כמה חשמל צורך דוד חשמל: איך לחשב לפני הרכישה
השימוש בחשמל כמקור אנרגיה לחימום בית כפרי הוא אטרקטיבי מסיבות רבות: זמינות קלה, שכיחות וידידותיות לסביבה.יחד עם זאת, המכשול העיקרי לשימוש בדודי חשמל נותר תעריפים גבוהים למדי.
חשבתם גם על כדאיות התקנת דוד חשמל? בואו נבין ביחד כמה חשמל צורך דוד חשמלי. לשם כך נשתמש בכללי החישוב ובנוסחאות שנדונו במאמר שלנו.
חישובים יעזרו לך להבין בפירוט כמה קילוואט חשמל תצטרך לשלם מדי חודש אם אתה משתמש בדוד חשמלי לחימום בית או דירה. הנתונים המתקבלים יאפשרו לכם לקבל החלטה סופית לגבי רכישת/אי רכישת הדוד.
שיטות לחישוב הספק של דוד חשמלי
קיימות שתי שיטות עיקריות לחישוב ההספק הנדרש של דוד חשמלי. הראשון מבוסס על השטח המחומם, השני על חישוב אובדן החום דרך מעטפת הבניין.
החישוב לפי האפשרות הראשונה הוא גס מאוד, מבוסס על אינדיקטור יחיד - הספק ספציפי. כוח ספציפי ניתן בספרי עיון ותלוי באזור.
החישוב עבור האפשרות השנייה הוא מסובך יותר, אבל לוקח בחשבון אינדיקטורים בודדים רבים של בניין מסוים. חישוב הנדסי תרמי מלא של בניין הוא משימה מורכבת וקפדנית למדי. לאחר מכן, ייבחן חישוב מפושט, אשר בכל זאת יש לו את הדיוק הדרוש.
ללא קשר לשיטת החישוב, הכמות והאיכות של הנתונים הראשוניים שנאספו משפיעים ישירות על ההערכה הנכונה של ההספק הנדרש של הדוד החשמלי.
עם כוח מופחת, הציוד יפעל כל הזמן בעומס מרבי, לא מספק את נוחות המגורים הדרושה. עם כוח מוערך יתר על המידה, יש צריכה גדולה באופן בלתי סביר של חשמל ועלות גבוהה של ציוד חימום.
הנוהל לחישוב הספק של דוד חשמלי
לאחר מכן, נשקול בפירוט כיצד לחשב את כוח הדוד הנדרש כך שהציוד ימלא במלואו את משימתו של חימום הבית.
שלב מס' 1 - איסוף נתונים ראשוניים לחישוב
כדי לבצע חישובים, תזדקק למידע הבא על הבניין:
- ס - שטח החדר המחומם.
- Wלהיות ב - כוח ספציפי.
מחוון ההספק הספציפי מראה כמה אנרגיה תרמית דרושה לכל 1 מטר2 בשעה 1
תלוי בתנאים הטבעיים המקומיים, ניתן לקחת את הערכים הבאים:
- עבור החלק המרכזי של רוסיה: 120 - 150 W/m2;
- לאזורי הדרום: 70-90 W/m2;
- לאזורי הצפון: 150-200 W/m2.
Wלהיות ב - ערך תיאורטי, המשמש בעיקר לחישובים גסים מאוד, מכיוון שאינו משקף את אובדן החום האמיתי של הבניין. לא לוקח בחשבון את שטח הזיגוג, מספר הדלתות, חומר הקירות החיצוניים או גובה התקרות.
חישובים תרמיים מדויקים נעשים באמצעות תוכניות מיוחדות, תוך התחשבות בגורמים רבים. לענייננו, אין צורך בחישוב כזה; בהחלט ניתן להסתדר עם חישוב אובדן החום של מבנים סגורים חיצוניים.
כמויות שיש להשתמש בהן בחישובים:
ר - התנגדות להעברת חום או מקדם התנגדות תרמית. זהו היחס בין הפרש הטמפרטורה בקצוות המבנה התוחם לבין זרימת החום העוברת דרך מבנה זה. בעל מימד m2×⁰С/W.
זה למעשה פשוט – R מבטא את יכולתו של חומר לשמור על חום.
