1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0/10 0,00оценок: 0

Отопление электричеством. Разбираем всё по косточкам

Тема в разделе "Системы водяного отопления", создана пользователем kalobox, 26.10.12.

?

Верны ли мои расчеты?

  1. Да

    0 голосов
    0,0%
  2. В целом - да, но есть незначительные неточности

    4 голосов
    50,0%
  3. В целом - нет, но есть верные положения

    3 голосов
    37,5%
  4. Нет ничего общего с реальностью

    1 голосов
    12,5%
  1. kalobox
    Регистрация:
    20.09.09
    Сообщения:
    28
    Благодарности:
    0

    kalobox

    Участник

    kalobox

    Участник

    Регистрация:
    20.09.09
    Сообщения:
    28
    Благодарности:
    0
    Адрес:
    Москва
    Отопление электричеством. Разбираем всё по косточкам
    Дорогие друзья!

    Я достраиваю загородный дом в Подмосковье. Сейчас выбираю и проектирую систему отопления. Хотел поделиться с Вами своими расчетами и узнать Ваше мнение (если Вам хватит терпения дочитать мое сообщение до конца :)). Может быть, мои изыскания также кому-то помогут определиться с СО.


    Дом
    На данный момент утеплены 2 этажа общей площадью около 160 кв. м. Дом каркасный, утеплен 20 см. пенопласта KnaufThermWall. Система отопления будет основана на водяных теплых полах в бетонной стяжке с антифризом в качестве теплоносителя. Дом утеплен хорошо. Фирма, проектировавшая и монтировавшая теплый пол оценила теплопотери здания при дельте в 50 градусов в 8,8 кВт. Электричество сейчас проводят. Будет трехфазное, 15 кВт, 380В. По соседству – в 10 метрах расположен сруб брата с таким же подключением. Зимой он приезжать в свой дом будет крайне редко (если вообще будет), и постоянно поддерживать там плюс не намерен, соответственно, в зимнее время доступную мощность можно принять как 30 кВт.


    Условия проживания
    Пока постоянного проживания в доме не планируется. Скорее всего, будем приезжать туда на 2-3 дня в неделю в течение всего года. Соответственно, нужно обеспечить два температурных режима: примерно +22 (когда мы там) и +5 (когда нас нет).


    Система отопления
    После долгих размышлений, часов изучения нашего форума и многочисленных подсчетов в качестве основного источника тепла я решил использовать электрокотел на 12 кВт. При этом работать (за исключением экстремально холодных дней) электрокотел, по моим планам, должен только ночью – с 23:00 до 7:00 – по льготному тарифу. В это время, помимо нагрева теплоносителя в теплых полах, он должен будет обеспечить накопление тепла в теплоаккумуляторе, которое будет распределяться затем по дому в дневное время – пока котел бездействует.


    Возможности 12кВт электрокотла
    Далее мои подсчеты. Электрокотел за 8 часов работы в ночное время будет вырабатывать 96 кВт тепла, если умножить на 93% КПД, выходит немного меньше 90 кВт. Если разделить 90 кВт на 24 часа, получится, 3,75 кВт/ч. Округлим теплопотери здания до 10 кВт (8,8 кВт не учитывают вентиляцию). Получается, что для компенсации каждого градуса разницы температуры в доме и за окном приходится около 200 Вт энергии. Выходит, 8 ночных часов работы электрокотла хватит на компенсацию температуры примерно в (3750/200) 19 градусов. То есть где-то до +3 градусов на улице, когда мы живем в доме или -12-15, когда никого нет и просто нужно поддерживать в доме положительную температуру. Если посмотреть среднегодовую температуру для Подмосковья, окажется, что это нашего 12-кВт электрокотла хватит 12 месяцев для режима +5 в доме и на 7 месяцев (с апреля по октябрь) для режима +22 в доме.


