Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Korištenje električne energije kao izvora energije za grijanje seoske kuće je atraktivno iz više razloga: laka dostupnost, prevalencija, ekološka prihvatljivost. Istodobno, najvažnija prepreka za korištenje električnih kotlova ostaje prilično visoka tarifa.

Razmišljate li i o poželjnosti ugradnje električnog bojlera? Pogledajmo koliko električni kotao troši struju. Za ono što ćemo koristiti pravila za izvođenje proračuna i formula razmatranih u našem članku.

Proračuni će pomoći da se detaljno razumije koliko će se kWh električne energije morati plaćati mjesečno u slučaju korištenja električnih kotlova za grijanje kuće ili stana. Dobiveni podaci donijet će konačnu odluku o kupnji / ne-kupnji kotla.

Metode za izračunavanje snage kotla

Postoje dvije glavne metode za izračunavanje potrebne snage električnog kotla. Prvi se temelji na zagrijanoj površini, a drugi na izračunu gubitka topline kroz omotač zgrade.

Izračun prve opcije je vrlo grub, na temelju jednog pokazatelja - gustoće snage. Specifična snaga se daje u referentnim knjigama i ovisi o regiji.

Ugradnja električne opreme za sustav grijanja odlikuje se najnižom cijenom i jednostavnom shemom Električni kotao ne treba grijati, osigurati gorivo i urediti dimnjak. Za organizaciju grijanja s njom nije potrebna kotlovnica Težina umanjena za korištenje električne energije - nečovječne tarife za električnu energiju i ovisnost o centraliziranim mrežama Rad zahtijeva dobru električnu energiju i neprekidno napajanje. Stoga, prije kupnje morate izračunati sve, uključujući i troškove.

Izračun druge opcije je složeniji, ali uzima u obzir mnoge pojedinačne pokazatelje pojedine zgrade. Potpuni toplinski inženjerski proračun zgrade prilično je složen i mukotrpan zadatak. Nadalje, razmotrit će se pojednostavljeni izračun, koji ipak ima potrebnu točnost.

Bez obzira na način izračuna, količina i kvaliteta prikupljenih izvornih podataka izravno utječu na ispravnu procjenu potrebne snage električnog kotla.

Uz malu snagu, oprema će stalno raditi s maksimalnim opterećenjem, bez pružanja potrebne udobnosti življenja. Uz neodoljivu - nerazumno visoka potrošnja električne energije je visoka cijena opreme za grijanje.

Za razliku od drugih vrsta goriva, električna energija je ekološki sigurna, prilično čista i jednostavna opcija, ali vezana uz postojanje neprekinute električne mreže u regiji.

Postupak za izračun snage električnog kotla

Nadalje, detaljno ćemo razmotriti kako izračunati potreban kapacitet kotla tako da oprema u potpunosti ispunjava svoj zadatak grijanja kuće.

Faza # 1 - prikupljanje početnih podataka za izračun

Za izračune će trebati sljedeće informacije o zgradi:

  • S je područje grijane sobe.
  • W beats - gustoća snage.

Indikator specifične snage pokazuje koliko je toplinske energije potrebno za 1 m 2 u 1 satu.

Ovisno o lokalnim uvjetima okoline, mogu se prihvatiti sljedeće vrijednosti:

  • za središnji dio Rusije: 120 - 150 W / m 2 ;
  • za južne regije: 70-90 W / m 2 ;
  • za sjeverne regije: 150-200 W / m 2 .

W beats je teoretska vrijednost, koja se uglavnom koristi za vrlo grube izračune, jer ne odražava stvarne toplinske gubitke zgrade. Ne uzima u obzir površinu ostakljenja, broj vrata, materijal vanjskih zidova, visinu stropova.

Točni termički izračun se vrši pomoću specijaliziranih programa, uzimajući u obzir mnoge čimbenike. Za naše potrebe takav izračun nije potreban, sasvim je moguće izostaviti izračun gubitka topline vanjskih obložnih struktura.

Vrijednosti koje se trebaju koristiti u izračunima:

R je otpor prijenosa topline ili koeficijent toplinske otpornosti. To je omjer temperaturne razlike duž rubova omotača zgrade i toplinskog toka koji prolazi kroz tu strukturu. Dimenzija m 2 × S / W.

Zapravo, sve je jednostavno - R izražava sposobnost materijala da zadrži toplinu.

Q je vrijednost koja pokazuje količinu toplinskog toka koji prolazi kroz 1 m2 površine pri temperaturnoj razlici od 1 ° C tijekom 1 sata. To znači da pokazuje koliko se toplinske energije gubi za 1 m 2 omotača zgrade na sat s padom temperature od 1 stupnja. Ima dimenziju W / m2 × h.

