Колико електричне енергије троши електрични котао: како израчунати пре куповине

Употреба електричне енергије као извора енергије за грејање сеоске куће је привлачна из више разлога: лака доступност, распрострањеност и еколошка прихватљивост.Истовремено, главна препрека за коришћење електричних котлова остају прилично високе тарифе.

Да ли сте размишљали и о изводљивости уградње електричног бојлера? Хајде да заједно схватимо колико електричне енергије троши електрични котао. За шта ћемо користити правила и формуле израчунавања о којима се говори у нашем чланку.

Прорачуни ће вам помоћи да детаљно разумете колико кВ електричне енергије ћете морати да плаћате месечно ако користите електрични котао за грејање куће или стана. Добијени подаци ће вам омогућити да донесете коначну одлуку о куповини/некуповини котла.

Методе за израчунавање снаге електричног котла

Постоје две главне методе за израчунавање потребне снаге електричног котла. Први се заснива на загрејаној површини, други на прорачуну топлотног губитка кроз омотач зграде.

Прорачун према првој опцији је веома груб, заснован на једном показатељу - специфичној снази. Специфична снага је дата у референтним књигама и зависи од региона.

Прорачун за другу опцију је компликованији, али узима у обзир многе појединачне индикаторе одређене зграде. Комплетан термотехнички прорачун зграде је прилично сложен и мукотрпан задатак. Затим ће се размотрити поједностављени прорачун, који ипак има потребну тачност.

Без обзира на начин прорачуна, количина и квалитет прикупљених почетних података директно утичу на тачну процену потребне снаге електричног котла.

Са смањеном снагом, опрема ће стално радити при максималном оптерећењу, не пружајући неопходну удобност живота. Са прецењеном снагом, постоји неразумно велика потрошња електричне енергије и висока цена опреме за грејање.

За разлику од других врста горива, електрична енергија је еколошки прихватљива, прилично чиста и једноставна опција, али је везана за присуство непрекидне електричне мреже у региону

Поступак за израчунавање снаге електричног котла

Затим ћемо детаљно размотрити како израчунати потребну снагу котла тако да опрема у потпуности испуњава свој задатак загревања куће.

Фаза #1 - прикупљање почетних података за прорачун

Да бисте извршили прорачуне, биће вам потребне следеће информације о згради:

• С – површина загрејане просторије.
• В_{победити} – специфична снага.

Индикатор специфичне снаге показује колико је топлотне енергије потребно по 1 м² у 1 сат

У зависности од локалних природних услова, могу се узети следеће вредности:

• за централни део Русије: 120 – 150 В/м²;
• за јужне регионе: 70-90 В/м²;
• за северне регионе: 150-200 В/м².

В_{победити} - теоријска вредност, која се користи углавном за веома грубе прорачуне, јер не одражава стварне топлотне губитке зграде. Не узима у обзир површину застакљења, број врата, материјал спољашњих зидова или висину плафона.

Прецизни топлотни прорачуни се врше помоћу специјализованих програма, узимајући у обзир многе факторе. За наше потребе такав прорачун није потребан, сасвим је могуће проћи са израчунавањем топлотних губитака спољашњих оградних конструкција.

Количине које треба користити у прорачунима:

Р – отпор преноса топлоте или коефицијент топлотног отпора. Ово је однос температурне разлике на ивицама оградне конструкције и топлотног тока који пролази кроз ову структуру. Има димензију м²×⁰С/В.

Заправо је једноставно - Р изражава способност материјала да задржи топлоту.

П – вредност која показује количину топлотног тока који пролази кроз 1 м² површине са температурном разликом од 1⁰Ц током 1 сата. То јест, показује колико топлотне енергије губи 1 м² омотач зграде на сат са температурном разликом од 1 степен. Има димензију В/м²×х.

За прорачуне који су овде дати, не постоји разлика између келвина и степени Целзијуса, јер није битна апсолутна температура, већ само разлика.

П_обично – количина топлотног тока који пролази кроз површину С оградне конструкције на сат. Има димензију В/х.

П – снага котла за грејање.Израчунава се као потребна максимална снага опреме за грејање при максималној разлици у температури спољашњег и унутрашњег ваздуха. Другим речима, довољна снага котла за загревање зграде у најхладнијој сезони. Има димензију В/х.

