Hvor meget elektricitet bruger en el-kedel: hvordan man beregner før køb

Brugen af ​​elektricitet som energikilde til opvarmning af et landsted er attraktivt af mange grunde: let tilgængelighed, udbredelse og miljøvenlighed.Samtidig er den største hindring for brugen af ​​elektriske kedler stadig ret høje takster.

Har du også tænkt over muligheden for at installere en el-kedel? Lad os sammen finde ud af, hvor meget strøm en el-kedel forbruger. For hvilket vi vil bruge de beregningsregler og formler, der er diskuteret i vores artikel.

Beregninger hjælper dig med at forstå i detaljer, hvor mange kW elektricitet du skal betale månedligt, hvis du bruger en el-kedel til at opvarme et hus eller en lejlighed. De opnåede tal giver dig mulighed for at træffe en endelig beslutning vedrørende køb/ikke-køb af kedlen.

Metoder til beregning af effekten af ​​en el-kedel

Der er to hovedmetoder til at beregne den nødvendige effekt af en elektrisk kedel. Den første er baseret på det opvarmede område, den anden på beregningen af ​​varmetabet gennem klimaskærmen.

Beregningen i henhold til den første mulighed er meget grov, baseret på en enkelt indikator - specifik effekt. Specifik magt er givet i opslagsbøger og afhænger af regionen.

Beregningen for den anden mulighed er mere kompliceret, men tager højde for mange individuelle indikatorer for en bestemt bygning. En komplet termisk ingeniørberegning af en bygning er en ret kompleks og omhyggelig opgave. Dernæst vil der blive overvejet en forenklet beregning, som alligevel har den nødvendige nøjagtighed.

Uanset beregningsmetoden påvirker mængden og kvaliteten af ​​de indsamlede indledende data direkte den korrekte vurdering af el-kedlens nødvendige effekt.

Med reduceret effekt vil udstyret konstant fungere ved maksimal belastning og ikke give den nødvendige boligkomfort. Med overvurderet effekt er der et urimeligt stort forbrug af el og høje omkostninger til varmeudstyr.

I modsætning til andre typer brændstof er elektricitet en miljøvenlig, ret ren og enkel mulighed, men den er bundet til tilstedeværelsen af ​​et uafbrudt elnet i regionen

Fremgangsmåden til beregning af effekten af ​​en elektrisk kedel

Dernæst vil vi overveje detaljeret, hvordan man beregner den nødvendige kedeleffekt, så udstyret fuldt ud opfylder sin opgave med at opvarme huset.

Fase #1 - indsamling af indledende data til beregning

For at udføre beregninger skal du bruge følgende oplysninger om bygningen:

• S – område af det opvarmede rum.
• W_slå – specifik effekt.

Den specifikke effektindikator viser, hvor meget termisk energi der er behov for pr. 1 m² klokken 1

Afhængigt af lokale naturforhold kan følgende værdier tages:

• for den centrale del af Rusland: 120 – 150 W/m²;
• for sydlige egne: 70-90 W/m²;
• for nordlige egne: 150-200 W/m².

W_slå - en teoretisk værdi, som hovedsageligt bruges til meget grove beregninger, fordi den ikke afspejler bygningens reelle varmetab. Tager ikke hensyn til rudearealet, antallet af døre, ydervæggenes materiale eller lofternes højde.

Nøjagtige termiske beregninger udføres ved hjælp af specialiserede programmer under hensyntagen til mange faktorer. Til vores formål er en sådan beregning ikke nødvendig; det er ganske muligt at klare sig med at beregne varmetabet af eksterne omsluttende konstruktioner.

Mængder, der skal bruges i beregningerne:

R – varmeoverførselsmodstand eller termisk modstandskoefficient. Dette er forholdet mellem temperaturforskellen ved kanterne af den omsluttende struktur og varmestrømmen, der passerer gennem denne struktur. Har dimension m²×⁰С/W.

Det er faktisk enkelt – R udtrykker et materiales evne til at holde på varmen.

Q – en værdi, der angiver mængden af ​​varmestrøm, der passerer gennem 1 m² overflader med en temperaturforskel på 1⁰C i 1 time. Det vil sige, det viser, hvor meget termisk energi 1 m taber² bygningsskærm i timen med en temperaturforskel på 1 grad. Har en dimension W/m²×h.

