Электричество для отопления дома
Наиболее дорогой и малоэффективный по затратам способ отопления – использование электричества для прямого нагрева воздуха или с использованием электрокотла.
Классические ТЭНовые электрокотлы имеют компактные размеры и могут быть установлены в любом помещении. Они уже содержат в своем корпусе все необходимые элементы системы отопления (циркуляционный насос, расширительный бак, группа безопаности), что сильно упрощает монтаж.
Таблица. Достоинства и недостатки электроотопления.
| Достоинства | Недостатки |
| Не требует согласования и договора на обслуживание, достаточно получить разрешение на нужную мощность электроустановок | Не подходит для домов площадью более 120-150 м2 – энергоснабжающая организация не согласует мощность свыше 15 кВт |
| Простота монтажа, недорогие комплектующие | Самая высокая стоимость 1 кВт тепла (до 10 раз больше газовых систем) |
| Высокий КПД – до 99% энергии выделяется в виде тепла | |
| Вариативность исполнения – конвекторы (масляные, кварцевые), инфракрасные излучатели, галогеновые нагреватели, тепловентиляторы, электрокотлы с водяным контуром отопления | |
| Простота поддержания выбранной температуры в течение суток и на несколько дней | |
| Долгий срок службы – до 50 лет для конвекторов |
Стремясь повысить эффективность электроотопления, производители разработали пока считающимися инновационные для нашей страны способы обогрева и методы экономии электроэнергии.
Геотермальные насосы
Подробно ознакомиться с принципом работы геотермального насоса можно в отдельной статье.
Способ использует подогрев теплоносителя от грунта или воды, из-за чего отдача тепла составляет 200-500% от используемой мощности компрессора. Это делает ежемесячные расходы сравнимыми с отоплением дровами и лишь немного превышающими использованием газа.
Достоинство способа – низкие затраты на электроэнергию. Главный недостаток, ограничивающий использование – большие первичные затраты на комплектующие и монтаж, достигающие от 300 тысяч до 1,5 млн. рублей.
Эффективность геотермальных насосов при морозах от 25оС резко снижается, опускаясь ниже 90%. В этом случае для поддержания комфортной температуры включают электрообогрев с помощью котлов, конвекторов или инфракрасных излучателей.
Рекуператоры
В процессе работы котлового оборудования и вентиляции часть тепла улетучивается за пределы дома с продуктами сгорания или тёплым, но загрязнённым воздухом.
Принцип работы бытового рекуператора воздуха.
В рекуператорах воздух улицы подогревается выходящими из дома тёплыми потоками. Для циркуляции используются вентиляторы.
Лучшие модели могут иметь КПД до 60%, что считается отличным результатом. Рекуператоры эффективны для больших по площади домов, обогреваемых мощными котлами. Это нетрудно доказать простыми расчётами.
КПД современных газовых котлов достигает 80-95%, это значит, что до 20% тепла уходит в отводящую трубу.
Например, котёл 20 кВт «отправляет в атмосферу» до 4 кВт тепла. Если учесть, что рекуператор может «вернуть» 50%, то максимальная мощность такого устройства будет достигать 2 кВт. Использование вентиляторов в круглосуточном режиме может свести к нулю эффективность устройства. Учитывая стоимость рекуператора, покупка прибора и монтаж воздуховодов могут окупиться не ранее, чем через 10-15 лет.
Выбирая способ отопления частного дома, оценивают необходимую мощность оборудования, доступность разных видов топлива в регионе проживания, возможность и желание заниматься ручной подачей топлива и утилизации продуктов сгорания. Ошибки в выборе приводят к излишним затратам на приобретение дополнительного оборудования и расходы на энергоносители.
Методики расчёта природного газа
Разделяют четыре типа вычислений расхода газа: по мощности нагревателя, потерям тепла или виду отопительной системы.
Для централизованной обвязки
Формула достаточно проста:
V = N / (Q * J), где:
- N — необходимая для помещения мощность.
- Q — теплота сгорания топлива.
- J — КПД нагревателя.
Q для газа G20 принимают равной 34,02 МДж на кубометр, для G30 — 45,65. И также есть вещество G31, обладающее немного лучшими характеристиками, нежели G30.
