildedataene den riktige vurderingen av den nødvendige kraften til elektrisk kjele.

Med lav effekt vil utstyret konstant arbeide med maksimal belastning, og gir ikke den ønskede komforten med å leve. Med overdreven kraft - urimelig høyt energiforbruk, høye kostnader for varmeutstyr.

I motsetning til andre typer drivstoff, er elektrisitet et miljøvennlig, ganske rent og enkelt alternativ, men knyttet til tilgjengeligheten av et uavbrutt strømnett i regionen

Fremgangsmåten for beregning av kraften til en elektrisk kjele

Deretter vil vi vurdere i detalj hvordan du beregner nødvendig kjeleeffekt slik at utstyret fullt ut oppfyller oppgaven sin med å varme opp huset.

Fase 1 - samling av innledende data for beregning

For beregningene trenger du følgende informasjon om bygningen:

• S - området til det oppvarmede rommet.
• W_beats - spesifikk kraft.

Den spesifikke effektindikatoren viser hvor mye termisk energi som trengs per 1 m² klokken 1.

Avhengig av lokale miljøforhold kan følgende verdier aksepteres:

• for den sentrale delen av Russland: 120 - 150 W / m²;
• for sørlige regioner: 70-90 W / m²;
• for nordlige regioner: 150-200 W / m².

W_beats - Teoretisk verdi, som hovedsakelig brukes til veldig grove beregninger, fordi den ikke gjenspeiler bygningens virkelige varmetap. Tar ikke hensyn til vindusområdet, antall dører, materialet til ytterveggene, høyden på taket.

Nøyaktig beregning av varmeteknikk utføres ved bruk av spesialiserte programmer under hensyntagen til mange faktorer. For våre formål er det ikke nødvendig med en slik beregning, det er fullt mulig å få ved å beregne varmetapene til de eksterne lukkende strukturer.

Verdier som skal brukes i beregningene:

R - varmeoverføringsmotstand eller varmemotstandskoeffisient. Dette er forholdet mellom temperaturforskjellen langs kantene av den omsluttende strukturen og varmestrømmen som passerer gjennom denne strukturen. Den har en dimensjon m²×⁰С / W.

Faktisk er alt enkelt - R uttrykker et materials evne til å holde på varmen.

Q - en verdi som viser mengden varmestrøm som går gjennom 1 m² overflate ved en temperaturforskjell på 1 ° C i 1 time. Det vil si at det viser hvor mye varme som mister 1 m² bygningskonvolutt i timen ved et temperaturfall på 1 grad. Har en dimensjon på W / m²×h.

For beregningene som er gitt her er det ingen forskjell mellom kelvin og grader Celsius, siden det ikke er den absolutte temperaturen som betyr noe, men bare forskjellen.

Q_samfunn - mengden varmestrøm som går gjennom bygningskonvolutten S i timen. Den har en dimensjon på W / h.

P - kraft fra varmekjelen. Det beregnes som den nødvendige maksimale effektverdien for varmeutstyret med den maksimale temperaturforskjellen mellom uteluften og inneluften. Med andre ord tilstrekkelig kjelekraft til å varme opp bygningen i den kaldeste sesongen. Den har en dimensjon på W / h.

effektivitet - effektiviteten til varmekjelen, en dimensjonsløs mengde som viser forholdet mellom mottatt energi og energi brukt. Dokumentasjonen for utstyret er vanligvis gitt i prosent av 100, for eksempel 99%. I beregninger er en verdi fra 1 dvs. 0.99.

