+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

sales@teplogidromash.ru

Электрический котел для отопления частного дома расход электроэнергии


Сколько потребляет электрический котел отопления в месяц

Один из самых привлекательных вариантов отопления – электрокотел.

В его пользу говорит экологическая чистота, компактность, невысокая цена оборудования. Но электричество дорого, его приходится экономить.

Первое, что нужно определить, планируя приобрести электрический котел – расход электроэнергии.

От чего зависит расход

Мощность бытовых электрокотлов, как правило, варьируется от 12 до 30 киловатт. Прежде чем покупать агрегат, нужно уточнить особенности электросети в вашей местности – как они скажутся на работе системы.

Если фактическое напряжение меньше двухсот вольт, импортный котел, рассчитанный на 220, может отказать. Если квота на один дом низкая, нужно учесть, какой расход электроэнергии у электрического котла. Иначе могут возникнуть проблемы с соседями.

При проектировании отопительной системы учитываются:

  • необходимая мощность котла;
  • число контуров (что такое двухконтурный электрический котел);
  • объем бойлера;
  • суммарное количество теплоносителя в системе;
  • обогреваемая площадь дома;
  • сечение подводящего кабеля (должно соответствовать мощности);
  • напряжение питания и величина тока;
  • продолжительность дневного отопления в зависимости от сезона;
  • продолжительность работы на пиковой мощности;
  • цена киловатт-часа.

При проектировании отопительной системы руководствуются тепловой картой дома. В ней учтены фактически все особенности строения: материалы постройки, утепление стен, пола и крыши, площадь окон и дверей, климат в регионе.

На расход электроэнергии электрокотлом также влияет выбор оптимальной схемы отопления.

Расчет энергопотребления: суточного, среднемесячного, суммарного за сезон

Электрокотлы показывают максимальный КПД в сравнении с другими котлами: около 95% ТЭНовые, до 98 электродные (что такое электрические котлы отопления энергосберегающие электродные) и индукционные (что такое индукционный электрический котел).

При расчете необходимого количества энергии на обогрев исходят из примерной цифры 1 киловатт на 10 квадратов при высоте потолка до трех метров. Поправочные коэффициенты зависят от географической зоны: около 0,7 для южных районов, на севере – до 2.

Читайте также:   Что такое индукционный электрический котел

Если котел – основной источник тепла, средняя продолжительность отопительного сезона – 7 месяцев, но это тоже зависит от региона.

Обычно к расчетной мощности добавляют 10 процентов запаса. В загородных условиях напряжение часто пониженное. Оно падает, когда количество потребителей сети резко возрастает – например, при резком похолодании.

Котел с недостаточной мощностью в таких условиях может не справиться со своими задачами. При избыточном энергопотреблении будут слишком высокие финансовые затраты, поэтому слишком мощный котел тоже брать не следует.

На второй контур (ГВС) обычно закладывают 25 % (что такое котел электрический двухконтурный настенный). Более точные данные зависят от того, насколько активно расходуется горячая вода.

Чтобы рассчитать для электрических котлов отопления расход электроэнергии в киловаттах за сутки, следует разделить площадь дома на 10 и умножить на количество часов, в течение которых котел непрерывно функционирует.

Чтобы определить, сколько потребляет электрический котел отопления в месяц (среднее значение), мощность агрегата умножают на количество рабочих часов и делят пополам (поскольку на предельной нагрузке в течение всего отопительного сезона котел работать не будет).

Чтобы выяснить, сколько энергии за сезон использует электрический котел, расход электроэнергии в месяц умножают на число месяцев.

Наконец, чтобы посчитать, во что будет обходиться электрокотел, расход электроэнергии в месяц нужно умножить на тарифную ставку (цену киловатта).

Способы экономии

Первый способ сделать экономичными электрокотлы для отопления частного дома: расход электроэнергии удешевить за счет многотарифной оплаты.

Рекомендуется уточнить, какая в вашем районе разница цен между дневным и ночным энергопотреблением: если ощутимая, имеет смысл прибегнуть к двух- или многотарифной системе.

Бойлерные модели экономичнее проточных. Идеальный вариант, когда есть доступ к какому-либо недорогому топливу: в этом случае имеет смысл приобрести комбинированный котел. Они стоят намного дороже, но в процессе эксплуатации себя окупают.

Правда, при монтаже такого отопления возникает ряд сложностей: устройство дымохода и принудительной вентиляции, получение разрешения на установку газового котла, подключение его к магистрали, нужна отдельная комната под котельную и т.д.

В пользу этого варианта говорит также простота монтажа контура (не нужно выдерживать трубы под строго определенным углом, как при естественной гравитационной циркуляции), меньший диаметр труб (что дешевле).

Теплые полы на естественной циркуляции вообще работать не станут, а эффективность радиаторного отопления будет зависеть от длины контура – чем длиннее, тем хуже.

Электрокотлы, как правило, оснащены наиболее прогрессивной автоматикой. Кроме различных защитных функций автоматика (программируемый термостат и др.) позволяет поддерживать температурный оптимум в доме наименее затратным образом.

Видео о энергосберегающей системе отопления.

ks5.ru

Сколько потребляет электроэнергии электрический котел: расход

Использование электричества в качестве источника энергии для отопления загородного дома привлекательно по многим причинам: легкодоступность, распространенность, экологичность. Вместе с тем самым главным препятствием использования электрических котлов остаются довольно высокие тарифы.

По этой причине целесообразность применения зависит в первую очередь от того, сколько потребляет электроэнергии электрический котел.

Два способа проведения расчетов

Можно выделить две основные методики расчета необходимой мощности электрического котла. Первая основана на отапливаемой площади, вторая на расчете теплопотерь через ограждающие конструкции.

Расчет по первому варианту очень грубый, основан на единственном показателе — удельной мощности. Удельная мощность приведена в справочниках и зависит от региона.

Расчет по второму варианту сложнее, но учитывает множество индивидуальных показателей конкретного здания. Полный теплотехнический расчет здания — задача достаточно сложная и кропотливая. Далее будет рассмотрен упрощенный расчет, тем не менее обладающий необходимой точностью.

Независимо от методики расчета, количество и качество собранных исходных данных напрямую влияют на правильную оценку требуемой мощности электрокотла.

При заниженной мощности оборудование будет постоянно работать с максимальной нагрузкой, не обеспечивая нужного комфорта проживания. При завышенной мощности – неоправданно большое потребление электроэнергии высокая стоимость отопительного оборудования.

В отличие от других видов топлива, электроэнергия — это экологически безопасный, довольно чистый и простой вариант, но привязанный к наличию бесперебойно действующей электросети в регионе

Сбор исходных данных для расчета

Для проведения расчетов понадобятся следующие сведения о здании:

S – площадь отапливаемого помещения.

Wуд – удельная мощность. Этот показатель показывает сколько необходимо тепловой энергии на 1 м2 в 1 час. Зависит от местных природных условий, можно принять следующие значения:

  • для центральной части России: 120 – 150 Вт/м2;
  • для южных регионов: 70-90 Вт/м2;
  • для северных регионов: 150-200 Вт/м2.

Wуд – величина теоретическая применяется в основном для очень грубых расчетов, потому что не отражает реальных теплопотерь здания. Не учитывает площадь остекления, количество дверей, материал наружных стен, высоту потолков.

Точный теплотехнический расчет производится при помощи специализированных программ с учетом множества факторов. Для наших целей такой расчет не нужен, вполне можно обойтись обсчетом теплопотерь наружных ограждающих конструкций.

Величины, которые нужно задействовать в расчетах:

R – сопротивление теплопередачи или коэффициент теплосопротивления. Это отношение разности температур по краям ограждающей конструкции к тепловому потоку, проходящему через эту конструкцию. Имеет размерность м2×⁰С/Вт.

На самом деле все просто – R выражает способность материала задерживать тепло.

Q – величина, показывающая количество теплового потока проходящего через 1 м2 поверхности при разности температуры в 1⁰С за 1час. То есть показывает сколько теряет тепловой энергии 1 м2 ограждающей конструкции в час при перепаде температуры в 1 градус. Имеет размерность Вт/м2×ч. Для приведенных здесь расчетов разницы между кельвинами и градусами по Цельсию нет, поскольку важна не абсолютная температура, а только разница.

Qобщ – количество теплового потока проходящее через площадь S ограждающей конструкции в час. Имеет размерность Вт/ч.

P – мощность отопительного котла. Вычисляется как требуемая максимальная величина мощности отопительного оборудования при максимальной разнице температуры наружного и внутреннего воздуха. Другими словами достаточная мощность котла для обогрева здания в самый холодный сезон. Имеет размерность Вт/ч.