Za ovdje prikazane izračune nema razlike između Kelvina i stupnjeva Celzija, budući da nije važna apsolutna temperatura, nego samo razlika.

Q total - količina toplinskog toka koji prolazi kroz područje S omotača zgrade na sat. Ima dimenziju W / h.

P je snaga kotla za grijanje. Izračunava se kao potrebna maksimalna snaga opreme za grijanje pri maksimalnoj temperaturnoj razlici između vanjskog i unutarnjeg zraka. Drugim riječima, kotao ima dovoljno snage za zagrijavanje zgrade tijekom najhladnijeg razdoblja. Ima dimenziju W / h.

Učinkovitost - učinkovitost kotla za grijanje, bezdimenzijska količina koja pokazuje odnos primljene energije i potrošene energije. Dokumentacija za opremu obično se daje kao postotak od 100, na primjer, 99%. U izračunima se koristi vrijednost iz 1. 0.99.

--T - pokazuje temperaturnu razliku s dvije strane omotnice zgrade. Da bi bilo jasnije kako se izračunava razlika, pogledajte primjer. Ako je vani: -30 ° C, a unutar + 22 ° C, tada je =T = 22 - (-30) = 52 ° S

Ili također, ali u kelvinima: ∆T = 293 - 243 = 52K

To znači da će razlika uvijek biti jednaka za stupnjeve i kelvine, pa se referentni podaci u kelvinama mogu koristiti bez korekcija za izračune.

d - debljina omotača zgrade u metrima.

k - koeficijent toplinske vodljivosti materijala omotnice zgrade, koji je preuzet iz priručnika ili SNiP II-3-79 „Toplinarstvo u zgradama“ (SNiP - građevinski propisi i propisi). Dimenzija W / m × K ili W / m × S.

Sljedeći popis formula prikazuje odnos vrijednosti:

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

Za višeslojne strukture, otpor za prijenos topline R izračunava se za svaku strukturu zasebno i zatim se zbraja.

Ponekad izračun višeslojnih struktura može biti previše težak, na primjer, pri izračunu gubitka topline jedinice stakla.

Što treba uzeti u obzir pri izračunu otpora prijenosa topline za prozore:

  • debljina stakla;
  • broj naočala i zračnih razmaka između njih;
  • vrsta plina između čaša: inertan ili zrak;
  • prisutnost toplinske izolacije prozorskog stakla.

Međutim, gotove vrijednosti za cijelu konstrukciju možete pronaći u proizvođaču ili u priručniku, na kraju ovog članka nalazi se tablica za dvostruko ostakljena stakla u zajedničkoj strukturi.

Faza # 2 - izračunavanje gubitka topline u podrumu

Odvojeno, potrebno je zaustaviti izračun gubitka topline kroz pod zgrade, jer tlo ima značajnu otpornost na prijenos topline.

Pri izračunu gubitka topline podruma potrebno je uzeti u obzir prodor u tlo. Ako je kuća na razini tla, pretpostavlja se da je dubina 0.

Prema opće prihvaćenoj metodi podna površina je podijeljena u 4 zone.

  • Zona 1 - 2 m povlačenje od vanjskog zida do središta poda duž perimetra. U slučaju produbljivanja objekta, povlači se od razine tla do razine poda duž okomitog zida. Ako je zid zakopan u zemlju za 2 m, tada će zona 1 biti potpuno na zidu.
  • Zona 2 - povlačenje 2 m duž oboda do centra od granice zone 1.
  • Zona 3 - povlačenje 2 m duž oboda do centra od granice zone 2.
  • Zona 4 - preostali kat.

Za svaku zonu iz ustaljene prakse postavljaju se vlastiti R:

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

Navedene vrijednosti R vrijede za podove bez premaza. U slučaju izolacije, svaki R se povećava R izolacijom.

Osim toga, za podove postavljene na trupce, R se množi s faktorom 1, 18.

Zona 1 je široka 2 metra. Ako je kuća pokopana, onda morate uzeti visinu zidova u zemlji, uzeti od 2 metra, a ostatak prenijeti na pod.

Faza # 3 - izračun gubitka topline sa stropa

Sada možete započeti izračune.

Formula koja se može koristiti za grubu procjenu snage električnog kotla:

W = W otkucaja × S

Zadatak: izračunati potrebnu snagu kotla u Moskvi, grijane površine 150m².

