- Калькулятор мощности котла отопления
- Выбор мощности отопительного оборудования
- Пример расчета мощности котла по формуле
- Немного советов по выбору
- Преимущества и недостатки электрического обогрева
- Типы котлов
- Твердотопливные котлы
- Газовые котлы
- Электрические котлы
- Заключение
- Расчет мощности котла отопления по площади
- Расход электрической энергии. Как его определить?
- Расчет мощности для ГВС
- Устройство электрического котла с элементом нагрева
- Расчет мощности котла по площади
- Как произвести быстрый расчет мощности котла для типового здания
Калькулятор мощности котла отопления
Выбор мощности отопительного оборудования
Зная требуемую мощность электрокотла для отопления дома, не следует забывать, что ее допустимая суммарная величина для здания лимитируется соответствующими районными службами, обслуживающими электросети. В случае превышения установленного значения срабатывает ограничительный автомат, отключающий помещения от подачи электроэнергии.
Таким образом, выбирая оборудование определенной модели, прежде всего, узнают, насколько велика потребляемая мощность электрокотла и затем производят расчет всех необходимых параметров прибора.
В настоящее время производители отопительных агрегатов изготавливают электрокотлы не только с фиксированной мощностью, но и с моделируемой. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение моделям с постоянным значением, что позволяет не допускать отключения электроснабжения при превышении лимитов, которое происходит при использовании приборов с моделируемым показателем.
От выбранного вида агрегата не зависит размер потребляемого электричества. На данную величину влияет количество энергии, получаемой отопительной системой от электрокотла.
Пример расчета мощности котла по формуле
Дано: площадь отапливаемого коттеджа 250 м², требуется отопить коттедж и обеспечить ГВС семью из 3-х человек.
По нормам СНиП РФ при высоте потолка до 2,5м потребуется 1 кВт, чтобы покрыть потерь тепла с 10 м².
Следовательно, необходимая мощность прибора: ~25 кВт на отопление и еще +25%-30% на ГВС.
Nk = 25+30% = 32,5 кВт полезной мощности нам потребуется для обеспечения отопления и ГВС.
Прежде всего, вам нужно определиться с тем, будет котел будет использоваться только для отопления дома или для нагрева горячей воды тоже.
Если прибор применяется только для отопления помещений дома, его мощность должна быть равнозначной потерям тепла здания. Предполагаются следующие диапазоны потерь для домов, в зависимости от технологии строительства:
Мощность теплогенератора рассчитывается при помощи простой формулы:
Например, для нового дома площадью 160 квадратных метров, мощность котла должна быть на уровне 12-14 (кВт).
Мощность котла для отопления помещений и нагрева воды:
Удельная теплоемкость воды постоянна и составляет 4,2 кДж / (кг * К), за разницу температур мы можем принять 40 градусов, вес воды — для 200 литров — это 200 кг. Предполагая, мощность агрегата на уровне 15 кВт, расчеты будут выглядеть следующим образом:
Время = (4,2 * 40 * 200) / 15 = 2240 секунд или 37 минут. Это время, необходимое для нагрева воды с начальной температуры 10 градусов.
Такой расчет мощности котла более сложный, специальная программа сделает все эти вычисления за пару секунд. Однако перед приобретением оборудования santehnikportal.ru все же рекомендует проконсультироваться со специалистом.
Немного советов по выбору
Каждый производитель сейчас старается обеспечить покупателя полным набором оборудования, которое только может ему понадобится, мощность учитывается тоже. Электрический котёл не стал исключением. В комплекте с ним идут программатор, насос для циркуляции теплоносителя, расширительный бак. Благодаря этому легко понять, каким должен быть показатель мощности у электрического котла. С этим справится даже начинающий пользователь.
Кроме того, обязательны устройства для защиты оборудования и специальных кабелей. Таким образом, установку можно полностью выполнить своими руками. Мощность котла не имеет значения.
Но иногда требуется и самостоятельная доукомплектация. Для тех, кто разбирается в электрических моделях, это решение зачастую становится наиболее актуальным. В том числе и по мощности. Систему электроснабжения можно использовать обычного типа, если устанавливается электрический котёл, мощность которого доходит до 6 кВт.
С недавнего времени потребление электроэнергии электрическим котлом стало не менее важным показателем, чем установка в системе специального насоса. Такое решение тоже помогает понять, сколько электроэнергии уходит, и почему. В данном случае расход заметно уменьшается. В системе можно будет использовать трубы с меньшим диаметром, чем в обычной ситуации. Насос с мокрым ротором – основный вид оборудования, который чаще всего можно увидеть в частных домах. Мощность его вполне соответствует требованиям.