    Среднемесячная температура и холодные дни
    Среднемесячная температура в январе – самом холодном месяце в году составляет -10 градусов. Получается, что в такие дни в наше присутствие (для обеспечения + 22 в доме) нужно будет компенсировать температуру в 32 градуса, то есть обеспечить стабильные 6,4 кВт/ч, или 153,6 кВт в сутки. Из этих 153,6 кВт треть уйдет на отопление ночью (те 8 часов, пока работает подогрев), а 2/3, то есть 102,4 кВт нужно накопить для того, чтобы подогревать теплоноситель в дневное время.
    Но в Подмосковье бывают и более холодные дни. Скажем, в те редкие дни, когда на улице держится -30, мы на дачу едва ли поедем. Так что возьмем за условный минимум –18 градусов. Получается, что в такие дни в наше присутствие (для обеспечения + 22 в доме) нужно будет компенсировать температуру в 40 градусов, то есть обеспечить 8 кВт/ч, или 192 кВт в сутки. Из этих 192 кВт треть, опять-таки, уйдет на отопление ночью (те 8 часов, пока работает подогрев), а 2/3, то есть 128 кВт нужно накопить для того, чтобы подогревать теплоноситель в дневное время.


    Необходимый объем теплоаккумулятора
    Теперь считаем необходимый объем теплоаккумулятора. Температура подачи теплоносителя в теплый пол – 39 градусов. Разогревать ТА будем до 89 градусов. То есть дельта температур для ТА будет равна 50 градусам. Теплоемкость воды = 4,184кДж/кг*К. Для вычисления объема, способного накопить 102,4 кВт (368640 кДж) разделим 368640 кДж на произведение температуры и теплоемкости (4,184*50) и получим массу в 1762 кг, или объем в 1,762 кубометра.
    Если делать ТА с запасом (для использования при -18 гр.), подсчеты нужно скорректировать: накопить нужно будет 128 кВт (460800 кДж), а объем ТА будет равен в этом случае 2,2 кубометра.


    Необходимая мощность электрокотла
    Итак, при -10 на улице и +22 в доме нам нужно компенсировать в сутки 153,6 кВт тепла. И все эти 153,6 кВт надо произвести в течение 8 часов, то есть мощность котла (котлов) должна быть 19,2 кВт, или 20,5 кВт – с учетом их 93% КПД.


    Погрешности
    Но и эти расчеты нельзя считать абсолютно верными по нескольким причинам: не учтены как минимум два фактора: теплопотери, связанные с остыванием ТА и теплопотери, связанные с ГВС (глупо не пользоваться ТА для обеспечения дома горячей водой)
    Попробую посчитать, о каких цифрах идет речь…


    Теплопотери ТА через остывание
    Предположим, что наш ТА – это емкость с водой размером 1,76 м х 1м х 1м. Утеплим ее со всех сторон 20 см. пенопласта или другого утеплителя с аналогичной теплопроводностью (возьмем примерно 0,04 Вт/м*С) и поставим в доме. Площадь поверхности всех граней утепленного ТА в этом случае будет равна 12,56 кв. метра. Температура теплоносителя в ТА максимум – 90 градусов. В доме – 22 градуса. Выходит разница в 68 градусов. Минимум – 39 градусов. Разница – 17 градусов. Среднесуточная разница температур – 42,5 градуса.
    Потери тепла через утеплитель на 1 кв. м. поверхности за 1 час = разница температур (гр.) * теплопроводность (Вт/м*С) / толщина слоя (м). Получаем, что теплопотери нашего ТА за счет остывания за сутки составят всего около 3 кВт, или менее 1,5 градусов.


    ГВС
    При потреблении 100 л. горячей воды (55 гр.) на человека в сутки на трех человек на обогрев будет расходоваться около 19,2 кВт энергии.


    Корректировка
    Выходит, наши подсчеты нужно скорректировать на указанные величины: 153,6 + 3 +19,2 = 175,8 кВт в сутки, или 22 кВт/ч в те 8 часов активной работы электрокотлов. С учетом КПД электрокотлов (93%) получаем 23,54 кВт/ч. Выходит, смысла делать ТА объемом более 1,8 кубометра в моем случае нет: мощности элктрокотлов при сильном морозе всё равно не хватит для того, чтобы его полностью зарядить за 8 часов.


