Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Използването на електроенергия като енергиен източник за отопление на селска къща е привлекателно поради много причини: лесна достъпност, разпространение, екологичност. В същото време най-важната пречка за използването на електрически котли остава високи тарифи.

Мислите ли също така за целесъобразността на инсталирането на електрически бойлер? Да видим заедно колко електрически котел консумира електричество. За какво ще използваме правилата за извършване на изчисления и формули, разгледани в нашата статия.

Изчисленията ще помогнат да се разбере в подробности колко kWh електроенергия ще трябва да се плаща месечно в случай на използване на електрически котли за отопление на къща или апартамент. Получените цифри ще вземат окончателно решение за закупуване / неусвояване на котела.

Методи за изчисляване на мощността на котела

Има два основни метода за изчисляване на необходимата мощност на електрически котел. Първият се основава на отопляемата площ, а втората - на изчисляването на топлинните загуби през обвивката на сградата.

Изчисляването на първия вариант е много грубо, въз основа на един индикатор - плътност на мощността. Специфичната мощност се дава в справочниците и зависи от региона.

Монтажът на електрическото оборудване за отоплителната система се отличава с най-ниската цена и проста схема Електрическият котел не трябва да се отоплява, да се осигурява гориво и да се организира комин. За организацията на отоплението с нея не се нуждае котелно помещение Тежък минус използването на електроенергия - нечовешки тарифи за електричество и зависимост от централизирани мрежи Работата изисква добра електрическа енергия и непрекъснато захранване. Ето защо, преди да купите трябва да се изчисли всичко, включително разходи.

Изчисляването на втория вариант е по-сложно, но отчита многобройните индивидуални показатели на дадена сграда. Пълното топлотехническо изчисление на сградата е доста сложна и трудна задача. Освен това ще бъде разгледано опростено изчисление, но с необходимата точност.

Независимо от метода на изчисление, количеството и качеството на събраните изходни данни пряко засягат правилната оценка на необходимата мощност на електрическия котел.

С ниска мощност, оборудването постоянно ще работи с максимално натоварване, без да осигурява необходимия комфорт на живот. С непреодолимо - неразумно високата консумация на електроенергия е високата цена на отоплителното оборудване.

За разлика от други видове гориво, електроенергията е безопасна за околната среда, доста чиста и проста възможност, но свързана с наличието на непрекъсната електрическа мрежа в региона.

Процедурата за изчисляване на мощността на електрически котел

Освен това ще разгледаме подробно как да се изчисли необходимата мощност на котела, така че оборудването напълно да изпълнява задачата си за отопление на къщата.

Етап # 1 - събиране на начални данни за изчисление

За изчисленията ще са необходими следните данни за сградата:

  • S е площта на отопляваното помещение.
  • W удари - плътност на мощността.

Специфичният индикатор на мощността показва колко топлинна енергия е необходима на 1 m 2 за 1 час.

В зависимост от местните условия на околната среда могат да се приемат следните стойности:

  • за централната част на Русия: 120 - 150 W / m 2 ;
  • за южните райони: 70-90 W / m 2 ;
  • за северните райони: 150-200 W / m 2 .

W beats е теоретична стойност, която се използва главно за много груби изчисления, защото не отразява реалните топлинни загуби на сградата. Не взема предвид площта на остъкляване, броя на вратите, материала на външните стени, височината на таваните.

Точното топлинно изчисление се извършва с помощта на специализирани програми, като се вземат предвид много фактори. За нашите цели такова изчисление не е необходимо, напълно е възможно да не се изчислява топлинната загуба на външни ограждащи конструкции.

Стойностите, които трябва да се използват в изчисленията:

R е съпротивлението на топлопреминаване или коефициента на топлинно съпротивление. Това е съотношението на температурната разлика по краищата на обвивката на сградата към топлинния поток, преминаващ през тази структура. Тя е с размери m 2 × С / W.

Всъщност всичко е просто - R изразява способността на материала да задържа топлината.

Q е стойност, показваща количеството топлинен поток, преминаващ през 1 т2 от повърхността при температурна разлика от 1 ° С за 1 час. Тоест, тя показва колко топлинна енергия се губи с 1 m 2 от обвивката на сградата на час при спад на температурата от 1 градус. То има размер W / m 2 × h.