ש – ערך המציין את כמות זרימת החום העוברת דרך 1 מ'2 משטחים עם הפרש טמפרטורה של 1⁰C למשך שעה. כלומר, זה מראה כמה אנרגיה תרמית מאבד 1 מ'2 מעטפת בניין לשעה בהפרש טמפרטורה של מעלה אחת. בעל מימד W/m2×ח.
לחישובים שניתנו כאן, אין הבדל בין קלווין למעלות צלזיוס, שכן לא הטמפרטורה המוחלטת היא שחשובה, אלא רק ההבדל.
שבדרך כלל – כמות זרימת החום העוברת בשטח S של המבנה התוחם לשעה. בעל הממד W/h.
פ – כוח דוד חימום.זה מחושב כהספק המרבי הנדרש של ציוד החימום בהפרש המקסימלי בטמפרטורה של האוויר החיצוני והפנימי. במילים אחרות, כוח דוד מספיק כדי לחמם את הבניין בעונה הקרה ביותר. בעל הממד W/h.
יְעִילוּת - מקדם יעילות של דוד חימום, כמות חסרת מימד המראה את היחס בין האנרגיה המתקבלת לאנרגיה שהוצאה. בתיעוד ציוד זה ניתן בדרך כלל באחוזים של 100, למשל 99%. בחישובים משתמשים בערך מ-1, כלומר. 0.99.
∆T - מציג את הפרש הטמפרטורה בשני הצדדים של המבנה התוחם. כדי להבהיר יותר כיצד מחושב ההפרש בצורה נכונה, עיין בדוגמה. אם בחוץ: -30 °C, ובפנים +22 מעלות צלזיוס, אז ∆T = 22 - (-30) = 52 מעלות צלזיוס
או אותו דבר, אבל בקלווין: ∆T = 293 – 243 = 52K
כלומר, ההבדל תמיד יהיה זהה עבור מעלות וקלווין, כך שניתן להשתמש בנתוני התייחסות בקלווין לחישובים ללא תיקונים.
ד – עובי המבנה התוחם במטרים.
ק - מקדם מוליכות תרמית של חומר מעטפת הבניין, שנלקח מספרי עיון או SNiP II-3-79 "הנדסת חום בבניין" (SNiP - חוקי בנייה ותקנות). בעל הממד W/m×K או W/m×⁰С.
רשימת הנוסחאות הבאה מציגה את הקשר בין כמויות:
- R=d/k
- R= ∆T / Q
- Q = ∆T/R
- שבדרך כלל = Q × S
- P = Qבדרך כלל / יעילות
עבור מבנים רב שכבתיים, התנגדות העברת החום R מחושבת עבור כל מבנה בנפרד ולאחר מכן מסוכמת.
לפעמים החישוב של מבנים רב שכבתיים יכול להיות מסורבל מדי, למשל, בעת חישוב אובדן החום של חלון בעל זיגוג כפול.
מה צריך לקחת בחשבון בעת חישוב התנגדות העברת החום עבור חלונות:
- עובי זכוכית;
- מספר הכוסות ופערי האוויר ביניהם;
- סוג הגז בין הכוסות: אינרטי או אוויר;
- נוכחות של ציפוי בידוד תרמי של זכוכית חלון.
עם זאת, אתה יכול למצוא ערכים מוכנים עבור המבנה כולו מהיצרן או בספר העיון; בסוף מאמר זה יש טבלה לחלונות עם זיגוג כפול בעיצוב נפוץ.
שלב מס' 2 - חישוב אובדן חום מקומת המרתף
בנפרד, יש צורך להתעכב על חישוב אובדן חום דרך רצפת הבניין, שכן לאדמה יש התנגדות משמעותית להעברת חום.
בעת חישוב אובדן החום של רצפת המרתף, יש צורך לקחת בחשבון את החדירה לאדמה. אם הבית נמצא בגובה פני הקרקע, מניחים שהעומק הוא 0.
לפי השיטה המקובלת, שטח הרצפה מחולק ל-4 אזורים.