Ефикасност – фактор ефикасности котла за грејање, бездимензионална величина која показује однос примљене и утрошене енергије. У документацији опреме обично се наводи као проценат од 100, на пример 99%. У прорачунима се користи вредност од 1, тј. 0,99.

∆Т – показује температурну разлику на две стране оградне конструкције. Да би вам било јасније како се разлика правилно израчунава, погледајте пример. Ако је напољу: -30 °Ц, а унутра +22 ° Ц, затим ∆Т = 22 - (-30) = 52 °Ц

Или исто, али у Келвину: ∆Т = 293 – 243 = 52К

То јест, разлика ће увек бити иста за степене и келвине, тако да се референтни подаци у келвинима могу користити за прорачуне без корекција.

д – дебљина оградне конструкције у метрима.

к – коефицијент топлотне проводљивости материјала омотача зграде, који је преузет из референтних књига или СНиП ИИ-3-79 „Грађевинска топлотна техника“ (СНиП - грађевински прописи и прописи). Има димензију В/м×К или В/м×⁰С.

Следећа листа формула показује однос између количина:

• Р=д/к
• Р= ∆Т / К
• К = ∆Т/Р
• П_обично = К × С
• П = К_обично / ефикасност

За вишеслојне структуре, отпор преноса топлоте Р се израчунава за сваку структуру посебно и затим се сумира.

Понекад прорачун вишеслојних структура може бити превише тежак, на пример, када се израчуна губитак топлоте прозора са двоструким стаклом.

Шта треба узети у обзир приликом израчунавања отпора преноса топлоте за прозоре:

• дебљина стакла;
• број стакла и ваздушних празнина између њих;
• врста гаса између стакла: инертан или ваздух;
• присуство термоизолационог премаза прозорског стакла.

Међутим, можете пронаћи готове вредности за целу структуру било од произвођача или у референтној књизи; на крају овог чланка налази се табела за прозоре са двоструким застакљивањем уобичајеног дизајна.

Фаза #2 - прорачун губитка топлоте из подрумског пода

Одвојено, потребно је задржати се на прорачуну губитка топлоте кроз под зграде, јер тло има значајан отпор на пренос топлоте.

Приликом израчунавања топлотних губитака подрумског пода, потребно је узети у обзир продор у земљу. Ако је кућа на нивоу земље, онда се претпоставља да је дубина 0.

Према опште прихваћеној методи, површина пода је подељена на 4 зоне.

• 1 зона - повуците се 2 м од спољног зида до центра пода дуж периметра. У случају продубљивања објекта врши се повлачење из нивоа тла у ниво пода дуж вертикалног зида. Ако је зид укопан 2 м у земљу, онда ће зона 1 бити потпуно на зиду.
• 2 зона – повлачи се 2 м по ободу до центра од границе зоне 1.
• 3 зона – повлачи се 2 м по ободу до центра од границе зоне 2.
• 4 зона – преостали спрат.

На основу устаљене праксе, свака зона има свој Р:

• Р1 = 2,1 м²×°Ц/В;
• Р2 = 4,3 м²×°Ц/В;
• Р3 = 8,6 м²×°Ц/В;
• Р4 = 14,2 м²×°Ц/В.

Наведене Р вредности важе за необложене подове. У случају изолације, сваки Р се повећава за Р изолације.

Поред тога, за подове постављене на греде, Р се множи са фактором 1,18.

Зона 1 је широка 2 метра. Ако је кућа закопана, онда морате узети висину зидова у земљи, одузети од 2 метра, а остатак пребацити на под

Фаза #3 - прорачун губитка топлоте плафона

Сада можете почети да правите прорачуне.

Формула која може послужити за грубу процену снаге електричног котла:

В=В_{победити} × С

Задатак: израчунајте потребну снагу котла у Москви, грејана површина 150 м².

Приликом прорачуна узимамо у обзир да Москва припада централном региону, тј. В_{победити} може се узети једнако 130 В/м².

В_{победити} = 130 × 150 = 19500В/х или 19,5кВ/х

Ова цифра је толико нетачна да не захтева узимање у обзир ефикасности опреме за грејање.

