Mennyi áramot fogyaszt egy elektromos kazán: hogyan kell kiszámítani a vásárlás előtt

A villamos energia energiaforrásként való felhasználása egy vidéki ház fűtésére számos okból vonzó: könnyű elérhetőség, elterjedtség és környezetbarát.Ugyanakkor az elektromos kazánok használatának fő akadálya továbbra is a meglehetősen magas tarifák.

Ön is gondolkodott az elektromos kazán beépítésének megvalósíthatóságán? Nézzük meg együtt, mennyi áramot fogyaszt egy elektromos kazán. Amihez a cikkünkben tárgyalt számítási szabályokat és képleteket fogjuk használni.

A számítások segítenek részletesen megérteni, hogy hány kW villamos energiát kell havonta fizetnie, ha elektromos kazánt használ egy ház vagy lakás fűtésére. A kapott adatok lehetővé teszik, hogy végleges döntést hozzon a kazán megvásárlásáról/nem vásárlásáról.

Az elektromos kazán teljesítményének kiszámításának módszerei

Két fő módszer létezik az elektromos kazán szükséges teljesítményének kiszámítására. Az első a fűtött terület, a második az épület burkolatán keresztüli hőveszteség számításán alapul.

Az első lehetőség szerinti számítás nagyon durva, egyetlen mutató - fajlagos teljesítmény - alapján. A fajlagos teljesítmény a referenciakönyvekben van megadva, és a régiótól függ.

A második lehetőség számítása bonyolultabb, de figyelembe veszi egy adott épület számos egyedi mutatóját. Egy épület teljes hőtechnikai számítása meglehetősen összetett és fáradságos feladat. Ezután egy egyszerűsített számítást veszünk figyelembe, amely ennek ellenére rendelkezik a szükséges pontossággal.

A számítási módszertől függetlenül az összegyűjtött kezdeti adatok mennyisége és minősége közvetlenül befolyásolja az elektromos kazán szükséges teljesítményének helyes értékelését.

Csökkentett teljesítmény mellett a berendezés folyamatosan maximális terhelés mellett működik, nem biztosítja a szükséges életkomfortot. Túlbecsült teljesítmény esetén indokolatlanul nagy a villamosenergia-fogyasztás és a fűtőberendezések magas költsége.

Más tüzelőanyagokkal ellentétben a villamos energia környezetbarát, meglehetősen tiszta és egyszerű lehetőség, de a régióban megszakítás nélküli elektromos hálózat meglétéhez kötődik.

Az elektromos kazán teljesítményének kiszámításának eljárása

Ezután részletesen megvizsgáljuk, hogyan kell kiszámítani a szükséges kazánteljesítményt, hogy a berendezés teljes mértékben teljesítse a ház fűtésére vonatkozó feladatát.

1. szakasz - kezdeti adatok gyűjtése a számításhoz

A számítások elvégzéséhez a következő információkra lesz szüksége az épületről:

• S - a fűtött helyiség területe.
• W_üt – fajlagos teljesítmény.

A fajlagos teljesítményjelző megmutatja, hogy mennyi hőenergia szükséges 1 m-enként² 1 órakor

A helyi természeti viszonyoktól függően a következő értékeket vehetjük fel:

• Oroszország középső részén: 120 – 150 W/m²;
• déli régiókban: 70-90 W/m²;
• északi régiókban: 150-200 W/m².

W_üt - elméleti érték, amelyet főleg nagyon durva számításokhoz használnak, mert nem tükrözi az épület valós hőveszteségét. Nem veszi figyelembe az üvegezési területet, az ajtók számát, a külső falak anyagát vagy a mennyezet magasságát.

A pontos hőszámítások speciális programok segítségével készülnek, számos tényező figyelembevételével. Célunk szerint ilyen számításra nincs szükség, a külső burkolati szerkezetek hőveszteségének kiszámításával teljesen meg lehet boldogulni.

A számításokhoz felhasználandó mennyiségek:

R – hőátadási ellenállás vagy hőellenállási együttható. Ez a körülvevő szerkezet szélein lévő hőmérséklet-különbség és az ezen a szerkezeten áthaladó hőáram aránya. Mérete m²×⁰С/W.

Valójában egyszerű – R az anyag hőmegtartó képességét fejezi ki.

K – az 1 m-en áthaladó hőáram mennyiségét jelző érték² 1⁰C hőmérséklet-különbséggel rendelkező felületekre 1 órán keresztül. Vagyis megmutatja, hogy mennyi hőenergiát veszít 1 m² épületburok óránként 1 fokos hőmérséklet-különbséggel. Mérete W/m²×h.