- אזור 1 - נסיגה 2 מ' מהקיר החיצוני למרכז הרצפה לאורך ההיקף. במקרה של העמקת המבנה, הוא נסוג ממפלס הקרקע למפלס הרצפה לאורך קיר אנכי. אם הקיר נקבר 2 מ' באדמה, אז אזור 1 יהיה לגמרי על הקיר.
- אזור 2 – נסוג 2 מ' לאורך ההיקף למרכז מגבול אזור 1.
- אזור 3 – נסוג 2 מ' לאורך ההיקף למרכז מגבול אזור 2.
- אזור 4 – הקומה הנותרת.
בהתבסס על פרקטיקה מבוססת, לכל אזור יש R משלו:
- R1 = 2.1 מ'2×°C/W;
- R2 = 4.3 מ'2×°C/W;
- R3 = 8.6 מ'2×°C/W;
- R4 = 14.2 מ'2×°C/W.
ערכי R הניתנים תקפים עבור רצפות לא מצופות. במקרה של בידוד, כל R גדל ב-R של הבידוד.
בנוסף, עבור רצפות המונחות על קורות, R מוכפל בפקטור של 1.18.
שלב מס' 3 - חישוב אובדן חום התקרה
עכשיו אתה יכול להתחיל לעשות חישובים.
נוסחה שיכולה לשמש להערכת גס את הספק של דוד חשמלי:
W=Wלהיות ב × S
משימה: לחשב את כוח הדוד הנדרש במוסקבה, שטח מחומם 150 מ"ר.
בעת ביצוע חישובים, אנו לוקחים בחשבון שמוסקבה שייכת לאזור המרכז, כלומר. Wלהיות ב ניתן לקחת שווה ל-130 W/m2.
Wלהיות ב = 130 × 150 = 19500W/h או 19.5kW/h
נתון זה כל כך לא מדויק שהוא אינו מצריך לקחת בחשבון את היעילות של ציוד חימום.
עכשיו בואו נקבע את אובדן החום לאחר 15 מטר2 אזור תקרה מבודד בצמר מינרלי. עובי שכבת הבידוד התרמי הוא 150 מ"מ, טמפרטורת האוויר החיצונית היא -30 מעלות צלזיוס, בתוך המבנה +22 מעלות צלזיוס תוך 3 שעות.
פתרון: באמצעות הטבלה אנו מוצאים את מקדם המוליכות התרמית של צמר מינרלי, k=0.036 W/m×מעלות צלזיוס. עובי d יש לקחת במטרים.
הליך החישוב הוא כדלקמן:
- R = 0.15 / 0.036 = 4.167 M2×°C/W
- ∆T= 22 — (-30) = 52°С
- Q= 52 / 4.167 = 12.48 W/m2×h
- שבדרך כלל = 12,48 × 15 = 187 W/h.
חישבנו שאיבוד חום דרך התקרה בדוגמה שלנו יהיה 187 * 3 = 561 W.
לענייננו, ניתן בהחלט לפשט את החישובים על ידי חישוב אובדן החום של מבנים חיצוניים בלבד: קירות ותקרות, מבלי לשים לב למחיצות ודלתות פנימיות.
בנוסף, אתה יכול לעשות בלי לחשב הפסדי חום עבור אוורור וביוב. לא ניקח בחשבון הסתננות ועומס רוח. תלות במיקום המבנה בנקודות הקרדינליות ובכמות קרינת השמש המתקבלת.
משיקולים כלליים ניתן להסיק מסקנה אחת. ככל שנפח הבניין גדול יותר, כך אובדן חום קטן יותר ל-1 מ'2. קל להסביר זאת, מכיוון ששטח הקירות גדל באופן ריבועי, והנפח גדל בקובייה. לכדור יש את איבוד החום הכי פחות.
במבנים סגורים נלקחות בחשבון רק שכבות אוויר סגורות. אם לבית שלך יש חזית מאווררת, שכבת אוויר כזו נחשבת לא סגורה ואינה נלקחת בחשבון. לא נלקחות כל השכבות שמגיעות לפני שכבת האוויר הפתוח: אריחי חזית או קסטות.
נלקחות בחשבון שכבות אוויר סגורות, למשל, בחלונות עם זיגוג כפול.
שלב #4 - חישוב אובדן החום הכולל של הקוטג'
לאחר החלק העיוני, ניתן להתחיל את החלק המעשי.
