Как рассчитать расход электроэнергии на отопление: Сколько потребляет электрический котел? | Статьи

Содержание

Расход электроэнергии на отопление дома 100м2 электричеством

Современный рынок изобилует разнообразием электрических отопительных систем, а многие из них, по утверждению производителей, относятся к энергосберегающим технологиям. Конечно, не стоит верить, когда в характеристиках того или иного отопительного прибора указанно 100% КПД, однако 90-98% вполне реально. При этом сколько стоит отопить дом электричеством будет зависеть не только от вида отопительной системы, а в большей мере от теплосберегающих характеристик дома.

Для того чтобы рассчитать расход электроэнергии на отопление среднестатистического дома 100 м² предлагается рассмотреть несколько вариантов отопительных систем при разной степени теплоизоляции.

Содержание

  • 1 Напольное отопление
    • 1.1 Нагревательный кабель в стяжку
    • 1.2 Инфракрасная пленка
  • 2 Электрический котел
  • 3 Настенные электрические отопительные приборы

Напольное отопление

Системы электрического теплого пола стали особо популярными не только из-за своей экономичности, но и за счет особого комфорта. Главным преимуществом такого отопления является то, что источником тепла становится сам пол. Тепло распространяется равномерно, не создавая разнотемпературных зон. Таким образом, электроэнергия не тратится зря на обогрев бесполезного подпотолочного пространства, а прогревает все помещение одинаково.

Если вам нужен монтаж систем отопления жилых и нежилых помещений, то на этом сайте можно узнать о лучших технологических решениях.

Нагревательный кабель в стяжку

Как правило, для напольного обогрева применяются кабели мощностью 18 Вт на 1 м п., которые укладываются в петлеобразной форме на черновой пол и заливаются стяжкой. В результате на 1 м² приходится 150 Вт. Учитывая правило укладки кабеля с отступом от стен и избегая мест низкостоящей мебели, в среднем площадь тепловой панели займет 70%. В результате, чтобы отопить дом 100 м2 электричеством, понадобится уложить кабель на площади 70 м² общей мощностью 10,5 кВт.

При этом все кабельные системы обогрева имеют автоматическую регулировку. Нагревая воздух до заданной температуры устройства отключают систему пока воздух не остынет на установленный температурный гистерезис, а потом снова включают. Исходя из этого, потребление электроэнергии не происходит постоянно и в среднем продолжается от ¼ до 1/3 от общего времени включения. Чем меньше теплопотери через стены, пол, потолок, окна и двери, тем дольше будут промежутки остывания, а система экономичней. В среднем для обогрева 100 квадратов за сутки будет потребляться 63-84 кВт.

Важно! Весомое значение на потребление электроэнергии оказывает температура на улице, а данные подсчеты усреднены относительно климатических условий средней полосы России.

При кабельном обогреве стоит отметить еще одну особенность – это эффект инерционности или аккумуляции тепла слоя стяжки. Чем толще стяжка, тем дольше она остывает. Это полезно, когда учет электроэнергии многотарифный и ночью электроэнергия стоит дешевле. В этом случае ночью можно увеличивать мощность отопления, а днем уменьшать до минимума и отапливать накопленным в стяжке теплом.

Немаловажное значение в подсчете стоимости отопления дома 100 м² электричеством играет и сам терморегулятор. Простые модели лишь поддерживают температуру в помещении постоянной, а более функциональные позволяют выбирать до 5 режимов в сутки на каждый день недели. Таким образом, отопление можно оптимизировать по своему личному графику и дополнительно сэкономить до 30% электроэнергии.

Инфракрасная пленка

Альтернативным решением стала ИК-пленка, которую применяют, когда стяжка уже залита и поднимать уровень пола нет возможности. При этом пленка подходит только для сухих помещений и применяется только в комнатах. В среднем для дома 100 м², исключая ванную, туалет, кухню и прихожую, займет площадь 50-55 м². По общей мощности это будет равняться приблизительно 116 кВт. На первый взгляд пленочные полы менее экономичны по сравнению с кабельными, но помещение прогревается намного быстрей. В результате стоимость отопления лишь незначительно выше чем кабельный обогрев.

Электрический котел

Современные электрокотлы обладают КПД 95% и рассчитываются 1 кВт на 10 м². При подсчете на 100 квадратов получается 100 кВт, то есть почти такое же как при кабельном обогреве – до 80 кВт за сутки. При этом большое значение имеет правильный расчет радиаторов и если они не соответствуют отапливаемой площади, то КПД всей системы будет снижено.

