Расчет мощности электрического котла для отопления дома

 

Нексолько простых способов как рассчитать мощность электрокотла для отпления дома

Отопление частного дома электричеством – это всегда достаточно затратная задача. Правильный выбор мощности электрического котла позволит получить комфортные условия проживания и существенно сэкономить электроэнергию.

Неправильно подобранный электрокотел с маленькой мощностью будет работать постоянно, не выключаясь, а во время сильных морозов не обеспечит вам необходимое тепло. Слишком мощный котел будет просто потреблять большое количество электроэнергии. Используя различные методы расчета можно идеально точно подобрать мощность котла. Существуют сложные методики расчета учитывающие сотни различных параметров, но для того чтобы определить с начальными цифрами можно использовать более простые методы.

Первый способ – самый простой. На практике установлено, что для обогрева 10 квадратных метров частного дома необходима мощность котла в 1 кВт. То есть для частного дома площадью в 160 метров как минимум необходим котел мощностью 16 кВт. Котел с минимальным значением мощности не всегда справляется со своими задачами. Особенно если в вашем регионе бывают сильные заморозки то стоит к мощности котла добавить запас в 10-20 процентов. Таким образом примерно можно считать, что для дома площадью 160 м необходим электрический котел мощностью 18-19 кВт. Это очень приблизительный метод расчета мощности. Он не учитывает степень утепления дома, количество окон, дверей. А самое главное, что данный метод не учитывает высоту потолков.

Второй способ более точный, так как он основан не на площади, а на объеме обогреваемого помещения. По нормам отопления считается что для отопления 1 кубического метра помещения необходимо 40 Вт мощности котла. Если предположить, что площадь дома 160 квадратных метров, а высота потолков в доме составляет 3 метра, то получим следующие данные: 160 х 3 х 40 = 19200 Вт. То есть более точный расчет показал, что необходим котел мощностью 19,5 кВт. Выбрать модель котла с необходимой мощностью можно тут.

Третий способ расчета мощности предусматривает учет потерь тепла из-за окон и дверей. На каждое окно в доме необходимо добавлять 100 Вт мощности к котлу, на входную дверь – 200 Вт. То есть если в доме 7 окон и 1 входная дверь, то необходимо добавить к мощности котла 0,9 кВт. Также можно учитывать коэффициент региона. В зависимости от места проживания (южные или северные регионы он может быть от 0,7 до 1,9). В случае сильных зимних морозов необходимо добавлять до 20 процентов мощности. Кроме всего этого можно посчитать площадь окон, толщину стен, степень утепления дома и т.д.

Такие сложные расчеты, учитывающие десятки различных параметров самостоятельно проводить нет смысла и стоит доверить профессиональным компаниям которые занимаются проектированием и установкой систем отопления. Если вам необходимо купить электрический котел, то достаточно примерно посчитать его мощность, чтобы определиться с ценой и моделью. Большой ассортимент самых раных моделей электрических котлов (как 220В так и 380В) представлен на сайте ]]>centrosnab. com.ua]]>.

Как рассчитать мощность котла отопления для частного дома

Важно рассчитать оптимальную мощность отопительного котла для частного дома, чтобы обеспечить себе комфортную температуру. Для установки производительности оборудования изначально определяются теплопотери здания. На их количество оказывают влияния многочисленные факторы, в числе которых стройматериалы, используемые при строительстве дома, и наличие теплого пола.

 

Как рассчитать мощность котла по площади

 

В нашей климатической зоне для обогрева 10 м2 необходим 1 кВт мощности. К примеру, если площадь вашего дома составляет 190 м2, то для его обогрева необходим агрегат с мощностью 19 кВт.

Данные расчеты приблизительные, так как не принимают во внимание высоту потолков и иные факторы. Соответствующие корректировки вносятся после выведения конкретных коэффициентов. Учитывайте, что норма в 1 кВт для 10 м2 подходит для помещений, где высота потолков достигает 2,7 метров.

Если потолки у вас дома выше, то высота делится на стандартное число 2,7, что позволяет рассчитать поправочный коэффициент.

Если вы собираетесь использовать котел не только для отопления, но и для нагрева воды, к полученной сумме вам нужно добавить еще 20%.

 

Вне зависимости от того, какое топливо для котла вы используете (дрова, дизель или газ), учитывается еще ряд теплопотерь:

• При проветривании – 15%.
• При низком утеплении стен – 35%.
• При наличии неутепленного пола – 15%.

 

По этой причине важно какой-то из перечисленных факторов учитывать в процессе проведения расчетов.

 

Как рассчитать мощность котла отопления с помощью найпростейшей формулы

 

Рекомендовано использовать самую простейшую формулу: W = S*Wуд.

S – площадь помещений, рассчитывается в м2.

W – мощность отопительного оборудования, рассчитывается в кВт.

Wуд –удельная мощность, которая относится к среднестатистической и используется для конкретной климатической зоны (кВт/кв.

м.). Данное значение основано на работе систем отопления в климатических зонах в течение длительного периода времени. При умножении площади на данный показатель мы получаем усредненную мощность.  

 

Зачем рассчитывать, если можно сразу купить самый мощный

 

При совершении покупки без предварительных расчетов можно потратить слишком много денег. Кроме этого, излишняя мощность, которая превышает ваши потребности, приведет к увеличению нагрузки на гидравлическую систему, к несбалансированности функционирования, сбоям в автоматике и поломкам.

С такой проблемой справляются частично, если котел оснащен многоступенчатой модуляционной грелкой. В этом случае можно регулировать силу горения. Но в этом случае вы получаете только частичное решение вопроса. Если слишком велика разница между получаемой и необходимой мощностью, то модуляционная грелка не будет срабатывать, поэтому котел станет работать импульсивно.

Стоит отметить, что у мощного котла горелка после нагрева теплоносителя сразу отключается, топливо не может полностью прогореть, а дымоход прогреться. По итогу сажа в значительных количествах оседает в дымоходе, что приводит к сбоям в функционировании системы отопления.

Тип котла и его мощность

 

На расчет мощности не влияют тип котла и используемое топливо. По этой причине некорректно рассчитывать, к примеру, мощность газового агрегата.

Не имеет значения, как вы отапливаете дом, с помощью традиционной кирпичной печи; электрического, твердотопливного, жидкотопливного или газового котла, КПД устройства зависит  и от помещения, в котором он установлен. По этой причине не стоит конкретизировать и, к примеру, рассчитывать мощность газового или твердотопливного котла.

Самое главное, что рассчитывать мощность отопительного оборудования стоит еще в процессе проектирования здания. Это обусловлено необходимостью  правильно устроить топочное помещение.

Расчет мощности электрического котла отопления: основные принципы

Содержание:

1. Принципы расчета мощности работающего на электричестве котла
2.  Расчет мощности котла для подачи горячей воды
3. Дополнительные рекомендации по расчету мощности электрического котла отопления

Вряд ли сегодня кто-либо станет спорить с тем, что наличие котла в частном доме – это необходимость, а не роскошь, так как такой прибор является основой всей отопительной системы жилого помещения. От его работы напрямую зависит объем получаемого в процессе переработки топлива тепла. Поэтому многие часто сталкиваются со следующим вопросом: как рассчитать мощность электрического котла правильно, то есть так, чтобы в доме поддерживался благоприятный микроклимат, а перерасхода топлива не наблюдалось? Далее следует более подробно рассмотреть, как выполнить эту процедуру максимально грамотно.

Принципы расчета мощности работающего на электричестве котла

Выполняя расчет мощности электрического котла отопления, очень важно учитывать следующие показатели:

• средние температурные параметры в самое холодное время года;
• категорию разводки контура отопления;
• изоляционные параметры материалов, использованных для изготовления конструкций ограждения для дома;
• показатели общей площади проемов дверей и окон, а также площади несущих элементов;
• индивидуальные характеристики конкретного помещения: число угловых стен, количество батарей отопления и пр.

Кроме того, расчет мощности электрического котла будет более точным в том случае, если будет учитываться еще и количество единиц бытовой техники, также вырабатывающей энергию тепла – компьютеры, видеоустройства и т.п.

Для того чтобы сделать расчет мощности электрокотла, принято пользоваться следующей формулой: W=S*Wуд/10м². В данном случае S – площадь отапливаемой постройки, измеряемая в м²; Wуд – удельный показатель мощности оборудования, при этом его величина может изменяться в зависимости от определенной климатической зоны.

Так, эта величина варьируется в следующих пределах:

• для теплых районов – 0,7 – 0,9;
• для климата средней полосы – 1,0 – 1,2;
• для холодных условий – 1,2 – 2,0.

Расчет мощности котла для подачи горячей воды

Основные параметры, определяющие мощность для водонагрева – это число постоянных пользователей, количество водоразборных участков, а также общий объем потребляемой горячей воды.

Чтобы понять, как рассчитать мощность электрического котла так, чтобы вода нормально нагревалась, нужно прибавить к общему показателю, полученному при расчете мощности котла отопления, еще 20%. Это позволит избавить себя от необходимости переплачивать лишние деньги и будет единственно верным решением подобной проблемы.

Как правильно выбрать мощность котла отопления, смотрите на видео:

Дополнительные рекомендации по расчету мощности электрического котла отопления

Любые мероприятия по вычислению нужного параметра мощности работы оборудования должны проходить в соответствии с вышеуказанными рекомендациями, в противном случае избежать серьезных потерь тепла не получится.

Тем не менее, как известно, любое отопительное оборудование имеет склонность к теплопотерям, а влияют на это следующие факторы:

• слишком частое проветривание жилого сооружения станет причиной утраты примерно 15% тепла от общего объема;
• плохо утепленные стены помещения повлекут за собой утрату энергии тепла, составляющую приблизительно 35%;
• наличие в постройке старых оконных конструкций станет причиной потери более 10% от общего количества нагретого электрическим котлом воздуха;
• холодный пол – еще один фактор утраты тепла, показатель которого в этом случае лишится 15%;
• одно из самых частых мест утечки горячего воздуха – крыша здания, особенно это касается неправильно смонтированных конструкций. Потеря тепла через плохо оборудованную кровлю может составлять 25%.

Выполняя расчет электрического котла отопления, а точнее, мощности этого оборудования, все вычисления требуется проводить в соответствии с вышеуказанными факторами, являющимися основными причинами теплопотерь. При этом даже одну из этих проблем важно учитывать при подсчетах.

Соблюдение этих правил поможет не только избежать риска траты лишних финансовых средств, но и продлит срок службы прибора. Возможные схемы расчета мощности, а также фото образцов электрических котлов всегда можно найти у официальных представителей этого оборудования, а также в специализированных магазинах.

