Какой расход электроэнергии у электрического котла по площади дома

Применение электроэнергии в роли первоисточника энергии для теплоснабжения загородного коттеджа интересно по многим моментам: легкодоступность, общая распространенность, экологическая безопасность.

Одновременно с этим, ключевой преградой применения электрокотлов считаются весьма высокие затраты на электрическую энергию.

Тем не менее существуют варианты, чтобы привести высокие затраты к норме, если понимать от каких факторов зависит расход электроэнергии на отопление, уметь рассчитать сколько потребляет электрокотел и знать реальные пути сокращения тепловых потерь.

От чего зависит потребляемая мощность

На размер электромощность котла влияет целый ряд взаимосвязанных величин. Для усредненных расчетов принимают высоту перекрытия в доме до 3-х м, тогда расчет можно свести к простому соотношению: 1 кВт мощности котлоагрегата обеспечит нагрев на 10 м2 площади здания .

Эта формула достаточно точно позволяет определить, сколько электроэнергии потребляет электрокотел, установленный в климатическом районе средней полосы России.

Для более точного расчета необходимо дополнительно учесть поправочные коэффициенты по таким показателям:

• материал и техническое состояние оконных изделий, дверей и покрытия пола;
• материал стеновых конструкций;
• материал и конструкция кровли;
• система утепления здания;
• климатический район.

Если дом продувается со всех сторон, то собственнику и 5 кВт на 10 м2 вероятно будет мало. Энергосбережение объекта отопления непременное условие эксплуатации такого котла и оно напрямую зависит от качественной теплоизоляции конструкции объекта отопления и соблюдения требований строительной технологии при его возведении.

Расчет потребления электроэнергии котлом в сутки и за месяц

Почти все инновационные электрокотлы обладают коэффициентом полезного действия 99% и больше. Это означает, что при нагрузке котел мощностью 10 кВт будет расходовать 10.101 кВт электричества.

Такой мощности достаточно, чтобы нагреть жилой дом площадью — 100 м2. Количество теплоэнергии, расходуемое на обогрев жилого помещения, в значительной мере зависит от температуры окружающего воздуха на улице. Конечно, чем она будет более низкой, тем больше расход энергоносителя.

Расход исходя из м2 площади дома

Для того чтобы узнать сколько потребляет электрический котел отопления в месяц вначале определяют суточный расход электроэнергии.

Максимально возможный расход такого котла в сутки составляет:
24 * 10.101 = 242.42 кВт.

В ценовом выражении, по состоянию на конец 2019 года и тарифе на электроэнергию для Московской области, суточные затраты составят:

242,42 * 5.56 = 1347.87 руб./сутки.

Расход электроэнергии электрокотла для отопления частного дома в месяц составит:

1347.87 * 30 = 40410 руб/мес.

На протяжении отопительного сезона с 15.10 по 31.03, то есть за 136 отопительных дней, собственнику придется оплатить электроэнергию на нагрев дома:

1347,87*136= 183310 руб.

Тем не менее, это максимальный расчет. Фактически, низкие температуры наружного воздуха не бывают каждый день. Приблизительно, при прохождении отопительного сезона электрический котел расходует примерно 40-50% от максимума нагрузки.

Таким образом, реальные затраты для электроотопления 100м2 площади в центральной зоне России за сезон составит:

183310 * 0.5 = 91655 руб.

Способы снизить потребление электрического котла

Рачительный хозяин всегда постарается, чтобы снизить расходы на отопление, при этом, поддерживая в доме комфортную температуру. Конечно, для этого нужно принять различные теплозащитные мероприятия и выполнить наладку котельного оборудования.

Наиболее распространенные методы оптимизации системы электроотопления жилого дома:

