Как узнать расход газа для отопления дома

МОСКВА, 2 окт — ПРАЙМ. Газ — самый дешевый способ обогреть жилище. Так считает автор «Российской газеты», подсчитавший, что в среднем на обогрев дома площадью 100 квадратных метров уходит около 144 кВт. 

В издании рассказали, как узнать расход газа для отопления загородного дома, чтобы знать будущие затраты на отопление, а также правильно выбрать газовое оборудование. 

Последний привет Вашингтона. Какой удар по России готовят США

«Для расчета расхода газа надо отталкиваться от необходимой тепловой мощности, требуемой для обогрева дома. Есть стандартная формула: 0,1 кВт*1 кв. метр. По ней все просто, на час обогрева дома площадью 100 кв. метров потребуется — 10 кВт тепла, 150 кв. метров — 15 кВт, 200 кв. метров — 20 кВт. Но газовый котел не работает постоянно, поэтому для расчета суточного потребления газа итоговое значение делят на два и умножают на количество часов в сутках — 24. В результате для среднестатистического дома площадью 100 кв. метров получается формула 0,1*100/2*24=120 кВт. К полученному результату нужно прибавить 20% расхода тепла на вентиляцию и на обеспечение горячего водоснабжения: 120+20%=144 кВт. Столько в среднем тепловой энергии в день нужно для обогрева дома площадью 100 кв. метров», — подробно объясняется в тексте «Российской газеты».

По подсчетам, проведенным изданием, в среднем ежедневно потребляется 16 кубометров газа. Ежемесячно — 480 кубометров газа.

«Чтобы узнать ежедневное потребление газа в кубометрах, нужно суточный расход тепловой энергии разделить на значение удельной теплоты сгорания природного газа — 9,3 кВт. Получается: 144/9,3=15,48 кубометра газа, которые лучше округлить до 16 кубометров в сутки», — пишет издание.

При этом автор советует при использовании формулы учитывать климатические условия региона. Так, жителям северных регионов лучше закладывать в изначальную формулу расчета необходимой тепловой энергии 0,2 кВт*1 кв. метр, а южанам (например, в Краснодарском крае) — 0,08 кВт*1 кв. метр.

Автор также рекомендует учитывать коэффициент полезного действия газового котла, который в разных моделях колеблется от 88 до 95%. Это значит, что к окончательному результату формулы придется прибавить 5-12% потерь мощности.

Энергоэффективность дома тоже имеет значение. В достаточно утепленном доме потери тепла будут минимальны, обращает внимание издание. 

Автономная газификация — расход газа в частном доме

В данной статье мы постараемся определить оптимальный расход газа для частного дома при установке системы автономной газификации, в том числе для отопления и бытовых нужд.

Автономная газификация давно заслужила звание оптимального выбора для частного дома, дачи, коттеджа. О ее достоинствах также слышали все: безопасность, удобство, независимости от централизованной сети газовода, плюс – экономия средств. Чтобы убедиться в последнем стоит заранее подсчитать расход газа, который вас ждет в отопительном сезоне.

Что влияет на расход топлива в частном доме:

1. Материал и конструкция дома сильно влияют на расход газа: теплопроводность древесины ниже, чем у кирпича. В то же время, если кирпичные стены имеют достаточную толщину – теплопотери ниже. Чем больше площадь окон, тем больше потери тепла. Бетонные стены имеют высокую теплопроводность, из-за чего расход газа в таком частном доме возрастает.

2. Периодичность отопления. Если речь идет о даче, то расход газа будет ниже: зимой большинство людей приезжают на дачу раз в несколько недель, обогрев работает соответственно. А вот если автономная газификация планируется для дома, где постоянно живут люди, то и количества газа на отопление потребуется большее.

3. Размеры отапливаемых газом помещения. Расход газа рассчитывается исходя из отапливаемой площади. В случае с СУГ (сниженным углеводородным газом) средний расход составляет 25 литров на 1 кв.м. площади.

4. Желаемый температурный режим: кому-то комфортно при 18-20 С, а кому-то не хватает и 25 С чтобы не мерзнуть. Чем выше установленная температура, тем больше расход газа на отопление частного дома.

Расход газа для коттеджа, дачи или дома разный и зависит от площади:

Расход газа на отопление частного дома 100 м2

В нашей стране все дачи похожи между собой по габаритам. В основном это небольшие домики до 100 кв.м. по площади. Рекомендованный объем газгольдера для них составляет 2500-3000 литров. В норме до 70% от этого объема израсходуется на отопительный сезон, а остальные 30% смогут обеспечивать вас топливом для других бытовых потребностей, к примеру, для приготовления еды на газовой плите.

Расход газа на отопление частного дома 200-300 м2

Коттеджи строятся по нескольким типовым проектам, однако в основном не превышают по площади 300 кв.м. Официальная длительность отопительного сезона 5256 часов. На такую площадь с учетом постоянного режима проживания достаточно резервуара объемом от 4500 до 4850 литров. Такое количество СУГ позволит поддерживать температуру на уровне 20-23 градусов и заправлять газгольдер не чаще 3-х раз в год (при условии максимальной заправки).

Расход газа для большого частного дома

Для частных и загородных домов расход топлива имеет смысл рассчитывать индивидуально, опираясь на материалы, конструкцию, площадь и количество жильцов в здании. Для жилых построек до 850 кв.м подойдут резервуары для СУГ объемом 5600-6500 литров. Однако необходимо учитывать, что наличие бассейна в помещении меняет расход топлива в большую сторону, тогда как подвал сокращает его. В целом же 6500 литров достаточно для того, чтобы заправить резервуар до отопительного сезона и наметить следующую заправку уже после его окончания.

Таким образом, расход топлива определяется для каждого дома отдельно, исходя особенностей его конструкции и эксплуатации. А именно использование СУГ является наиболее экономным по сравнению с электроэнергией или дизтопливом. Совершенствуете старый дом или строите новый? Обратитесь к автономной газификации – и в вашем жилье никто не будет холодно!

Таблица расхода газа для разных типов домов:

Ознакомиться с стоимостью доставки газа для газгольдеров – на этой странице.

Опубликовано: 2016-04-03

Отопление частных домов от 50 до 100 кв.м. с использованием котлов и теплового насоса

Частные дома и коттеджи становятся все более популярными среди населения. Темпы строительства загородных коттеджных поселков это подтверждает. Дома площадью 50 – 100 квм – как правило, одноэтажные здания с гаражом, расположенные в частных районах городов.

Возможные проблемы:

• Снижение давления в газопроводе, что приводит к нарушениям в работе систем теплоснабжения.
• Скачки сетевого напряжения.
• Низкое качество воды в системах водоснабжения (повышенное содержание солей жесткости, таких как кальций, магний, а так же взвешенных частиц и органических веществ).

Рекомендации:

• Обеспечить качественное утепление стен дома, что снизит теплопотери и сведет к минимуму возможность появления конденсата в помещениях при перепадах температур в осенне-весенний период. С той же целью на стадии проектирования дома рекомендуется запланировать использование окон современных конструкций.
• Регулировать интенсивность отопления помещений в зависимости от погодных условий.
• Исключить нерациональное использование горячей и холодной воды. Неоправданный чрезмерный расход воды приводит к резкому ухудшению ее качества.
• В домах такого типа наиболее экономически выгодным решением будет использование конденсационного котла, который с минимальными затратами обеспечивает наиболее комфортное отопление.
• Отопление дома по технологии «теплый пол», которая обеспечивает более равномерный и экономичный нагрев помещений, в отличие от радиаторов.
• Применение солнечных коллекторов позволяет более чем на 60% сократить ежегодные расходы на горячее водоснабжение.
• Для защиты отопительного котла от резких перепадов напряжения в сети рекомендуется использовать надежный стабилизатор.
• Для повышения качества потребляемой воды необходимо предусмотреть применение специальных фильтров в системе тепло- и водоснабжения.

Система отопления с использованием газового котла

Особенности:

• Основные виды тепловой нагрузки частного дома: отопление и горячее водоснабжение (ГВС). Первое является сезонным потреблением тепла, второе – круглогодичным потреблением тепла.
• Основной вид используемого топлива – природный газ, реже – жидкое топливо, уголь и дрова.
• Необходимое количество тепла на отопление зависит от температуры наружного воздуха, а также от материалов стен, количества и вида окон.
• Система отопления – закрытая, с принудительной циркуляцией теплоносителя с помощью насоса.
• Радиаторы и внутрипольное отопление – наиболее распространенные отопительные приборы.
• Поддержание в квартире комфортной температуры воздуха 20-25 ⁰С, температуры горячей воды 45-60 ⁰С при любой температуре наружного воздуха.
• Для частных домов нагрузка на ГВС (горячее водоснабжение) больше, чем в квартирах, в связи с большими расходами горячей воды на бытовые нужды (около 80 – 100 л/сутки на одного человека).

Оптимальное решение:

Система отопления с использованием теплового насоса

Особенности:

• Тепловой насос позволит выгодно с экономической точки зрения использовать тепло внешних источников, таких как земля, вода, воздух. Нагрев теплоносителя в данном случае происходит с минимальными энергетическими затратами, но при этом следует помнить, что для создания комфортных условий в помещении при низких температурах в системе отопления дома необходимо предусмотреть наличие и традиционного источника тепла.
• Каждая модель теплового насоса рассчитана на работу в определенном интервале температур, поэтому зимой, когда наступает период сильных морозов, целесообразнее воспользоваться газовым котлом или другим отопительным прибором либо совместной работой теплового насоса и отопительного котла. Конструкция теплового насоса предусматривает 2 режима работы. В первом случае он работает до тех пор, пока температура внешней среды не опустится до критической отметки, после чего в работу включается традиционный источник. Во-втором случае во время морозов газовый котел и тепловой насос работают одновременно, причем, котел догревает воду в самый холодный период.
• Так как тепловой насос работает при средних температурах окружающей среды, то его мощность не превышает 50-70% от максимального потребления тепла в здании.
• Система может использоваться для отопления помещений в частных домах, обеспечения горячим водоснабжением, нагрева бассейна. В первом случае работа газового котла является сезонной, а интенсивность работы будет зависеть от внешней температуры. Горячее водоснабжение (ГВС) обеспечивается в течение всего года в равномерном режиме. В зависимости от типа бассейна, его нагрев может быть как сезонным, так и регулярным.
• Основные виды тепловой нагрузки частного дома: отопление и горячее водоснабжение (ГВС). Первое является сезонным потреблением тепла, второе – круглогодичным потреблением тепла.
• Необходимое количество тепла на отопление зависит от температуры наружного воздуха, а также от материалов стен, количества и вида окон.
• Система отопления – закрытая, с принудительной циркуляцией теплоносителя с помощью насоса.
• Радиаторы и внутрипольное отопление – наиболее распространенные отопительные приборы.
• Поддержание в квартире комфортной температуры воздуха 20-25 ⁰С, температуры горячей воды 45-60 ⁰С при любой температуре наружного воздуха.
• Для частных домов нагрузка на ГВС (горячее водоснабжение) больше, чем в квартирах, в связи с большими расходами горячей воды на бытовые нужды (около 80 – 100 л/сутки на одного человека).

Оптимальное решение.

Система отопления на твердотопливном котле

Особенности:

• Использование в системе отопления дома твердого топлива (дрова, древесные отходы, кора, щепки, стружка) обеспечивает более экономичный нагрев теплоносителя.
• Для твердотопливного котла необходимо оборудовать склад для хранения топлива, размеры которого определяются на стадии проектирования отопительной системы.
• Котел, работающий на твердом топливе, часто является единственным экономически целесообразным вариантом обогрева дома, не имеющего подключения к центральному газоснабжению. При эксплуатации твердотопливного котла могут возникнуть трудности, связанные с регулировкой нужной температуры, а так же с необходимостью постоянного обновления запаса топлива в котле. Твердотопливный котел часто используется совместно с газовой установкой для обогрева помещений.
• В случаях совместного использования отопительного оборудования твердотопливный котел работает в среднем режиме при номинальной нагрузке, а газовый котел при этом обеспечивает нагрев теплоносителя до запланированной постоянной температуры.
• Основные виды тепловой нагрузки частного дома: отопление и горячее водоснабжение (ГВС). Первое является сезонным потреблением тепла, второе – круглогодичным потреблением тепла.
• Необходимое количество тепла на отопление зависит от температуры наружного воздуха, а также от материалов стен, количества и вида окон.
• Система отопления – закрытая, с принудительной циркуляцией теплоносителя с помощью насоса.
• Радиаторы и внутрипольное отопление – наиболее распространенные отопительные приборы.
• Поддержание в квартире комфортной температуры воздуха 20-25 ⁰С, температуры горячей воды 45-60 ⁰С при любой температуре наружного воздуха.
• Для частных домов нагрузка на ГВС (горячее водоснабжение) больше, чем в квартирах, в связи с большими расходами горячей воды на бытовые нужды (около 80 – 100 л/сутки на одного человека).