Az itt megadott számításoknál nincs különbség a kelvin és a Celsius-fok között, hiszen nem az abszolút hőmérséklet számít, csak a különbség.

K_általában – a körülvevő szerkezet S területén áthaladó hőáram óránként. Mérete W/h.

P – fűtőkazán teljesítménye.Kiszámítása a fűtőberendezés szükséges maximális teljesítménye a külső és belső levegő maximális hőmérséklet-különbsége mellett. Más szóval, elegendő kazánteljesítmény az épület fűtéséhez a leghidegebb évszakban. Mérete W/h.

Hatékonyság – fűtőkazán hatásfokátényezője, dimenzió nélküli mennyiség, amely a kapott energia és a felhasznált energia arányát mutatja. A berendezés dokumentációjában általában 100 százalékban adják meg, például 99%. A számításoknál 1-től kezdődő értéket használunk, azaz. 0,99.

∆T – mutatja a hőmérséklet-különbséget a burkolat két oldalán. Annak érdekében, hogy világosabb legyen a különbség helyes kiszámítása, nézze meg a példát. Ha kint: -30 °C, belül pedig +22 °C, akkor ∆T = 22 - (-30) = 52 °C

Vagy ugyanaz, de Kelvinben: ∆T = 293 – 243 = 52K

Ez azt jelenti, hogy a különbség mindig ugyanaz lesz a fokokban és a kelvinekben, így a kelvinben megadott referenciaadatok korrekció nélkül használhatók a számításokhoz.

d – a körülzáró szerkezet vastagsága méterben.

k – az épületburok anyagának hővezető képességi együtthatója, amelyet a referenciakönyvekből vagy az SNiP II-3-79 „Épületi hőtechnika” (SNiP - építési szabályzatok és előírások) vettek át. Mérete W/m×K vagy W/m×⁰С.

Az alábbi képletlista mutatja a mennyiségek közötti kapcsolatot:

• R=d/k
• R= ∆T / Q
• Q = ∆T/R
• K_általában = Q × S
• P = Q_általában / hatékonyság

Többrétegű szerkezeteknél az R hőátbocsátási ellenállást minden egyes szerkezetre külön számítják ki, majd összegzik.

Néha a többrétegű szerkezetek kiszámítása túl nehézkes lehet, például egy kettős üvegezésű ablak hőveszteségének kiszámításakor.

Mit kell figyelembe venni az ablakok hőátbocsátási ellenállásának kiszámításakor:

• üvegvastagság;
• az üvegek száma és a köztük lévő légrés;
• gáz típusa az üvegek között: inert vagy levegő;
• ablaküveg hőszigetelő bevonatának jelenléte.

Mindazonáltal a teljes szerkezetre kész értékeket találhat akár a gyártótól, akár a referenciakönyvben; a cikk végén található egy táblázat a közös kialakítású dupla üvegezésű ablakokhoz.

2. szakasz - a pinceszint hőveszteségének kiszámítása

Külön kell foglalkozni az épület padlóján keresztüli hőveszteség kiszámításával, mivel a talaj jelentős hőátadási ellenállással rendelkezik.

Az alagsori padló hőveszteségének kiszámításakor figyelembe kell venni a talajba való behatolást. Ha a ház a talajszinten van, akkor a mélységet 0-nak kell feltételezni.

Az általánosan elfogadott módszer szerint az alapterület 4 zónára van osztva.

• 1 zóna - a külső faltól 2 m-re vonuljon vissza a padló közepéig a kerület mentén. Az épület mélyítése esetén a talajszintről a padlószintre húzódik vissza függőleges fal mentén. Ha a falat 2 m-re a földbe temetik, akkor az 1. zóna teljesen a falon lesz.
• 2 zóna – az 1. zóna határától a kerület mentén 2 m-rel visszahúzódik a középpontig.
• 3 zóna – a kerület mentén 2 m-t visszahúzódik a 2. zóna határától a középpontig.
• 4 zóna – a maradék emelet.

A kialakult gyakorlat alapján minden zónának saját R-je van:

• R1 = 2,1 m²×°C/W;
• R2 = 4,3 m²×°C/W;
• R3 = 8,6 m²×°C/W;
• R4 = 14,2 m²×°C/W.

A megadott R értékek bevonat nélküli padlókra érvényesek. Szigetelés esetén minden R a szigetelés R-ével növekszik.

Ezenkívül a gerendákra fektetett padlók esetében az R-t meg kell szorozni 1,18-as tényezővel.

Az 1. zóna 2 méter széles. Ha a ház el van temetve, akkor ki kell venni a falak magasságát a földbe, le kell vonni 2 métert, és a többit át kell vinni a padlóra.