1. Самый действенный вариант, который влияет на потребляемость энергии — теплоизоляция стен дома. Слишком много тепловой энергии, расходуется на потери в старых окнах. Высокотехнологичные ПХВ-окна с многослойными воздушными камерами значительно снижают расходную часть производства тепла. Стенки строений, утепляют эффективными теплозащитными стройматериалами, с небольшой теплопроводимостью — пенопластом, минватою и другими. Также необходимо провести теплоизоляцию фундамента и крыши дома.
2. Переход на оплату за электроэнергию по многотарифному учету, довольно рентабельное мероприятие. При этом котлоагрегат действует в ночной период в часы минимального потребления электроэнергии по самому низкому тарифу.
3. Внедрение автоматических приборов управления электрокотлом. Снижение нагрузки на котел в режиме дежурного отопления, когда пользователи отсутствуют дома. Для того, чтобы автоматизировать работу котла, возможно, применить программируемые электронные термостаты либо котлы со встроенным программным обеспечением. Автоматика настраивает котельное оборудование на тепловой режим, потребляющий минимальный расход электроэнергии.
4. Установка циркуляционного насоса для ускорения движения теплоносителя. В результате чего, нагретый теплоноситель работает в низкотемпературном режиме, что будет повышать эффективность котла и продолжительность эксплуатации.
5. Использование системы погодозависимого регулирования. Смысл ее состоит в том, что электросигнал от первичного датчика на перемену теплового режима работы электрического котла поступает на ТЭНы при изменении температуры наружного воздуха. Следовательно, при увеличении наружной температуры окружающего воздуха, котел уменьшает термическую мощность, а, значит, и потребление энергии. В связи, с чем ненужная генерация тепловой энергии отсутствует. Погодозависимое регулирование электрокотлом одновременно с домашними термостатами либо термостатическими клапанами дают возможность добиться ощутимого эффекта по экономной работе оборудования.
6. Использование вентиляции с рекуперацией. Такое устройство возвращает в дом все тепловую энергию, которая ранее терялась вместе с теплым комнатным воздухом в период проветривания. При применении таких комплексов большой мощности, вообще не потребуется отворять окна для вентиляции. При указанном методе очистки воздуха, влажность и чистота окружающего воздуха станет поддерживаться на санитарном уровне.

В завершении нужно отметить, что электроотопление дома все-таки достаточно высокозатратный метод вне зависимости от конкретной технологии и конструкции электрического котла.

Его используют исключительно в тех ситуациях, когда нет возможности подсоединить объект к газовой магистрали. Тем не менее, смонтировав электроотопление грамотно, с соблюдением норм и стандартов, оборудовав котел современными приборами регулирования и защиты, а также выполнив хорошую теплозащиту здания, можно добиться работы системы отопления в эффективном режиме, обеспечив при этом в доме тепло и уют.

Сколько электроэнергии потребляет электрический котел в месяц: способы расчета и экономии

Данные о том, сколько потребляет электрокотел, помогут владельцу частного дома сопоставить затраты на отопление с возможностями семейного бюджета. Они могут оказаться непомерно высокими, и тогда потребуются меры по снижению расхода энергоносителя. Существует несколько способов сделать это.

От чего зависит потребляемая мощность электроэнергии электрокотла

На эту величину влияет несколько факторов:

1. Теплопотери дома.
2. Принцип действия отопителя.
3. Его функциональность.
4. Комплектация системы обогрева.
5. Качество монтажа соединений.

Главным является первый пункт.

Те, в свою очередь, зависят от следующих факторов:

• термического сопротивления ограждающих конструкций;
• их площади, т.е. размеров дома;
• разности температур внутри и снаружи;
• освещенности солнцем;
• продуваемости.

По принципу действия котлы делятся на два типа:

• резистивные — ТЭНовые, электродные, индукционные;
• тепловые насосы.

Первые осуществляют нагрев за счет сопротивления токопроводящего элемента. КПД у этих видов близок к 100%, т.е. они преобразуют электричество в тепло в соотношении 1:1.

Вторая категория работает иначе. Насос использует электроэнергию для «выкачки» тепла из низкопотенциального источника — грунта на глубине в 2 м и более, где температура зимой не опускается ниже +7 ˚С…+10 ˚С. Соотношение здесь намного выгоднее. За каждый кВт тока, который будет расходовать котел, он выдаст в 3-5 раз больше тепла.

В нашей стране такие системы пока применяются редко. Причина кроется в их дороговизне. Больших вложений требует не только покупка котла, но и устройство обширного наружного теплообменника. Тот представляет собой контур из труб, врытый в землю на большом участке либо помещенный в глубокую скважину.

По функциональности котлы делятся на виды:

• предназначенные для генерации тепла только в системе отопления;
• работающие еще и как проточные водонагреватели.

При использовании второго типа счетчик будет наматывать в 1,5 раза больше.

В пункте о комплектации речь идет о других электропотребителях помимо нагревательных элементов. Есть модели, оснащенные циркуляционным насосом и блоком автоматики. В сумме эти устройства потребляют 60-150 Вт. В сравнении с мощностью нагревателей, исчисляющейся киловаттами, такое количество выглядит мизерным, им можно пренебречь.

От качества монтажа зависит сопротивление в местах соединений проводов. Если оно будет невысоким, например, опрессовочная гильза плохо обжата либо применили запрещенную ПУЭ скрутку, контакт будет греться, забирая на себя часть потребляемой мощности. Наличие таких мест выявляют специальной проверкой. Она состоит в замере сопротивления петли «фаза-ноль».