КПД – коэффициент полезного действия отопительного котла, безразмерная величина показывающая отношение полученной энергии к затраченной энергии. В документации на оборудование обычно приводится в процентах от 100 например 99%. В расчетах применяется величина от 1 т.е. 0,99.

∆T – показывает разность температуры с двух сторон ограждающей конструкции. Чтобы было понятнее, как правильно вычисляется разница посмотрите пример. Если снаружи: -30С, а внутри +22С⁰, то

∆T = 22-(-30)=52С⁰

Или тоже, но в кельвинах:

∆T = 293 – 243 = 52К

То есть разница всегда будет одинаковой для градусов и кельвинов, поэтому для расчетов справочные данные в кельвинах могут применяться без поправок.

d – толщина ограждающей конструкции в метрах.

k – коэффициент теплопроводности материала ограждающей конструкции, который берется из справочников или СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» (СНиП — строительные нормы и правила). Имеет размерность Вт/м×K или Вт/м×⁰С.

Следующий список формул показывает взаимосвязь величин:

  • R = d / k
  • R= ∆T/Q
  • Q = ∆T/R
  • Qобщ = Q × S
  • P = Qобщ / КПД

Для многослойных конструкций сопротивление теплопередаче R вычисляется для каждой конструкции отдельно и затем суммируется.

Иногда расчет многослойных конструкций может быть слишком громоздким, например при расчете теплопотерь оконного стеклопакета.

Что необходимо учесть при расчете сопротивления теплопередачи для окон:

  • толщину стекла;
  • количество стекол и воздушных зазоров между ними;
  • вид газа между стеклами: инертный или воздух;
  • наличие теплоизоляционного покрытия оконного стекла.

Однако можно найти готовые значения для всей конструкции либо у производителя, либо в справочнике, в конце этой статьи приведена таблица для стеклопакетов распространенной конструкции.

Расчет теплопотерь пола цокольного этажа

Отдельно необходимо остановится на расчете теплопотерь через пол здания, так как грунт оказывает значительное сопротивление теплопередаче.

При расчетах теплопотерь цокольного этажа нужно принимать во внимание заглубление в грунт. Если дом стоит на уровне земли, то заглубление принимается равным 0. По общепринятой методике площадь пола делится на 4 зоны.

  • 1 зона — отступается 2м от наружной стены к центру пола по периметру. В случае заглубления здания, отступается от уровня земли до уровня пола по вертикальной стене. Если стена заглублена в грунт на 2м, то зона 1 будет полностью на стене.
  • 2 зона – отступается по 2м по периметру к центру от границы 1 зоны.
  • 3 зона – отступается по 2м по периметру к центру от границы 2 зоны.
  • 4 зона – оставшийся пол.

Для каждой зоны из сложившейся практики установлены свои R:

  • R1 = 2,1 м2×⁰С/Вт;
  • R2 = 4,3 м2×⁰С/Вт;
  • R3 = 8,6 м2×⁰С/Вт;
  • R4 = 14,2 м2×⁰С/Вт.

Приведенные значения R справедливы для полов без покрытия. В случае утепления, каждое R увеличивается на R утеплителя.

Дополнительно для полов уложенных на лаги R умножается на коэффициент 1,18.

Зона 1 имеет ширину 2 метра. Если дом заглублен, то нужно взять высоту стен в грунте, отнять от 2 метров, а остаток перенести на пол

Варианты расчета мощности электрического котла

Теперь можно приступить к расчетам. Формула, которая может служить для приблизительной оценки мощности электрического котла:

W=Wуд × S

Задача: рассчитать необходимую мощность котла в г. Москва, отапливаемая площадь 150м².

При производстве расчетов учитываем, что Москва относится к центральному региону, т.е. Wуд можно принять равным 130 Вт/м2.

Wуд = 130 × 150 = 19500Вт/ч или 19,5кВт/ч

Эта цифра настолько неточная, что не требует учета КПД отопительного оборудования.

Теперь определим теплопотери через 15м2 площади потолка, утепленного минеральной ватой. Толщина слоя теплоизоляции 150мм, температура наружного воздуха -30⁰С, внутри здания +22⁰С за 3 часа.

Решение: по таблице находим коэффициент теплопроводности минеральной ваты, k=0,036 Вт/м×⁰С. Толщину d необходимо брать в метрах. Порядок расчета такой:

R = 0,15 / 0,036 = 4,167 м2×°С/Вт

∆T= 22 — (-30) = 52ºС

Q= 52 / 4,167 = 12,48 Вт/м2×ч

Qобщ = 12,48 × 15 = 187 Вт/ч.

Вычислили, что потери тепла через потолок составят в нашем примере 187 * 3 = 561Вт.

Допущения и упрощения при расчете

Для наших целей вполне допускается упростить расчеты, рассчитывая теплопотери только наружных конструкций: стен и потолков, не обращая внимание на внутренние перегородки и двери.

Кроме того, можно обойтись без расчета потерь тепла на вентиляцию и канализацию. Не будем принимать в расчет инфильтрацию и ветровую нагрузку. Зависимость расположения здания по сторонам света и количество получаемой солнечной радиации.

Из общих соображений можно сделать один вывод. Чем больше объем здания, тем меньше приходится теплопотерь на 1 м2. Объяснить это легко, так как площадь стен возрастает квадратично, а объем в кубе. Шар имеет наименьшие теплопотери.

В ограждающих конструкциях учитываются только замкнутые воздушные слои. Если у Вашего дома вентилируемый фасад, то такой воздушный слой считается не замкнутым, в расчет не берется. Не берутся все слои, которые следуют перед незамкнутым воздушным слоем: фасадная плитка или кассеты.

Замкнутые воздушные слои, например, в стеклопакетах учитываются.

Все стены дома являются наружными. Чердак не отапливаемый, теплосопротивление кровельных материалов в расчет не принимается

Пример расчета теплопотерь коттеджа

После теоретической части можно приступить к практической. Для примера рассчитаем дом:

  • размеры наружных стен: 9х10м;
  • высота: 3м;
  • окно со стеклопакетом 1,5×1,5м: 4 шт;
  • дверь дубовая 2,1×0,9м, толщина 50мм;
  • полы сосновые 28мм, поверх экструдированного пенопласта толщиной 30мм, уложены на лаги;
  • потолок ГКЛ 9мм, поверх минеральной ваты толщиной 150мм;
  • материал стен: кладка 2 силикатных кирпича, утепление минеральной ватой 50мм;
  • самый холодный период – 30⁰С, расчетная температура внутри здания 20⁰С.

Произведем подготовительные расчеты необходимых площадей. При расчете зон на полу, принимаем нулевое заглубление стен. Доска пола уложена лаги.

  • окна – 9м2;
  • дверь – 1,9м2;
  • стены, за минусом окон и двери – 103,1м2;
  • потолок — 90м2;
  • площади зон пола: S1 = 60м2, S2 = 18м2, S3 = 10 м2, S4 = 2м2;
  • ΔT = 50⁰C.

Далее по справочникам или по таблицам приведенным в конце этой главы, выбираем необходимые значения коэффициента теплопроводности для каждого материала. Для сосновых досок коэффициент нужно брать вдоль волокон.

Весь расчет достаточно прост:

Шаг №1: Расчет потерь тепла через несущие стеновые конструкции включает три действия.

  1. Рассчитываем коэффициент теплопотерь стен кирпичной кладки.

Rкир = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 м2×°С/Вт.

  1. То же для утеплителя стен.

Rут = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 м2×°С/Вт.

  1. Теплопотери 1 м2 наружных стен.

Q = ΔT/(Rкир + Rут) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 м2×°С/Вт

В итоге общие теплопотери стен составят:

Qст = Q×S = 26,46 × 103,1 = 2728 Вт/ч.

Шаг №2: Вычисления потерь тепловой энергии через окна:

Qокн = 9 × 50 / 0,32 = 1406Вт/ч.

Шаг № 3: Подсчет утечек тепловой энергии через дубовую дверь.

Qдв = 1,9 × 50 / 0,23 = 413Вт/ч.

Шаг №4: Потери тепла через верхнее перекрытие — потолок.

Qпот = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064Вт/ч.

Шаг №5: Рассчитываем Rут для пола так же в несколько действий.

  1. Rут= 0,16 + 0,83 = 0,99 м2×°С/Вт.
  2. Затем прибавляем Rут к каждой зоне.

R1 = 3,09 м2×°С/Вт; R2 = 5,29 м2×°С/Вт;

R3 = 9,59 м2×°С/Вт; R4 = 15,19 м2×°С/Вт.