3. szakasz - a mennyezeti hőveszteség kiszámítása

Most elkezdheti a számításokat.

Egy képlet, amely az elektromos kazán teljesítményének hozzávetőleges becslésére szolgál:

W=W_üt × S

Feladat: számítsa ki a szükséges kazánteljesítményt Moszkvában, fűtött terület 150 m².

A számítások során figyelembe vesszük, hogy Moszkva a központi régióhoz tartozik, i.e. W_üt 130 W/m-nek tekinthető².

W_üt = 130 × 150 = 19500 W/h vagy 19,5 kW/h

Ez a szám annyira pontatlan, hogy nem szükséges figyelembe venni a fűtőberendezések hatékonyságát.

Most határozzuk meg a hőveszteséget 15 m után² Ásványgyapottal szigetelt mennyezet. A hőszigetelő réteg vastagsága 150 mm, a külső levegő hőmérséklete -30 °C, az épületen belül +22 °C 3 óra alatt.

Megoldás: a táblázat segítségével megtaláljuk az ásványgyapot hővezetési együtthatóját, k=0,036 W/m×°C. A d vastagságot méterben kell megadni.

A számítás menete a következő:

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

Kiszámoltuk, hogy példánkban a mennyezeten keresztüli hőveszteség 187 * 3 = 561 W lesz.

Céljainkra teljes mértékben lehetséges a számítások egyszerűsítése, ha csak külső szerkezetek hőveszteségét számítjuk ki: falak és mennyezetek, anélkül, hogy a belső válaszfalakra és ajtókra figyelnénk.

Ezenkívül megteheti a szellőztetés és a csatornázás hőveszteségének kiszámítása nélkül. Nem vesszük figyelembe a beszivárgást és a szélterhelést. Az épület elhelyezkedésének függése a kardinális pontoktól és a kapott napsugárzás mennyiségétől.

Általános megfontolások alapján egy következtetést lehet levonni. Minél nagyobb az épület térfogata, annál kisebb a hőveszteség 1 m-enként². Ez könnyen megmagyarázható, mivel a falak területe négyzetesen növekszik, és a térfogat növekszik egy kockában. A labdának van a legkisebb hővesztesége.

A zárt szerkezeteknél csak a zárt légrétegeket veszik figyelembe. Ha házának szellőztetett homlokzata van, akkor az ilyen légréteget nem zártnak tekintik, és nem veszik figyelembe. Nem veszik figyelembe az összes olyan réteget, amely a szabadban lévő réteg elé kerül: homlokzati csempék vagy kazetták.

A zárt légrétegeket, például a kettős üvegezésű ablakoknál figyelembe veszik.

A ház minden fala külső. A tetőtér nincs fűtve, a tetőfedő anyagok hőállóságát nem veszik figyelembe

4. szakasz - a ház teljes hőveszteségének kiszámítása

Az elméleti rész után kezdődhet a gyakorlati rész.

Például számoljunk ki egy házat:

• külső falak méretei: 9x10 m;
• magasság: 3 m;
• dupla üvegezésű ablak 1.5×1,5 m: 4 db;
• tölgy ajtó 2.1×0,9 m, vastagság 50 mm;
• 28 mm-es fenyőpadló, 30 mm vastag extrudált hab tetején, gerendákra fektetve;
• gipszkarton mennyezet 9 mm, felül 150 mm vastag ásványgyapot;
• falanyag: falazat 2 db szilikát tégla, szigetelés 50 mm ásványgyapottal;
• a leghidegebb időszak 30 °C, az épületen belül a becsült hőmérséklet 20 °C.

A szükséges területekről előkészítő számításokat készítünk. A padló zónáinak kiszámításakor nulla falmélységet feltételezünk. A padlódeszkát gerendákra fektetik.

• ablakok – 9 m²;
• ajtó – 1,9 m²;
• falak, mínusz ablakok és ajtók - 103,1 m²;
• mennyezet - 90 m²;
• alapterületek: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 °C.

Ezután a fejezet végén található referenciakönyvek vagy táblázatok segítségével minden anyaghoz kiválasztjuk a hővezetési együttható szükséges értékeit. Javasoljuk, hogy olvasson többet erről hővezetési együttható és értékei a legnépszerűbb építőanyagokhoz.

A fenyődeszkáknál a hővezetési együtthatót a rostok mentén kell venni.

Az egész számítás nagyon egyszerű:

1. lépés: A teherhordó falszerkezetek hőveszteségének kiszámítása három lépésből áll.