Оптимальное решение.

Система отопления на жидкотопливном котле

Особенности:

• Жидкое топливо является выгодной альтернативой природному газу и все чаще применяется в современных отопительных системах.
• При проектировании отопительной системы, работающей на жидком топливе, необходимо учитывать требования, предъявляемые производителем оборудования к качеству используемого сырья.
• Использование конденсационных жидкотопливных котлов поможет увеличить эффективность и КПД, а также уменьшить количество потребляемого топлива. 
• Основные виды тепловой нагрузки частного дома: отопление и горячее водоснабжение (ГВС). Первое является сезонным потреблением тепла, второе – круглогодичным потреблением тепла.
• Основной вид используемого топлива – природный газ, реже – жидкое топливо, уголь и дрова.
• Необходимое количество тепла на отопление зависит от температуры наружного воздуха, а также от материалов стен, количества и вида окон.
• Система отопления – закрытая, с принудительной циркуляцией теплоносителя с помощью насоса.
• Радиаторы и внутрипольное отопление – наиболее распространенные отопительные приборы.
• Поддержание в квартире комфортной температуры воздуха 20-25 ⁰С, температуры горячей воды 45-60 ⁰С при любой температуре наружного воздуха.
• Для частных домов нагрузка на ГВС (горячее водоснабжение) больше, чем в квартирах, в связи с большими расходами горячей воды на бытовые нужды (около 80 – 100 л/сутки на одного человека).

Оптимальное решение.

Какой должна быть система отопления дома на 100 кв. м.

В первую очередь система отопления дома с такой небольшой площадью в 100 квадратных метров. Должна быть компактной и не требующей больших усилий на обслуживание.  Разместить такую систему отоплени можно буквально под лестницей или на кухне. не выделяя отдельное помещение под котельню.

Конечно то что площадь маленькая и система отпления должна быть простой и компактной это вопрос болше филосовский а не технический. Но для того что бы более точно отвечать на вопрос о том какая же все таки должна быть система отопления дома на сто квадратных метров можно сказать точно что котел отопления должен быть около 15 киловат. Из расчета по формуле которая зависит от региона, где располагается дом. Для средней части России данное значение равно 1,5. Также на 100 м² помещения требуется 10 кВт. Если площадь равна 200 м², то мощность котла = 200*1,5/10 =30 кВт. ну а соответственно дому в сто квадратных метров достаточно котла в два раза меньше по мощности.

Однако важно знать вид топлива для будущего котла ведь котельная работающая на газу будет очень отличаться от котельной работающей на твердом топливе. И сами котлы будут разными. Конечно удобнее и дешевле всего топить природным газом и хорошо когда он подведен.  Однако если к вашему дому не подключен газ то придется все таки выделить отдельное помещение для установки твердотопливного котла и его спутника – тепловой накопитель (танк) литров на 500 ну чем больше тем лучше.

Примерно такой и должна быть современная котельная в небольшом частном доме на сто квадратных метров. В обвязке самого котла и бойлера тоже все примерно просто достаточно одного слабенького насоса который прокачает весь дом. И обязательно предусмотреть  возможность естественной циркуляции теплоносителя термосифонным или гравитационным способом за счет разности температур.  Хотя бы по контуру связывающему твердотопливный котел с бойлером – накопителем.  Для того что бы при отключении электричества котел мог спокойно сбрасывать остатки накопленного жара в камере сгорания в виде нагретого теплоносителя в накопительную емкость специально для этого предназначенную.

Простейшая схема самотечной обвязки твердотопливного котла с подключением минимума запорно регулирующей арматуры  (трех ходовых и двухходовых клапанов)  на рисунке ниже.  При такой обвязке можно установить очень слабый насос который может понадобится для обратного коллектора собирающего охлажденный теплоноситель со всех контуров теплого пола.  По радиаторной сети из однотрубного контура при такой схеме теплоноситель будет двигаться даже в отсутствии электроэнергии самотеком. Это придумано так же с целью повышения энергоэффективности и стрессоустойчивости системы в случаях аварийного характера. Например отключение электричества от дома на сутки.

Выше прведенная схема обвязки котла, которая поможет понять принцип обвязки твердотопливного котла с перемычкой на котловом контуре. Ставится она для защиты котла от непрогрева,  что часто возникает из за ее отсутствия. В результате и  как следствие приводит к конденсату в камере сгорания, саже  как внутри котла так и внутри трубы дымохода.  Проблема эта очень распространенная и легко устранима при правильном ее понимании.

Следует подчеркнуть о том что вышеперечисленная идея выла изложен в обобщенном виде с  целью донесения до читателя главных моментов в схеме и идее простой и надежной системы отопления частного дома небольшого размера до ста квадратных метров.

      Рекомендации

Сколько киловатт на квадратный метр. Расчет площади обогрева

Расчет мощности нагревателя

1. Чем отличается температура наружного воздуха от желаемой температуры воздуха в помещении, °С  (Например, если в помещении требуется +22 °С при -20 °С снаружи, то разница температур составит 22 + 20 = 42 °С)

2. Укажите объем помещения в м 3  (Например, помещение 25 м 2 , высота потолков 3.0 метров. Объем помещения = 25 * 3,0 = 75 м 3)

3. Выберите тип изоляции здания

очень хорошая теплоизоляция  — жилые дома с хорошей теплоизоляцией, толщина стен в два-три кирпича, стеклопакеты (жилые и административные здания) производственные помещения, типовые кирпичные здания) плохая теплоизоляция  — здания слабоизолированные, толщина стен — кирпичные (ангары типа «сэндвич», гаражи, производственные здания, бытовки и т.п.) без изоляции  — здания и сооружения без теплоизоляции

Обогреватели   В настоящее время пользуются большим спросом как в качестве основных источников тепла, так и в качестве дополнительных. С наступлением неизбежного похолодания они становятся очень актуальными. Бывают случаи отключения отопления или недостаточного обогрева помещения, поэтому от приложения частично зависит ваш комфорт. обогреватель какой лучше иметь под рукой зимой.Вид нагреватели комплект, и из этого набора нужно выбрать тот вариант, который максимально соответствует вашим потребностям. Мощность – важнейшая характеристика отопителя, в целом от нее зависит эффективность его работы. Расчет мощности обогревателя сводится к расчету (в полностью неотапливаемом помещении) 1 кВт на 10 кв.км. м площадь помещения высотой 3 м. В случае, когда нагреватель используется как дополнительный источник, мощность определяется в зависимости от требуемой разницы температур, которую необходимо компенсировать.Также учитывается размер, расположение окон, их количество, материал стен, их толщина, конструкция пола. То есть нужно учитывать всевозможные потери тепла в помещении. При основательном обогреве дома лучше всего воспользоваться услугами профессионалов, которые подскажут, какие обогреватели нужно использовать и где они расположены. Необходимо обратить внимание на наличие обогревателя регулятора мощности, который очень удобен в условиях переменных температур и позволяет использовать максимальную мощность только тогда, когда это особенно необходимо.При выборе обогревателя важно проанализировать все факторы, влияющие на обогрев, определить необходимое количество обогревателей, их расположение в помещении и мощность каждого. В случае, если мощность будет больше необходимой, это повлечет за собой потери, а при мощности меньше желаемая эффективность нагрева не достигается. При выборе обогревателя   Кроме мощности также выбирается его тип, с различными функциями и возможностями.

В зависимости от мощности ,
разновидности нагреватели,
размеры, формы, принцип действия Существует несколько типов обогревателей : масляные радиаторы, электрические обогреватели, конвекторы, тепловентиляторы, инфракрасные обогреватели.
Масляные радиаторы имеют свою разновидность моделей. Эти модели отличаются количеством секций, температурой нагрева и мощностью .   Кроме того, значение мощность
чем больше, тем больше секций по количеству. Масляные обогреватели представляют собой системы в виде аккумуляторов, заполненных маслом. Принцип работы основан на нагреве масла, которое, в свою очередь, передает тепло поверхности. Нагреватель , изготовлен из металлического материала. Некоторые модели таких обогревателей имеют термостат, самостоятельно регулирующий температуру, вентилятор, распределяющий тепло по помещению и еще несколько положительных качеств.Нагреваются максимум до 150 градусов, это неплохое качество для обогрева, но в то же время, что тоже является недостатком — можно обжечься. Электрические обогреватели из-за расхода электроэнергии считаются достаточно дорогими в использовании, но широко распространенными в наше время из-за простоты использования. Важно помнить о необходимости агрегата мощности меньшего количества доступных обогревателей мощности источника питания в помещении. Этот обогреватель типа не нагревается выше 60 градусов, что исключает возможность ожогов.Тепловентиляторы имеют небольшую мощность и рассчитаны на непродолжительную работу. Это вентиляторы со светящейся спиралью. Поток воздуха от тепловентиляторов направлен в одну сторону, то есть они обогревают только часть помещения, где находятся. В большинстве случаев тепловентиляторы используются в офисах, эффективность обогрева которых весьма сомнительна. Конвекторы — Электрокалориферы с естественной циркуляцией воздуха. Они не способны быстро нагреть помещение, только поддерживать определенную температуру. Есть разные емкости, которые отличаются по цене.Инфракрасные обогреватели также работают от сети. Они производят тепло путем излучения электромагнитных волн, при которых происходит излучение тепла. Сначала они нагревают предметы, на которые направлен обогреватель, например, стены, мебель, которые, в свою очередь, нагревают помещение. Разместите такие обогреватели на потолке на определенном расстоянии от головы человека. Разные модели таких обогревателей отличаются мощностью и расположением потолка. То есть каждый ТЭН имеет свою определенную мощность .   При мощности нагревателя   800 Вт необходимо устанавливать на минимальном расстоянии 0.7 метров от головы человека, а обогреватели мощностью 2-4 кВт на расстоянии около 2 метров.
Для комфортного использования в будущем, если вы решите использовать обогреватель , , важно сразу сделать правильный выбор. Выбор зависит от множества различных факторов, самый главный из которых мощность нагревателя . Из мощность обогревателя напрямую зависит от площади помещения, отапливаемого им. Для обычных квартир и коттеджей мощность обогревателя должна составлять 1 кВт на 10 кв.Если вам нужен электронагреватель только для дополнительного обогрева, то в этом случае достаточно будет использовать обогреватель мощностью от 1,0 до 1,5 кВт на комнату площадью 20-25 кв. Мощность нагревателя зависит от площади отапливаемого помещения. Примерный расчет мощности нужный вам обогреватель сделать очень просто. Если помещение совсем не отапливаемое, но с хорошей теплоизоляцией, площадь около 10-12 кв. м. требуется нагреватель мощностью около 1000 Вт. Для отопления помещений с (офис, квартира) площадью 20-25 кв.м нужно 1000-1500 Вт. Очень распространенным считается волновой тепловой обогреватель, который спокойно обогревает помещения в 1,5–2 раза больше, чем обогревателей той же мощности. Такой обогреватель в основном подходит для обогрева любых помещений.

Перед выбором обогревателя типа В начале необходимо рассчитать минимальное значение тепловой мощности для вашего помещения. Зависит мощность от таких показателей как: объем помещения, которое нужно будет обогреть, разница температур в помещении и на улице.Также влияние на мощность имеет коэффициент рассеивания, который находится в прямой зависимости от теплоизоляции помещения и типа конструкции. Коэффициенты имеют определенные постоянные значения. При использовании деревянной конструкции или металла (без теплоизоляции) коэффициент равен 3-4. При небольшой теплоизоляции в упрощенном варианте помещения 2-2,9. Средняя теплоизоляция и стандартное исполнение обеспечивают значение коэффициента в пределах от 1 до 1,9. И, наконец, при условии улучшенной конструкции (кирпичные стены, двойное утепление, толстый пол, качественный кровельный материал), с, так сказать, высоким коэффициентом теплоизоляции, равным 0.6-0,9.
Перемножив значения этих параметров, вы получите достаточно точное значение. требуемая мощность вашего нагревателя .   Хотя надежнее будет все же воспользоваться помощью опытных специалистов, которые могут внести некоторые поправки в ваши расчеты или рассчитать мощность   самостоятельно. После определения мощности можно смело выбирать ТЭН типа . И производителей для этого очень много.

