расчет мощности и энергопотребления теплого пола

Расчет мощности системы

Произвести расчет мощности системы нагрева, нужное количество регуляторов температуры, произвести проверку силовых возможностей электрической сети. Расчет: максимальная мощность инфракрасного пленочного нагревателя составляет 220 Вт на 1 м2, исходя из общего количества нагревательной пленки рассчитывается сила тока по формуле: I = P/U где I – сила тока, Р – мощность нагревательной пленки, U – напряжение электросети. Показатели силы тока нужно знать для того, чтобы подобрать нужные сечения электрического провода, выбрать подходящую модель терморегулятора и определить соответствие своей штатной электропроводки предполагаемым силовым нагрузкам на нее.

Сечение электрического провода	Допустимый ток, медь	Допустимый ток, алюминий
1,5 кв. мм	16 Ампер	10 Ампер
2,5 кв. мм	25 Ампер	16 Ампер
4 кв. мм	32 Ампер	25 Ампер

кухня-столовая, которая имеет площадь 20 метров квадратных. Напольное покрытие – ламинированная доска.

Вид отопления – основной.

Вычитая площадь мягкой мебели и кухонного гарнитура, установленной бытовой техники и отступлений по периметру кухни, на все помещение потребуется количество пленки общей площадью примерно 12 квадратных метров.

Соответственно, общая максимальная мощность нагревательной системы составляет:

Р = 12 м2 х 220 Вт = 2 640 Вт.

І = Р/U = 2 640Вт / 220 В = 12,0 А

Для данного объекта рекомендуется:

• сечения электрического провода, медь – полтора кв. мм;
• минимальная мощность терморегулятора 3 кВт.

Максимальная площадь пленочного инфракрасного нагревателя, который можно подключать к терморегуляторам, имеющимся на рынке:

• 3 кВт = 13,5 м2;
• 3,5 кВт = 15,9 м2;
• 4 кВт = 18,1 м2;
• 6 кВт = 27,2 м2

Формула для расчета энергопотребления

P = S (кв.м) х 0,4 х 0,35 х U (расчет энергопотребления на 1 кв.м./час)

1. S – площадь помещения
2. 0,4 это 40% от площади помещения, закрытой пленкой (дополнительный обогрев)
3. 0,35 это коэффициент работы теплого пола с применением терморегулятора
4. U это 220 Вт номинальная мощность пленки

Итак, 30 кв. м х 0,4 х 0,35 х 220 = 924 Вт/час

924 Вт/час х 2,42 (средний тариф по России)/ 1000 = 2,23 руб/час

Пол работает (при условии, что это дополнительный обогрев) в среднем 4- 5 часов в день

2,23 х 5 = 11,2 руб/ сутки

Итого: 11,2 х 31 день = 346 руб/ месяц

Проектируем электрику вместе

25.07.2013

Расчет электрических нагрузок

Расчет. нужен для того, чтобы получить исходные данные для правильного выбора основных элементов электрических сетей и обеспечить их безопасную эксплуатацию.
Пример расчета электрических нагрузок. Коэффициент спроса нагрузки. Установленная мощность группы электроприемников. Коэффициент использования. Коэффициент мощности cosφ. Расчетный ток. Таблица нагрузок. Таблица Excel.

Сегодня мы рассмотрим, как выполняется расчет однофазных электрических нагрузок. Вначале сформулируем основные задачи, которые должны быть решены в результате расчетов.

Для чего делается расчет электрических нагрузок?

На основании расчетов электрических нагрузок производится выбор основных элементов электрической сети. В частности, расчетная мощность (расчетный ток) служит основой при выборе номинальных токов защитно-коммутационных аппаратов и сечений токопроводящих жил проводов и кабелей в распределительных и групповых сетях.
При этом под расчетной мощностью подразумевается мощность, равная ожидаемой максимальной нагрузке элемента сети за 30 минут (ПУЭ п. 1.3.2):

Это означает следующее: если фактическая нагрузка превысит расчетную максимальную нагрузку на длительное время, то проводники будут работать с перегрузкой, при которой резко возрастает риск их перегрева и возникновения пожара. Подобные нештатные ситуации нередко возникают из-за несоответствия сечения проводника номинальному току автоматического выключателя.
Отсюда следует первое правило для проектировщика электрики: номинальный ток автоматического выключателя, защищающего проводник, всегда должен быть меньше (или равен) предельно допустимого длительного тока проводника.
Если больше — то в случае превышения предельно допустимой токовой нагрузки проводника автоматический выключатель НЕ сработает! Это аварийная ситуация.
Поэтому расчет электрических нагрузок и нужен для того, чтобы получить исходные данные для правильного выбора основных элементов электрических сетей и обеспечить их безопасную эксплуатацию.