Kiszámoljuk a téglafalak hőveszteségi együtthatóját: R_Cyrus = d/k = 0,51/0,7 = 0,73 m²×°C/W.

Ugyanez a falszigetelésnél: R_ut = d/k = 0,05/0,043 = 1,16 m²×°C/W.

Hőveszteség 1 m² külső falak: Q = ΔT/(R_Cyrus + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×°C/W.

Ennek eredményeként a falak teljes hővesztesége: Q_utca = Q × S = 26,46 × 103,1 = 2728 Wh.

2. lépés: Az ablakon keresztüli hőenergia veszteségek számítása: Q_ablakok = 9 × 50 / 0,32 = 1406 W/h.

3. lépés: Tölgyfa ajtón átszivárgó hőenergia számítása: Q_dv = 1,9 × 50 / 0,23 = 413 W/h.

4. lépés: Hőveszteség a felső emeleten keresztül - mennyezet: Q_izzad = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064 W/h.

5. lépés: R kiszámítása_ut padlóra is több lépésben.

Először megtaláljuk a szigetelés hőveszteségi együtthatóját: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×°C/W.

Ezután hozzáadjuk az R-t_ut minden zónához:

• 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. lépés: Mivel a padlót rönkökre fektetik, 1,18-as tényezővel szorozzuk:

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. lépés: Számítsuk ki a Q-t minden zónára:

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/h.

8. lépés: Most kiszámolhatja a Q-t az egész emeletre: Q_padló = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018 W/h.

9. lépés: Számításaink eredményeként meg tudjuk adni a teljes hőveszteség mértékét:

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

A számítás nem tartalmazta a csatornázáshoz és a szellőztetéshez kapcsolódó hőveszteséget. Annak érdekében, hogy ne bonyolítsuk túlzottan a dolgokat, egyszerűen adjunk hozzá 5%-ot a felsorolt ​​szivárgásokhoz.

Természetesen tartalék szükséges, legalább 10%.

Így a ház hőveszteségének végső értéke példaként a következő lesz:

K_általában = 6629 × 1,15 = 7623 W/h.

K_általában mutatja egy ház maximális hőveszteségét, ha a külső és belső levegő hőmérsékletkülönbsége 50 °C.

Ha az első egyszerűsített változat szerint számolunk a Wsp segítségével, akkor:

W_üt = 130 × 90 = 11700 W/h.

Nyilvánvaló, hogy a második számítási lehetőség, bár sokkal bonyolultabb, reálisabb adatot ad a szigetelt épületekre. Az első lehetőség lehetővé teszi, hogy általános hőveszteség-értéket kapjon alacsony hőszigetelésű vagy egyáltalán nem hőszigetelő épületeknél.

Az első esetben a kazánnak óránként teljesen meg kell újítania a nyílásokon, mennyezeten és szigetelés nélküli falakon keresztül fellépő hőenergia-veszteséget.

A második esetben csak egyszer kell melegíteni, amíg el nem éri a kényelmes hőmérsékletet. Ekkor a kazánnak csak a hőveszteséget kell helyreállítania, amelynek értéke lényegesen alacsonyabb, mint az első lehetőségnél.

1. táblázat Különféle építőanyagok hővezető képessége.

A táblázat az általános építőanyagok hővezetési együtthatóit mutatja

2. táblázat Cementhézag vastagsága különféle falazatokhoz.

A falazat vastagságának kiszámításakor 10 mm-es fugavastagságot veszünk figyelembe. A cementkötések miatt a falazat hővezető képessége valamivel nagyobb, mint egy különálló téglé

3. táblázat Különböző típusú ásványgyapot lemezek hővezető képessége.

A táblázat a különböző ásványgyapot lemezek hővezetési együtthatójának értékeit mutatja. A homlokzatok szigetelésére merev födémet használnak

4. táblázat.Hőveszteség különböző kivitelű ablakokból.

Megnevezések a táblázatban: Ar – dupla üvegezésű ablakok inertgázzal való kitöltése, K – külső üveg hővédő bevonattal, üvegvastagság 4 mm, a fennmaradó számok az üvegek közötti rést jelzik

7,6 kW/h a becsült szükséges maximális teljesítmény, amelyet egy jól szigetelt épület fűtésére fordítanak. Az elektromos kazánoknak azonban némi töltésre van szükségük ahhoz, hogy működjenek.

Mint észrevette, egy rosszul szigetelt ház vagy lakás nagy mennyiségű villamos energiát igényel a fűtéshez. Ráadásul ez minden típusú kazánra igaz. A padlók, mennyezetek és falak megfelelő szigetelése jelentősen csökkentheti a költségeket.