По сравнению с электрическими отопительными приборами собственная система отопления более выгодна как с точки зрения экономии средств , так и с точки зрения максимального удобства при обогреве помещений.

Эффективность и экономичность системы отопления в доме зависит от правильных расчетов, соблюдения точных правил и инструкций.

Расчет площади обогрева дома — процесс трудоемкий и сложный. Не экономьте сильно на материалах. Качественное оборудование и его установка сказывается на финансовом бюджете, но потом хорошо и комфортно служит дому.

При оборудовании дома системой отопления строительные работы и монтаж отопления должны производиться строго по проекту и с учетом всех правил техники безопасности при эксплуатации.

Следует учитывать следующие моменты:

• строительный материал для дома
• оконных проема;
• климатические особенности местности, где расположен дом;
• расположение оконных рам по компасу;
• что такое устройство «теплого пола».

При соблюдении всех вышеизложенных правил и расчетов по ведению отопления необходимы некоторые инженерные знания. Но есть и упрощенная система – расчет отопления по площади, который можно сделать самостоятельно, опять же придерживаясь правил и соблюдения всех норм.

Выбор котла требует индивидуального подхода.

Если в доме есть газ, то самый лучший выход — это газовый котел . При отсутствии централизованного газопровода выбираем электрический котел, теплогенератор на твердом или жидком топливе. Учитывая региональные особенности, доступность поставок материалов, можно установить комбинированный котел. Комбинированный генератор тепла позволит всегда поддерживать комфортную температуру, в любых аварийных и форс-мажорных ситуациях.Здесь необходимо отталкиваться от простого типа работы, коэффициента теплопередачи.

После определения типа котла необходимо рассчитать площадь обогрева помещения. Формула проста, но учитывает температуру холодного периода, коэффициент теплопотерь для больших окон и их расположение, толщину стен и высоту потолков.

Каждый котел имеет определенную мощность. Если вы сделаете неправильный выбор, в комнате будет либо холодно, либо чрезмерно жарко.Таким образом, если удельная мощность котла 10 куб. с учетом площади отапливаемого помещения в 100 кв.м. можно выбрать наиболее оптимальный теплогенератор.

Из формулы, которую используют инженеры, — Wot = (SxWud) / 10 кВт . — следует, что мощность котла 10 кВт отапливаемой площади 100 кв.м .

Необходимое количество секций радиатора.

Чтобы было понятнее, решим задачу на примере конкретных чисел.Предположим, что комнат площадью 14 кв.м . и высота потолков 3 метра , объем определяется умножением.

14 х 3 = 42 кубических метра .

В средней полосе России, Украине, Белоруссии тепловая мощность на метр кубический соответствует 41 Вт . Определяем: 41х 42 = 1722 Вт. Выяснили, что на комнату 14 кв.м. Нужен радиатор на 1700 Вт . Каждая отдельная секция (ребро) имеет мощность 150 Вт. Разделив результаты, мы получаем необходимое для приобретения количество секций.Расчет площади обогрева не везде одинаков. Для помещений свыше 100 кв. м. требуется установка циркуляционного насоса , служащего для «принудительного» движения теплоносителя по трубам. Его установка происходит в обратном направлении от отопительных приборов к теплогенератору. Циркуляционный насос увеличивает срок службы системы отопления, уменьшая контакт горячих жидкостей с приборами.

При установке системы отопления теплый пол «Коэффициент обогрева дома значительно увеличивается.Подключить систему теплого пола можно уже с существующими видами отопления. От радиаторов отопления выведена труба и подведена разводка теплого пола. Это наиболее удобный и выгодный вариант с учетом экономии средств и времени.

Чтобы рассчитать количество радиаторов в квартире или в частном доме, нужно для начала подобрать радиаторы. При этом измеряется отапливаемая площадь и учитываются другие исходные показатели.Все температурные нормы указаны в соответствующих СНиП. Но изучать все это необязательно, ведь специальная программа избавит вас от многих трудностей.

Расчет мощности радиатора отопления: калькулятор и материал батареи

Расчет радиаторов начинается с подбора самих отопительных приборов. Для батарей на аккумуляторе в этом нет необходимости, так как система электронная, а вот для стандартного отопления придется воспользоваться формулой или калькулятором.Различают батареи для изготовления материалов. Каждый вариант имеет свою силу. Многое зависит от необходимого количества секций и габаритов отопительных приборов.

Типы радиаторов:

• Биметаллический;
• Алюминий;
• Сталь;
• Чугун.

Для биметаллических радиаторов используйте 2 вида металла: алюминий и сталь. Внутреннее основание изготовлено из прочной стали. Внешняя сторона выполнена из алюминия.Это обеспечивает хороший прирост теплоотдачи устройства. В результате получается надежная система с хорошей мощностью. На теплопередачу влияет центр и расстояние между радиаторами конкретной модели.

Мощность радиаторов Rifar составляет 204 Вт при расстоянии между осями 50 см. Другие производители выпускают продукцию с более низкими характеристиками.

Для тепловой мощности аналогичны биметаллическим устройствам. Обычно этот показатель при расстоянии 50 см составляет 180-190 Вт. Более дорогие устройства имеют мощность до 210 Вт.

Алюминий

часто используют при организации индивидуального отопления в частном доме. Конструкция устройств достаточно проста, но приборы отличаются отличной теплоотдачей. Такие радиаторы не устойчивы к гидравлическим ударам, поэтому их нельзя использовать для центрального отопления.

При расчете мощности биметаллического и алюминиевого радиатора учитывается показатель одной секции, так как приборы имеют монолитную конструкцию. Для стальных составов расчет выполняется для всей батареи при определенных размерах.Подбор таких устройств следует производить с учетом их рядов.

Измерение теплопередачи чугунных радиаторов колеблется от 120 до 150 Вт. В некоторых случаях мощность может достигать 180 Вт. Чугун устойчив к коррозии и может работать при давлении до 10 бар. Их можно использовать в любых постройках.

Минусы изделий из чугуна:

• Heavy — 70 кг весят 10 секций с расстоянием 50 см;
• Сложная установка из-за серьезности;
• Долго нагревается и потребляет больше тепла.

Выбирая, какой аккумулятор купить, учитывайте мощность одной секции. Так определитесь с устройством с необходимым количеством ответвлений. При расстоянии 50 см между центрами расчетная мощность составляет 175 Вт. А при расстоянии 30 см показатель измеряется как 120 Вт.

Калькулятор расчета радиаторов отопления по площади

Калькулятор учета площади – самый простой способ рассчитать необходимое количество радиаторов на 1м2. Расчеты производятся на основе норм вырабатываемой мощности.Существует 2 основных регламента норм, учитывающих климатические особенности региона.

Основные стандарты:

• Для умеренного климата необходимая мощность 60-100 Вт;
• Для северных регионов норма 150-200 Вт.

Многих интересует, почему нормы имеют такой большой разброс. А вот мощность подбирается исходя из исходных параметров дома. Бетонные здания требуют максимальной мощности.Кирпич — средний, утепленный — низкий.

Все стандарты учтены при средней максимальной высоте полки 2,7 м.

Для расчета сечений необходимо площадь умножить на норму и разделить на теплоотдачу одного сечения. В зависимости от модели радиатора учитывается мощность одной секции. Эту информацию можно найти в технических данных. Все достаточно просто и особых сложностей не представляет.

Калькулятор для простого расчета радиаторов на площади

Калькулятор — эффективный вариант расчета.Для помещения площадью 10 квадратных метров потребуется кВт (1000 Вт). Но это при условии, что помещение не угловое и установлены стеклопакеты. Чтобы узнать количество граней панельных приборов, необходимо требуемую мощность разделить на теплоотдачу одной секции.

При этом учитывается. Если они выше 3,5 м, то необходимо будет увеличить количество секций на одну. А если комната угловая, то добавляем плюс одно отделение.

Учесть запас тепловой мощности.Это 10-20% от расчетного показателя. Это необходимо в случае сильного холода.

Секции теплопередачи указаны в технических характеристиках. Для алюминиевых и биметаллических батарей учитывают мощность одной секции. Для чугунных приборов за основу берется теплоотдача всего радиатора.

Калькулятор для точного расчета количества секций радиаторов

Простой расчет не учитывает многих факторов. В результате получаются кривые данные.Тогда одни помещения остаются холодными, вторые — слишком жаркими. Температуру можно регулировать с помощью задвижек, но лучше заранее все точно рассчитать, чтобы использовать необходимое количество материалов.

Для точного расчета используются понижающие и повышающие тепловые коэффициенты. В первую очередь следует обратить внимание на окно. Для одинарного остекления используется коэффициент 1,7. Для двойных окон коэффициент не нужен. Для тройки ставка составляет 0,85.

Если окна одинарные и теплоизоляции нет, то теплопотери будут достаточно большими.

При расчете учитывают соотношение площадей полов и окон. Идеальное соотношение составляет 30%. Затем применяется коэффициент 1. При увеличении отношения на 10% коэффициент увеличивается на 0,1.

Коэффициенты для разных высот потолка:

• Если потолок ниже 2,7 м, коэффициент не нужен;
• При показателях от 2,7 до 3,5 м применяется коэффициент 1,1;
• При высоте 3,5-4,5 м коэффициент 1.2 требуется.

При наличии чердаков или верхних этажей также действуют определенные факторы. На теплом чердаке показатель равен 0,9, в жилом помещении – 0,8. Для неотапливаемых чердаков принимают 1.

Калькулятор объема для расчета тепла для отопления помещений

Аналогичные расчеты используются для слишком высоких или слишком низких помещений. В данном случае рассчитывается по объему помещения. Итак, на 1 м куба вам потребуется 51 Вт мощности аккумулятора. Формула расчета следующая: А = В * 41

Формулы расшифровки:

• А — сколько нужно секций;
• B — объем комнаты.

Чтобы найти объем, умножьте длину на высоту и ширину. Если его батарея разделена на секции, то общая потребность делится на мощность всей батареи. Полученные расчеты обычно округляются в большую сторону, так как компании часто увеличивают мощность своего оборудования.

Как рассчитать количество секций радиаторов на комнату: ошибки

Тепловая мощность по формулам рассчитана с учетом идеальных условий. В идеале температура на входе 90 градусов на входе, а на выходе 70.Если температура в доме поддерживается на уровне 20 градусов, то в системе будет теплая голова 70 градусов. Но при этом один из показателей обязательно будет другим.

Сначала необходимо рассчитать температурный напор системы. Берем исходные данные: температура на входе и выходе, в помещении. Далее определяем дельту системы: нужно будет посчитать среднее арифметическое между входом и выходом, затем снять температуру в помещении.

Полученную дельту нужно найти в таблице преобразования и умножить мощность на этот коэффициент. В результате получается мощность одной секции. Таблица состоит всего из двух столбцов: дельта и коэффициент. Показатель получается в ваттах. Эта мощность используется при расчете количества батарей.

Особенности расчета отопления

Часто утверждают, что на 1 квадратный метр достаточно 100 Вт. Но эти цифры поверхностны. Они не учитывают многие факторы, которые стоит знать.

Необходимые данные для расчета:

1. Площадь помещения.
2. Количество наружных стен. Они охлаждают помещение.
3. Сторона света. Важным является солнце или тень с этой стороны.
4. Зимняя роза ветров. Там, где зимой ветрено, в помещении будет холодно. Все данные учитывает калькулятор.
5. Климат региона — минимальная температура. Достаточно взять средний.
6. Кладка стен — сколько кирпича ушло, есть ли утепление.
7. Окно. Учитывайте их площадь, теплоизоляцию, тип.
8. Количество дверей. Стоит помнить, что они забирают тепло и приносят холод.
9. Схема установки батареи.