Сада одредимо губитак топлоте након 15м² плафонска површина изолована минералном вуном. Дебљина термоизолационог слоја је 150 мм, спољна температура ваздуха је -30 °Ц, унутар објекта +22 °Ц за 3 сата.

Решење: помоћу табеле налазимо коефицијент топлотне проводљивости минералне вуне к=0,036 В/м×°Ц. Дебљина д мора се узети у метрима.

Процедура обрачуна је следећа:

• Р = 0,15 / 0,036 = 4,167 м²×°Ц/В
• ∆Т= 22 — (-30) = 52°С
• К= 52 / 4,167 = 12,48 В/м²×х
• П_обично = 12,48 × 15 = 187 В/х.

Израчунали смо да ће губитак топлоте кроз плафон у нашем примеру бити 187 * 3 = 561 В.

За наше потребе, потпуно је могуће поједноставити прорачуне израчунавањем топлотних губитака само спољашњих конструкција: зидова и плафона, не обраћајући пажњу на унутрашње преграде и врата.

Поред тога, можете учинити без израчунавања топлотних губитака за вентилацију и канализацију. Нећемо узети у обзир инфилтрацију и оптерећење ветром. Зависност локације зграде од кардиналних тачака и количине примљеног сунчевог зрачења.

Из општих разматрања може се извести један закључак. Што је већа запремина зграде, мањи је губитак топлоте по 1 м². Ово је лако објаснити, јер се површина зидова квадратно повећава, а запремина се повећава у коцки. Лопта има најмањи губитак топлоте.

У оградним конструкцијама узимају се у обзир само затворени слојеви ваздуха. Ако ваша кућа има вентилисану фасаду, онда се такав ваздушни слој сматра незатвореним и не узима се у обзир. Не узимају се сви слојеви који долазе пре слоја на отвореном: фасадне плочице или касете.

Узимају се у обзир затворени слојеви ваздуха, на пример, у прозорима са двоструким стаклом.

Сви зидови куће су спољни. Поткровље се не загрева, топлотна отпорност кровних материјала се не узима у обзир

Фаза #4 - израчунавање укупног губитка топлоте викендице

Након теоријског дела, можете почети са практичним делом.

На пример, израчунајмо кућу:

• димензије спољних зидова: 9к10 м;
• висина: 3 м;
• прозор са дуплим стаклом 1.5×1,5 м: 4 ком;
• храстова врата 2.1×0,9 м, дебљина 50 мм;
• Подови од боровине дебљине 28 мм, преко екструдиране пене дебљине 30 мм, постављени на греде;
• плафон од гипсане плоче 9 мм, на врху минералне вуне дебљине 150 мм;
• зидни материјал: зидање од 2 силикатне цигле, изолација минералном вуном дебљине 50 мм;
• најхладнији период је 30 °Ц, процењена температура унутар зграде је 20 °Ц.

Направићемо припремне прорачуне потребних површина. Приликом израчунавања зона на поду, претпостављамо нулту дубину зида. Подна даска је положена на греде.

• прозори – 9 м²;
• врата – 1,9 м²;
• зидови, минус прозори и врата - 103,1 м²;
• плафон - 90 м²;
• површине: С1 = 60 м², С2 = 18 м², С3 = 10 м², С4 = 2 м²;
• ΔТ = 50 °Ц.

Затим, користећи референтне књиге или табеле дате на крају овог поглавља, бирамо потребне вредности коефицијента топлотне проводљивости за сваки материјал. Препоручујемо да прочитате више о коефицијент топлотне проводљивости и његове вредности за најпопуларније грађевинске материјале.

За борове плоче, коефицијент топлотне проводљивости се мора узети дуж влакана.

Цела рачуница је прилично једноставна:

Корак 1: Прорачун топлотних губитака кроз конструкције носивих зидова обухвата три корака.

Израчунавамо коефицијент топлотног губитка зидова од цигле: Р_Цирус = д / к = 0,51 / 0,7 = 0,73 м²×°Ц/В.

Исто за изолацију зидова: Р_ут = д / к = 0,05 / 0,043 = 1,16 м²×°Ц/В.

Губитак топлоте 1 м² спољни зидови: К = ΔТ/(Р_Цирус + Р_ут) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 м²×°Ц/В.