Honlapunkon cikkek találhatók a szigetelési módokról és a hőszigetelő anyagok kiválasztásának szabályairól. Meghívjuk Önt, hogy ismerkedjen meg velük:

• Magánház szigetelése kívülről: népszerű technológiák + anyagok áttekintése
• Padlószigetelés gerendákkal: hőszigetelő anyagok + szigetelési sémák
• Padlástető szigetelése: részletes utasítások alacsony emeletes épület tetőterében történő hőszigetelés beépítéséhez
• A ház falainak szigetelésének típusai belülről: szigetelési anyagok és jellemzőik
• A mennyezet szigetelése magánházban: a felhasznált anyagok típusai + hogyan válasszuk ki a megfelelőt
• Erkély szigetelése "csináld magad": népszerű lehetőségek és technológiák az erkély belülről történő szigetelésére

5. szakasz - az energiaköltségek kiszámítása

Ha leegyszerűsítjük a fűtőkazán műszaki lényegét, akkor nevezhetjük hagyományos elektromos energia átalakítónak termikus analógjává. Az átalakítási munka elvégzése közben bizonyos mennyiségű energiát is fogyaszt. Azok. a kazán teljes egységnyi áramot kap, és ebből csak 0,98-át szolgáltatják fűtésre.

Ahhoz, hogy pontos adatot kapjunk a vizsgált elektromos fűtőkazán villamosenergia-fogyasztásáról, annak teljesítményét (az első esetben névleges, a másodikban számított) el kell osztani a gyártó által megadott hatásfok értékével.

Az ilyen berendezések hatékonysága átlagosan 98%. Ennek eredményeként az energiafogyasztás mértéke például a tervezési lehetőségnél lesz:

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

Már csak az értéket kell megszorozni a helyi tarifával. Ezután számítsa ki az elektromos fűtés teljes költségét, és kezdje el keresni a módját annak csökkentésére.

Például vásároljon egy kéttarifás mérőt, amely lehetővé teszi, hogy részben alacsonyabb „éjszakai” árakon fizessen. Miért kell a régi villanyórát új modellre cserélni? A pótlás végrehajtásának rendje és szabályai részletesen itt áttekintve.

A költségek csökkentésének másik módja a mérőcsere után az, hogy a fűtőkörbe hőtárolót építenek be, amely éjszaka olcsó energiát tárol, és nappal használja.

6. szakasz - szezonális fűtési költségek kiszámítása

Most, hogy elsajátította a jövőbeni hőveszteségek kiszámításának módszerét, könnyen megbecsülheti a fűtési költségeket a teljes fűtési időszakra vonatkozóan.

Az SNiP 23-01-99 „Épületklimatológia” 13. és 14. oszlopa szerint Moszkvában a 10 °C alatti átlaghőmérsékletű időszak időtartamát találjuk.

Moszkva esetében ez az időszak 231 napig tart, és az átlaghőmérséklet -2,2 °C. A Q kiszámításához_általában ΔT=22,2 °C esetén nem szükséges újra elvégezni a teljes számítást.

Elég a Q kimenete_általában 1 °C-kal:

K_általában = 7623/50 = 152,46 W/h

Ennek megfelelően ΔT = 22,2 °C esetén:

K_általában = 152,46 × 22,2 = 3385 Wh

Az elfogyasztott villamos energia meghatározásához szorozza meg a fűtési periódussal:

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

A fenti számítás azért is érdekes, mert lehetővé teszi a ház teljes szerkezetének elemzését a szigetelés hatékonysága szempontjából.

A számítások egyszerűsített változatát vettük figyelembe. Azt is javasoljuk, hogy olvassa el a teljes szöveget az épület hőtechnikai számítása.

Következtetések és hasznos videó a témában

Hogyan lehet elkerülni a hőveszteséget az alapozáson keresztül:

A hőveszteség online kiszámítása:

Az elektromos kazánok fő fűtőberendezésként való használatát erősen korlátozzák az elektromos hálózatok képességei és a villamos energia költsége.

Kiegészítőként azonban pl szilárd tüzelésű kazán, nagyon hatékony és hasznos lehet. Jelentősen csökkenthetik a fűtési rendszer felmelegedéséhez szükséges időt, vagy fő kazánként használhatók nem túl alacsony hőmérsékleten.

Használsz elektromos bojlert fűtésre? Mondja el, milyen módszerrel számította ki az otthona szükséges teljesítményét. Vagy talán csak elektromos kazánt szeretne vásárolni, és kérdései vannak? Kérdezze meg őket a cikk megjegyzéseiben - megpróbálunk segíteni.