Статья о правильном расчете мощности электрического котла для дома

Если Вы оказались здесь, значит задались вопросом: как рассчитать мощность электрокотла? Электрическое отопление – пожалуй, самый удобный и безопасный способ обогреть дом. С его обслуживанием справится любой, кто умеет включать электроприборы в розетку и нажимать кнопку питания. Увы, у такого вида отопления есть существенный недостаток – это не всегда дешево. Поэтому прежде чем приобретать и устанавливать отопительный прибор,

сделайте предварительный расчет котла. Это позволит оценить его рентабельность и правильно подобрать необходимую мощность.

Простой расчет мощности электрокотла для частного дома

Начнем с самого простого (если не сказать примитивного) способа – это расчет электрокотла по квадратуре дома. Берем площадь дома и делим на десять. Полученная цифра и будет мощностью Вашего будущего котла.

Почему делим на десять? Потому что для отопления 10 м² нормально утепленного дома расходуется 1 кВт тепла (о высоте потолков чуть ниже). Соответственно, если площадь Вашего дома 100 м², то необходимая мощность котла составит 100 / 10 = 10 кВт.

Если сомневаетесь в качестве утепления, добавьте запас мощности 10-15%.

Кстати, у нас есть замечательная статья «Электрокотел | как выбрать и на что обратить внимание«.

Расчет мощности электрокотла с учетом высоты помещения

Это тоже расчет электрического котла по площади, но более точная его версия, которая учитывает высоту потолка в Вашем доме. Разница с предыдущим вариантом может оказаться существенной, так как даже стандартная высота потолка в квартире колеблется от 2,5 до 3,2 м. То есть в доме площадью 100 м² это дает разницу плюс/минус 50 м3, что равняется 2 кВт. Полбеды, если эти 2 кВт лишние. А если их не хватает, могут возникнуть проблемы с нагревом дома в дни (и ночи) морозов.

Предположим, высота потолка в доме 3 м. Считаем объем дома площадью 100 м²: множим наши 100 на 3 = 300 м³. Исходя из норм, на отопление 1 м³ расходуется 40 Вт. Тогда на весь дом нужно 300 х 40 = 1200 Вт.

Как видите, с учетом высоты потолка расчет электрокотла для дома дает уже мощность 12 кВт.

Расчет мощности электрокотла с учетом теплопотерь

Есть еще один способ рассчитать мощность электрокотла – для самых дотошных. Его лучше применять осторожно, так как есть риск перестараться и купить устройство раза в два мощнее, чем нужно для нормальной работы.

К полученной в предыдущем пункте мощности прибавляем величину теплопотерь, которые приходятся на каждую дверь и окно в доме. Считается, что одно окно теряет до 100 Вт, дверь – до 200 Вт. Так что если у Вас в доме 2 двери и 5 окон, придется накинуть еще 1 кВт.

Также можно учесть толщину и площадь всех стен и перекрытий. И, конечно же, теплопотери материала, из которых они изготовлены.

Кроме того, в особо холодных регионах мощность котла рекомендуют умножать на «региональный» коэффициент удельной мощности. Он зависит от того, живете Вы на юге или в Заполярье и может составлять от 0,7 до 2. Правда, в Украине это не имеет особого смысла – в большинстве регионов этот коэффициент близок к единице.

И еще. Если планируете использовать отопительный котел для обеспечения ГВС, увеличьте его мощность на 10-15%.

Статья по теме: “Как экономить на отоплении? | Советы экспертов”

А если все эти расчеты кажутся Вам слишком сложными, скучными и утомительными – звоните нам! Мы поможем посчитать и выбрать самую экономную модель под Ваш бюджет.

По ссылке можно ознакомиться со всем ассортиментом электрических котлов, посмотреть актуальные предложения, подробное описание, фото и почитать отзывы.

Расчет мощности электрического котла отопления

Котёл является основным элементом для любой системы независимого отопления. Этот элемент ещё служит в качестве генератора для тепловой энергии, работоспособность его очень даже неплохая. От целого ряда факторов зависит то, какими будут расходы на монтаж устройства и его покупку в целом. В том числе расчёт должен учитывать режим проживания и расположение строения, особенности постройки и размеры. И этот список далеко не полный. Какие именно действия нам понадобятся, легко понять. От расчёта тоже зачастую зависит выбор самих устройств.

Рис. 1 Современная модель прибора отопления

Тип топлива и работоспособность установки подбираются именно по результатам расчёта, котёл только в этом случае будет полностью выполнять свою функцию. Электрический прибор будет наиболее удобным и актуальным решением в домах с площадью до 300 м2. Благодаря этому создаётся надёжная система отопления, не доставляющая почти никаких хлопот в дальнейшем. Электрический котёл отопления даёт КПД до 98 процентов, производительность всегда сохраняет довольно высокий уровень, расчёт произвести легко.

Широкие возможности оптимизации тоже делают электрический котёл весьма удобным приобретением, помимо его других достоинств. Установка возможна в любом месте, достаточно наличие электричества. Электрический котёл может стать дополнительным источником тепла для системы, которая уже существует, либо использоваться отдельно. Расчёт должен учитывать и это.

По сравнению с устройствами, работающими от других источников, электрический котёл отопления может обходиться дешевле уже на этапе покупки. Не нужно содержать дымоход для отвода газов, устройство является безопасным с точки зрения экологии. Мощность на общую безопасность тоже не влияет, сколько его может уходить – не менее важный вопрос.

Расход электрической энергии. Как его определить?

Нам потребуется некоторое количество расчётов, чтобы достичь необходимого результата.

Кроме того, расчёт требует учёта целого ряда параметров:

• Среднесуточная длительность работы при максимальной нагрузке;
• Режим проживания;
• КПД и производительность;
• Расчёт времени работы в отопительном сезоне;
• Объём теплоносителя в контуре отопления;
• Размер бака у прибора отопления;
• Расчёт площади нагрева;
• Напряжение устройства для отопления;
• Расчёт сечение кабеля питания;
• Расчёт объёма обогреваемых помещений;
• Количество контуров в оборудовании.

Расчёт предполагает использование усреднённых значений. Требуется введение нескольких поправок на такие факторы, как тип используемой теплоизоляции, теплопроводность стен, температурные показатели и так далее. Мощность это тоже должна учитывать.

Электрический котёл отопления требует использования специального кабеля. Главным фактором при его выборе становится мощность. Здесь есть простая эмпирическая зависимость, понять которую не составит труда: не меньше мощности отопления, выраженной в кВт, должна быть площадь сечения кабеля в мм2 для однофазного электрического котла. Расчёт благодаря этому становится более простым. Необходимо согласовывать свои действия с инстанциями, осуществляющими контроль использования ресурсов, если показатель для котла находится на уровне 10 кВт и больше.

Рис. 2 Устройство изнутри

Примеры подсчётов. Самые простые способы

КПД, близкому к 100 процентам, может похвастаться только электрический котёл отопления. На протяжении всего срока эксплуатации прибора этот показатель останется стабильным, цифры это подтверждают. Уровень может меняться, но разница останется небольшой, всё зависит от конкретных условий.

Около 30-35 кВт составляет трата электричества для обогрева одного кубического метра. Теплоизоляция конструкции может влиять на данный параметр, но не в значительной степени. Мощность котла отопления должна составлять 15 кВт, если обогревается дом на 150 кв.м.2 и с трёхметровой высотой комнат. По данной формуле легко провести расчёт мощности электрического котла отопления. Когда устройство только приобретается, лучше всего заранее рассчитать так, чтобы остался небольшой запас. Расчёт сделать легко.

Если мощность будет вырабатываться в недостаточном количестве, температура в комнате будет снижаться. Такой недостаток компенсировать гораздо сложнее, чем просто поставить устройство на слабый режим работы. И расчёт котла не поможет. Придётся либо устанавливать дополнительное оборудование для обогрева, либо утеплять само здание.

Тут действует целый ряд важных правил:

• Мощность электрического котла отопления необходимо знать для того, чтобы рассчитать за год потребность в электроэнергии.
• Использование ресурса для котла можно узнать на весь сезон, если известна общая цена за его использование.
• Расчёт будет таким. Величина, которая получается в итоге, делится на два. Электрический котёл просто не может всё время работать с предельной нагрузкой. Работа котла не так необходимо в период оттепелей.
• Чтобы получить тот же показатель, но за месяц, итоговую цифру просто умножаем на 30. Этот процесс не является чем-то очень сложным.

Принято считать, что отопление котлом нам необходимо на протяжении семи месяцев. В зависимости от климатических условий в эти сведения можно вносить свои корректировки. Месячный расход электричества нужно умножить на продолжительность отопительного периода, чтобы получить результат по целому году. Но не стоит считать его максимально точным, разница в реальности может составлять до 15-20 процентов, даже максимально точный подход не спасёт от погрешностей.

Часто расчёт производится, исходя из того, что на каждого потребителя нужно около 3 кВт. Но на практике такая мощность котлов не справляется с нагрузками. Особенно это касается регионов с холодным климатом, где потребление котлом энергии может увеличиваться.

Рис. 3 Удобная регулировка параметров

Можно ли потреблять меньше электричества?

Расчёт помогает понять, до какой степени выгодным может быть электрическое отопление.

Следующие советы несложные, но их выполнения достаточно для того, чтобы электроэнергия расходовалась в меньших количествах:

• Проще всего начать с утепления самого дома. Если внутри стоят старые окна, и они не закрываются плотно, то потери могут быть весьма серьёзными. Расходы на отопление заметно снизятся, если поставить современные окна из пластика, добавить возхдушные камеры в количестве пары единиц. Поможет в этом и сам электрический котёл расход электроэнергии снижается сразу же.
• Нужно утеплить фундамент и кровлю. Мощность от этого почти не зависит, но результат точно будет другим. Главное – заранее посмотреть, в каких количествах понадобится материал, какими свойствами он должен обладать. Расход от этого зависит не в последнюю очередь.
• Эксплуатацию лучше оплачивать, используя многотарифный учёт. Благодаря этому легко рассчитать, когда электрический котёл будет выгоднее всего использовать.
• Для ускорения перемещения теплоносителя можно установить нагнетательное оборудование. Характеристики в таком режиме позволят дольше эксплуатировать источник тепла, поскольку стенки котла и горячий теплоноситель находятся в контакте минимальное время.
• Одно из самых доступных решений – монтировать другие виды обогревающих устройств, которые используют топливо для своей работы.
• А ещё используется вентиляция с рекупиратором. Если во время вентиляции помещений уходит некоторое количество тепла, то с помощью этого устройства оно будет возвращаться. Если мощность будет достаточной, то не потребуется практически открывать окна для проветривания.

Электроэнергия будет тратиться в меньшем количестве. А показатели влажности и чистоты воздуха сохранят нормальный уровень. Мощность продолжает радовать ещё долго.