Такие насосы сами могут поддерживать автоматическую, либо ручную регулировку. Мощность в данном случае большой роли не играет. Первый вариант является наиболее предпочтительным, поскольку он позволяет экономить электроэнергию. Тогда более выгодным становится само отопление электрическим котлом.
Сколько обходится его работа? Чтобы произвести расчёт, достаточно знать о некоторых особенностях эксплуатации. Например, какая температура чаще всего поддерживается в помещении. Что касается общей схемы для отопления дома, то лучше выбирать принудительную циркуляцию. Это тоже оптимальный вариант, позволяющий добиться максимальных результатов при минимальных вложениях.
Преимущества и недостатки электрического обогрева
К преимуществам следует отнести:
Схема работы электрического котла.
Бесшумная работа котлов отопления и экологическая чистота позволяют располагать их непосредственно в помещении, чему способствует и отсутствие дымоходов. Следовательно, монтаж электрического котла отопления и напольного и настенного типа не представляет трудностей.
К недостаткам такого варианта отопления следует отнести значительно большие затраты на обогрев по сравнению с газовыми аналогами. Особенно велико преимущество конденсационного газового аналога. Поэтому электрический обогрев вынужденно используют в тех местах, где отсутствует централизованное газоснабжение.
Типы котлов
При выборе котла нужно учитывать, на каком виде отопителя он работает.
Твердотопливные котлы
Котлы имеют следующие достоинства:
Система является далеко не самой лучшей, но при отсутствии других источников топлива — это единственно возможный вариант.
Недостатки можно уменьшить с помощью термобаллона или водных аккумуляторов. Термобаллон регулирует подачу воздуха в топку, увеличивая тем самым продолжительность сгорания топлива. За счет этого увеличивается экономичность и сокращается количество заправок. Теплоаккумуляторы предназначены для увеличения инерционности системы отопления. В контур отопления врезается теплоизолированная снаружи емкость. Установка термостатического клапана, установленного на входе регистров, ограничивает подачу холодной воды из теплоаккумулятора на его входе.
За счет этого теплоноситель быстро нагревается, а потом уже начинает нагреваться аккумулятор тепла. Отдача тепла в систему отопления происходит намного дольше. Таким образом уменьшаются колебания температуры в доме.
Встроенные в аккумулятор тепла ТЭНы с автоматическим управлением позволяют включать его на электроподогрев в ночное время, когда стоимость электроэнергии минимальная. Фактически теплоаккумулятор выполняет функцию электрического котла.КПД твердотопливного котла составляет 71-79 %. Создание пиролизных котлов позволяет поднять его до 85%. Необходимо всем знать что данный тип котлов работает только на дровах.
Газовые котлы
Применение газового котла является лучшим вариантом для отопления дома. Он прост и безопасен в эксплуатации, имеет дешевое топливо, которое не требуется складировать и загружать.
Для него необходим дымоход. Котельная требуется только для котлов с открытой камерой сгорания. КПД газовых котлов составляет 89-91 %, но бывают котлы еще более эффективные. Поэтому этот показатель приводят в характеристике каждой модели.
Электрические котлы
Электрический котел является самым экологичным источником тепла. Он может применяться для подогрева горячей воды через бойлер или как резервный источник.
Для частных домов продают модели, мощность которых достигает 20 кВт. Большую мощность котла могут не потянуть счетчики электроэнергии, которые электрослужба устанавливает на входе. Несмотря на высокую стоимость электроэнергии у электрических котлов самый высокий КПД, составляющий 99 %. Ступенчатая регулировка мощности обеспечивает их более экономичную работу.
Заключение
Если рассчитать мощность отопительного котла приведенными выше простыми способами, то можно выбрать необходимый агрегат для отопления дома. Вариант расчета через теплопотери ограждающих конструкций дает возможность более точно определить необходимую мощность котла.
Если дом обеспечить достаточным утеплением, то котел понадобится с меньшей мощностью, а расходы на обогрев помещений значительно уменьшатся из-за снижения теплопотерь.
Расчет мощности котла отопления по площади
Для приблизительной оценки требуемой производительности теплового агрегата достаточно площади помещений. В самом простом варианте для средней полосы России считают, что 1кВт мощности может обогреть 10м 2 площади. Если у вас дом площадью 160м2, мощность котла для его обогрева — 16кВт.
Эти расчеты приблизительны, ведь не учитывается ни высота потолков, ни климат. Для этого существуют выведенные опытным путем коэффициенты, при помощи которых вносятся соответствующие корректировки.
Указанная норма — 1кВт на 10м 2 подходит для потолков 2,5-2,7м. Если у вас потолки в помещении выше, нужно вычислять коэффициенты и пересчитывать. Для этого высоту ваших помещений делим на стандартную 2,7м и получаем поправочный коэффициент.