Следует отметить возможность применения электрического котла в связке с водяными теплыми полами, что заметно повышает экономичность отопительной системы. Кроме того, водяной пол также обладает инерционностью и при многотарифном учете можно достичь еще большей экономии.

Важно! При равенстве стоимости отопления кабельным и водяным полом, стоимость кабеля и его укладка значительно ниже чем покупка и установка котла с водяным полом.

Настенные электрические отопительные приборы

Этот вид отопления наиболее привычный, простой и дешёвый в установке. При этом выбор оборудования становится определяющим в экономичности отопления. Наименее выгодные считаются электрические радиаторы и конвекторы, а наиболее экономичными стали гибридные обогреватели, совместившие в себе ИК-панель и конвектор.

В списке приведены 4 вида обогревателей и среднее суточное потребление для дома 100 м².

  • Конвекторы – 120 кВт.
  • ИК-панели – 72 кВт.
  • Теплый плинтус – 60 кВт.
  • Гибридные обогреватели – 48 кВт.

При недостаточной теплоизоляции дома потребление может возрасти почти в 2 раза. Кроме того, такие приборы обычно имеют встроенный терморегулятор с датчиком поверхности самого отопительного прибора, что не дает возможности точной регулировки. Пользователь лишь может уменьшить или увеличить нагрев. Если же подключить настенные обогреватели через отдельный терморегулятор с датчиком температуры воздуха, то можно достичь большей экономии, так как не будет потерь на случайных перегревах воздуха в помещениях.

В результате суточный расход электроэнергии на отопление дома 100 м² может колебаться от 48 до 120 кВт. Для того чтобы сэкономить, главное хорошо утеплить дом и правильно выбрать отопительное оборудование.

Читайте также:

  • Электрическое отопление загородного дома: варианты и цены
  • Замена проводки в панельном доме: как проложена и как поменять
  • Какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома

Расчет отопления электрическим котлом в частном доме

Система отопления на базе электрического котла – самая безопасная и надёжная. Но чтобы она была ещё и эффективной, нужно правильно вычислить мощность оборудования. Учитывают все: площадь обогреваемых помещений, характеристики стен, пола и потолка, климатические условия, необходимый температурный режим.

Содержание:

  • Параметры расчёта мощности
  • Особенности проведения расчётов
  • Методы вычисления мощности
  • Расчёт мощности котла отопления по площади
  • Расчёт котла по объёму
  • Расчёт мощности для ГВС

Параметры расчёта мощности

Главным элементом системы выступает электрокотёл. Если подобрать слишком слабый – обогрев будет недостаточным, расход электроэнергии – большим. Если взять агрегат со слишком большим запасом, стоимость готовой системы будет неоправданно высока.

Поэтому расчёт отопления в частном доме с электрическим котлом нужно делать максимально тщательно. Учитывается следующее.

  • Площадь обогреваемых помещений – основной фактор. Нередко показатели системы рассчитывают только по площади дома, что не всегда оправдано.
  • Теплопроводность стены, пола, перекрытия, потолка и фундамента. При плохой теплоизоляции система работает с перегрузкой.
  • Энергосбережение окон – тип стекла и рамы, общая площадь проёмов.
  • Коэффициент удельной мощности – то есть величина отклонений в работе самого котла в разных регионах. Так, поправочный коэффициент в южных районах составляет 0,7, в северных – 2.

Учитывается и тип устройства. Одноконтурный прибор обеспечивает только отопление. Двухконтурная модель снабжает частный дом тёплой водой. В этом случае расчёт нагрузки электрического отопления включает и запас мощности, потребный для нагрева.

Особенности проведения расчётов

Электроснабжение – достаточно дорогой источник энергии. При выборе такой системы отопления, помимо технических характеристик, необходимо учесть и затраты.

  • Вид котла – установка резко повышает уровень нагрузки на электросеть. Если проводка выдерживает её, монтируют однофазный электрокотёл. Он работает от 220 В, развивает мощность до 12 кВт. Ставят его без разрешительных документов.
  • Трёхфазный вариант потребуется для обогрева дома площадью более 100 кв. м. Работает он от сети в 380 В, а, значит, для такой системы в здании нужно завести новую проводку. Для монтажа котла необходимо разрешение, как и для газового. Всё это увеличивает расходы.
  • Сечение кабеля – при недостаточной величине проводка не «потянет» нагрузку и электричество будет постоянно выбивать.
  • Тарифы на электричество – электрокотёл ставить выгодней, если в регионе действуют суточные тарифы – по часам.

