Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Uporaba električne energije kot vira energije za ogrevanje podeželske hiše je privlačna iz več razlogov: enostavna dostopnost, razširjenost, prijaznost do okolja. Hkrati ostaja najpomembnejša ovira za uporabo električnih kotlov precej visoke tarife.

Ali razmišljate tudi o smotrnosti vgradnje električnega kotla? Poglejmo skupaj, koliko električnega kotla porabi elektriko. Za kaj bomo uporabili pravila za izvajanje izračunov in formul, obravnavanih v našem članku.

Izračuni bodo omogočili podrobno razumevanje, koliko kWh električne energije bo treba plačati mesečno v primeru uporabe električnih kotlov za ogrevanje hiše ali stanovanja. Dobljene številke bodo sprejele končno odločitev o nakupu / ne-nakupu kotla.

Metode za izračun moči kotla

Obstajata dve glavni metodi za izračun potrebne moči električnega kotla. Prvi temelji na ogrevanem prostoru, drugi na izračunu toplotne izgube skozi ovoj stavbe.

Izračun prve možnosti je zelo grob, na podlagi enega samega kazalca - gostote moči. Specifična moč je podana v referenčnih knjigah in je odvisna od regije.

Vgradnjo električne opreme za ogrevalni sistem odlikuje najnižja cena in enostavna shema Električni kotel ni treba segrevati, zagotoviti gorivo in urediti dimnik. Za organizacijo ogrevanja z njim ne potrebuje kotlovnice Težka minus uporaba električne energije - nečloveške tarife za električno energijo in odvisnost od centraliziranih omrežij Delo zahteva dobro električno energijo in neprekinjeno napajanje. Zato morate pred nakupom izračunati vse, vključno s stroški.

Izračun druge možnosti je bolj zapleten, vendar upošteva številne posamezne kazalnike posamezne stavbe. Celoten inženirski izračun stavbe je precej zapletena in zahtevna naloga. Poleg tega se bo upošteval poenostavljen izračun, ki pa bo imel potrebno natančnost.

Ne glede na način izračuna količina in kakovost zbranih izvornih podatkov neposredno vplivata na pravilno oceno zahtevane moči električnega kotla.

Z nizko močjo bo oprema nenehno delovala z največjo obremenitvijo, ne da bi zagotovila potrebno udobje bivanja. Ob prevladujoči - nerazumno visoka poraba električne energije predstavlja visoke stroške opreme za ogrevanje.

Za razliko od drugih vrst goriva je električna energija okolju varna, dokaj čista in enostavna možnost, vendar povezana s prisotnostjo neprekinjenega električnega omrežja v regiji.

Postopek za izračun moči električnega kotla

Nadalje podrobno obravnavamo, kako izračunati potrebno zmogljivost kotla, tako da oprema v celoti izpolnjuje svojo nalogo ogrevanja hiše.

Faza # 1 - zbiranje začetnih podatkov za izračun

Za izračune bodo potrebne naslednje informacije o stavbi:

  • S je območje ogrevane sobe.
  • W utripov - gostota moči.

Indikator specifične moči kaže, koliko toplotne energije je potrebno na 1 m 2 v eni uri.

Glede na lokalne okoljske pogoje se lahko sprejmejo naslednje vrednosti:

  • za osrednji del Rusije: 120 - 150 W / m 2 ;
  • za južne regije: 70–90 W / m 2 ;
  • za severne regije: 150-200 W / m 2 .

W utripov je teoretična vrednost, ki se uporablja predvsem za zelo grobe izračune, saj ne odraža dejanskih toplotnih izgub stavbe. Ne upošteva površine zasteklitve, števila vrat, materiala zunanjih sten, višine stropov.

Natančen toplotni izračun se izvede s pomočjo specializiranih programov, pri čemer se upoštevajo številni dejavniki. Za naš namen tak izračun ni potreben, povsem je mogoče odpraviti izračun toplotne izgube zunanjih zaprtih struktur.

Vrednosti, ki jih je treba uporabiti pri izračunih:

R je koeficient toplotne odpornosti ali toplotni upor. To je razmerje med temperaturno razliko vzdolž robov ovoja stavbe in toplotnega toka, ki teče skozi to strukturo. Ima dimenzijo m 2 × С / W.