Расчет мощности котла отопления по площади — самый простой способ
Например, высота потолков 3,2м. Считаем коэффициент: 3,2м/2,7м=1,18 округляем, получаем 1,2. Выходит, что для обогрева помещения 160м 2 с высотой потолков 3,2м требуется отопительный котел мощностью 16кВт*1,2=19,2кВт. Округляют обычно в большую сторону, так что 20кВт.
Чтобы учесть климатические особенности есть уже готовые коэффициенты. Для России они такие:
Если дом находится в средней полосе, чуть южнее Москвы, применяют коэффициент 1,2 (20кВт*1,2=24кВт), если на юге России в Краснодарском крае, например, коэффициент 0,8, то есть мощность требуется меньше (20кВт*0,8=16кВт).
Расчет отопления и подбор котла — важный этап. Неправильно найдете мощность и можете получить такой результат…
Это основные факторы, которые учитывать необходимо. Но найденные значения справедливы, если котел будет работать только на отопление. Если требуется еще и греть воду, нужно добавить 20-25% от рассчитанной цифры. Потом требуется добавить «запас» на пиковые зимние температуры. Это еще 10%. Итого получаем:
Из примеров видно, что учитывать хотя-бы эти значения нужно обязательно. Но очевидно, что в расчете мощности котла для дома и квартиры, разница быть должна. Можно пойти тем же путем и использовать коэффициенты для каждого фактора. Но есть более простой способ, который позволяет внести коррекции за один раз.
При расчете котла отопления для дома применяется коэффициент 1,5. Он учитывает наличие теплопотерь через кровлю, пол, фундамент. Справедлив при средней (нормальной) степени утепления стен — кладка в два кирпича или аналогичные по характеристикам стройматериалы.
Для квартир применяются другие коэффициенты. Если сверху находится отапливаемое помещение (другая квартира) коэффициент 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9, если неотапливаемый чердак — 1,0. Нужно найденную по описанной выше методике мощность котла умножить на один из этих коэффициентов и получите достаточно достоверное значение.
Чтобы продемонстрировать ход вычислений, произведем расчет мощности газового котла отопления для квартиры 65м 2 с потолками 3м, которая расположена в средней полосе России.
- Определяем требуемую мощность по площади: 65м 2 /10м 2 =6,5кВт.
- Вносим поправку на регион: 6,5кВт*1,2=7,8кВт.
- Котел будет греть воду, потому добавляем 25% (любим погорячее) 7,8кВт*1,25=9,75кВт.
- Добавляем 10% на холода: 7,95кВт*1,1=10,725кВт.
Теперь результат округляем и получаем: 11Квт.
Указанный алгоритм справедлив для подбора отопительных котлов на любом виде топлива. Расчет мощности электрического котла отопления ничем не будет отличаться от расчета котла твердотопливного, газового или на жидком топливе. Основное — производительность и эффективность котла, а теплопотери от типа котла не изменяются. Весь вопрос в том, как потратить меньше энергоносителей. А это уже область утепления.
Расход электрической энергии. Как его определить?
Нам потребуется некоторое количество расчётов, чтобы достичь необходимого результата.
Кроме того, расчёт требует учёта целого ряда параметров:
Расчёт предполагает использование усреднённых значений. Требуется введение нескольких поправок на такие факторы, как тип используемой теплоизоляции, теплопроводность стен, температурные показатели и так далее. Мощность это тоже должна учитывать.
Электрический котёл отопления требует использования специального кабеля. Главным фактором при его выборе становится мощность. Здесь есть простая эмпирическая зависимость, понять которую не составит труда: не меньше мощности отопления, выраженной в кВт, должна быть площадь сечения кабеля в мм2 для однофазного электрического котла. Расчёт благодаря этому становится более простым. Необходимо согласовывать свои действия с инстанциями, осуществляющими контроль использования ресурсов, если показатель для котла находится на уровне 10 кВт и больше.
Рис. 2 Устройство изнутри
Расчет мощности для ГВС
Он проводится в следующей последовательности:
- Определяется объем теплой воды, которой пользуются все члены семьи.
- Определяется объем горячей воды (90-95 °С), которую будет разбавлять проточная вода, чтобы образовалась жидкость, имеющая комфортную для тела температуру.
- Рассчитывается дополнительная мощность котла.
Итак, пусть в доме живет семья, которая за сутки использует 150 л теплой воды, то есть жидкости с температурой 37 °С. Такая вода будет подаваться после смешивания горячей и проточной воды. Объем горячей воды определяют по формуле:
Для вышеупомянутого примера Vв = 150 л, Тп = 8 °С, Тж = 37 °С, Тг = 95 °С. Vг = 150*(37-8)/(95-8) = 50 л. Это означает, что для дома хватит бойлера на 50 л.
Формула определения дополнительной мощности такова:
где с является удельной теплоемкостью воды (всегда равняется 4,218 кДж/кг*К),
ΔT представляет собой разницу между температурами нагретой и проточной воды.
Рд = 4,218*50*(95-8) = 18 348,3 кДж. В пересчете на кВт/ч эта цифра составляет 5,1 кВт/ч.
Как видно, для отопления дома нужно приобрести электрокотел отопления с мощностью 20+5,1 = 25,1 кВт/час. Это в том случае, если вода в котле должна нагреваться за 1 час. Если ее нужно нагревать за 2, то можно установить котел, мощность которого равна 20+2,55 = 22,55 кВт/час.
Мощность и количество секций алюминиевых радиаторов Подключение электрокотла к системе отопления Изготовление электрокотла «Скорпион» Мощность радиаторов отопления
Устройство электрического котла с элементом нагрева
Простейшая электронагревательная система состоит из теплообменника с теплоносителем (вода или антифриз), внутрь которого помещены нагревательные элементы (трубчатые электронагреватели – ТЭН).
Схема устройства электрокотла.
Вот вся простейшая конструкция. А конструкция самого нагревательного элемента и того проще (см. изображение 1). Спираль с высоким электрическим сопротивлением помещена в тонкостенную металлическую трубку и изолирована от нее путем заполнения всего пространства изоляционным материалом (окисью магния). Концы спирали прикреплены к выводам, которые запрессованы в фарфоровые изоляторы. Вся эта конструкция герметична относительно теплоносителя, а изоляторы герметично выведены вне нагревательного бака.
Котлы небольшой мощности работают от однофазной сети 220 В. В котлах, мощность которых превышает 12 кВт, используют трехфазную электросеть 380 В и, следовательно, три нагревательных элемента. При питании от напряжения 220 В необходимо иметь трехжильный кабель (фаза, ноль и защитное заземление), при питании от трехфазной сети необходимо иметь пятижильный кабель (три фазы, рабочий ноль и заземление). Это простая схема котлов, использующих естественную циркуляцию теплоносителя. Для принудительной циркуляции предусматривают циркуляционный малошумящий насос.
Расчет мощности котла по площади
Он очень прост, ведь предусматривает, что для отопления каждого 1 кв. м нужно создавать 100 Вт тепла. Правда, формула имеет более сложный вид:
где S является площадью дома ,
k представляет собой коэффициент, определяющий потери тепла в зависимости от температуры воздуха за окном. Для регионов, в которых зимой температура воздуха не опускается ниже -10 °С, он составляет 0,7. Понятно, что он растет по мере снижения градусов за окном. На каждые 5 °С он становится больше на 0,2. Для регионов, в которых зимой термометры показывают -35 °С, k составляет 1,2.
Если нужно отопить дом, который имеет площадь 115 кв. м и находится в зоне, где минимальная зимняя температура составляет -20 °С, то в нем нужно установить экономичный электрокотел с мощностью 115*1,1*100 = 12 650 Вт = 12,65 кВт.
Такой расчет очень прост, однако не всегда является правильным. Это потому, что на потери тепла влияет много факторов. В данном случае он справедлив для дома, который имеет:
Здесь не учтены внешние стены. Это потому, что даже при 1 такой стене корректирующий коэффициент должен составлять 1,1. Для 2 стен он является равным 1,2, 3 — 1,3 и т. д.
То есть для отопления вышеупомянутого дома нужно использовать экономичный котел отопления, имеющий мощность 12,65*1,4 = 17,71 кВт/ч. Понятно, что лучше брать устройство, которое способно выдать 20 кВт/час.
Как произвести быстрый расчет мощности котла для типового здания
Как мы уже выяснили, главный параметр в подборе мощности котла – это тепловые потери здания. Подробный расчет мощности котла отопления не является сложным, но требует времени для вычислений и поиска информации. Поэтому был разработан упрощенный вариант для ориентировочного подсчета.
Для упрощения вычислений был введен показатель удельной мощности котла с привязкой к климатическим особенностям местности. Для России приняты следующие величины:
Эти цифры указывают на необходимое количество тепловой энергии для обогрева 10 м2 площади помещения с высотой потолков 2.5 м. Рассмотрим конкретный пример: нужно отопить частный дом общей площадью 150 м2, расположенный в Московской области.
Мощность котла = 150 (площадь дома) * 1,3/10 (удельная мощность для центральной зоны) = 19,5 кВт.
Важно!
Подобный метод подсчета не учитывает индивидуальных условий (количество окон, дополнительная тепловая изоляция, вентиляция и пр.), поэтому подходит только для ориентировочной оценки. В расчет также не включены затраты энергии на подогрев горячей хозяйственной воды, бассейнов и т.д
Потери тепла частного дома