לדוגמה, בוא נחשב בית:
- מידות קירות חיצוניים: 9x10 מ';
- גובה: 3 מ';
- חלון עם זיגוג כפול 1.5×1.5 מ': 4 יח';
- דלת אלון 2.1×0.9 מ', עובי 50 מ"מ;
- רצפות אורן 28 מ"מ, על גבי קצף שחול בעובי 30 מ"מ, המונחות על קורות;
- תקרת לוח גבס 9 מ"מ, על גבי צמר מינרלי בעובי 150 מ"מ;
- חומר קיר: בנייה מ-2 לבני סיליקט, בידוד בצמר מינרלי 50 מ"מ;
- התקופה הקרה ביותר היא 30 מעלות צלזיוס, הטמפרטורה המשוערת בתוך הבניין היא 20 מעלות צלזיוס.
אנו נערוך חישובים מקדימים של השטחים הנדרשים. בעת חישוב אזורים על הרצפה, אנו מניחים אפס עומק קיר. לוח הרצפה מונח על קורות.
- חלונות - 9 מ'2;
- דלת – 1.9 מ'2;
- קירות, מינוס חלונות ודלתות - 103.1 מ'2;
- תקרה - 90 מ'2;
- שטחי רצפה: S1 = 60 מ'2, S2 = 18 מ'2, S3 = 10 מ'2, S4 = 2 מ'2;
- ΔT = 50 מעלות צלזיוס.
לאחר מכן, באמצעות ספרי עיון או טבלאות שניתנו בסוף פרק זה, אנו בוחרים את הערכים הנדרשים של מקדם המוליכות התרמית עבור כל חומר. אנו ממליצים לך לקרוא עוד על מקדם מוליכות תרמית והערכים שלו עבור חומרי הבניין הפופולריים ביותר.
עבור לוחות אורן, יש לקחת את מקדם המוליכות התרמית לאורך הסיבים.
כל החישוב די פשוט:
שלב 1: חישוב אובדן חום באמצעות מבני קיר נושאות עומס כולל שלושה שלבים.
אנו מחשבים את מקדם איבוד החום של קירות לבנים: Rסיירוס = d / k = 0.51 / 0.7 = 0.73 M2×°C/W.
אותו דבר לגבי בידוד קירות: רut = d / k = 0.05 / 0.043 = 1.16 M2×°C/W.
איבוד חום 1 מ'2 קירות חיצוניים: Q = ΔT/(Rסיירוס + רut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 M2×°C/W.
כתוצאה מכך, אובדן החום הכולל מהקירות יהיה: שרחוב = Q×S = 26.46 × 103.1 = 2728 Wh.
שלב 2: חישוב הפסדי אנרגיה תרמית דרך חלונות: שחלונות = 9 × 50 / 0.32 = 1406 W/h.
שלב 3: חישוב דליפות אנרגיה תרמית דרך דלת עץ אלון: שdv = 1.9 × 50 / 0.23 = 413 W/h.
שלב 4: איבוד חום דרך הקומה העליונה - תקרה: שלְהָזִיעַ = 90 × 50 / (0.06 + 4.17) = 1064 W/h.
שלב מס' 5: חישוב Rut לרצפה גם בכמה שלבים.
ראשית אנו מוצאים את מקדם איבוד החום של הבידוד: Rut= 0,16 + 0,83 = 0,99 M2×°C/W.
לאחר מכן נוסיף את Rut לכל אזור:
- R1 = 3.09 M2×°C/W; R2 = 5.29 M2×°C/W;
- R3 = 9.59 M2×°C/W; R4 = 15.19 M2×°C/W.
שלב מס' 6: מכיוון שהרצפה מונחת על בולי עץ, אנו מכפילים בפקטור של 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.
שלב מס' 7: בוא נחשב Q עבור כל אזור:
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.
שלב מס' 8: עכשיו אתה יכול לחשב Q עבור כל הקומה: Qקוֹמָה = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018 W/h.
שלב מס' 9: כתוצאה מהחישובים שלנו, אנו יכולים לציין את כמות איבוד החום הכולל:
שבדרך כלל = 2728 + 1406 + 413 + 1064 + 1018 = 6629Wh.