For de her angivne beregninger er der ingen forskel mellem kelvin og grader Celsius, da det ikke er den absolutte temperatur, der betyder noget, kun forskellen.

Q_generelt – mængden af ​​varmestrøm, der passerer gennem området S af den omsluttende struktur pr. time. Har dimensionen W/h.

P – varmekedeleffekt.Den beregnes som den krævede maksimale effekt af varmeudstyret ved den maksimale temperaturforskel af den ydre og indre luft. Med andre ord tilstrækkelig kedelkraft til at opvarme bygningen i den koldeste årstid. Har dimensionen W/h.

Effektivitet – effektivitetsfaktor for en varmekedel, en dimensionsløs mængde, der viser forholdet mellem modtaget energi og forbrugt energi. I udstyrsdokumentation er det normalt angivet som en procentdel på 100, for eksempel 99%. Ved beregninger anvendes en værdi fra 1, dvs. 0,99.

∆T – viser temperaturforskellen på to sider af den omsluttende struktur. For at gøre det tydeligere, hvordan forskellen er beregnet korrekt, se på eksemplet. Hvis udenfor: -30 °C, og inden for +22 ° C, derefter ∆T = 22 - (-30) = 52 °C

Eller det samme, men i Kelvin: ∆T = 293 – 243 = 52K

Det vil sige, at forskellen altid vil være den samme for grader og kelvin, så referencedata i kelvin kan bruges til beregninger uden korrektioner.

d – tykkelsen af ​​den omsluttende struktur i meter.

k – termisk ledningsevnekoefficient for bygningskappematerialet, som er taget fra opslagsværker eller SNiP II-3-79 "Building Heat Engineering" (SNiP - bygningsreglementer og forskrifter). Har dimensionerne W/m×K eller W/m×⁰С.

Følgende liste over formler viser forholdet mellem mængder:

• R=d/k
• R= ∆T / Q
• Q = ∆T/R
• Q_generelt = Q × S
• P = Q_generelt / effektivitet

For flerlagsstrukturer beregnes varmeoverførselsmodstanden R for hver struktur separat og summeres derefter.

Nogle gange kan beregningen af ​​flerlagsstrukturer være for besværlig, for eksempel ved beregning af varmetabet af et termoruder.

Hvad der skal tages i betragtning ved beregning af varmeoverførselsmodstanden for vinduer:

• glas tykkelse;
• antallet af glas og luftspalter mellem dem;
• type gas mellem glassene: inert eller luft;
• tilstedeværelse af termisk isoleringsbelægning af vinduesglas.

Du kan dog finde færdige værdier for hele strukturen enten fra producenten eller i opslagsbogen; i slutningen af ​​denne artikel er der en tabel for termoruder af et almindeligt design.

Trin #2 - beregning af varmetab fra kældergulvet

Separat er det nødvendigt at dvæle ved beregningen af ​​varmetab gennem bygningens gulv, da jorden har betydelig modstand mod varmeoverførsel.

Ved beregning af kældergulvets varmetab er det nødvendigt at tage højde for indtrængning i jorden. Hvis huset er i jordhøjde, antages dybden at være 0.

Ifølge den almindeligt accepterede metode er gulvarealet opdelt i 4 zoner.

• 1 zone - træk 2 m tilbage fra ydervæggen til midten af ​​gulvet langs omkredsen. I tilfælde af uddybning af bygningen trækkes den tilbage fra jordoverfladen til gulvniveau langs en lodret væg. Hvis væggen er nedgravet 2 m ned i jorden, så vil zone 1 være helt på væggen.
• 2 zone – trækker sig 2 m tilbage langs omkredsen til midten fra grænsen til zone 1.
• 3 zone – trækker sig 2 m tilbage langs omkredsen til midten fra grænsen til zone 2.
• 4 zone – den resterende etage.

Baseret på etableret praksis har hver zone sit eget R:

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

De angivne R-værdier gælder for ubehandlede gulve. I tilfælde af isolering øges hvert R med R for isoleringen.

Derudover, for gulve lagt på strøer, multipliceres R med en faktor på 1,18.

