Kiek elektros sunaudoja elektrinis katilas: kaip apskaičiuoti prieš perkant

Elektros, kaip energijos šaltinio, naudojimas kaimo namo šildymui patrauklus dėl daugelio priežasčių: lengvo prieinamumo, paplitimo ir ekologiškumo.Tuo pačiu metu pagrindinė elektrinių katilų naudojimo kliūtis išlieka gana aukšti tarifai.

Ar taip pat pagalvojote apie elektrinio katilo įrengimo galimybes? Kartu išsiaiškinkime, kiek elektros sunaudoja elektrinis katilas. Tam naudosime mūsų straipsnyje aptartas skaičiavimo taisykles ir formules.

Skaičiavimai padės detaliai suprasti, kiek kW elektros teks mokėti kas mėnesį, jei namui ar butui šildysite elektrinį katilą. Gauti skaičiai leis priimti galutinį sprendimą dėl katilo pirkimo/nepirkimo.

Elektrinio katilo galios apskaičiavimo metodai

Yra du pagrindiniai būdai, kaip apskaičiuoti reikiamą elektrinio katilo galią. Pirmasis pagrįstas šildomu plotu, antrasis - šilumos nuostolių per pastato atitvarą skaičiavimu.

Skaičiavimas pagal pirmąjį variantą yra labai grubus, remiantis vienu rodikliu - specifine galia. Specifinė galia nurodyta žinynuose ir priklauso nuo regiono.

Antrojo varianto skaičiavimas yra sudėtingesnis, tačiau atsižvelgiama į daugelį atskirų konkretaus pastato rodiklių. Pilnas pastato šilumos inžinerinis skaičiavimas yra gana sudėtinga ir kruopšti užduotis. Toliau bus svarstomas supaprastintas skaičiavimas, kuris vis dėlto turi reikiamą tikslumą.

Nepriklausomai nuo skaičiavimo metodo, surinktų pradinių duomenų kiekis ir kokybė tiesiogiai įtakoja teisingą reikiamos elektrinio katilo galios įvertinimą.

Sumažėjus galiai, įranga nuolat veiks maksimalia apkrova, nesuteikdama būtino gyvenimo komforto. Esant pervertintai galiai, sunaudojama nepagrįstai daug elektros energijos ir brangsta šildymo įranga.

Skirtingai nuo kitų rūšių kuro, elektra yra aplinkai nekenksmingas, gana švarus ir paprastas pasirinkimas, tačiau yra susietas su nepertraukiamo elektros tinklo buvimu regione.

Elektrinio katilo galios apskaičiavimo tvarka

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

1 etapas – pradinių duomenų rinkimas skaičiavimui

Norėdami atlikti skaičiavimus, jums reikės šios informacijos apie pastatą:

• S – šildomos patalpos plotas.
• W_mušti – specifinė galia.

Specifinės galios indikatorius rodo, kiek šiluminės energijos reikia 1 m² 1 val

Priklausomai nuo vietinių gamtinių sąlygų, galima paimti šias vertes:

• centrinei Rusijos daliai: 120 – 150 W/m²;
• pietiniams regionams: 70-90 W/m²;
• šiauriniams regionams: 150-200 W/m².

W_mušti - teorinė vertė, kuri daugiausia naudojama labai grubiems skaičiavimams, nes neatspindi realių pastato šilumos nuostolių. Neatsižvelgiama į stiklinimo plotą, durų skaičių, išorinių sienų medžiagą, lubų aukštį.

Tikslūs šiluminiai skaičiavimai atliekami naudojant specializuotas programas, atsižvelgiant į daugelį veiksnių. Mūsų tikslams toks skaičiavimas nereikalingas, visiškai įmanoma apsieiti su išorinių atitvarų konstrukcijų šilumos nuostolių skaičiavimu.

Kiekiai, kuriuos reikia naudoti skaičiuojant:

R – šilumos perdavimo varža arba šiluminės varžos koeficientas. Tai temperatūrų skirtumo atitvarinės konstrukcijos kraštuose ir šilumos srauto, praeinančio per šią konstrukciją, santykis. Turi m matmenis²×⁰С/W.

Iš tikrųjų tai paprasta – R išreiškia medžiagos gebėjimą išlaikyti šilumą.