Можно воспользоваться самой простой формулой.

В этой формуле: W-мощность аппарата в кВт, S-площадь помещений в квадратных метрах, Wуд – удельный показатель мощности, для каждого региона он определяется отдельно.

Например, в средней полосе это значение равно 1, либо 1,2. В результате расчёта с такими цифрами мы получим 16 кВт. Если модель двухконтурная, понадобится знание ещё контура ГВС.

Немного советов по выбору

Каждый производитель сейчас старается обеспечить покупателя полным набором оборудования, которое только может ему понадобится, мощность учитывается тоже. Электрический котёл не стал исключением. В комплекте с ним идут программатор, насос для циркуляции теплоносителя, расширительный бак. Благодаря этому легко понять, каким должен быть показатель мощности у электрического котла. С этим справится даже начинающий пользователь.

Кроме того, обязательны устройства для защиты оборудования и специальных кабелей. Таким образом, установку можно полностью выполнить своими руками. Мощность котла не имеет значения.

Но иногда требуется и самостоятельная доукомплектация. Для тех, кто разбирается в электрических моделях, это решение зачастую становится наиболее актуальным. В том числе и по мощности. Систему электроснабжения можно использовать обычного типа, если устанавливается электрический котёл, мощность которого доходит до 6 кВт.

С недавнего времени потребление электроэнергии электрическим котлом стало не менее важным показателем, чем установка в системе специального насоса. Такое решение тоже помогает понять, сколько электроэнергии уходит, и почему. В данном случае расход заметно уменьшается. В системе можно будет использовать трубы с меньшим диаметром, чем в обычной ситуации. Насос с мокрым ротором – основный вид оборудования, который чаще всего можно увидеть в частных домах. Мощность его вполне соответствует требованиям.

• Ротор омывается жидкостью, которая электрическим оборудованием никогда не перекачивается. Потребление ресурсов становится более выгодным.
• Не требуется установки дополнительного вентилятора, поскольку устройство никогда не перегревается. Мощности котла хватает для нагрузок в нормальном режиме.
• Из-за того, что вентилятор отсутствует, работа всей системы становится практически бесшумной. В жилых помещениях это становится особенно актуальным, мощность от этого не страдает.

Такие насосы сами могут поддерживать автоматическую, либо ручную регулировку. Мощность в данном случае большой роли не играет. Первый вариант является наиболее предпочтительным, поскольку он позволяет экономить электроэнергию. Тогда более выгодным становится само отопление электрическим котлом.

Сколько обходится его работа? Чтобы произвести расчёт, достаточно знать о некоторых особенностях эксплуатации. Например, какая температура чаще всего поддерживается в помещении. Что касается общей схемы для отопления дома, то лучше выбирать принудительную циркуляцию. Это тоже оптимальный вариант, позволяющий добиться максимальных результатов при минимальных вложениях.

Статьи по теме:

Электрический котел ЭванЭлектрический котел Протерм (Protherm)

Расчёт мощности электрического котла отопления. Определение объема водонагревателя, расчет теплопотери здания

Котёл – это основной агрегат отопительной системы, от производительности которого зависит возможность инженерной сети обеспечивать строение требуемым количеством тепла. Грамотный предварительный расчёт мощности отопительной установки гарантирует комфортный микроклимат в помещении и поможет исключить лишние затраты при её покупке.

Основной расчёт мощности электрического теплогенератора

Определение! Мощность электрического отопительного агрегата должна полностью восполнять теплопотери всех помещений. При необходимости – учитывается мощность, которая будет расходоваться на нагрев воды.

Профессиональный расчёт мощности электрического отопительного оборудования учитывает следующие факторы:

• Среднестатистическую температуру в наиболее холодный период года.
• Изоляционные характеристики материалов, использованных при сооружении ограждающих конструкций домостроения.
• Тип разводки отопительного контура.
• Отношение суммарной площади дверных и оконных проёмов и площади несущих конструкций.
• Конкретные сведения о каждом отапливаемом помещении – количество угловых стен, предполагаемое число радиаторов и прочее.

Внимание! Для выполнения особо точных расчётов принимают во внимание бытовую технику, количество компьютеров и видеотехники, которые также вырабатывают тепловую энергию.

Обычно профессиональные вычисления проводят редко, а при покупке выбирают агрегат, мощность которого превышает приблизительно рассчитанную величину.

Для примерного расчёта мощности (W) применяют следующую формулу:

W=S*Wуд/10м², где S – площадь отапливаемого строения в м².

Wуд – это удельная мощность агрегата, величина которой индивидуальна для каждого региона:

• для холодного климата – 1,2-2,0;
• для средней полосы – 1,0-1,2;
• для южных районов – 0,7-0,9.

Определение мощности, необходимой для снабжения горячей водой

Мощность, необходимая для нагрева воды для технических нужд, определяется количеством постоянных потребителей, точек водоразбора, общего количества используемой тёплой воды.

Совет! Для приблизительного определения мощности отопительного агрегата, работающего одновременно на нагрев воды, следует к расчётной мощности для обогрева помещения добавить 20%. В случаях частого водоразбора мощность увеличивают на 25%.

Расчёт объёма накопительного водонагревателя

Если планируется в комплексе с электрической отопительной установкой использовать ёмкостный водонагреватель, то его объём (Vв) можно рассчитать по следующей формуле:

Vв=V*(T-T’)*( T”-T’), где V – требуемое количество подогретой воды, T – требуемая температура подогретой воды, T’ – температура воды, к которой подмешивают горячую воду из нагревателя, T”– температура подогретой в водонагревателе воды.

Выбрав мощность электрической отопительной установки, и определив объём водонагревателя, по формуле можно рассчитать, за какое время (Т, сек) будет нагрета вода:

Т=m*CB*(t₂-t₁)/P, где m – масса (кг) воды в накопителе, CB – это удельная теплоёмкость воды, которая принимается равной 4,2 кДж/(кг*К), t₂ и t₁ – конечная и исходная температура воды в бойлере соответственно, P – мощность отопительного агрегата, кВт.

Дополнительные факторы, учитываемые при расчёте мощности электрокотла

Эксплуатация любого теплогенератора, в том числе, электрического, может сопровождаться дополнительными потерями:

• Если домостроение проветривается слишком интенсивно, то из-за ускоренного воздухообмена помещения будут терять примерно 15% тепла.
• Слабое утепление стен может стать причиной потери 35% тепловой энергии.
• Через оконные рамы уходит примерно 10% тепла, а если окна старые, то это количество может быть ещё больше.
• Неутеплённые полы снизят теплоснабжение комнат ещё примерно на 15%.
• Через неправильно устроенную конструкцию крыши может уйти примерно четвёртая часть тепла.

Внимание! Если в отапливаемом помещении присутствует хотя бы один из факторов непроизводительных тепловых потерь, то его обязательно необходимо учитывать при расчётах мощности.

При желании расчёт требуемой мощности и необходимого объема можно осуществить с помощью онлайн калькулятора, максимально учитывающего все характеристики отапливаемого объекта.

Расчет мощности котла отопления.

Правильное определение мощности газовых или электрических водогрейных котлов – важная часть проектирования независимой системы отопления частного дома или квартиры. Существует несколько методик определения производительности нагревательных приборов, но все они должны учитывать поправки на теплопотери, состояние жилья, регион проживания, архитектурные особенности зданий.

Способы определения тепловых потерь.

Чтобы в помещении было тепло, нужно, чтобы обогревательные приборы в полной мере восполняли утечку тепла. Важным элементом расчета мощности котла для целей обогрева поэтому является определение теплопотерь.

Факт, что обогреваемое жилое помещение постоянно теряет тепло, известен всем. Нагретый воздух поднимается наверх, выходит через изъяны в изоляции крыши, стен. В меньшей степени теплопотери происходят через окна, двери, пол.

Существует известная формула, в соответствии с которой:

• до 25-30% тепла уходит через крышу;

• порядка 25% – через вентиляцию, дымоход;

• около 10% – через окна;

• до 35% – через стены;

• 15% – через пол.

Однако такая общая информация не позволят проанализировать теплопотери в конкретном доме и правильно рассчитать необходимую мощность котла отопления.

Эксперты советуют использовать 2 способа расчета тепловых потерь:

• проведение точного расчета оттока тепла через окна, крышу, двери, стены, пол с учетом данных об используемых строительных материалах, утеплителях, толщине поверхностей. Самостоятельно справиться со всеми этими расчетами, учитывая плотность, коэффициент теплопроводности, термическое сопротивление, довольно сложно. Поэтому обычно для этой работы привлекают специалистов;

• использование тепловизора. Это более простой способ. Небольшой по размеру прибор, напоминающий по форме фотоаппарат, покажет основные точки, в которых происходит потеря тепла. Точность измерения температуры составляет 0,1°С.

 

 

Каждый из этих способов требует затрат, которых рачительный хозяин стремится избежать. Многие считают, что оптимальным решением будет приобретение для дома максимально мощного котла. Однако такая логика ведет к негативным последствиям. Среди них:

• высокие эксплуатационные расходы, связанные с потреблением энергоресурсов, будь то электричество, газ или дрова;

• быстрый износ нагревательного устройства и автоматики из-за работы оборудования не в полную силу.

Следует помнить, что запас мощности котла должен быть не более 15%.

Сэкономить деньги и приобрести изделие с меньшими ресурсами также будет не очень хорошей идей. Котел отопления будет испытывать постоянную перегрузку, что приведет к его быстрому износу. При этом топливо будет тратиться с бешеной скоростью, а дома все равно будет холодно.

Для выбора оптимального для заданного помещения отопительного котла требуется точно рассчитать его мощность. Для этого разработано несколько подходов.

Эффективность работы автономной отопительной системы в первую очередь зависит от мощности выбранного котла. Недостаточная мощность не позволит достичь комфортной температуры в холодное время года, избыточная приведет к неэкономному расходу топлива. Определяющими параметрами, на которые следует опираться при расчете системы отопления, являются:

1. Площадь отапливаемого помещения (S).
2. Удельная мощность котла на 10 м2 помещения, которая устанавливается с учетом поправок на климатические условия региона (Wуд).

Существуют общепринятые значения удельной мощности по климатическим зонам:

1. Для Подмосковья — Wуд = 1,2 -1,5 кВт;
2. Для северных районов — Wуд = 1,5 — 2,0 кВт;
3. Для южных районов — Wуд = 0,7 — 0,9 кВт.

 

Расчет мощности котла отопления (WKOТ) осуществляется по формуле:

WKOТ = (S  • Wуд) : 10

Часто для удобства расчетов применяют усредненное значение Wуд, равное единице. Исходя из этого, принято выбирать мощность котла из расчета 10 кВт на 100 м2 отапливаемого помещения. При расчете параметров системы отопления важно также определить количество жидкости, которой заполняется система, или так называемый объем (Vсист), который рассчитывается исходя из соотношения: 15 л жидкости на 1 кВт мощности котла.