Внимание! КПД зависит от конкретного устройства и прочих факторов, например, наличия утеплителя
Для автономного отопления на площадь 50, 60, 80 кв. м и 400м2
В расчётах принимает участие три показателя: площадь строения, рекомендованная мощность котла и его КПД. Любые значения в Джоулях переводят в Ватт: 1 Вт = 3,6 кДж. Теплота сгорания газа составляет 9,45 кВт. Рекомендованная мощность — размер энергии, необходимой для обогрева дома в отопительный сезон.
Поскольку летом отопление не требуется, используют лишь половину значения. Предположим, что нужно 10 кВт: в расчёте используем пять: V = 5 / (9,45 * 0,9) = 0,588 кубометров в час.
Таким образом, на день понадобится 14,11 м3. Отопительный сезон длится около 7 месяцев: с октября по апрель. За 213 дней уйдёт 3006 кубических метров природного газа.
Этот расчёт выполнен для дома с суммарной площадью 100 квадратных метров. В зависимости от реального значения, расчёт меняется:
- Строение в 50 квадратов потребует вдвое меньше топлива, а в 60 — на 40%.
- Дом площадью 80 м2 займёт 2405 кубов газа, а в 400 м2 — немного больше 12 тысяч.
Расчёты примерны, поскольку не учитывают различные факторы. Например, в некоторые дни бывает теплее и требуется меньше топлива, в другие — наоборот. Результат также зависит от используемого газа. В представленном вычислении использован G 20.
По теплопотерям
Необходимо знать количество теплоты, которое покидает помещение за час. Предположим, что значение составляет 16 кВт в час. Для расчётов берут 70% от показателя. Таким образом, дому требуется 11 кВт в час, 264 в сутки и 7920 в месяц. Для перевода в кубометры достаточно разделить величину на 9,3 кВт/м3 — удельную теплоёмкость сгорания природного газа.
Фото 1. Теплопотери дома через различные его части. Они влияют на расход газа отопительным котлом.
И также нужно внести поправку на КПД, разделив число на паспортный показатель. В предложенном примере расход газа за один месяц составит 864 кубометра. Это усреднённая величина, которую достаточно умножить на количество месяцев в отопительном сезоне.
По мощности газового котла
Наиболее простой расчёт среди представленных. Достаточно узнать в паспорте мощность обогревателя. Показатель делят пополам и переходят к вычислениям. Это связано с действительным расходом: отопительный сезон длится 7 полных месяцев из 12. В особо холодные зимы потребуется гораздо больше тепла.
Допустим, что котёл создаёт 24 кВт энергии. Половина — 12 кВт. Принимаем потребность в тепле за эту величину. Для определения расхода топлива этот показатель делят на удельную теплоёмкость сгорания топлива. Для природного газа — 9,3 кВт/м3. Получается, что в час нужно примерно 1,3 кубометра топлива, в день — 31,2, а в месяц — 936. Полученное значение делят на коэффициент полезного действия и получают действительный результат.
Фото 2. Расход потребления газа в час и за сезон в зависимости от мощности отопительного котла.
Таблица расходов на отопление дома
Итак, вот сводная таблица. Кроме стоимости 1кВт добавлена ориентировочная стоимость оборудования без монтажа.
Вид топлива | кВт/ч, рублей | Затраты на оборудование, 20кВт, рублей |
Котельная на сжиженном газе | 2,65 | 40 000 +200 000 |
Дизельная котельная | 4,01 | 65 000 + 20 000 |
Котельная на паллетном котле | 1,87 | 180 000 |
Твердотопливный котел на березовых дровах | 1,13 | 40 000 |
Котельная на электрокотле (однотарифный учет) 2017 год | 4,04 | 30 000 |
Котельная на электрокотле с буферной емкостью (ночной тариф) 2017 год | 1,26 | 30 000 + 90 000 |
Тепловой насос | 1,12 | 450 000 |
Котельная на природном газе | 0,43 | 40 000 + 350 000 |
Поясним то, что касается котельной на сжиженном топливе: стоимость 1 кВт, который мы посчитали, плюс стоимость газового котла и плюс средняя стоимость газгольдера без монтажа, естественно.