В среднем период отопительного сезона длится 6–7 месяцев. Расчёт электрического отопления включает и оценку стоимости.

Методы вычисления мощности

Отопительная система должна обеспечить поддержку постоянной температуры воздуха во всех обогреваемых помещениях зимой. Изменение температуры на улице, смена ветра не должна влиять на работу системы.

Однако для вычисления редко используют точные расчёты с учётом теплопотерь каждой стены или окна. Методика приблизительного определения тоже даёт неплохие результаты. Используют 2 основных способа:

  1. расчёт мощности электрического котла отопления по площади – вычисляют квадратуру или всего здания, или только комнат, включённых в контур отопления;
  2. вычисления по объёму – даёт лучший результат, если в доме слишком высокие потолки, сложная конфигурация помещений.

Если котёл снабжает дом горячей водой, проводят отдельный расчёт по отопительному контуру и по потребностям горячего водоснабжения.

Расчёт мощности котла отопления по площади

Это базовая методика. Рассчитана на высоту перекрытий не более 2,5–2,6 м. Вычисления производят исходя из того, что для прогрева 10 кв. м. требуется 1 кВт мощности.

Пример: если суммарная площадь 3 комнат составляет 42 кв. м, эта цифру делят на 10 и получают мощность котла, равную 4,2 кВт. Установку подбирают с запасом мощности в 10%, так что лучше купить агрегат на 4,6 киловатт.

Методику можно усовершенствовать, вводя поправочные коэффициенты. Так, если высота потолочной поверхности достигает 2,7 м, то классический способ не даст хорошего результата. В вычисления вводят коэффициент потери тепла, который равен делению фактической высоты на 2,7.

Учитывают погодные условия. В южном районе, где теплопотери здания невелики, конечную мощность котла умножают на 0,7, тем самым уменьшая показатель. В среднем регионе коэффициент используется другой. Его находят в справочной таблице или рассчитывают.

Есть ряд исключений, при которых способ расчёта по площади не работает:

  • если в доме установлены деревянные или пластиковые окна с дублирующим стеклопакетом;
  • если есть дополнительное утепление толщиной от 150 мм при кладке стены в 2 кирпича;
  • если крыша здания не теплоизолированная, но есть неотапливаемый чердак;
  • если высота комнат превышает 2,7 м.

Применяют и другую методику: рассчитывают мощность агрегата по формуле – S*K*100, где S – площадь, а K – коэффициент теплопотерь. Базовым значением выступает показатель в 0,7. При уменьшении среднегодовой температуры на 5 градусов коэффициент возрастает на 0,2.

Расчёт котла по объёму

Электрическое отопление в частном доме расчёт допускает и по объёму жилых комнат. Метод предполагает учёт тепловых потерь всех поверхностей. Коэффициент составляет:

  • 0,6–0,9 – для теплоизолированных построек из кирпича с утеплённой крышей и пластиковыми двойными окнами;
  • 1–1,9 – для построек с двойной кирпичной стеной и обычной кровлей;
  • 2–2,9 – для домов с плохой теплоизоляцией, тонкой стеной в 1 кирпич;
  • 3-4 – для построек из дерева или для металлической гофры с утеплением.

Расчёт ведут по формуле – V*K*T/860, где V – суммарный объём помещений, K – поправочный коэффициент, который учитывает разницу между температурой в доме и на улице. Рассчитанная мощность котла нередко оказывается избыточной, но в северных широтах она себя полностью оправдывает.

Для расчётов отопления в панельном или кирпичном здании можно воспользоваться нормами СНиП.

Площадь здания, кв. м.Мощность котла, кВт
60-200до 25
200-30025-35
300-60035-60
600-120060-100

В угловых помещениях учитывают число стен, соприкасающихся с внешним воздухом. Если на улицу выходит 1 стена, то вводят коэффициент 1,1, если 2, то 1,2.

Расчёт мощности для ГВС

Если электрокотёл будет снабжать дом горячей водой, ему потребуется дополнительная мощность. При расчётах учитывают:

  1. объём и температуру воды, требующейся для пользователей и оборудования;
  2. объём горячей воды с температурой в +90 С, так как на практике воду нужной температуры получают, нагревая жидкость до максимума и разбавляя холодной водой – его рассчитывают на основании первого параметра.