AT - viser temperaturforskjellen på begge sider av bygningskonvolutten. For å gjøre det tydeligere hvordan forskjellen beregnes riktig, se et eksempel. Hvis utenfor: -30 °C, og inne i +22 ° C, da ∆T = 22 - (-30) = 52 ° С

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

Det vil si at forskjellen alltid vil være den samme for grader og kelvin, for beregninger kan referansedataene i kelvin brukes uten korreksjoner.

d - tykkelsen på bygningen i meter.

k - koeffisient for varmeledningsevne for materialet i bygningskonvolutten, som er hentet fra referansebøkene eller konstruksjonsnormer og forskrifter II-3-79 "Byggevarmeteknikk" (konstruksjonsnormer og forskrifter - konstruksjonsnormer og regler). Den har en dimensjon på W / m × K eller W / m × ⁰C.

Følgende liste over formler viser forholdet mellom mengdene:

• R = d / k
• R = ∆T / Q
• Q = ∆T / R
• Q_samfunn = Q × S
• P = q_samfunn / Effektivitet

For flerlagsstrukturer beregnes varmeoverføringsmotstanden R separat for hver struktur og tilsettes deretter.

Noen ganger kan beregningen av flerlagsstrukturer være for tungvint, for eksempel når du beregner varmetapet til et glassvindu.

Hva du trenger å vurdere når du beregner varmeoverføringsmotstand for vinduer:

• glass tykkelse;
• antall briller og luftspalte mellom dem;
• type gass mellom glassene: inert eller luft;
• tilstedeværelsen av varmeisolasjonsbelegg av vindusglass.

Imidlertid kan du finne ferdige verdier for hele strukturen, enten fra produsenten eller i katalogen, på slutten av denne artikkelen er et bord for doble vinduer med vanlig design.

Trinn 2 - beregning av varmetap på gulvet i kjelleren

Hver for seg er det nødvendig å dvele ved beregning av varmetap gjennom gulvet i bygningen, siden jorden har betydelig motstand mot varmeoverføring.

Når du beregner varmetapet i kjelleren, må du ta hensyn til fordypningen i bakken. Hvis huset er på bakkenivå, antas dybden å være 0.

I henhold til den generelt aksepterte teknikken er gulvarealet delt inn i 4 soner.

• 1 sone - 2 meter tilbake fra ytterveggen til midten av gulvet rundt omkretsen. Ved fordypning av bygningen avviker den fra bakkenivå til gulvnivået langs en vertikal vegg. Hvis veggen er 2 m dyp i bakken, vil sone 1 være helt på veggen.
• 2 sone - trekker seg tilbake 2 m rundt omkretsen til sentrum fra grensen til 1 sone.
• 3 sone - trekker seg tilbake 2 m rundt omkretsen til sentrum fra grensen til 2 soner.
• 4 sone - gjenværende etasje.

For hver sone fra etablert praksis settes egne Rs:

• R1 = 2,1 m²×° C / W;
• R2 = 4,3 m²×° C / W;
• R3 = 8,6 moh²×° C / W;
• R4 = 14,2 moh²×° C / W.

De gitte R-verdiene er gyldige for ubelagte gulv. Ved isolasjon øker hver R med isolasjonen R.

I tillegg multipliseres R for gulv lagt på tømmerstokker med en faktor 1,18.

Sone 1 er 2 meter bred. Hvis huset er begravet, må du ta høyden på veggene i bakken, trekke fra 2 meter og overføre resten til gulvet

Trinn 3 - beregning av varmetapet i taket

Nå kan du fortsette med beregningene.

En formel som kan tjene som et grovt estimat for kraften til en elektrisk kjele:

W = w_beats × S

Mål: å beregne nødvendig kjelekapasitet i Moskva, det oppvarmede arealet på 150 m².

Når vi gjør beregninger, tar vi høyde for at Moskva tilhører den sentrale regionen, d.v.s. W_beats kan tas lik 130 W / m².

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

Dette tallet er så unøyaktig at det ikke krever å ta hensyn til effektiviteten til varmeutstyr.

Nå bestemmer vi varmetapet gjennom 15m² takets område isolert med mineralull. Tykkelsen på isolasjonslaget er 150 mm, utetemperaturen er -30 ° C, inne i bygningen +22 ° C i 3 timer.