Zone 1 er 2 meter bred. Hvis huset er begravet, skal du tage højden af ​​væggene i jorden, trække fra 2 meter og overføre resten til gulvet

Trin #3 - beregning af loftsvarmetab

Nu kan du begynde at lave beregninger.

En formel, der kan tjene til groft at estimere effekten af ​​en elektrisk kedel:

W=W_slå × S

Opgave: Beregn den nødvendige kedeleffekt i Moskva, opvarmet areal 150 m².

Når vi laver beregninger, tager vi højde for, at Moskva hører til den centrale region, dvs. W_slå kan tages lig med 130 W/m².

W_slå = 130 × 150 = 19500W/t eller 19,5kW/t

Dette tal er så unøjagtigt, at det ikke kræver at tage højde for effektiviteten af ​​varmeudstyr.

Lad os nu bestemme varmetabet efter 15m² loftsareal isoleret med mineraluld. Tykkelsen af ​​det termiske isoleringslag er 150 mm, udelufttemperaturen er -30 ° C, inde i bygningen +22 ° C på 3 timer.

Løsning: ved hjælp af tabellen finder vi den termiske ledningsevnekoefficient for mineraluld, k=0,036 W/m×°C. Tykkelse d skal tages i meter.

Beregningsproceduren er som følger:

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

Vi beregnede, at varmetabet gennem loftet i vores eksempel vil være 187 * 3 = 561 W.

Til vores formål er det helt muligt at forenkle beregningerne ved kun at beregne varmetabet af eksterne strukturer: vægge og lofter, uden at være opmærksom på indvendige skillevægge og døre.

Derudover kan du undvære at beregne varmetab til ventilation og kloakering. Vi vil ikke tage højde for infiltration og vindbelastning. Afhængighed af bygningens placering af kardinalpunkterne og mængden af ​​modtaget solstråling.

Ud fra generelle betragtninger kan der drages én konklusion. Jo større volumen bygningen er, jo mindre varmetab pr. 1 m². Dette er let at forklare, da arealet af væggene øges kvadratisk, og volumenet stiger i en terning. Bolden har det mindste varmetab.

I omsluttende konstruktioner tages der kun hensyn til lukkede luftlag. Hvis dit hus har en ventileret facade, betragtes et sådant luftlag som ikke lukket og tages ikke i betragtning. Alle lag der kommer før friluftslaget tages ikke: facadefliser eller kassetter.

Der tages højde for lukkede luftlag, for eksempel i termoruder.

Alle husets vægge er udvendige. Loftet er ikke opvarmet, den termiske modstand af tagmaterialer tages ikke i betragtning

Etape #4 - beregning af sommerhusets samlede varmetab

Efter den teoretiske del kan du begynde på den praktiske del.

Lad os for eksempel beregne et hus:

• dimensioner af ydervægge: 9x10 m;
• højde: 3 m;
• vindue med termoruder 1,5×1,5 m: 4 stk;
• egetræsdør 2.1×0,9 m, tykkelse 50 mm;
• 28 mm fyrregulve, oven på 30 mm tykt ekstruderet skum, lagt på strøer;
• gipspladeloft 9 mm, oven på mineraluld 150 mm tykt;
• vægmateriale: murværk af 2 silikatmursten, isolering med 50 mm mineraluld;
• den koldeste periode er 30 °C, den estimerede temperatur inde i bygningen er 20 °C.

Vi vil lave forberedende beregninger af de nødvendige arealer. Ved beregning af zoner på gulvet antager vi nul vægdybde. Gulvbrættet lægges på strøer.

• vinduer – 9 m²;
• dør – 1,9 m²;
• vægge, minus vinduer og døre - 103,1 m²;
• loft - 90 m²;
• etagearealer: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m², S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 °C.

Dernæst, ved hjælp af opslagsbøger eller tabeller givet i slutningen af ​​dette kapitel, vælger vi de krævede værdier af den termiske ledningskoefficient for hvert materiale. Vi anbefaler, at du læser mere om varmeledningskoefficient og dets værdier for de mest populære byggematerialer.

For fyrrebrædder skal varmeledningskoefficienten tages langs fibrene.

Hele beregningen er ret simpel:

Trin 1: Beregning af varmetab gennem bærende vægkonstruktioner omfatter tre trin.

Vi beregner varmetabskoefficienten for murstensvægge: R_Cyrus = d/k = 0,51/0,7 = 0,73 m²×°C/W.

Det samme for vægisolering: R_ut = d / k = 0,05 / 0,043 = 1,16 m²×°C/W.

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

Som følge heraf vil det samlede varmetab fra væggene være: Q_st = Q×S = 26,46 × 103,1 = 2728 Wh.

Trin #2: Beregning af varmeenergitab gennem vinduer: Q_vinduer = 9 × 50 / 0,32 = 1406 W/h.

Trin #3: Beregning af termisk energilækage gennem en egetræsdør: Q_dv = 1,9 × 50 / 0,23 = 413 W/h.

Trin #4: Varmetab gennem øverste etage - loft: Q_sved = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064 W/h.

Trin #5: Beregning af R_ut til gulvet også i flere trin.

Først finder vi varmetabskoefficienten for isoleringen: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×°C/W.

Så tilføjer vi R_ut til hver zone:

• R1 = 3,09 m²×°C/W; R2 = 5,29 m²×°C/W;
• R3 = 9,59 m²×°C/W; R4 = 15,19 m²×°C/W.

Trin #6: Da gulvet er lagt på træstammer, multiplicerer vi med en faktor på 1,18:

R1 = 3,64 m²×°C/W; R2 = 6,24 m²×°C/W;

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

Trin #7: Lad os beregne Q for hver zone:

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 = 6W/h.

Trin #8: Nu kan du beregne Q for hele gulvet: Q_etage = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018 W/h.

Trin #9: Som et resultat af vores beregninger kan vi angive størrelsen af ​​det samlede varmetab:

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

I beregningen er ikke medtaget varmetab forbundet med kloakering og ventilation. For ikke at komplicere tingene ud over mål, lad os blot tilføje 5% til de anførte lækager.

Der kræves selvfølgelig en reserve, mindst 10%.

Således vil det endelige tal for husets varmetab givet som eksempel være:

Q_generelt = 6629 × 1,15 = 7623 W/h.

Q_generelt viser det maksimale varmetab i et hus, når temperaturforskellen mellem ude- og indeluften er 50 °C.

Hvis vi beregner i henhold til den første forenklede version ved hjælp af Wsp, så:

W_slå = 130 × 90 = 11700 W/h.

Det er klart, at den anden beregningsmulighed, selvom den er meget mere kompliceret, giver et mere realistisk tal for bygninger med isolering. Den første mulighed giver dig mulighed for at opnå en generaliseret værdi af varmetab for bygninger med en lav grad af termisk isolering eller uden det overhovedet.

I det første tilfælde skal kedlen fuldstændigt forny tabet af termisk energi, der opstår gennem åbninger, lofter og vægge uden isolering hver time.

I det andet tilfælde er det nødvendigt at opvarme, indtil en behagelig temperatur kun nås én gang. Så skal kedlen kun genoprette varmetabet, hvis værdi er væsentligt lavere end den første mulighed.

Tabel 1. Termisk ledningsevne af forskellige byggematerialer.

Tabellen viser varmeledningskoefficienter for almindelige byggematerialer

Tabel 2. Cementfugetykkelse til forskellige typer murværk.

Ved beregning af murværkets tykkelse tages der hensyn til en fugetykkelse på 10 mm. På grund af cementfuger er murværkets varmeledningsevne lidt højere end for en separat mursten

Tabel 3. Termisk ledningsevne af forskellige typer mineraluldsplader.

Tabellen viser værdierne af varmeledningskoefficienten for forskellige mineraluldsplader. En stiv plade bruges til at isolere facader

Tabel 4.Varmetab fra vinduer i forskellige designs.

Betegnelser i tabellen: Ar – fyldning af termoruder med inert gas, K – yderglas har en varmebeskyttende belægning, glastykkelse 4 mm, de resterende tal angiver mellemrummet mellem glassene

7,6 kW/h er den estimerede krævede maksimale effekt, der bruges på opvarmning af en velisoleret bygning. El-kedler har dog også brug for en vis opladning for at drive sig selv for at fungere.

Som du har bemærket, vil et dårligt isoleret hus eller lejlighed kræve store mængder elektricitet til opvarmning. Desuden gælder dette for enhver type kedel. Korrekt isolering af gulve, lofter og vægge kan reducere omkostningerne markant.

Vi har artikler på vores hjemmeside om isoleringsmetoder og regler for valg af varmeisoleringsmaterialer. Vi inviterer dig til at gøre dig bekendt med dem:

• Isolering af et privat hus udefra: populære teknologier + gennemgang af materialer
• Gulvisolering ved hjælp af strøer: materialer til termisk isolering + isoleringsskemaer
• Isolering af et loftstag: detaljerede instruktioner om installation af termisk isolering på loftet i en lav bygning
• Typer af isolering til væggene i et hus indefra: materialer til isolering og deres egenskaber
• Isolering til loftet i et privat hus: typer af anvendte materialer + hvordan man vælger det rigtige
• Gør-det-selv isolering af en balkon: populære muligheder og teknologier til isolering af en balkon indefra

Trin #5 - beregning af energiomkostninger

Hvis vi forenkler den tekniske essens af en varmekedel, kan vi kalde det en konventionel konverter af elektrisk energi til dens termiske analog. Mens den udfører konverteringsarbejdet, bruger den også en vis mængde energi. De der. kedlen modtager en fuld enhed elektricitet, og kun 0,98 af den leveres til opvarmning.

For at opnå et nøjagtigt tal for elforbruget af den undersøgte elvarmekedel, skal dens effekt (nominel i det første tilfælde og beregnet i det andet) divideres med effektivitetsværdien angivet af producenten.

I gennemsnit er effektiviteten af ​​sådant udstyr 98%. Som følge heraf vil mængden af ​​energiforbrug for eksempel være for designmuligheden:

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

Tilbage er blot at gange værdien med den lokale takst. Beregn derefter de samlede omkostninger ved elektrisk opvarmning og begynd at lede efter måder at reducere dem på.

Køb for eksempel en måler med to takster, som giver dig mulighed for delvist at betale til lavere "natpriser". Hvorfor skal du udskifte den gamle elmåler med en ny model? Proceduren og reglerne for udførelse af udskiftning i detaljer gennemgået her.

En anden måde at reducere omkostningerne efter udskiftning af måleren er at inkludere en termisk akkumulator i varmekredsen for at lagre billig energi om natten og bruge den om dagen.

Fase #6 - beregning af sæsonbestemte varmeomkostninger

Nu hvor du har styr på metoden til at beregne fremtidige varmetab, kan du nemt estimere varmeudgifter gennem hele fyringsperioden.

Ifølge SNiP 23-01-99 "Bygningsklimatologi" i kolonne 13 og 14 finder vi for Moskva varigheden af ​​perioden med en gennemsnitstemperatur under 10 °C.

For Moskva varer denne periode 231 dage og har en gennemsnitstemperatur på -2,2 °C. For at beregne Q_generelt for ΔT=22,2 °C er det ikke nødvendigt at udføre hele beregningen igen.

Det er nok at udskrive Q_generelt med 1 °C:

Q_generelt = 7623 / 50 = 152,46 W/h

Følgelig, for ΔT= 22,2 °C:

Q_generelt = 152,46 × 22,2 = 3385Wh

For at finde den forbrugte elektricitet skal du gange med opvarmningsperioden:

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

Ovenstående beregning er også interessant, fordi den giver os mulighed for at analysere hele husets struktur ud fra isoleringens effektivitet.

Vi overvejede en forenklet version af beregningerne. Vi anbefaler også, at du læser hele termoteknisk beregning af bygningen.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Sådan undgår du varmetab gennem fundamentet:

Sådan beregnes varmetab online:

Brugen af ​​elektriske kedler som hovedopvarmningsudstyr er meget begrænset af de elektriske netværks muligheder og omkostningerne ved elektricitet.

Dog som et supplement til f.eks fastbrændselskedel, kan være meget effektiv og nyttig. De kan reducere den tid, det tager at varme varmesystemet op, eller bruges som hovedkedel ved ikke særlig lave temperaturer.

Bruger du en el-kedel til opvarmning? Fortæl os, hvilken metode du brugte til at beregne den nødvendige strøm til dit hjem. Eller måske vil du bare købe en el-kedel og har spørgsmål? Spørg dem i kommentarerne til artiklen - vi vil forsøge at hjælpe dig.