За представените тук изчисления няма разлика между Келвин и градуси Целзий, тъй като не е важна абсолютната температура, а само разликата.

Q total - количеството топлинен поток, преминаващ през площта S на ограждащата сграда на час. Той има размер W / h.

P е мощността на отоплителния котел. Изчислява се като необходимата максимална мощност на отоплителното оборудване при максималната температурна разлика между външния и вътрешния въздух. С други думи, котелът има достатъчно мощност за отопление на сградата по време на най-студения сезон. Той има размер W / h.

Ефективност - ефективността на отоплителния котел, безразмерно количество, показващо съотношението на получената енергия към изразходваната енергия. Документацията за оборудването обикновено се дава като процент от 100, например 99%. При изчисленията се използва стойността от 1. 0.99.

--T - показва температурната разлика от двете страни на сградната обвивка. За да стане по-ясно как се изчислява разликата, вижте пример. Ако е извън: -30 ° С, а вътре +22 ° С, тогава ∆T = 22 - (-30) = 52 ° С

Или също, но в келвини: =T = 293 - 243 = 52К

Това означава, че разликата винаги ще бъде еднаква за градуси и келвини, така че справочните данни в келвини могат да се използват без корекции за изчисления.

d - дебелина на обвивката на сградата в метри.

k - коефициент на топлопроводимост на материала на обвивката на сградата, който е взет от справочници или от СНиП II-3-79 „Топлотехника за сгради“ (СНиП - строителни норми и наредби). Той има размер W / m × K или W / m × S.

Следният списък с формули показва връзката между стойностите:

  • R = d / k
  • R = /T / Q
  • Q = /T / R
  • Q total = Q × S
  • P = Q общо / ефективност

За многослойни структури съпротивлението на топлопредаване R се изчислява за всяка структура поотделно и след това се сумира.

Понякога изчисляването на многослойни структури може да бъде твърде тромаво, например при изчисляване на топлинните загуби на стъклопакета.

Какво трябва да се има предвид при изчисляване на съпротивлението на топлопредаване за прозорци:

  • дебелина на стъклото;
  • броят на очилата и въздушните пролуки между тях;
  • вид газ между очилата: инертен или въздушен;
  • наличието на топлоизолационно покритие на стъклото.

Въпреки това, можете да намерите готови стойности за цялата конструкция, както при производителя, така и в справочника, в края на тази статия има таблица за двойните стъкла на обща конструкция.

Етап # 2 - изчисляване на топлинните загуби на сутерена

Отделно е необходимо да се спре изчисляването на топлинните загуби през пода на сградата, тъй като почвата има значителна устойчивост на пренос на топлина.

При изчисляване на топлинните загуби на сутерена е необходимо да се вземе предвид проникването в земята. Ако къщата е на нивото на земята, се приема, че дълбочината е 0.

Според общоприетия метод площта на пода е разделена на 4 зони.

  • Зона 1 - 2 м отстъпва от външната стена до центъра на пода по периметъра. В случай на задълбочаване на сградата, отстъпва се от нивото на земята до нивото на пода покрай вертикална стена. Ако стената е заровена в земята за 2 м, тогава зона 1 ще бъде изцяло на стената.
  • Зона 2 - отдръпване 2 m по периметъра до центъра от границата на зона 1.
  • Зона 3 - отдръпване 2 m по периметъра до центъра от границата на зона 2.
  • Зона 4 - останалия етаж.

За всяка зона от установената практика се определят собствени R:

  • R1 = 2.1 m 2 ° С / W;
  • R2 = 4.3 m 2 ° С / W;
  • R3 = 8.6 m 2 ° С / W;
  • R4 = 14.2 m 2 × ° С / W.

Дадените стойности R са валидни за непокрити подове. В случай на изолация, всеки R се увеличава с R изолация.

Освен това, за подове, поставени върху трупи, R се умножава с коефициент 1, 18.

Зона 1 е широка 2 метра. Ако къщата е погребана, тогава трябва да вземете височината на стените в земята, да вземете от 2 метра и да прехвърлите останалите на пода

Етап # 3 - изчисляване на топлинните загуби от тавана

Сега можете да започнете изчисленията.

Формулата, която може да се използва за приблизителна оценка на мощността на електрически бойлер:

W = W удари × S

Задача: изчислете необходимата мощност на котела в Москва, отопляема площ 150 м².

