Сколько потребляет электрический котел: расчет основных показателей

Сколько потребляет электрический котел отопления в месяц

Приветствую, камрады! Сегодня нам предстоит научиться рассчитывать электропотребление электрического котла известной мощности в условиях реальной работы. Я познакомлю вас с двумя схемами расчета разной сложности — по номинальной мощности котла и по фактической потребности дома в тепле. Приступим.

ТЭНовый электрический отопительный котел используется в моем доме в качестве резервного источника тепла.

Дано

Вначале несколько общих замечаний, которые помогут вам понять предлагаемые схемы:

• Часть времени котел простаивает или работает на пониженной мощности. Его номинальная мощность подбирается под пиковое энергопотребление дома, приходящееся на самые холодные дни зимы. Когда столбик термометра ползет вверх, потребность в тепле снижается;

В оттепель потребность дома в тепле уменьшается.

• КПД (коэффициент полезного действия) любого электрического нагревательного прибора с минимальной погрешностью равен 100% и не зависит от типа нагревательного элемента. То небольшое количества тепла, которое рассеивается корпусом прибора, тоже идет на обогрев дома;

Для сокращения нецелевых потерь тепла теплообменник котла изолируется минватой или теплофолом (фольгированным утеплителем на основе термостойкого вспененного полимера).

• Среднее фактическое потребление котла с правильно рассчитанной мощностью примерно равно половине потребления при номинальной мощности за то же время. Проще говоря, 8-киловаттный прибор в среднем в зимние месяцы потребляет 4 киловатта.

Нагрев воду до нужной температуры, котел отключает нагрев и ждет охлаждения теплоносителя.

Схема 1: по мощности

Если известна средняя мощность котла, не проблема вычислить, сколько потребляет прибор в месяц и за всю зиму.

Вычисление суточного потребления.

Расчет среднемесячного расхода электроэнергии.

Расход за время всего отопительного сезона.

Пример

Давайте в качестве примера выясним, сколько нужно энергии для котла с паспортной мощностью 12 киловатт:

• Его средняя мощность равна 12/2=6 кВт;
• Потребление в сутки — 6*24=96 киловатт-часов;
• В месяц отопление будет расходовать 96*30=2880 кВт ч;
• Расход электроэнергии за зиму при продолжительности отопительного сезона 180 дней (с 15 октября по 15 апреля) составит 180*96=17280 кВт ч.

Продолжительность отопительного сезона в вашем регионе можно найти на этой карте. Отопление включается при падении температуры воздуха ниже +8 и выключается при нагреве выше +8.

Статья в тему:  Ответ для нетерпеливых

А теперь давайте выполним еще один расчет — выясним, в какую сумму обойдется отопление. Я использую данные для одноставочного тарифа в Севастополе по состоянию на январь 2017 года:

1. При потреблении до 150 кВт ч в месяц действует социальный тариф в 2,42 рубля;
2. В диапазоне 150 — 600 киловатт-часов в месяц цена увеличивается до 2,96 рублей;
3. Электроэнергия сверх 600 кВт ч в месяц стоит 5 рублей 40 копеек.

Актуальные тарифы на электроэнергию. Севастополь, первая половина 2017 года.

Из ежемесячных 2880 кВт ч 150 будут приходиться на льготный тариф и обойдутся в 150*2,42=363 рубля. Следующие 450 кВт ч оплачиваются по 2,96: 450*2,96=1332. Остаток — 2880-600=2280 кВт ч по 5,40 р., или 12312 рублей.

Итого 12312+1332+363=14007 рублей.

При использовании однотарифного счетчика электроотопление влетит в копейку.

Переход на магистральный газ многократно уменьшит ваши затраты на обогрев дома.

Схема 2: по характеристикам жилья

Электрокотел далеко не всегда точно соответствует потребности дома в тепловой энергии. Нередко его мощность подбирается с запасом. Приведу несколько примеров таких сценариев:

• Двухконтурный прибор обеспечивает дом горячей водой;

Мощность двухконтурного котла избыточна, поскольку он должен обеспечивать дом горячей водой. В том числе в отопительный сезон.

• Планируется пристройка к дому дополнительных комнат с подключением отопительных приборов в них к существующему контуру;
• Для региона характерны редкие, но сильные заморозки, и система отопления проектируется именно в расчете на них.