Пример: для жизнедеятельности требуется 100 л тёплой воды, нагретой до +40 С. В трубы для холодной воды подаётся жидкость в +10 С. Для обогрева решено купить котёл, способный нагревать воду до +95 С.

Формула расчёта Vг*(Tг-Tх)/(Tк-Tх), где Vг – необходимый объём, а Т – температура горячей, холодной воды и температуры жидкости из котла. Подставив значения, получают:

100(40-10)/ (95-10) =35,3. То есть для подачи горячей воды необходимо нагреть 35,3 л жидкости до +95 градусов. Чтобы перевести результат в мощность котла, нужно учесть вес теплоносителя, разницу температурных показателей и удельную теплоёмкость – 4,218 кДж на каждый кг воды.

Показатель мощности для ГВС находят по таблицам. Величину округляют в сторону увеличения. Затем добавляют к мощности для отопления и получают требуемое.

Можно уменьшить мощность котла, если улучшить теплоизоляцию. Особенно сильно влияют на теплопотери фундамент и крыша. Их нужно утеплить в первую очередь.

Возможно вас также заинтересует:

Как рассчитать эффективность отопления и затраты на топливо

В этой статье основное внимание уделяется расчету эффективности неэлектрических систем отопления дома. Нефтяные, газовые и газовые системы имеют свои собственные правила и жаргон. Прочтите нашу другую статью, чтобы узнать больше об энергоэффективности и о том, как ее рассчитать.

Что такое Therms и CCF?

Начнем со счета за коммунальные услуги. Вы можете смотреть на это и задаваться вопросом: «Что такое Therm?» или «Что такое CCF?»

CCF расшифровывается как Centum Cubic Feet и является единицей объема. Он равен ста кубическим футам и может также обозначаться аббревиатурой HCF. Он также равен 748 галлонам.

Термы — это устройство, используемое для использования энергии природного газа с течением времени. Он равен 100 000 БТЕ.

Что такое годовая эффективность использования топлива (AFUE)?

Ваш котел может иметь рейтинг эффективности AFUE, что означает годовую эффективность использования топлива. Как и другие рейтинги эффективности, которые мы рассматривали до сих пор, этот не сильно отличается. У вас есть тепловая мощность в БТЕ в числителе и потребляемая энергия в БТЕ в знаменателе. Аббревиатура используется для пояснения того, что речь идет о нагреве, а не о охлаждении, а источником топлива является нечто иное, чем электричество.

AFUE = Годовая тепловая мощность (БТЕ) ​​/ Годовая потребляемая энергия (БТЕ) ​​

Что такое сезонный коэффициент эффективности отопления (HSPF)?

HSPF используется для тепловых насосов специально во время отопительного сезона. Тепловые насосы — это устройства, которые могут нагревать или охлаждать помещение. В нем используется хладагент, и в зависимости от того, в каком направлении он перекачивается, он может нагревать или охлаждать. Существует отдельная аббревиатура для обогрева тепловым насосом, потому что он использует электричество вместо топлива для работы.

HSPF = Тепловая мощность (БТЕ) ​​/ Потребляемая электрическая энергия (Втч)

Электрический нагревательный элемент

Самый простой вариант мы оставили напоследок. Другой тип отопления, который у вас может быть, — это электрический обогреватель. Как следует из названия, он работает от электричества, используя проводящий элемент, который нагревается, например провод или катушку. Электрический спиральный нагреватель преобразует 100% электричества в тепло, да, это означает, что он на 100% эффективен! Однако пока не бегите в магазин за электронагревателем. Как правило, они дороже для больших площадей. Тепло более концентрировано, и агрегату требуется больше энергии, чем тепловому насосу или газовой печи.

Для электрических нагревателей не существует уравнения, потому что оно 100%!

Как сравнить системы, использующие разные виды топлива?

Необходимо учитывать эффективность самого топлива. Это также известно как эффективность сгорания. Во время сгорания существует процент того, сколько топлива преобразуется в полезную энергию, сколько теряется тепла и сколько побочных продуктов (также известных как выбросы).