Løsning: i følge tabellen finner vi den termiske konduktivitetskoeffisienten for mineralull, k = 0,036 W / m×° C. Tykkelse d må tas i meter.

Beregningsprosedyren 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_samfunn = 12,48 × 15 = 187 Wh / h.

Vi beregnet at varmetapet gjennom taket i vårt eksempel vil være 187 * 3 = 561W.

For vårt formål er det fullt mulig å forenkle beregningene, bare beregne varmetapet for de ytre strukturer: vegger og tak, uten å ta hensyn til de indre skillevegger og dører.

I tillegg kan du gjøre det uten å beregne varmetapet for ventilasjon og kloakk. Vi vil ikke ta hensyn til infiltrasjon og vindbelastning. Avhengighet av bygningens plassering på kardinalpunktene og mengden mottatt solstråling.

Av generelle hensyn kan en konklusjon trekkes. Jo større bygning, jo mindre varmetap per 1 m². Dette er lett å forklare, siden murens område øker kvadratisk, og volumet i kuben.Ballen har minst varmetap.

I lukkede konstruksjoner tas det bare hensyn til lukkede luftlag. Hvis huset ditt har en ventilert fasade, anses et slikt luftlag ikke å være lukket, det tas ikke med i betraktningen. Ikke ta alle lagene som følger foran et friluftlag: fasadefliser eller kassetter.

Lukkede luftlag, for eksempel i vinduer med doble vinduer, tas med i betraktningen.

Alle husets vegger er utvendige. Loftet blir ikke oppvarmet, den termiske motstanden til takmaterialer er ikke tatt med i beregningen

Fase 4 - beregning av hyttens totale varmetap

Etter den teoretiske delen kan du gå videre til det praktiske.

For eksempel beregner vi huset:

• dimensjoner på yttervegger: 9x10 m;
• høyde: 3 m;
• vindu med dobbeltvindu 1,5×1,5 m: 4 stk;
• eikedør 2.1×0,9 m, tykkelse 50 mm;
• furugulv på 28 mm, over ekstrudert polystyren med en tykkelse på 30 mm, lagt på tømmerstokker;
• GKL-tak på 9 mm, over mineralull 150 mm tykt;
• veggmateriale: mur 2 silikat murstein, mineralullisolasjon 50 mm;
• den kaldeste perioden er 30 ° С, den beregnede temperaturen inne i bygningen er 20 ° С.

Vi vil gjennomføre forberedende beregninger av de nødvendige områdene. Når vi beregner sonene på gulvet, tar vi null fordypning av veggene. Gulvbrettet legges på tømmerstokkene.

• vinduer - 9 moh²;
• dør - 1,9 moh²;
• vegger, minus vinduer og dører - 103,1 moh²;
• tak - 90 moh²;
• areal av etasjesoner: S1 = 60 moh², S2 = 18 moh², S3 = 10 moh², S4 = 2 moh²;
• ΔT = 50 ° C.

I følge referansebøker eller tabeller gitt i slutten av dette kapittelet, velger vi videre de nødvendige verdiene for den termiske konduktivitetskoeffisienten for hvert materiale. Vi anbefaler at du leser mer detaljert med varmeledningsevne koeffisient og dens verdier for de mest populære byggematerialene.

For furuplater bør den termiske ledningsevnen tas langs fibrene.

Hele beregningen er ganske enkel:

Trinn 1: Beregningen av varmetap gjennom bærende veggkonstruksjoner innebærer tre trinn.

Vi beregner koeffisienten for varmetap for murverkets vegger: R_Cyrus = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

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

Varmetap 1 moh² yttervegger: Q = ΔT / (R_Cyrus + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×° C / W.

Som et resultat vil det totale varmetapet på veggene være: Q_Artikkel = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 W / h.

Trinn nummer 2: Beregning av varmetap gjennom vinduer: Q_vinduet = 9 × 50 / 0,32 = 1406W / h.