На фото — зимний Севастополь. Даже в теплых регионах бывают сильные заморозки. Систему отопления приходится проектировать с запасом прочности.

Если мощность котла заведомо избыточна, ориентироваться придется не на нее, а на фактический расход тепла домом. Точнее всего его можно рассчитать по формуле Q=V*Dt*k/860.

Переменные в этой формуле слева направо:

• Энергопотребление (кВт);
• Объем помещения, которое нужно обогревать. Он указывается в единицах СИ — кубометрах;

Объем комнаты равен произведению трех ее размеров.

• Разность внутренней температуры с уличной;
• Коэффициент утепления.

Откуда брать два последних параметра?

Дельту температур берут равной разности санитарной нормы для помещения и самых холодных пяти дней зимы.

Санитарные нормы для жилых помещений вы можете взять из этой таблицы:

Описание	Норма температуры, С
Комната в центре дома, нижняя зимняя температура выше -31С	18
Комната в центре дома, нижняя зимняя температура ниже -31С	20
Угловая или торцевая комната, нижняя зимняя температура выше -31С	20
Угловая или торцевая комната, нижняя зимняя температура ниже -31С	22

Статья в тему:  Преимущества однотрубной отопительной системы

Санитарные нормы температуры для нежилых комнат и помещений общего пользования.

А вот температура самой холодной пятидневки для некоторых городов нашей великой и необъятной:

Город	Значение, С
Хабаровск	-29
Сургут	-43
Смоленск	-25
Санкт-Петербург	-24
Саратов	-25
Петрозаводск	-28
Пермь	-25
Орел	-25
Омск	-37
Новосибирск	-37
Мурманск	-30
Москва	-25
Магадан	-29
Кемерово	-39
Казань	-31
Иркутск	-33
Екатеринбург	-32
Волгоград	-22
Владивосток	-23
Владимир	-28
Верхоянск	-58
Брянск	-24
Барнаул	-36
Астрахань	-21
Архангельск	-33

Распределение зимних температур по территории России.

Коэффициент утепления можно подобрать из следующего ряда значений:

• Дом с утепленным фасадом и тройными стеклами — 0,6-0,9;
• Стены в два кирпича без утепления и двойной стеклопакет — 1-1,9;
• Стены в кирпич и окна, остекленные в одну нитку — 2 — 2,9.

Пример

Давайте своими руками вычислим расход электроэнергии на отопление в течение месяца для следующих условий:

Размер дома: 6х8х3 метра.

Климатическая зона: Севастополь, полуостров Крым (температура самой холодной пятидневки — -11С).

Утепление: одиночные стекла, обладающие высокой теплопроводностью стены из бутового камня толщиной в полметра.

Бутовый дом с одинарным остеклением зимой требует интенсивного обогрева.

Вычисляем объем. 8*6*3=144 м3.

Рассчитываем разность температур. Санитарная норма для частного дома (теплый регион, все комнаты торцевые или угловые) равна 20С, температура самых холодных пяти дней зимы — -11. Дельта — 20 — -11 = 33С.

Подбираем коэффициент утепления. Толстые стены из бутового камня с его высокой теплопроводностью и одинарное остекление дают его значение около 2,0.

Подставляем значения в формулу. Q=144*33*2/860=11 (с округлением) киловатт.

Технику дальнейших вычислений мы тоже проходили:

• В сутки котел будет потреблять в среднем 5,5*24=132 кВт ч;
• В месяц он израсходует 132*30=3960 киловатт-часов электроэнергии.

Переход на двухтарифный счетчик позволит несколько сократить расходы на отопление.

Заключение

Итак, мы изучили две несложных схемы расчета энергопотребления и узнали, что электрический котел — довольно дорогой в эксплуатации источник тепла. Как всегда, видео в этой статье предложит вам дополнительную информацию. Жду ваших комментариев. Успехов, камрады!

Поделитесь с друзьями в соц.сетях

Источник: https://stroim24.info/skol-ko-potreblyaet-elektricheskiy-kotel-otopleniya-v-mesyac-2-shemy-rascheta/

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.

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.

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:

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:

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.