Таким образом, объем жидкости в системе определяется по формуле:

Vсист = WKOT • 15

 

Пример:

Площадь отапливаемого помещения S = 100 м2;
Удельная мощность для Подмосковья Wуд = 1,2 кВт;
WKOТ = 100  • 1,2  : 10 = 12 кВт;
VeHeT = 12  • 15 = 180 л.

 

Объем помещения, обогреваемый 1 кВт мощности оборудования в зависимости от теплоизоляции дома:

— Толщина стен 1,5-2 кирпича с теплоизоляцией или то же из бруса или сруб, площадь окон и двери не более 15% (хорошо утепленный дом для зимнего проживания) — 20-25 м3.

— С улицей граничат две или три стены толщиной не менее, чем в один кирпич с теплоизоляцией или из бруса, общая площадь окон и дверей до 25% (среднеутепленный дом) — 15-20 м3.

— Панельные стены с внутренней облицовкой, изолированная крыша, без сквозняков (утепленный летний домик) — 10-15 м3.

— Тонкие стены из лесоматериалов, панелей из гофрированного металла и т. п. (вагончик, кабина, караулка) — 5-7 м3.

 

Покупая котел, внимательно ознакомьтесь с паспортом и техническими характеристиками котла, т. к. иногда вместо тепловой мощности котла, т. е. той мощности, которую он отдает в систему отопления, указывается мощность горелки, до которой потребителю в общем-то нет никакого дела.

Расчет котла на основании нормативов СниП.

Один из простых способов определения технических показателей расчета производительности котла – по существующим строительным нормам. В соответствии с этими данными, известно, что на один кубический метр типового панельного дома нужно 41 Вт тепловой энергии. На такой же объем в обычном кирпичном строении нужно 34 Вт энергии.

Метод актуален для типовых построек. При попытке узнать требуемую мощность водогрейного котла для нестандартных архитектурных построек, использование усредненных норм ведет к неверным показателям.

Расчет мощности котла по квадратуре.

Определить характеристики котла можно, зная квадратуру дома. В основе расчета мощности лежит усредненный показатель – на 10 кв м помещения нужно 1 кВт тепловой энергии. Значение это является верным дома со средней термоизоляцией, а также потолками, высота которых варьируется от 2,5 до 2,7 м.

Этот способ не подходит для нестандартных сооружений. Если потолки по высоте не превышают 2,8 м, поправки к вычислениям не вносятся. Однако если это значение равняется 2,9 м или даже больше, расчет мощности отопительного котла нужно менять.

Введение поправочных коэффициентов.

Для получения точных расчетов рекомендуется ввести в них несколько поправочных коэффициентов:

• высота от пола до потолка;

• степень утепления;

• региональный фактор.

Чтобы определить, какую поправку нужно включить в процесс вычисления мощности котла отопления, достаточно реальную высоту комнат разделить на 2,6.

Например, высота потолков в коттедже составляет 3 м, тогда предварительный результат нужно умножить на 1,15. Учитывать коэффициент необходимо, т.к. в противном случае можно стать владельцем котел мощностью, существенно ниже нужной.

Следующий поправочный коэффициент связан с тем, хорошо ли утеплен дом, и какие материалы использовались при его строительстве:

• для новой постройки, сооруженной из современных материалов, расчетный показатель умножают на 0,6;

• если строительство жилого дома было завершено более 15 лет назад, для него использовались пеноблоки, кирпич или дерево, качественные утеплители, в формулу не вносятся никакие корректировки;

• поправка на старые деревянные окна – 1,2;

• при неутепленных стенах применяется 1,5;

• если не утеплены стены, крыши, вводится корректировка 1,8.

Более точные данные расчета мощности отопительных котлов с учетом характеристик теплоизоляции можно получить с учетом следующих сведений:

• для сооружений, в строительстве которых применялось дерево или гофрированное железо без теплоизоляции применяется коэффициент от 3 до 4. Обычно это временные сооружения;

• при низком уровне теплоизоляции предварительный результат умножают на 2-2,9. Используют такой подход для домов с тонкими стенами, деревянными оконными рамами, неутепленной крышей;

• при средней теплоизоляции используется коэффициент от 1 до 1,9. Применяют эти корректировки для расчета мощности котла для отопления дома, сделанного из кирпича, крыша которого хорошо утеплена, в оконные проемы установлены стеклопакеты;

• для хорошо утепленных помещений результат умножают на 0,6-0,9. Такая корректировка применяется для новых зданий, построенных с использованием современных технологий, нашедших применение в обустройстве дверей, окон, системы вентиляции, стен, крыши и пола.

Еще один поправочный коэффициент, который необходимо внести в калькуляцию, – регион, где будут использоваться нагреватели. Известно, что расчет мощности котла для частного дома в Сибири будет отличаться от потребностей жителей Краснодарского края. Поэтому были определены региональные коэффициенты.

В расчет вносятся следующие изменения:

• для определения мощности котла в северных районах (Якутия, Магадан, Красноярский край и т.д.) берут коэффициент от 1,5 до 2;

• в Московской области и близлежащих регионах – от 1,2 до 1,5;

• в районах средней полосы страны, Поволжье – от 1 до 1,1;

• Краснодарский край, Белгородская, Ростовская области и другие южные районы – от 0,7 до 0,9.

Как рассчитать мощность котла для квартиры?

Аналогичный подход для расчета мощности котельного оборудования по площади и объему жилого помещения используется для квартир в многоэтажных зданиях. Допустимо использование аналогичных коэффициентов. Но специфика конструкции определяет необходимость еще одной поправки, связанной с особенностями внутренних, наружных стен, отапливаемых квартир, хозяйственных помещений на верхних и нижних этажах.

Для этого в формулы вычисления расчетной мощности котла вводится следующая информация:

• если в здании есть неотапливаемые квартиры снизу и сверху, применяют коэффициент 1;

• если эти квартиры отапливаются, корректировка производится на 0,7;

• для помещений на нижнем и верхнем этаже берут 0,9;

• при наличии одной наружной стены, применяется коэффициент 1,1, двух внешних вертикальных поверхностях – 1,2, трех – 1,3.

Вычисления для двухконтурного котла.

Все указанные корректировки и формулы мощности действительны для вычислений производительности нагревателя, используемого только для обогрева. Если котел служит для также горячего водоснабжения, в расчет закладывается до 25% тепловой мощности.

Алгоритм выбора котла.

Для определения того, нагреватель какой мощности нужно выбрать для независимой системы отопления зданий и получения горячей воды, необходимо следовать такой схеме:

 

определить площадь или объем помещения;

 

применить региональные поправочные коэффициенты;

 

скорректировать уровень теплоизоляции;

 

использовать поправку на срок эксплуатации здания, наличие старых окон, отапливаемых верхних и нижних этажей, наружных стен;

 

учесть высоту потолков;

 

оценить необходимость подключения горячего водоснабжения.

Приведенные способы определения мощности котла верны для настенных, напольных моделей. Подходят они для изделий, работающих на твердом топливе, электричестве, газе. Если на основе проведенных вычислений, требования к мощности отопительного оборудования получаются слишком высокими, рекомендуется задуматься о принятии дополнительных мер по утеплению дома.

Как рассчитать потребляемую мощность электрокотла?

Как рассчитать потребляемую мощность электрокотла?
Электрический котел использует электрическую энергию в качестве источника энергии, использует электрическое сопротивление или электромагнитную индукцию для передачи тепла, и когда теплоноситель котла нагревает воду теплоносителя до определенного параметра (температура, давление), внешний выход имеет номинальную рабочую среду (пар или горячая вода). Термомеханическое устройство, отвечающее потребностям промышленного производства, производства и жизни.

Потребляемая мощность — важный показатель для оценки общего качества газовых котлов. Это также один из стандартов, которые измеряют пользователи при покупке котлов. Эти данные повлияют на вводимые затраты на эксплуатацию котла; только стоимость контролируется ниже определенного лимита. Чтобы получить больше преимуществ.

Как рассчитать потребляемую мощность электрокотлов?
Мы можем вспомнить следующее предложение: Потребляемая мощность электрокотла мощностью 1 кВт, работающего при полной нагрузке в течение 1 часа, составляет 1 градус.Электрокотел на 1 тонну составляет около 0,7 МВт, что составляет 700 кВт. Энергопотребление электрокотла на 1 тонну, работающего на полной нагрузке в течение 1 часа, составляет 700 градусов.
Однако следует также отметить, что это ситуация с потребляемой мощностью электрического котла при полной нагрузке; По сравнению с другими типами котлов, электрический бойлер более интеллектуален и может регулировать пар или горячую воду в соответствии с различными потребностями пользователей. Температура бойлера изменится. В целом, средняя потребляемая мощность электрокотла составляет примерно 1 / 3-1 / 2 от полной нагрузки.

Как снизить энергопотребление электрокотлов?
Метод снижения энергопотребления электрических котлов в основном исходит из перечисленных выше четырех факторов, влияющих на потребляемую мощность котла.
1. Обеспечение хорошего теплоизоляционного эффекта в котельной.
Теплоизоляционные работы в котельной выполняются надлежащим образом. Потери тепла при работе электрокотла уменьшатся, а коэффициент использования тепловой энергии увеличится, так что больше мощности не потребуется для удовлетворения потребностей пользователей.
2. Изменения в отопительной среде
Для домов, требующих отопления, необходимо правильно обрабатывать высоту дома и конфигурацию обогревающих устройств, чтобы обеспечить оптимальную отопительную среду. Тепло, вырабатываемое при работе котла, напрямую доставляется в дом, что снижает потери тепла и снижает энергопотребление котла.
3. Состояние самого электрического котла
Сам электрический котел должен иметь определенную степень интеллектуального регулирования и контроля.В соответствии с потребностями пользователя или изменениями в окружающей среде рабочая нагрузка в котле может регулироваться сама по себе, и рабочая нагрузка может быть увеличена при высокой температуре потребления, а рабочая нагрузка может быть уменьшена при низкой температуре потребления. . Может снизить энергопотребление котла.

Электроэнергия электропечи

Электрическая печь — это тип отопительной системы, в которой для обогрева дома используется электричество, часто с использованием вентилятора для принудительной подачи воздуха через каналы дома.Как правило, обогревать дом электричеством дороже, чем природным газом или другими источниками топлива. Стоимость эксплуатации электропечи значительно варьируется в зависимости от размера дома, типа используемой электропечи, стоимости электроэнергии и климата. Электрические печи варьируются от 10 до 50 киловатт, по нашим оценкам, дом площадью 2400 квадратных футов, использующий современную высокоэффективную электрическую печь, потребляет 18 000 ватт для обогрева при использовании печи. В более холодном климате отопление требуется от 6 до 8 месяцев в году, а печь работает 4 часа в день в более холодные месяцы.

Нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы узнать энергопотребление электропечи 18 000 Вт на 2 часа в день по цене 0,10 доллара США за кВтч . Работать 2 часа в день — это то же самое, что работать 4 часа в день в течение 6 холодных месяцев, когда обычно используется печь.

Часов в день: Введите, сколько часов устройство используется в среднем в день, если потребление энергии меньше 1 часа в день, введите десятичное число. (Например: 30 минут в день — 0.5)

Потребляемая мощность (Вт): Введите среднее энергопотребление устройства в ваттах.

Цена (кВтч): Введите стоимость, которую вы платите в среднем за киловатт-час, наши caculators используют значение по умолчанию 0,10 или 10 центов. Чтобы узнать точную цену, проверьте свой счет за электроэнергию или взгляните на Глобальные цены на электроэнергию.

Отопление дома — дорогое удовольствие, использование электричества в большинстве районов обходится дороже по сравнению с другими источниками отопления, такими как природный газ.Преимущество использования электрической печи, как правило, заключается в низких затратах на установку и более высокой безопасности. Для работы электрических печей не требуются трубы, пропускающие газ или другое топливо, что повышает безопасность и снижает начальные затраты на установку. Однако, поскольку электричество, как правило, дороже, вы со временем будете платить больше, если отапливаете дом электричеством.

Если вы заинтересованы в экономии денег на энергии, отопление является очень важным источником энергопотребления, и мы рекомендуем вам провести дополнительные исследования в вашем районе, чтобы узнать, какие варианты отопления доступны вам.Простой способ снизить расходы на отопление — это эффективно утеплить дом и снизить температуру на несколько градусов в холодное время года. Вместо этого подумайте о том, чтобы надеть дополнительный слой одежды, это может сэкономить вам деньги.

Электрокотел какого размера мне нужен?

Как и газовые котлы, размер электрического котла определяется исходя из выходной энергии (киловатты), а не физических размеров. Чем выше рейтинг в киловаттах (кВт), тем больше кранов и радиаторов он может поставить, и вы можете использовать этот рейтинг, чтобы определить правильный размер для вашего дома.

Электрические котлы обычно имеют гораздо меньшую выходную мощность, чем газовые или масляные котлы. Это делает их подходящими для небольших домов и квартир, но не для больших домов или коммерческих зданий. В то время как газовый котел обычно имеет мощность до 35 кВт, электрический котел редко бывает мощностью более 15 кВт.

Как правило, вы должны добавить 1,5 кВт на каждый радиатор в вашем доме. Например, если у вас шесть радиаторов, вы должны получить электрокотел на 9 кВт. Это правило может варьироваться в зависимости от того, насколько высоки ваши потолки, одинарное или двойное остекление и насколько эффективна ваша изоляция.

Котел, который слишком мал, чтобы удовлетворить ваши потребности в отоплении, не отапливает ваш дом эффективно, и у вас может быстро и регулярно кончаться горячая вода. Слишком мощный электрический бойлер будет потреблять гораздо больше электроэнергии, чем необходимо, и вы можете увидеть увеличение своих счетов за электроэнергию. Если вы не уверены, вы можете найти онлайн-калькулятор, который подберет для вас нужный размер.

Как указывалось ранее, размер котла не соответствует напрямую физическим размерам котла, однако электрические котлы, как правило, меньше по размеру, чем их газовые или масляные аналоги.Это еще одна причина, по которой они могут быть хорошим выбором для небольших квартир и домов с ограниченным пространством. Вы можете установить бойлер в кухонном шкафу, в ванной или даже в спальне. В электрических котлах меньше движущихся частей, чем в газовых моделях, поэтому они работают тише и не будут беспокоить вас, если они установлены в вашей спальне или рядом с ней. У вас также может быть больше вариантов, когда дело доходит до поиска места. В отличие от газовых котлов, электрический котел не требует подключения к сети газоснабжения, а также не требует дымохода.

(PDF) Оптимальная конфигурация мощности электрического котла в региональной энергосистеме для сценария использования ветроэнергетики

Энергия 2016,9, 144 12 из 13

Благодарности:

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (NSFC)

(70

5), Пекинский проект финансирования социальных наук (13JDJGC055) и Фонды фундаментальных исследований для

центральных университетов (2014ZD22).

Вклад авторов:

Да Лю задумал и разработал эксперименты; Guowei Zhang.выполнили

экспериментов и проанализировали данные; Баохуа Хуанг и Вэйвэй Лю предоставили материалы и помогли проанализировать

данных; Да Лю и Гуовей Чжан написали статью.

Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература

1.

Закери, Б .; Rinne, S .; Syri, S. Wind Интеграция в энергетические системы с высокой долей ядерной энергии

— каковы компромиссы? Энергия 2015,8, 2493–2527.[CrossRef]

2.

Kang, C .; Чен, X .; Xu, Q .; Ren, D .; Huang, Y .; Ся, К. Баланс сил: к более экологичной, эффективной и действенной интеграции энергетических систем в Китае. IEEE Power Energy Mag.

2013

, 11,

56–64. [CrossRef]

3.

Göransson, L .; Джонссон, Ф. Диспетчерское моделирование региональной системы выработки электроэнергии — интеграция энергии ветра

. Обновить. Энергия 2009,34, 1040–1049.[CrossRef]

4.

Albadi, M.H .; Эль-Саадани, Э.Ф. Обзор воздействия перемежающейся энергии ветра на энергосистемы. Электр.

Power Syst. Res. 2010,80, 627–632. [CrossRef]

5.

Юань, Дж .; Sun, S .; Shen, J .; Xu, Y .; Чжао К. Цепочка поставок ветровой энергии в Китае. Обновить. Поддерживать. Energy Rev.

2014,39, 356–369. [CrossRef]

6.

He, Y.X .; Xia, T .; Liu, Z.Y .; Zhang, T .; Донг, З. Оценка возможности принятия крупномасштабной энергии ветра

в Китае.Обновить. Поддерживать. Energy Rev.2013, 19, 509–516. [CrossRef]

7.

Li, C.B .; Shi, HQ; Cao, Y.J .; Wang, J.H .; Kuang, Y.H .; Тан, Ю. Всесторонний обзор возобновляемых источников энергии

сокращение и предотвращение: конкретный пример в Китае. Обновить. Поддерживать. Energy Rev.

2015

, 41, 1067–1079.

[CrossRef]

8.

Li, Y .; Fu, L .; Чжан, С. Применение технологии системы централизованного теплоснабжения с когенерацией на основе абсорбционного теплообмена

.Энергия 2015,90, 663–670. [CrossRef]

9.

Long, H .; Сюй, К .; Xu, R .; He, J. More Интеграция ветроэнергетики с адаптированными энергоносителями для отопления помещений

в Северном Китае. Энергия 2012,5, 3279–3294. [CrossRef]

10.

Burke, D.J .; О’Мэлли, М.Дж. Факторы, влияющие на сокращение ветроэнергетики. IEEE Trans. Поддерживать. Энергетика

2011

, 2,

185–193. [CrossRef]

11. Zhang, N .; Лу, X .; McElroy, MB; Нильсен, К.П.; Чен, X .; Дэн, Ю. Сокращение сокращения производства ветровой электроэнергии

в Китае за счет использования электрических котлов для тепла и гидроаккумулятора для хранения энергии. Appl. Энергетика

2015

9000 2.

[CrossRef]

12.

Lund, P.D .; Lindgren, J .; Mikkola, J .; Салпакари, Дж. Обзор мер гибкости энергетической системы для обеспечения

высоких уровней переменного возобновляемого электричества. Обновить. Поддерживать. Energy Rev.2015, 45, 785–807. [CrossRef]

13.

Hirth, L .; Зигенхаген, И. Балансировка энергии и переменных возобновляемых источников энергии: три звена. Обновить. Поддерживать. Energy Rev.

2015,50, 1035–1051. [CrossRef]

14. Atwa, Y.M .; Эль-Саадани, Э. Ф. Оптимальное размещение ESS в распределительных системах с высокой проницаемостью

энергии ветра. IEEE Trans. Power Syst. 2010, 25, 1815–1822. [CrossRef]

15.

Waite, M .; Моди, В. Потенциал для увеличения использования ветровой электроэнергии с использованием тепловых насосов в городских районах

.Appl. Энергия, 2014, 135, 634–642. [CrossRef]

16.

Hedegaard, K .; Мюнстер, М. Влияние отдельных тепловых насосов на интеграцию ветроэнергетики — Энергетическая система

, инвестиции и эксплуатация. Energy Convers. Manag. 2013,75, 673–684. [CrossRef]

17.

Chen, L .; Xu, F .; Ван, X .; Мин, Y .; Дин, М .; Хуанг П. Внедрение и эффект аккумулирования тепла в

, улучшая размещение ветровой энергии. Proc. Подбородок. Soc. Электр. Англ. 2015 г., 35, 4283–4290.

18.

Papaefthymiou, G .; Hasche, B .; Nabe, C. Потенциал тепловых насосов для управления спросом и энергии ветра

интеграция на немецком рынке электроэнергии. IEEE Trans. Поддерживать. Энергетика

2012

, 3, 636–642. [CrossRef]

19.

Xydis, G. Энергия ветра для хранения тепла и холода — системный подход. Сбор энергии.

2013

, 56, 41–47.

[CrossRef]

20.

Kiviluoma, J .; Мейбом, П. Влияние ветровой энергии, подключаемых к электросети электромобилей и аккумуляторов тепла на инвестиции в энергосистему

.Энергия 2010,35, 1244–1255. [CrossRef]

Можно ли установить таймер на мой электрический бойлер? — Энергид

Котлы в основном работают непрерывно, поэтому вода горячее и днем, и ночью. Используя таймер или систему программирования времени, встроенную в ваш прибор, вы решаете, когда следует нагреть воду ; например только ночью.

Бак котла хорошо изолирован и требует мало энергии для поддержания воды горячей 24 часа в сутки.Тем не менее, программирование времени нагрева может сэкономить несколько кВтч, с тем недостатком, что вода имеет максимальную температуру только в определенное время дня.

Кому это принесет пользу?

Владельцы солнечных панелей

Вы получите наибольшую выгоду от эксплуатации котла в самое жаркое время дня, в середине дня.

Если вы не пользуетесь этой энергией («обратный счетчик»), электроэнергия, которую вы возвращаете в сеть в течение дня, будет стоить намного меньше, чем то, что вы получаете от нее вечером или ночью.Поэтому в ваших интересах сделать приоритетным использование собственного источника энергии.