Pri izračunima uzimamo u obzir da Moskva pripada središnjoj regiji, tj. W otkucaje se mogu uzeti jednako 130 W / m2.

W otkucaja = 130 × 150 = 19500W / h ili 19.5kW / h

Ta je brojka toliko netočna da ne zahtijeva razmatranje učinkovitosti opreme za grijanje.

Sada određujemo gubitak topline kroz 15m 2 površine stropa, izolirane mineralnom vunom. Debljina izolacijskog sloja je 150 mm, vanjska temperatura je -30 ° C, unutar zgrade je +22 ° C tijekom 3 sata.

Rješenje: prema tablici nalazimo koeficijent toplinske vodljivosti mineralne vune, k = 0, 036 W / m × ° S. Debljina d mora se uzeti u metrima.

Postupak izračuna je sljedeći:

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

Izračunato je da će gubitak topline kroz strop u našem primjeru biti 187 * 3 = 561W.

Za naše potrebe, sasvim je moguće pojednostaviti izračune, izračunati gubitak topline samo vanjskih konstrukcija: zidova i stropova, ne obraćajući pozornost na unutarnje pregrade i vrata.

Osim toga, možete to učiniti bez izračunavanja gubitka topline za ventilaciju i kanalizaciju. Nećemo uzeti u obzir infiltraciju i opterećenje vjetrom. Ovisnost lokacije zgrade o kardinalnim točkama i količini primljenog sunčevog zračenja.

Iz općih razmatranja može se donijeti jedan zaključak. Što je veći volumen zgrade, to je manji gubitak topline za 1 m 2 . To je lako objasniti, budući da se površina zidova povećava kvadratno i volumen u kocki. Lopta ima najmanje gubitaka topline.

U zatvorenim konstrukcijama uzimaju se u obzir samo zatvoreni zračni slojevi. Ako vaša kuća ima ventiliranu fasadu, onda taj zračni sloj nije zatvoren, ne uzima se u obzir. Nisu uzeti svi slojevi koji slijede ispred sloja na otvorenom: fasadne pločice ili kazete.

Uzimaju se u obzir zatvoreni slojevi zraka, primjerice u staklenim jedinicama.

Svi zidovi kuće su vanjski. Potkrovlje se ne grije, toplinska otpornost krovnih materijala se ne uzima u obzir

Faza # 4 - izračun ukupnog gubitka topline kućice

Nakon teoretskog dijela, možete nastaviti do praktičnog.

Na primjer, izračunamo kuću:

  • dimenzije vanjskih zidova: 9x10 m;
  • visina: 3 m;
  • prozor s dvostrukim staklom 1, 5 × 1, 5 m: 4 kom;
  • vrata od hrastovine 2.1 × 0.9 m, debljine 50 mm;
  • borovine 28 mm, na vrhu ekstrudiranog polistirena debljine 30 mm, položene na trupce;
  • strop GKL 9 mm, na vrhu mineralne vune debljine 150 mm;
  • zidni materijal: zidanje 2 silikatne opeke, izolacija od mineralne vune 50 mm;
  • najhladnije razdoblje je 30 ° C, projektirana temperatura unutar zgrade je 20 ° S.

Napravit ćemo preliminarne izračune potrebnog prostora. Pri izračunavanju zona na podu uzimamo nulu na zidovima. Podna ploča postavljena na trupce.

  • prozori - 9 m 2 ;
  • vrata - 1.9 m 2 ;
  • zidovi, minus prozori i vrata - 103, 1 m 2 ;
  • strop - 90 m 2 ;
  • površina podnih zona: S1 = 60 m 2, S2 = 18 m 2, S3 = 10 m 2, S4 = 2 m 2 ;
  • T = 50 ° C.

Nadalje, koristeći referentne knjige ili tablice dane na kraju ovog poglavlja, odabiremo potrebne vrijednosti koeficijenta toplinske vodljivosti za svaki materijal. Preporučujemo detaljnije upoznavanje s koeficijentom toplinske vodljivosti i njegovim vrijednostima za najpopularnije građevinske materijale.

Kod borovih ploča mora se uzeti koeficijent toplinske vodljivosti duž vlakana.

Cijeli izračun je vrlo jednostavan:

Korak # 1: Proračun gubitka topline kroz konstrukcije nosivih zidova uključuje tri koraka.

Izračunamo koeficijent gubitka topline zidova od opeke: Rcir = d / k = 0, 51 / 0, 7 = 0, 73 m 2 × ° S / W.

Isto vrijedi i za izolaciju zidova: R ut = d / k = 0, 05 / 0, 043 = 1, 16 m 2 ° ° S / W.