Шаг №6: Так как пол уложен на лаги умножаем на коэффициент 1,18.

R1 = 3,64 м2×°С/Вт; R2 = 6,24 м2×°С/Вт;

R3 = 11,32 м2×°С/Вт; R4 = 17,92 м2×°С/Вт.

Шаг №7: Вычислим Q для каждой зоны:

Q1 = 60 × 50 / 3,64 = 824Вт/ч;

Q2 = 18 × 50 / 6,24 = 144Вт/ч;

Q3 = 10 × 50 / 11,32 = 44Вт/ч;

Q4 = 2 × 50 / 17,92 = 6Вт/ч.

Шаг №8: Теперь можно вычислить Q для всего пола.

Qпол = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018Вт/ч.

Шаг №9: В результате выполненных нами вычислений можно обозначить сумму общих потерь тепла.

Qобщ = 2728 + 1406 + 413 + 1064 + 1018 = 6629Вт/ч.

В расчет не вошли теплопотери связанные с канализацией и вентиляцией. Чтобы не усложнять сверх меры просто добавим на перечисленные утечки 5%.

Разумеется необходим запас, минимум 10%.

Таким образом окончательная цифра теплопотерь приведенного в качестве примера дома составит:

Qобщ = 6629 × 1,15 = 7623Вт/ч.

Qобщ показывает максимальные теплопотери дома при разнице температуры наружного и внутреннего воздуха 50⁰С.

Если посчитать по первому упрощенному варианту через Wуд то:

Wуд = 130 × 90 = 11700Вт/ч.

Ясно, что второй вариант расчета пусть и значительнее сложнее, но дает более реальную цифру для построек с утеплением. Первый вариант позволяет получить обобщенное значение потерь тепла для строений с низкой степенью теплоизоляции или вовсе без нее.

В первом случае котлу придется каждый час по полной возобновлять потери тепловой энергии, происходящие через проемы, перекрытия, стены без изоляции. Во втором случае топить до достижения комфортного значения температуры надо только один раз. Затем котлу надо будет только восстанавливать теплопотери, величина которых существенно ниже первого варианта.

Таблица 1:

В таблице приведены коэффициенты теплопроводности для распространенных строительных материалов (+)

Таблица 2:

При расчете толщины кладки учитывается толщина шва 10мм. За счет цементных швов теплопроводность кладки несколько выше чем отдельного кирпича (+)

Таблица 3:

В таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для различных минераловатных плит. Для утепления фасадов применяется жесткая плита

Таблица 4:

Обозначения в таблице: Ar – заполнение стеклопакетов инертным газом, К – наружное стекло имеет теплозащитное покрытие, толщина стекла 4мм остальные цифры обозначают промежуток между стеклами (+)

7,6 кВт/ч – это расчетная необходимая максимальная мощность, которая расходуется на отопление  хорошо утепленной постройки. Однако электрокотлам для работы тоже нужен некоторый заряд для собственного питания.

Расчет затрат на электроэнергию

Если упростить техническую сущность котла отопления, то назвать его можно обычным преобразователем электрической энергии в ее тепловой аналог. Выполняя работу по преобразованию, он тоже потребляет некоторое количество энергии. Т.е. котел получает полную единицу электроэнергии, а на отопление поступает только 0,98 ее часть.

Для получения точной цифры расхода электроэнергии исследуемым электрическим котлом отопления надо его мощность (номинальную в первом случае и расчетную во втором) разделить на заявленное производителем значение КПД. В среднем КПД подобного оборудования составляет 98%. В результате величина энергопотребления составит, к примеру для расчетного варианта:

7,6 / 0,98 = 7,8 кВт/ч.

Остается помножить значение на местный тариф. Затем вычислить общую сумму затрат на электроотопление и заняться поиском путей их сокращения. Например, купить двухтарифный счетчик, позволяющий частично производить оплату по более низким «ночным» тарифам. Можно включить в отопительный контур термоаккумклятор, чтобы запасаться дешевой энергией ночью, а расходовать ее днем.

Количество требующих отопления дней

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 10⁰С. Для Москвы такой период длится 231 день и имеет среднюю температуру -2,2⁰С. Чтобы вычислить Qобщ для ΔT=22,2⁰С, необязательно производить весь расчет заново. Достаточно вывести Qобщ на 1⁰С:

Qобщ = 7623 / 50 = 152,46 Вт/ч

Соответственно для ΔT= 22,2⁰С:

Qобщ = 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.

Выводы и полезное видео по теме

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.

sovet-ingenera.com

Сколько энергии необходимо для работы электрокотлу

Отопление дома при помощи электричества — это наиболее дорогостоящий из всех возможных способов. Тем не менее в определенных случаях, в ряде конкретных условий, он является более эффективным, нежели комплексы на твердом либо жидком топливе.

Отопление дома электрическим способом имеет ряд неоспоримых преимуществ перед комплексами на твердом или жидком топливе.

Достоинства электрического комплекса отопления:

  • небольшие денежные траты на приобретение системы для отопления дома;
  • не нужно обладать особыми умениями и навыками для запуска и подключения комплекса;
  • отсутствуют расходы на доставку и оплату топлива (дизельного топлива, дров и прочего);
  • электрические системы отопления запускаются и отключаются почти мгновенно;
  • совершенно нет необходимости в эксплуатационном и техническом обслуживании (удалении золы, чистке горелок, отправке топлива в топочную камеру);
  •  в процессе монтажа комплексов, подобных «Умному дому», данный комплекс отопления может быть включен и отключен посредством обычного телефонного звонка.

После того как вы сделаете свой выбор в отношении конкретной электрической системы, возникнет вопрос, что же является более выгодным: комплекс отопления с электрокотлом либо же электрический конвектор?

Электрокотел представляет собой достаточно мощный технический прибор, который потребляет энергию в зависимости от кубатуры квартиры или дома — от 12 кВт до 25-30 кВт. При активации пиковых нагрузок система будет потреблять еще больше. Следовательно, для начала необходимо выяснить возможность ее монтажа.

На какие требования к электросети стоит обратить внимание

Перед подключением электрокотла, необходимо обратить внимание на требования к электросети.

  1. Сколько ватт напряжения выдерживает текущая сеть вашего дома. В частности, напряжение в сельской местности не 210-230 В, а только лишь 150-180 В. Конкретные типы импортных котлов при данном напряжении могут просто-напросто не запуститься.
  2. Какая мощность отведена на вашу серию домов либо на поселок, в котором вы проживаете. К примеру, если ваше дачное товарищество включает 60 домов, а электричество выделено в расчете 5 кВт на один дом, то в процессе монтажа котла с мощностью 30 кВт у вас непременно возникнут разногласия с соседями. Какая мощность выделяется именно на ваш дом? Современные дачные товарищества очень часто ставят автомат на 10-12 кВт, чтобы избегать ссор со своими соседями.
  3. Стоит обязательно проверить текущее состояние трансформатора, монтированного в вашем поселке. В отдельных случаях необходимо тянуть определенные провода для подключения электрокотла.
  4. Выясните, какие мощные электроприборы установлены у ваших соседей, понизится ли их общая мощность ниже отведенной для дома.

Если все требования соблюдены, можно установить электрокотел либо конвектор. Потребление энергии для обеспечения нагрева 1 м3 объема электрический котел и конвектор используют примерно равное.

Вернуться к оглавлению

Электрический котел имеет возможность регулировки мощности, оснащен автоматикой для снижения температуры в системе.

  1. Жидкость, которая используется в комплексе отопления и протекает по трубам, теряет часть собственной тепловой энергии. Это происходит только в тех случаях, когда трубы отопления проведены в подполье (помещении, которое не отапливается). Однако если трубы проходят по стенам комнат, то тепловая энергия, несомненно, пойдет в комнату без каких-либо потерь.
  2.  Используя конвектор, вы экономите электричество благодаря очень точной регулировке температуры в каждой из комнат. Котел же имеет возможность регулировки мощности и автоматику для снижения температуры тосола в своей системе во время вашего сна. Лучше всего монтировать сразу несколько конвекторов в доме на +22..+25°С, что даст гораздо более действенный результат, в отличие от установки конвектора в одной комнате, который будет функционировать на +25°С, а другой будет работать только на +18°С. Ввиду такой разницы температур вы получите среднеарифметическую величину потребления электроэнергии.
  3.  Основная причина, по которой стоит выбирать электрокотел, а не конвектор, — это установка радиаторов, проведение труб и т.д. Используя электрический котел, вы монтируете уже готовую систему, в которой электрокотел будет выступать резервным источником питания. При этом вам не придется подкладывать топливо в данный прибор, вставая среди ночи.
  4.  В отличие от радиатора, конвектор является очень популярным у дачных воров и обладает лучшей ликвидностью в процессе сбыта.

