Как правильно сделать расчет мощности электрического котла отопления, фотопримеры и видео

Производить расчет электрокотла для отопления дома с калькулятором легче, чем использовать формулы, таблицы и графики.

Что такое мощность электрокотла

Электрический котел представляет собой резервуар с теплообменником, через который прокачивается водопроводная вода или специальный теплоноситель, обладающий повышенными тепловыми характеристиками.

Котел подключается к бытовой сети переменного тока, нагревает он воду ТЭНами или электродами, изолированными от воды. В конструкции оборудования предусмотрен регулятор температуры.

Потребляемая мощность зависит от степени охлаждения теплоносителя при циркуляции по радиаторам отопления в здании. Часть энергии расходуется на тепловые потери в конструкции котла (нагрев стенок или защитных кожухов нагревательных элементов). На внешней части оборудования устанавливается информационная табличка, на которой указаны рабочие параметры изделия и потребляемая мощность.

Необходимость подбора оборудования

raschet-moshhnosti-jelektricheskogo-kotla_1_1.jpg При приобретении электрического котла, в первую очередь, обращают внимание на мощность. Для них это связано с допустимым суммарным количеством, которое лимитируется районными электростанциями.

При превышении этого значения может сработать ограничительный автомат и отключить ваш дом от подачи электроэнергии.

Поэтому, выбирая оборудование данного вида, следует выбирать допустимую мощность, не стараясь ее превысить, а также правильно произвести расчет нужных показателей котла.

Сегодня выпускаются аппараты, как с фиксированной, так и модулируемой мощностью. Предпочтение стоит отдавать образцам, имеющим постоянное значение, это поможет избежать отключения электричества в случае превышения лимита, который может произойти при применении аппарата с модулируемым показателем.

Причем от выбора данного вида ни в коей мере не зависит экономический показатель потребления энергии. На данную характеристику оказывает влияние только количество энергии, полученной отопительной системой от котла.

Котлы на твердом топливе

Твердотопливные генераторы тепла представлены в трех разновидностях – прямого горения, пиролизные и пеллетные. Популярность оборудования данного типа объясняется дешевизной эксплуатации, так как дрова и уголь на порядок дешевле прочих видов энергоносителей. Особняком здесь стоит природный газ в России: однако если подсчитать все расходы на его подключение, то необходимой для этого суммы денег иногда хватает на приобретение и монтаж котла отопления в частном доме. Именно поэтому котлы на угле и дровах пользуются такой высокой популярностью.

Есть и обратная сторона медали — функционирует подобное оборудование наподобие традиционных печек. Для заготовки и загрузки дров потребуется тратить достаточно много усилий. Чтобы обеспечить долговечность и безопасность в работе твердотопливного котла, потребуется его качественная обвязка. Все дело в инерционности, когда даже после закрытия заслонки подогрев воды продолжается еще некоторое время. Чтобы добиться хорошего эффекта в использовании полученной энергии, необходимо установить тепловой аккумулятор.

Для котлов на твердом топливе высокая эффективность является редкостью: средний показатель КПД здесь обычно находится на уровне 75%. Пиролизные и пеллетные модели немного более эффективны – 80-83%. Наиболее комфортным считается оборудование на пеллетах, для которого характерна хорошая автоматизация и практически полное отсутствие инерционности. Здесь не требуется теплоаккумулятор и частые загрузки топлива. Единственный недостаток – дороговизна пеллетных котлов.

Способы определения мощности электрокотла

Расчет рабочей мощности котла отопления выполняется для обеспечения сбалансированной системы отопления, способной поддерживать комфортную температуру в помещении при различных внешних условиях.

Оборудование должно обеспечивать равномерный прогрев комнат, изменение направления ветра не должно оказывать негативного воздействия на условия в помещениях. Перед выбором оборудования владельцу дома необходимо знать, как рассчитать мощность электрокотла с учетом особенностей помещения.

Для расчета применяются 2 основные методики:

  • по площади дома или комнат, подключенных к контуру отопления и котлу;
  • по объему помещений.

Вспомогательная методика определения мощности по контуру горячего водоснабжения предназначена для расчета дополнительной производительности. Полученный параметр суммируется с предварительно рассчитанным значением энергопотребления для отопления дома.

Затем проверяется способность электрической проводки, подведенной к зданию, выдержать максимальную нагрузку при работе нагревательных элементов котла.

Расчет котла по площади дома

Базовой методикой является определение мощности электрического котла отопления по площади помещений. Для определения значения используется базовое значение мощности, необходимой для обогрева комнаты площадью 10 м².

Коэффициент не зависит от климатической зоны, грубо считается, что для прогрева 10 м² необходимо затратить мощность 1 кВт. Коэффициент не учитывает теплопроводность материалов стен и высоту помещения, поэтому для уточнения расчета применяются дополнительные поправочные коэффициенты, определенные опытным путем.