K – reikšmė, nurodanti šilumos srauto, praeinančio per 1 m, kiekį² paviršius, kurių temperatūrų skirtumas 1⁰C 1 val. Tai rodo, kiek šiluminės energijos praranda 1 m² pastato apvalkalas per valandą, kai temperatūros skirtumas yra 1 laipsnis. Turi matmenis W/m²×h.

Atliekant čia pateiktus skaičiavimus, nėra skirtumo tarp kelvinų ir laipsnių Celsijaus, nes svarbu ne absoliuti temperatūra, o tik skirtumas.

K_apskritai – šilumos srauto, praeinančio per atitvarinės konstrukcijos plotą S, kiekis per valandą. Turi matmenis W/h.

P – šildymo katilo galia.Ji apskaičiuojama kaip reikalinga maksimali šildymo įrangos galia esant didžiausiam išorės ir vidaus oro temperatūrų skirtumui. Kitaip tariant, pakankama katilo galia šildyti pastatą šalčiausiu metų laiku. Turi matmenis W/h.

Efektyvumas – šildymo katilo naudingumo koeficientas, bematis dydis, parodantis gautos ir sunaudotos energijos santykį. Įrangos dokumentacijoje jis paprastai nurodomas procentais 100, pavyzdžiui, 99%. Skaičiavimuose naudojama reikšmė nuo 1, t.y. 0,99.

∆T – parodo temperatūrų skirtumą dviejose atitvarinės konstrukcijos pusėse. Kad būtų aiškiau, kaip teisingai apskaičiuojamas skirtumas, pažiūrėkite į pavyzdį. Jei lauke: -30 °C, o viduje +22 °C, tada ∆T = 22 - (-30) = 52 °C

Arba tas pats, bet Kelvino kalba: ∆T = 293 – 243 = 52K

Tai yra, skirtumas visada bus vienodas laipsniams ir kelvinams, todėl atskaitos duomenys kelvinais gali būti naudojami skaičiavimams be pataisymų.

d – atitveriančios konstrukcijos storis metrais.

k - pastato apvalkalo medžiagos šilumos laidumo koeficientas, paimtas iš informacinių knygų arba SNiP II-3-79 „Pastatų šilumos inžinerija“ (SNiP - statybos kodeksai ir taisyklės). Matmenys W/m×K arba W/m×⁰С.

Šis formulių sąrašas rodo ryšį tarp dydžių:

• R=d/k
• R = ∆T / Q
• Q = ∆T/R
• K_apskritai = Q × S
• P = Q_apskritai / efektyvumas

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

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

Į ką reikia atsižvelgti skaičiuojant langų šilumos perdavimo varžą:

• stiklo storis;
• stiklų skaičius ir oro tarpai tarp jų;
• dujų tipas tarp stiklų: inertinės arba oro;
• lango stiklo termoizoliacinės dangos buvimas.

Tačiau paruoštas visos konstrukcijos vertes galite rasti tiek iš gamintojo, tiek iš žinyno; šio straipsnio pabaigoje yra įprasto dizaino dvigubo stiklo langų lentelė.

2 etapas - šilumos nuostolių iš rūsio grindų skaičiavimas

Atskirai reikia pasilikti ties šilumos nuostolių per pastato grindis apskaičiavimu, nes dirvožemis turi didelį atsparumą šilumos perdavimui.

Skaičiuojant rūsio grindų šilumos nuostolius, būtina atsižvelgti į prasiskverbimą į žemę. Jei namas yra žemės lygyje, manoma, kad gylis yra 0.

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

• 1 zona - perimetru atsitraukite 2 m nuo išorinės sienos iki grindų centro. Gilinant pastatą, jis vertikalia siena atitraukiamas nuo žemės iki grindų lygio. Jei siena įkasta 2 m į žemę, tada 1 zona bus visiškai ant sienos.
• 2 zona – nuo ​​1 zonos ribos perimetru iki centro atsitraukia 2 m.
• 3 zona – nuo ​​2 zonos ribos perimetru iki centro atsitraukia 2 m.
• 4 zona – likusias aukštas.

Remiantis nusistovėjusia praktika, kiekviena zona turi savo 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.