Дизельная котельная: стоимость 1кВт – 4,01, стоимость дизельного котла с горелкой 65 000 рублей, и стоимость топливной емкости, равная 20 000 рублей.
Котельная на паллетном котле: средняя стоимость котла на паллетах равна 180 000 рублей.
Средняя стоимость твердотопливного котла составляет 40 000 рублей.
Стоимость электрического котла составляет 30 000 рублей.
В примере с электрическим котлом укажем стоимость котла, равную 30 000 рублей и плюс стоимость буферной емкости, равную 90 000 рублей.
Стоимость теплового насоса с оборудование обойдется примерно в 450 000 рублей.
Возможно, в Вашем регионе это будет всё значительно дешевле.
Определение годовых расходов газа
Годовые расходы газа Qгод, м3/год, на бытовые нужды определяют по численности населения города (района) и нормам газопотребления на одного человека, а на коммунально-бытовые – в зависимости от пропускной способности предприятия и норм расхода газа по формуле:
(3.1)
Где:
q – норма расхода теплоты на одну расчетную единицу, МДж/год;
N – число расчетных единиц;
– низшая теплота сгорания газа на сухую массу, МДж/м3.
Таблица 3.1 Годовой расход газа на бытовые и коммунально-бытовые нужды
Назначение расходуемого газа | Показатель потребления | Количество расчетных единиц | Норма расхода тепла q, МДж/год | Годовой расход газа , м3/год | Результаты, м3/год |
Кварталы с газовыми плитами и централизованным ГВС (1-я зона застройки) | |||||
На приготовление пищи и хозяйственные нужды в жилых домах | На 1 чел. В год | Численность жителей N1=136427,6 | 2800 | 6923067,49 | |
Больницы для приготовления пищи и горячей воды | На 1 койку в год | 1637,131 | 367911,5 | ||
Поликлиники для процедур | На 1 посетителя в год | 3547,117 | 5335,796 | ||
Столовые и рестораны | На 1 обед и 1завтрак | 14938822 | 1705670,755 | ||
ИТОГО: | 9348138,911 | ||||
Кварталы с газовыми плитами и проточными водонагревателями (2-я зона застройки) | |||||
На приготовление пищи и хозяйственные нужды в жилых домах | На 1 чел. В год | Численность жителей N5=1219244,8 | 8000 | 31787588,63 | |
Больницы для приготовления пищи и горячей воды | На 1 койку в год | 2630,9376 | 591249,1485 | ||
Поликлиники для процедур | На 1 посетителя в год | 5700,3648 | 8574,702 | ||
Столовые и рестораны | На 1 чел. В год | 24007305 | 2741083,502 | ||
ИТОГО: | 36717875,41 | ||||
Годовые расходы газа крупными коммунально-бытовыми потребителями | |||||
Бани | На 1 помывку | 3698992,9 | 2681524,637 | ||
Прачечные | На 1 т сухого белья | 25964,085 | 8846452,913 | ||
Хлебозавод | На 1 т изделий | 90874,298 | 8975855,815 |
Годовые расходы газа на технологические и энергетические нужды промышленных, коммунально-бытовых и сельскохозяйственных предприятий определяют по удельным нормам расхода топлива, объему выпускаемой продукции и величине фактического топливопотребления. Расход газа определяют отдельно для каждого предприятия.
Годовой расход газа на котельную складывается из расходов газа на отопление, горячее водоснабжение и принудительную вентиляцию зданий во всем районе.
Годовой расход газа на отопление , м3/год, жилых и общественных зданий рассчитывают по формуле:
(3.1)
Где:
а = 1,17 – поправочный коэффициент принимается в зависимости от температуры наружного воздуха;
qa – удельная отопительная характеристика здания принимается 1,26-1,67 для жилых зданий в зависимости от этажности, кДж/(м3×ч×оС);
tв – температура внутреннего воздуха, С;
tcp от – средняя температура наружного воздуха в отопительный период , °С; пот =120 – продолжительность отопительного периода, сут. ;
VH – наружный строительный объем отапливаемых зданий, м3;
– низшая теплота сгорания газа на сухую массу, кДж/м3;
ή – КПД теплоиспользующей установки, принимается 0,8-0,9 для отопительной котельной.