Pravzaprav je vse preprosto - R izraža sposobnost materiala, da zadrži toploto.

Q je vrednost, ki kaže količino toplotnega toka, ki prehaja skozi 1 m2 površine pri temperaturi 1 ° C za 1 uro. To pomeni, da kaže, koliko toplotne energije se izgubi za 1 m 2 stavbnega ovoja na uro s padcem temperature za 1 stopinjo. Ima dimenzijo W / m 2 × h.

Za tukaj predstavljene izračune ni razlike med Kelvinom in stopinjami Celzija, ker ni pomembna absolutna temperatura, temveč le razlika.

Q Skupaj - količina toplotnega toka, ki prehaja skozi območje S ovoja stavbe na uro. Ima dimenzijo W / h.

P je moč ogrevalnega kotla. Izračuna se kot zahtevana največja moč ogrevalne opreme pri najvišji temperaturni razliki med zunanjim in notranjim zrakom. Z drugimi besedami, kotel ima dovolj moči za ogrevanje stavbe v najhladnejši sezoni. Ima dimenzijo W / h.

Učinkovitost - učinkovitost ogrevalnega kotla, brezrazsežna količina, ki kaže razmerje med prejeto energijo in porabljeno energijo. Dokumentacija za opremo je običajno podana kot odstotek 100, na primer 99%. Pri izračunih se uporabi vrednost 1. 0, 99.

--T - prikazuje temperaturno razliko z dveh strani ovoja stavbe. Da bi bilo bolj jasno, kako se izračuna razlika, glej primer. Če je zunaj: -30 ° C, in znotraj +22 ° C, potem ∆T = 22 - (-30) = 52 ° S

Ali pa tudi v kelvinih: =T = 293 - 243 = 52K

To pomeni, da bo razlika vedno enaka za stopinje in kelvine, zato se lahko referenčni podatki v kelvinah uporabijo brez popravkov za izračune.

d - debelina ovoja stavbe v metrih.

k - koeficient toplotne prevodnosti materiala ovoja stavbe, ki je vzet iz referenčnih knjig ali SNiP II-3-79 „Toplotna tehnika stavbe“ (SNiP - gradbeni predpisi in predpisi). Ima dimenzijo W / m × K ali W / m × S.

Naslednji seznam formul prikazuje razmerje vrednosti:

  • R = d / k
  • R = /T / Q
  • Q = /T / R
  • Q total = Q × S
  • P = skupna / učinkovitost

Pri večplastnih strukturah se za vsako strukturo posebej izračuna upornost prenosa toplote R in nato sešteje.

Včasih je lahko izračun večslojnih struktur preveč okoren, na primer pri izračunu toplotnih izgub okenskega stekla.

Kaj je treba upoštevati pri izračunu upornosti prehoda toplote za okna:

  • debelina stekla;
  • število očal in zračnih vrzeli med njimi;
  • vrsta plina med očali: inertna ali zračna;
  • prisotnost toplotnoizolacijskega stekla.

Vendar pa lahko najdete že pripravljene vrednosti za celotno konstrukcijo, bodisi pri proizvajalcu ali v referenčni knjigi, na koncu tega članka je tabela za dvojna stekla skupne strukture.

Faza # 2 - izračun toplotne izgube kletne etaže

Ločeno je treba ustaviti izračun toplotne izgube skozi tla stavbe, saj ima tla veliko odpornost na prenos toplote.

Pri izračunu toplotne izgube kleti je potrebno upoštevati prodor v zemljo. Če je hiša na tleh, se predpostavlja, da je globina 0.

Po splošno sprejeti metodi je površina tal razdeljena na 4 cone.

  • Cona 1 - 2 m se umakne od zunanje stene do središča tal vzdolž oboda. V primeru poglabljanja stavbe se umakne od tal do nivoja tal ob navpični steni. Če je stena zakopana v zemljo za 2 m, bo cona 1 popolnoma na steni.
  • Cona 2 - umik 2 m vzdolž oboda do sredine od meje območja 1.
  • Cona 3 - 2 metra vzdolž oboda do sredine od meje območja 2.
  • Cona 4 - preostalo nadstropje.