Кроме того, всегда учитывается мощность одной секции радиатора. Это позволяет узнать, сколько радиаторов нужно повесить в одну линию. Калькулятор значительно упрощает расчеты, так как многие данные остаются неизменными.

Как рассчитать площадь обогрева помещения: калькулятор (видео)

Перед выбором обогревателя необходимо рассчитать минимальную тепловую мощность, необходимую для вашего конкретного помещения.

Обычно для примерный расчет  достаточно места в кубометрах деленных на 30. Менеджеры обычно используют этот способ для консультирования покупателей по телефону. Этот расчет позволяет быстро оценить, какая общая тепловая мощность может понадобиться для обогрева помещения.

Например, для подбора тепловой пушки в помещение (или офис) площадью 50 м² и высотой потолков 3 м (150 м³) потребуется 5,0 кВт тепловой мощности. Наш расчет таков: 150/30 = 5.0

Этот вариант расчетов в основном используется для расчета дополнительного отопления в тех помещениях, где уже есть какое-то отопление и нужно просто нагреть воздух до комфортной температуры.

Однако этот способ расчета не подходит для неотапливаемых помещений, а при необходимости, помимо объема помещения, учитывать разницу температур внутри-снаружи, а также конструктивные особенности самого здания (стены, изоляция и др.)

Точный расчет тепловой мощности обогревателя:

Для расчета тепловой мощности с учетом дополнительных условий помещения и температуры используется следующая формула:

В × ΔT × К = ккал/ч
, или

В × ΔT × K / 860 = кВт где

В   — объем отапливаемого помещения в кубических метрах;

ΔT   — Разница между температурами воздуха внутри и снаружи. Например, если температура воздуха на улице -5°С, а необходимая температура в помещении +18°С, то разница температур составляет 23 градуса;

К  — Коэффициент теплоизоляции помещения. Это зависит от типа конструкции и утепления помещения.

K = 3,0-4,0 — Упрощенная деревянная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа. Без теплоизоляции.

К = 2,0-2,9   — Упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыш. Малая теплоизоляция.

К = 1,0-1,9  — Стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, малое количество окон, крыша стандартной кровлей. Средняя теплоизоляция.

К = 0,6-0,9  — Улучшенная конструкция здания, кирпичные стены с двойным утеплением, небольшое количество стеклопакетов, толстое основание пола, кровля из качественного теплоизоляционного материала. Высокая теплоизоляция.

При выборе значения коэффициента теплоизоляции необходимо учитывать старое или новое здание, т. к. для прогрева старых зданий требуется больше тепла (соответственно, коэффициент должен быть выше).

Для нашего примера, если учесть разницу температур (например, 23°С) и уточнить коэффициент теплоизоляции (например, у нас старый дом с двойной кирпичной кладкой, берем значение 1,9), то расчет необходимой тепловой мощности обогревателя будет выглядеть так

150×23×1,9/860=7,62

То есть, как видите, уточненный расчет показал, что для обогрева именно этого помещения потребуется больше теплопроизводительность, чем было рассчитано по упрощенной формуле.

Этот метод расчета применим к любому типу отопительного оборудования, за возможным исключением инфракрасных обогревателей, так как он использует принцип явного тепла. Для любых других типов обогревателей — водяных, электрических, газовых и масляных — подходит.

После расчета необходимой тепловой мощности можно переходить к выбору типа и модели обогревателя.

Стоимость теплого пола в 2022 году

Если и есть что-то, что представляет собой пол с подогревом, так это роскошь. Трудно найти человека, которого бы не впечатлил комфорт пола с подогревом. Это потому, что полы с подогревом известны своей высококлассной привлекательностью. Есть что-то в тепле, излучаемом вверх через плиточные, каменные или деревянные полы, что создает эффект «вау», который мебель и декор просто не могут воспроизвести.

Конечно, полы с подогревом — это больше, чем просто высококлассный вариант обогрева. Они заработали свою репутацию «высокого класса» из-за их незаметной способности работать эффективно и действенно практически под любой поверхностью пола.По сравнению с альтернативными системами, которые имеют неприглядные вентиляционные отверстия или радиаторы для передачи тепла, лучистый теплый пол невидим и более эффективен, поскольку он не предлагает пути выхода для утечки горячего воздуха. Например, воздуховоды подвержены утечкам, а система принудительной вентиляции часто требует регулярного обслуживания системы фильтрации.

Поскольку напольное отопление является таким эффективным и таким роскошным способом доставки тепла, многие домовладельцы проявляют интерес к полам с подогревом, когда они готовы заменить (или установить в первый раз) напольное покрытие в одной из своих комнат — ванная, в частности. Однако, когда домовладельцы начинают делать покупки, они могут быть удивлены, узнав, насколько доступным является электрический подогрев пола с точки зрения как материальных, так и эксплуатационных расходов.

Сколько стоит пол с подогревом?

Стоимость лучистого обогрева пола будет варьироваться от 10 до 12 долларов за квадратный фут или около 600 долларов для типичного проекта реконструкции.

Эта цена за квадратный фут для элементов электрического обогрева пола может доходить до 30 долларов США для нестандартных матов для подогрева пола или до 5 долларов США для крупных проектов с использованием кабелей для обогрева пола и крепежных полос.Для полной ванной комнаты площадью 50 квадратных футов стоимость обогрева пола может составлять всего 265 долларов. Большая главная ванная комната площадью 120 квадратных футов будет стоить от 590 до 833 долларов США, в зависимости от выбранного вами типа обогревателя.

Варианты напольных покрытий с подогревом

Тепловое отопление WarmlyYours предлагает пять различных систем обогрева полов, соответствующих бюджету и уровню знаний клиентов.

Рулоны TempZone Flex: рулоны из стекловолокна для резки и поворота с предварительно прикрепленными нагревательными кабелями

Flex Rolls 1.5 футов шириной и состоят из нагревательного кабеля, прикрепленного к сетке с интервалом 3 дюйма, что обеспечивает равномерную тепловую мощность 15 Вт на кв. фут. 

почти любой тип напольного покрытия, и его можно разрезать и поворачивать во время установки для простоты и соответствия планировке помещения. 

Это наш самый популярный продукт для электрического обогрева пола, который остается на протяжении многих лет, в основном благодаря простоте установки и широкой области применения. этой системы отопления с наиболее часто используемыми типами полов с подогревом, такими как плитка, мрамор и камень.Их также можно установить таким образом, чтобы нагревательный провод был обращен к черновому полу, а сетка из стекловолокна — к напольному покрытию. Это поможет защитить нагревательный кабель во время установки (поскольку сетка заблокирует некоторые случайные контакты при очистке линий затирки или нанесении тонкой стяжки над системой) без ограничения теплопередачи.

В этом плане установки один рулон TempZone Flex использовался для покрытия всего проекта ванной комнаты.  

Для Flex Rolls TempZone стоимость обогрева пола обычно составляет от 10 до 12 долларов США за кв.фут. 

TempZone Easy Mats: коврики с подогревом пола для помещений с интенсивным движением 

Easy Mats представляют собой прямоугольные коврики, предназначенные для обогрева небольших площадей, таких как пространство перед туалетным столиком, душем или туалетом.

Эти маты из стекловолокна также поставляются с нагревательными кабелями, прикрепленными к ним на постоянном расстоянии 3 дюйма, что означает, что они также могут похвастаться тепловой мощностью 15 Вт на кв. фут. заключается в том, что вы нагреваете только те участки пола, которые вам нужно обогревать больше всего, что означает снижение материальных затрат и эксплуатационных расходов.

В некоторых небольших проектах можно использовать два мата для обогрева пола, примыкающих друг к другу, чтобы максимизировать покрытие, но рулон TempZone Flex обычно будет лучшим решением, поскольку он упростит электрические соединения на более поздних этапах установки. Как и Flex Rolls, эти нагревательные элементы могут быть установлены таким образом, чтобы сетка защищала нагревательные элементы в процессе установки.

Иногда один коврик Easy Mat — это все, что вам нужно для всего проекта ванной комнаты.футов, но общая площадь обычно намного меньше, чем у проектов с полным покрытием.

Кабель TempZone: с монтажной мембраной Prodeso или с фиксирующими лентами

Кабель для обогрева пола TempZone можно прокладывать с помощью фиксирующих полос или монтажной мембраны для максимальной гибкости. Каждый тип установки имеет свои преимущества и недостатки.

Кабельная мембрана Prodeso служит не только в качестве каркаса для крепления элементов электрического обогрева пола на соответствующем расстоянии (либо 3.75 дюймов или 5 дюймов для равномерного нагрева (от 7 до 15 ватт на кв. фут), но он также действует как разъединяющая мембрана. Это означает, что мембрана способна защитить хрупкие типы напольных покрытий, такие как плитка или камень, как от смещения фундамента, так и от трещин, телеграфирующих от основания пола к поверхности пола. Это может значительно продлить срок службы таких полов.

Комбинация кабеля и мембраны является более дорогостоящим вариантом, но часто позволяет сократить время установки систем электрического обогрева пола до одного дня (в отличие от других методов, которые требуют времени для полного отверждения встроенных нагревательных элементов).

Эта комбинация обычно стоит от 15 до 20 долларов США за кв. фут, но это часто смягчается тем фактом, что она устраняет необходимость во вторичной разделительной мембране.

Более экономичным вариантом является установка кабеля электрического теплого пола TempZone с фиксирующими полосами. Эти фиксирующие полосы прикрепляются к полу на обоих концах помещения, а затем кабель натягивается на постоянном расстоянии между двумя анкерными линиями фиксирующих полос. Метод приклеивания полос к основанию зависит от материала и от того, используется ли изоляция (однако наиболее распространенным методом укладки любого хорошо очищенного основания является использование двустороннего скотча). Этот процесс более трудоемок, чем большинство других, но также обеспечивает большую гибкость дизайна и, безусловно, является наиболее доступным вариантом.

Как правило, для проекта, в котором используется кабель TempZone и крепежные ленты, стоимость обогрева пола составляет от 5 до 15 долларов США за кв. фут, при этом более крупные проекты обходятся дешевле в расчете на квадратный фут.

План установки кабеля TempZone с креплением полосы и расстояние 3 дюйма

Маты TempZone Custom: индивидуальные нагревательные маты, идеально подходящие для вашего проекта

Custom Mats поставляются предварительно нарезанными в соответствии со спецификациями вашей комнаты, поэтому все, что вам нужно сделать, это раскатать их для установки.Эти продукты также могут быть настроены с точки зрения мощности на квадратный фут в диапазоне от 12 до 15. Поскольку они идеально подходят для помещения, для которого они предназначены, это самый простой в установке продукт для обогрева пола. Несмотря на то, что цена на этот продукт зависит от множества переменных, в большинстве проектов стоимость обогрева пола будет составлять от 15 до 30 долларов за кв. фут для пользовательского коврика TempZone.

WarmlyYours позволяет легко решить, какой продукт подходит именно вам, с помощью Конструктора предложений для лучистого теплого пола.

Как получить предложение

Зайдя в конструктор предложений теплого пола WarmlyYours, вы можете ввести тип проекта, размер помещения и еще несколько простых сведений, чтобы рядом увидеть рекомендуемые варианты. WarmlyYours покажет вам стоимость каждого варианта отопления и различия между ними, чтобы вы могли выбрать тот, который лучше всего соответствует вашему бюджету и уровню знаний по установке. После того, как вы сделали свой выбор, инструмент даже поможет вам выбрать термостат и любые аксессуары, которые могут вам понадобиться для завершения вашего проекта.

Благодаря Конструктору предложений по лучистому отоплению пола у вас под рукой на каждом этапе пути найти доступную систему обогрева пола не может быть проще. WarmlyYours также предлагает бесплатные планы SmartPlan, которые представляют собой индивидуальные планы установки электрического подогрева пола.

Другие затраты на отопление пола: аксессуары, элементы управления и установка

Что касается затрат на отопление в помещении, стоимость нагревательных элементов — это только одна часть головоломки. Есть несколько других компонентов, о которых следует помнить, включая управление вашей системой, применимые аксессуары и затраты на установку.