Установка конвектора выгодна, если планировка здания не дает возможности подключить электрокотел.

Еще одна существенная причина не приобретать конвектор, а сделать выбор в пользу электрокотла: в процессе эксплуатации такого прибора отопления, как конвектор, многие ощущают изменения микроклимата: воздух становится суше, изменяется электромагнитное поле. Чтобы окончательно определиться, рекомендуют для начала купить конвектор и испытать его на практике.

Однако конвектор имеет и свой плюя. Выгодность установки конвектора заключается в следующем: если в ваши планы не входит создание в доме центрального отопительного комплекса, если планировка здания не дает возможности подключить электрокотел, то можно значительно сократить объем помещений для отопления до минимальной мощности, которой располагает дом, установив конвектор. При этом площадь отопления не является слишком большой — 20-40 м² .

Вернуться к оглавлению

Главное звено комплекса независимого отопления — это котлоагрегат или генератор тепла. В зависимости от ряда некоторых факторов (расположение дома к близлежащему источнику топлива, режимы проживания в разные времена года, цена установки, габариты строения) необходимо выбирать нужное оборудование. Однако ключевым критерием среди всех этих факторов является именно теплотехнический расчет, поскольку именно от его результатов будет зависеть будущая мощность системы и вид применяемого топлива. Монтировать электрокотел отопления предпочитают владельцы жилой площади до 300 м², которые стремятся достаточно быстро и эффективно наладить отопление. Этот компактный прибор электронагрева можно установить в любом доступном месте, где присутствует подключение к сети в 220 В (380 В). Комплекс может функционировать независимо или выступать вспомогательным источником тепла в работоспособной отопительной системе, сколько нужно. Факторы, влияющие на расход электроэнергии

Прежде чем приступать к расчетам, обязательно нужно изучить строение электрического котла хотя бы в его общих чертах. Чтобы выполнить все необходимые расчеты правильно и понять, какой котел будет являться наиболее эффективным и оптимальным решением в конкретном для вас случае, стоит учесть ряд показателей:

Схема электрического котла.

  • тип имеющегося оборудования (одно-, двухконтурное);
  • объем бака;
  • сколько теплоносителя содержится в контуре отопления;
  • площадь обогрева;
  • напряжение питания и величина тока;
  • мощность агрегата;
  • площадь сечения кабеля питания;
  • время работы установки в сезон отопления;
  • среднее значение продолжительности функционирования в максимальном режиме за сутки;
  • цена 1 кВт/час.

Несмотря на то что обычный котел не подразумевает специальных требований, использование агрегата с мощностью более 10 кВт необходимо обязательно согласовывать с распределяющими электроэнергию органами и Энергонадзором. Причина этому — подсоединение довольно мощной трехфазной линии. Помимо этого, стоит получить согласие на использование бытового тарифа для уплаты. Важно понимать, что в качестве среднестатистических расчетов берут усредненные величины, а поэтому обязательно стоит вводить поправку на температуру воздуха, материалы и толщину стен, вид используемой теплоизоляции и т.д.

Электрическую модель считают наиболее комфортной, выгодной и экономичной ввиду затрат на приобретение котлоагрегата, его монтаж и обслуживание. Также важным является и то, что для производства экологичной энергии не нужно выделять отдельно стоящее помещение для оборудования котла и тратить средства на создание дымохода.

Вернуться к оглавлению

На протяжении всей эксплуатации оборудования, показатель перехода электричества к тепловому компоненту составит 100% КПД.

Электричество способно дать 100% КПД в процессе перехода к тепловому компоненту. Данный показатель будет оставаться стабильным на протяжении всей эксплуатации оборудования.

Определить, сколько электроэнергии расходуют котлы, несложно при руководстве общепринятыми данными.

Чтобы обогреть единицу объема постройки при помощи генератора тепла, необходимо в среднем 4-8 Вт/ч затрат электрической энергии. Это число напрямую зависит от результата расчетов потерь тепла всей постройки и их удельной величины за весь отопительный сезон. Обогрев осуществляется с использованием коэффициента, который учитывает дополнительные потери тепла через участки стен дома, через трубопроводы, которые проходят в неотапливаемых помещениях. В процессе расчетов используют величины продолжительности сезона отопления — 7 месяцев.

При определении среднего арифметического показателя мощности основываются на правиле: для того чтобы обеспечить теплом 10 м² площади с достаточно изолированными конструкциями и высотой до 3 м, вполне хватит 1 кВт. В таком случае для обогрева дома площадью 180 м² достаточной мощностью котла является 18 кВт. Однако необходимо помнить, что при недостатке «мощности» вы не сможете достигнуть должных параметров микроклимата, а в случае их избытка может возникнуть риск ненужного перерасхода электроэнергии.

Расчет теплоты — произведение мощности котла на часы непрерывного функционирования за сутки.

Расчет величины теплоты за месяц в среднестатистическом строении представляет собой произведение мощности котла на часы его работы за сутки (непрерывное функционирование).

Полученные показатели необходимо разделить пополам, учитывая, что при постоянной предельной нагрузке на протяжении всех 7 месяцев котел не будет работать (исключениями могут быть оттепели, сокращение обогрева ночью и т.д.). Результат считают средним показателем потребления энергии за один месяц.

При умножении данного показателя на время отопительного сезона (7 месяцев) вы получите суммарное число расхода электричества на один отопительный год.

Ориентируясь на цену единицы мощности, можно рассчитать общие потребности для процесса отопления дома.

Вернуться к оглавлению

Теплотехнический расчет мощности в его упрощенном виде может быть выполнен по следующей формуле:

W = S x W el /10 м².

Уравнение показывает, что искомая величина — это произведение удельной мощности, которая приходится на 10 м², а также площади помещения для отопления.

Нужно иметь в виду, что средний показатель равен 3 кВт электричества на одного потребителя, что является недостаточным для функционирования электронагревательного агрегата.

Вернуться к оглавлению

Схема монтажа электрического котла.

Электроотопление является наиболее экономичным вариантом независимо от высокой цены одной единицы носителя. С помощью наладки работы по изменению внешних температур возможно избежать скачков температуры в различных по назначению помещениях и во многом сэкономить электричество, которое потребляет прибор отопления.

На результаты расчета стоимости влияет также тип учета и использование комбинированного типа отопления. Общеизвестным фактом является то, что распределение нагрузок между электропотребителями на одни сутки — неравномерный процесс. Таким образом, для поддержания необходимых параметров температуры рационально поддерживать работу котлоагрегата ночью (с 23:00 до 06:00). В это время минимальное количество потребляемой энергии снижается в цене.

Многотарифный учет дает возможность сэкономить примерно треть средств. Для справки: пиковые показатели нагрузок в основном приходятся на время с 08:00 до 11:00, с 20:00 до 22:00.

Чтобы достигнуть максимально эффективной работы системы, можно использовать циркуляционное нагнетательное оборудование. Насос монтируется в обратную сеть, тем самым сводя период контакта стенок в котле с горячим теплоносителем к минимуму. Данный процесс обеспечивает более длительное использование источника тепла.

Если же к рабочему котлу добавить вспомогательные приборы выработки тепла, используемых прочие типы топлива, это не только во многом сэкономит затраты электроэнергии, но и уменьшит расходы на уголь, мазут, газ и прочие агрегаты отопления.

Вернуться к оглавлению

Число энергии, которое потребляет котел, зависит от множества показателей. Ее точный расчет можно произвести только в том случае, если вы до мельчайших деталей осведомлены насчет характеристик помещения.

При рассмотрении среднестатистических параметров, когда потребляемая энергия от электрического котла рассчитывается, ориентируясь на примерные расчеты, на отопление здания площадью 50 м² котлу мощностью 3 кВт понадобится 0,7 кВ/час. За одни сутки в случае непрерывной работы котел израсходует 16,8 кВ/час.

Данные показатели являются наиболее низкими для электрокотлов, что, несомненно, доказывает экономичность эксплуатации, в частности, ионных моделей.

1poteply.ru

Электрический котел для отопления частного дома расход электроэнергии

Главная » Отопление » Электрический котел для отопления частного дома расход электроэнергии

Использование электричества в качестве источника энергии для отопления загородного дома привлекательно по многим причинам: легкодоступность, распространенность, экологичность. Вместе с тем самым главным препятствием использования электрических котлов остаются довольно высокие тарифы. По этой причине целесообразность применения зависит в первую очередь от того, сколько потребляет электроэнергии электрический котел.