Gubitak topline od 1 m 2 vanjskih zidova: Q = ΔT / (R Cyr + R ut ) = 50 / (0, 73 + 1, 16) = 26, 46 m 2 × ° S / W.

Kao rezultat toga, ukupni gubitak topline zidova će biti: Q članak = Q × S = 26, 46 × 103, 1 = 2728 W / h.

Korak # 2: Izračunajte gubitak topline kroz prozore: Q prozor = 9 × 50 / 0, 32 = 1406 W / h.

Korak broj 3: Izračun propuštanja topline kroz vrata hrasta: Q dw = 1, 9 × 50 / 0, 23 = 413 W / h.

Korak 4: Gubitak topline kroz gornji strop - strop: Q pot = 90 × 50 / (0.06 + 4.17) = 1064W / h.

Korak # 5: Izračunajte R ut za pod u samo nekoliko koraka.

Prvo, nalazimo koeficijent gubitka topline izolacije: R ut = 0, 16 + 0, 83 = 0, 99 m 2 × ° C / W.

Zatim dodajte R ut u svaku zonu:

  • R1 = 3, 09 m2 x ° S / W; R2 = 5, 29 m2 x ° S / W;
  • R3 = 9, 59 m2H ° S / W; R4 = 15, 19 m 2 ° S / W.

Korak broj 6: Budući da je pod položen na trupce pomnožen s faktorom 1, 18:

R1 = 3, 64 m2 x ° S / W; R2 = 6, 24 m2 x ° S / W;

R3 = 11, 32 m2 × ° S / W; R4 = 17, 92 m2 × ° S / W.

Korak 7: Izračunajte Q za svaku zonu:

Q1 = 60 x 50 / 3, 64 = 824 W / h;

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

Q3 = 10x50 / 11.32 = 44W / h;

Q4 = 2 × 50 / 17, 92 = 6W / h.

Korak 8: Sada možete izračunati Q za cijeli kat: Q pod = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018 W / h.

Korak 9: Kao rezultat naših izračuna, možemo označiti zbroj ukupnih gubitaka topline:

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

Izračun ne uključuje gubitke topline povezane s kanalizacijom i ventilacijom. Kako se ne bi kompliciralo izvan mjere, jednostavno dodamo 5% navedenim curenjima.

Naravno, potrebna je razlika od najmanje 10%.

Stoga će konačni broj gubitaka topline dati kao primjer kod kuće biti:

Q ukupno = 6629 × 1, 15 = 7623W / h.

Q općenito pokazuje maksimalni gubitak topline kod kuće kada je temperaturna razlika između vanjskog i unutarnjeg zraka 50 ° C.

Ako računate na prvu pojednostavljenu verziju putem Wuda, tada:

W otkucaja = 130 × 90 = 11700 W / h.

Jasno je da je druga verzija izračuna, iako mnogo složeniji, ali daje realniji lik za zgrade s izolacijom. Prva opcija omogućuje generaliziranu vrijednost gubitka topline za zgrade s niskim stupnjem toplinske izolacije, ili čak i bez nje.

U prvom slučaju, kotao će svakih sat vremena morati potpuno obnoviti gubitak topline kroz otvore, podove, zidove bez izolacije.

U drugom slučaju, potrebno je zagrijati samo jedanput prije postizanja ugodne temperature. Tada će samo bojler morati povratiti toplinske gubitke, čija je vrijednost znatno niža od prve opcije.

Tablica 1. Toplinska provodljivost različitih građevinskih materijala.

Tablica prikazuje koeficijente toplinske vodljivosti za uobičajene građevinske materijale.

Tablica 2. Debljina cementnog spoja s različitim vrstama ziđa.

Pri izračunavanju debljine ziđe, uzima se u obzir debljina od 10 mm. Zbog cementnih fuga toplinska vodljivost zida nešto je veća od jedne opeke

Tablica 3. Toplinska provodljivost različitih vrsta ploča mineralne vune.

Tablica prikazuje vrijednosti toplinske vodljivosti za različite ploče mineralne vune. Za izolaciju fasada korištena tvrda ploča

Tablica 4. Gubitak topline prozora različitih izvedbi.

Oznake u tablici: Ar - punjenje stakla inertnim plinom, K - vanjsko staklo ima toplinski zaštitni premaz, debljina stakla je 4mm, preostale brojke ukazuju na razmak između naočala

7, 6 kW / h je izračunata potrebna maksimalna snaga koja se koristi za grijanje dobro izolirane zgrade. Međutim, električni kotlovi također zahtijevaju određenu naknadu za vlastito napajanje.