Термостаты и аксессуары: ключ к энергоэффективности

WarmlyYours предлагает широкий выбор термостатов лучистого отопления, начиная от интеллектуального термостата nSpire Touch WiFi и заканчивая надежным непрограммируемым термостатом nTrust. Обычно вы должны рассчитывать потратить от 100 до 300 долларов на термостат для обогрева пола (больше, если вы хотите интегрировать его в систему домашней автоматизации). Программируемый термостат может позволить вам настроить график нагрева для вашей системы обогрева пола, что может уменьшить расточительное использование энергии и превратиться в значительную экономию.

Аналогичным образом, если вы устанавливаете систему обогрева пола поверх бетонной плиты черного пола, вам потребуется установить подложку с терморазрывом, такую ​​как CeraZorb. Эта подложка из искусственной пробки помогает предотвратить потерю тепла и стоит от 1,80 до 2,75 долларов.

Затраты на установку: Работа и материалы 

Очевидно, что стоимость новой системы обогрева пола также включает стоимость нового пола. Плитка, наиболее часто обогреваемая поверхность пола, имеет огромное разнообразие в стоимости.Плитка для нового пола обычно стоит от 2 долларов США за кв. фут. В самом низком ценовом диапазоне до 25 долларов США за кв. фут. Полы из роскошной виниловой плитки (LVT) обычно стоят от 2 до 7 долларов США за кв. фут. Прибитая твердая древесина полы (которые могут быть установлены по кабелю обогрева пола TempZone) могут иметь огромный диапазон затрат в зависимости от породы дерева, толщины и качества — это может варьироваться от 3 до 6 долларов за мягкую древесину, такую ​​​​как сосна, до 8-14 долларов за более экзотические лиственные породы, такие как красное дерево. Стоимость бетонного пола с подогревом может иметь огромный диапазон в зависимости от желаемых характеристик (от 2 долларов за кв.футов до 30 долларов за кв. фут), а система обогрева для обогреваемого бетонного пола будет стоить от 8 до 16 долларов за кв. фут в зависимости от размера проекта и используемых нагревательных элементов (кабелей или матов). .

Еще одна статья расходов, связанных с укладкой кафельных полов, связана с клеем, таким как разбавитель или самовыравнивающийся цемент. Обязательно ознакомьтесь с рекомендациями по установке вашей системы напольного отопления, чтобы определить, какая глубина клея потребуется для вашего проекта (также имейте в виду, что системы электрического отопления, описанные в этой статье, необходимо будет установить не более чем на 1.5 дюймов от готовой поверхности пола). В сочетании с общей площадью в квадратных футах вы получите представление о том, сколько клея вам потребуется приобрести. 

Если вы хотите нанять профессионала для установки системы подогрева пола под напольным покрытием может взиматься дополнительная плата, поскольку установка подогрева пола обычно требует нескольких дополнительных действий.  Если вы любите делать все своими руками, вы, вероятно, сможете выполнить укладку напольного покрытия самостоятельно за выходные. Однако мы всегда рекомендуем обращаться к лицензированным специалистам. электрик сделает электрические соединения для вашей системы обогрева пола.Наем электрика может включать не только его почасовую оплату (обычно от 50 до 100 долларов в час), например, транспортные расходы и минимальную плату за проект. Не стесняйтесь звонить нам по телефону 1-800-875-5285, и мы можем дать некоторые рекомендации по найму профессионала для вашего проекта.

WarmlyYours SmartServices 

Если вам нужна специализированная помощь в установке системы подогрева пола, WarmlyYours теперь предлагает широкий спектр различных услуг по электрическому отоплению пола по конкурентоспособным ценам. успех.Мы предлагаем как услуги на месте, так и удаленные услуги, и даже некоторые из них могут быть такими, как SmartGuide, наша служба наблюдения за установкой, где эксперт Radiant может помочь вашему установщику (либо на месте, либо посредством видеоконференции). Мы также предлагаем выездную услугу под названием SmartInstall, при которой наши специалисты по Radiant установят электрическую систему обогрева пола , чтобы ваш специалист по укладке напольных покрытий мог безопасно уложить фактическое напольное покрытие. Стоимость этой услуги начинается от 399 долларов. Мы также предлагаем профессиональные услуги по измерению SmartFit, а также услуги по устранению неполадок и ремонту под названием SmartFix.

Обязательно ознакомьтесь со всей линейкой SmartServices для лучистого отопления.

Каковы эксплуатационные расходы?

Если вы хотите еще лучше понять, сколько будет стоить вам ваша электрическая система подогрева пола на ежедневной основе, у WarmlyYours есть еще один инструмент, который вам следует проверить. Предоставляя квадратные метры площади обогрева, стоимость киловатт-часа в вашем штате и количество часов в день, которое будет работать ваша система, Калькулятор эксплуатационных затрат на электрический теплый пол покажет вам, сколько вы будете тратить каждый день на электричество для работы вашей системы. Например, обогрев упомянутой выше ванной площадью 50 квадратных футов в течение четырех часов каждый день будет стоить в среднем 0,09 доллара в день. Это меньше 3 долларов в месяц! Для ванной комнаты площадью 120 квадратных футов это будет стоить около 0,22 доллара в день, что составляет менее 7 долларов в месяц.

Проверьте Калькулятор эксплуатационных расходов на электрический теплый пол самостоятельно.

Как потребление энергии электрическим подогревом пола по сравнению с другими приборами?

Чтобы действительно получить представление о том, насколько энергоэффективен электрический подогрев пола, полезно сравнить энергопотребление системы электрического подогрева пола с другими бытовыми приборами.Например, если вы использовали портативный электрический обогреватель мощностью 1500 Вт в течение 8 часов в день, чтобы добавить дополнительное тепло в свой дом, вы увидите значительное увеличение вашего счета за электроэнергию на 43,80 доллара (при условии, что кВтч стоит около 12 центов). Напротив, систему электрического подогрева пола можно запустить в ванной комнате площадью 35 кв. Футов примерно за 6,60 долларов США в месяц. Даже если вы будете использовать эту систему 24/7 в ванной, это будет стоить всего 19,80 долларов в месяц. Подробнее об энергоэффективности и подогреве пола читайте в этом посте.

Хотите знать, сколько будет стоить обогрев вашего объекта? Начните с бесплатного мгновенного расчета стоимости теплого пола здесь. Вы даже можете начать процесс с нашей командой, загрузив здесь фотографию помещения, которое вы хотите отапливать.

Сколько солнечной энергии потребуется для питания США?

Критики утверждают, что в США просто недостаточно земли для солнечной энергии, чтобы обеспечить страну энергией. Хотя это не сразу практический вопрос, над ним все же интересно подумать. Итак, игнорируя практические ограничения, такие как технологии хранения и энергосистемы, давайте посмотрим, сможем ли мы установить достаточное количество солнечной энергии для электрификации США. С.

Один из подходов — начать с таких данных, как размер солнечных панелей, мощность, которую они производят, и количество солнечных часов в году. К сожалению, этот подход дает совершенно разные ответы в зависимости от предположений. Лучшим подходом является просмотр реальных данных, полученных с реальных солнечных батарей, и просто экстраполяция оттуда.

Исходя из некоторых консервативных предположений из отчета Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) за 2013 год, мы знаем, что в среднем требуется 3.4 акра солнечных батарей для выработки гигаватт-часа электроэнергии в течение года. Учитывая, что США потребляют около 4 петаватт-часов электроэнергии в год, нам потребуется около 13 600 000 акров или 21 250 квадратных миль солнечных панелей, чтобы удовлетворить общие потребности США в электроэнергии в течение года.

Желтый квадрат составляет примерно 21 000 квадратных миль. Карта предоставлена ​​Google Maps.

Сколько стоят 21 250 квадратных миль?

Это может показаться непрактично большим количеством земли, но только не в перспективе. 21 250 квадратных миль — это квадрат со стороной около 145 миль. В США 3 797 000 квадратных миль земли. Только около половины процента от этого потребуется, чтобы обеспечить достаточное количество солнечной энергии для питания страны.

Вот еще несколько примеров землепользования в пределах десятков тысяч квадратных миль:

• 40 223 квадратных мили — это размер земли, арендуемой нефтегазовой промышленностью (по данным Бюро по управлению земельными ресурсами США).
• 18 500 квадратных миль — количество федеральных земель, переданных в аренду предприятиям нефтегазовой отрасли только в 2017 году.
• 13 000 квадратных миль – территория США, затронутая открытой добычей угля
• 49 300 квадратных миль — земля, используемая для выращивания кукурузы для производства этанола (по данным Министерства сельского хозяйства США, в 2021 году на 91 миллионе акров сельскохозяйственных угодий было произведено 14,99 миллиарда бушелей кукурузы, из которых 5,2 миллиарда бушелей было использовано для производства спирта)
• 17 120 квадратных миль — предполагаемая площадь поверхности дорог США (8,8 миллиона полос движения при средней ширине 10 футов).
• 49 400 квадратных миль — общая площадь земель США, используемых под газоны (по данным НАСА, в США 128 000 квадратных километров газонов).
• 22 000 квадратных миль — размер пустыни Мохаве, расположенной на юго-востоке Калифорнии.
• 2200 квадратных миль — количество лесов Аппалачей, которые были расчищены для добычи угля на вершинах гор к 2012 году.
• 3590 квадратных миль — лучшее предположение о том, сколько земли используется для парковки.

На самом деле, нам, вероятно, нужно всего около 10 000 квадратных миль

К счастью, нам не нужно использовать все 21 250 квадратных миль. У NREL есть еще один отчет, в котором консервативно оценивается, что только солнечная энергия на крышах может генерировать 34% всего U.С. Требования к электричеству.

Кроме того, солнечные батареи в исследовании NREL 2013 года имели уровень эффективности 13-14%. Эффективность современных солнечных панелей составляет в среднем 16-17%, а широкодоступные модели легко превышают 20%. При пересмотре оценок с использованием более высокой эффективности и включая покрытие крыш требуется всего 10 000 квадратных миль.

Размер синего квадрата составляет примерно 100×100 миль или 10 000 квадратных миль. Карты предоставлены Google Maps.

Интересно, что Илон Маск поделился почти идентичным показателем во время выступления перед Национальной ассоциацией губернаторов.

«Если вы хотите обеспечить электроэнергией все США с помощью солнечных батарей, вам понадобится довольно небольшой уголок в Неваде, Техасе или Юте; вам нужно только около 100 миль на 100 миль солнечных батарей, чтобы обеспечить питанием все Соединенные Штаты. Батареи, которые вам нужны для хранения энергии, чтобы быть уверенным, что у вас есть питание 24/7, имеют размер 1 миля на 1 милю. Одна квадратная миля. Вот и все.» — Илон Маск

Илон Маск выступает перед Национальной ассоциацией губернаторов в 2017 году

Перспектива высвобождения энергии

Между землей и крышами более чем достаточно места, чтобы построить все солнечные панели, необходимые для питания Соединенных Штатов. Однако на самом деле будущее чистой энергии не будет полностью зависеть от солнечной энергии. Гидроэнергетика, геотермальная энергия и особенно ветер также внесут свой вклад. Но если мы хотим двигаться быстро, солнечная энергия — это самый быстрый путь к чистой энергии. Его можно установить как небольшие проекты, которые легче финансировать. Его можно построить быстрее, чем любой другой вид энергии. Небольшие проекты Solar легче реализовать, и их можно разместить на большем количестве мест. В отличие от ветра и гидроэнергетики, солнечную энергию можно построить практически в каждом штате, городе и округе страны.А поскольку стоимость аккумуляторных батарей продолжает снижаться, быстро станет возможным накапливать дневную солнечную энергию для использования ночью.

Дополнительное чтение

Какова средняя стоимость природного газа за тепло?

Природный газ является обычным источником энергии для многих американских домов. Это универсальные работающие приборы, такие как сушилки для белья, водонагреватели, плиты и духовки. Многие дома используют природный газ для отопления и охлаждения. И он выбрасывает вдвое меньше углекислого газа, чем уголь, что делает природный газ полностью сгорающим ископаемым топливом.Многие люди не знают, как энергетические компании оценивают и выставляют счета за природный газ. Тем не менее, вы, вероятно, увидите стоимость природного газа за терм среди наиболее распространенных терминов. Вот объяснение, которое поможет вам понять ваш счет и использование.

Что такое терм природного газа?

Вы можете измерить использование природного газа несколькими способами. Возможно, вы встречали такие термины, как «therm», «Btu» и «Ccf». Вот что они означают.