    Устройство системы отопления
    А теперь самое сложное для меня – практика.
    Итак, я представляю себе свою систему отопления следующим образом: 2 электрокотла мощностью по 12 кВт, теплоаккумулятор объемом 2,2 кубометра и теплые полы с общей длиной контуров около 900 м. В системе отопления, судя по всему, будет функционировать 2 контура:
    1. закрытый контур: электрокотел 1 – теплый пол, наполненный антифризом (150 литров) и
    2. открытый контур: электрокотел 2 – теплоаккумулятор, наполненный водой (около 2,2 кубометров) и камин с водяным контуром, который будет добавлять в систему тепло, недовыработанное за ночь электрокотлами. Потопил пару – тройку часов в самый мороз, получается и уютно, и практично.
    Теплообмен между 2 контурами проходит посредством змеевика, проходящего внутри ТА.
    Почему антифриз в ТП и вода в ТА? В случае аварийного отключения электричества слить теполноситель из ТП будет сложно, а еще сложнее – заново наполнить систему, а попросту слить 2 куба воды (насосом, питающимся от резервного аккумулятора) и потом набрать ее заново из колодца – куда проще. Кроме того, утепленная снаружи емкость на 2,2 кубометра воды даже при -28 за окном будет остывать (разумеется, если не допустить теплообмена с остывшим теплоносителем) до 0 в течение более чем 2 недель.

    Расходы на отопление
    Ну и, наконец, попробуем оценить расходы на отопление, если устроить систему таким образом, каким было описано выше. Будем считать, что зимой весной и осенью мы проводим в доме по 3 дня в неделю, а летом (помечтаем) – 7 дней. В расчете я отталкиваюсь от среднемесячных температур для Подмосковья (их я взял из статьи Подмосковье в Википедии). Брать в расчет особенно холодные дни я не буду: в таких случаях на выручку всегда придет камин (цены на дрова также учитывать здесь не буду, поскольку покупать их до сих пор мне никогда не приходилось). Итак, в год на отопление и обогрев ГВС электричеством по ночному тарифу (1,39 р. за кВт/ч) должно уходить около 32500 рублей.


    Для чего я это всё писал? Во-первых, чтобы систематизировать и сформулировать на бумаге многочисленные мысли, которые крутятся в голове. Во-вторых чтобы Вы проверили, нет ли в моих расчетах принципиальных ошибок. Работоспособна ли предложенная схема. Ну и, наконец, если я в целом посчитал всё верно, этот материал может помочь людям, выбирающим и проектирующим систему отопления.

    Жду Вашей критики.

    P.S. Пожалуйста, не судите строго, если где-то я сильно ошибся в расчетах: я по специальности – историк. Все мои калькуляции – плод самообразования и результат чтения данного форума :)
     
    kalobox , 26.10.12
    #1 + Цитировать
  2. федот1
    Регистрация:
    24.11.10
    Сообщения:
    6.041
    Благодарности:
    2.128

    федот1

    строим города

    федот1

    строим города

    Регистрация:
    24.11.10
    Сообщения:
    6.041
    Благодарности:
    2.128
    Адрес:
    Новосибирск
    Букф то как много. читал читал, понял не всё. НО. вы никогда ТА равномерно не прогреете до 90 град. это будет температура на верху, внизу хорошо если будет 40, итого средняя непонятно. даже если перемес устроите. вода в ТА будет расширяться. если вы говорите о закрытом, то это капец как дорого, если открытый, то никак вы не удержите от испарений.
    антифриз имеет меньшие характеристики по передечи тепла.
    ваши выкладки по средней температуре в месяц от лукавого. это так как БЫЛО. кто его знает КАК будет. обычно берётся по холодной пятидневке региона. и исходя из этого проектируется система.
    не учтён момент РАЗОГРЕВА системы и дома. это не происходит моментально (инерция называется).
     
    федот1 , 26.10.12
    #2 + Цитировать
  3. Десс
    Регистрация:
    08.01.11
    Сообщения:
    1.069
    Благодарности:
    860

    Десс

    Живу здесь

    Десс

    Живу здесь

    Регистрация:
    08.01.11
    Сообщения:
    1.069
    Благодарности:
    860
    Адрес:
    Россия
    По моему + 5оС маловато, хотя бы +12оС, возможна конденсация водяных паров на холодных стенах при повышении температуры. Или надо обеспечивать хорошую вентиляцию. Хотя это надо проверять на практике.
     