Каждый вид топлива имеет разную эффективность. Вот самые распространенные конверсии:

  • 1 галлон готового автомобильного бензина (содержащего около 10% топливного этанола по объему) = 120 238 БТЕ
  • 1 галлон мазута (с содержанием серы от 15 до 500 частей на миллион) = 138 500 БТЕ
  • 1 кубический фут природного газа = 1039 БТЕ
  • 1 галлон пропана = 91 452 БТЕ
  • 1 короткая тонна (2000 фунтов) угля (потребляемого электроэнергетическим сектором) = 18 934 000 БТЕ

Вы также можете найти калькулятор преобразования топлива в энергию на сайте EIA. gov.

Если вы сравниваете два разных типа систем, использующих разное топливо, вам необходимо найти следующие значения:

  • Стоимость топлива
  • Коэффициент преобразования топлива
  • Эффективность системы

Приведем пример.

У вас есть котел, который может работать на природном газе или жидком топливе. При использовании природного газа по цене 0,62 доллара за терм котел имеет КПД 73%. При использовании масла по цене 2,30 доллара за галлон эффективность котла составляет 77%.

Какое топливо имеет самые низкие эксплуатационные расходы?

Стоимость энергии = стоимость топлива x коэффициент преобразования топлива / эффективность : (2,30 долл. США/галлон) (1 галлон/138 500 БТЕ) (1 000 000 БТЕ/1 млн БТЕ) (1/0,77) = 21,65 долл. США / млн БТЕ

против газа. Стоимость газа на уровне 8,49 долл. США/млн БТЕ меньше, чем стоимость нефти на уровне 21,65 долл. США/млн БТЕ, и поэтому эксплуатационные расходы ниже.

Gut Check

Насколько ваши счета соотносятся со средними показателями? Что много, а что мало?

Ваши счета за отопление в зимние месяцы сильно различаются. Даже средние значения того, сколько энергии используется для обогрева дома, меняются от штата к штату, типа топлива, эффективности системы, типа системы и ряда других факторов. Если у вас есть система природного газа, она также используется для нагрева воды в вашем доме. Анализ вашего энергопотребления может сбивать с толку и утомлять.

Однако мы не хотим оставлять вас ломать голову. Самый простой способ — привести другой пример для сравнения. Ниже мы использовали пространство площадью 1000 квадратных футов. Имейте в виду, что чем больше площадь у вас есть для обогрева, тем больше энергии потребуется. Если температура наружного воздуха ниже, требуется больше энергии. Если в вашем доме сквозняк, возможно, вы теряете энергию наружу и используете больше энергии.

Контрольный пример:

Вы хотите отапливать помещение площадью 1000 квадратных футов. Наружная температура составляет 30 ° F, а желаемая внутренняя температура составляет 68 ° F. Отопление потребуется в течение 10 часов в ночное время. Ниже приведены ежемесячные расходы на систему отопления на природном газе и систему отопления с электрическим змеевиком. Система природного газа имеет КПД 83% и стоимость 0,9 доллара США.5/терм. Электрическая система имеет КПД 1 и стоимость 0,18 долл./кВтч.

  • Площадь дома 1000 квадратных футов
  • Наружная температура: 30°F
  • Желаемая внутренняя температура: 68°F
  • Требуется отопление в течение 10 часов в день

Система природного газа:

  • Эффективность системы отопления: 83%
  • Стоимость природного газа: 0,95 долл. США/терм
  • Потребление тепла за ночь: 0,61 Терм/ночь
  • Потребление тепла в месяц: 18,3 Терм/месяц
  • Стоимость отопления в месяц: 17,35 долл. США в месяц

Система нагрева с электрическим змеевиком:

  • Эффективность системы отопления: 1
  • Стоимость природного газа: 0,18 долл. США/кВтч
  • Потребление тепла за ночь: 14,8 кВтч/ночь
  • Потребление тепла в месяц: 444 кВтч/месяц
  • Стоимость отопления в месяц: 79,96 долларов США в месяц

 

Последние сообщения

Электричество в тот же день – Как включить свет как можно скорее

Вам нужно включить свет сегодня? Вот как получить электроэнергию в тот же день.

Май 2023

5

Когда лучше стирать?

Узнайте, как сэкономить энергию и повысить эффективность стирки.

Апрель 2023

5 минут

Как летнее время экономит энергию?

Узнайте, как переход на летнее время влияет на потребление энергии во всем мире.

Март 2023

3

Просмотреть все сообщения >

Учебное пособие по расчету энергопотребления | Аналоговые устройства