Как рассчитать потребление электрокотла

Здесь вы узнаете:

Электрокотлы различают по четырём основным характеристикам:

1. Мощность. От неё зависит потребление электроэнергии.
2. Устройство. Электрокотел может нагревать теплоноситель разными способами: ТЭНы (КПД до 95%), индукционный нагрев (КПД до 98%), электродные (КПД до 98%).
3. Количество контуров – 1 или 2.
4. Конструкция (бойлерная или нет).

Выбор зависит от ваших требований и предпочтений, двухконтурные котлы обеспечат вас не только отоплением, но и горячей водой. Бойлерные экономичнее, с ТЭНами просты в ремонте, а с электродами эффективнее.

От чего зависит реальная потребляемая мощность

Наиболее существенно потребляемая мощность электрокотла отопления зависит от:

1. Условий эксплуатации. А именно от желаемого температурного режима (снижение температуры на 1°C подразумевает до 5% экономии), постоянства проживания в доме и регулирования показателей на время сна или отсутствия хозяев дома.
2. Технического состояния котла. А именно его ТЭНов (трубчатых электронагревателей). При использовании в качестве теплоносителя жесткой, неочищенной и постоянно сменяемой воды на ТЭНах образуется накипь, что снижает КПД с 99% до 90,80 и даже 70%. Чтобы нагреть теплоноситель до прежней температуры через слой накипи, электрокотлу требуется больше энергозатрат и времени.
3. Оснащения. Циркуляционный насос и продвинутая автоматика потребляют от 60 до 150 Вт. Однако это не столь существенные значения на фоне и так дорогостоящих эксплуатационных расходов.
4. Функциональности автоматики. Продвинутая современная автоматика имеет несколько режимов работы, более грамотно управляет включением и выключением ТЭНов, работой циркуляционного насос, плавно регулирует температуру, позволяет задать значения гистерезиса. Электрокотлы средней и выше ценовой категории часто оснащены возможностью программирования режима работы, что существенно влияет на расход.

Порядок расчета мощности электрического котла

Далее подробно рассмотрим как рассчитать необходимую мощность котла, чтобы оборудование в полном объеме выполняло свою задачу по обогреву дома.

Исходные данные

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.

Расход тепловой энергии при неизменной теплопроводности стен прямо пропорционален разности температур между домом и улицей. Он снизится не только при повышении уличной, но и при снижении внутренней температуры.

• 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).

Поэтому тепловая мощность котла всегда берется равной его электрической мощности: прибор, потребляющий 8 киловатт электроэнергии, будет отдавать столько же тепла.

• 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.

Расчитаем эрнергопотребление по мощности

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

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.

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 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.

Если у вас установлен газовый котел той же мощности, затраты на отопление в тех же условиях составят примерно 1500 рублей. Электроотопление — самый дорогостоящий способ обогрева жилья.

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

Расчет потребления 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.

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

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.

Мы рассчитали максимальную потребность в тепле, которой должна соответствовать номинальная мощность электрокотла. Инструкция по вычислению его фактического среднего потребления нам уже знакома: полученное значение надо разделить на 2. 11/2=5,5 кВт.

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.

Как уменьшить затраты на электрическую энергию

Теперь вы узнали, сколько киловатт потребляет электрокотёл и, возможно, сделали свои подсчёты. Полезным будет узнать о методах и способах снижения расхода электроэнергии ещё на стадии расчётов:

1. Совершенствование работы по изменению температуры позволяет избежать скачков температуры в различных по назначению комнатах и сокращает расход электроэнергии. Для этого используются . Они дают возможность владельцу уменьшать либо увеличивать силу обогрева в какой-либо промежуток времени. Количество энергии, которое идёт на потребление, во многом зависит от температуры снаружи. Естественно, что чем ниже температура воздуха за окном, тем больше будет потребление.
2. На итоги расчёта расхода и стоимости влияет тип учёта и использование смешанного отопительного метода. Понятно, что суточное распределение нагрузок между потребителями энергии разное. Как следствие, для поддержания нужного показателя температур логично, чтобы котёл функционировал в ночное время (с 23.00 до 6.00), то есть когда начинается энергопотребление по минимуму и по другим расценкам.

На заметку. Максимальные значения нагрузок можно наблюдать во время с 8.00 до 11.00 и с 20.00 до 22.00.

Многотарифный учёт даёт возможность сэкономить около трети финансовых расходов.

Достичь лучшей результативности в функционировании котла возможно, применив нагнетательное циркуляционное снаряжение. Насос монтируется в обратную сеть и минимально ограничивает период контакта стенок отопительного агрегата с горячим носителем тепла. Поэтому использование источника выделяемого тепла становится более продолжительным.