Trinn nummer 3: Beregning av lekkasje av termisk energi gjennom en eikedør: Q_dv = 1,9 × 50 / 0,23 = 413W / h.

Trinn 4: Varmetap gjennom det øvre taket - taket: Q_svette = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064W / h.

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

Først finner vi koeffisienten for varmetap for isolasjonen: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Legg deretter til R_ut til hver sone:

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

Trinn 6: Siden gulvet er lagt på tømmerstokkene, multipliser med en faktor 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.

Trinn nummer 7: Vi beregner Q for hver sone:

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.

Trinn nummer 8: Nå kan du beregne Q for hele kjønn: Q_etasje = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018W / h.

Trinn 9: Som et resultat av beregningene våre kan vi utpeke summen av det totale varmetapet:

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

Beregningen inkluderte ikke varmetap knyttet til kloakk og ventilasjon. For ikke å komplisere utover målet, bare legg 5% til de listede lekkasjene.

Selvfølgelig er en margin på minst 10% nødvendig.

Dermed er det endelige varmetapet for et eksempel hjemme:

Q_samfunn = 6629 × 1,15 = 7623W / h.

Q_samfunn viser det maksimale varmetapet hjemme når temperaturforskjellen mellom den ytre og den indre luften er 50 ° C.

Hvis du teller i henhold til den første forenklede versjonen gjennom Wud, så:

W_beats = 130 × 90 = 11700W / h.

Det er tydelig at den andre versjonen av beregningen er enda mer komplisert, men den gir et mer realistisk tall for bygninger med isolasjon. Det første alternativet lar deg få en generalisert verdi på varmetap for bygninger med lav grad av varmeisolasjon eller uten det i det hele tatt.

I det første tilfellet må kjelen fullstendig fornye hver time tapet av termisk energi som oppstår gjennom åpninger, gulv, vegger uten isolasjon.

I det andre tilfellet er det nødvendig å varme bare en gang før du oppnår en behagelig temperatur.Da vil kjelen bare trenge for å gjenopprette varmetap, hvis omfang er betydelig lavere enn det første alternativet.

Tabell 1. Termisk ledningsevne for forskjellige byggematerialer.

Tabellen viser varmeledningsevnen for vanlige bygningsmaterialer.

Tabell 2. Sementforbindelsens tykkelse for forskjellige typer murverk.

Når du beregner tykkelsen på murverket, tas tykkelsen på sømmen 10mm i betraktning. På grunn av sementfuger er den termiske konduktiviteten til murverket litt høyere enn en eneste murstein

Tabell 3. Termisk ledningsevne for forskjellige typer mineralullplater.

Tabellen viser verdiene for koeffisienten for varmeledningsevne for forskjellige mineralullplater. En hard plate brukes til å varme fasadene

Tabell 4. Varmetap på vinduer av forskjellige utførelser.

Betegnelser i tabellen: Ar - fylle glasset med inert gass, K - det ytre glasset har et varmeskjermende belegg, tykkelsen på glasset er 4 mm; de resterende tallene indikerer gapet mellom glassene

7,6 kW / h er den estimerte maksimale nødvendige kraften som blir brukt på å varme opp et godt isolert bygg. Imidlertid trenger elektriske kjeler for arbeid også noe lading for egen kraft.

Som du la merke til at et dårlig isolert hus eller leilighet vil kreve store mengder strøm for oppvarming. Og dette gjelder for alle typer kjeler. Riktig isolasjon av gulv, tak og vegger kan redusere kostnadene betydelig.