Когато правим изчисления, имаме предвид, че Москва принадлежи към централния регион, т.е. W ударите могат да бъдат взети равно на 130 W / m 2 .

W удари = 130 × 150 = 19500W / h или 19.5kW / h

Тази цифра е толкова неточна, че не изисква отчитане на ефективността на отоплителното оборудване.

Сега определяме загубите на топлина през 15м 2 от тавана, изолирани с минерална вата. Дебелината на изолационния слой е 150 mm, външната температура е -30 ° C, вътре в сградата е +22 ° C за 3 часа.

Решение: според таблицата се намира коефициентът на топлопроводимост на минералната вата, k = 0.036 W / m × ° S. Дебелината d трябва да се взема в метри.

Процедурата за изчисляване е както следва:

  • R = 0.15 / 0.036 = 4.167 т2 ° С / W
  • Т = 22 - (-30) = 52 ° С
  • Q = 52 / 4, 167 = 12, 48 W / m 2 × h
  • Q общо = 12.48 × 15 = 187 W / h.

Изчислено е, че загубата на топлина през тавана в нашия пример ще бъде 187 * 3 = 561W.

За нашите цели е напълно възможно да се опростят изчисленията, изчислявайки топлинните загуби само на външните конструкции: стени и тавани, без да се обръща внимание на вътрешните прегради и врати.

В допълнение, можете да направите без изчисляване на топлинните загуби за вентилация и канализация. Ние няма да вземем предвид инфилтрацията и натоварването с вятър. Зависимост на местоположението на сградата от кардиналните точки и количеството получена слънчева радиация.

От общи съображения може да се направи едно заключение. Колкото по-голям е обемът на сградата, толкова по-малко са загубите на топлина на 1 m 2 . Това е лесно да се обясни, тъй като площта на стените се увеличава квадратично и обемът в куба. Топката има най-малко загуба на топлина.

В ограждащите конструкции се вземат предвид само затворени въздушни слоеве. Ако къщата ви има вентилирана фасада, тогава този въздушен слой не е затворен, не се взема предвид. Не се вземат всички слоеве, които следват пред открития слой: фасадни плочки или касети.

Вземат се предвид затворените въздушни слоеве, например в стъклени единици.

Всички стени на къщата са външни. Таванът не се отоплява, топлинната устойчивост на покривните материали не се взема предвид

Етап # 4 - изчисляване на общата топлинна загуба на вилата

След теоретичната част можете да продължите към практическата.

Например изчисляваме къщата:

  • размери на външните стени: 9x10 m;
  • височина: 3 m;
  • прозорец със стъклопакет 1, 5 × 1, 5 m: 4 бр.
  • дъбова врата 2.1 × 0.9 m, дебелина 50 mm;
  • борови подове 28 мм, отгоре на екструдиран полистирен с дебелина 30 мм, поставени върху трупи;
  • таван GKL 9 mm, отгоре на минерална вата с дебелина 150 mm;
  • материал на стената: зидария 2 силикатни тухли, изолация от минерална вата 50 мм;
  • най-студения период е 30 ° С, проектната температура в сградата е 20 ° С.

Ще направим предварителни изчисления на необходимото пространство. Когато изчисляваме зоните на пода, вземаме нулева дълбочина на стените. Подовият етаж се поставя върху трупите.

  • прозорци - 9 m 2 ;
  • врата - 1.9 m 2 ;
  • стени, минус прозорци и врати - 103.1 m 2 ;
  • таван - 90 m 2 ;
  • площта на подовите зони: S1 = 60 m 2, S2 = 18 m 2, S3 = 10 m 2, S4 = 2 m 2 ;
  • Т = 50 ° С.

Освен това, използвайки справочници или таблици, дадени в края на тази глава, избираме необходимите стойности на коефициента на топлопроводимост за всеки материал. Препоръчваме ви да се запознаете по-подробно с коефициента на топлопроводимост и нейните стойности за най-популярните строителни материали.

За боровите дъски трябва да се вземе коефициентът на топлопроводимост по протежение на влакната.

Цялото изчисление е съвсем просто:

Стъпка # 1: Изчисляването на загубата на топлина чрез конструкции на носещи стени включва три стъпки.

Изчислява се коефициентът на топлинните загуби на тухлените стени: Rcir = d / k = 0, 51 / 0, 7 = 0, 73 m 2 × ° С / W.