Хорошо сэкономить затраты на электричество можно добавив функционирующему котлу прибор получения тепла от другого сырья. К тому же это уменьшит расход газа, мазута, угля или другого выбранного источника энергии.

Поэтому расход электроэнергии котлом можно оптимизировать. Но нужно приложить к этому усилия.

Типы котлов

Электрокотлы различают по четырём основным характеристикам:

1. Мощность. От неё зависит потребление электроэнергии.
2. Устройство. Электрокотел может нагревать теплоноситель разными способами: ТЭНы (КПД до 95%), индукционный нагрев (КПД до 98%), электродные (КПД до 98%).
3. Количество контуров – 1 или 2.
4. Конструкция (бойлерная или нет).

Выбор зависит от ваших требований и предпочтений, двухконтурные котлы обеспечат вас не только отоплением, но и горячей водой. Бойлерные экономичнее, с ТЭНами просты в ремонте, а с электродами эффективнее. В каталоге компании Теплодар вы можете посмотреть фото и узнать подробные характеристики https://www.teplodar.ru/catalog/kotli/ котлов. А больше узнать о том, как выбрать электрический котел, вы можете из нашей отдельной статьи, перейдя по ссылке.

Как рассчитать мощность котла

На конечную мощность установки зависит целый ряд факторов. Усреднено принимают потолки до 3-х метров высотой. В этом случае расчет сводится к соотношению 1 кВт на 10 м 2 , при климате характерном для средних полос. Однако для точного расчета учтите следующий ряд факторов:

• состояние окон, дверей и пола, наличие щелей на них;
• из чего выполнены стены;
• наличие дополнительного утепления;
• как дом освещается солнцем;
• климатические условия;

Если у вас в помещении дует со всех щелей, то вам и 3-х кВт на 10 м 2 может не хватить. Путь к энергосбережению лежит в использовании качественных материалов и соблюдении всех технологий строительства.

Не следует брать котел с большим запасом, это приведет к высокому потреблению электроэнергии и финансовым расходам. Запас должен быть 10% или 20%.

На итоговую мощность влияет и принцип работы. Посмотрите на сравнительную таблицу, она вам наверняка поможет:

Как рассчитать расход электроэнергии

Чтобы узнать, сколько потребляет электрокотел в сутки или в месяц, нужно рассчитать его режим работы. Во-первых, на полную мощность он у вас работает треть, максимум половину сезона, в период самых сильных морозов. Во-вторых, определитесь с тем, как долго он у вас работает в день. Допустим, что вы днем будете оставлять его в работе на минимальной мощности, а ночью включать на полную. Тогда время потребления максимальной мощности электрокотлом – порядка 6-9 часов. Теперь нужно умножить количество рабочих часов на стоимость 1 кВт/часа электроэнергии.

Приведем пример расчета суточного потребления электрического котла при условиях:

1. Котел работает на полной мощности 8 часов в сутки.
2. Мощность котла 9 кВт.
3. Стоимость электроэнергии 4,04 р за 1 кВт/ч (тариф для жилых помещений оборудованных электропечами и электроотопительными установками на 1 января 2018 года в Москве).

8*9*4,04= 290 рублей в сутки.

Фактически он может работать не на полной мощности 8 часов, а 24 часа на трети мощности, например и т.д. Для расчетов месячных расходов нужно умножить полученное число на количество рабочих дней:

290*30 = 8700 рубля в месяц.

Достаточно большие расходы на электроэнергию электрическим котлом. Для подсчета стоимости отопительного сезона можно умножить количество часов в день на мощность электрокотла и на количество дней в сезоне, после чего полученную сумму разделить на 2. Это поможет учесть период работы в сильные морозы и время работы на минимальной мощности электрического котла ранней осенью и весной.

Как сэкономить деньги

Установка двухтарифного счетчика позволяет сэкономить затраты на отопление электричеством. Московские тарифы для квартир и домов, оборудованных стационарными электроотопительными установками, различают две стоимости:

1. 4,65 р с 7:00 до 23:00.
2. 1,26 р с 23:00 до 7:00.

Тогда вы потратите, при условии круглосуточной работы 9 кВт электрического котла включенного на треть мощности:

9*0,3*12*4,65 + 9*0,3*12*1,26 = 150 + 40 = 190 рублей

Разница в суточном расходе – 80 рублей. В месяц вы сэкономите 2400 рублей. Что оправдывает установку двухтарифного счетчика.