БТЕ измеряет теплотворную способность природного газа.Это сокращение от британской тепловой единицы, которая представляет собой количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1 градус по Фаренгейту.

Ccf — это сокращение от ста кубических футов (C — римская цифра, обозначающая 100). Ccf измеряет количество, или объем природного газа.

Термометр — это удобный способ определения цены на природный газ. Многие компании выставляют счет за природный газ за тепловую энергию. Тепловая энергия природного газа равна 100 000 БТЕ.

В 2018 году среднегодовая теплоемкость природного газа в США составляла 1036 БТЕ на кубический фут.Так, в среднем по стране 1 кубический фут (или 100 кубических футов) природного газа стоил 103 600 БТЕ, или 1,036 терм.

Средняя цена природного газа за тепло

Средняя стоимость природного газа за тепловую энергию значительно варьируется в зависимости от сезона и местоположения. В январе 2020 года средняя цена по стране составляла 9,52 доллара за тысячу кубических футов. Это 0,95 доллара за CCF. А при среднем теплосодержании по стране в 2019 году, равном 1037 БТЕ на кубический фут, цена на природный газ составляет 0,92 доллара США. В августе прошлого года цены достигли 18 долларов.58 за тысячу кубических футов или 1,86 доллара за кубический фут при цене на природный газ 1,79 доллара.

После сезонных изменений местоположение является вторым по величине фактором в тарифах на природный газ за тепловую энергию. В 2019 году жители Гавайев заплатили самые высокие цены в среднем за весь год (44,14 доллара за тысячу кубических футов / 4,41 доллара за кубический фут / 4,64 доллара за термальный источник природного газа). Меньше всего в среднем платили жители Айдахо в 2019 году (6,47 доллара за тысячу кубических футов / 0,65 доллара за кубический фут / 0,63 доллара за газовый котел).

Как формируются цены на термосы? И почему термы стоят так, как они есть?

Природный газ является часто продаваемым товаром.Взаимодействие сложных факторов влияет на цены. Цены на природный газ могут быть нестабильными, поэтому изучение вариантов может быть не такой уж плохой идеей. Это также помогает понять цены на термосы и понять, почему цены такие, какие они есть.

Стоимость природного газа за тепло зависит от ряда факторов. В отличие от электричества, которое вырабатывается поблизости, природный газ необходимо доставлять оттуда, где он производится и хранится. Удаленность от источника объясняет, почему природный газ дороже на Гавайях и дешевле в Айдахо и Северной Дакоте.Способ транспортировки природного газа, а также способы его хранения и распределения имеют значение. Трубопроводы дешевле, чем грузовики и поезда. Более высокие возможности для хранения и распределения природного газа могут привести к снижению цен на тепловой газ природного газа.

Как и в случае с любым другим товаром, спрос и предложение играют определенную роль. В периоды высокого спроса и низкого предложения цена растет. Сезон, погода и экономическая мощь являются основными факторами спроса. Наконец, государственное регулирование и налоги добавляют расходы к вашему счету сверх стоимости одного природного газа.

Преобразование кубических футов в термы, чтобы понять, сколько природного газа приходится на терм

Рассчитать стоимость природного газа за тепловую энергию довольно просто, даже если в вашем счете не указана цена природного газа за тепловую энергию. Ключевым моментом является определение теплосодержания природного газа, который использует ваш поставщик энергии. Как отмечалось выше, это варьируется, но среднегодовой показатель по стране в 2019 году составлял 1037 БТЕ на кубический фут, где 1 кубический фут равен 1,037 терм. Используя это значение, если у вас есть цена в долларах за CCF, разделив цену на 1.037 даст вам цену за терм. И наоборот, если у вас есть цена природного газа за тепло, вы можете умножить ее на 1,037, чтобы получить цену за кубический фут.

На приведенном ниже рисунке показано, как преобразовать ставки куб. куб. фута в термы и ставки терм природного газа в ставки куб. Для преобразования между кубическими футами, кубическими метрами, БТЕ и мегаджоулями Управление энергетической информации США предоставляет калькулятор.

Учитывая растущую популярность природного газа, имеет смысл понять, как измеряется и оценивается потребление.Когда вы знаете цену природного газа за тепловую энергию, вы можете начать управлять тем, насколько эффективно вы используете этот ресурс.

Сравните цены на природный газ для вашего дома

Еще один способ понять стоимость природного газа за тепловую энергию — сравнить цены для вашего дома. Constellation предлагает природный газ бытовым потребителям во многих штатах, включая Джорджию, Мэриленд, Огайо, Массачусетс и Пенсильванию. Ознакомьтесь с нашими текущими тарифами на природный газ и решите, имеет ли для вас смысл переход на Constellation.

Греться на солнышке | Сделай математику

Кто не наслаждался солнечным теплом? Это представляет собой прямую передачу энергии — посредством излучения — от горячей поверхности солнца к вашей коже. Один квадратный метр может уловить около 1000 Вт, что сравнимо с мощностью портативного обогревателя. Темная поверхность может улавливать энергию почти со 100% эффективностью, например, превосходя (нагревая?) эффективность улавливания солнечных фотоэлектрических (PV). Мы уже видели, что солнечная фотоэлектрическая энергия квалифицируется как сверхобильный ресурс, требующий панелей, покрывающих только около 0. 5% земли для удовлетворения всех наших потребностей в энергии (все еще огромные, само собой разумеется). Таким образом, прямая тепловая энергия солнца, собираемая более эффективно, чем фотоэлектрические, автоматически попадает в клуб изобилия. Давайте оценим некоторые практические вопросы, связанные с солнечным теплом: либо для отопления дома, либо для производства электроэнергии.

Тепло как нечто полезное

На уроках физики я часто ловлю себя на том, что повторяю мантру о том, что тепло есть беспорядочное , бесполезное состояние энергии, которое в целом является конечной точкой процесса потока энергии.Например, энергия, выделяемая быстро вращающемуся колесу перевернутого велосипеда, будет медленно уходить, поскольку колесо перемешивает воздух, издает звук и испытывает трение в подшипнике. Каждый из этих путей энергии приводит к теплу, пока 100% вложенной энергии не рассеивается, и в результате в комнате становится немного теплее. Мы никогда не соберём потерянную энергию в полезную форму, если её забрала энтропия. Все это достаточно верно, но мне очень неловко произносить слова о том, что тепло — это кладбище потока энергии, и я должен поставить звездочку на этом утверждении.

Звездочка означает, что подавляющее большинство энергопотребления нашего общества использует тепло — более 90% в США! Так что тепло не заслуживает дурной славы как бесполезный отход. Скорее тепла управляет нашим миром ! Иногда нам просто нужно тепло напрямую через: природный газ для печей, горячую воду и приготовление пищи; печное топливо для дома; а также газ и уголь для промышленного технологического тепла. Это составляет 20% нашего общего спроса на энергию, оставляя около двух третей нашего общего потребления энергии в виде тепла, которое приводит в действие тепловые двигатели для производства электроэнергии, транспорта и машин.Короче говоря, вся энергия, которую мы получаем из ископаемого топлива, атомной энергии и биомассы, получается из тепла. Вряд ли это бесполезно!

Лучистое тепло

Солнце передает свою энергию на Землю через космическую пустоту посредством излучения. Каждый квадратный метр поверхности при температуре T испускает излучение с интенсивностью σT ⁴ , где T выражено в кельвинах (важно!) Вт/м²/К ⁴ . Эту константу легко запомнить с помощью последовательности 5-6-7-8.Пока игнорируя тонкости парниковых газов, поверхность Земли — обычно при температуре 288 К — излучает 390 Вт/м². Солнце, с другой стороны, при температуре 5800 К излучает 64 МВт на квадратный метр!

Суммируя площадь сферического Солнца, в 109 раз превышающую радиус Земли, мы находим, что общая мощность солнечного излучения составляет колоссальные 3,9×10 ²⁶  Вт. Теперь — это лампочки! Лучистая энергия Солнца распространяется во всех направлениях, создавая сферу света. На расстоянии Земли эта сфера имеет площадь 4 πr ² ≈ 2.8×10 ²³ м², где r — среднее расстояние от Земли до Солнца. Разделив эти огромные цифры, мы обнаружим, что интенсивность излучения на Земле составляет 90 571 1370 Вт/м² 90 572 — надеюсь, это число уже знакомо читателям «Сделай математику».

Мы также можем перевернуть соотношение σT ⁴ с ног на голову и сказать, что участок полного солнца (на земле), получающий 1000 Вт/м², соответствует лучистой температуре 364 К или невероятной температуре 91°C. Это означает, что черная панель на ярком солнце могла бы так сильно нагреться, если бы для охлаждения панели не было никаких путей, кроме излучения.Тогда мы сказали бы, что панель находится в радиационном равновесии с Солнцем. Но воздух может уносить тепло конвекцией. Самоконвекция горячей плоской плиты будет составлять около 10 Вт/м² на градус разницы между панелью и окружающим воздухом. Требование суммирования радиационных и конвективных потерь в сумме с входной мощностью 1000 Вт/м² дает решение около 55 °C (328 K; 131 °F), если окружающий воздух имеет температуру 20 °C. Это предполагает, что пластина не имеет доступных тепловых путей через (изолированную) заднюю сторону.Если, с другой стороны, это тонкая панель, обеспечивающая конвекцию с обеих сторон, она будет холоднее, хотя явление «подъема тепла» будет подавлять поток тепла на задней стороне по сравнению с передней, если пластина действительно ровная. Ради интереса: если мы получим дополнительные 5 Вт/м²/К конвективных потерь, равновесная температура упадет до 47 °C (117 °F). Все кажется разумным.

Пассивная солнечная энергия: использование тепла

Самый простой способ заменить энергию ископаемого топлива солнечной энергией называется окном .Один кусок стекла без покрытия будет пропускать 92% видимого света (остальное отражается), когда свет падает прямо внутрь (до 75% при скользящем падении 20°, 60% при скользящем падении 10°). Стекло непрозрачно для ультрафиолетового и среднего и дальнего инфракрасного (ИК) света, но пропускает более 95% неотраженного падающего солнечного спектра.

Учитывая, что окна в домах/зданиях имеют тенденцию быть вертикальными, мы можем оценить подвод энергии через окна, принимая во внимание потери на передачу, потери на отражение и угловой ракурс.Поскольку летом солнце находится выше в небе, окно кажется укороченным для прямых солнечных лучей, а также больше отражает. Таким образом, окно, выходящее на юг, автоматически пропускает зимой больше тепла, чем летом, без регулировки. Установка навеса над окном — в идеале с некоторым вертикальным пространством между окном и навесом — может полностью исключить воздействие летнего полудня. На рисунке ниже показана доля падающей на окно энергии прямого солнца (например, 1000 Вт/м²).Вертикальные опорные линии указывают на полуденное возвышение солнца на широте 40° в дни зимнего и летнего солнцестояния. Солнце в полдень будет находиться где-то между этими значениями в течение всего года. Настройка на другие широты включает простое смещение пунктирных линий на разницу широт.

Доля падающей прямой энергии (перпендикулярной лучам), проходящей через вертикальное окно. Выступ выступает на величину, равную половине высоты окна, и, при необходимости, располагается на расстоянии 0,2 единицы высоты окна от верхней части окна.

Так что не составит труда допустить в ваш дом энергию свыше 500 Вт/м² под зимним солнцем. Вы можете довольно быстро сложить эквивалент дюжины или около того обогревателей.

Серая зима?

Звучит здорово, но зима не всегда самая солнечная пора. Тем не менее, это не так плохо, как вы можете опасаться. Каждый фотон видимого света, проходящий через ваше окно, даже если он исходит из тускло-серого облака, выделяет одинаковое количество тепла, независимо от того, насколько извилистым будет его путь от Солнца.Действительно, кампания по измерениям в моем доме показала, что чердак становится на удивление теплее (10°C, или 18°F), чем окружающий воздух, даже в день тяжелых облаков, когда моя солнечная фотоэлектрическая система уловила только четверть обычного количество света. Таким образом, мы можем использовать базу данных NREL для плоского коллектора (в данном случае окна), ориентированного на юг под углом 90°, чтобы представить количество энергии, которое захватило бы окно. В следующей таблице указано эквивалентное количество часов полного солнечного освещения в день в отопительные месяцы для Сиэтла, Вашингтон (на бедном конце), Сент-Луиса и Сент-Луиса.Луи МО (типичный средний солнечный город США) и Сан-Диего (мой дом).