Два способа проведения расчетов

Можно выделить две основные методики расчета необходимой мощности электрического котла. Первая основана на отапливаемой площади, вторая на расчете теплопотерь через ограждающие конструкции.

Расчет по первому варианту очень грубый, основан на единственном показателе — удельной мощности. Удельная мощность приведена в справочниках и зависит от региона.

Расчет по второму варианту сложнее, но учитывает множество индивидуальных показателей конкретного здания. Полный теплотехнический расчет здания — задача достаточно сложная и кропотливая. Далее будет рассмотрен упрощенный расчет, тем не менее обладающий необходимой точностью.

Независимо от методики расчета, количество и качество собранных исходных данных напрямую влияют на правильную оценку требуемой мощности электрокотла.

При заниженной мощности оборудование будет постоянно работать с максимальной нагрузкой, не обеспечивая нужного комфорта проживания. При завышенной мощности – неоправданно большое потребление электроэнергии высокая стоимость отопительного оборудования.

В отличие от других видов топлива, электроэнергия — это экологически безопасный, довольно чистый и простой вариант, но привязанный к наличию бесперебойно действующей электросети в регионе

Сбор исходных данных для расчета

Для проведения расчетов понадобятся следующие сведения о здании:

S – площадь отапливаемого помещения.

Wуд – удельная мощность. Этот показатель показывает сколько необходимо тепловой энергии на 1 м2 в 1 час. Зависит от местных природных условий, можно принять следующие значения:

  • для центральной части России: 120 – 150 Вт/м2;
  • для южных регионов: 70-90 Вт/м2;
  • для северных регионов: 150-200 Вт/м2.

Wуд – величина теоретическая применяется в основном для очень грубых расчетов, потому что не отражает реальных теплопотерь здания. Не учитывает площадь остекления, количество дверей, материал наружных стен, высоту потолков.

Точный теплотехнический расчет производится при помощи специализированных программ с учетом множества факторов. Для наших целей такой расчет не нужен, вполне можно обойтись обсчетом теплопотерь наружных ограждающих конструкций.

Величины, которые нужно задействовать в расчетах:

R – сопротивление теплопередачи или коэффициент теплосопротивления. Это отношение разности температур по краям ограждающей конструкции к тепловому потоку, проходящему через эту конструкцию. Имеет размерность м2×⁰С/Вт.

На самом деле все просто – R выражает способность материала задерживать тепло.

Q – величина, показывающая количество теплового потока проходящего через 1 м2 поверхности при разности температуры в 1⁰С за 1час. То есть показывает сколько теряет тепловой энергии 1 м2 ограждающей конструкции в час при перепаде температуры в 1 градус. Имеет размерность Вт/м2×ч. Для приведенных здесь расчетов разницы между кельвинами и градусами по Цельсию нет, поскольку важна не абсолютная температура, а только разница.

Qобщ – количество теплового потока проходящее через площадь S ограждающей конструкции в час. Имеет размерность Вт/ч.

P – мощность отопительного котла. Вычисляется как требуемая максимальная величина мощности отопительного оборудования при максимальной разнице температуры наружного и внутреннего воздуха. Другими словами достаточная мощность котла для обогрева здания в самый холодный сезон. Имеет размерность Вт/ч.

КПД – коэффициент полезного действия отопительного котла, безразмерная величина показывающая отношение полученной энергии к затраченной энергии. В документации на оборудование обычно приводится в процентах от 100 например 99%. В расчетах применяется величина от 1 т.е. 0,99.

∆T – показывает разность температуры с двух сторон ограждающей конструкции. Чтобы было понятнее, как правильно вычисляется разница посмотрите пример. Если снаружи: -30С, а внутри +22С⁰, то

∆T = 22-(-30)=52С⁰

Или тоже, но в кельвинах:

∆T = 293 – 243 = 52К

То есть разница всегда будет одинаковой для градусов и кельвинов, поэтому для расчетов справочные данные в кельвинах могут применяться без поправок.

d – толщина ограждающей конструкции в метрах.

k – коэффициент теплопроводности материала ограждающей конструкции, который берется из справочников или СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» (СНиП — строительные нормы и правила). Имеет размерность Вт/м×K или Вт/м×⁰С.

Следующий список формул показывает взаимосвязь величин:

  • R = d / k
  • R= ∆T/Q
  • Q = ∆T/R
  • Qобщ = Q × S
  • P = Qобщ / КПД

Для многослойных конструкций сопротивление теплопередаче R вычисляется для каждой конструкции отдельно и затем суммируется.

Иногда расчет многослойных конструкций может быть слишком громоздким, например при расчете теплопотерь оконного стеклопакета.

Что необходимо учесть при расчете сопротивления теплопередачи для окон:

  • толщину стекла;
  • количество стекол и воздушных зазоров между ними;
  • вид газа между стеклами: инертный или воздух;
  • наличие теплоизоляционного покрытия оконного стекла.

Однако можно найти готовые значения для всей конструкции либо у производителя, либо в справочнике, в конце этой статьи приведена таблица для стеклопакетов распространенной конструкции.

Расчет теплопотерь пола цокольного этажа

Отдельно необходимо остановится на расчете теплопотерь через пол здания, так как грунт оказывает значительное сопротивление теплопередаче.

При расчетах теплопотерь цокольного этажа нужно принимать во внимание заглубление в грунт. Если дом стоит на уровне земли, то заглубление принимается равным 0. По общепринятой методике площадь пола делится на 4 зоны.

  • 1 зона — отступается 2м от наружной стены к центру пола по периметру. В случае заглубления здания, отступается от уровня земли до уровня пола по вертикальной стене. Если стена заглублена в грунт на 2м, то зона 1 будет полностью на стене.
  • 2 зона – отступается по 2м по периметру к центру от границы 1 зоны.
  • 3 зона – отступается по 2м по периметру к центру от границы 2 зоны.
  • 4 зона – оставшийся пол.

Для каждой зоны из сложившейся практики установлены свои R:

  • R1 = 2,1 м2×⁰С/Вт;
  • R2 = 4,3 м2×⁰С/Вт;
  • R3 = 8,6 м2×⁰С/Вт;
  • R4 = 14,2 м2×⁰С/Вт.

Приведенные значения R справедливы для полов без покрытия. В случае утепления, каждое R увеличивается на R утеплителя.

Дополнительно для полов уложенных на лаги R умножается на коэффициент 1,18.

Зона 1 имеет ширину 2 метра. Если дом заглублен, то нужно взять высоту стен в грунте, отнять от 2 метров, а остаток перенести на пол

Варианты расчета мощности электрического котла

Теперь можно приступить к расчетам. Формула, которая может служить для приблизительной оценки мощности электрического котла:

W=Wуд × S

Задача: рассчитать необходимую мощность котла в г. Москва, отапливаемая площадь 150м².

При производстве расчетов учитываем, что Москва относится к центральному региону, т.е. Wуд можно принять равным 130 Вт/м2.

Wуд = 130 × 150 = 19500Вт/ч или 19,5кВт/ч

Эта цифра настолько неточная, что не требует учета КПД отопительного оборудования.

Теперь определим теплопотери через 15м2 площади потолка, утепленного минеральной ватой. Толщина слоя теплоизоляции 150мм, температура наружного воздуха -30⁰С, внутри здания +22⁰С за 3 часа.

Решение: по таблице находим коэффициент теплопроводности минеральной ваты, k=0,036 Вт/м×⁰С. Толщину d необходимо брать в метрах. Порядок расчета такой:

R = 0,15 / 0,036 = 4,167 м2×°С/Вт

∆T= 22 — (-30) = 52ºС

Q= 52 / 4,167 = 12,48 Вт/м2×ч

Qобщ = 12,48 × 15 = 187 Вт/ч.

Вычислили, что потери тепла через потолок составят в нашем примере 187 * 3 = 561Вт.

Допущения и упрощения при расчете

Для наших целей вполне допускается упростить расчеты, рассчитывая теплопотери только наружных конструкций: стен и потолков, не обращая внимание на внутренние перегородки и двери.

Кроме того, можно обойтись без расчета потерь тепла на вентиляцию и канализацию. Не будем принимать в расчет инфильтрацию и ветровую нагрузку. Зависимость расположения здания по сторонам света и количество получаемой солнечной радиации.

Из общих соображений можно сделать один вывод. Чем больше объем здания, тем меньше приходится теплопотерь на 1 м2. Объяснить это легко, так как площадь стен возрастает квадратично, а объем в кубе. Шар имеет наименьшие теплопотери.