Например, при высоте потолка более 2,7 м вводится дополнительный поправочный параметр, равный отношению фактической высоты к значению 2,7 м. Климатический коэффициент зависит от места расположения дома, значение находится в интервале от 0,7 для южных регионов до 2,0 – северных районов. Если нагревательный узел будет использоваться и для горячего водоснабжения, то к полученному показателю добавляется запас мощности 25-30%.

Существует другой способ подсчета, основанный на формуле S*K*100, где параметр S является площадью помещений, а K представляет собой коэффициент тепловых потерь, изменяющийся в зависимости от минимального порога температуры воздуха. За базовое значение взята цифра 0,7, используемая в местности с минимальной температурой -10°С. При понижении климатической нормы на каждые 5°С коэффициент увеличивается на 0,2.

Метод не применяется при расчете котла для помещений со следующими особенностями конструкции:

  1. Наличие пластиковых или деревянных окон с дублированным стеклопакетом.
  2. Использование дополнительного теплоизоляционного слоя толщиной от 150 мм, расположенного внутри или снаружи кирпичной стены (толщиной 2 размера кирпича).
  3. Сохранение неотапливаемого чердачного помещения и отсутствие теплоизоляционного материала на отделке крыши.
  4. Увеличение высоты жилых комнат до 2,7 м и более.

Расчет мощности котла по объему

Расчет мощности электрического котла отопления по объему жилых помещений базируется на коэффициенте тепловых потерь, который составляет:

  1. От 0,6 до 0,9 – для строений из кирпича с улучшенной теплоизоляцией. В доме применяются пластиковые 2-камерные окна, может использоваться крыша из теплоизолирующего материала.
  2. От 1 до 1,9 – для зданий, построенных из кирпича (двойная кладка), со стандартной кровлей и деревянными окнами.
  3. От 2 до 2,9 – для помещений с ухудшенной теплоизоляцией (например, со стенами толщиной в 1 кирпич).
  4. От 3 до 4 – для зданий, построенных из древесины или выполненных из гофрированного металлического листа со слоем теплоизолирующего материала.

При расчете используется формула вида V*K*T/860, где учитывается объем дома V, поправочный коэффициент K и разница температуру внутри дома и снаружи помещения. Для расчета берется минимальная температура воздуха, характерная для местоположения дома.

Полученное значение является избыточным, но в случае длительных морозов удастся поддерживать температуру в доме в заданных параметрах. Приведенная методика расчета мощности электрокотла для отопления дома не учитывает подачи дополнительной теплой жидкости для мытья посуды или душевой кабины.

Для жилых помещений в панельных или кирпичных домах расчет ведется по нормативам СНиП. Правила закладывают необходимую мощность для нагрева 1 м³ воздуха в пределах 41 и 34 Вт (для дома из панелей и силикатного кирпича, соответственно).

Затем владелец помещения проводит замеры высоты и площади, к полученному значению добавляется страховой запас 10% (на случай понижения температуры воздуха в зимнее время). При установке энергосберегающих окон допускается устанавливать котел с мощностью менее расчетной.

Для угловых помещений учитывается количество стен, контактирующих с улицей. Если на внешнюю сторону дома выходит только 1 стена, то требуется применять коэффициент 1,1. Каждая дополнительная стена увеличивает значение корректирующего параметра на 0,1. Для снижения тепловых потерь рекомендуется проанализировать помещение специальным прибором, а затем смонтировать слой изолятора.

Расчет для ГВС

Расчет электрокотла для отопления частного дома, одновременно используемого для горячего водоснабжения, учитывает следующие факторы:

  1. Количество и температура теплой воды, необходимой для обеспечения жизнедеятельности проживающих в помещении людей.
  2. На основании первого параметра определяется объем горячей воды +90°C, которая затем разбавляется потоком холодной жидкости для получения теплой.
  3. На основании полученного значения осуществляется расчет электрического котла. При определении параметров не учитывается понижение температуры водопроводной воды в зимнее время.

Например, жилой дом ежесуточно потребляет 200 л теплой воды (Vг) прогретой до +40°С (Tг). Предполагается получение необходимой температуры путем смешивания горячей и холодной воды. Владелец планирует приобрести котел, прогревающий жидкость до +95°С (Tк), в линии холодного водоснабжения подается вода с температурой +10°С (Tх).

Объем горячей воды определяется по формуле Vг*(Tг-Tх)/(Tк-Tх)=200*(40-10)/(95-10). Расчет показывает, что для обеспечения подачи горячей воды в сутки требуется прогреть 71 л жидкости до температуры +95°С.

Дальнейший расчет ведется на основании коэффициента удельной теплоемкости воды (4,218 кДж на каждый кг при прогреве на 1°C), веса жидкости и разницы температур. Полученное значение затем переводится по таблицам в киловатты, рекомендуется округлять параметр в сторону увеличения.

Для описанной выше ситуации требуется дополнительная мощность около 5 кВт. Полученное значение подразумевает прогрев воды за 1 час, если жидкость используется равномерно в течение дня, то допускается снизить дополнительные энергозатраты в 2 раза.

