Как найти мощность узнать электропотребление дома, рассчитать суммарный расход, распределить нагрузку

Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока. Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.

Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети. Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя. Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.

Формула расчета мощности электрического тока

Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.

В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:

I = P/(U*cos φ),

а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),

где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.

Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.

Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).

Подбираем номинал автоматического выключателя

Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:

  • 6 А – 1,2 кВт;
  • 8 А – 1,6 кВт;
  • 10 А – 2 кВт;
  • 16 А – 3,2 кВт;
  • 20 А – 4 кВт;
  • 25 А – 5 кВт;
  • 32 А – 6,4 кВт;
  • 40 А – 8 кВт;
  • 50 А – 10 кВт;
  • 63 А – 12,6 кВт;
  • 80 А – 16 кВт;
  • 100 А – 20 кВт.

С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:

  • электросауна (12 кВт) — 60 А;
  • электроплита (10 кВт) — 50 А;
  • варочная панель (8 кВт) — 40 А;
  • электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
  • посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
  • стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
  • джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
  • кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
  • СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
  • электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
  • электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
  • утюг (1,6 кВт) — 8 А;
  • солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
  • пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
  • мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
  • тостер (1 кВт) — 5 А;
  • кофеварка (1 кВт) — 5 А;
  • фен (1 кВт) — 5 А;
  • настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
  • холодильник

    (0,4 кВт) — 2 А.

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.

Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.

На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.

Онлайн расчет мощности тока для однофазной и трехфазной сети

Обходиться без участия электроэнергии сегодня было бы достаточно сложно, если ни сказать больше — невозможно. Каждый современный дом зависит от электрической сети, а поэтому расчет потребляемой мощности электроэнергии – базовая задача для каждого домовладельца, не желающего переплачивать за услуги компаний, предоставляющих электроэнергию.

Ближе к сути: как производится расчет?

Оформление заказа проекта электрификации дома или квартиры даёт возможность владельцу недвижимости получить приблизительное представление относительно потребляемой мощности. Однако часто полезно предварительно информировать себя об ориентировочной цифре потребляемой мощности. Предварительное представление позволяет достигнуть определенности в вопросе величины приобретаемой мощности, дает возможность не переплачивать личные средства за нерасходуемую энергию. В условиях роста цен на электроэнергию актуальным становится вопрос экономии, целесообразности энергопотребления в доме, по причине чего практичные хозяева желают заблаговременно осведомляться относительно подобных вопросов. Порой выгоднее оплаты лишних киловатт (величина измерения мощности электроэнергии, кВт) оказывается отказ от некоторых потребителей энергии, бытовых электрических приборов.

Фундаментом расчета суммарного потребления мощности электроэнергии для частного дома, который выполняется на этапе проектирования системы электрификации, служат нагрузки оконечных потребителей электроэнергии. Стоит отметить, что данные относительно приблизительной цифры потребления электричества силовым оборудованием, электроприборами бытового типа, позволят интересующемуся провести самостоятельное оценивание энергопотребления дома.

Для того чтобы произвести расчет мощности самостоятельно, потребуется умение пользования таблицей, а также основные знания физики из школьного курса. Данные, изложенные в рамках таблицы, основываются на практическом опыте проектирования систем водоснабжения, а также освещения домов частного типа. Несмотря на ориентировочность данных, значения таблицы по части потребляемой мощности могут точно отражать реальные показатели, так как взяты они из технических паспортов на специальное оборудование.

В рамках таблицы приведены наименования самых распространенных бытовых электроприборов, потребителей электроэнергии, в числе которых лампы люминесцентные, накаливания, галогенные, светодиодные, электрическая плита,

холодильник

, розетка, посудомоечная машина, вытяжка (кухонная), электрочайник, аэрогриль, кофемашина, духовой шкаф, стиральная машина, котел электрический и др. С увеличением количества электрических приборов вопрос относительно экономии расходной части мощности становится все более важным! Для каждого энергопотребителя, бытового электроприбора приведен примерный показатель мощности, которую он потребляет во время эксплуатации, а также параметры напряжения электросети (однофазная сеть переменного тока — 220В, трехфазная — 380В).

Помимо данных, приведенных в таблице ориентировочного расчета потребляемой мощности частного дома расчет потребует от интересующегося использовать коэффициент спроса, значение которого определяется посредством нормативной документации. Чтобы произвести расчет самостоятельно понадобится сделать выбор из представленного перечня потребителей, планирующихся к использованию, после чего просуммировать данные. Следующим этапом является умножение полученной суммы на коэффициент одновременного пользования, зависящего от потребляемой мощности.

Для примера стоит сказать следующее: при получении суммы потребителей, равной 32,8 кВт, таблица №1 иллюстрирует, что коэффициент спроса равен 0,6. Произведение 32,8 кВт на коэффициент 0,6 позволяет получить ориентировочный показатель мощности, которая будет потребляться домом, то есть 19,68 кВт. Оценка, полученная в результате подобного расчета мощности, может использоваться в дальнейшем с целью корректировки значения приобретаемой мощности, своих потребителей, если выделенная мощность имеет меньшее значение от полученного показателя.

Самостоятельный предварительный расчет потребляемой электрической мощности дома. Советы потребителю

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

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

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

Таблица 1. Ведомость потребителей электроэнергии (ориентировочная)

Наименование оборудования Рн, кВт (за ед.) Uн, В сети
Лампа накаливания 0.5 220
Лампа люминесцентная 0,04 220
Лампа светодиодная 0,02 220
Лампа галогенная 0,04 220
Розеточное место 0,1 220
Холодильник 0,5 220
Электроплита 4 220
Кухонная вытяжка 0,3 220
Посудомоечная машина 1,5 220
Измельчитель отходов 0,4 220
Электроподжиг плиты 0,1 220
Аэрогриль 1,2 220
Чайник 2,3 220
Кофемашина 2,0 220
Стиральная машина 1,5 220
Духовой шкаф 1,2 220
Посудомоечная машина 1,2 220
СВЧ-печь 1,3 220
Гидромассажная ванна 0,6 220
Сауна 6,0 380
Котел электрический 12 380
Котел газовый 0,2 220
Насосное оборудование котельной 0,8 220
Система химводоподготовки 0,2 220
Привод ворот 0,4 220
Телевизор «Плазма» 0,4 220

Освещение

улицы

1,0 220
Компьютерное место 0,9 220
Электрический теплый пол 0.8 220
Септик 0.65 220
Канализационно-напорная станция 1.5 220-380
Кондиционер 1,5 220
Вентиляционная установка 2.5 220-380
Сауна 7 220-380
Электрокамин 0,3 220
Проводы рольставен 0,3 220
Электрические полотенцесушители 0.75 220
Парогенератор 1.5 380
Скважный насос 2 220-380

Кроме данных, приведенных в таблице 1, для расчета также понадобится коэффициент спроса, значение которого четко определено нормативными документами и приведено в таблице № 2.

Таблица 2. Коэффициенты спроса (по нормативам)

Заявленная мощность, кВт │до 14│ 20 │ 30 │ 40 │ 50 │ 60 │ 70 и более│
Коэффициент спроса │ 0,8 │ 0,65 │ 0,6 │ 0,55 │ 0,5 │ 0,48 │ 0,45 │

Для того, чтобы самостоятельно рассчитать примерную потребляемую мощность, необходимо выбрать из списка потребителей, которые планируются к использованию и просуммировать их (предварительно умножив каждую позицию на количество потребителей одного типа). Далее необходимо умножить полученную сумму на коэффициент одновременного использования, который зависит от потребляемой мощности (таблица № 2).

Пример: если сумма потребителей у вас получилась 32,8 кВт, то по таблице № 1 коэффициент спроса будет равен 0,6. Умножив 32,8 кВт на 0,6, получим ориентировочное значение потребляемой мощности (на дом) 19,68 кВт.

Полученную оценку потребляемой мощности Вашего дома Вы можете использовать в дальнейшем для корректировки значения приобретаемой мощности, либо своих потребностей, если выделенная мощность меньше полученного значения.

Исходные
данные:

Вентиляторы
приточной и вытяжной вентиляции, 4 шт.
по 2,2 кВт Холодильные установки, 6 шт. по
1,65 кВт мощностью каждая Сушильные шкафы,
4 шт
. мощностью по 0,89 кВт Время работы
единицы электрооборудования определяется
технологическим режимом работы
предприятия за год, Т, час
. Осветительные
установки (ОУ) — 30 шт. по 0,08 кВт

Расчет:

Используя
формулу
(10.1),
определяем расход электроэнергии
электроприемниками, результаты расчетов
заносим в табл.
10.8.

Таблица
10.8 Результаты расчетов (пример)

Наименование
оборудования

К-во,
шт.

Установл.
мощность, Ру, кВт

Коэффиц.
использ. мощн., Ки*

Время
работы,

Т,
час

Годовой
расход э/э,

W,
кВт-ч

Вентилятор

4

2,2

0,8

800

5632

Холодильные
установки

6

1,65

0,8

6048

59875

Сушильные
камеры

4

0,89

0,6

800

1709

Освещение

30

0,08

0,8

4200

8064

Итого:

75280

Примечание.
Ки*
— паспортные данные.

Ответ:
Предельный уровень потребления
электрической энергии за год магазином
составляет:
W
= 75280 кВт-ч.

1.4 Пример расчета годового расхода электроэнергии на освещение аудитории учебного заведения.

Исходные
данные:

Площадь
аудитории, S
= 70м2

Освещенность
рабочей поверхности — 300 лк

Высота
аудитории -4м

Коэффициент
одновременности, Ко =
0,95 (табл. 10.5)

Коэффициент
спроса, Кс = 0,8
(табл. 10.5)

Коэффициент,
учитывающий широту расположения
помещения

на
местности, Кш
= 1,011.

Продолжительность
работы осветительных приборов в сутки,
Т = 6 ч

(режим
работы учебного заведения)

Расчет:

Годовое
потребление электроэнергии осветительными
приборами

определяем
по формуле
(10.8)

По
нормативным справочникам для требуемой
освещенности рабочей поверхности
принимаем,
что wi
= 21,0 кВт/м2

W
= 21,0∙70∙0,95∙1,011∙0,8∙1512= 1707,8 кВт ч/год

Годовое
потребление электроэнергии с учетом
коэффициента запаса освещенности:

Wo
= 1707,8∙1,2= 2049,4 кВт ч/год

Ответ:
Для данной аудитории предельная норма
потребления электроэнергии осветительными
приборами составляет 2049,4 кВт ч/год.

2.Порядок выполнения работы

1.
Рассчитать годовой расход электроэнергии
энергопотребляющим оборудованием
(предельный уровень потребления) по
данным таблицы 10.9 в соответствии с
вариантом, указанным преподавателем.

В
таблице: А
– установленная мощность электроприемника
РУ;

В
– число часов работы оборудования за
год, ч;

С
– количество однотипного оборудования
(приборов), штук.

При
расчетах принять, что коэффициент
использования установленной мощности
для освещения равен: КИ=0,8.

2.Рассчитать
суточное и годовое потребление
электроэнергии на нужды освещения
помещения по данным таблицы 10.10 в
соответствии с вариантом, указанным
преподавателем. Все помещения имеют
естественное освещение.

Принять,
что коэффициент, учитывающий широту
расположения помещения на местности
равен: КШ=1,011,
коэффициент запаса освещенности равен:
КЗ=1,2,
а количество рабочих дней в году
составляет 252 дня.

Таблица
10.9 Варианты исходных данных для задания
1

№ вар.

Вид
энергопотребляющего оборудования

Освещение

электроплита

транспортер

вентилятор

пылесос

кондиционер

холодильник

А

В

С

А

В

С

А

В

С

А

В

С

А

В

С

А

В

С

А

С

1

1,0

800

3

4,5

390

2

2,1

400

6

3,5

140

5

5,1

4300

7

0,75

6100

2

0,05

30

2

1,1

810

4

4,4

380

3

2,2

410

5

3,4

130

6

5,2

4250

6

0,76

6090

3

0,06

32

3

1,2

820

5

4,3

370

4

2,3

420

4

3,3

120

7

5,3

4200

5

0,77

6080

4

0,07

33

4

1,3

830

3

4,2

360

2

2,4

430

3

3,2

110

8

5,4

4150

4

0,78

6070

5

0,08

34

5

1,4

840

4

4,1

350

3

2,5

440

2

3,1

100

2

5,5

4100

3

0,79

6060

6

0,05

35

6

1,5

850

5

4,0

340

4

2,6

450

6

3,0

95

3

5.6

4050

7

0,80

6050

7

0,06

36

7

1,6

860

3

4,1

330

2

2,7

460

5

3,1

90

4

5,7

4000

6

0,81

6040

8

0,07

37

8

1,7

870

4

4,2

320

3

2,8

470

4

3,2

85

5

5,8

3950

5

0,82

6030

9

0,08

38

9

1,8

880

5

4,3

310

4

2,9

480

3

3,3

80

6

5,9

3900

4

0,83

6020

2

0,05

39

10

1,9

890

3

4,4

300

2

3,0

490

2

3,4

175

7

6,0

3850

3

0,84

6010

3

0,06

40

11

2,0

900

4

4,5

290

3

2,9

500

6

3,5

170

8

5,9

3800

7

0,85

6000

4

0,07

41

12

1,9

890

5

4,6

280

4

2,8

510

5

3,6

165

2

5,8

3750

6

0,86

5990

5

0,08

42

13

1,8

880

3

4,7

270

2

2,7

520

4

3,7

160

3

5,7

3700

5

0,87

5980

6

0,05

43

14

1,7

870

4

4,8

260

3

2,6

530

3

3,8

155

4

5,6

3660

4

0,88

5970

7

0,06

44

15

1,6

860

5

4,9

250

4

2,5

540

2

3,9

150

5

5,5

3600

3

0,89

5960

8

0,07

45

16

1,5

850

3

5,0

240

2

2,4

550

6

4,0

145

6

5,4

3550

7

0,90

5950

9

0,08

46

17

1,4

840

4

4,9

230

3

2,3

560

5

3,9

135

7

5,3

3500

6

0,91

5940

2

0,05

47

18

1,3

830

5

4,8

220

4

2,2

570

4

3,8

125

8

5,2

3450

5

0,92

5930

3

0,06

48

19

1,2

820

3

4,7

210

2

2,1

580

3

3.7

115

2

5,1

3400

4

0,93

5920

4

0,07

49

20

1,1

810

4

4,6

200

3

2,0

590

2

3,6

105

3

4,0

3350

3

0,94

5910

5

0,08

50

21

1,0

800

5

4,5

190

4

1,9

600

6

3,5

75

4

5,1

3300

7

0,95

5900

6

0,05

51

22

0,9

790

3

4,4

180

2

1,8

610

5

3,4

70

5

5,2

3250

6

0,96

5890

7

0,06

52

23

0,8

780

4

4,3

170

3

1,7

620

4

3,3

65

6

5,3

3200

5

0,97

5880

8

0,07

53

24

0,7

770

5

4,2

160

4

1,6

630

3

3,2

60

7

5,4

3150

4

0,74

5870

9

0,08

54

25

0,6

760

3

4,1

150

2

1,5

640

2

3,1

55

8

5,5

3100

3

0,73

5860

2

0,05

55

Таблица
10.10 Варианты исходных данных для задания
2

№ вар.

Вид
по­меще­ния

Площадь
помеще­ния

S,
м2

Удельная
мощность освещения, wi,
Вт/м2

Нормированная
освещенность рабочей по­верхности
Ен, лк

Количество
смен в су­тки

Продолжительность
работы осветитель­ной установки в
сутки, Т, час

1

склад

20

21,0

150

1

1,5

2

кабинет

22

21,1

200

2

2,0

3

аудитория

24

21,2

400

3

2,5

4

кабинет

16

21,3

200

1

3,0

5

торговый
зал

28

21,4

300

2

3,5

6

цех

70

21,5

400

3

4,0

7

лаборатория

32

21,6

500

1

5,0

8

офис

34

21,7

300

2

7,0

9

склад

36

21,8

150

3

1,5

10

офис

38

21,9

300

1

2,0

11

аудитория

40

22,0

400

2

2,5

12

цех

92

22,1

400

3

3,0

13

торговый
зал

44

22,2

300

1

3,5

14

аудитория

46

22,3

400

2

4,0

15

цех

48

22,4

400

3

5,0

16

офис

50

22,5

300

1

7,0

17

склад

52

22,6

150

2

1,5

18

торговый
зал

54

22,7

300

3

2,0

19

лаборатория

56

22,8

500

1

2,5

20

аудитория

58

22,9

400

2

3,0

21

торговый
зал

60

23,0

300

3

3,5

22

лаборатория

62

23,1

500

1

4,0

23

кабинет

24

23,2

200

2

5,0

24

цех

66

23,3

400

3

7,0

25

склад

68

23,4

150

1

1,5