В ограждающих конструкциях учитываются только замкнутые воздушные слои. Если у Вашего дома вентилируемый фасад, то такой воздушный слой считается не замкнутым, в расчет не берется. Не берутся все слои, которые следуют перед незамкнутым воздушным слоем: фасадная плитка или кассеты.

Замкнутые воздушные слои, например, в стеклопакетах учитываются.

Все стены дома являются наружными. Чердак не отапливаемый, теплосопротивление кровельных материалов в расчет не принимается
Пример расчета теплопотерь коттеджа

После теоретической части можно приступить к практической. Для примера рассчитаем дом:

  • размеры наружных стен: 9х10м;
  • высота: 3м;
  • окно со стеклопакетом 1,5×1,5м: 4 шт;
  • дверь дубовая 2,1×0,9м, толщина 50мм;
  • полы сосновые 28мм, поверх экструдированного пенопласта толщиной 30мм, уложены на лаги;
  • потолок ГКЛ 9мм, поверх минеральной ваты толщиной 150мм;
  • материал стен: кладка 2 силикатных кирпича, утепление минеральной ватой 50мм;
  • самый холодный период – 30⁰С, расчетная температура внутри здания 20⁰С.

Произведем подготовительные расчеты необходимых площадей. При расчете зон на полу, принимаем нулевое заглубление стен. Доска пола уложена лаги.

  • окна – 9м2;
  • дверь – 1,9м2;
  • стены, за минусом окон и двери – 103,1м2;
  • потолок — 90м2;
  • площади зон пола: S1 = 60м2, S2 = 18м2, S3 = 10 м2, S4 = 2м2;
  • ΔT = 50⁰C.

Далее по справочникам или по таблицам приведенным в конце этой главы, выбираем необходимые значения коэффициента теплопроводности для каждого материала. Для сосновых досок коэффициент нужно брать вдоль волокон.

Весь расчет достаточно прост:

Шаг №1: Расчет потерь тепла через несущие стеновые конструкции включает три действия.

  1. Рассчитываем коэффициент теплопотерь стен кирпичной кладки.

Rкир = d / k = 0,51 / 0,7 = 0,73 м2×°С/Вт.

  1. То же для утеплителя стен.

Rут = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 м2×°С/Вт.

  1. Теплопотери 1 м2 наружных стен.

Q = ΔT/(Rкир + Rут) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 м2×°С/Вт

В итоге общие теплопотери стен составят:

Qст = Q×S = 26,46 × 103,1 = 2728 Вт/ч.

Шаг №2: Вычисления потерь тепловой энергии через окна:

Qокн = 9 × 50 / 0,32 = 1406Вт/ч.

Шаг № 3: Подсчет утечек тепловой энергии через дубовую дверь.

Qдв = 1,9 × 50 / 0,23 = 413Вт/ч.

Шаг №4: Потери тепла через верхнее перекрытие — потолок.

Qпот = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064Вт/ч.

Шаг №5: Рассчитываем Rут для пола так же в несколько действий.

  1. Rут= 0,16 + 0,83 = 0,99 м2×°С/Вт.
  2. Затем прибавляем Rут к каждой зоне.

R1 = 3,09 м2×°С/Вт; R2 = 5,29 м2×°С/Вт;

R3 = 9,59 м2×°С/Вт; R4 = 15,19 м2×°С/Вт.

Шаг №6: Так как пол уложен на лаги умножаем на коэффициент 1,18.

R1 = 3,64 м2×°С/Вт; R2 = 6,24 м2×°С/Вт;

R3 = 11,32 м2×°С/Вт; R4 = 17,92 м2×°С/Вт.

Шаг №7: Вычислим Q для каждой зоны:

Q1 = 60 × 50 / 3,64 = 824Вт/ч;

Q2 = 18 × 50 / 6,24 = 144Вт/ч;

Q3 = 10 × 50 / 11,32 = 44Вт/ч;

Q4 = 2 × 50 / 17,92 = 6Вт/ч.

Шаг №8: Теперь можно вычислить Q для всего пола.

Qпол = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018Вт/ч.

Шаг №9: В результате выполненных нами вычислений можно обозначить сумму общих потерь тепла.

Qобщ = 2728 + 1406 + 413 + 1064 + 1018 = 6629Вт/ч.

В расчет не вошли теплопотери связанные с канализацией и вентиляцией. Чтобы не усложнять сверх меры просто добавим на перечисленные утечки 5%.

Разумеется необходим запас, минимум 10%.

Таким образом окончательная цифра теплопотерь приведенного в качестве примера дома составит:

Qобщ = 6629 × 1,15 = 7623Вт/ч.

Qобщ показывает максимальные теплопотери дома при разнице температуры наружного и внутреннего воздуха 50⁰С.

Если посчитать по первому упрощенному варианту через Wуд то:

Wуд = 130 × 90 = 11700Вт/ч.

Ясно, что второй вариант расчета пусть и значительнее сложнее, но дает более реальную цифру для построек с утеплением. Первый вариант позволяет получить обобщенное значение потерь тепла для строений с низкой степенью теплоизоляции или вовсе без нее.

В первом случае котлу придется каждый час по полной возобновлять потери тепловой энергии, происходящие через проемы, перекрытия, стены без изоляции. Во втором случае топить до достижения комфортного значения температуры надо только один раз. Затем котлу надо будет только восстанавливать теплопотери, величина которых существенно ниже первого варианта.

Таблица 1:

В таблице приведены коэффициенты теплопроводности для распространенных строительных материалов (+)

Таблица 2:

При расчете толщины кладки учитывается толщина шва 10мм. За счет цементных швов теплопроводность кладки несколько выше чем отдельного кирпича (+)

Таблица 3:

В таблице приведены значения коэффициента теплопроводности для различных минераловатных плит. Для утепления фасадов применяется жесткая плита

Таблица 4:

Обозначения в таблице: Ar – заполнение стеклопакетов инертным газом, К – наружное стекло имеет теплозащитное покрытие, толщина стекла 4мм остальные цифры обозначают промежуток между стеклами (+)

7,6 кВт/ч – это расчетная необходимая максимальная мощность, которая расходуется на отопление  хорошо утепленной постройки. Однако электрокотлам для работы тоже нужен некоторый заряд для собственного питания.

Расчет затрат на электроэнергию

Если упростить техническую сущность котла отопления, то назвать его можно обычным преобразователем электрической энергии в ее тепловой аналог. Выполняя работу по преобразованию, он тоже потребляет некоторое количество энергии. Т.е. котел получает полную единицу электроэнергии, а на отопление поступает только 0,98 ее часть.

Для получения точной цифры расхода электроэнергии исследуемым электрическим котлом отопления надо его мощность (номинальную в первом случае и расчетную во втором) разделить на заявленное производителем значение КПД. В среднем КПД подобного оборудования составляет 98%. В результате величина энергопотребления составит, к примеру для расчетного варианта:

7,6 / 0,98 = 7,8 кВт/ч.

Остается помножить значение на местный тариф. Затем вычислить общую сумму затрат на электроотопление и заняться поиском путей их сокращения. Например, купить двухтарифный счетчик, позволяющий частично производить оплату по более низким «ночным» тарифам. Можно включить в отопительный контур термоаккумклятор, чтобы запасаться дешевой энергией ночью, а расходовать ее днем.

Количество требующих отопления дней

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 10⁰С. Для Москвы такой период длится 231 день и имеет среднюю температуру -2,2⁰С. Чтобы вычислить Qобщ для ΔT=22,2⁰С, необязательно производить весь расчет заново. Достаточно вывести Qобщ на 1⁰С:

Qобщ = 7623 / 50 = 152,46 Вт/ч

Соответственно для ΔT= 22,2⁰С:

Qобщ = 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.

Видео о расчете и выборе электрокотлов

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.

sovet-ingenera.com

Какой расход электроэнергии у электрического котла

Одной из самых затратных коммунальных услуг является отопление, поэтому многие владельцы собственного жилья стараются выбирать самое экономичное оборудование.

Но не каждый аппарат можно установить в квартире или  частном доме. Самыми компактными по размеру и нетребовательными являются электрические аппараты. Но будет ли экономичным такой вариант отопления?

Чтобы ответить на этот вопрос необходимо рассчитать, сколько потребляет электроэнергии электрокотел, и умножить это количество на тарифную ставку. Остается выяснить, как произвести расчет.

Какие бывают виды

Прежде чем приобретать ту или иную модель отопительного оборудования необходимо узнать все ее особенности.