    Десс , 26.10.12
    #3 + Цитировать
  4. федот1
    Регистрация:
    24.11.10
    Сообщения:
    6.041
    Благодарности:
    2.128

    федот1

    строим города

    федот1

    строим города

    Регистрация:
    24.11.10
    Сообщения:
    6.041
    Благодарности:
    2.128
    Адрес:
    Новосибирск
    Ещё один нюанс, а если отключили свет и нет никого, кто из ТА воду сольёт? кто вообще за работой девайсов будет следить: робот, а кто за роботом? если истопник, то кто за ним? всё ведь ломается. есть ли вещи которы ен очень любят низких температур: тв, компы, цветы, рыбки и т. д.
     
    федот1 , 26.10.12
    #4 + Цитировать
  5. Пятницa
    Регистрация:
    04.04.11
    Сообщения:
    3.777
    Благодарности:
    548

    Пятницa

    Живу здесь

    Пятницa

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    04.04.11
    Сообщения:
    3.777
    Благодарности:
    548
    Адрес:
    Папуа — Новая Гвинея
    Как то запутанно... ночное делите на все сутки...
    Попробуйте так посчитать:
    За 1 сутки
    12 кВт х 24 ч. = ...
    12 х 8н = ...
    12 х 16д = ...
    без учёта автоматики.
    ...
    Фигня всё это...
     
    Пятницa , 26.10.12
    #5 + Цитировать
  6. kalobox
    Регистрация:
    20.09.09
    Сообщения:
    28
    Благодарности:
    0

    kalobox

    Участник

    kalobox

    Участник

    Регистрация:
    20.09.09
    Сообщения:
    28
    Благодарности:
    0
    Адрес:
    Москва
    Спасибо Вам за ответы! Попробую их прокомментировать.
    Нужно сделать подачу теплой воды в нижней части ТА - по принципу ТЭНов с печкой снизу (в дачном душе такие использовались), тогда он будет прогреваться равномерно - сначала сверху, а затем всё ниже и ниже. Но замечание верное. Видимо, объем ТА нужно делать большим.
    Речь об открытом. В него нужно будет время от времени добавлять воды. Можно наладить и автоматическую подачу - как в сливном бачке унитаза - от поплавка.
    Это была уже забота инженеров, которые делали проект теплых полов. Это учитывали они. В моем случае это нужно будет учитывать при расчете длины и площади змеевика в ТА, но этого я пока не делал.
    Дом не ПМЖ, и в холодную пятидневку мы можем туда не приезжать вовсе. Соответственно, температурный режим будет другой. Кроме того, у такой системы всегда есть большой запас: электрокотел при экстремальном минусе можно будет включить и днем - если температура опустится ниже оопределенного минимума.
    Действительно, сначала написал, а потом - удалил. Восстанавливаю: Нагрев 18 тонн бетонного ТП с +5 до +26 градусов при помощи 2 электрокотлов суммарной мощностью в 24 кВт произойдет примерно за 4,5 часа. Как было упомянуто, дом планируется посещать наездами по 2 – 3 дня в неделю. Соответственно, необходимо будет дистанционное управление системой отопления. По идее, если верить моим расчетам, достаточно будет подключить GSMсистему к котлу, работающему на подогрев ТА и включать его в ночь накануне планируемого приезда, если температура на улице находится ниже 3 градусов тепла (если выше, то справится и один котел). Кроме того, резервный котел должен включаться автоматически (но тоже только ночью) при падении температуры в ТА ниже 40 градусов. Про GSM системы управления я почти ничего не знаю. Надеюсь на опыт и подсказки наших форумчан.

    Жаль, если так. Это существенно увеличит расходы на отопление. Придется проверять всё на практике. Видимо, уже следующей осенью.

    Вода в ТА при отключении света замерзнет только через 2 недели. За это время кто-нибудь точно там появится и сольет ТА. Об отключении электричества должна сообщить та же GSM система.

    Действительно, написал непонятно. Я пытался посчитать, на сколько часов хватит при равномерном расходе тепла накопленных за ночь 90 кВт. Поэтому они и разделены на 24 часа. Главное здесь - это вывод: "Выходит, 8 ночных часов работы электрокотла хватит на компенсацию температуры примерно в (3750/200) 19 градусов."