года

Город	Октябрь	ноябрь	декабрь	Январь	февраля	март	Апрель
Сиэтл, окно	2,7	1,7	1,3	1,5	2,2	2,8	3,0
Сиэтл, полное солнце	2,3	1.1	0,9	1,0	1,7	2,5	3.1
Сент-Луис, окно	3,8	3,2	3,0	3,5	3,7	3,4	3.1
Сент-Луис, полное солнце	4.1	2,9	2,4	2,9	3,2	3,6	4,3
Сан-Диего, окно	4,4	4. 6	4,5	4,5	4,3	3,9	3,2
Сан-Диего, полное солнце	5,3	4,9	4,5	4,5	4,8	5.1	5,8

В таблице также указано количество эквивалентных часов полного солнечного освещения в день, которое может восстановить двухосная концентрирующая система, что является хорошим показателем среднего ежедневного количества часов прямого солнечного света. Окно часто может получать больше энергии, чем на полном солнце, из-за диффузного усиления, что имеет место в течение шести из семи месяцев для Сиэтла в таблице выше.

Если бы в доме было четыре больших окна, выходящих на юг, каждое шириной 2 м и высотой 3 м, типичный декабрьский день в Сиэтле излучал бы 900 Вт/м² (из предыдущего графика, солнце на низкой высоте) на 24 м², или около 22 кВт мощность около 1,3 часа. Это составляет 28 кВтч энергии (соответствует примерно 1 терм энергии природного газа).

Чтобы заставить это количество тепла работать, дом должен быть чрезвычайно хорошо изолирован, иметь необычные окна и быть без сквозняков — с использованием вентилятора с рекуперацией тепла.Но такие подвиги могут быть достигнуты в пассивном домашнем дизайне, даже в климате, который, казалось бы, полностью враждебен понятию пассивного солнечного отопления.

Также часто выгодно иметь в доме запас тепла на несколько дней, чтобы усреднить солнечные и пасмурные дни. С этой задачей может справиться темная, массивная каменная или кирпичная стена — предпочтительно напротив огромных окон, выходящих на юг, чтобы напрямую поглощать солнечный свет. При удельной теплоемкости 1000 Дж/кг/К и плотности 3000 кг/м³ стенка породы 0.Толщина 5 м и площадь окна, занимаемая площадью 24 м², будут повышаться примерно на 2 °C за каждый час попадания на него солнечного света. Хороший солнечный день, накачивающий в массу пять часов солнечной энергии, повысит ее температуру на 10°C, так что ленивый воздух, отводящий тепло со скоростью 2 Вт/м²/К, первоначально будет откачивать 2 400 Вт мощности после захода солнца (при условии, что задняя стенка утеплена) и обеспечивают около 2 суток тепла без дополнительного ввода.

Конечно, умная пассивная солнечная тепловая конструкция сопряжена с рядом инженерных проблем, и я должен отступить, прежде чем столб увязнет (слишком поздно, скажете вы?).Возможно, я вернусь к теме позже. А пока стоит понимать, что количество падающей на дом солнечной радиации может быть достаточным для обеспечения обогрева даже в неблагоприятных климатических условиях. Я должен добавить одно предостережение: пассивного отопления может быть достаточно в 90% случаев, требуя либо резервного тепла, либо, что предпочтительнее, гибкости при работе с более холодным домом в остальные 10% времени.

Горячая вода

Использование солнца для нагрева воды — очень похожая концепция. Мы видели, что плоская черная тарелка на солнце может сильно поджариться.На практике плоские коллекторы могут удерживать около 60% падающей солнечной энергии, передавая ее воде. Тепловые пути через излучение через стекло на передней панели, конвекцию воздуха внутри панели и теплопроводность через заднюю часть и монтажную раму способствуют потерям. При радиационных потерях излучение черной панели перехватывается стеклом (тепловое ИК-излучение стеклом не передается), нагревая его. Затем это может излучаться как вверх, так и обратно к поглотителю. Второй кусок стекла (двойное стекло) может сократить потери излучения, вернув примерно половину того, что в противном случае было бы потеряно с передней панели.Некоторые причудливые блоки откачивают воздух, чтобы минимизировать конвективные потери, а заднюю часть можно изолировать, чтобы уменьшить потери. Учитывая все эти тепловые утечки, удержание 60% падающей энергии впечатляет.

Пример конструкции простого плоского коллектора.

Предположим, что вашему домашнему хозяйству требуется 300 литров горячей воды каждый день, что эквивалентно четырем «длинным» 10-минутным душам при здоровом потоке 8 литров в минуту. Это, между прочим, на 90 501 намного больше, чем, по моему мнению, действительно необходимо для домашнего хозяйства, даже если это типично.Если вода поступает при температуре 10°C и нагревается до 60°C, то нам необходимо обеспечить 15 000 ккал энергии, следуя определению килокалории. Учитывая эффективность 60 % и некоторые ежедневные потери при хранении, нам необходимо обеспечивать 30 000 ккал солнечной энергии каждый день, что составляет 35 кВтч энергии. Как оказалось, наклон панели на 54° в Сент-Луисе дает как минимум 3,5 часа эквивалента полного солнца (1000 Вт/м²) даже в декабре, так что нам нужно 10 м² панелей (размер спальни).

Две панели на крыше обеспечивают горячую воду.

Солнечное тепловое электричество

Относительно низкие температуры, достигаемые плоскими панелями на солнце, не способствуют их использованию в качестве тепловых двигателей для производства электроэнергии. Но мы можем исправить это простым действием концентрации . Нет, не просто серьезно об этом размышляя. Подобно тому, как увеличительное стекло можно использовать для сжигания бумаги, любое накопление солнечного потока может поднять температуру. Я лично плавил пенни, кипятил воду и превращал песок в стекло с помощью большой ручной линзы Френеля. Даже кучка плоских зеркал, направляющих солнечный свет на общее место, может создавать невероятно высокие температуры.

Концентрация выражается в виде отношения, поэтому, если я возьму круглое увеличительное стекло диаметром 100 мм, которое дает изображение солнца диаметром 1 мм, коэффициент концентрации составит 10 000 (отношение площадей). Используя наше соотношение излучения, получаемые 10 МВт/м² соответствуют температуре 3600 К! Такая температура расплавит любой металл, если вы направите концентрированный свет на крупицу металла, меньшую, чем яркое пятно.Типичные котлы на электростанциях производят горячую температуру около 1000 К. Достижение сопоставимой температуры с помощью солнечной энергии требует концентрации, превышающей 60.

Одним из недостатков является то, что концентрация предполагает отслеживание, что усложняет процесс. Двумерная концентрация — как увеличительное стекло — требует управления по двум осям, чтобы удерживать горячую точку на маленькой цели. Одномерная концентрация, такая как параболический желоб, требует отслеживания только по одной оси. Коэффициент концентрации одномерного концентратора примерно равен квадратному корню из двухмерного, но это нормально, если нам нужны только коэффициенты концентрации около 100 или около того.Одномерная концентрация также гораздо более терпима к несовершенствам формы отражателя (может быть дешевле).

Другим недостатком концентрации является то, что для ее работы требуется настоящий прямой солнечный свет. Вы видите резкую тень на земле? В противном случае концентрация фактически мертва. По сути, концентратор формирует изображение солнца, иногда вытянутое линейное изображение в случае желобных коллекторов. Формирование изображений облаков на коллектор не вызовет у него большого возбуждения.Нужна настоящая вещь. Сравнение эффективных конфигураций отслеживания в разных местах дает некоторое представление о том, как некоторые места по-разному выгодны для использования солнечного тепла. В целом, пустынные районы очень хороши.

В приведенной выше таблице указана средняя дневная выработка (кВтч/м²/день или эквивалент часов при 1000 Вт/м²) для трех типов сбора солнечной энергии в четырех местах, каждая запись указывает худший месяц/ среднегодовое значение / значения лучшего месяца. Первый предназначен для плоской пластины, наклоненной к широте объекта (подходит для фотоэлектрических систем или горячего водоснабжения), затем следует наклон по одной оси концентрации вдоль оси север-юг и, наконец, конфигурация концентрации по двум осям. Солнечная тепловая энергия наиболее целесообразна в тех областях, где будет собираться больше энергии, чем при использовании фотоэлектрических панелей, но это не строгий критерий, поскольку солнечная тепловая энергия дает некоторые преимущества по сравнению с фотоэлектрической, о чем мы поговорим чуть позже. В приведенной выше таблице только Даггет, штат Калифорния, в пустыне Мохаве, имеет концентрацию, превосходящую плоские фотоэлектрические панели по общей энергии.Другие пустынные города на юго-западе США также благоприятны для использования солнечной тепловой энергии. Но это определенно технология, зависящая от местоположения.

Солнечные тепловые схемы

Схем предостаточно: 1) силовые башни, в которых массив плоских зеркал с индивидуальным управлением расположен под углом, чтобы направлять солнечный свет на вершину башни в середине массива; 2) сегментированные чаши, похожие на спутниковые тарелки, с тепловым двигателем в фокусе; 3) параболические лотковые массивы со сбегающей по фокусу маслонесущей трубой; 4) и другие топологии, я уверен.

Солнечная «энергетическая башня» за пределами Барстоу, Калифорния.

Взяв в качестве примера простой параболический желоб, около 70% падающей энергии передается жидкости с температурой 400°C, протекающей по центральной трубе. Тепло, переносимое маслом, заставляет пар вращать турбины в традиционном смысле электростанции. КПД части силовой установки находится на обычном уровне 30%. Только эти два фактора обеспечивают 20% эффективности, но другие потери снижают ее до 15% или около того. Желоба обычно ориентированы с севера на юг, с ежедневным отслеживанием (т.г., поворачиваться вокруг горячей трубы). Самозатенение становится проблемой, которую можно уменьшить, предоставив достаточно места между коллекторами. Например, если вы хотите отслеживать солнце на высоте 15 градусов без затенения, используется только четверть площади суши. Возможна также ориентация восток-запад, которая менее эффективна круглый год, но более однородна в течение года.

Параболические желобные коллекторы.

Параболические желоба довольно хороши, я думаю, по целому ряду причин. Во-первых, параболическая форма обеспечивает фокусировку независимо от угла наклона света в направлении вдоль оси: математическое совершенство независимо от угла.Это приводит ко второму серьезному преимуществу, уже обсуждавшемуся, одноосному отслеживанию вдоль оси север-юг. Способность передавать тепло вдоль оси с помощью жидкости/трубы является уникальной для этой конструкции, что позволяет удобно перемещать тепло туда, куда вам нужно. Наконец, поскольку блестящий материал нужно согнуть только в одном направлении ( гораздо проще, чем чашеобразный), изготовление отражателей относительно недорого.

Оценивая реализованный пример, электростанция Nevada Solar One имеет номинальную мощность 64 МВт, производя 134 миллиона киловатт-часов энергии в год.Разделив эти два показателя, мы получаем около 2100 часов работы на полной мощности в год при рабочем цикле 24 % или 5,7 часа в день. База данных NREL для Лас-Вегаса предполагает, что одноосный трекер север-юг будет получать в среднем 6,2 часа в день от горизонта до горизонта. Так что не за горами. Строительство завода обошлось в 266 миллионов долларов, что составляет 4,15 доллара за ватт. Довольно похоже на установленную солнечную фотоэлектрическую систему. Завод занимает около 1,6 км² земли, вырабатывая до 40 Вт/м² при номинальной полной мощности. Это 4 % от падающих 1 000 Вт/м² (в разгар лета), что довольно близко к тому, что мы могли бы предположить для коллектора с эффективностью 15 %, занимающего 25 % площади земли.Я люблю, когда цифры имеют смысл!