Производители выпускают три вида таких изделий:

  • ТЭНовые
  • Катодные
  • Пленочные

Они отличаются способом нагрева теплоносителя и количеством потребляемой энергии.

ТЭНовые осуществляют нагрев воды при помощи спирали, помещенной в герметичную трубку из меди, имеющую выводы для подключения к электросети. Ток нагревает спираль, а от нее тепло передается воде или антифризу, находящемуся в котле.

В катодных нагрев теплоносителя осуществляется в процесс его ионизации или пропускания через него переменного тока.

Пленочные образцы – имеют принцип действия, основанный на использовании инфракрасных лучей.

От чего зависит количество потребляемой энергии?

Электрические модели с экономической точки зрения лучше устанавливать в небольших домах. Но чтобы определить, сколько придется платить за потребляемую энергию необходимо провести расчет теплопотерь здания, учитывая при этом:

  • Общую площадь
  • Высоту потолков
  • Материал стен и перекрытий
  • Количество окон

Однако не только эти факторы влияют на то, какие электрические котлы имеют наименьший расход электроэнергии и как правильно его рассчитать. Необходимо также учитывать продолжительность работы оборудования для удержания температуры.

В данном случае выигрывает инерционная система отопления, входящий в нее котел работает не постоянно, а с определенными интервалами.

Уменьшить потребление электричества смогут и всевозможные электронные приборы:

  • Комнатный термостат
  • Устройство управления
  • Программируемый датчик

Они позволяют уменьшать или увеличивать интенсивность обогрева в определенные часы. Количество потребляемой энергии зависит и от наружной температуры, при более низкой они будут самыми высокими.

Расчет количества потребляемой котлом электроэнергии

Существует два варианта, которыми можно воспользоваться при выборе мощности котла. Первый приблизительный, он рассчитывается с учетом того, что здание имеет отличную теплоизоляцию, тогда на 10 м² берут 1 кВт мощности котла.

Но при таком расчете необходимо учитывать, что аппарат, имеющий мощность 3 кВт, для обогрева помещения площадью 50 м² вынужден будет работать постоянно и соответственно на сутки ему потребуется 72 кВт. Умножив полученную цифру на 30 дней получаем затраты на месяц – они будут равны 2160 кВт.

Но чтобы произвести точные расчеты, и решить какой электрический котел имеет наименьший расход электроэнергии, необходимо учесть следующие характеристики:

  • Площадь квартиры
  • Мощность агрегата
  • Площадь сечения питающего кабеля
  • Емкость бака
  • Фактическое время работы
  • Количество воды в системе
  • Площадь нагрева
  • Стоимость 1кВт/час

Как выбрать самую экономичную модель?

Из трех существующих моделей электрических котлов наибольшее распространение получили катодные и ТЭНовые. Из них наиболее экономичным считаются ионные. Их КПД достигает 98%, поэтому использование таких моделей в двухтрубной системе отопления даст экономический эффект не менее 35%, в сравнении с другими электрическими аппаратами.

Достижение таких результатов возможно не только из-за способа передачи энергии, но и всего принципа работы устройства. В системе отопления, которая настроена правильно, катодный аппарат начинает работу с мощностью менее 50%.

Специалисты рекомендуют выбирать именно такую модель электрического котла для частного дома.

Сколько стоит такое отопление?

Количество потребляемой электрическим котлом энергии зависит от многих параметров и точный ее расчет можно получить, только зная характеристики помещения.

Если же рассматривать среднестатистические показатели при которых потребление электрическим котлом электроэнергии считается исходя из приблизительных расчетов, то на обогрев дома площадью 50 м² котлу имеющему мощность 3кВт понадобиться 0,7 кВ/час, следовательно, за сутки при непрерывном режиме работы он может израсходовать 16,8 кВ/час.

Это одни из самых низких цифр для электрических котлов, что доказывает экономичность именно ионной модели.

megakotel.ru

Расчет расхода электроэнергии от среднестатистического электрического котла

Главным звеном системы независимого отопления принято считать котлоагрегат – генератор тепла. В зависимости от ряда факторов, включающих такие моменты, как место расположения дома по отношению к ближайшему источнику топлива, габаритов постройки, режима проживания в нем в различные времена года, стоимости на монтаж и пр., выбирается требуемое оборудование. Но ключевым среди этих критериев считается теплотехнический расчет. Именно от его результатов зависит выбор мощности установки и вид используемого топлива. Устанавливать электрические котлы отопления расход электроэнергии, у которых весь преобразуется в тепло (КПД 100%), предпочитают домовладельцы жилой площади до 300 кв.м., стремящиеся без лишних хлопот, быстро и эффективно наладить отопление. Собственно, компактный электронагревательный прибор приемлемо устанавливать в любом месте, где есть подключении к сети 220 В (380 В). Он может функционировать самостоятельно или стать дополнительным источником тепла в уже функционирующей системе отопления.

Что влияет на расход электрической энергии?

Наглядный графический пример работы электрического котла: зависимость потребления электроэнергии от температуры за окном

Чтобы правильно выполнить нужные расчеты и понять, какой электрический котел будет самым оптимальным решением в конкретном случае, следует учитывать следующие показатели:

  • тип оборудования (одно- или двухконтурное);
  • объем помещения, предназначенного для обогрева;
  • мощность агрегата;
  • площадь сечения питающего кабеля;
  • напряжение питания; величину тока;
  • площадь нагрева;
  • емкость бака;
  • количество теплоносителя в отопительном контуре;
  • фактическое время работы установки в отопительный сезон;
  • стоимость 1 кВт/час;
  • среднее суточное значение продолжительности работы в максимальном режиме, пр.
Таблица ориентировочных значений сечения кабеля

Внимание! Хотя к обычным котлам не выдвигаются специальные требования, тем не менее, намерение использования агрегата мощностью более 10 кВт нуждается в согласовании с электрораспределяющими органами и Энергонадзором. Причина – необходимость подсоединения мощной 3-х фазной линии. А еще нужно получить «добро» на использование бытового тарифа для оплаты.

Кроме того, следует знать, что для среднестатистических расчетов берутся усредненные величины, поэтому необходимо вводить поправку на температурные показатели воздушной среды, толщину и материал стен, вид теплоизоляции, пр.

По затратам на закупку котлоагрегата, его установку и обслуживанию электрическая модель считается самой экономичной, выгодной, комфортной. Немаловажно, что для производства экологичного вида энергии не нужно выделение отдельно стоящего помещения для размещения котла, а также затрат на сооружение дымохода.

Самый простой расчет планируемых затрат

Теоретические предпосылки

Электроэнергия, единственная в своем роде, способна дать 100% КПД при переходе в тепловую компоненту. Этот показатель остается стабильным на все время эксплуатации оборудования.

Выяснить, сколько потребляет электроэнергии электрический котел, несложно, если руководствоваться общепринятыми данными:

    1. Для того чтобы обогреть единицу объема строения генератором тепла, потребуется, в среднем, 4-8 Вт/ч электрических затрат энергии. Конкретная цифра зависит от результата расчетов тепловых потерь всего строения и удельной их величины за отопительный сезон. Их выполняют с применением коэффициента, учитывающего дополнительные потери через части стен дома, через трубопроводы, проходящие в неотапливаемых помещениях.
    2. При расчетах пользуются величиной продолжительности отопительного сезона 7 месяцев.
    3. Определяя средний показатель мощности, руководствуются правилом: чтобы отопить 10 м.кв. площади с хорошо изолированными конструкциями, по высоте до 3 метров, достаточно 1 кВт. Тогда, например, для прогрева дома 180 м. кв. достаточно мощности котла 18 кВт. При этом следует помнить, что недостаток «мощностей» не позволит достигнуть требуемых параметров микроклимата, а их избыток приведет к ненужному перерасходу энергии.
    4. Расчет ежемесячной величины теплоты среднестатистического здания будет представлять собой произведение мощности котла на количество часов его работы в сутки (при непрерывной работе).
    5. Полученная величина делится пополам, учитывая, что при постоянной предельной нагрузке все 7 месяцев котел работать не будет: исключается период оттепелей, уменьшение обогрева в ночное время, пр. Полученный результат считается усредненным показателем расхода энергии за месяц.
    6. Умножив его на время сезона отопления (7 месяцев), получим суммарный расход энергии на отопительный год.

Исходя из стоимости одной единицы мощности, рассчитываются общие потребности для отопления дома.

Наглядный графический пример работы электрического котла: зависимость потребления электроэнергии от температуры за окном
Использование формулы мощности

В упрощенном варианте теплотехнический расчет мощности можно выполнить по формуле:

W = S x W уд /10 м. кв.