Kao što ste primijetili da je slabo izolirana kuća ili stan potrebna velika količina struje za grijanje. A to vrijedi za bilo koji tip kotla. Pravilna izolacija poda, stropa i zidova može značajno smanjiti troškove.

Na našim stranicama imamo članke o metodama izolacije i pravilima za izbor izolacijskog materijala. Pozivamo vas da se upoznate s njima:

  • Izolacija privatne kuće izvana: popularne tehnologije + pregled materijala
  • Izolacija poda trupcima: materijali za toplinsku izolaciju + sheme izolacije
  • Izolacija potkrovlja: detaljne upute o izolaciji u potkrovlju niske zgrade
  • Vrste izolacije za zidove kuće iznutra: materijali za izolaciju i njihove karakteristike
  • Izolacija stropa u privatnoj kući: vrste korištenih materijala + kako odabrati
  • Zagrijavanje balkona vlastitim rukama: popularne opcije i tehnologije za zagrijavanje balkona iznutra

Faza # 5 - Izračunajte troškove električne energije

Ako pojednostavite tehničku prirodu kotla za grijanje, možete ga nazvati konvencionalnim pretvaračem električne energije u svoj toplinski kolektor. Prilikom konverzije on također troši nešto energije. tj kotao dobiva punu jedinicu struje, a samo 0, 98 isporučuje se za grijanje.

Da bi se dobio točan podatak o potrošnji energije istraženog električnog kotla, njegova snaga (nominalna u prvom slučaju i izračunata u drugom) mora biti podijeljena s vrijednošću učinkovitosti koju je naveo proizvođač.

U prosjeku, učinkovitost takve opreme je 98%. Kao rezultat, količina potrošnje energije bit će, na primjer, za varijantu dizajna:

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

Ostaje umnožavanje vrijednosti po lokalnoj stopi. Zatim izračunajte ukupne troškove električnog grijanja i potražite načine kako ih smanjiti.

Primjerice, kupite dvuhtarifny brojač koji omogućuje djelomično plaćanje po nižim „noćnim“ tarifama. Što je potrebno zamijeniti stari električni brojilo s novim modelom. Ovdje se detaljno raspravlja o postupku i pravilima zamjene.

Drugi način smanjenja troškova nakon zamjene mjerača je uključivanje akumulatora topline u krug grijanja kako bi se noću zalihe jeftine energije trošile tijekom dana.

Faza # 6 - Izračunajte sezonske troškove grijanja.

Sada kada ste savladali metodu izračunavanja budućih gubitaka topline, možete lako procijeniti troškove grijanja tijekom cijelog razdoblja grijanja.

Prema SNiP 23-01-99 "Građevinska klimatologija" u stupcima 13 i 14 nalazimo trajanje razdoblja za Moskvu s prosječnom temperaturom ispod 10 ° C.

Za Moskvu, ovo razdoblje traje 231 dan i ima prosječnu temperaturu od -2, 2 ° C. Za izračun Q ukupnog iznosa za ΔT = 22, 2 ° C nije potrebno ponovno provesti cijeli izračun.

Dovoljno je da ukupni Q dovede do 1 ° C:

Q ukupno = 7623/50 = 152, 46 W / h

Prema tome, za ΔT = 22, 2 ° S:

Q ukupno = 152, 46 × 22, 2 = 3385W / h

Da biste pronašli utrošenu električnu energiju, pomnožite s razdobljem grijanja:

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

Navedeni izračun je također zanimljiv po tome što omogućuje analizu cjelokupne strukture kuće u smislu učinkovitosti korištenja izolacije.

Smatrali smo pojednostavljenu verziju izračuna. Također preporučujemo da se upoznate s potpunim toplinskim izračunom zgrade.

Zaključci i koristan video na temu

Kako izbjeći gubitak topline kroz temelj:

Kako izračunati gubitak topline na mreži:

Korištenje električnih kotlova kao glavne opreme za grijanje jako je ograničeno kapacitetom elektroenergetskih mreža i troškovima električne energije .

Međutim, kao dodatni, na primjer za kotao na kruto gorivo, može biti vrlo učinkovit i koristan. Može značajno smanjiti vrijeme grijanja sustava grijanja ili se može koristiti kao glavni kotao na vrlo niskim temperaturama.

Koristite li električni kotao za grijanje? Recite nam na koji ste način izračunali potrebnu snagu za vaš dom. Ili možda samo želite kupiti električni kotao i imate pitanja? Pitajte ih u komentarima na članak - pokušat ćemo vam pomoći.

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Grijanje