Источник: http://sovet-ingenera.com/otoplenie/project/skolko-potreblyaet-elektroenergii-elektricheskij-kotel.html

Сколько потребляет электрический котел отопления в месяц, как рассчитать

Электрокотел недорог, удобен в обслуживании и прост в установке. Если бы не высокая стоимость источника энергии, его можно было бы смело причислить к самым лучшим отопительным приборам. Но «кушает» он много, поэтому важно провести расчёты энергопотребления, чтобы подобрать оптимальный режим работы имеющегося котла. Или подходящую мощность в том случае, когда предстоит покупка агрегата.

Сколько энергии потребляет электрокотёл в месяц

Самый простой способ расчёта — от мощности. Он применим в том случае, если отопительная система уже установлена и владельцу нужны просто ориентировочные цифры. Например, для оценки целесообразности перехода на двухтарифный счётчик.

При такой грубой математике берётся половина паспортной мощности котла и умножается на количество часов в сутках. Если нужен расчёт на месяц, то полученный результат умножается ещё и на количество дней. Так, агрегат мощностью 10 кВт за сутки использует 5*24=120 киловатт-часов. За месяц набежит ориентировочно 120*30=3600 кВт.

В расчёт берётся только половина мощности, потому что бо́льшую часть времени котёл работает на поддержание заданной температуры теплоносителя. Если проще: включается и нагревает воду, затем отключается и ждёт пока она остынет. При правильно смонтированной системе отопления режим ожидания можно принимать равным рабочему.

Как подсчитать точнее

В том случае, если нужно знать количество затрачиваемой на обогрев дома энергии Q с целью определения необходимой мощности котла, понадобится знание следующих параметров:

• объём отапливаемых помещений, V;
• дельту температур Dt;
• коэффициент утепления k.

Объём получают путём умножения суммы площадей комнат на высоту. Дельта — разница между желательной температурой внутри дома и средней пяти самых холодных дней в году.

Коэффициент утепления (ориентировочные обобщённые значения):

• для дома с утеплённым фасадом и тройными стёклами приблизительно равен 1;
• неутепленные стены и двойное окно — 2;
• тонкие стены и одинарное окно — 3;
• Итоговая формула выглядит так: Q = V*Dt*k/860.

На примере:

1. Суммарная площадь всех комнат составляет 100 м2, высота потолков -2,5 м. V= 100*2,5 =250 С.
2. Желательно поддержание температуры в помещении на отметке 20 С, зимний минимум на улице составляет — 25 С. Dt= 20 — (-25) =20+25 =55 С.
3. Стены не утеплены, окна — двойной стеклопакет. Соответственно k = 2.
4. Полученные значения подставляются в формулу. Q =250 * 55 * 2/ 860 =27500/860 = 31,9 кВт.

Гипотетическому олигарху, чтобы отопить жилплощадь, понадобится котёл мощностью 32 кВт. Среднее почасовое энергопотребление составит 16 кВт.

Этой же формулой можно пользоваться для подсчёта фактически затрачиваемой двухконтурным котлом с ГВС энергии именно на отопление.

Что влияет на потребляемость

Результаты вычислений внушают опасение, но в реальности всё не настолько страшно. Во втором примере приведены расчёты максимального почасового энергопотребления в самые холодные зимние ночи. Но обычно ведь на улице значительно теплее и, соответственно, дельта температур намного меньше.

Есть смысл проводить вычисления, ориентируясь на среднемесячный показатель, который можно узнать из архивных сводок метеослужб. При определении дельты эту цифру подставляют на место минимальных значений.

Так получится узнать усреднённое максимальное почасовое энергопотребление в конкретном месяце Qmax. Чтобы получить среднемесячное значение, пригодится формула: Q = Qmax/2*24*х, где Q — энергия, израсходованная за месяц, а х — число календарных дней. Пример её использования приведён в первом разделе статьи.

Источник: https://setafi.com/klimaticheskaya-tehnika/kotel/skolko-potreblyaet-elektricheskij-kotel-otopleniya-v-mesyats/

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

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. 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.

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.

• 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.

Источник: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/raschety/raschet-rasxoda-elektroenergii-elektricheskogo-kotla.html

Расчет расхода электроэнергии от электрического котла: новый способ

Автор Антон Дата Янв 30, 2016

Грамотный выбор электрического котла способствует эффективной работе независимого отопления.

При выборе учитываются габариты строения, стоимость устройства  и доступность разновидностей топлива. При этом важным пунктом считается теплотехнический расчет.