Као резултат, укупан губитак топлоте са зидова ће бити: К_ст = К×С = 26,46 × 103,1 = 2728 Вх.

Корак 2: Прорачун губитака топлотне енергије кроз прозоре: К_{прозори} = 9 × 50 / 0,32 = 1406 В/х.

Корак #3: Прорачун цурења топлотне енергије кроз храстова врата: К_дв = 1,9 × 50 / 0,23 = 413 В/х.

Корак #4: Губитак топлоте кроз горњи спрат - плафон: К_зној = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064 В/х.

Корак #5: Израчунавање Р_ут за под такође у неколико корака.

Прво налазимо коефицијент топлотних губитака изолације: Р_ут= 0,16 + 0,83 = 0,99 м²×°Ц/В.

Затим додајемо Р_ут за сваку зону:

• Р1 = 3,09 м²×°Ц/В; Р2 = 5,29 м²×°Ц/В;
• Р3 = 9,59 м²×°Ц/В; Р4 = 15,19 м²×°Ц/В.

Корак #6: Пошто је под положен на трупце, множимо са фактором 1,18:

Р1 = 3,64 м²×°Ц/В; Р2 = 6,24 м²×°Ц/В;

Р3 = 11,32 м²×°Ц/В; Р4 = 17,92 м²×°Ц/В.

Корак #7: Израчунајмо К за сваку зону:

К1 = 60 × 50 / 3,64 = 824 В/х;

К2 = 18 × 50 / 6,24 = 144 В/х;

К3 = 10 × 50 / 11,32 = 44 В/х;

К4 = 2 × 50 / 17,92 = 6В/х.

Корак #8: Сада можете израчунати К за цео спрат: К_под = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018 В/х.

Корак #9: Као резултат наших прорачуна, можемо навести количину укупног губитка топлоте:

П_обично = 2728 + 1406 + 413 + 1064 + 1018 = 6629 Вх.

У прорачун нису укључени топлотни губици повезани са канализацијом и вентилацијом. Да не бисмо закомпликовали ствари преко сваке мере, хајде да једноставно додамо 5% на наведена цурења.

Наравно, потребна је резерва, најмање 10%.

Дакле, коначна цифра губитка топлоте куће дата као пример биће:

П_обично = 6629 × 1,15 = 7623 В/х.

П_обично приказује максимални губитак топлоте куће када је температурна разлика између спољашњег и унутрашњег ваздуха 50 °Ц.

Ако израчунамо према првој поједностављеној верзији користећи Всп онда:

В_{победити} = 130 × 90 = 11700 В/х.

Јасно је да друга опција прорачуна, иако много компликованија, даје реалнију цифру за зграде са изолацијом. Прва опција вам омогућава да добијете генерализовану вредност топлотних губитака за зграде са ниским степеном топлотне изолације или без ње.

У првом случају, котао ће морати у потпуности да обнови губитак топлотне енергије који се јавља кроз отворе, плафоне и зидове без изолације сваких сат времена.

У другом случају, потребно је загревати док се угодна температура не постигне само једном. Тада ће котао требати само да обнови губитак топлоте, чија је вредност знатно нижа од прве опције.

Табела 1. Топлотна проводљивост различитих грађевинских материјала.

У табели су приказани коефицијенти топлотне проводљивости за уобичајене грађевинске материјале

Табела 2. Дебљина цементног споја за различите врсте зидања.

Приликом израчунавања дебљине зида узима се у обзир дебљина споја од 10 мм. Због цементних спојева, топлотна проводљивост зида је нешто већа од оне код одвојене цигле

Табела 3. Топлотна проводљивост различитих врста плоча од минералне вуне.

У табели су приказане вредности коефицијента топлотне проводљивости за различите плоче од минералне вуне. За изолацију фасада користи се крута плоча

Табела 4.Губитак топлоте из прозора различитих дизајна.

Ознаке у табели: Ар – пуњење прозора са инертним гасом, К – спољно стакло има топлотно заштитну облогу, дебљина стакла 4 мм, преостали бројеви означавају зазор између стакала

7,6 кВ/х је процењена потребна максимална снага која се троши на загревање добро изолованог објекта. Међутим, електричним котловима је такође потребно мало пуњење да би се напајали за рад.