Za vsako cono iz uveljavljene prakse so določene lastne R:

  • R1 = 2, 1 m 2 × ° S / W;
  • R2 = 4, 3 m 2 × ° S / W;
  • R3 = 8, 6 m 2 × ° S / W;
  • R4 = 14, 2 m 2 × ° С / W.

Navedene vrednosti R veljajo za nepremazana tla. V primeru izolacije se vsak R poveča z izolacijo R.

Poleg tega se za tla, postavljena na hlode, R pomnoži s faktorjem 1, 18.

Cona 1 je široka 2 metra. Če je hiša pokopana, potem morate vzeti višino sten v tleh, vzeti od 2 metrov, ostalo pa prenesti na tla.

Faza # 3 - izračun toplotne izgube s stropa

Zdaj lahko začnete izračune.

Formula, ki se lahko uporabi za grobo oceno moči električnega kotla:

W = W utripa × S

Naloga: izračunati potrebno moč kotla v Moskvi, ogrevane površine 150m².

Pri izračunih upoštevamo, da Moskva spada v osrednjo regijo, tj. W utripov lahko vzamemo enako 130 W / m2.

W utripov = 130 × 150 = 19500W / h ali 19.5kW / h

Ta številka je tako netočna, da ne zahteva upoštevanja učinkovitosti ogrevalne opreme.

Zdaj določimo toplotne izgube skozi 15 m 2 stropne površine, izolirane z mineralno volno. Debelina izolacijskega sloja je 150 mm, zunanja temperatura -30 ° C, znotraj stavbe je +22 ° C 3 ure.

Rešitev: po tabeli najdemo koeficient toplotne prevodnosti mineralne volne, k = 0, 036 W / m × ° S. Debelino d je treba vzeti v metrih.

Postopek izračuna je naslednji: \ t

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

Izračunano, da bo izguba toplote skozi strop v našem primeru 187 * 3 = 561W.

Za naše namene je povsem mogoče poenostaviti izračune, izračunati toplotne izgube samo zunanjih struktur: stene in stropi, ne da bi se pri tem pazili na notranje pregrade in vrata.

Poleg tega lahko to storite brez izračuna toplotne izgube za prezračevanje in kanalizacijo. Ne bomo upoštevali infiltracije in obremenitve z vetrom. Odvisnost lokacije stavbe od kardinalnih točk in količine prejetega sončnega sevanja.

Iz splošnih premislekov lahko sklepamo. Večji kot je zgradba, manj toplotne izgube na 1 m 2 . To je enostavno razložiti, saj se površina sten kvadratno povečuje in prostornina v kocki. Žoga ima najmanj toplotne izgube.

V zaprtih konstrukcijah se upoštevajo samo zaprti zračni sloji. Če ima vaša hiša prezračeno fasado, potem ta zračni sloj ni zaprt, ne upošteva se. Ne vzamemo vseh plasti, ki sledijo pred odprtim slojem zraka: fasadne ploščice ali kasete.

Upoštevajo se zaprte plasti zraka, na primer v steklenih enotah.

Vse stene hiše so zunanje. Podstrešje ni ogrevano, toplotna odpornost kritin se ne upošteva

4. stopnja - izračun skupne toplotne izgube koče

Po teoretičnem delu lahko nadaljujete s praktičnim delom.

Na primer, izračunamo hišo:

  • dimenzije zunanjih sten: 9x10 m;
  • višina: 3 m;
  • okno z dvojnim steklom 1, 5 × 1, 5 m: 4 kosi;
  • hrastova vrata 2.1 × 0.9 m, debelina 50 mm;
  • borovci 28 mm, na vrhu ekstrudiranega polistirena debeline 30 mm, položeni na hlode;
  • strop GKL 9 mm, na vrhu mineralne volne debeline 150mm;
  • material stene: zidovi 2 silikatna opeka, izolacija iz mineralne volne 50 mm;
  • najhladnejše obdobje je 30 ° S, konstrukcijska temperatura znotraj stavbe pa je 20 ° S.

Izdelali bomo predhodne izračune potrebnega prostora. Pri izračunu območij na tleh vzamemo ničelno globino sten. Na tla so položene talne plošče.