Как правильно рассчитать

Наиболее точный способ — вычислить теплопотери дома при среднезимней температуре на улице и затем умножить эту величину на продолжительность отопительного сезона. При этом каждая ограждающая конструкция (стены, пол, чердачное перекрытие) рассматривается отдельно, учитываются ее площадь и материал. Теплотехнический расчет отличается сложностью. Лучше поручить его опытному инженеру из проектной организации.

Если все-таки есть желание произвести вычисления своими силами, следует изучить методику в СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Температуры и коэффициенты приведены в «Строительной климатологии».

Оценить расход электричества приближенно помогут приведенные ниже упрощенные способы.

По мощности

Метод применяется, если достоверно известно, что котел подобран правильно.

Действуют по следующей схеме:

1. Вычисляют среднюю мощность энергопотребления за сезон. Считается, что она составляет 50% номинальной.
2. Определяют расход электричества за сутки.
3. Умножают результат на количество дней в отопительном периоде.

Для наглядности необходимо рассмотреть метод на примере. Условия следующие:

• в доме установлен теплогенератор на 12 киловатт;
• продолжительность холодного периода составляет 180 дней.

1. Усредненная мощность: 12 × 0,5 = 6 кВт.
2. Суточное потребление энергоресурса: 6 × 24 = 144 кВт*ч.
3. То же за сезон: 144 × 180 = 25 920 (кВт*ч).

При стоимости 3,89 руб./кВт*ч (тариф для домов с электрическими плитами и отоплением в Московской области на 2020 г.) общие затраты составят: 25 920 × 3,89 = 100 821 руб.

По характеристикам жилья

В ряде случаев котел подбирается с большим запасом производительности, например:

• используется двухконтурная модель;
• для региона характерны редкие экстремальные похолодания с резкими падениями температуры;
• ожидается достройка дома и, как следствие, расширение системы отопления.

В таких условиях рассчитать по номинальной мощности количество энергии, расходуемое на обогрев, не представляется возможным. Отталкиваются от теплопотерь в самую холодную пятидневку.

Их определяют по упрощенной формуле: Q = (V * dt * K)/860, где:

• Q — теплопотери, кВт;
• V — суммарный объем отапливаемых помещений, куб. м;
• Dt — разность температур внутри и снаружи, ˚С;
• K — коэффициент, учитывающий конструктивные особенности здания.

Два последних параметра определяют с помощью нормативных документов. Так, для расчета dt нужны внутренняя и минимальная наружная температуры (средняя за самую холодную пятидневку).

Первую диктуют санитарные нормы:

1. Для наименьшей зимней температуры выше -31˚С. В угловой или торцевой комнате — +20 ˚С, в центральной — +18 ˚С.
2. Ниже -31˚С. Соответственно, +22 ˚С и +20 ˚С.

Минимальный показатель термометра в самую холодную пятидневку для региона определяют по таблице в СНиП «Строительная климатология».

• Хабаровск: -29 ˚С;
• Сургут: -43 ˚С;
• Смоленск: -25 ˚С;
• Санкт-Петербург: -24 ˚С;
• Саратов: -25 ˚С;
• Петрозаводск: -28 ˚С;
• Пермь, Орел: -25 ˚С;
• Новосибирск, Омск: -37 ˚С;
• Москва: -25 ˚С;
• Мурманск: -30 ˚С;
• Астрахань: -21 ˚С.

Значение коэффициента К принимают в зависимости от типа строения (в скобках указано число камер в стеклопакете):

• оклеенное минеральной ватой или пенопластом (3): 06-09;
• без утепления, стены по 500 мм (2): 1-1,9;
• толщина ограждающих конструкций — 250 мм (1): 2-2,9.

Величина Q — это утечки в самые сильные холода. Для вычисления энергозатрат потребуется их среднее значение. Его принимают равным:

• в декабре, январе и феврале — 50% от максимального;
• в ноябре и марте — 30%;
• в октябре и апреле — 15%.

Приведем пример расчета.

Имеется здание со следующими параметрами:

• размеры в плане — 6 х 9 м;
• число этажей — 2;
• высота потолка — 2,7 м;
• тип — утепленное, с трехкамерными стеклопакетами;
• местоположение — Подмосковье (температура самой холодной пятидневки -25 ˚С);
• внутренняя t +22 ˚С.

Суммарный объем отапливаемых помещений: V = 2 * 6 * 9 * 2,7 = 291,6 куб. м.

Dt = 22 — (-25) = 47 ˚C.

Значение К — среднее из диапазона: 0,75.