החישוב לא כלל הפסדי חום הקשורים לביוב ואוורור. כדי לא לסבך את הדברים מעבר לכל מידה, בואו פשוט נוסיף 5% לדליפות המפורטות.
כמובן שנדרשת מילואים, לפחות 10%.
לפיכך, הנתון הסופי לאובדן החום של הבית שניתן כדוגמה יהיה:
שבדרך כלל = 6629 × 1.15 = 7623 W/h.
שבדרך כלל מציג את איבוד החום המרבי של בית כאשר הפרש הטמפרטורה בין האוויר החיצוני והפנימי הוא 50 מעלות צלזיוס.
אם נחשב לפי הגרסה המפושטת הראשונה באמצעות Wsp אז:
Wלהיות ב = 130 × 90 = 11700 W/h.
ברור שאופציית החישוב השנייה, למרות שהיא הרבה יותר מסובכת, נותנת נתון ריאלי יותר עבור מבנים עם בידוד. האפשרות הראשונה מאפשרת לך לקבל ערך כללי של איבוד חום עבור מבנים עם דרגת בידוד תרמי נמוכה או בלעדיו בכלל.
במקרה הראשון, הדוד יצטרך לחדש לחלוטין את אובדן האנרגיה התרמית המתרחשת דרך פתחים, תקרות וקירות ללא בידוד כל שעה.
במקרה השני, יש צורך לחמם עד שמגיעים לטמפרטורה נוחה רק פעם אחת. אז הדוד יצטרך רק לשחזר אובדן חום, שערכו נמוך משמעותית מהאפשרות הראשונה.
טבלה 1. מוליכות תרמית של חומרי בניין שונים.
טבלה 2. עובי חיבור מלט לסוגי בנייה שונים.
טבלה 3. מוליכות תרמית של סוגים שונים של לוחות צמר מינרלי.
טבלה 4.איבוד חום מחלונות בעיצובים שונים.
7.6 קילוואט לשעה הוא ההספק המרבי הנדרש המוערך המושקע בחימום בניין מבודד היטב. עם זאת, דוודים חשמליים זקוקים גם לטעינה מסוימת כדי להפעיל את עצמם.
כפי ששמתם לב, בית או דירה מבודדים בצורה גרועה ידרשו כמויות גדולות של חשמל לחימום. יתר על כן, זה נכון לכל סוג של דוד. בידוד נכון של רצפות, תקרות וקירות יכול להוזיל עלויות באופן משמעותי.
באתר שלנו יש מאמרים על שיטות בידוד וכללים לבחירת חומרי בידוד תרמי. אנו מזמינים אתכם להכיר אותם:
- בידוד בית פרטי מבחוץ: טכנולוגיות פופולריות + סקירת חומרים
- בידוד רצפות באמצעות קורות: חומרים לבידוד תרמי + תוכניות בידוד
- בידוד גג בעליית גג: הנחיות מפורטות להתקנת בידוד תרמי בעליית הגג של בניין נמוך
- סוגי בידוד לקירות בית מבפנים: חומרים לבידוד ומאפייניהם
- בידוד לתקרה בבית פרטי: סוגי חומרים בשימוש + איך לבחור נכון
- בידוד מרפסת עשה זאת בעצמך: אפשרויות וטכנולוגיות פופולריות לבידוד מרפסת מבפנים
שלב מס' 5 - חישוב עלויות אנרגיה
אם נפשט את המהות הטכנית של דוד חימום, אז נוכל לקרוא לזה ממיר קונבנציונלי של אנרגיה חשמלית לאנלוג התרמי שלו. תוך כדי ביצוע עבודת ההמרה, הוא גם צורך כמות מסוימת של אנרגיה. הָהֵן. הדוד מקבל יחידת חשמל מלאה, ורק 0.98 ממנו מסופקים לחימום.
כדי לקבל נתון מדויק עבור צריכת האנרגיה של דוד החימום החשמלי הנבדק, יש לחלק את ההספק שלו (נומינלי במקרה הראשון ומחושב בשני) בערך היעילות המוצהר על ידי היצרן.
בממוצע, היעילות של ציוד כזה היא 98%. כתוצאה מכך, כמות צריכת האנרגיה תהיה, למשל, עבור אפשרות העיצוב:
7.6 / 0.98 = 7.8 קילוואט לשעה.