Потребители с двойным счетчиком выиграют в меньшей степени

Если у вас сдвоенный счетчик, вы получите выгоду от нагрева воды по ночному тарифу. Однако, поскольку эти два тарифа не такие разные, как раньше, экономия невелика.

И не забывайте думать о собственном комфорте. Если вам нужно большое количество горячей воды в течение дня, объема воды, нагреваемой только ночью, может быть недостаточно.

Тщательно выбирайте таймер, чтобы избежать возгорания

Котел часто потребляет много энергии: от 2000 до 3000 ватт (Вт) . Ваш таймер должен быть оборудован для этой цели, иначе существует опасность возгорания!

Как я могу рассчитать пропускную способность по току?

Проверьте упаковку таймера, чтобы узнать, выдержит ли он мощность вашего бойлера. Обычно это выражается как «пропускная способность по току», т.е.грамм. 10 ампер (А). Быстрый расчет подскажет, достаточно ли этого. Допустим, у вас есть котел мощностью 3000 Вт на 230 вольт (В).

мощность / напряжение котла = минимальное количество ампер, которое должен выдерживать ваш таймер.
3000 Вт / 230 В = 13 А.

В этом случае допустимая токовая нагрузка вашего таймера должна быть больше 13 А.

Как установить таймер?

Двухфазный котел: можно установить самому

У вашего котла есть заглушка? Большой! У вас наверняка двухфазный котел.

Подключить к нему таймер так же просто, как пирог , используя устройство, которое подключается к обычной электрической розетке и имеет розетку для котла.

Трехфазный котел: вызвать электрика

Напротив, трехфазный котел не имеет вилки, а подключается непосредственно к вашему распределительному щиту.

Подключение таймера к этому типу котла требует определенных технических навыков. Попросите электрика установить таймер на распределительном щите .

Энергии | Бесплатный полнотекстовый | Гибкость электрического котла и теплоаккумулятора для взаимодействия нескольких энергетических систем

1. Введение

Централизованное отопление (ЦО) обеспечивало горячей водой 63% частных домов в Дании в 2015 году [1]. Концепция системы централизованного теплоснабжения / охлаждения 4-го поколения, поддерживаемая возобновляемыми источниками энергии, представлена ​​в [2]. Чтобы к 2030 году стать углеродно-нейтральным в секторе отопления, возобновляемые источники энергии должны удовлетворить все потребности в отоплении. Таким образом, есть возможность интегрировать тепловые и электрические сети для поддержки вспомогательных услуг сети с помощью гибких электрических нагрузок, таких как электрические котлы (EB) и тепловые насосы (HP), поддерживающие тепловую систему [2,3]. Электроэнергетическая и тепловая сети соединены вместе как электроэнергия-тепло (P2H) для использования возобновляемой электроэнергии для централизованного теплоснабжения. Интегрированный накопитель тепла разделяет спрос и выработку, чтобы повысить гибкость и лучшую адаптацию к потребностям в энергии. Концепция P2H в мультиэнергетической системе требует незначительного расширения сети и хранилища [4]. Цель данной статьи — признать гибкость работы теплового блока, состоящего из электрического котла (EB) и накопительного бака, смоделированного с помощью стратифицированного слои, как часть системы P2H.Это в первую очередь реализуется посредством анализа данных по измеренному потреблению тепловой энергии в жилом районе и оценки спроса на тепловую энергию с использованием подбора кривой с последующим составлением оптимального графика EB на основе спотовой цены. Модель многослойного стратифицированного резервуара для хранения тепла подходит для интеграции в электрическую сеть и гибкой работы, чтобы компенсировать ошибку в оценке тепловой нагрузки. Этот метод также может быть применен к системе с тепловым насосом. Тем не менее, применение ЭБ в настоящее время имеет большое значение для обеспечения гибкости энергии, а также для частотных услуг системы [5].Например, EB 50 кВт используется в качестве гибкой нагрузки на острове Ливо в Дании для увеличения собственного потребления от ветряных и фотоэлектрических установок, установленных на острове [6]. Преимущества централизованного накопления тепла с точки зрения эксплуатационной гибкости ТЭЦ (комбинированное производство тепла и электроэнергии) для централизованного теплоснабжения хорошо изучено в [7]. Гибкость сети централизованного теплоснабжения для рынка резерва автоматического восстановления частоты изучается в [8]. Балансирующие рынки предоставляют возможность для привлечения большего количества ЭБ в ЦТ и увеличения его вклада в гибкость [9].Важнейшим аспектом здесь является то, как можно эффективно реализовать развертывание системы. Ref. [7] обращается к гибкой работе тепловых насосов с использованием стратегии прогнозирующего управления, пренебрегая потреблением горячей воды из-за его сильно рандомизированного и трудно предсказуемого характера. Прогностическое управление тепловым насосом путем оценки только температуры наружного воздуха было изучено в [10]. Таким образом, существует необходимость в исследовании простых и эффективных методов определения влияющих параметров для прогнозирования тепловой нагрузки для управления гибкой работой тепловых блоков в технологии P2H.Перспектива электрификации тепла на рынке с преобладанием ветра с использованием резистивного нагрева и накопления является наиболее углеродоемким методом [11] с более низкими инвестиционными затратами по сравнению с HP [9,12]. Кроме того, большим HP требуется много времени от холодного запуска до достижения оптимальной эффективности. Таким образом, они не очень активны на балансирующих рынках между часами из-за коротких интервалов старт-стоп. Скорее, они в основном используются в качестве базовой нагрузки [9]. Следовательно, гибкость в услугах по балансировке с простым запуском и остановкой является основным стимулом для введения большего количества EB в систему. Электроэнергетические установки в централизованном теплоснабжении имеют потенциал для отрицательной вторичной регулирующей мощности за счет увеличения потребления и поддержания баланса сети [13]. В [14] реализованы преимущества управления спросом и возможность реагирования на спрос для повышения эффективности энергосистемы с помощью интегрированных устройств энергии ветра и электрического обогрева с учетом постоянной тепловой нагрузки в течение дня. Более высокий потенциал ТН в системах ЦТ в будущем реализован в [15]. Интеграция ЭП с накопителем в низковольтную бытовую сеть в качестве гибкой потребительской нагрузки была представлена ​​в [16].Следовательно, существует потенциал хорошей гармонии и гибкости между секторами электрической и тепловой энергии, поддерживающими друг друга в мультиэнергетических системах. Исследование потребностей в отоплении помещений и горячей воде для бытовых нужд представлено в [17] на основе подбора кривой и функций распределения. В [18] индекс коэффициента пиковой нагрузки зданий используется для определения разнообразия тепловых нагрузок для создания теплового профиля для жилых зданий. В справочнике [19] рассчитывается вероятность потребления горячей воды для бытового потребления в момент времени (t), который зависит от вероятности в течение дня, буднего дня, сезона и праздничных дней, как функцию времени (t).Ступенчатые функции с большей вероятностью для выходных дней по сравнению с рабочими днями используются для индикации более высокого потребления горячей воды для бытового потребления в выходные дни. Тепловая потребность в отоплении помещения в типичный зимний день исследуется в [20]. Однако схема использования комбинированного эффекта отопления помещений (SH) и горячего водоснабжения (ГВС) все еще остается нереализованной. Правильное знание структуры спроса на отопление помещений и бытового использования, представленное в этой статье, является ключевым фактором для разработки хорошего и применимого инструмента оценки спроса на тепловую энергию.Это курсив в основном тексте и уравнениях. Для согласованности в документе, пожалуйста, внимательно проверьте и измените их на курсив. Возможность оценки потребности в тепле для отопления помещений всего за несколько часов заранее с использованием нейронной сети на основе потребления тепла в зданиях в Польше сопоставлена ​​с погодными условиями более 10- годовой период в [21]. В [21] метод прогнозирования основан на нейронной сети временных рядов с учетом температуры и потребления тепла в конкретный час, день и предыдущую историю.Данные за один месяц из сети ЦО в Риге были проанализированы для прогнозирования в [22] со сравнением методов с использованием искусственной нейронной сети, модели полиномиальной регрессии и их комбинации. С помощью этих методов прогнозы выполняются путем обновления статистики фактической нагрузки и температуры предыдущего измерения. ЦО из Чехии был проанализирован в [23] в модели прогноза, основанной на временных рядах температуры наружного воздуха и зависимых от времени социальных компонентов, которые могут различаться для разных дней недели и времени года.Для реализации прогноза социальной составляющей используется метод Бокса – Дженкинса. В ссылке [24] рассматриваются вопросы выбора подходящих входных переменных от датчиков систем управления энергопотреблением. Температура окружающей среды и относительная влажность наряду с солнечной радиацией являются преобладающими факторами для прогнозной модели [24,25]. В [26] прогнозирование, основанное на методе аналогичного дня, хорошо представлено для выходной мощности на сутки вперед для маломасштабной солнечной фотоэлектрической системы. Тем не менее, ни одна из литературы не обсуждалась относительно централизованного теплоснабжения как летом, так и зимой, а также прогнозирования тепловой нагрузки, основанного на совокупном влиянии фактора времени и переменных окружающей среды (таких как температура наружного воздуха, влажность и скорость ветра) вместе.Эти аспекты важны для изучения в комплексной структуре, чтобы четко понять эффективный потенциал тепловых устройств, таких как электрические блоки. Таким образом, такие гибкие блоки могут обеспечивать энергетическую гибкость, необходимую для поддержки интеграции возобновляемых источников энергии в будущие энергетические системы. В этом документе предлагаемая методология для получения гибкости с EB в P2H резюмируется на блок-схеме, как показано на Рис. 1. Существенным вкладом в этот документ является определение модели тепловой нагрузки, оценка тепловой нагрузки с использованием инструмента подбора кривой и использование стратифицированного резервуара для хранения для проверки гибкости работы EB.Фактические тепловые данные от оператора ЦО анализируются, чтобы раскрыть конкретную модель потребления жилых районов, связанных с использованием, на основе различных временных факторов, таких как почасовые, будние, выходные и сезонные. Эта информация полезна при обучении инструмента построения кривой для оценки тепловой нагрузки. Со ссылкой на [21,22,23], оценка тепловой нагрузки основана на прошлом и ее текущем состоянии на зиму. Простой, но эффективный метод построения кривой для оценки потребности в тепле в жилом районе на основе зависимых параметров, таких как временной фактор (на основе профиля потребления) и переменные среды (кажущаяся температура), был исследован и также сравнен с фактическими данными. как следствие существующей литературы.Анализ выполняется для оценки тепловой нагрузки как зимой, так и летом. Подгонка кривой проста и решает проблему, возникающую при обновлении измеренных данных (из-за отказа измерительного оборудования), как при оценке временных рядов. Расчетный спрос используется для определения оптимального графика работы ЭБ в P2H, для планирования мощностей для одновременного хранения и удовлетворения спроса на тепловую энергию на основе спотовой цены на электроэнергию. Использование многослойного накопительного бака в сочетании с EB имитирует реальные условия эксплуатации, при которых температура подаваемой горячей воды более реалистична по сравнению со средней моделью накопительного бака, где температура горячей воды постепенно снижается.Результат подтверждается фактическим потреблением тепла, чтобы проиллюстрировать, как накопитель тепла справляется с ошибкой прогнозирования и вносит свой вклад в качестве примера гибкой нагрузки в концепции P2H. Документ структурирован следующим образом. Анализ потребления тепловой нагрузки, основанный на фактических измерениях на одном конкретном жилом участке в Дании, снабженном пятью фидерами, анализируется для раскрытия конкретной схемы использования и описывается в Разделе 2. Выбор параметров для эффективной оценки тепловой нагрузки с использованием различных инструментов, таких как нейронные сеточная подгонка и аналогичный дневной метод обсуждаются в Разделе 3.Обзор подхода к моделированию стратифицированного резервуара для хранения горячей воды и EB представлен в разделе 4 вместе с проверкой модели. В Разделе 5 представлена ​​методология оптимизированного графика работы ЭБ вместе со стратегией управления ВКЛ / ВЫКЛ ЭБ. Результаты оценки спроса обсуждаются в Разделе 6, а затем рассматривается их применение в гибком графике EB для реагирования спроса. Наконец, статья завершается результатами исследовательской работы в Разделе 7.