    Специально читал кучу тем про ТА. Все, кто их делал, в полном восторге.
     
    kalobox , 26.10.12
    #6 + Цитировать
  7. федот1
    Регистрация:
    24.11.10
    Сообщения:
    6.041
    Благодарности:
    2.128

    федот1

    строим города

    федот1

    строим города

    Регистрация:
    24.11.10
    Сообщения:
    6.041
    Благодарности:
    2.128
    Адрес:
    Новосибирск
    Так а при зарядке ТА у вас получается что в дом то тепло не идёт. т. е. 8 часов он просто остывает, а потом опять нагревается?
    путанно как то у вас. а про жсм вообще УТОПИЯ. если нет света, хоть за жсмся всё равно тепла не будет. а если поплавок вйдет из строя в ваше отсутствие и вода потечёт через край, да ещё и замерзать начнёт. реально УТОПИЯ такая автоматизация.
     
    федот1 , 26.10.12
    #7 + Цитировать
  8. kalobox
    Регистрация:
    20.09.09
    Сообщения:
    28
    Благодарности:
    0

    kalobox

    Участник

    kalobox

    Участник

    Регистрация:
    20.09.09
    Сообщения:
    28
    Благодарности:
    0
    Адрес:
    Москва
    Нет, температура в ТА не должна опускаться ниже +40 градусов. То есть она находится в диапазоне от примерно +40 до +90. ТА заряжается одновременно с обогревом дома: когда котел работает, горячий теплоноситель, проходя через змеевик ТА, одновременно заряжает ТА, а когда котел выключен, идет обратный процесс - ТА отдает тепло СО.
    Да, это правда. Поэтому как раз я заливаю антифриз в теплые полы - хочу минимизировать риски.
    Ну так мы же не боимся оставлять унитазы, когда уходим из дома :) Там можно сделать так же: при переливе сбрасывать излишки в канализацию.


    Сейчас прикинул, всё не так плохо: в моем случае повышение температуры с +5 до +12 в наше отсутствие приведет к увеличению расходов на отопление за год всего на 5500 рублей.
     
    kalobox , 26.10.12
    #8 + Цитировать
  9. Десс
    Регистрация:
    08.01.11
    Сообщения:
    1.069
    Благодарности:
    860

    Десс

    Живу здесь

    Десс

    Живу здесь

    Регистрация:
    08.01.11
    Сообщения:
    1.069
    Благодарности:
    860
    Адрес:
    Россия
    Отопление эл. энергией, дорогое удовольствие, даже с ночным тарифом. Поэтому я бы добавил.
    1. Сделал на окна дополнительные рамы, два слоя сотового поликарбоната, между ими воздушная прослойка. Уменьшаем теплопередачу через окна. На лето их можно убрать.
    2. Сделал солнечный коллектор СК, заполнил его полипропиленовым антифризом, сделал в доме пару батарей отопления работающих от тепла СК. да и ГВС можно сделать от СК. При достижении 40оС СК автоматика включит насос циркуляции, перекачает тепло в батареи в доме. Хотя СК в основном будет работать в весенне - летний - осенний период, экономия э, э будет.
     
    Десс , 26.10.12
    #9 + Цитировать
  10. федот1
    Регистрация:
    24.11.10
    Сообщения:
    6.041
    Благодарности:
    2.128

    федот1

    строим города

    федот1

    строим города

    Регистрация:
    24.11.10
    Сообщения:
    6.041
    Благодарности:
    2.128
    Адрес:
    Новосибирск
    а у вас в унитазе 90 град? или спец поплавок закажите? странная логика, сначала сказать, потом думать когда поправят.
    так он до дома не дойдёт, раз в ТА останется.
    вобщем делайте как хотите, хотя сразу было понятно (по длине первого сообщения), что вы в технике как то плаваете (если не сказать хуже). тут то ладно вы теоретизируете, вас поправляют, а ЧТО будете со своей "логикой" делать когда один на один останетесь с проблемой или неполадкой.
    за сим прощаюсь (надоело флудерастить).
     