Наружный строительный объем отапливаемых зданий можно определить
как
(3.2)
Где:
V0 – объем жилых зданий на человека, принимается равным 60 м3/чел, если нет других данных;
Np — количество жителей в районе, чел.
Таблица 3.2 Значения поправочного коэффициента а в зависимости от температуры
наружного воздуха
,°С | -10 | -15 | -20 | -25 | -30 | -35 | -40 | -50 |
а | 1,45 | 1,20 | 1,17 | 1,08 | 1,00 | 0,95 | 0,85 | 0,82 |
Годовой расход газа на централизованное горячее водоснабжение (ГВС) , м3/год, котельных определяют по формуле:
(3.3)
Где:
qГВС = 1050 кДж/(чел-ч) – укрупненный показатель среднечасового расхода тепла на ГВС на 1 чел.;
N – число жителей, пользующихся централизованном ГВС;
tхл, tхз – температура холодной воды в летний и зимний период, °С, принимается tхл =15 °С, tx= 5 °С;
– низшая теплота сгорания газа на сухую массу, кДж/м3;
– коэффициент, учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период в зависимости от климатической зоны, принимается от 0,8 до 1.
м3/год
Годовой расход газа на принудительную вентиляцию общественных зданий , м3/год, можно определить из выражения
(3.4)
Где:
qв – удельная вентиляционная характеристика здания, может быть принята 0,837 кДж/(м3×ч×°С);
fcp.в. – средняя температура наружного воздуха для расчета вентиляции, °С, (допускается принимать tcp в. = tcp om).
По району годовой расход газа , потребляемый сетями низкого давления , м3/год, равен
(3.5)
м3/год
Годовой расход газа крупными коммунально-бытовыми потребителями , м3/год, равен:
(3.6)
м3/год
Всего на коммунальные и коммунально-бытовые нужды расходуется , м3/год, газа
(3.7)
м3/год
Общий годовой расход газа районом , м3/год, без промышленных потребителей составляет:
(3.8)
Что собой представляет Гкал?
Начать следует со смежного определения. Под калорией подразумевается определенное количество энергии, которое требуется для нагрева одного грамма воды до одного градуса по Цельсию (в условиях атмосферного давления, разумеется). И ввиду того, что с точки зрения расходов на отопление, скажем, дома, одна калория – это мизерная величина, то для расчетов в большинстве случаев применяются гигакалории (или сокращенно Гкал), соответствующие одному миллиарду калорий. С этим определились, движемся дальше.
Применение данной величины регламентируется соответствующим документом Министерства топлива и энергетики, изданным еще в 1995-м году.
Обратите внимание! В среднем норматив потребления в России на один квадратный метр равен 0,0342 Гкал за месяц. Безусловно, эта цифра может меняться для разных регионов, поскольку все зависит от климатических условий
Итак, что же собой представляет гигакалория, если «трансформировать» ее в более привычные для нас величины? Смотрите сами.
1. Одна гигакалория равна примерно 1 162,2 киловатт-часам.
2. Одной гигакалории энергии хватит для нагрева тысячи тонн воды до +1°С.
Расчет затрат на устройство автономного газового отопления
Сравнивая, какая из разновидностей отопительных систем окажется наименее затратной, нужно в первую очередь обратить внимание на расход сжиженного газа на отопление. Желательно сопоставить предстоящие затраты с аналогичными расходами для других видов топлива и решить, какой вариант будет выгоднее
Начальные затраты на оборудование и обустройство
Расходы на приобретение оборудования и устройство в своем доме автономной системы отопления на сжиженном газе могут несколько различаться в разных регионах проживания. Но в целом, если сравнивать с подключением к магистральному газопроводу, разница в стоимости будет несущественной. Дороже выйдет, только если использовать не баллоны, а газгольдер объемом в несколько кубов. Его стоимость будет больше 300 000 рублей.
Также почти равноценно по стоимости обустройство помещений для котлов, использующих СУГ, в сравнении с теми, что работают на солярке. Как свидетельствуют отзывы, отопление сжиженным газом лишь тогда требует более высоких начальных затрат, когда оно служит альтернативой твердотопливному или электрическому отоплению. Но в ходе дальнейшей эксплуатации вложенные в отопление частного дома сжиженным газом средства постепенно окупятся за счет выгодности этого вида топлива.
