Koľko elektriny spotrebuje elektrický kotol: ako urobiť výpočty pred nákupom

Využitie elektriny ako zdroja energie na vykurovanie vidieckeho domu je atraktívne z mnohých dôvodov: ľahká dostupnosť, prevalencia, šetrnosť k životnému prostrediu. Hlavnou prekážkou pri používaní elektrických kotlov však zostávajú pomerne vysoké tarify.

Rozmýšľali ste aj o vhodnosti inštalácie elektrického kotla? Pozrime sa spoločne, koľko elektrickej energie spotrebuje elektrický kotol. Prečo budeme používať pravidlá na vykonávanie výpočtov a vzorcov uvedených v našom článku.

Výpočty pomôžu podrobne pochopiť, koľko kW elektriny sa bude musieť platiť mesačne, ak sa elektrický kotol používa na vykurovanie domu alebo bytu. Výsledné čísla vám umožnia urobiť konečné rozhodnutie o kúpe / nie kúpe kotla.

Metódy výpočtu výkonu elektrického kotla

Existujú dve hlavné metódy výpočtu požadovaného výkonu elektrického kotla. Prvý je založený na vykurovanej oblasti, druhý na výpočte tepelných strát cez obvodový plášť budovy.

Výpočet podľa prvej možnosti je veľmi hrubý a vychádza z jediného ukazovateľa špecifického výkonu. Konkrétna sila je uvedená v príručkách a závisí od regiónu.

Výpočet podľa druhej možnosti je zložitejší, ale zohľadňuje mnoho individuálnych ukazovateľov konkrétnej budovy. Úplný tepelno-technický výpočet budovy je pomerne komplikovanou a náročnou úlohou. Nižšie sa uvažuje o zjednodušenom výpočte, ktorý má však potrebnú presnosť.

Bez ohľadu na metódu výpočtu množstvo a kvalita zozbieraných údajov o zdroji priamo ovplyvňujú správne posúdenie požadovaného výkonu elektrického kotla.

Pri nízkom príkone bude zariadenie neustále pracovať s maximálnym zaťažením a nebude poskytovať požadovaný komfort bývania. S nadmerným výkonom - neprimerane vysoká spotreba energie, vysoké náklady na vykurovacie zariadenie.

Na rozdiel od iných druhov palív je elektrina ekologickou, pomerne čistou a jednoduchou možnosťou, ale je spojená s dostupnosťou nepretržitej elektrickej siete v regióne.

Postup výpočtu výkonu elektrického kotla

Ďalej sa podrobne zaoberáme výpočtom potrebného výkonu kotla tak, aby zariadenie v plnej miere plnilo úlohu vykurovania domu.

Fáza č. 1 - zhromažďovanie počiatočných údajov na výpočet

Na výpočty budete potrebovať nasledujúce informácie o budove:

• S - plocha vyhrievanej miestnosti.
• W_beats - špecifická sila.

Ukazovateľ špecifického výkonu ukazuje, koľko tepelnej energie je potrebné na 1 m² o 1 hodinu.

V závislosti od miestnych podmienok prostredia môžu byť akceptované nasledujúce hodnoty:

• pre strednú časť Ruska: 120 - 150 W / m²;
• pre južné regióny: 70 - 90 W / m²;
• pre severné regióny: 150-200 W / m².

W_beats - Teoretická hodnota, ktorá sa používa hlavne na veľmi hrubé výpočty, pretože neodráža skutočné tepelné straty budovy. Nezohľadňuje plochu zasklenia, počet dverí, materiál obvodových stien, výšku stropov.

Presný výpočet tepelného inžinierstva sa vykonáva pomocou špecializovaných programov, ktoré zohľadňujú mnoho faktorov. Pre náš účel nie je taký výpočet potrebný, je celkom možné získať výpočtom tepelných strát vonkajších obklopujúcich štruktúr.

Hodnoty, ktoré sa majú použiť pri výpočtoch:

R - odpor proti prestupu tepla alebo koeficient tepelnej odolnosti. Toto je pomer teplotného rozdielu pozdĺž okrajov uzatváracej štruktúry k tepelnému toku prechádzajúcemu touto štruktúrou. Má rozmer m²×⁰С / W.

V skutočnosti je všetko jednoduché - R vyjadruje schopnosť materiálu udržať teplo.

Q - hodnota ukazujúca množstvo tepelného toku prechádzajúceho 1 m² povrch pri teplotnom rozdiele 1 ° C po dobu 1 hodiny. To znamená, že ukazuje, koľko tepla stráca 1 m² obálka budovy za hodinu pri poklese teploty o 1 stupeň. Má rozmer W / m²×h.