Същото се отнася и за изолацията на стените: R ut = d / k = 0.05 / 0.043 = 1.16 m 2 × ° С / W.

Загуба на топлина от 1 m 2 външни стени: Q = ΔT / (R Cyr + R ut ) = 50 / (0.73 + 1.16) = 26.46 m 2 × ° С / W.

В резултат на това общите топлинни загуби на стените ще бъдат: Q член = Q × S = 26.46 × 103.1 = 2728 W / h.

Стъпка # 2: Изчислете загубата на топлина през прозорците: Q window = 9 × 50 / 0.32 = 1406W / h.

Стъпка номер 3: Изчисляване на изтичането на топлина през дъбовата врата: Q dw = 1, 9 × 50 / 0, 23 = 413 W / h.

Стъпка 4: Загуба на топлина през горния таван - таван: Q пот = 90 × 50 / (0.06 + 4.17) = 1064W / h.

Стъпка # 5: Изчислете R ut за пода само с няколко стъпки.

Първо, намираме коефициента на топлинните загуби на изолацията: R ut = 0.16 + 0.83 = 0.99 m 2 × ° C / W.

След това добавете R ut към всяка зона:

  • R1 = 3, 09 m 2 ° С / W; R2 = 5, 29 m 2 ° С / W;
  • R3 = 9.59 m 2 ° С / W; R4 = 15.19 m 2 ° С / W.

Стъпка номер 6: Тъй като подът е положен върху трупи, умножен по коефициент 1, 18:

R1 = 3.64 m 2 ° С / W; R2 = 6, 24 т2 ° С / W;

R3 = 11.32 m 2 ° С / W; R4 = 17.92 m 2 ° С / W.

Стъпка 7: Изчислете Q за всяка зона:

Q1 = 60 х 50 / 3, 64 = 824 W / h;

Q2 = 18 х 50 / 6, 24 = 144 W / h;

Q3 = 10 х 50 / 11.32 = 44W / h;

Q4 = 2 × 50 / 17.92 = 6W / h.

Стъпка 8: Сега можете да изчислите Q за целия етаж: Q етаж = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018W / h.

Стъпка 9: В резултат на нашите изчисления можем да обозначим сумата на общите топлинни загуби:

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

Изчислението не включва топлинните загуби, свързани с канализацията и вентилацията. За да не се усложнява отвъд мярката, ние просто добавяме 5% към изброените течове.

Разбира се, необходим е марж от поне 10%.

По този начин, крайната стойност на топлинните загуби, дадена като пример у дома, ще бъде:

Q общо = 6629 × 1.15 = 7623 W / h.

Q обикновено показва максималната топлинна загуба у дома, когато температурната разлика между външния и вътрешния въздух е 50 ° C.

Ако разчитате на първата опростена версия чрез Wud тогава:

W удара = 130 × 90 = 11700 W / h.

Ясно е, че втората версия на изчислението, макар и много по-сложна, но дава по-реалистична цифра за сгради с изолация. Първият вариант позволява да се получи обща стойност на топлинните загуби за сгради с ниска степен на топлоизолация или дори без нея.

В първия случай, котелът ще има на всеки час пълно подновяване на топлинните загуби, които се получават през отворите, пода, стените без изолация.

Във втория случай е необходимо да се загрява само веднъж, преди да се достигне комфортна температура. Тогава котелът ще трябва само да възстанови топлинните загуби, чиято стойност е значително по-ниска от първата.

Таблица 1. Топлинна проводимост на различни строителни материали.

Таблицата показва коефициентите на топлопроводимост за общи строителни материали.

Таблица 2. Дебелината на циментовото съединение с различни видове зидария.

При изчисляване на дебелината на зидария се взема предвид дебелина от 10 мм. Поради циментовите фуги топлопроводимостта на зидария е малко по-висока от една тухла

Таблица 3. Топлинна проводимост на различни видове плочи от минерална вата.

Таблицата показва стойностите на топлопроводимостта за различни плочи от минерална вата. За изолацията на фасадите се използва твърда плоча

Таблица 4. Загуба на топлина от прозорци с различни конструкции.

Обозначенията в таблицата: Ar - запълване на стъкло с инертен газ, K - външно стъкло с топлоизолиращо покритие, дебелина на стъклото 4 мм, останалите цифри показват разликата между очилата

7.6 kW / h е изчислената необходима максимална мощност, която се използва за отопление на добре изолирана сграда. Въпреки това, електрическите котли също се нуждаят от малко такса за собственото си захранване.