Расходы газа но отопление частного дома
Еще несколько лет назад пропан-бутановая смесь стоила намного дороже, чем магистральный газ (метан), но со временем ценовая разница между ними уменьшается. Поэтому относительные показатели стоимости и расхода сжиженного газа на отопление демонстрируют целесообразность использования данного энергоносителя.
Удельная теплота сгорания, мДж
Наиболее простым способом определить реальный расход сжиженного газа на отопление дома будет — соотнести массу газа в одном баллоне с технологическими характеристиками отопительного оборудования. При этом удобнее рассчитывать расход именно по массе, поскольку объем (в литрах) зависит от плотности и процентного состава закачанной в баллон пропан-бутановой смеси.
Стандартный 50-литровый баллон бывает заполнен 35–40 литрами СУГ, что в пересчете на массу дает в среднем 22 кг газа.
Разберем конкретный пример для определения необходимого количества сжиженного газа в баллонах на отопление дома площадью 100 м²:
- На обогрев указанной площади понадобится (по максимальным нормам) 10 кВт теплоэнергии;
- Однако котел не функционирует постоянно в максимальном режиме, и средний коэффициент его загрузки допустимо принять за 0,5. Значит, нам необходимо 5 кВт;
- При калорийности сжиженного газа 46 мДж/кг для производства 1 кВт теплоэнергии будет израсходовано около 0,1 кг СУГ в час, а для 5 кВт потребуется 0,5 кг СУГ;
- В сутки будет расходоваться 12 кг, или почти половина баллона;
- Месячный расход сжиженного газа на непрерывное отопление дома составит примерно 13–15 баллонов.
Объема газгольдера может хватить для работы отопительной системы в течение всего сезона
Каким будет расход, если пользоваться не баллонами, а закачивать топливо в газгольдер? Насколько часто придется вызывать заправщик для пополнения запаса газа в наиболее распространенном среди потребителей «пятикубовом» резервуаре? Давайте разберемся:
- Любую из емкостей для сжиженного газа заполняют не «под горлышко», а только на 80–85%. Соответственно, в резервуаре объемом 5 м³ будет находиться около 4250 литров или (в пересчете на массу) 2300 кг газа;
- Мы уже определили, что в нашем случае система отопления на сжиженном газе расходует 0,5 кг топлива в час;
- Делим общую массу содержащегося в газгольдере газа 2300 кг на 0,5 кг/час, и получаем 4600 часов — на такое время нам хватит запаса топлива;
- Разделив 4600 часов на 24, получаем итог — 190 дней. То есть, одной заправки газгольдера объемом 5 м³ достаточно для обогрева дома 100 м² практически на весь отопительный сезон (в условиях умеренного климата).
Это теоретические выкладки, но в реальности расход топлива можно существенно уменьшить. При правильной настройке режимов горения газовый котел отопления для сжиженного газа способен потреблять в 1,5–2 раза меньше топлива, а температура в доме при этом будет поддерживаться на приемлемом уровне.
Для уменьшения количества сгораемого газа используйте автоматику, которая в ночное время переводит котел в умеренный режим, снижая температуру в системе на 7–9 градусов, тем самым добиваясь сокращения расходов на 30%.
Как оптимизировать затраты на обогрев?
Вы должны знать следующее:
Чем больше высота помещение, тем выше теплопотери.
Окна из пластика хранят тепло лучше, чем деревянные.
У угловых квартир потери тепла больше, чем у квартир, расположенных в середине дома.
Апартаменты на верхнем этаже требуют для обогрева больше тепла.
Устанавливая радиаторы, нужно учитывать, что батарей должно быть на 20% больше, чем необходимо по расчетам, чтобы они обеспечили полную теплоотдачу в случае прорывов, экстремальных заморозков или других чрезвычайных обстоятельств
Обратите внимание, что по теплоотдаче в стандартном подсчете используют следующие показатели: чугунные радиаторы имеют 145 Вт, биметаллические – 185 Вт, алюминиевые – 190 Вт.. Кроме того, чтобы оптимизировать затраты на отопление, нужно, как следует, герметизировать помещение, поставить стеклопакеты, устранить всевозможные щели и трещины, утеплить стены
На количество теплопотерь также влияют разные климатические условия региона
Кроме того, чтобы оптимизировать затраты на отопление, нужно, как следует, герметизировать помещение, поставить стеклопакеты, устранить всевозможные щели и трещины, утеплить стены. На количество теплопотерь также влияют разные климатические условия региона.