Pateiktos R reikšmės galioja nepadengtoms grindims. Izoliacijos atveju kiekvienas R padidėja izoliacijos R.

Be to, ant sijų klojamų 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 ant grindų

3 etapas - lubų šilumos nuostolių skaičiavimas

Dabar galite pradėti atlikti skaičiavimus.

Formulė, kuri gali padėti apytiksliai įvertinti elektrinio katilo galią:

W=W_mušti × S

Užduotis: apskaičiuoti reikiamą katilo galią Maskvoje, šildomas plotas 150 m².

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

W_mušti = 130 × 150 = 19 500 W/h arba 19,5 kW/h

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

Dabar nustatykime šilumos nuostolius po 15 m² lubų plotas apšiltintas mineraline vata. Šilumos izoliacijos sluoksnio storis 150 mm, lauko oro temperatūra -30°C, pastato viduje +22°C per 3 val.

Sprendimas: naudodamiesi lentele randame mineralinės vatos šilumos laidumo koeficientą, k=0,036 W/m×°C. Storis d turi būti paimtas 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× val
• K_apskritai = 12,48 × 15 = 187 W/val.

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

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

Be to, galima apsieiti ir neskaičiuojant šilumos nuostolių vėdinimui ir kanalizacijai. Į infiltraciją ir vėjo apkrovą neatsižvelgsime. Pastato vietos priklausomybė nuo kardinalių taškų ir gaunamos saulės spinduliuotės kiekio.

Iš bendrų svarstymų galima padaryti vieną išvadą. Kuo didesnis pastato tūris, tuo mažesni šilumos nuostoliai 1 m². Tai lengva paaiškinti, nes sienų plotas didėja kvadratiškai, o tūris didėja kubu. Kamuolys turi mažiausiai šilumos nuostolių.

Atitveriančiose konstrukcijose atsižvelgiama tik į uždarus oro sluoksnius. Jei jūsų namas turi ventiliuojamą fasadą, toks oro sluoksnis laikomas neuždarytas ir į jį neatsižvelgiama. Neimami visi sluoksniai, esantys prieš atvirą sluoksnį: fasado plytelės ar kasetės.

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 – bendrų kotedžo šilumos nuostolių apskaičiavimas

Po teorinės dalies galite pradėti praktinę dalį.

Pavyzdžiui, apskaičiuokime namą:

• išorinių sienų matmenys: 9x10 m;
• aukštis: 3 m;
• langas su dvigubu stiklu 1.5×1,5 m: 4 vnt;
• ąžuolinės durys 2.1×0,9 m, storis 50 mm;
• 28 mm pušinės grindys, ant viršaus 30 mm storio ekstruzinis putplastis, klojamas ant sijų;
• gipso kartono lubos 9 mm, ant viršaus 150 mm storio mineralinė vata;
• sienų medžiaga: mūras iš 2 silikatinių plytų, apšiltinimas 50 mm mineraline vata;
• šalčiausias laikotarpis – 30 °C, numatoma temperatūra pastato viduje – 20 °C.

Atliksime parengiamuosius reikiamų plotų skaičiavimus. Skaičiuodami zonas ant grindų, darome prielaidą, kad sienos gylis yra nulinis. Grindų lenta klojama ant sijų.

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

Toliau, naudodamiesi žinynais ar lentelėmis, pateiktomis šio skyriaus pabaigoje, pasirenkame reikiamas šilumos laidumo koeficiento vertes kiekvienai medžiagai. Rekomenduojame perskaityti daugiau apie šilumos laidumo koeficientas ir jo vertės populiariausioms statybinėms medžiagoms.

Pušies lentoms šilumos laidumo koeficientas turi būti imamas išilgai pluoštų.

Visas skaičiavimas yra gana paprastas:

1 žingsnis: Šilumos nuostolių per laikančiųjų sienų konstrukcijas apskaičiavimas apima tris etapus.

Apskaičiuojame plytų sienų šilumos nuostolių koeficientą: R_Cyrus = 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_Cyrus + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×°C/W.

Dėl to bendri šilumos nuostoliai iš sienų bus: Q_Šv = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 Wh.

2 žingsnis: Šilumos energijos nuostolių per langus skaičiavimas: Q_langai = 9 × 50 / 0,32 = 1406 W/val.