  • okna - 9 m 2 ;
  • vrata - 1, 9 m 2 ;
  • stene, minus okna in vrata - 103, 1 m 2 ;
  • strop - 90 m 2 ;
  • površina talnih območij: S1 = 60 m 2, S2 = 18 m 2, S3 = 10 m 2, S4 = 2 m 2 ;
  • T = 50 ° C.

Nadalje, z referenčnimi knjigami ali tabelami, podanimi na koncu tega poglavja, izberemo potrebne vrednosti koeficienta toplotne prevodnosti za vsak material. Priporočamo, da se podrobneje seznanite s koeficientom toplotne prevodnosti in njenimi vrednostmi za najbolj priljubljene gradbene materiale.

Za borove plošče je treba vzdolž vlaken vzeti koeficient toplotne prevodnosti.

Celoten izračun je dokaj preprost:

Korak # 1: Izračun izgube toplote skozi konstrukcije nosilnih zidov vključuje tri korake.

Izračunamo koeficient toplotne izgube opečnih zidov: Rcir = d / k = 0, 51 / 0, 7 = 0, 73 m 2 × ° С / W.

Enako za izolacijo sten: R ut = d / k = 0.05 / 0.043 = 1.16 m 2 × ° С / W.

Toplotna izguba 1 m 2 zunanjih sten: Q = ΔT / (R Cyr + R ut ) = 50 / (0, 73 + 1, 16) = 26, 46 m 2 × ° С / W.

Posledično bodo skupne toplotne izgube sten: Q član = Q × S = 26, 46 × 103, 1 = 2728 W / h.

Korak # 2: Izračunajte izgubo toplote skozi okna: Q okno = 9 × 50 / 0, 32 = 1406W / h.

Stopnja 3: Izračun uhajanja toplote skozi hrastova vrata: Q dw = 1, 9 × 50 / 0, 23 = 413 W / h.

Korak 4: toplotna izguba skozi zgornji strop - zgornja meja: Q pot = 90 × 50 / (0, 06 + 4, 17) = 1064 W / h.

Korak # 5: Izračunajte R za tla v samo nekaj korakih.

Najprej najdemo koeficient toplotne izgube izolacije: R ut = 0, 16 + 0, 83 = 0, 99 m 2 × ° C / W.

Nato dodajte R u vsako cono:

  • R1 = 3, 09 m 2 × ° С / W; R2 = 5, 29 m 2 × ° S / W;
  • R3 = 9, 59 m 2 × ° С / W; R4 = 15, 19 m 2 × ° С / W.

Korak št. 6: Ker so tla položena na hlode, pomnožena s faktorjem 1, 18:

R1 = 3, 64 m 2 × ° С / W; R2 = 6, 24 m 2 × ° S / W;

R3 = 11, 32 m 2 × ° С / W; R4 = 17, 92 m 2 × ° С / W.

7. korak: Izračunajte Q za vsako območje:

Q1 = 60 × 50 / 3, 64 = 824 W / h;

Q2 = 18x50 / 6, 24 = 144W / h;

Q3 = 10 × 50 / 11, 32 = 44W / h;

Q4 = 2 × 50 / 17, 92 = 6W / h.

Korak 8: Sedaj lahko izračunamo Q za celotno nadstropje: Q nadstropje = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018W / h.

9. korak: Kot rezultat naših izračunov lahko označimo vsoto skupnih toplotnih izgub:

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

Izračun ne vključuje toplotnih izgub, povezanih z odplakami in prezračevanjem. Da ne bi zaostajali več kot le merilo, bomo preprosto dodali 5% navedenim puščanjem.

Seveda je potrebna razlika v višini vsaj 10%.

Tako bo končna številka toplotnih izgub, podana kot primer doma:

Q skupaj = 6629 × 1, 15 = 7623W / h.

Q na splošno kaže največjo toplotno izgubo doma, ko je temperaturna razlika med zunanjim in notranjim zrakom 50 ° C.

Če računate na prvo poenostavljeno različico prek Wuda, potem:

W utripov = 130 × 90 = 11700W / h.

Jasno je, da je druga različica izračuna, čeprav veliko bolj zapletena, vendar daje bolj realno sliko za stavbe z izolacijo. Prva možnost omogoča pridobitev splošne vrednosti toplotnih izgub za stavbe z nizko stopnjo toplotne izolacije ali celo brez nje.