Полученное  значение влияет  на мощность выбранного оборудования и тип применяемого топлива.

Электрический котел легкий и компактный, данное оборудование можно установить в жилых помещениях

Электро котел отопления 220 В можно установить в месте, где есть подсоединение к сети, требуемой мощности. Данное оборудование подходит для зданий до 250 кв. метров. Оно характеризуется простотой монтажа и высоким КПД. Электрокотлы используются как дополнительная аппаратура для обогрева.

Ориентировочные значения сечения кабеля (простой расчет планируемых затрат)

При расчете рассматривается коэффициент теплопотерь. Чтобы вычислить,  сколько отопительный прибор должен потреблять электроэнергии, опираются на следующее правило. Для площади в 10 кв. м с качественной теплоизоляцией и высотой потолков до трех метров достаточно 1 кВт.

Применение трехфазных агрегатов требует согласования с Энергонадзором. Для однофазных и трехфазных устройств необходимы кабели с разным сечением. При выборе нужного кабеля учитывается прохождение максимального тока через усилитель.

Мощность, кВт	Сечение кабеля однофазного оборудования
4	4
6	6
10	10
12	16

К установке трехфазных конструкций предъявляются особые требования.

Мощность, кВт	Сечение кабеля трехфазной системы
12	2,5
16	4
22	6
27	10
30	16

Чтобы вычислить, сколько потребляет электроэнергии оборудование, требуется ориентироваться на следующую информацию:

1. Для прогрева единицы объема помещения понадобится в среднем 4-7 Вт в час энергии. При расчете учитываются теплопотери здания.
2. Отопительный сезон состоит из семи месяцев.
3. Для 10 кв. метров строения необходимо 1 кВт. Поэтому чтобы прогреть здание площадью в 160 кв. метров понадобится 16 кВт.
4. Чтобы рассчитать электроэнергию за месяц, нужно перемножит мощность оборудования на количество рабочих часов за сутки.
5. С учетом фактической работы, данное значение разделяется пополам.
6. Полученный результат умножается на время длительности сезона.

• среднее значение температуры в период похолоданий;
• теплоизоляционные свойства материалов;
• разновидность разводки отопительной системы;
• отношение дверных и оконных проемов к площади напольного покрытия;
• количество наружных  стен и число используемых радиаторов.

Рекомендуется использование формулы мощности в простом виде. При этом она выглядит следующим образом: W = S+W уд./10 м. кв. В данной формуле S – это площадь строения, а W уд. – это значение удельной мощности, которое отличается в зависимости от региона. Для средней полосы России данное число равняется 1 – 1,2. В южных районах число варьируется от 0,7-0,9.

На расчет стоимости электроэнергии влияет использование оборудования для нагрева воды. При этом учитываются точки водоразбора, объем потребляемой воды и количество потребителей.

Как снизить расход электроэнергии уже при составлении расчета

Выбор отопительного котла- важная часть строительства дома

Используя данную формулу, делается расчет для стандартного здания  с учетом снижения  отопления  в ночные часы.

Комбинированный способ использования системы  позволит понизить расход электроэнергии. В период суток обогревательная аппаратура применяется неравномерно. Комбинированное применение  предполагает, что котел отопления включается в ночной период, когда производится  минимальное потребление.

Чтобы электрокотлы для отопления использовались с минимальными затратами на отопление выполняются следующие рекомендации:

1. Производится утепление постройки. Устанавливаются металлопластиковые окна, которые снижают расходы на прогрев. Стены утепляются материалами, обладающими низкой теплопроводностью. Рекомендуется утеплить кровлю и фундамент.
2. Монтаж оборудования для нагнетания давления влияет на скорость передвижения теплоносителя. При этом горячая жидкость минимальное время контактирует с внутренней поверхностью обогревающего устройства. И меньше электроэнергии потребляет электрический котел. Насос монтируется в обратный контур.
3. Установка дополнительных приборов отопления, работающих на других видах топлива.
4. Использование вентиляционного устройства с рекуператором. Данный прибор возвращает тепло, уходящее во время вентиляции.
5. Терморегуляторы помогают устанавливать минимальное температурное значение для обогрева в отсутствии хозяев.
6. Специальные устройства позволяют регулировать температуру в отдельных помещениях. Для коридора или кухни данный показатель устанавливается меньше.