Второй способ экономии при использовании двухтарифного счетчика — использование автоматических устройств управления электроприборами. Заключается в том, чтобы возложить пик потребления электрокотла, бойлера и прочего в ночное время суток, тогда большая часть электроэнергии будет тарифицироваться по 1,26, а не по 4,65. В то время когда вы находитесь на работе котел может либо отключаться полностью, либо работать в режиме пониженного энергопотребления, например на 10% от мощности. Чтобы автоматизировать работу электрокотла можно использовать программируемые цифровые термостаты или котлы с возможностью программирования.

В заключение хотелось бы отметить, что отопление дома электричеством довольно затратный способ независимо от конкретного способа, будь-то электрокотел, конвектор или другой электрический обогреватель. К нему приходят только в тех случаях, если нет возможности подключиться к газу. Кроме затрат на эксплуатацию электрического котла, вас ждут первоначальные затраты на оформление трёхфазного ввода электроэнергии.

Основные хлопоты, это:

• оформление пакета документов, в том числе и ТУ, электропроекта и пр.;
• организация заземления;
• стоимость кабеля для подключения дома и разводки новой проводки;
• установка счетчика.

Более того, вам могут отказать в трёхфазном вводе и увеличении мощности, если в вашем районе нет такой технической возможности, когда ТП и так работают на пределе. Выбор типа котла и отопления зависит не только от ваших желаний, но и от возможностей инфраструктуры.

На этом мы и заканчиваем нашу небольшую статью. Надеемся, теперь вам стало понятно, какое реальное потребление электроэнергии электрокотлом и как можно сократить затраты на отоплении дома электричеством.

Определить точный расход электрического котла невозможно, поскольку он зависит как от погодных условий, расположения и параметров дома, так и от условий эксплуатации, функциональности автоматики. Тем не менее, рассчитать примерный показатель и представить приблизительную суму к оплате за отопление частного дома электрокотлом довольно просто. При этом, далеко не все знают, что расход электроэнергии можно снизить на 10, 30, а иногда и на 50%, прибегнув к небольшим, быстроокупаемым затратам, которые подробно описаны в данной статье.

Читайте в статье

Рассчитываем сколько электроэнергии потребляет электрический котел в час, сутки и месяц

Практически все современные электрокотлы имеют КПД 99% и более. Это значит, что при максимальной нагрузке электрокотел мощностью 12 кВт будет потреблять 12,12 кВт электроэнергии. Электрокотел теплопроизводительностью 9 кВт – 9,091 кВт электроэнергии в час. Итого, максимально возможный расход котла мощностью 9 кВт:

1. В сутки – 24 (часа) * 9,091 (кВт) = 218,2 кВт. В стоимостном выражении при актуальном на конец 2019 года тарифе для Московской области – 218,2 (кВт) * 5,56 (руб. за 1 кВт.ч) = 1 213,2 руб/сутки.
2. В месяц электрокотел потребляет – 30 (дней) * 2,18,2 (кВт) = 6 546 кВт. В стоимостном выражении – 36 395,8 руб/мес.
3. За отопительный сезон (предположим, с 15 октября по 31 марта) – 136 (дней) * 218,2 (кВт) = 29 675,2 кВт. В стоимостном выражении – 164 994,1 руб/сезон.

Однако грамотно подобранный по мощности котлоагрегат никогда не работает при максимальной нагрузке 24/7. В среднем в течение отопительного сезона электрокотел потребляет около 40-70% от максимальной мощности, то есть работает лишь 9-16 часов в сутки. Так, на практике в среднестатистическом кирпичном доме 70-80 м 2 в климатической зоне Подмосковья тот же котел мощностью 9 кВт требует расхода в 13-16 тыс. рублей в месяц.

Как рассчитать необходимую мощность котла
Индивидуальный расчет, формула и корректирующие коэффициенты

Расход исходя из параметров дома

Более точно предположить возможную потребляемую мощность электрокотла можно зная параметры дома и его тепловые потери (также измеряется в кВт). Для поддержания комфортной температуры, отопительное оборудование должно восполнять теплопотери дома. Это значит, что теплопроизводительность котла = теплопотери дома, а поскольку КПД электрокотлов 99% и более, то, грубо, теплопроизводительность электрокотла также равна и расходу электроэнергии. То есть теплопотери дома примерно отражают расход электрокотла.

Существуют усредненные данные теплопотерь домов из различных материалов покрытий (в расчет берутся дома с высотой потолков 2,7 м, стандартной площадью остекления, находящиеся в климатической зоне Подмосковья). Разница температур принята за 26°C (22°C в доме и -4°C на улице), это усредненное значение за отопительный сезон в Московской области.