V prvem primeru bo kotel vsako uro popolnoma obnovil toplotne izgube, ki nastanejo skozi odprtine, tla, stene brez izolacije.

V drugem primeru je potrebno ogrevati samo enkrat, preden dosežemo udobno temperaturo. Potem bo kotel potreboval le izterjavo toplotnih izgub, katerih vrednost je bistveno nižja od prve možnosti.

Tabela 1. Toplotna prevodnost različnih gradbenih materialov.

Tabela prikazuje koeficiente toplotne prevodnosti za skupne gradbene materiale.

Tabela 2. Debelina cementnega spoja z različnimi vrstami zidov.

Pri izračunu debeline zidov se upošteva debelina 10 mm. Zaradi cementnih spojev je toplotna prevodnost zidakov nekoliko višja od ene same opeke

Tabela 3. Toplotna prevodnost različnih vrst plošč iz mineralne volne.

Tabela prikazuje vrednosti toplotne prevodnosti za različne plošče iz mineralne volne. Za izolacijo fasad uporabili trde plošče

Tabela 4. Toplotna izguba oken različnih izvedb.

Oznake v tabeli: Ar - polnjenje stekla z inertnim plinom, K - zunanje steklo ima toplotno zaščitni premaz, debelina stekla je 4mm, preostale številke pa kažejo vrzel med očali

7, 6 kW / h je izračunana zahtevana največja moč, ki se uporablja za ogrevanje dobro izolirane zgradbe. Vendar pa električni kotli potrebujejo tudi nekaj stroškov za lastno napajanje.

Ker ste opazili slabo izolirano hišo ali stanovanje, boste potrebovali velike količine električne energije za ogrevanje. In to velja za vse vrste kotlov. Pravilna izolacija tal, stropa in sten lahko znatno zmanjša stroške.

Na naši spletni strani imamo članke o metodah izolacije in pravilih za izbiro izolacijskega materiala. Vabimo vas, da se seznanite z njimi:

  • Izolacija zasebne hiše zunaj: popularne tehnologije + pregled materialov
  • Izolacija tal s hlodi: materiali za toplotno izolacijo + sistemi izolacije
  • Izolacija podstrešne strehe: podrobna navodila o izolaciji v mansardi nizke gradnje
  • Vrste izolacije za stene hiše od znotraj: materiali za izolacijo in njihove značilnosti
  • Izolacija za strop v zasebni hiši: vrste uporabljenih materialov + kako izbrati
  • Ogrevanje balkona z lastnimi rokami: priljubljene možnosti in tehnologije za ogrevanje balkona od znotraj

Stopnja 5 - Izračunajte stroške električne energije

Če poenostavite tehnično naravo kotla za ogrevanje, ga lahko imenujete konvencionalni pretvornik električne energije v termični kolektor. Med preoblikovanjem dela tudi porabi nekaj energije. Tj kotel prejme polno enoto električne energije in samo 0, 98 je dobavljeno za ogrevanje.

Da bi dobili natančno vrednost porabe električne energije preiskovanega električnega ogrevalnega kotla, je treba njegovo moč (nominalno v prvem primeru izračunati v drugem) deliti z vrednostjo izkoristka, ki jo je navedel proizvajalec.

V povprečju je učinkovitost takšne opreme 98%. Posledično bo količina porabljene energije na primer za konstrukcijsko različico:

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

Še vedno je treba pomnožiti vrednost po lokalni stopnji. Nato izračunajte skupne stroške električnega ogrevanja in poiščite načine za njihovo zmanjšanje.

Na primer, kupite dvuhtarifny števec, ki omogoča delno plačilo po nižjih »nočnih« tarifah. Kaj bo treba zamenjati s starim električnim števcem z novim modelom. Postopek in pravila za zamenjavo so podrobno obravnavana tukaj.

Drugi način za zmanjšanje stroškov po zamenjavi merilnika je vključitev akumulatorja toplote v ogrevalni krog, da bi se ponoči založili na poceni energijo in jo porabili čez dan.

Этап #6 – подсчет сезонных затрат на 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.

Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi

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.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija:

Ogrevanje