Итак, на основании расчетов электрических нагрузок решаются следующие задачи:
• определяется максимальная расчетная мощность на вводе для получения ТУ на присоединение к электрическим сетям;
• определяется максимальный расчетный ток нагрузки всех элементов сети;
• по условию нагрева максимальным расчетным током нагрузки в соответствие с ПУЭ выбираются сечения токопроводящих жил проводов и кабелей;
• по выбранному сечению провода и его длительно допустимой токовой нагрузке выбираются номинальные токи автоматических выключателей в распределительных и групповых сетях.

Пример расчета.
В качестве примера возьмем проект электрики одноэтажного жилого дома с жилой площадью 90м2. Используем табличный метод коэффициента спроса. Этот метод можно применять на этапе рабочего проектирования, когда известны точные данные электроприемников и места их расположения на объекте.

Исходные данные:
Частный жилой дом общей площадью 90м2. В доме 4 комнаты, прихожая, кухня, ванная. На участке имеется гараж. Все потребители электроэнергии — однофазные.
Исходные данные по установленному электрооборудованию с привязкой к помещениям приведены в таблице 2. Рекомендуемые величины мощностей отдельных электроприемников можно взять из таблицы 1.

Статьи «на заметку»

Расчет потребляемой электрической мощности дома

Основным показателем, рассчитываемым в проекте электрики частного дома, является общая потребляемая мощность. Заказав проект электрики, владелец частного дома обязательно получит цифру потребляемой мощности, которая будет в нем указана. Но часто бывает полезно понять ориентировочную потребляемую мощность еще до заказа проекта, на этапе покупки «киловатт». Предварительный расчет поможет Вам определиться с величиной покупаемой мощности (если есть различные предложения), а также осмысленно подойти к своим потребностям в части энергопотребления. Иногда бывает выгоднее отказаться от некоторых энергопотребителей, чем платить за лишние киловатты.

Основой расчета общей потребляемой мощности частного дома, выполняемого в ходе проектирования электрики, являются нагрузки оконечных потребителей электроэнергии. Именно данные о примерном потреблении электричества элементами освещения, силовым оборудованием и бытовыми приборами, используемыми в Вашем доме, и дадут возможность проведения самостоятельной «прикидки» требуемых киловатт.

Для самостоятельного расчета требуемой электрической мощности на Ваш дом, приводим таблицу « Ведомость потребителей электроэнергии (ориентировочная)» (Таблица №1). Данные, приведенные в таблице, основаны на нашем опыте проектирования систем электроснабжения и освещения частных домов. Являясь ориентировочными, приведенные значения потребляемой мощности достаточно точно отражают их реальные значения, поскольку взяты из технических паспортов на соответствующее оборудование.

Таблица 1. Ведомость потребителей электроэнергии (ориентировочная)

Наименование оборудования

Новости

Мощность основных бытовых электроприборов и расчет потребляемой жилым помещением мощности

Расчет энергопотребления поможет в формировании рационального подхода к энергопотреблению и экономного использования коммунальных ресурсов в доме или квартире, где проживает потребитель, а также будет полезен при планировании систем энергоснабжения на строящемся объекте.

Приведенные расчеты помогут рассчитать потребляемую мощность жилого объекта – готового или строящегося. Подсчитав киловатты, можно понять, есть ли ресурсы для экономии, в какой сфере требуется более рациональный подход к энергопотреблению, соблюдается ли уровень разрешенной договором энергоснабжения мощности либо стоит обратиться к энергопоставщику и увеличить его.

Для расчета необходимо выбрать из таблицы 1 энергопотребители, которые есть (будут) в вашем доме или квартире и подсчитать их суммарную мощность. Если потребителей (например, телевизоров или лампочек) больше одного – мощность из таблицы умножается на соответствующее количество.

Далее необходимо умножить полученную сумму на коэффициент из таблицы 2, выбрав его в зависимости от полученной суммарно потребляемой мощности.

Пример: если сумма потребителей у вас получилась 17 кВт, то, согласно таблице, коэффициент спроса будет равен 0,65: 17 х 0,65 = 11,05. Таким образом, ориентировочное значение потребляемой вашим домом или квартирой мощности равно 11,05 кВт.

Важно!

• Если уровень мощности, указанной в вашем договоре с ГУП РК «Крымэнерго», меньше полученного значения – необходимо его увеличить, обратившись для этого в центр (пункт) обслуживания потребителей по месту жительства для внесения изменений в договор.
• Включая бытовые электроприборы, не забывайте о ресурсах внутридомовой и внутриквартирной электропроводки, которая может быть рассчитана на указанные в договоре энергоснабжения значения.