Теплопотери типичных жилых домов площадью 100 м 2
Тип покрытия и его толщина	Средние теплопотери, кВт (в час)	Пиковые теплопотери при -25°С, кВт (в час)
Каркас, утепленный минватой (150 мм)	3,4	6,3
Пеноблок D500 (400 мм)	3,7	6,9
Дом по СНиП Мос. обл.	4	7,5
Пенобетон D800 (400 мм)	5,5	10,2
Кирпич пустотный (600 мм)	6	11
Бревно (220 мм)	6,5	11,9
Брус (150 мм)	6,7	12,1
Каркас, утепленный минватой (50 мм)	9,1	17,3
Железобетон (600 мм)	14	25,5

Отзывы владельцев электрических котлов о показателях на практике

Согласно практике монтажа, отзывам владельцев и информации с форумов удалось получить немало примеров самых различных конструкций и показателей расхода, вот несколько наиболее показательных примеров:

• Дом 160 м2, в месяц наматывает под 18-20 тыс. руб, но это Сибирь. Стена: керамзитоблок + 5см пеноплекса + облицовка кирпичом.
• Дом приблизительно 165 м 2 , каркасник, утеплен псбс-15 толщиной 150 мм, кровля — псбс15 толщиной 240 мм. Живем в доме первый год, поэтому до чистовой отделки еще руки не дошли, плюс есть проблемные места такие, как входная железная дверь, которая промерзает и неутепленная лестничная площадка в цоколе 7 м 2 . Итого, за 141 день отопительного сезона истрачено 15 865 киловатт.
• Площадь 120 м 2 , пол — 150 мм эппс, потолок — 300 мм стекловаты, стена — 375 мм D300. Вентиляция — 6 шт проветривателей Blauberg A150 Pro + 150 мм приточная труба в помещении под котельную. За календарный год с 09.03.2018 по 09.03.2019 — 16 812 кВт. Считаем 16812/120/365/24 = 15,99 вт*ч/м 2 .
• Дом 50 м 2 , стандартная кладка в 2 кирпича и штукатурка без утепления, пластиковые окна с двойным стеклопакетом. В месяц выходит около 7-9 тыс. рублей в месяц зимой и 5-6 тыс. руб осенью/весной, при 0 градусов или плюсовой температуре.

Эффективность и критерии выбора энергосберегающих электрокотлов отопления

От чего зависит реальная потребляемая мощность

Наиболее существенно потребляемая мощность электрокотла отопления зависит от:

1. Условий эксплуатации. А именно от желаемого температурного режима (снижение температуры на 1°C подразумевает до 5% экономии), постоянства проживания в доме и регулирования показателей на время сна или отсутствия хозяев дома.
2. Технического состояния котла. А именно его ТЭНов (трубчатых электронагревателей). При использовании в качестве теплоносителя жесткой, неочищенной и постоянно сменяемой воды на ТЭНах образуется накипь, что снижает КПД с 99% до 90,80 и даже 70%. Чтобы нагреть теплоноситель до прежней температуры через слой накипи, электрокотлу требуется больше энергозатрат и времени.
3. Оснащения. Циркуляционный насос и продвинутая автоматика потребляют от 60 до 150 Вт. Однако это не столь существенные значения на фоне и так дорогостоящих эксплуатационных расходов.
4. Функциональности автоматики. Продвинутая современная автоматика имеет несколько режимов работы, более грамотно управляет включением и выключением ТЭНов, работой циркуляционного насос, плавно регулирует температуру, позволяет задать значения гистерезиса. Электрокотлы средней и выше ценовой категории часто оснащены возможностью программирования режима работы, что существенно влияет на расход.

Два лучших способа снизить потребление электрокотла

Программируемый комнатный термостат управляет работой котла ориентируясь на измерения температуры воздуха в помещении, в котором установлен, а не на температуру теплоносителя. Однако главной и наиболее важной в целях экономии задачей является режим программирования настроек работы на ближайшие сутки и неделю. Например, на рабочее время, когда хозяева отсутствуют дома, можно установить температуру 15°C. А на время сна – 18 или 19°C. Такие параметры не повлияют на комфорт, однако позволят существенно уменьшить итоговый расход электроэнергии.

Вторым незаменимым элементом при отоплении электрокотлом явяется электрический счетчик, дифферинцирующий потребление электроэнергии по двум, а лучше по трем временным зонам. Например, для Московской области действуют такие дифферинцированные по временным зонам тарифы:

• пиковая зона (с 7:00 до 10:00 и с 17:00 до 21:00) – 7.23 руб за 1 кВт.ч;
• полупиковая зона (с 10:00 до 17:00 и с 21:00 до 23:00)– 5.56 руб за 1 кВт.ч;
• ночная зона (с 23:00 до 7:00) – 2.41 руб за 1 кВт.ч.

На практике затраты на покупку, оформление и установку прибора учета, дифферинцирующего потребление, окупаются за несколько месяцев, поскольку снижают расходы в денежном выражении на 15-25%.