Теплопотери: Q = (291.6 * 47 * 0,75) / 860 = 12 кВт.

1. В декабре, январе и феврале: 12 × 0,5 = 6 кВт. Суммарное энергопотребление за 90 дней: 6 × 24 × 90 = 12 960 кВт*ч.
2. В ноябре и марте: 12 × 0,3 = 3,6 (кВт). Всего 3,6 × 24 × 61 = 5 270 киловатт-часов.
3. В октябре и апреле: 12 × 0,15 = 1,8 кВт. Итого 1,8 × 24 × 61 = 2635 (кВт*ч).

Общее количество за отопительный сезон: 12 960 + 5 270 + 2 635 = 20 865.

Платить придется 20 865 × 3,89 = 81 165 руб.

О том, сколько на практике потребляет электрический котел отопления в месяц, можно судить по сведениям от домовладельцев. Ниже приводится несколько примеров:

1. Строение из керамзитоблока с утеплением (5 см пеноплекса) и облицовкой кирпичом в Сибири. Площадь — 160 кв. м. Средние затраты за январь — 18-20 тыс. руб.
2. Каркасник, 165 кв. м, юг России. В среднем за 30 дней выплачивается 13 тыс. руб.
3. Здание из газобетона, 120 кв. м, хорошо утепленное. Средняя полоса. За ноябрь — апрель платили по 14 тыс. руб.

По приведенным данным можно определить наиболее экономичный тип домов. Это строения, возведенные по каркасной технологии.

Способы экономии электроэнергии

Снизить затраты помогут такие меры:

1. Утепление дома.
2. Уменьшение температуры в нем. Энергозатраты падают по 5% на каждый градус.
3. Применение погодозависимой автоматики.
4. Программирование котла.
5. Эксплуатация прибора только ночью по льготному тарифу.
6. Устройство теплого пола.

Некоторые пункты нужно разъяснить.

Главный элемент погодозависимой автоматики — термодатчик на улице. От него данные о потеплении поступают на контроллер и тот успевает вовремя уменьшить теплопроизводительность котла. В результате предотвращается перегрев помещения, электрическая энергия используется рационально.

Если подключение погодозависимой автоматики не предусмотрено, необходимо установить выносной термостат. Он обеспечивает поддержание заданной пользователем температуры в комнатах.

Простая автоматика учитывает только нагрев теплоносителя. При повышении наружной температуры наблюдается перерасход тока.

Функция программирования позволяет задать режим работы в разное время суток.

• с 9-00 до 17-00, когда хозяева на работе, поддерживается температура +15 ˚С;
• ночью — +18 ˚С;
• в остальное время — +22 ˚С.

К котлу без данной функции можно подключить программируемый выносной термостат.

Для получения льготной ночной ставки делают следующее:

1. Переходят на дифференцированную форму учета энергопотребления (нужен специальный прибор).
2. Врезают в систему отопления теплоаккумулятор.
3. Устанавливают котел с мощностью вдвое больше расчетной.

Контур разделяется на две независимые части. Котел греет воду только в теплоаккумуляторе, доводя ее температуру до +98 ˚С. Работает он ночью, когда цена за киловатт-час падает с 389 до 1,86 руб.

С противоположной стороны к теплоаккумулятору через смесительный узел подсоединена система труб и радиаторов с собственным циркуляционным насосом. Когда температура рабочей среды в ней снижается до установленного пользователем минимума, 3-ходовой клапан открывается, в контур поступает кипяток.

В этом варианте счетчик будет «мотать» так же, но киловатт-часы обойдутся дешевле: по 1,86 вместо 3,89 руб. Затраты снизятся более чем на 50%.

Объем накопителя необходимо рассчитать в соответствии с теплопотерями. Он представляет собой большую емкость, оклеенную минеральной ватой. Нельзя использовать пенопласт или другой полимерный теплоизолятор: при контакте с горячими поверхностями эти материалы выделяют вредные газы.

Экономичность системы «теплый пол» обусловлена двумя обстоятельствами:

• она работает в низкотемпературном режиме (+35… +38 ˚С);
• нагретый воздух не соприкасается с наружными стенами.

Первый пункт становится понятным, если вспомнить методику расчета мощности котла. Теплопотери находятся в прямой зависимости от разности температур. Они тем ниже, чем меньше нагревается воздух системой отопления.

Вывод

Количество электроэнергии, которое котел расходует за отопительный сезон, в первую очередь зависит от теплопотерь дома. Необходимо утеплить его, чтобы обогрев обошелся дешевле. Есть и другие способы снижения расходов. Самый эффективный состоит в реализации дорогостоящего проекта по установке теплового насоса.