Из уравнения видно, что искомая величина представляет собой произведение удельной мощности, приходящейся на 10 м, кв. и площади отапливаемого помещения.

Заметьте: среднестатистический показатель, равный 3 кВт электроэнергии на одного потребителя – недостаточен для работы электронагревательного агрегата.

Как снизить расход электроэнергии еще на стадии расчетов?

  • Электроотопление наиболее экономичное, несмотря на высокую стоимость единицы носителя. Наладка работы по изменению наружной температуры позволяет избежать температурных скачков в разных по назначению помещениях и экономит расход электричества.
  • На результаты расчета расхода и стоимости влияет вид учета, а также применение комбинированного метода отопления. Общеизвестно, что распределение нагрузок между электропотребителями в течение суток неравномерно. Поэтому для поддержания требуемых температурных параметров целесообразно, чтобы котлоагрегат работал в ночные часы (23:00 – 06:00), когда наблюдается минимальное потребление энергии по меньшим расценкам.
  • Многотарифный учет позволяет сэкономить порядка трети денежных расходов.

Для сведения: пиковые значения нагрузок приходятся на время 08:00— 11:00, 20:00 – 22:00.

  • Достигнуть максимальной эффективности в работе системы можно, использовав циркуляционное нагнетательное оборудование. Насос устанавливается в обратную сеть, сокращая до минимума период контакта стенок котла с горячим теплоносителем. Это обеспечивает более длительную эксплуатацию источника вырабатываемого тепла.
  • Если к рабочему котлу добавить дополнительные устройства получения тепла на других видах топлива, это не только существенно сэкономит затраты электрической энергии, но и сократит расход газа, угля, мазута, пр. других отопительных агрегатов.

Обзор современных электрических котлов — подробное видео

aqua-rmnt.com

Как сделать расчет расхода электроэнергии среднестатистическим электрическим котлом?

Спецпредложение! Отопительное оборудование со скидками до 50%.Есть в наличии весь модельный ряд Vaillant, Viessmann, Baxi, Bosch, ACV, Protherm, РУСНИТ, Buderus, Kermi и другие. Грамотное проектирование и установка систем под ключ.

Звоните: +7 (499) 110-02-51 (Москва и область). E-mail: [email protected]

[toc] Для того чтобы быть максимально независимым от центрального отопления можно установить систему, которая будет работать от электрического агрегата, то есть генератор тепла.

Расчет расхода электроэнергии электрического котла

Для того чтобы верно выбрать нужное оборудование следует учесть несколько важных факторов:

  • Расположения частного дома до самого ближнего источника электроэнергии.
  • Размер (площадь) жилья для которого подбирается оборудование.
  • Частота нахождения в разное время года.
  • Стоимость на монтажные работы.

Кроме вышеуказанных факторов, на выбор электрического котла влияют тепловые технические расчёты. От них и зависит ключевой выбор мощности системы и вид топлива, который будет использоваться.

Чтобы максимально быстро и эффективно ввести в действие отопление в больших домах необходимо осуществить монтаж электрического котла, где вся потребляемая электроэнергия переходит полностью в тепло, то есть коэффициент полезного действия будет равен 100%.

Главным плюсом является подключение электронагревательного прибора, который имеет достаточно компактные размеры, к сети 220В. Он может отапливать полностью все помещения в доме, а может служить и дополнительным источником тепла при действующей системе отопления.

Какие же показатели влияют на расход электроэнергии в генераторе тепла и как правильно выполнить расчёты, чтобы выбрать подходящий вариант?

Для начала определимся с показателями:

  • Выбор одно- или двухконтурного типа оборудования.
  • Определится с размерами помещения, которое в дальнейшем будет отапливаться.
  • Мощность электрического котла.
  • Площадь сечения кабеля, от которого будет происходить питание агрегата.
  • Напряжения тока в сети.
  • Напряжение питания.
  • Площадь обогрева.
  • Вместимость бака.
  • Количество жидкости (воды) в отопительном контуре, которое будет служить для передачи тепла.
  • Количество времени системы отопления в сезон отопления.
  • Стоимость тарифов эл. энергии.
  • Продолжительность работы в интенсивном режиме.

Для этого необходимо учитывать некоторые поправки:

  • Температура воздуха на улице.
  • Толщина и вид строительного материала стен дома.
  • Теплоизоляция помещений.

Если посчитать затраты на покупку самого электрического котла, его монтаж и сервис, то они являются наиболее выгодными и экономичными. Также важно, что для установки такого агрегата не нужно выделять специальное помещение (из-за компактных размеров) и сооружать дымоотводную систему.

Для расчёта планируемых затрат нужно воспользоваться общетеоретической информацией.

Как уже было сказано, электрическая энергия способна отдавать коэффициент полезного действия на 100% на этапе перехода в тепловую энергию. Такой показатель будет стабильный в течение всего время эксплуатации электрического котла.

Существует некоторые общие данные, которые помогут узнать количество потребляемой энергии оборудованием:

  1. Для обогрева единицы объёма частного дома электрическим котлом необходимо не больше 8 Вт в час затрат электроэнергии. Точную цифру можно получить только тогда, когда будет известен показатель тепловой потери всего дома, а также соотношение текущей величины за определённый сезон отопления к стандартной. Такие расчёты выполняются при использовании коэффициентов, что будут учитывать дополнительные потери тепла через стены и трубопровод в неотапливаемых помещениях дома.
  2. Величина продолжительности отопительного сезона составляет семь месяцев.
  3. При расчёте среднего показателя мощности следует знать, что для отопления стандартной комнаты в 10 квадратных метров (при этом должна присутствовать изолированность конструкций) нужно 1 кВт. Значит, нужно общую площадь всего дома умножить на 1 кВт и разделить на десять. Это и будет мощность вашего электрического котла.

Важно знать, что если приобретается котёл меньшей мощности, нежели нужно для всей площади дома, то микроклимат не будет достигать желаемых результатов. Если же больше, то будет происходить перерасход электроэнергии.

  1. Расчёт показателя теплоты на каждый месяц состоит из рабочей мощности котла на потраченное время его эксплуатации. Обязательным условием является постоянная работа котла.
  2. Полученный показатель нужно поделить пополам, потому что есть некоторые перерывы в работе электрического котла. Например, оттепель, отключение или приглушение мощности работы и другое.
  3. Далее, нужно умножить на определённое время отопления всего дома, то есть на семь месяцев. Такой полученный показатель определит сумму расхода электрической энергии на весь год. Итак, чтобы рассчитать общую потребность тепла для всего дома нужно знать стоимость одной единицы мощности электрокотла.

Графический пример работы электрического котла: зависимость потребления электроэнергии от температуры на улице

Расчет по формуле

Тепловой технический расчёт возможно рассчитать по нижеприведённой формуле:

W = S x W уд/10 м. кв. W – искомая величина,

S – площадь отапливаемого дома,

W уд – удельная мощность.

Выходит, что 3 кВт – средний статистический показатель электроэнергии на одного человека, недостаточно для полной работы генератора тепла.

Делая вышеуказанные расчёты, иногда может возникнуть вопрос: как сэкономить на электрической энергии?

Сам по себе, электрический котёл недёшево стоит, но употребление электроэнергии окупает эту стоимость и делает эксплуатацию такой системы более выгодной по сравнению с газовым котлом.

  • Предварительно, перед установкой котла необходимо выполнить наружные работы для регулирования температуры во всех помещения дома. Это значительно снизит скачки температуры и сэкономит употребление электричества. Показатель расхода электроэнергии и его стоимость зависит от вида учёта, а также при соединении одного метода отопления с другим.
  • Хозяину частного дома известен тот факт, что в разное время суток электрическая нагрузка распределяется неравномерно. Напрашивается определённый вывод, что работа котла будет экономически выгодной в ночное время, то есть с 11 часов вечера до 6 часов утра. А в этот период установлены минимальные расценки на электроэнергию.Такой учёт поможет максимально сэкономить деньги.
  • Для более эффективной работы котла можно использовать специальное оборудование, которое будет циркулировать воду по всей системе, что значительно повысит теплоотдачу. Такой насос нужно установить в обратную сеть. При такой установке получается сократить время прикосновения стенок электрокотла с горячей водой. Это значительно увеличивает время эксплуатации агрегата.
  • Затраты эклектической энергии можно уменьшить при помощи дополнительных устройств, которым тоже свойственно получать тепло. Также это поможет сократить потребления газа и угля в других отопительных котлах.
(голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5) Загрузка...

1pokotlam.ru

teplo-ltd.ru


Смотрите также