3 veiksmas: Šilumos energijos nutekėjimo pro ąžuolines duris skaičiavimas: Q_dv = 1,9 × 50 / 0,23 = 413 W/val.

4 veiksmas: Šilumos nuostoliai per viršutinį aukštą – lubas: Q_prakaitas = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064 W/val.

5 veiksmas: Skaičiuojant R_ut grindims taip pat keliais žingsniais.

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

Tada pridedame R_ut kiekvienai zonai:

• 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, padauginame 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 veiksmas: Apskaičiuokime Q kiekvienai zonai:

Q1 = 60 × 50 / 3,64 = 824 W/h;

Q2 = 18 × 50 / 6,24 = 144 W/h;

Q3 = 10 × 50 / 11,32 = 44 W/h;

Q4 = 2 × 50 / 17,92 = 6 W/val.

8 veiksmas: Dabar galite apskaičiuoti Q visam aukštui: Q_grindų = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018 W/val.

9 veiksmas: Atlikę skaičiavimus galime nurodyti bendrų šilumos nuostolių dydį:

K_apskritai = 2728 + 1406 + 413 + 1064 + 1018 = 6629 Wh.

Skaičiuojant nebuvo įtraukti šilumos nuostoliai, susiję su kanalizacija ir vėdinimu. Kad neapsunkintume dalykų be galo, prie išvardytų nutekėjimų tiesiog pridėkime 5 proc.

Žinoma, reikalingas rezervas, bent 10 proc.

Taigi galutinis namo šilumos nuostolių skaičius, pateiktas kaip pavyzdys, bus:

K_apskritai = 6629 × 1,15 = 7623 W/val.

K_apskritai parodo didžiausius namo šilumos nuostolius, kai temperatūros skirtumas tarp lauko ir vidaus oro yra 50 °C.

Jei skaičiuosime pagal pirmąją supaprastintą versiją naudodami Wsp, tada:

W_mušti = 130 × 90 = 11700 W/val.

Akivaizdu, kad antrasis skaičiavimo variantas, nors ir daug sudėtingesnis, suteikia realesnį apšiltintų pastatų skaičių. Pirmasis variantas leidžia gauti apibendrintą šilumos nuostolių vertę pastatams su žemu šilumos izoliacijos laipsniu arba visai be jo.

Pirmuoju atveju katilas turės kas valandą visiškai atnaujinti šilumos energijos nuostolius, atsirandančius per angas, lubas ir sienas be izoliacijos.

Antruoju atveju šildyti reikia tik vieną kartą, kol pasiekiama patogi temperatūra. Tada katilui reikės tik atkurti šilumos nuostolius, kurių vertė yra žymiai mažesnė nei pirmojo varianto.

1 lentelė. Įvairių statybinių medžiagų šilumos laidumas.

Lentelėje pateikti įprastų statybinių medžiagų šilumos laidumo koeficientai

2 lentelė. Cemento siūlių storis įvairiems mūro tipams.

Skaičiuojant mūro storį, atsižvelgiama į 10 mm siūlės storį. Dėl cementinių siūlių mūro šilumos laidumas yra šiek tiek didesnis nei atskiros plytos

3 lentelė. Įvairių tipų mineralinės vatos plokščių šilumos laidumas.

Lentelėje pateiktos įvairių mineralinės vatos plokščių šilumos laidumo koeficiento reikšmės. Fasadams apšiltinti naudojama standi plokštė

4 lentelė.Šilumos nuostoliai iš įvairaus dizaino langų.

Pavadinimai lentelėje: Ar – stiklo paketų užpildymas inertinėmis dujomis, K – išorinis stiklas padengtas karščiui atsparia danga, stiklo storis 4 mm, likę skaičiai nurodo tarpą tarp stiklų

7,6 kW/h yra apskaičiuota reikalinga maksimali galia, kuri sunaudojama gerai apšiltintam pastatui šildyti. Tačiau elektriniams katilams taip pat reikia tam tikro įkrovimo, kad jie galėtų veikti.

Kaip pastebėjote, prastai apšiltintam namui ar butui šildyti reikės daug elektros energijos. Be to, tai galioja bet kokio tipo katilams. Tinkamai apšiltinus grindis, lubas ir sienas, galima gerokai sumažinti išlaidas.