Као што сте приметили, лоше изолована кућа или стан захтеваће велике количине електричне енергије за грејање. Штавише, ово важи за било коју врсту котла. Правилна изолација подова, плафона и зидова може значајно смањити трошкове.

На нашој веб страници имамо чланке о методама изолације и правилима за избор термоизолационих материјала. Позивамо вас да се упознате са њима:

• Изолација приватне куће споља: популарне технологије + преглед материјала
• Изолација пода помоћу греда: материјали за топлотну изолацију + шеме изолације
• Изолација поткровља: детаљна упутства о постављању топлотне изолације у поткровљу ниске зграде
• Врсте изолације за зидове куће изнутра: материјали за изолацију и њихове карактеристике
• Изолација плафона у приватној кући: врсте коришћених материјала + како одабрати прави
• Изолација балкона уради сам: популарне опције и технологије за изолацију балкона изнутра

Фаза #5 - израчунавање трошкова енергије

Ако поједноставимо техничку суштину котла за грејање, онда га можемо назвати конвенционалним претварачем електричне енергије у његов термални аналог. Док обавља посао конверзије, он такође троши одређену количину енергије. Оне. котао добија пуну јединицу електричне енергије, а само 0,98 се испоручује за грејање.

Да би се добила тачна цифра за потрошњу електричне енергије проучаваног електричног котла за грејање, његова снага (номинална у првом случају и израчуната у другом) мора бити подељена са вредношћу ефикасности коју је навео произвођач.

У просеку, ефикасност такве опреме је 98%. Као резултат тога, количина потрошње енергије ће бити, на пример, за опцију дизајна:

7,6 / 0,98 = 7,8 кВ/х.

Остаје само да се вредност помножи са локалном тарифом. Затим израчунајте укупне трошкове електричног грејања и почните да тражите начине да их смањите.

На пример, купите двотарифни бројило, који вам омогућава делимично плаћање по нижим „ноћним“ ценама. Зашто морате заменити стари електрични бројило новим моделом? Детаљно о ​​поступку и правилима вршења замене прегледан овде.

Други начин смањења трошкова након замене бројила је укључивање термалног акумулатора у круг грејања за складиштење јефтине енергије ноћу и коришћење током дана.

Фаза #6 - израчунавање сезонских трошкова грејања

Сада када сте савладали методу израчунавања будућих топлотних губитака, лако можете проценити трошкове грејања током целог грејног периода.

Према СНиП 23-01-99 „Климатологија зграда“ у колонама 13 и 14 налазимо за Москву трајање периода са просечном температуром испод 10 °Ц.

За Москву овај период траје 231 дан и има просечну температуру од -2,2 °Ц. За израчунавање К_обично за ΔТ=22,2 °Ц није потребно поново вршити цео прорачун.

Довољно је исписати К_обично за 1 °Ц:

П_обично = 7623 / 50 = 152,46 В/х

Сходно томе, за ΔТ= 22,2 °Ц:

П_обично = 152,46 × 22,2 = 3385 Вх

Да бисте пронашли потрошену електричну енергију, помножите са периодом грејања:

К = 3385 × 231 × 24 × 1,05 = 18766440В = 18766кВ

Горњи прорачун је такође занимљив јер нам омогућава да анализирамо целокупну структуру куће са становишта ефикасности изолације.

Размотрили смо поједностављену верзију прорачуна. Такође вам препоручујемо да прочитате у целости термотехнички прорачун објекта.

Закључци и користан видео на тему

Како избећи губитак топлоте кроз темељ:

Како израчунати губитак топлоте на мрежи:

Употреба електричних котлова као главне опреме за грејање веома је ограничена могућностима електричних мрежа и трошковима електричне енергије.

Међутим, као додатни, нпр котао на чврсто гориво, може бити веома ефикасан и користан. Они могу значајно смањити време потребно за загревање система грејања или се користити као главни котао на не баш ниским температурама.

Да ли користите електрични бојлер за грејање? Реците нам који сте метод користили за израчунавање потребне снаге за ваш дом. Или можда само желите да купите електрични бојлер и имате питања? Питајте их у коментарима на чланак - покушаћемо да вам помогнемо.