2.Анализ тепловых данных

Тепловые данные, измеренные на терминале пяти тепловых распределительных фидеров (F1-F5), снабжающих ряд жилых домов, в одном конкретном жилом районе Ольборга, Дания, используются для анализа. Проанализированы имеющиеся измеренные данные о почасовом потреблении тепловой энергии с 21 декабря 2015 года по 4 декабря 2016 года. На рисунке 2 показано общее годовое потребление тепловой энергии (QDHW) для жилых домов в фидерах (F1-F5), снабжающих жилые дома. Годовое потребление колеблется от 723 ед.7 МВтч как самое низкое потребление для F1 до 1278,5 МВтч как максимальное потребление в F4. Это различие связано с разным количеством жителей в районе и их уровнем комфорта. Общее годовое потребление составило 5195,7 МВтч. На рис. 3а, б показан график почасового потребления QDHW для фидеров (F1-F5) и их общего потребления соответственно в течение года. Рисунок 3a, b ясно показывает, что есть сезонные колебания. Рисунок 3b показывает, что есть внезапный переход в потреблении тепла в определенный период времени, например, ближе к концу января, середине марта и началу мая.Однако между серединой мая и концом сентября наблюдается значительная разница в потреблении тепла, которая составляет менее 35% от пикового зимнего потребления. Таким образом, чтобы упростить дальнейший анализ, тренд потребления тепла условно разделен на два сезона, зиму и лето, независимо от осени и весны. Следовательно, с октября по апрель считается зимним сезоном, а с мая по сентябрь — летним сезоном. Переходный период в начале мая и октябре в данном анализе не рассматривается.Похоже, что в мае потребность в тепле немного больше, чем в сентябре, из-за перехода с зимы на лето и составляет около 30 ± 5% от пикового зимнего потребления. Интересно увидеть анализ данных с сезонной точки зрения: потребление зимой и летом. В остальной части статьи анализ проводится с учетом совокупного воздействия всех питателей. В результате максимальная потребность в тепле, вероятно, будет меньше суммы пиковой нагрузки отдельного питателя. Это также снижает периодические колебания спроса на отдельные кормушки.

Среднее потребление QDHW в час для всех фидеров с учетом годового потребления составляет 618,5 кВтч. Зимой это 881,8 кВтч, что на 205,8% больше, чем потребление летом 288,4 кВтч.

На рис. 4a, c показан график среднечасового режима потребления тепла в разные дни недели зимой и летом соответственно. Хорошо видно, что существует уникальная картина среднего теплового потребления с пиками. В выходные (суббота и воскресенье) картина отличается от будней (с понедельника по пятницу).Для упрощения графиков, показанных на рис. 4a, c, графики со средним потреблением тепловой энергии в течение недели, будних и выходных дней были построены на рис. 4b, d для зимы и лета соответственно. Отмечается, что существуют определенные закономерности почасового использования среднего QDHW. Есть две вершины и две впадины. Ясно, что величина отклонения в потреблении тепла от минимального потребления выше для выходных, чем для будних дней, что указывает на более высокое потребление горячей воды для бытового потребления, как упомянуто в [19].На рисунке 5 показана структура потребления в будние, будние и выходные дни за период с декабря 2016 года по август 2017 года для зимы и лета соответственно. В отличие от рисунка 4b, d общее потребление в выходные дни ниже, чем в будние дни. Таким образом, количество потребляемой тепловой энергии по выходным и будним дням не очень актуально. Однако почасовая структура потребления в будние и выходные дни сопоставима с аналогичными пиками и спадами в определенные часы, показанными на рис. 4b, d. Следовательно, знание этих моделей потребления тепла в будние и выходные дни очень полезно для обучения инструмента оценки, чтобы компенсировать ошибку из-за независимых от температуры факторов, таких как поведение пользователя.Самый низкий уровень потребления приходится на период 03: 00–04: 59 ч, который постепенно увеличивается до 07: 00–07: 59 ч в обычные будние дни, когда люди готовятся к своей работе (рис. 4b, d). В выходные дни этот пик смещается примерно с 10: 00–12: 59 ч. Сдвиг пика может быть вызван тем, что в выходные люди предпочитают поздно вставать. После утреннего пика потребление тепла снижается до 2: 00–3: 59 ч, когда люди находятся на работе в будние дни. В течение недели вечерний пик приходится на 18: 00–20: 59, который постепенно снижается до 4:59 ранним утром.Однако летом наблюдается сдвиг вечернего пика по сравнению с зимним. Этот анализ показывает актуальность времени, дня и сезона для определения характера использования теплового потребления, и что это важно для прогнозирования, как показано в [21] для тепловой нагрузки, аналогично прогнозированию электрической нагрузки [27].

3. Оценка потребности в тепле

Трудно оценить потребность в тепле для жилого района, поскольку она во многом зависит не только от переменных окружающей среды (погоды), но также от поведения пользователя и геометрии здания.В действительности, анализ занятости и комфорта на уровне пользователя затруднен и приводит к проблемам, связанным с проблемами конфиденциальности отдельных лиц. Это приводит к значительным усилиям по поиску компромисса между ошибками в оцениваемых переменных и зависимых параметрах. Анализ тепловых данных в жилых районах дает замечательную информацию о структуре спроса на тепловую энергию без ущерба для частной жизни людей. Эта информация полезна при выборе эффективных переменных для оценки спроса на тепловую энергию с точки зрения поведения пользователя, которое определяет структуру спроса.Время суток и дни недели (будни или выходные) — это два основных параметра, связанных со структурой потребления тепла в зависимости от уровня комфорта пользователя.

Расчетные параметры используются для определения гибкости работы тепловой системы на основе спроса, предложения, мощности и цен на энергию. В этой статье для оценки потребления тепла в жилом районе используются тепловые данные, показанные на Рисунке 5.

3.1. Зависимые переменные для оценки тепловой нагрузки

На тепловую нагрузку сильно влияет переменная окружающей среды, такая как температура воздуха.На рисунке 6а показано почасовое значение тепловой нагрузки и соответствующая средняя внешняя температура окружающей среды. Это показывает, что снижение температуры увеличивает потребность в тепле. Помимо температуры воздуха, холодный воздух с высокой относительной влажностью увеличивает отвод тепла от тела по сравнению с сухим воздухом той же температуры. Чтобы учесть комбинированный эффект относительной влажности, ветра и температуры воздуха, ответственный за потерю тепла телом, учитывается кажущаяся температура.Кажущаяся температура рассчитывается с использованием (1) и (2) [28]. На рисунке 6b показано почасовое значение тепловой нагрузки и соответствующая кажущаяся температура. Коэффициент корреляции тепловой нагрузки по отношению к внешней температуре окружающей среды и кажущейся температуре составляет -0,88 и -0,89 соответственно.

AT = Ta + 0,33e − 0,7v − 4,00

(1)

е = Rh2006.105exp17.27Ta237.7 + Ta

(2)

где AT = кажущаяся температура [° C]. Ta = Температура внешней среды по сухому термометру [° C].e = давление водяного пара [гПа]. v = скорость ветра [м / с]. RH = относительная влажность [%]. На рисунке 7a показан график зависимости видимой температуры от тепловой нагрузки в период с декабря 2016 года по август 2017 года. На рисунке 7b показано распределение тепловой нагрузки по отношению к видимой температуре только летом и зимой. Из рисунка 7b видно, что потребность в тепле зимой обратно пропорциональна кажущейся температуре. Тогда как летом пропорциональная связь между собой очень мала.Это может быть связано с тем, что, помимо внешней температуры, потребление тепла в основном используется для бытовых целей, таких как купание, стирка, обогрев туалета / ванной комнаты и потери при передаче. Таким образом, логично заключить, что сезонный эффект необходимо рассматривать как входную переменную в модели для оценки.

Параметры для оценки тепловых нагрузок в жилых районах основаны на таких факторах, как поведение пользователя (часы, будни и выходные) и условия окружающей среды (видимая температура и время года).

3.2. Метод оценки тепловой нагрузки

Рассмотрены различные подходы к оценке тепловой нагрузки, основанные на методе подбора кривой, такой как подгонка нейронной сети и аналогичный дневной метод, поскольку они широко используются. Встроенные инструменты и функции MATLAB используются для разработки модели оценки с помощью инструмента нейронной сети. Анализируются различные сценарии, основанные на сезонных колебаниях (летом и зимой).

Для инструмента подбора нейронной сети 50% сезонного набора данных используются для обучения, 25% для проверки и 25% для тестирования для разработки модели.Наборы данных делятся случайным образом для обучения, тестирования и проверки модели. После разработки модели для оценки используется 50% оставшегося набора сезонных данных.