Mūsų svetainėje yra straipsnių apie šiltinimo būdus ir termoizoliacinių medžiagų pasirinkimo taisykles. Kviečiame su jais susipažinti:

• Privataus namo šiltinimas iš išorės: populiarios technologijos + medžiagų apžvalga
• Grindų izoliacija naudojant sijas: medžiagos šilumos izoliacijai + izoliacijos schemos
• Mansardos stogo šiltinimas: išsami instrukcija, kaip įrengti šilumos izoliaciją mažaaukščio namo palėpėje
• Namo sienų apšiltinimo iš vidaus tipai: šiltinimo medžiagos ir jų charakteristikos
• Lubų izoliacija privačiame name: naudojamų medžiagų rūšys + kaip išsirinkti tinkamą
• Balkono izoliacija „pasidaryk pats“: populiarios balkono izoliacijos iš vidaus galimybės ir technologijos

5 etapas – energijos sąnaudų apskaičiavimas

Jei supaprastinsime šildymo katilo techninę esmę, tai galime vadinti įprastu elektros energijos keitikliu į jo šiluminį analogą. Atliekant konversijos darbus, jis taip pat sunaudoja tam tikrą kiekį energijos. Tie. katilas gauna pilną elektros energijos vienetą, o šildymui tiekiama tik 0,98.

Norint gauti tikslų tiriamo elektrinio šildymo katilo energijos suvartojimo skaičių, jo galia (pirmuoju atveju nominali, o antruoju apskaičiuota) turi būti padalinta iš gamintojo deklaruotos naudingumo vertės.

Vidutiniškai tokios įrangos efektyvumas siekia 98%. Dėl to energijos suvartojimas bus, pavyzdžiui, projektavimo variantui:

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

Belieka vertę padauginti iš vietinio tarifo. Tada apskaičiuokite bendrą elektrinio šildymo kainą ir pradėkite ieškoti būdų, kaip jas sumažinti.

Pavyzdžiui, įsigykite dviejų tarifų skaitiklį, kuris leidžia iš dalies sumokėti už mažesnes „naktines“ kainas. Kodėl seną elektros skaitiklį reikia pakeisti nauju modeliu? Išsamiai pakeitimo atlikimo tvarka ir taisyklės apžvelgta čia.

Kitas būdas sumažinti išlaidas pakeitus skaitiklį – į šildymo kontūrą įtraukti šilumos akumuliatorių, kuris naktį kaups pigią energiją, o dieną naudos.

#6 etapas – sezoninių šildymo išlaidų apskaičiavimas

Dabar, kai įvaldote būsimų šilumos nuostolių skaičiavimo metodą, galite nesunkiai apskaičiuoti šildymo išlaidas per visą šildymo laikotarpį.

Pagal SNiP 23-01-99 „Pastatų klimatologija“ 13 ir 14 stulpeliuose Maskvai nustatome laikotarpio trukmę, kai vidutinė temperatūra žemesnė nei 10 °C.

Maskvoje šis laikotarpis trunka 231 dieną, o vidutinė temperatūra –2,2 °C. Norėdami apskaičiuoti Q_apskritai esant ΔT=22,2 °C, viso skaičiavimo iš naujo atlikti nebūtina.

Pakanka išvesti Q_apskritai 1 °C:

K_apskritai = 7623 / 50 = 152,46 W/val

Atitinkamai, kai ΔT = 22,2 °C:

K_apskritai = 152,46 × 22,2 = 3385 Wh

Norėdami sužinoti sunaudotą elektros energiją, padauginkite iš šildymo laikotarpio:

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

Aukščiau pateiktas skaičiavimas įdomus ir tuo, kad leidžia analizuoti visą namo konstrukciją šiltinimo efektyvumo požiūriu.

Mes svarstėme supaprastintą skaičiavimų versiją. Taip pat rekomenduojame perskaityti visą 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, pavyzdžiui, prie kieto kuro katilas, gali būti labai veiksmingi ir naudingi. Jie gali žymiai sutrumpinti laiką, reikalingą šildymo sistemai sušildyti arba būti naudojami kaip pagrindinis katilas esant ne itin žemai temperatūrai.

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