Дар для хранения

Одним из серьезных преимуществ солнечной тепловой энергии, которое еще не используется в полной мере, является накопление тепла. Заготавливайте сено, когда светит солнце, и убирайте его на ночь. Все солнечные тепловые установки обладают кратковременной невосприимчивостью к перебоям просто из-за тепловой массы в системе. Солнечные тепловые электростанции спроектированы с различной степенью накопления энергии, многие из которых рассчитаны на несколько часов, чтобы лучше следовать кривой пикового спроса в вечернее время. Но по мере того, как возобновляемые источники энергии будут доминировать над ископаемым топливом (на что я надеюсь), хранение будет становиться все более важным. На мой взгляд, соотношение между хранением и сбором довольно просто изменить (т. е. увеличить емкость с горячей жидкостью), так что в принципе солнечные тепловые электростанции могут обеспечить дни хранения с небольшой дополнительной сложностью. Мы не можем сказать этого о PV или ветре. И эффективность хранения для большого контейнера растет линейно с размером резервуара, поскольку содержащаяся в нем энергия масштабируется так же, как объем, в то время как пути тепловых потерь имеют тенденцию масштабироваться с площадью.

Один из победителей

Мы рассмотрели три категории использования солнечного тепла: пассивное отопление дома, горячее водоснабжение и солнечное тепловое электричество. Практически все, что связано с прямым использованием солнечной энергии — в отличие от гидроэлектроэнергии, ветра, волн и т. д. как вторичных и третичных производных солнечной энергии — обязательно окажется на обильной стороне истории. То же самое и с этими тремя, хотя, возможно, с учетом того, что первые два ограничены скудной площадью, представленной крышами и/или окнами, а не всей территорией, их правильнее было бы спрятать в «мощную» коробку.

Солнечное тепловое электричество определенно присоединяется к лагерю в качестве обильного ресурса. Некоторые из других обильных ресурсов, описанных на сегодняшний день (ядерные заводы-размножители, истощение геотермальных ресурсов и многое другое) представляют собой технические препятствия или другие практические препятствия, которые уменьшают мое волнение по поводу них. Я не буду утверждать, что солнечное тепловое электричество не имеет проблем (например, отражатели запыляются/истираются песками пустыни). Но он довольно низкотехнологичен, использует более чем столетний опыт работы с тепловыми двигателями, позволяет накопителям быть неотъемлемой частью конструкции и является сверхобильным по масштабу вещей. Тем не менее, мы нашли еще один жизнеспособный способ производства электроэнергии, мало что сделав для непосредственного решения проблемы нехватки жидкого топлива.

Низкотехнологичная природа солнечной тепловой энергии делает ее особенно надежной в трудные времена. Я могу представить, как лично проектирую и строю пассивный солнечный дом, плоские тепловые коллекторы для горячей воды и даже параболический желоб для создания пара. Чего не скажешь о фотоэлектрической панели, ядерном реакторе или геотермальных скважинах глубиной в километры. Это получает мой голос.

На следующей неделе мы увидим ядерный синтез.Звучит знакомо?

Просмотров: 2496

Солнечная энергия

Солнечная энергия

Основы солнечной энергетики

Солнце всегда там; много энергии

Сколько фотонов (энергии) достигает поверхности
Земля в среднем?

Энергетический баланс в атмосфере показан здесь:

Основными компонентами на этой схеме являются следующие:

• Коротковолновое (оптическое) излучение от
  Солнце достигает верхних слоев атмосферы.
• Облака отражают 17% обратно в космос. Если земля получит больше
  облачно, как предсказывают некоторые климатические модели, будет больше радиации
  отражается назад и меньше достигает поверхности
• 8% рассеивается назад молекулами воздуха:
• 6% на самом деле прямо отражается от поверхности обратно в
  космос
• Таким образом, общая отражательная способность земли составляет 31%. Это
  технически известный как Альбедо. Примечание
  что во время ледниковых периодов альбедо Земли увеличивается как
  большая часть его поверхности является отражающей.Это, конечно, усугубляет
  проблема.

Что происходит с 69% поступающей радиации, которая не
получить обратное отражение:

• 19% поглощается непосредственно пылью, озоном и водой
  пара в верхних слоях атмосферы. Эта область называется стратосферой.
  и нагревается этим поглощенным излучением. Потеря стратосферы
  озон вызывает охлаждение стратосферы со временем
  это заставило некоторых использовать стратосферное охлаждение в качестве аргумента против
  возникновение глобального потепления. Два не связаны
  вообще.
• 4% поглощается облаками, расположенными в тропосфере. Этот
  это нижняя часть земной атмосферы, где происходит погода.
  Эта часть равновесного цикла меняется по мере того, как тропосфера,
  особенно в тропических широтах, становится облачнее.
• Оставшиеся 47% солнечного света, падающего на верхнюю часть
  земная атмосфера достигает поверхности. это не реально
  значительные потери энергии. Поэтому это делает
  совершенно нет смысла выводить солнечные батареи на орбиту и потом «лучить»
  энергия возвращается на поверхность.

Какое количество солнечной энергии достигает поверхности
Земля в среднем?

Обратите внимание, что мы измеряем энергию в ватт-часах. ватт
это не единица энергии, это мера мощности.
ЭНЕРГИЯ = МОЩНОСТЬ x ВРЕМЯ

1 киловатт-час = 1 кВтч = 1000 ватт, используемых за один час =
10 лампочек по 100 Вт, оставленных включенными на час

Инцидент солнечной энергии на земле:

Таким образом, за этот 8-часовой день получается:

• 8 часов x 600 Вт на кв. m = 4800 ватт-часов на кв. м, что
  равняется 4,8 киловатт-часа на кв.м.
• Эквивалентно 0,13 галлона бензина
• Для 1000 квадратных футов горизонтальной площади (стандартная площадь крыши) это
  эквивалентен 12 галлонам газа или около 450 кВтч

Но для перехода от получаемой энергии к вырабатываемой энергии требуется
преобразование солнечной энергии в другие формы (тепло, электричество)
при некотором снижении эффективности.

Подробнее о фотоэлементах мы поговорим позже.На данный момент
единственный момент, который следует сохранить, это то, что они довольно низки по эффективности!

Сбор солнечной энергии

Количество захваченной солнечной энергии критически зависит от ориентации
коллектор по отношению к углу Солнца.

• При оптимальных условиях можно достичь таких высоких потоков, как
  2000 Ватт на кв. метр
• Зимой, для местности на 40 градусах широты, солнце
  ниже в небе, и средний полученный поток составляет около 300
  Вт на кв. метр

Типичное зимнее потребление энергии домохозяйством составляет около 2000-3000 кВтч.
в месяц или примерно 70-100 кВтч в день.

Предположим, площадь нашей крыши составляет 100 квадратных метров (около 1100 квадратных метров).
ноги).

Зимой в солнечный день на этой широте (40 ^o ) крыша будет
получить около 6 часов освещения.

Таким образом, энергия, произведенная за этот 6-часовой период, равна:

300 Вт на квадратный метр x 100 квадратных метров x 6 часов

= 180 кВтч (в день) больше, чем вам нужно.

Но помните о проблеме эффективности:

• КПД 5% 9 кВтч в день
• КПД 10% 18 кВтч в день
• КПД 20% 36 кВтч в день

В лучшем случае это представляет
1/3 типичного дневного зимнего потребления энергии и предполагает
солнце светит на крыше в течение 6 часов в тот день.

С разумным энергосбережением и изоляцией
и окна, выходящие на южную сторону, можно снизить ежедневное использование
энергии примерно в 2 раза. В этом случае, если солнечная черепица
стать эффективными на 20%, тогда они смогут обеспечить 50-75% ваших
потребность в энергии

Другой пример расчета для солнечной энергии, который
показывает, что относительная неэффективность
может быть компенсировано площадью сбора.

Участок в Восточном Орегоне получает 600 Вт на квадрат
метр солнечной радиации в июле. Предположим, что солнечный
панели на 10% эффективнее и что они освещены
на 8 часов.

Сколько квадратных метров потребуется для производства
5000 кВт электроэнергии?

каждый квадратный метр дает вам 600 х.1 = 60 Вт

через 8 часов вы получите 8×60 = 480
ватт-часов или около 0,5 кВтч на квадратный метр

вы хотите 5000 кВтч

поэтому вам нужно 5000/0,5 = 10 000
квадратных метров площади сбора

Солнечная энергия: сбор, энергия
Генерация и теплопередача

Как используется солнечная энергия:

Два варианта:
• Нагрев воды в пар
• Превратить фотоны в электроны

Солнечная тепловая энергия:

• Сфокусируйте солнечный свет на ведре с водой
  
  Для этого требуется около 2000 гелиостатов.
  Техническое обслуживание, первоначальные затраты делают энергию
  дорогой (25-50 центов за кВт/ч).
• Прямое преобразование в электричество
  фотогальваника; превращение солнечных фотонов в электроны,
  течь по полупроводнику.
  Основная проблема — низкий КПД (около 10%).

Фотоны в электроны: фотогальванические устройства

Генерация заряда Фотоэлектрический эффект

Среднее потребление электроэнергии домохозяйствами по всему миру — Shrinkthatfootprint.com

Знаете ли вы, сколько электроэнергии потребляет ваш дом каждый год?

Если вы это сделаете, этот пост позволит вам увидеть, как вы сравниваетесь с остальным миром.

Уменьшение углеродного следа от энергопотребления вашего дома — это тема, о которой мы будем много писать в будущем. В качестве основы для этих постов мы рассмотрим, сколько электроэнергии потребляют домохозяйства по всему миру, и сколько потребляется на человека в разных странах.

Среднее потребление электроэнергии домохозяйством

Около 80% людей в мире имеют доступ к электричеству. Эта цифра увеличилась за последнее десятилетие, в основном из-за роста урбанизации. Но, несмотря на то, что все больше и больше людей получают доступ к электричеству, мы используем его в очень разном количестве.

Используя данные Всемирного энергетического совета, мы можем сравнить, сколько электроэнергии в среднем потребляет электрифицированное домохозяйство в разных странах.

В разных странах, которые мы выбрали для сравнения, потребление электроэнергии в домашних хозяйствах сильно различается.Средняя американская или канадская семья в 2010 году использовала примерно в двадцать раз больше, чем типичная нигерийская семья, и в два-три раза больше, чем типичная европейская семья.

Типичное энергопотребление домохозяйств в США составляет около 11 700 кВтч в год, во Франции – 6400 кВтч, в Великобритании – 4600 кВтч и в Китае – около 1300 кВтч. Среднее мировое потребление электроэнергии домохозяйствами с электричеством в 2010 году составило примерно 3500 кВтч.

Эти различия обусловлены множеством факторов, в том числе богатством, физическим размером дома, стандартами бытовой техники, ценами на электроэнергию и доступом к альтернативным видам топлива для приготовления пищи, отопления и охлаждения.

Возможно, самое удивительное в этой диаграмме то, что средний мировой показатель достигает 3500 кВтч/год, учитывая, что цифры для Индии и Китая настолько низки. Это объясняется двумя вещами: размером домохозяйства и темпами электрификации.

В Китае около 99% людей имеют электричество, а средний размер домохозяйства составляет около 3 человек.  В Индии это 66% и 5 соответственно, а в Нигерии 50% и 5 человек. Средний размер домохозяйства в большинстве богатых стран приближается к 2,5 человекам. В результате распределение электрифицированных домохозяйств больше смещено в сторону богатых стран, чем населения в целом.

Домашнее потребление электроэнергии на человека

Взяв бытовое потребление электроэнергии и разделив его на численность населения, мы можем узнать, сколько электроэнергии средний человек использует дома в каждой стране. В отличие от нашего предыдущего графика, эта диаграмма учитывает всех людей в каждой стране, поэтому для мест, где доступ к электричеству не является всеобщим, цифры ниже.

Несмотря на то, что графики очень похожи, между ними есть несколько существенных отличий.

Каждый американец использует дома около 4500 кВтч в год. Это примерно в шесть раз больше, чем в среднем по миру на душу населения, или более чем в пять раз больше, чем в среднем для тех, у кого есть доступ к электричеству.

Различия между развитыми странами также весьма значительны. В то время как США и Канада выросли примерно на 4500 кВтч на человека, в Великобритании и Германии этот показатель ниже 2000 кВтч. В Бразилии, Мексике и Китае потребление на человека составляет всего 500 кВтч, но рост совсем другой. В Бразилии потребление жилья на человека оставалось стабильным в течение последних 20 лет, в то время как в Мексике оно выросло на 50%, а в Китае — на 600%.

Где твой?

Потребление электроэнергии в наших домашних хозяйствах составляло 2000 кВтч каждый из последних нескольких лет, что означает, что это около 700 кВтч на человека.