Для аналогичного дневного подхода ежечасные данные за день упорядочены по сезону (лето и зима), будням и выходным, как показано на рисунке 8. 50% каждого набора данных (будние и выходные для лета и зимы) используются в качестве исторических данные для построения евклидова расстояния (ED) для измерения сходства. В методе аналогичного дня предполагается, что тепловая нагрузка связана с кажущейся температурой (AT) для аналогичного дня (будние дни и выходные летом или зимой), что приведет к аналогичной тепловой нагрузке.Значение ED, основанное на записанных нормированных значениях AT (AT˜) в определенный час (h) дня (d), рассчитывается для каждого исторического аналогичного дня (di) с использованием (3) [26]

ED (AT˜, d, di) = ∑h = 124 (AT˜h (d) −AT˜h (di)) 2

(3)

где ED (AT˜, d, di) — это ED между днем ​​d и историческими днями di относительно значения AT˜. Дни с аналогичной структурой AT будут иметь очень малые значения ED, поэтому соответствующее значение тепловой нагрузки выбрано в качестве оценочного значения. Параметры AT могут быть получены из прогнозируемых метеорологических данных.

5. График работы ЭБ для обеспечения гибкости

Чтобы спланировать время работы ЭБ для зарядки резервуара для горячей воды, следует процедура оптимизации, описанная в (11) и (12). Целевая функция — минимизировать затраты на электроэнергию для производства горячей воды для удовлетворения спроса и потребностей в хранении. Ограничения рассчитывают энергию, хранящуюся в резервуаре для хранения, и не позволяют резервуару для хранения заряжаться больше, чем его допустимый максимальный и минимальный предел. Энергия, извлекаемая из сети, равна 0 (когда EB выключен) или равна номинальной мощности нагревателя EB (Pb, когда EB включен).Энергия, извлекаемая из сети, должна быть способна заряжать хранилище, а также удовлетворять спрос. Несмотря на то, что есть возможности для управления мощностью ЭП в несколько этапов, проблема здесь упрощается с помощью только включения и выключения, чтобы продемонстрировать гибкость в работе ЭБ в условиях динамического тарифа с помощью предполагаемого спроса. Кроме того, работа ЭБ в часы пик в вечернее время ограничена, чтобы минимизировать проблемы, связанные с перегрузкой сети и пониженным напряжением в низковольтной жилой сети Дании, из-за интеграции и работы электрических котлов (ЭБ) [6].Тепловая энергия, хранящаяся в резервуаре в конце дня, максимизируется, чтобы проиллюстрировать, что резервуар для хранения не только обеспечивает гибкость, обеспечивая тепловой спрос во время высокой цены на электроэнергию и пикового спроса на электроэнергию, но также сохраняет энергию в течение периода низкая цена на электроэнергию в течение 24 часов по спотовой цене на рынке электроэнергии.

Minimize∑t = 124CtPg, т

(11)

Ограничения St + 1 = St − QDHW, t + Pg, tSmin≤St≤SmaxPg, t∈ [0, PbΔt] Pg, t = 0 для 17≤t≤20 (Smax − PbΔt) ≤St≤Smaxfort = 24

(12)

Здесь C = цена энергии [евро / МВтч].Pg = энергия, извлеченная из сети [МВтч]. S = энергия, которая может быть извлечена из хранилища [МВтч]. QDHW = тепловая нагрузка [МВтч]. Pb = номинальная мощность EB [2,4 МВт]. Индексы: t = время [ч], min = минимум, max = максимум, ini = начальное значение. Максимальная энергия, которая может храниться в резервуаре для горячей воды, определяется выражением (13)

Smax = MbCw (Ts-Tr) / (3600 × 106) [МВтч]

(13)

Здесь Mb = Масса воды в хранилище [2 × 105 кг]. Ts = температура подаваемой горячей воды в баке [80 ° C]. Tr = температура возвратной воды в баке [40 ° C].Cw = удельная теплоемкость воды [4190 Дж / кг · K]. Задача оптимизации была решена путем минимизации функции стоимости с помощью оптимизации грубой силы в MATLAB. Все возможные кандидаты в решения генерируются, а затем проверяются на соответствие постановке задачи, как указано в (11) и (12). Для более чем одного решения выбирается решение с меньшим количеством операций включения / выключения EB. Решения были проверены с использованием «PuLP», моделлера линейного программирования, написанного на Python.

Управление EB

Оптимизированный график работы EB определяется на основе предполагаемой тепловой нагрузки. С другой стороны, фактическая потребность в тепле будет в некоторой степени отличаться от расчетной стоимости. Это приводит к ошибке оценки. Если ошибка велика, это может привести к тому, что температура накопительного бака будет отклоняться от указанного предела (T10≤75 ° C, когда накопитель заряжен, и T7≥46 ° C, чтобы ограничить разряд накопителя до 70% его емкости). Таким образом, чтобы компенсировать большую ошибку в расчетном спросе по отношению к фактическому значению, оптимизированный график работы EB усилен контроллерами пределов на основе управления гистерезисом, реализованным с помощью RS-триггера, для включения / выключения EB, как показано на рисунке 12.Это гарантирует, что температура горячей воды в накопительном баке находится в пределах указанного предела. На рисунке 12а показано, что при температуре нижнего слоя T10≥75 ° C EB необходимо выключить, как описано в разделе 4.1. Он отключается только на короткий период, пока температура седьмого слоя (T7) не станет ниже 78 ° C, чтобы он мог в дальнейшем следовать графику. Рисунок 12b гарантирует, что если T7 <46 ° C (накопитель разряжается более чем на 70% своей емкости), EB включается до тех пор, пока он не будет полностью заряжен (т.е.е., T10≥75 ° C). Помимо этих двух условий, ЭБ работает по установленному графику. Общая стратегия управления показана в таблице 3, где Ca - управляющий сигнал для включения и выключения EB, а Ca1 - сигнал запланированного включения / выключения EB.

7. Выводы

Этот документ показывает суть суточного использования тепловой энергии летом и зимой в жилом районе, а также факторы, влияющие на оценку тепловой нагрузки, такие как параметры поведения пользователя и параметры внешней среды.На основе этих факторов была реализована модель нейронной сети и аналогичный дневной метод оценки. Используя эту модель, можно получить оценку использования тепла для одной и той же области, но не для других областей. Таким образом, уже имеющаяся модель вряд ли будет использоваться для новых предметов. Тем не менее, выводы этой статьи об использовании входных параметров для определения потребности в тепле в конкретной области и ее влияния на характер использования были обоснованы.

Результаты анализа данных о потреблении тепла (QDHW) позволяют сделать некоторые важные выводы о структуре энергопотребления в зависимости от времени и дня использования, отражая поведение пользователей без ущерба для личной жизни.Эта ценная информация полезна для определения генерации тепловой нагрузки и потребности в хранении. Когда большие ТЭЦ заменяются небольшими тепловыми насосами или электрическими котлами и интегрируются в электросетевую сеть, это увеличивает потребность в электроэнергии с профилем, показанным на Рисунке 4. Таким образом, в непиковые часы, когда спрос на электроэнергию низкий, Блок хранения тепла может использоваться для хранения излишков электроэнергии, вырабатываемой ветряными турбинами и другими возобновляемыми источниками энергии. Это хранилище тепловой энергии можно использовать в часы пик, сокращая выбросы парниковых газов при производстве горячей воды.Кроме того, расчетное значение потребности в тепле помогает в определении диапазона требований к аккумулированию тепла для удовлетворения потребительского спроса, а также реакции спроса на использование модуля аккумулирования тепла в качестве гибкой потребительской нагрузки в многоэнергетической системе.

6 способов уменьшить вдвое энергию вашего котла.

Экономия энергии: как вдвое снизить количество энергии, потребляемой вашим котлом

Во многих домах водогрейный котел быстро превратился в крупнейшего потребителя энергии .Среднегодовое использование устройства составляет 1900 киловатт-часов (кВтч), другими словами, это более половины всей энергии, потребляемой средней фламандской семьей (3500 кВтч). К счастью, мы можем значительно снизить потребление энергии водогрейным котлом любого типа, выполнив несколько простых шагов.

1. Изолируйте свой водогрейный котел

Потери тепла происходят даже тогда, когда не используется горячая вода, поэтому бойлер все равно будет регулярно нагревать воду. Эти «потери из-за простоя» или «потери холостого хода» составляют примерно от 30 до 60 Вт, в зависимости от мощности котла (чем больше котел, тем больше потери тепла).Прибор емкостью 150 литров будет легко использовать более 500 кВтч в год, чтобы компенсировать эти тепловые потери, то есть примерно четверть своего общего потребления энергии.

Оснащение котла хорошей теплоизоляцией позволяет значительно снизить потери тепла . Однако большинство водогрейных котлов имеют лишь ограниченную изоляцию. Вот почему рекомендуется обернуть котел изоляционным материалом, например минеральной ватой, пенополистиролом или изоляционным покрытием. Изолировать котел после того, как он был установлен, очень просто и дает значительную экономию энергии.Теоретически потери энергии можно полностью предотвратить, хотя на практике максимальная изоляция часто ограничивается доступным пространством вокруг котла.

2. Изолировать водопроводные трубы

Потери тепла также происходят через водопроводные трубы, идущие к котлу и от него. Потери тепла можно дополнительно снизить, если изолировать первые два метра труб. Трубы как с холодной, так и с горячей водой должны быть завернуты. Изоляция водопроводных труб снижает потребление в режиме ожидания примерно на треть .

3.

Экономия энергии и вода: установите водосберегающую насадку для душа

Водосберегающая душевая лейка расходует примерно на 30% меньше воды, без ущерба для комфорта . Конечно, это выигрыш вдвойне, так как это также означает, что необходимо нагревать на 30% меньше воды.

4. Понизьте температуру

Пользователи могут сами установить температуру водогрейного котла, максимум до 90 градусов Цельсия. Чем выше температура, тем больший объем горячей воды может обеспечить бойлер, поскольку горячая вода смешивается с холодной водой, чтобы получить идеальную температуру около 37 градусов.Но более высокая температура также означает более высокое потребление энергии на .

Если вы опустите термостат, вы сэкономите около 5% энергии на каждые 6 градусов. Самая энергоэффективная температура — 60 градусов по Цельсию. Более низкие температуры не рекомендуются, так как они повышают риск развития бактерий (бактерий легионеллы) в котле.

5. Помогает ли таймер экономить энергию?

Часто советуют установить на бойлер таймер, чтобы вода нагревалась только тогда, когда это необходимо.Однако это не всегда позволяет экономить энергию, поскольку для нагрева охлажденной воды до заданной температуры требуется на больше энергии. Кроме того, сам таймер использует электричество. Таймер может быть полезен, когда котел плохо изолирован, хотя в этом случае было бы намного лучше изолировать котел (см. Выше).

Если вам не нужна горячая вода в течение длительного периода (например, если вы уезжаете на выходные), то определенно стоит выключить котел, так как энергия, необходимая для повышения температуры, когда вода в бойлере нагревается. остывший до комнатной температуры остается прежним.

6. Удалить накипь с котла

Накипь на электрических резисторах (которые нагревают воду) снижает энергоэффективность водогрейного котла. Следовательно, рекомендуется очищать котел от накипи каждые два года.