Монтаж данного оборудования характеризуется простотой. При этом не требуется создавать дымоход.

Сократить расходы поможет настройка работы с учетом изменений наружной температуры. При этом предотвращаются температурные скачки в отдельных помещениях.

Примеры и характеристики потребления котлов нескольких фирм

Котлы различаются по мощности. Небольшие агрегаты подсоединяются к розетке, средние изделия подсоединяются к щитку при помощи отдельного кабеля. А оборудование от 7 кВт присоединяется к сети трехфазным методом.

Есть следующие разновидности приборов:

1. ТЭНовые агрегаты относятся к распространенному типу. Расчет кпд характеризуется высокими показателями.
2. Электродные приборы безопасны. В конструкции есть диэлектрик с вставленными электродами. К известным аппаратам относится электрический котел галан.
3. Индукционные изделия функционируют по принципу электромагнитной индукции.

Электрокотел для отопления дома имеет цену  от 3тысяч до 200 тысяч рублей.

Отличается отопительное оборудование иностранного и отечественного производителя. Модели отечественных фирм больше оборудования иностранного производства.

К популярным производителям относятся следующие фирмы: Дакон, Бошь, Коспел и Елеко. Ремонт российских  приборов обойдется дешевле, чем изделий иностранного производства.

К преимуществам котлов Дакон и Бошь относится совместное использование агрегатов с бойлерами. Они предназначены для работы в закрытых конструкциях с применением насосов циркуляции.

К самым оснащенным моделям относятся изделия фирмы Коспел. К известным российским маркам относятся приборы фирмы Галан. Они характеризуются оптимальным соотношением цены и качества.

Источник: http://trubexpert.ru/heating/raschet-rasxoda-elektroenergii-ot-elektricheskogo-kotla-novyj-sposob/

Как посчитать расход электрического котла отопления – инверторного, индукционного, электродного

Отопление электрическим котлом

Работа любого отопительного устройства заключается в едином принципе -подогреве теплоносителя до установленной пользователем температуры и транспортировки его в отопительную систему, где оно циркулирует по радиатору, отдавая тепло в помещение.

Однако существуют различные виды этих самых электрических котлов:

1. Инвертный (индукционный). Нагрев жидкости происходит за счет электромагнитной индукции, благодаря переменному магнитному полю образовывается магнитный ток.

   Для преобразования токов обычный ток из электрической магистрали (или аккумулятора), благодаря инвертору преобразовывается в переменный ток.

2. ТЭНовый. Нагрев теплоносителя осуществляется электрическим ТЭНом (трубчатый электроводонагреватель). Расход электричества не имеет зависимости от температуры жидкости.

   По истечению времени КПД данного устройства снижается на 10-15 %. Данное устройство не является долговечным, это обусловлено прежде всего низким качеством воды.

3. Ионный (электродный). Нагрев воды происходит за счет выделяемого тепла, когда протекает ток от электрода к электроду, другими словами, подогрев жидкости происходит благодаря омическому нагреву.

   В данном устройстве, когда происходит нагрев жидкости, снижается его сопротивление, однако, возрастает электропроводность. Это устройство увеличивает мощность постепенно, расход электричества зависит от заданной температуры и от объема теплоносителя в отопительном контуре.

Для решения проблемы тепла в доме необходимо учесть следующие факторы:

• Стоимость самого отопительного котла, и затраты связанные с его установкой.
• Его габариты.
• Коэффициент полезного действия.
• Дополнительные функции, помогающие экономить ресурсы.

Рассчитываем расход электрического котла

Одним из решающих вопросов в выборе данного устройства, это во сколько обойдется отопление дома электрическим котлом. Ведь можно сэкономить на стоимости самого аппарата, а затем оплачивать огромные счета. Дабы этого не произошло, рассмотрим следующую таблицу.

Разница потребления Ионного и ТЭНового котлов.

Пример приведем для инверторного котла и индукционного, площадь помещения для отопления —  дом на 240 м2, со стандартной высотой потолка 3 м, где стоят хорошие пластиковые окна, двери с хорошей теплоизоляцией, сам дом утеплен.

А далее, приведем более конкретный пример с цифрами, как посчитать расход электрического котла при условии, что у вас вся система подключена, батареи установлены, в общем, все готово к эксплуатации. И попробуем разобраться выгоден ли ТЭНовый электрический котел, либо индукционный.