כל מה שנותר הוא להכפיל את הערך בתעריף המקומי. לאחר מכן חשבו את העלות הכוללת של חימום חשמלי והתחילו לחפש דרכים להפחית אותן.
לדוגמה, קנה מד דו תעריף, המאפשר לך לשלם חלקית בתעריפי "לילה" נמוכים יותר. למה צריך להחליף את מונה החשמל הישן בדגם חדש? הנוהל והכללים לביצוע החלפה בפירוט נבדק כאן.
דרך נוספת להוזיל עלויות לאחר החלפת המונה היא לכלול מצבר תרמי במעגל החימום כדי לאגור אנרגיה זולה בלילה ולהשתמש בה במהלך היום.
שלב מס' 6 - חישוב עלויות חימום עונתיות
כעת, לאחר ששלטת בשיטת חישוב הפסדי חום עתידיים, תוכל להעריך בקלות את עלויות החימום לאורך כל תקופת החימום.
על פי SNiP 23-01-99 "קלימטולוגיה של בניין" בעמודות 13 ו-14 אנו מוצאים עבור מוסקבה את משך התקופה עם טמפרטורה ממוצעת מתחת ל-10 מעלות צלזיוס.
עבור מוסקבה, תקופה זו נמשכת 231 ימים ויש לה טמפרטורה ממוצעת של -2.2 מעלות צלזיוס. כדי לחשב את Qבדרך כלל עבור ΔT=22.2 מעלות צלזיוס, אין צורך לבצע שוב את כל החישוב.
זה מספיק כדי להוציא Qבדרך כלל ב-1 מעלות צלזיוס:
שבדרך כלל = 7623 / 50 = 152.46 W/h
בהתאם, עבור ΔT= 22.2 מעלות צלזיוס:
שבדרך כלל = 152.46 × 22.2 = 3385Wh
כדי למצוא את החשמל הנצרך, הכפל בתקופת החימום:
Q = 3385 × 231 × 24 × 1.05 = 18766440W = 18766kW
החישוב הנ"ל מעניין גם כי הוא מאפשר לנו לנתח את כל מבנה הבית מנקודת מבט של יעילות הבידוד.
שקלנו גרסה פשוטה של החישובים. אנו ממליצים גם לקרוא את המלא חישוב הנדסי תרמית של הבניין.
מסקנות וסרטון שימושי בנושא
כיצד להימנע מאובדן חום דרך הקרן:
כיצד לחשב אובדן חום באינטרנט:
השימוש בדודי חשמל כציוד החימום העיקרי מוגבל מאוד על ידי היכולות של רשתות החשמל ועלות החשמל.
עם זאת, כתוספת, למשל ל דוד דלק מוצק, יכול להיות מאוד יעיל ושימושי. הם יכולים להפחית משמעותית את הזמן שלוקח לחימום מערכת החימום או לשמש כדוד הראשי בטמפרטורות לא נמוכות במיוחד.
האם אתה משתמש בדוד חשמלי לחימום? ספר לנו באיזו שיטה השתמשת כדי לחשב את ההספק הנדרש לבית שלך. או אולי סתם בא לכם לקנות דוד חשמלי ויש לכם שאלות? שאל אותם בתגובות למאמר - ננסה לעזור לך.
אני לא יודע מה לבחור - דוד חשמל או גז. מסתבר שהגז זול יותר מחשמל, אבל עדיין צריך לשלם הרבה על החיבור, וצריך להתרוצץ ולהביא ניירת.
אם יש מרכז גז שעובר בכפר, אז זה בהחלט גז. הכל ישתלם די מהר. לגבי הרישום, האינטרנט מלא כעת במדריכים שלב אחר שלב, ואם אינכם רוצים להתרוצץ בעצמכם, תוכלו לפנות לחברות מתווך.
מבחינה חשמלית, כמה קילוואט יידרש עבור חשמל. דוד, מבנה 6.5x6x18H, קירות בטון 0.4 מ', גג משופע, מתכת.ממוקם בגובה 1900 מ', טמפ' ממוצעת. 15-20 מעלות, בחורף -20-25