    федот1 , 26.10.12
    #10 + Цитировать
  11. kalobox
    Регистрация:
    20.09.09
    Сообщения:
    28
    Благодарности:
    0

    kalobox

    Участник

    kalobox

    Участник

    Регистрация:
    20.09.09
    Сообщения:
    28
    Благодарности:
    0
    Адрес:
    Москва
    Сам сделаю. Это разве сложно?

    Дойдет, потому что температура подачи теплоносителя на ТП - 39 градусов, а в ТА она не должна опускаться ниже этих 39 градусов. Соответственно, в ТА попадут только "излишки" тепла.

    Всего доброго, жаль не дождался от Вас конструктива - один поплавки... :)
     
    kalobox , 26.10.12
    #11 + Цитировать
  12. Пятницa
    Регистрация:
    04.04.11
    Сообщения:
    3.777
    Благодарности:
    548

    Пятницa

    Живу здесь

    Пятницa

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    04.04.11
    Сообщения:
    3.777
    Благодарности:
    548
    Адрес:
    Папуа — Новая Гвинея
    :) да кто ж скажет, вложив в них крутые бабки, что не фигня...


    :) не совсем так... тогда вы его никогда не нагреете.
    ТА - это как аккумулятор у машины - требует постоянной подзарядки.
    ...
    вы прикиньте расчётами: если в системе 200 л воды и надо 12 кВт (ну и кучу кВт-ч) для её нагрева, то сколько надо кВт и кВт-ч для нагрева ну... 3000 л в доп. ТА
     
    Пятницa , 26.10.12
    #12 + Цитировать
  13. Михалыч091111
    Регистрация:
    10.11.11
    Сообщения:
    18
    Благодарности:
    1

    Михалыч091111

    Участник

    Михалыч091111

    Участник

    Регистрация:
    10.11.11
    Сообщения:
    18
    Благодарности:
    1
    Адрес:
    Электрогорск
    Наконец нашел мой вариант! Но, проживание - ПМЖ. Поэтому ТА на 3 куба (теплопотери 8 кВт/ч) и вся СО работает только через ТА. Два котла - в ТА. В резерве твердотопливный котел Виадрус на 40 кВт. Когда хочу экономить электроэнергию - топлю ТТК, причем не важно в какое время. Никаких теплообменников и антифризов, только вода. ИБП на програматор и насос для ТП. ТТК - ТА естественная циркуляция, так что отключка электричества не важна. Мощи электрокотлов хватает, чтобы зарядить ТА на все сутки, так что ТТК - только по настроению. Но пока все это в теории. Роюсь в инете, ищу подводные камни. Мысль - не воткнуть ли ТЭНы в ТА вместо одного котла. Про неравномерность прогрева ТА тоже сомневаюсь, поэтому и думаю о ТЭНах.
     
    Михалыч091111 , 22.02.13
    #13 + Цитировать
  14. dsarichev
    Регистрация:
    20.09.11
    Сообщения:
    1.968
    Благодарности:
    4.818

    dsarichev

    Живу здесь

    dsarichev

    Живу здесь

    Регистрация:
    20.09.11
    Сообщения:
    1.968
    Благодарности:
    4.818
    Адрес:
    Москва
    Тут есть еще один момент в использовании 15 кВт брата - почитайте законы...
    Как только Сбыт просечет это подключение брата отключат с нехилым штрафом.
     
    dsarichev , 22.02.13
    #14 + Цитировать
  15. novor113
    Регистрация:
    29.01.11
    Сообщения:
    2.674
    Благодарности:
    1.442

    novor113

    Живу здесь

    novor113

    Живу здесь

    Регистрация:
    29.01.11
    Сообщения:
    2.674
    Благодарности:
    1.442
    Адрес:
    Новороссийск
    Вот для вашего случая идеален вариант ТА с одним змеевиком (для СК) и бойлер БКН на ГВС. В ТА встроить тены. ТТ котел через ЕЦ на ТА. Система закрытая.
    kalobox для вас лучше реализовать радиаторную систему отопления. ТП для наездов не очень подходит.
     
    novor113 , 22.02.13
    #15 + Цитировать

Смотрите также: