Меню

Как определить потребляемую мощность обогревателя



Как определить потребляемую мощность электроприбора?

Электричество в массовом масштабе используется во всех сферах современной жизни. Необходимая эксплуатационная гибкость электросети обеспечивается использованием розеток к которым подключаются те или иные приборы. Мощность подключаемого устройства не должна превышать определенного максимального значения.

Что такое потребляемая мощность?

Потребляемая мощность — это численная мера количества электрической энергии, необходимой для функционирования электроприбора или преобразуемой им в процессе функционирования. Для статических устройств (плита, утюг, телевизор, осветительные приборы) энергия тока при работе переходит в тепло). При преобразовании (электродвигатели) – энергия электрического тока преобразуется в механическую энергию.

Основная единица электрической мощности – Ватт, ее численное значение

где U – напряжение, Вольты, I – ток, амперы.

Иногда этот параметр указывают в В×А (V×А у импортной техники), что более правильно для переменного тока. Разница между Ваттами и В×А для бытовых сетей мала и ее можно не учитывать.

Потребляемая электрическая мощность важна при планировании проводки (от нее зависит сечение проводов, а также выбор номиналов и количество защитных автоматов). При эксплуатации она определяет затраты на содержание жилища.

Проблема правильной эксплуатации бытовой электрической сети

С конструктивной точки зрения бытовая электрическая сеть отработана до высокой степени совершенства: ее нормальная эксплуатация не требует специальных знаний.

Сеть рассчитана на определенные условия эксплуатации, нарушение которых приводит к полному или частичному отказу, а в тяжелых случаях – к возникновению пожара.

Условие правильной эксплуатации – отсутствие перегрузки.

При этом нагрузочная способность розеток и потребление подключаемой к ним техники измеряется различными единицами:

  • для розеток это максимально допустимый переменный ток (6 А у традиционных советских розеток старого жилого фонда, 10 или даже 16 А у розеток европейского стиля);
  • подключаемое оборудование характеризуются мощностью, которая измеряется в Ваттах (для мощных устройств вместо Ватт указываются более крупные единицы: киловатты (1 кВт = 1000 Вт), что позволяет не путаться в многочисленных нулях).

Отсюда возникает необходимость:

  • определения связи мощности и тока;
  • нахождения мощности отдельного электрического прибора.

Связь между Ваттами и Амперами проста и следует прямо из приведенного выше определения Ватта. Задача упрощается тем, что напряжение исправной бытовой сети всегда одинаково (220 или 230 В). Отсюда по току всегда находится мощность.

Как определить?

Для решения задачи нахождения мощности можно воспользоваться различными способами. Все они доступны для применения даже при знаниях в области физики и электротехники на уровне школьной программы.

Чаще мощность находят через определение тока, иногда можно обойтись без промежуточных процедур и определит ее сразу.

Смотрим в техпаспорт

Обычно потребляемая мощность указывается в паспорте или описании устройства и дублируется на фирменной табличке-шильдике. Последняя находится на задней стенке корпуса или его основании.

В случае отсутствия описания этот параметр можно узнать по интернету, для чего достаточно воспользоваться поиском по названию устройства.

Указываемая производителем техники мощность относится к пиковой и потребляется от сети только при полной нагрузки, что встречается достаточно редко. Образовавшаяся разница рассматривается как запас. На нормативном уровне этот запас определяют через коэффициент мощности.

Закон Ома в помощь

Мощность большинства бытовых электрических устройств можно довольно точно оценить экспериментально-расчетным путем с привлечением известного еще со средней школы закона Ома. Этот эмпирический закон связывает между собой напряжение, ток и сопротивление R нагрузки как:

P = U 2 /R.
U = 230 В, а сопротивление измеряется тестером. Далее следует простой расчет по формуле
P = 48 400/R Вт.

Например, при R = 200 Ом получаем мощность Р = 240 Вт.

Метод не учитывает так называемое реактивное сопротивление прибора, которое создается в первую очередь входными трансформаторами и дросселями, и поэтому получаемая оценка дает некоторое завышение.

Используем электросчетчик

При определении мощности по счетчику можно поступить двумя различными способами. В обоих случаях от бытовой сети должен питаться только тестируемый прибор. Все без исключения остальные потребители должны быть отключены.

При первом подходе для замера мощности привлекается оптический индикатор счетчика, интенсивность вспышек которого пропорциональна потребляемой мощности. Коэффициент пропорциональности указан на лицевой панели в единицах imp/kWh или имп/кВтч, рисунок 1, где imp – количество импульсов (вспышек индикатора) на один киловатт час.

Читайте также:  Тепловая мощность турбины это

Лицевая панель бытового счетчика электроэнергии с оптическим индикатором

Рисунок 1. Лицевая панель бытового счетчика электроэнергии с оптическим индикатором

После включения исследуемого устройства необходимо начать считать вспышки индикатора на протяжении 15 или 20 минут. Затем полученное значение умножается на 3 или на 4 (при 20- или 15-минутном интервале замера, соответственно) и делится на коэффициент с лицевой панели. Результат выкладки дает мощность прибора в кВт, который в ряде случаев умножением на 1000 удобно перевести в Ватты.

Пример. Для счетчика имеем k = 1600 импульсов на киловатт час. При 20 минутном интервале замера индикатор сработал (вспыхнул) 160 раз. Тогда мощность устройства составит 160*3/1600 = 0,3 кВт или 300 Вт.

При втором подходе также используется 15- или 20-минутный интервал времени, но расход электроэнергии определяется уже по цифровой шкале. Например, при разности показаний за 20 минут 0,2 кВт×час мощность агрегата составляет 0,2 × 3 = 0,6 кВт или 600 Вт.

Ваттметром

Современный бытовой измеритель мощности или ваттметр удобен для использования, так как:

  • включается непосредственно в разрыв цепи, для чего снабжен вилкой и розеткой, см. рисунок 2;
  • оборудован легко читаемым цифровым индикатором и снабжен внутренними цепями автоматической настройки, что исключает ошибки в показаниях;
  • отличается хорошими массогабаритными показателями.

Прибор готов к работе немедленно после включения.

Цифровой бытовой ваттметр

Рис. 2. Цифровой бытовой ваттметр

Единственный его недостаток – узкая специализация, поэтому этот прибор редко встречается в домашнем хозяйстве.

Прямое измерение тока

Методы той группы отличаются более высокой точностью за счет того, что основаны на прямом измерении тока. Существуют два прибора для выполнения этой процедуры в бытовых условиях.

Замер токовыми клещами

Наиболее удобны для использования токовые клещи, которые не требуют разрыва контролируемой цепи. Выполнены как ручное устройство с измерительным узлом на основе тороидального сердечника. Для замера тока узел раскрывают на манер губок клещей, после чего закрывают с охватом провода, рисунок 3. Действующее значение тока находится по изменению магнитного поля, которое фиксируется датчиком Холла.

Измерение токовыми клещами

Рис. 3. Измерение токовыми клещами

Замер тестером

Второй способ основан на применении тестера, который переключают в режим амперметра и включают в разрыв цепи. Сложности реализации этой процедуры простыми средствами делают его мало популярным на практике. Нельзя сбрасывать со счетов также то, что некоторые модели тестеров не имеют токовой защиты и выходят из строя (сгорают) при неправильном выборе диапазона (токовой перегрузке).

Заключение

Как видим, мощность электроприборов может быть определена различными способами. Выбор конкретного из них зависит от уровня технической подготовки пользователя и наличия у него необходимых приборов, а доступность нескольких из них вполне может привлекаться как средство контроля правильности выполнения расчетов и измерений.

Простота реализации любого из рассмотренных способов позволяет гарантировать отсутствие перегрузки силовых розеток и достаточно быстро и довольно точно определять фактический потребляемый ток в том случае, если у электрического устройства отсутствуют паспортные данные.

Источник

Сколько электричества потребляют обогреватели

Имеется 4 вида обогревателей:

  1. Конвекторный,
  2. Тепловентиляторы,
  3. Масляные радиаторы,
  4. Инфракрасные обогреватели.

Конструкции обогревателей

Конвекторный

Тепловентиляторы

Масляные

Инфракрасные

Расходы обогревателей

Помещение в 16 м², вы хотите прогреть до +20°, а на улице -25°. Разные обогреватели затратят разное кол-во электроэнергии.

Подсчёты потребления

Расход электроэнергии обогревателей зависит от 3-х характеристик:

  1. Мощности.
  2. Режима обогревания.
  3. Времени работы.

Давайте рассчитаем обогреватель в максимальном режиме мощностью 1000 Ватт(означает что он потребляет 1000 Вт или 1 кВт/в час).

Допустим что обогреватель работает по 6 часа в день: 6(время работы) * 1(мощность в кВт) = 6 кВт/в день.

В месяц обогреватель в 6-ти часовом рабочем режиме потребляет: 6(расход в день) * 30(дней в месяце) = 180 кВт/в месяц.

Сумма оплаты за энергию потраченную обогревателем: 180 * 3,5р(например, тариф за 1 кВт/час, в каждой области, районе, городе и деревне разные тарифы) = 630 руб./в месяц.

Если печь будет работать в других режимах или больше(меньше) по времени, то расход будет отличаться.

Видео про расход масляного обогревателя.


Как правильно выбирать обогреватель

Источник

Как рассчитать мощность обогревателя

Уже приводили методики оценки мощностей обогревателя, но поголовно приблизительные, годятся исключительно для решения незначительных задач. Сегодня решили раскрыть трудность из предположения, что потери линейно зависят от разницы температур на двух сторонах поверхности. Это стены, окна, двери, гладь конвекторного нагревателя. Соответственно, меняется и мощность обогревателей, призванная компенсировать утечки. Это предположение согласуется со СНиПами, где приводятся уже научные формулы. Как рассчитать мощность обогревателя, если отсутствуют сведения о радиаторах, материале, структуре стен и прочих параметров, полезных профессионалам (и опускающихся в литературе).

Читайте также:  Формула мощности резания квт

Теплопотери и мощность обогревателя

Исходя из того, что в доме в квартирах температура одинаковая, тепло не течет через пол и внутренние стены. При наличии подвала либо чердака читателю придется дополнить наши выводы собственными. Потери через стену, выходящую на улицу, зависят от разницы температур в помещении и снаружи. Приводим график в виде линии, а наклон определяется мощностью батареи, неизвестной заранее.

График определения мощности обогревателя

Видим зависимость теплопотерь Q от температуры на улице t, где для удобства приведена разница между наружной и внутренней температурами. Видно, что зависимость линейная, причем при 20 ºC за окном теплопотери равны нулю, а при – 40 ºC составляют 2х, в реальных условиях показатели могут меняться. Это типичная ситуация, когда обыватель сталкивается со сложностями расчета мощности обогревателя для помещения. Ведем рассмотрение в предположении, что температура в помещении 20 ºC (типичное значение, в документациях, включая СНиПы и руководства по эксплуатации приборов).

Допустим, что при температуре на улице -10 ºC батарея греет так, что в помещении ровно 20 ºC, необходимые по теории. Дальнейший шаг:

  1. Температура за окном падает до -14 ºС.
  2. Ставим внутрь дополнительный масляный обогреватель на 1,5 кВт.
  3. Температура приходит в норму (20 ºС).
  4. В данном случае любые 4 ºС разницы равняются теплопотерям мощностью 1,5 кВт.

Из этого случая посчитаем номинальную мощность батареи при измеренной температуре в условиях, когда климат в помещении заданный (20 ºС).

Радиаторы центрального отопления уравновешивают потери разницы в 30 ºС, это значит, что энергия, отдаваемая приборами, составляет (30/4) х 1,5 кВт = 11,25 кВт.

Теперь в курсе, что делать, если градусы за окном упадут до -40. Потребуются дополнительные обогреватели суммарной мощностью равной радиаторам отопления, 11,25 кВт. Заметьте, не берем в расчет тепло, выделяемое людьми: в ходе опыта комната пуста. Либо, наоборот, сядьте там семьей. Тогда найденные 11,25 кВт окажутся равны суммарной мощности людей и батарей при температуре 20 ºС.

Обобщение расчета мощности обогревателей на произвольный случай

Но сложность в другом: бытует некая температура батареи, комнаты, улицы, а нужно рассчитать мощность обогревателя. Теперь попробуем решить эту задачу, не дожидаясь установления за окном -14 ºC. Допустим, в комнате 20 ºC, но необходимо найти мощность батарей, чтобы аппроксимировать результат на произвольный случай погодных и котельных условий. Здесь нужно знать, что мощность батареи зависит от разницы температур комнаты и поверхности радиатора. Итак, вносим в дом масляный обогреватель на 1,5 Вт и видим, что температура помещения поднялась до 23 ºC. Это многовато, но не играет особой роли. Понадобится измерить и мощность батарей (за окном, по договоренности, -10 ºC). Допустим, радиатор на поверхности 60 ºC. Это типичное значение для Европы, в России и погорячее центральное отопление в теории, а практиками дается и до 36 градусов Цельсия в мороз.

Это интересно! В России практикуют прокладку труб с горячей водой, порой отопительных по поверхности земли. Не слишком затратно. Потом добросовестно одевают теплоизоляцией, но дети, прохожие, вынужденные перешагивать, сдирают шубу.

Обогреватель не греет

Пусть номинальная мощность батареи при 20 ºС равна N, одновременно разница температур поверхности и помещения равна 40. В новых условиях мощность снизится до 37N/40. Получаем равенство:

(37N/40 + 1,5) — N = 3 ºС.

Повышение потребления на 1,5 кВт (и снижение мощности отопления) дало повышение температуры на 3 ºС. Получается, что 1,5 – 0,075N кВт дает повышение на 3 ºС. А от рабочей точки при нормальной температуре внутри (20 ºС) до нулевой (температура на улице 20 ºС) имеется отрезок длиной 30 ºС. Получается, что:

Читайте также:  Мощность электромагнитных волн это

N = 10 (1,5 – 0,075N), находим искомое значение. Получилось порядка 8,57 кВт. Это мощность батареи. Теперь, зная номинал, построим характеристики для произвольных температур батареи, помещения и улицы. К примеру, зимой -14 ºC, центральное отопление не тянет, нужно привести ситуацию в норму (20 ºC) в помещении. Заметьте, не указываем температуру в комнате. 8,57 кВт равны 30 ºC по шкале температур, значит, добавим 8,57/30 х 4 кВт = 1,15 кВт. Это значит, что требуется рассчитать мощность масляного обогревателя так, чтобы вышла не меньше этой цифры, но превышать значение слишком сильно не нужно, чтобы не выйти из нужного климатического пояса. Следовательно, идем в магазин и берем прибор с тремя режимами, первый должен выдавать 1,15 кВт тепла.

Конвекторный обогреватель дома

Устройства помощнее пригодятся в мороз. К примеру, при -40 ºC понадобится вдвое больше, нежели выдают радиаторы отопления, что составит 17 кВт. Тягостно для распределительного электрического щитка на площадке. Ставьте газовый конвектор с коаксиальной линией, пробивающей стену наружу. Возможны и гибридные варианты: часть удара на себя возьмет Теплый пол, а остальное ляжет на газовое отопление. Полагаем, что теперь читателям понятно, как рассчитать мощность конвекторного обогревателя.

Пример расчета мощности для обобщенного случая

Допустим, имеется та же комната, но внутри 17ºС, а поверхность радиатора, к примеру, 55 ºС. Снаружи мороз -10 ºС, а добиваемся номинального комнатного значения (20 ºС), причем температура радиатора центрального отопления в худшем случае 50 ºC. Найдем максимальную мощность обогревателя, вытянувшую наихудший описанный случай при температуре за окном -30 ºС. В первую очередь, находим мощность батареи при температуре поверхности 55 ºС и комнатной 17 ºС. Уже показали, как действовать в данном случае, теперь покажем на практике. Берем масляный обогреватель на 1,5 кВт, ждем, пока комната выйдет на режим, и замеряем разницу температур. Пусть для простоты получились те же 3 ºC. По графику находим нужную пропорцию:

(1,5 + (55 – 20)/(55 – 17)N) – N = 3 ºC.

Расчёт мощности обогревателя

От рабочей точки до пересечения графика с горизонтальной осью расстояние в градусах составляет 27. В итоге получается:

N = 9 (1,5 – 0,078N), откуда находим ватты. Получилось 7,9 кВт. Это мощность радиатора центрального отопления при разнице температур 38ºС (между поверхностью батареи и комнатой). В наихудшем случае эта дифференциация будет меньше и составит 30. Полученная мощность уменьшается пропорционально и составит 6,23 кВт. Строим график для данного случая аналогично тому, что на картинке. Вспоминаем значение теплопотери при 27ºС с нулевой точкой. Это 7,9 кВт. Приводим задачу к решенной выше, для чего находим теплопотери при -10 ºC снаружи и комнатной температуре 20 ºС. Получается 30 ºС разницы. Следовательно, делим 7,9 на 0,9 и получаем 8,77 кВт. Для удержания комнаты на заданном уровне в этих условиях к батареям добавим разницу (8,77 — 6,23) = 2,54 кВт.

При температуре за окном -30ºС условия ужесточатся. Решаем задачу как показано выше, для поиска результата. Относительно уже имеющихся теплопотерь 8,77 кВт добавится дополнительно 2/3 указанного числа, составляя 5,78 кВт. Суммарная мощность обогревателей превысит энергию радиаторов и составит 5,78 + 2,54 кВт = 8,32 кВт. Понятно, что за счет электричества данный результат маловероятен, следовательно, требуется инфракрасный камин на голубом топливе либо подобное устройство.

Теперь аналогично читатели рассчитают мощность инфракрасного обогревателя любого типа. Единственно, рассказ вели так, чтобы прогреть помещение, но, если требуется отдать тепло исключительно конкретному сектору, делите площадь на метраж пола и умножаете цифру в ваттах на коэффициент меньше единицы. Получится более скромное число. Говорят, что инфракрасные обогреватели помогают экономить. Рассчитать мощность газового обогревателя сложнее, так как греет и за счет конвекции. В данном случае необходимо правильно расположить оборудование для получения должного эффекта. Для ориентировки пользуемся алгоритмом, приведенным выше, как отправной точкой для дальнейших изысканий.

Расчеты допускают погрешность, но оценить требующуюся для квартиры мощность реально. Важно дождаться выхода температуры на режим, по возможности точнее провести измерения.

Источник