1. Таблица мощности основных бытовых электроприборов

Электроприбор

Мощность, кВт/ч (за единицу)

Приведенные значения потребляемой мощности ориентировочные, взяты из технических паспортов соответствующего оборудования

Лампа накаливания (40 Вт / 60 Вт / 100Вт)

Компактная люминесцентная лампа («энергосберегающая», 40 Вт / 60 Вт / 100Вт)

Расчета электрических нагрузок. Делаем правильно.

Добрый день уважаемые читатели. Хочу обсудить и разобрать тему, на мой взгляд одну из самых Важных при проектировании внутреннего электроснабжения того, или иного объекта строительства.

Разберем основные вопросы темы :

1. Что такое расчет электрических нагрузок и для чего он необходим?

2. Наименование и расшифровка, формулы расчета всех показателей таблицы расчета нагрузок.

3. Работа с полученными значениями.

4. Последствия неправильного расчета электрических нагрузок.

1. Что такое расчет электрических нагрузок и для чего он необходим

Итак, давайте начнем с того как выглядит расчет электрических нагрузок

Выше мы с Вами видим таблицу расчета электрических нагрузок распределительного щита мебельного магазина. Данная таблица, как не сложно догадаться, разработана в программе Excel и полностью автоматизирована для просчета того, или иного значения при меняющихся исходных данных. Основные формулы, по которым ведется расчет любого значения, должны быть отображены в пояснительной записке раздела «Расчеты», таблица же служит удобным документом, в который сводятся все значения.

Получив все расчетные данные, мы можем верно подобрать номиналы коммутационных аппаратов, а соответственно и сечение кабелей, выстроить селективность системы электроснабжения, равномерно распределить мощностную нагрузку по каждой фазе, понимать — соответствуют ли расчетные показатели выделенной на объект мощности.

Все расчетные показатели в таблице должны быть отображены на однолинейной схеме распределительного электрощита.

2. Наименование и расшифровка всех показателей таблицы расчета нагрузок.

Давайте теперь постараемся разобраться в данной таблице и в каждом ее значении. На первом этапе проектирования создается и подготавливается основа проекта (таблички, архитектурные планы), далее наносятся места расположение розеток, силового оборудования, светильников, выключателей, и т.д — это мы разберем в следующих статьях. После уже происходит расчет. Начинаем мы с того что группируем наши потребители (объединяем один, несколько и более потребителей в группу которая будет подключаться от определенного автоматического выключателя, УЗО или диф. автомата в щите. Теперь когда мы полностью сгруппировали все потребители переходим к подсчету мощностей по каждой группе и разбираем все последующие значения верхней строки таблицы.

Р уст — Установленная мощность, (кВт) — это суммарная мощность всех объединенных в одной группе потребителей.

Например: Гр.1 — розетки коридора. В коридоре предусмотрено 5 бытовых розеток каждую бытовую розетку согласно СП31.110-2003 принято брать с расчетом 0,1кВт или 100Вт (при количестве розеток свыше 100 мощность розетки берется 0,06кВт), таким образом установленная мощность пяти розеток составит 0,5кВт или 500Вт.

К с — Коэффициент спроса — это отношение совмещенного получасового максимума нагрузки электроприемников к их суммарной установленной мощности.

Другими словами — это отношение установленной мощности к расчетной Р уст/ Р р

Например: для розеточных групп данный коэффициент подбирается по таблице 7.6 СП31.110-2003. Соответственно К с = 1

Данный коэффициент следует подбирать в зависимости от вида оборудования (для каждого вида и типа он имеет разное значение) и подбирается в соответствии с разделом 7 «Расчетные электрические нагрузки» СП31.110-2003

сos φ — это расчетный коэффициент мощности потребителя, характеризующий наличие в нагрузке реактивной составляющей

Для каждого вида и типа оборудования коэффициент мощности принимается разным. Например для кондиционеров и насосов сos φ= 0,75

tg φ — расчетный коэффициент характеризующий расход реактивной энергии на расход активной энергии

Р р — расчетная (активная) мощность, кВт — характеризует наличие в нагрузке только активной составляющей и рассчитывается как

Q р — расчетная (реактивная) мощность, квар — мощностная составляющая, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение

S пол. = полная мощность, кВА — это физическая величина, равная произведению действующих элементов периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на ее зажимах.

И последнее самое важное значение для полного расчета группы — это расчетный ток, I р. Здесь необходимо также понимать, что существуют потребители номиналом 220В и потребители номиналом 380В т.е однофазные и трехфазные, соответственно и формула расчета тока будет для каждого номинала напряжения своя

Когда произведен расчет по каждой группе потребителей, мы с Вами переходим на самую последнюю итоговую строку, чтобы узнать расчетные показатели в нашей системе электроснабжения.