Pri výpočtoch tu uvedených nie je rozdiel medzi kelvinmi a stupňami Celzia, pretože na tom nezáleží, nie je to absolútna teplota, ale iba rozdiel.

Q_spoločnosť - množstvo tepelného toku prechádzajúceho cez plochu S plášťa budovy za hodinu. Má rozmer W / h.

P - výkon vykurovacieho kotla. Vypočíta sa ako požadovaná maximálna hodnota výkonu vykurovacieho zariadenia s maximálnym rozdielom teploty medzi vonkajším a vnútorným vzduchom. Inými slovami, dostatočný výkon kotla na vykurovanie budovy v najchladnejšom období. Má rozmer W / h.

efektívnosť - účinnosť vykurovacieho kotla, bezrozmerná veličina ukazujúca pomer prijatej energie k vynaloženej energii. Dokumentácia k zariadeniu sa zvyčajne uvádza v percentách 100, napríklad 99%. Vo výpočtoch je hodnota od 1 t. 0.99.

AT - ukazuje teplotný rozdiel na oboch stranách plášťa budovy. Ak chcete objasniť, ako sa rozdiel vypočítava správne, pozrite si príklad. Ak je mimo: -30 °A potom vo vnútri +22 ° C T = 22 - (-30) = 52 ° C

Alebo tiež, ale v kelvine: ∆T = 293 - 243 = 52 kB

To znamená, že rozdiel bude vždy rovnaký pre stupne a kelvíny, a preto sa pri výpočtoch môžu referenčné údaje v kelvinoch použiť bez korekcií.

d - hrúbka budovy v metroch.

k - koeficient tepelnej vodivosti materiálu obvodového plášťa budovy, ktorý je prevzatý z referenčných kníh alebo stavebných noriem a predpisov II-3-79 „Stavebné tepelné inžinierstvo“ (Stavebné normy a predpisy - stavebné normy a pravidlá). Má rozmer W / m × K alebo W / m × ⁰C.

Nasledujúci zoznam vzorcov ukazuje vzťah medzi množstvami:

• R = d / k
• R = ∆T / Q
• Q = ∆T / R
• Q_spoločnosť = Q × S
• P = q_spoločnosť / Účinnosť

Pre viacvrstvové štruktúry sa odpor R prenosu tepla vypočíta osobitne pre každú štruktúru a potom sa sčítajú.

Výpočet viacvrstvových štruktúr môže byť niekedy príliš ťažkopádny, napríklad pri výpočte tepelnej straty skleneného okna.

Čo je potrebné vziať do úvahy pri výpočte odporu proti prestupu tepla pre okná:

• hrúbka skla;
• počet pohárov a vzduchových medzier medzi nimi;
• druh plynu medzi sklámi: inertný alebo vzduch;
• prítomnosť tepelnoizolačného povlaku na okennom skle.

Hodnoty pripravené pre celú štruktúru môžete nájsť buď od výrobcu alebo v adresári, na konci tohto článku je tabuľka pre okná s dvojitým zasklením spoločného dizajnu.

2. etapa - výpočet tepelných strát dna suterénu

Oddelene je potrebné sa opierať o výpočet tepelných strát cez podlahu budovy, pretože pôda má výrazný odpor proti prenosu tepla.

Pri výpočte tepelných strát v suteréne je potrebné zohľadniť prehĺbenie do zeme. Ak je dom na úrovni terénu, predpokladá sa, že hĺbka je 0.

Podla všeobecne uznávanej techniky je podlahová plocha rozdelená na 4 zóny.

• 1 zóna - 2 metre od vonkajšej steny do stredu podlahy po obvode. V prípade prehĺbenia budovy sa táto odchyľuje od úrovne zeme do úrovne podlahy pozdĺž zvislej steny. Ak je stena hlboká 2 m v zemi, zóna 1 bude úplne na stene.
• 2 zóna - ustúpi 2 m po obvode do stredu od hranice 1 zóny.
• 3 zóna - ustúpi 2 m po obvode do stredu od hranice 2 zón.
• 4 zóna - zostávajúce poschodie.

Pre každú zónu od zavedenej praxe sú stanovené jej vlastné 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.

Uvedené hodnoty R platia pre nepotiahnuté podlahy. V prípade izolácie sa každé R zvyšuje o R izolácie.

Okrem toho sa pre podlahy položené na klátiky R vynásobí koeficientom 1,18.

Zóna 1 je široká 2 metre. Ak je dom pochovaný, musíte vziať výšku múrov v zemi, odpočítať od 2 metrov a zvyšok preniesť na podlahu

3. etapa - výpočet tepelných strát stropu

Teraz môžete pokračovať vo výpočtoch.