På siden vår er det artikler om isolasjonsmetoder og regler for valg av varmeisolerende materiale. Vi foreslår at du blir kjent med dem:

• Isolering av et privat hus utenfor: populære teknologier + materialoversikt
• Gulvisolering etter tømmerstokker: materialer for varmeisolasjon + isolasjonsordninger
• Loftsisolasjon: en detaljert instruksjon om installasjon av varmeisolasjon på loftet i et lavhus
• Typer isolasjon for husets vegger fra innsiden: materialer for isolasjon og deres egenskaper
• Isolasjon for taket i et privat hus: typer materialer som brukes + hvordan velge riktig
• Gjør-det-selv som varmer balkongen: populære alternativer og teknologier for å varme opp balkongen fra innsiden

Fase 5 - Beregning av strømkostnader

Hvis du forenkler den tekniske essensen i en varmekjel, kan du kalle den en konvensjonell omformer av elektrisk energi til den termiske analogen. Utfører konverteringsarbeidet, bruker han også en viss mengde energi. dvs. kjelen får en full enhet strøm, og bare 0,98 av sin del leveres til oppvarming.

For å oppnå en nøyaktig figur av energiforbruket av den elektriske varmekjelen som er undersøkt, er det nødvendig å dele sin kraft (vurdert i første tilfelle og beregnet i det andre) med effektivitetsverdien som er oppgitt av produsenten.

Gjennomsnittlig effektivitet for slikt utstyr er 98%. Som et resultat vil energiforbruket for eksempel være for beregningsalternativet:

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

Det gjenstår å multiplisere verdien med den lokale tariffen. Beregn deretter de totale kostnadene for elektrisk oppvarming og begynn å lete etter måter å redusere dem på.

Kjøp for eksempel en to-takstermåler som lar deg delvis betale til lavere "natt" -tariffer. Hvorfor trenger du å bytte ut den gamle strømmåleren med en ny modell. Prosedyre og regler for utskifting i detalj gjennomgått her.

En annen måte å redusere kostnadene etter å ha byttet ut måleren er å inkludere en termisk akkumulator i varmekretsen for å fylle ut billig energi om natten og bruke den på dagtid.

Fase 6 - beregning av sesongbaserte oppvarmingskostnader

Nå som du har mestret metoden for å beregne fremtidig varmetap, kan du enkelt estimere kostnadene for oppvarming i hele oppvarmingsperioden.

I følge SNiP 23-01-99 “Construction Climatology” i kolonnene 13 og 14 finner vi for Moskva varigheten av perioden med en gjennomsnittstemperatur under 10 ° C.

For Moskva varer denne perioden 231 dager og har en gjennomsnittstemperatur på -2,2 ° C. For å beregne Q_samfunn for ΔT = 22,2 ° С, er det ikke nødvendig å utføre hele beregningen på nytt.

Det er nok å skrive ut Q_samfunn 1 ° C:

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

Følgelig, for ΔT = 22,2 ° C:

Q_samfunn = 152,46 × 22,2 = 3385W / h

For å finne den forbrukte strømmen, multipliserer vi med oppvarmingsperioden:

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

Beregningen ovenfor er også interessant fordi den lar deg analysere hele strukturen i huset med tanke på effektiviteten av bruken av isolasjon.

Vi vurderte en forenklet versjon av beregningene. Vi anbefaler at du også setter deg inn i det fulle termisk ingeniørberegning av bygningen.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Slik unngår du varmetap gjennom grunnlaget:

Hvordan beregne varmetap på nettet:

Bruken av elektriske kjeler som hovedvarmeutstyr er svært begrenset av mulighetene til elektriske nettverk og strømkostnadene.

Som et tillegg, for eksempel til kjele med fast brenselkan være ganske effektiv og nyttig. De kan redusere tiden for oppvarming av varmesystemet betydelig eller brukes som hovedkjel ved ikke så lave temperaturer.

Bruker du en elektrisk kjele til oppvarming? Fortell oss med hvilken metode du beregnet den nødvendige kraften til hjemmet ditt. Eller kanskje du bare vil kjøpe en elektrisk kjele og har spørsmål? Spør dem i kommentarene til artikkelen - vi vil prøve å hjelpe deg.