Р уст.общ — Установленная мощность общая, (кВт) — это сумма мощностей всех групп электроснабжения. Например:

К с.общ — Коэффициент спроса общий- среднее значение суммы всех К с групп электроснабжения.

сos φ.общ — Коэффициент мощности общий — среднее значение суммы всех cos φ групп электроснабжения

tg φ.общ — Расчетный коэффициент общий- среднее значение суммы всех tg φ групп электроснабжения

Р р.общ — расчетная (активная) мощность общая, кВт — рассчитывается как:

Для определения полного расчетного тока нам необходимо значение номинального напряжения в сети и как в предыдущем случае рассчитывается как:

3. Работа с полученными значениями.

Осуществив полный расчет всех нагрузок и тока сети мы делаем следующие действия:

— Распределяем отходящие группы по фазам, таким образом, чтобы неравномерность по расчетной нагрузке или расчетному току не превышала между самой перегруженной и самой менее загруженной фазой 15% в соответствии с требованиями СП31.110-2003. В случае если изначальное распределение не дало необходимых показателей, мы перераспределяем нагрузку по фазам до необходимых нам параметров.

— В соответствии с полученными значениями тока, по каждой группе осуществляем выбор номинала коммутационного оборудования. Главное правило — расчетный ток группы не должен превышать номинальный ток коммутационного аппарата. Чаще данное значение необходимо даже брать с запасом. Например при расчетном токе 15,6А лучше выбрать автоматический выключатель на номинал 20А, при расчетном токе 10-14А можно выбирать номинал 16А.

— Когда мы закончили подбор номинальных значений коммутационных аппаратов мы приступаем к выбору сечения кабеля для нашей группы. Например для 1-фазного автоматического выключателя на 10А достаточно медного кабеля сечением 3х1,5мм2

Главное в подборе сечения придеживаться правила, что пропускная токовая способность кабеля должна быть выше, чем пропускная токовая способность автоматического выключателя умноженная на значение 1,25

Например: мы выбрали однофазный автоматический выключатель на 16А, для него подойдет медный кабель сечением 3х2,5 пропускная способность которого 27А.

Теперь проверим это выражение: 27>16*1,25 = 27>20 — Равенство верное. Расчет кабеля выполнен верно.

— Завершаем наши расчеты подбором вводного выключателя. Значение его номинала должно быть в соответствии с значением мощности выделенной на данный объект. Например: для 15кВт выделенной мощности на квартиру/дом и напряжении 380В — равен трехфазный автоматический выключатель номиналом 25А. Из этого следует, что отходящие однофазные выключатели на группы не должны превышать значения 20А, также как и трехфазные автоматические выключатели. При таких условиях полностью выполняется селективность управления нагрузкой.

Все расчетные показатели, такие как: Р уст, Р р, сos φ, К с, S р, I р. — необходимо в обязательном порядке отобразить в однолинейной схеме распределительного щита. Также распределение нагрузок по фазам в процентном отношении тоже необходимо отобразить в однолинейной схеме.

4. Последствия неправильного расчета электрических нагрузок.

Теперь давайте обсудим заключительный вопрос нашей темы — какие следуют последствия при неверных расчетах?

-При неравномерной нагрузке по фазам некоторое оборудование может работать с отклонением от заданных номинальных параметрах, что приводит к их значительному снижению ресурса и ранней поломке. Например этому более подвержены трехфазные электродвигатели.

-При неправленом подборе номинала автоматического выключателя, потребитель может работать с постоянными перерывами, или вовсе не осуществлять запуск. Также мы не разобрали вопрос подбора характеристик автоматического выключателя, об этом мы поговорим в следующих статьях, это отдельная тема требующая внимания.

-При неправильном подборе сечения кабеля (например токовая пропускная способность сечения меньше чем токовая пропускная способность коммутационного аппарата) есть риски его выхода из строя, а также поломке коммутационно аппарата, т.к такой кабель будет подвержен постоянному нагреву, которое проявляется больше всего в месте соединения с коммутационным аппаратом. При этом не исключается возможность дальнейшего возгорания с переходом в пожар.

— При неправильной селективности коммутационных аппаратов возможна некорректная работа электроснабжения. Например при перегрузке или коротком замыкании будет выключаться не групповой автоматический выключатель, а вводной, тем самым обесточивая все отходящие группы.

Уважаемые читатели возможно какие-то моменты по ходу разбора я упустил, какие-то требуют отдельного внимания и разбора, прошу не судить строго. К вопросам проектирования и монтажа систем электроснабжения необходимо относиться с огромной ответственностью.

В следующей статье мы постараемся разобрать не менее важные вопросы расчетов, монтажа и проектирования электроснабжения.