Vzorec, ktorý môže slúžiť ako hrubý odhad výkonu elektrického kotla:

W = w_beats × S

Účel: Na výpočet potrebnej kapacity kotla v Moskve je vykurovaná plocha 150 m².

Pri výpočtoch zohľadňujeme skutočnosť, že Moskva patrí do centrálneho regiónu, t. W_beats možno brať rovný 130 W / m².

W_beats = 130 x 150 = 19500 W / h alebo 19,5 kW / h

Tento údaj je natoľko nepresný, že nevyžaduje zohľadnenie účinnosti vykurovacieho zariadenia.

Teraz určujeme tepelné straty cez 15 m² plocha stropu izolovaná minerálnou vlnou. Hrúbka izolačnej vrstvy je 150 mm, vonkajšia teplota je -30 ° C, vo vnútri budovy +22 ° C po dobu 3 hodín.

Riešenie: podľa tabuľky nachádzame koeficient tepelnej vodivosti minerálnej vlny, k = 0,036 W / m×° C. Hrúbka d sa musí merať v metroch.

Postup výpočtu je nasledujúci:

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

Vypočítali sme, že tepelná strata stropom v našom príklade bude 187 * 3 = 561 W.

Pre naše účely je celkom možné zjednodušiť výpočty, výpočet tepelných strát iba vonkajších štruktúr: stien a stropov, bez toho, aby sa venovala pozornosť vnútorným priečkam a dverám.

Môžete to urobiť aj bez výpočtu tepelných strát pri vetraní a odpadových vodách. Nebudeme brať do úvahy infiltráciu a zaťaženie vetrom. Závislosť umiestnenia budovy od svetových strán a množstva prijatého slnečného žiarenia.

Na základe všeobecných úvah je možné vyvodiť jeden záver. Čím väčšia je budova, tým menšie tepelné straty na 1 m², To sa dá ľahko vysvetliť, pretože plocha stien sa kvadraticky zvyšuje a objem v kocke.Lopta má najmenšie tepelné straty.

V uzavretých konštrukciách sa berú do úvahy iba uzavreté vrstvy vzduchu. Ak má váš dom vetranú fasádu, takáto vrstva vzduchu sa nepovažuje za uzavretú, nezohľadňuje sa. Neberte si všetky vrstvy, ktoré nasledujú pred vrstvou vonkajšieho vzduchu: fasádne obklady alebo kazety.

Zohľadňujú sa napríklad uzavreté vzduchové vrstvy v dvojskloch.

Všetky steny domu sú vonkajšie. Podkrovie nie je vyhrievané, tepelný odpor strešných krytín sa nezohľadňuje

Fáza č. 4 - výpočet celkovej tepelnej straty chaty

Po teoretickej časti môžete prejsť na praktickú časť.

Napríklad vypočítame dom:

• rozmery vonkajších stien: 9x10 m;
• výška: 3 m;
• okno s dvojitým zasklením 1,5×1,5 m: 4 ks;
• dubové dvere 2.1×0,9 m, hrúbka 50 mm;
• borovicové dlážky 28 mm, na extrudovanom polystyréne s hrúbkou 30 mm, položené na kládu;
• Strop GKL 9 mm, nad minerálnou vlnou hrúbky 150 mm;
• materiál steny: murované 2 silikátové tehly, izolácia z minerálnej vlny 50 mm;
• najchladnejšia perióda je 30 ° С, vypočítaná teplota vo vnútri budovy je 20 ° С.

Vykonáme prípravné výpočty požadovaných plôch. Pri výpočte zón na podlahe berieme nulové prehĺbenie stien. Podlahová doska je položená na kládu.

• okná - 9 m²;
• dvere - 1,9 m²;
• steny, mínus okná a dvere - 103,1 m²;
• strop - 90 m²;
• plocha podlahových zón: S1 = 60 m²S2 = 18 m²S3 = 10 m²S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 ° C.

Ďalej podľa referenčných kníh alebo tabuliek uvedených na konci tejto kapitoly vyberáme potrebné hodnoty koeficientu tepelnej vodivosti pre každý materiál. Odporúčame, aby ste si prečítali podrobnejšie s koeficient tepelnej vodivosti a jeho hodnoty pre najpopulárnejšie stavebné materiály.

V prípade borovicových dosiek by sa mala tepelná vodivosť merať pozdĺž vlákien.

Celý výpočet je pomerne jednoduchý:

Krok č. 1: Výpočet tepelných strát nosnými stenovými konštrukciami zahŕňa tri kroky.

Vypočítame koeficient tepelných stien stien muriva: R_cyrus = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 m²×° C / W.

To isté platí pre izoláciu steny: R_ut = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 m²×° C / W.

Tepelná strata 1 m² vonkajšie steny: Q = ΔT / (R_cyrus + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×° C / W.

Výsledkom bude celková tepelná strata stien: Q_článok = QxS = 26,46 × 103,1 = 2728 W / h.

Krok číslo 2: Výpočet tepelných strát oknami: Q_okno = 9 x 50 / 0,32 = 1406 W / h.

Krok číslo 3: Výpočet úniku tepelnej energie dubovými dverami: Q_dv = 1,9 x 50 / 0,23 = 413 W / h.

Krok 4: Tepelné straty cez horný strop - strop: Q_pot = 90 x 50 / (0,06 + 4,17) = 1064 W / h.

Krok číslo 5: Vypočítame R_ut pre podlahu tiež vo viacerých akciách.

Najprv zistíme koeficient tepelnej straty izolácie: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×° C / W.

Potom pridajte R._ut do každej zóny:

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

Krok 6: Pretože podlaha je položená na kládach, vynásobte koeficientom 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.

Krok číslo 7: Vypočítame Q pre každú zónu:

Q1 = 60 x 50 / 3,64 = 824 W / h;

Q2 = 18 x 50 / 6,24 = 144 W / h;

Q3 = 10 x 50 / 11,32 = 44 W / h;

Q4 = 2 x 50/17,92 = 6 W / h.

Krok číslo 8: Teraz môžete vypočítať Q pre celé pohlavie: Q_podlaha = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018 W / h.

Krok 9: Na základe našich výpočtov môžeme určiť súčet celkových tepelných strát:

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

Výpočet nezahŕňal tepelné straty spojené s odpadovými vodami a vetraním. Aby sa nekomplikovala nad rámec opatrení, pridajte k uvedeným únikom len 5%.

Samozrejme je potrebná rezerva najmenej 10%.

Výsledná tepelná strata príkladu domu je teda:

Q_spoločnosť = 6629 × 1,15 = 7623 W / h.

Q_spoločnosť zobrazuje maximálnu tepelnú stratu doma, keď je teplotný rozdiel medzi vonkajším a vnútorným vzduchom 50 ° C.

Ak počítate podľa prvej zjednodušenej verzie prostredníctvom služby Wud, postupujte takto:

W_beats = 130 x 90 = 11700 W / h.

Je zrejmé, že druhá verzia výpočtu je ešte zložitejšia, ale poskytuje realistickejšiu hodnotu pre budovy s izoláciou. Prvá možnosť umožňuje získať zovšeobecnenú hodnotu tepelných strát pre budovy s nízkym stupňom tepelnej izolácie alebo vôbec.

V prvom prípade bude musieť kotol každú hodinu úplne obnoviť stratu tepelnej energie, ktorá sa vyskytuje otvormi, podlahami, stenami bez izolácie.

V druhom prípade je potrebné zohriať iba jedenkrát pred dosiahnutím príjemnej teploty.Potom kotol bude musieť obnoviť iba tepelné straty, ktorých veľkosť je výrazne nižšia ako pri prvej možnosti.

Tabuľka 1. Tepelná vodivosť rôznych stavebných materiálov.

Tabuľka ukazuje tepelnú vodivosť bežných stavebných materiálov.

Tabuľka 2. Hrúbka cementového spoja pre rôzne druhy muriva.

Pri výpočte hrúbky muriva sa berie do úvahy hrúbka švu 10 mm. V dôsledku cementových spojov je tepelná vodivosť muriva o niečo vyššia ako jedna tehla

Tabuľka 3. Tepelná vodivosť rôznych druhov dosiek z minerálnej vlny.

V tabuľke sú uvedené hodnoty koeficientu tepelnej vodivosti pre rôzne dosky z minerálnej vlny. Na zohrievanie fasád sa používa tvrdá doska

Tabuľka 4. Tepelné straty okien rôznych prevedení.

Označenia v tabuľke: Ar - naplnenie skla inertným plynom, K - vonkajšie sklo má tepelne chrániaci povlak, hrúbka skla je 4 mm, zostávajúce čísla označujú medzeru medzi sklami

7,6 kW / h je odhadovaný maximálny požadovaný výkon, ktorý sa vynakladá na vykurovanie dobre izolovanej budovy. Elektrické kotly na prácu si však tiež vyžadujú poplatok za svoju vlastnú energiu.

Ako ste si všimli, zle zateplený dom alebo byt bude vyžadovať veľké množstvo elektriny na vykurovanie. A to platí pre všetky typy kotlov. Správna izolácia podlahy, stropu a stien môže výrazne znížiť náklady.

Na našom webe sa nachádzajú články o metódach izolácie a pravidlách výberu tepelnoizolačného materiálu. Odporúčame vám, aby ste sa s nimi zoznámili:

• Izolácia vonkajšieho súkromného domu: populárne technológie + prehľad materiálu
• Izolácia podlahy guľatinou: materiály na tepelnú izoláciu + schémy izolácie
• Podkrovná izolácia strechy: podrobný návod na inštaláciu tepelnej izolácie v podkroví nízkopodlažnej budovy
• Druhy izolácie stien domu zvnútra: izolačné materiály a ich vlastnosti
• Izolácia stropu v súkromnom dome: druhy použitých materiálov + ako si vybrať ten pravý
• Vyhrievanie balkóna urobte sami: populárne možnosti a technológie na ohrievanie balkóna zvnútra

Fáza č. 5 - Výpočet nákladov na elektrinu

Ak zjednodušíte technickú podstatu vykurovacieho kotla, môžete ho nazvať konvenčným meničom elektrickej energie do svojho tepelného analógu. Pri konverzných prácach tiež spotrebúva určité množstvo energie. tj kotol prijíma celú jednotku elektriny a na vykurovanie sa dodáva iba 0,98 jeho časti.

Na získanie presného údaju o spotrebe energie skúmaným elektrickým vykurovacím kotlom je potrebné vydeliť jeho výkon (menovitý v prvom prípade a vypočítaný v druhom) hodnotou účinnosti deklarovanou výrobcom.

Priemerná účinnosť takýchto zariadení je 98%. Výsledkom bude napríklad spotreba energie pri výpočte:

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

Zostáva vynásobiť hodnotu miestnym tarifom. Potom vypočítajte celkové náklady na elektrické kúrenie a začnite hľadať spôsoby, ako ich znížiť.

Napríklad si kúpte dvoj tarifný meter, ktorý vám umožní čiastočne platiť za nižšie „nočné“ tarify. Prečo je potrebné vymeniť starý elektromer za nový model. Postup a pravidlá podrobného nahradenia recenzované tu.

Ďalším spôsobom, ako znížiť náklady po výmene glukomeru, je zahrnúť tepelný akumulátor do vykurovacieho okruhu, aby sa v noci mohla zásobiť lacná energia a stráviť ju vo dne.

Fáza č. 6 - výpočet sezónnych nákladov na vykurovanie

Po zvládnutí spôsobu výpočtu budúcich tepelných strát môžete ľahko odhadnúť náklady na vykurovanie počas celého vykurovacieho obdobia.

Podľa SNiP 23-01-99 „Stavebná klimatológia“ v stĺpcoch 13 a 14 nájdeme v Moskve trvanie obdobia s priemernou teplotou pod 10 ° C.

V prípade Moskvy trvá toto obdobie 231 dní a má priemernú teplotu -2,2 ° C. Na výpočet Q_spoločnosť pre ΔT = 22,2 ° С nie je potrebné vykonať nový výpočet znova.

Stačí vytlačiť Q_spoločnosť 1 ° C:

Q_spoločnosť = 7623/50 = 152,46 W / h

Preto pre ΔT = 22,2 ° C:

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

Na zistenie spotrebovanej elektriny vynásobíme vykurovacím obdobím:

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

Uvedený výpočet je tiež zaujímavý, pretože umožňuje analyzovať celú štruktúru domu z hľadiska efektívnosti použitia izolácie.

Zvážili sme zjednodušenú verziu výpočtov. Odporúčame vám sa tiež zoznámiť s celým obsahom tepelno-technický výpočet budovy.

Závery a užitočné video na túto tému

Ako sa vyhnúť tepelným stratám nadácie:

Ako vypočítať tepelné straty online:

Používanie elektrických kotlov ako hlavného vykurovacieho zariadenia je veľmi obmedzené schopnosťami elektrických sietí a nákladmi na elektrinu.

Ako doplnok však možno uviesť napr kotol na tuhé palivomôže byť celkom efektívny a užitočný. Môžu výrazne skrátiť čas na ohrev vykurovacieho systému alebo môžu byť použité ako hlavný kotol pri nízkych teplotách.

Používate na vykurovanie elektrický kotol? Povedzte nám, akým spôsobom ste vypočítali potrebnú energiu pre váš domov. Alebo si len chcete kúpiť elektrický kotol a máte nejaké otázky? Opýtajte sa ich na komentáre k článku - pokúsime sa vám pomôcť.