Тъй като сте забелязали, че лошо изолирана къща или апартамент ще изисква големи количества електроенергия за отопление. И това важи за всеки тип котел. Правилната изолация на пода, тавана и стените може значително да намали разходите.

Имаме статии за методите на изолация и правилата за избор на изолационен материал на нашия уебсайт. Каним ви да се запознаете с тях:

  • Изолация на частна къща отвън: преглед на популярните технологии + материали
  • Изолация на подове от дърва: материали за топлоизолация + схеми за изолация
  • Изолация на таванския покрив: подробни инструкции за изолацията на тавана на нискоетажна сграда
  • Видове изолация на стените на къщата отвътре: материали за изолация и техните характеристики
  • Изолация за тавана в частна къща: видовете използвани материали + как да избирате
  • Затоплянето на балкона със собствени ръце: популярни възможности и технологии за затопляне на балкона отвътре

Етап # 5 - Изчисляване на разходите за електроенергия

Ако опростите техническия характер на отоплителния котел, можете да го наречете конвенционален преобразувател на електрическа енергия в неговия топлинен аналог. Докато извършва преобразуването, той също консумира малко енергия. Т.е. котелът получава пълно електричество и само 0, 98 от него се доставят за отопление.

За да се получи точна цифра за консумацията на електроенергия от изследвания електрически котел, неговата мощност (номинална в първия случай и изчислена във втория) трябва да се раздели на стойността на ефективността, посочена от производителя.

Средно ефективността на такова оборудване е 98%. В резултат на това количеството на консумацията на енергия ще бъде, например, за проектния вариант:

7.6 / 0.98 = 7.8 kW / h.

Остава да се умножи стойността по местната норма. След това изчислете общите разходи за електрическо отопление и потърсете начини за тяхното намаляване.

Например, закупете двукварифен брояч, който позволява частично плащане на по-ниски “нощни” тарифи. Какво ще трябва да замени стария електромер с нов модел. Тук подробно се обсъждат процедурата и правилата за подмяната.

Друг начин за намаляване на разходите след смяна на електромера е включването на топлинен акумулатор в отоплителния кръг, за да се запази евтина енергия през нощта и да се прекара през деня.

Етап # 6 - Изчислете сезонните разходи за отопление.

Теперь, когда вы освоили методику расчета будущих теплопотерь, легко сможете оценить затраты на отопление в течение всего отопительного периода.

По СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» в столбцах 13 и 14 находим для Москвы продолжительность периода со средней температурой ниже 10 °С.

Для Москвы такой период длится 231 день и имеет среднюю температуру -2, 2 °С. Чтобы вычислить Q общ для ΔT=22, 2 °С, необязательно производить весь расчет заново.

Достаточно вывести Q общ на 1 °С:

Q общ = 7623 / 50 = 152, 46 Вт/ч

Соответственно для ΔT= 22, 2 °С:

Q общ = 152, 46 × 22, 2 = 3385Вт/ч

Для нахождения потребленной электроэнергии умножим на отопительный период:

Q = 3385 × 231 × 24 × 1, 05 = 18766440Вт = 18766кВт

Приведенный расчет интересен еще и тем, что позволяет провести анализ всей конструкции дома с точки зрения эффективности применения утепления.

Мы рассмотрели упрощенный вариант расчетов. Рекомендуем вам также ознакомиться с полным теплотехническим расчетом здания.

Заключения и полезно видео по темата

Как избежать теплопотерь через фундамент:

Как рассчитать теплопотери онлайн:

Применение электрокотлов в качестве основного отопительного оборудования очень сильно ограничено возможностями электросетей и стоимостью электроэнергии .

Однако в качестве дополнительного, например к твердотопливному котлу, могут быть весьма эффективны и полезны. Способны значительно сократить время на прогревание системы отопления или использоваться в качестве основного котла при не очень низких температурах.

Вы пользуетесь электрическим котлом для отопления? Расскажите, по какому методу вы рассчитывали необходимую мощность для вашего дома. А может вы только хотите купить электрокотел и у вас возникли вопросы? Задавайте их в комментариях к статье – постараемся вам помочь.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Отопление