Расчет мощности электрического полотенцесушителя

Электрополотенчик подбирают для сушки вещей или обогрева. Первому назначению удовлетворяет прибор номиналом 50–150 Вт. Вторая функция подразумевает расчет.

Мощность электрического полотенцесушителя (P) должна компенсировать общие теплопотери помещения (Q∑) без лишних расходов на электроэнергию:

P = 1,1 Q∑   (1)

Потери: общие – состоят из потерь через конструкции (ΣQi), вентиляционные (Qвент):

Q∑ = ∑Qi + Qвент   (2)

Некорректные формулы

Оптимизацию затрат обеспечивает теплотехнический расчет. Производители батарей, а вслед за ними копирайтеры предлагают методы вычислений:

• По площади:

Q = q F,   (3)

где q – удельный тепловой поток, Вт/м²;

F – площадь комнаты, м².

Повсеместно фигурирует q = 100 Вт/м², реже – q = 140 Вт/м².

• По объему:

Q = qv V,   (4)

где qv – удельный тепловой поток, Вт/м³;

V – объем комнаты, м³.

Приводят qv = 20, 34, 41 Вт/м³ – большие цифры при худшей теплоизоляции стен.

Достоверность подкрепляют ссылкой на СНиП. Внимание! Отмененные и действующие СП по строительной теплотехнике, тепловой защите, жилым зданиям, отоплению и вентиляции – не содержат указанных данных.

Документы:

http://docs.cntd.ru/document/871001234;

http://docs.cntd.ru/document/1200035109;

http://docs.cntd.ru/document/1200035579.

Авторы копируют друг у друга, не удосужившись проверить. Задумайтесь: идентичны ли теплопотери в панельной «хрущевке» и кирпичном доме, утепленном базальтом? Разница между 20 и 41 Вт/м³ – отвечает на вопрос, но как учесть температуру на улице (Крым не Красноярск), число наружных стен?

Сомнения призвана развеять формула:

Q = q F К1 К2 К2 К3 К4 К5 К6 К7,   (5)

где Кi – коэффициенты, учитывающие, соответственно: характеристики остекления, степень теплоизоляции, отношение площади окон к полу, среднюю температуру в самую холодную неделю года, количество наружных стен, тип верхнего и нижнего помещений, высоту потолка.

Правдоподобность подчеркивают подобные нормативным поправки. Кто-то «доработал» выражение, однако прежнее значение q (0,1 кВт на метр квадратный) – опровергает достоверность. Вдобавок, чем больше уточняющих множителей, тем сильнее «плавает» результат.

В подтверждение рассчитаем по зависимостям (3), (4) необходимую мощность отопления ванны высотой 2,5 м:

Идентичные итоги в двух колонках, разница других – достигает двухкратной. Расхождения возрастут с увеличением высоты.

Ошибки и финансы

Подсчитаем дополнительное потребление энергии за месяц на 0,1 кВт избыточной мощности Эм, кВт×ч,:

Эм = P Kв T,   (6)

где Р – номинальная электрическая мощность, кВт (в нашем примере – избыток).

Кв – коэффициент востребованности;

Т – время работы, ч.

Кв = 0,4 – для полотенцесушителей;

Общее время работы за месяц:

Тм = 24 ч × 30 дней = 720 ч

Примечание. В отопительном режиме нагреватель работает 24 часа, отключаясь при достижении заданной температуры. Паузы, в данном случае, учитывает Кв.

Эм = 0,1 × 0,4 × 720 = 29 кВт×ч

При одноставочном тарифе: 4,65 руб/кВт×ч, лишние траты составят: 29 × 4,65 = 135 рублей в месяц.

Примечание. Электрический кабельный полотенцесушитель потребляет электроэнергию во время сушки, периодичность и длительность включений — определяются уставками терморегулятора или вручную пользователем.

Программируемый терморегулятор, датчик температуры воздуха – обеспечивают экономное энергопотребление мощными моделями. Энергосбережение зависит от правильных настроек. Кроме того, приобретая версии с запасом, клиент переплачивает за металлоемкость, тэн и теряет пространство из-за увеличенных габаритов.

Расчет теплопотерь

Основные

Потери тепла ограждающими конструкциями ванной вычисляют поэлементно Qi, Вт:

Не учитывают потери:

• Через внутренние перегородки при разности температур смежных комнат менее 5ºС.
• Сквозь перекрытия с отапливаемыми этажами.

Ванная может иметь до 2-х наружных стен; холодные чердак, подполье, у которых определяют:

• Площадь.
• Сопротивление теплопередаче Ro по СНиП 23-02-2003 (СНиП II-3-79).
• Разность температур (tв = 24 °C).

Зная марки и толщину конструктивов, можно грубо принять характеристики по аналогии.

Теплотехнический калькулятор

Сопротивление теплопередаче удобно вычислять в программе:

https://www.smartcalc.ru/thermocalc?&gp=212&rt=0&ct=0&os=0&ti=20&to=-10&hi=55&ho=85

Пример.

Ванная 2,3 × 1,85 м, высота – 2,5 м; смежная с отапливаемой лестничной клеткой (tн = 16 °С), перегородки из оштукатуренного пенобетона толщиной 200 мм.

Определить: Ro, ∑Qi.

Алгоритм:

• Задаем регион.

• Выбираем: тип помещения- ванная, конструкцию- стена.

• Вставляем слои конструкции: штукатурка – пенобетон – штукатурка. Указываем толщину.
• Принимаем климатические параметры снаружи, внутри помещения с учетом знака.

• Анализируем итоги во вкладках: тепловая защита, тепловые потери.

Дальнейший расчет в таблице:

Влияние ветра, солнца для внутренних перегородок не учитываем.

Видео по работе SmartCalc:

Вентиляционные, общие

Определяем издержки на нагрев приточного воздуха Qвент, Вт:

tн = 20 °C – приток преимущественно из комнат, внеквартирной инфильтрацией пренебрегаем.

Qвент = 0,28 × 25 × 1,2 × 1 × (24 − 20) × 1 =  34 Вт

Суммарные потери (2):

Q∑ = 67 + 34 = 101 Вт

Расчет мощности, потребления, затрат

Потребная мощность полотенцесушителя (1):

P = 1,1 Q∑ = 1,1 × 101 = 111 Вт

Энергопотребление за 190 суток (см. скриншот «выбор региона») отопительного сезона (6):

Эг = 0,111 × 0,4 × 24 × 190= 202 кВт×ч

Справка. Климатические параметры приведены в СНиП 23-01-99*.

Затраты в рублях составят:

Зг = 4,65 × 202 = 939 руб

На заметку. Завешивание полотенчика препятствует конвекции и излучению – падает теплоотдача. Также нарушает воздушную циркуляцию расположение вплотную к панели, малый шаг решетки лесенок. Дизайнерская конфигурация по энергоэффективности может значительно уступать классической.