Калькулятор затрат на отопление хорош тем, что не нужно самостоятельно в течение долгого времени вычислять расчет отопления дома по сложным и малопонятным формулам. Нужно лишь правильно измерить и указать в онлайн программе запрашиваемые данные, чтобы получить наиболее точный результат для вашего жилища.
Сделав предварительные вычисления и сравнение их результатов, редакция santehnikportal.ru пришла к выводу, что самый экономный вид горючего – это природный магистральный газ, а самое дорогостоящее топливо – это электроэнергия.
Пользуйтесь нашим онлайн калькулятором для отопления не бойтесь никаких морозов!
- http://dekormyhome.ru/remont-i-oformlenie/kak-rasschitat-rashod-na-otoplenie.html
- https://diy.obi.ru/articles/schitaem-rashodi-na-otoplenie-v-zagorodnom-dome-511/
- https://domsdelat.ru/elektroprovodka/rashod-elektroenergii-na-otoplenie-doma-100m2.html
- https://eurosantehnik.ru/rasxody-na-otoplenie-doma.html
- https://santehnikportal.ru/calc/rashody-na-otoplenie.html
Немного общей информации – что такое требуемое количество тепла?
Очень вкратце, все это и так известно – просто требуется небольшая систематизация.
Современному человеку для комфортного проживания требуется создание определённого микроклимата, одной из важнейших составляющих которого является температура воздуха в помещении. И хотя «тепловые пристрастия» могут разниться, можно смело утверждать, что для большинства людей эта зона «температурного комфорта» лежит в диапазоне 18÷23 градуса.
Но когда на улице, например, отрицательная температура, то естественные термодинамические процессы стремятся все подвести под «общую планку», и тепло начинает из жилой зоны уходить. Тепловые потери – это совершенно нормальное с точки зрения физики явление. Вся система утепления жилья направлена на максимальное снижение таких потерь, но полностью их устранить невозможно. А отсюда вывод — отопление дома как раз и предназначено для восполнения этих самых тепловых потерь.
От тепловых потерь – никуда не деться, но очень важно хотя бы постараться свести их к возможному минимуму
Как определиться с ними их количественно?
Простейший способ расчета необходимой тепловой мощности основывается на утверждении, что на каждый квадратный метр площади требуется 100 ватт тепла. Или — 1 кВт на 10 м².
Но даже не будучи специалистом, можно задуматься — а как такая «уравниловка» сочетается со спецификой конкретных домов и помещений в них, с размещением зданий на местности, с климатическими условиями региона проживания?
Так что лучше применить иной, более «скрупулезный» метод подсчета, в котором будет приниматься во внимание множество различных факторов. Именно такой алгоритм и заложен в основу предлагаемого ниже калькулятора
Важно – вычисления проводятся для каждого отапливаемого помещения дома или квартиры отдельно. И лишь в конце подбивается общая сумма потребной тепловой энергии
Проще всего будет составить небольшую таблицу, в строках которой перечислить все комнаты с необходимыми для расчетов данными. Тогда, при наличии у хозяина под рукой плана своих жилых владений, много времени вычисления не займут.
И еще одно замечание. Результат может показаться весьма завышенным. Но мы должны правильно понимать – в итоге показывается то количество тепла, которое требуется для восполнения теплопотерь в самых неблагоприятных условиях. То есть – для поддержания температуры в помещениях +20 ℃ при самых низких температурах на улице, характерных для региона проживания. Иными словами — на пике зимних холодов в доме будет тепло.
Но такая супер-морозная погода, как правило, стоит весьма ограниченное время. То есть система отопления будет по большей части работать на более низкой мощности. А это означает, этот никакого дополнительного запаса закладывать особого смысла нет. Эксплуатационный резерв мощности будет и без того внушительным.
Ниже расположен калькулятор, а под ним будут размещены необходимые краткие пояснения по работе с программой.