• Самая низкая температура на улице -34 С.
• Усредненная температура в период отопления 5,6 С.
• Заданная температура в помещении 25 С.
• Продолжительность периода отопления 222 дня порядка 7 месяцев, данные из СНиПа.
• Тариф электроэнергии 2,70 рублей за кВт
• Потребляемая мощность ТЭНового 24 кВт.
  Тэновый котел
• Потребляемая мощность индукционного 20 кВт.

Продолжительность работы 10 часов, за день нагрел до заданной температуры и отключился. Для начала будем рассчитывать инвертный, также учтем и тот факт, что со временем его КПД значительно снижается.

Первый год отопления будет наиболее эффективный и наименее затратный.  24 (мощность)*10 (время работы)*30 ( дней в месяц)*7,2 (стоимость электроэнергии) = 19 450 рублей в месяц или 136 тыс. рублей за 222 дня.

На 2-ой год увеличится расход энергии в среднем на 15%, продолжительность нагрева возрастет на полтора часа и, исходя из этих данных, получается сумма за месяц 22 400 рублей, а за сезон отопления 156 500 рублей придется платить за электричество.

Далее рассмотрим пример в цифрах с индукционным двухконтурным котлом. Все данные такие же как и в первом случае. 20 (мощность)*240 (площадь помещения)*30 (календарный месяц)*2,7 (тариф)*10 (продолжительность работы)=16200 руб. в месяц, а за весь сезон 113402 рубля.

Несомненным преимуществом является тот факт, что сумма будет неизменна и в последующие годы при условии , что не изменится установленный тариф, и расход электроэнергии остается постоянным, в отличии от первого примера. Коэффициент полезного действия по истечению срока службы не уменьшается, поскольку нет образования накипи.

Если вы до этого были в сомнениях, то из расчетов становится очевидным,что этот котел является более выгодным.

Ну, и для сравнения приведем пример, сколько потребляет электричества газовый котел. Для работы насоса ему необходимо 60Вт, при розжиге потребляется порядка 120 Вт, при наличии закрытой камеры сгорания для работы вентилятора еще плюс 30 Вт. Итого, сложив все потребности конкретного агрегата, у вас получится общая сумма потребления энергии газовым оборудованиям.

Расчет других показателей при выборе котла

Основным элементом индивидуального отопления является котел, а какой он должен быть у вас, газовый или эл. котел, зависит от ряда факторов. Таких, как отдаленность от источника энергии (будь то газ, либо электричество), время проживания по временам года (дача, жилой дом). Немаловажным является и цена, которую вы готовы заплатить за сам аппарат и его монтаж.

Но самым значимым при выборе всегда остается теплотехнический расчет, потому что опираясь на него владельцы дома отдают предпочтение тому или иному устройству с требуемой мощностью. Электрический котел однофазный электродный устанавливают, как правило, собственники домов с площадью не более 300 м2.

Примерная схема отопления дома электричеством

Достаточно иметь доступ к розетке в 220 В и небольшое по размеру место для монтажа, он может служить как основной источник получения тепла, так и работать в межотопительный период для подогрева. Но для начала не лишним будет более детально углубиться в строение аппарата, это поможет вернее рассчитать нужную модель.

Также обратите внимание на следующие показатели:

• Назначение котла, отопление или еще и горячая вода для бытовых нужд.
• Объем накопительного бака.
• Объем теплоносителя для отопительного контура.
• Площадь отапливаемого помещения.
• На какую величину тока рассчитана сеть.
• Мощность устройства.

 Эффективные способы экономии электроэнергии

Самым эффективным способом экономии денежных средств — это установление многотарифного счетчика, однако, необходимо иметь в виду, что данный метод несет в себе уже немалые расходы на его приобретение и установку.

Многотарифный счетчик (справа)

Также с этой задачей очень хорошо справляются ограничители мощности. Ведь в течении суток мы нагружаем сеть скачками. Наиболее логичным будет обогревать дом в ночное время с 22:00 до 6 часов. Для эффективной работы отопления, используйте циркуляционный насос, он устанавливается в обратной сети.

Источник: https://boilervdom.ru/kotly/vybor/kak-poschitat-rasxod-elektricheskogo-kotla-otopleniya-invertornogo-indukcionnogo-elektrodnogo.html