Определение количества радиаторов для однотрубных систем

Есть еще один очень важный момент: все вышеизложенное справедливо для двухтрубной системы отопления, когда на вход каждого из радиаторов поступает теплоноситель с одинаковой температурой. Однотрубная система считается намного сложнее: там на каждый последующий отопительный прибор вода поступает все более холодная. И если хотите рассчитать количество радиаторов для однотрубной системы, нужно каждый раз пересчитывать температуру, а это сложно и долго. Какой выход? Одна из возможностей — определить мощность радиаторов как для двухтрубной системы, а потом пропорционально падению тепловой мощности добавлять секции для увеличения теплоотдачи батареи в целом.

В однотрубной системе вода на каждый радиатор поступает все более холодная

Поясним на примере. На схеме изображена однотрубная система отопления с шестью радиаторами. Количество батарей определили для двухтрубной разводки. Теперь нужно внести корректировку. Для первого отопительного прибора все остается по-прежнему. На второй поступает уже теплоноситель с меньшей температурой. Определяем % падения мощности и на соответствующее значение увеличиваем количество секций. На картинке получается так: 15кВт-3кВт=12кВт. Находим процентное соотношение: падение температуры составляет 20%. Соответственно для компенсации увеличиваем количество радиаторов: если нужно было 8шт, будет на 20% больше — 9 или 10шт. Вот тут и пригодится вам знание помещения: если это спальня или детская, округлите в большую сторону, если гостиная или другое подобное помещение, округляете в меньшую

Принимаете во внимание и расположение относительно сторон света: в северных округляете в большую, в южных — в меньшую

В однотрубных системах нужно в расположенных дальше по ветке радиаторах добавлять секции

Этот метод явно не идеален: ведь получится, что последняя в ветке батарея должна будет иметь просто огромные размеры: судя по схеме на ее вход подается теплоноситель с удельной теплоемкостью равной ее мощности, а снять все 100% на практике нереально. Потому обычно при определении мощности котла для однотрубных систем берут некоторый запас, ставят запорную арматуру и подключают  радиаторы через байпас, чтобы можно было отрегулировать теплоотдачу, и таким образом компенсировать падение температуры теплоносителя. Из всего этого следует одно: количество или/и размеры радиаторов в однотрубной системе нужно увеличивать, и по мере удаления от начала ветки ставить все больше секций.

Как рассчитать мощность экономичного электрокотла

Правильный расчет тепловой мощности электрического котла отопления начинается с определения потерь тепла дома, которые возникают в самые холодные зимние дни. Благодаря такому подходу в комнатах дома будет тепло круглый год.

Методы определения мощности

Величину этих потерь можно рассчитать с помощью различных методов. Некоторые из них предусматривают использование весьма сложных формул, что, конечно, не нравится многим покупателям. Ведь нужно потратить немало времени для расчета желаемой цифры. Поэтому далее будут рассматриваться два простых способа:

  1. Позволяет определить величину потерь тепла дома, зная только площадь .
  2. Позволяет установить тепловую мощность экономичного электрокотла с высоким КПД, используя объем .

Перед рассмотрением каждого из методов стоит отметить, что все электрические котлы отличаются тем, что способны превратить 100% электрической энергии в почти 100% тепловой. При этом, не имеет значения, нагревает он воду ТЭНами, электродами или катушками индуктивности. Благодаря этой особенности после определения потерь тепла дома, не нужно корректировать эту цифру, учитывая КПД котла отопления.

Для сравнения можно взять твердотопливный котел, имеющий КПД 90%. Если 1 кг дров выделяет 3 кВт/ч, то это означает, что в теплосеть попадет только 3х0,9 = 2,7 кВт/ч. В случае с электрическими устройствами 3 кВт/ч электроэнергии будут преобразованы в 3 кВт/ч тепловой энергии. Как видно, такая особенность частично упрощает расчет.

Преимущества и недостатки электрического обогрева

К преимуществам следует отнести:

Схема работы электрического котла.

  • экологическая безопасность (нет вредных отходов сгорания топлива);
  • бесшумность в работе;
  • несложные схемы для организации автоматического режима работы;
  • нет необходимости в дымоходах (при использовании конденсационного газового котла потребуется и водосток для удаления конденсата);
  • простота эксплуатации;
  • в сравнении с газовым котлом придется оформить существенно меньшее количество разрешающих документов. В большинстве случаев достаточно разрешения Энергонадзора.

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.

Монтаж напольного и настенного котла

Конструкция трехфазного электрокотла.

Целесообразно устанавливать электрические котлы в помещения площадью до 500 м 2. Монтаж системы отопления и подсоединение к ней котла можно выполнить самостоятельно. В настенном варианте их закрепляют с помощью анкерных болтов, а в напольном их обычно устанавливают на специальную подставку. Если у вас нет опыта установки и подключения автоматов защиты от короткого замыкания и токов утечки, то лучше обратиться к специалисту-электрику. В этом вопросе вольности недопустимы.

Сечение жил кабеля должно соответствовать требованиям, указанным в сопроводительной документации; оно зависит от мощности. Могут возникнуть проблемы с защитным заземлением. Имейте в виду, что заземление – это не просто штырь, вбитый в грунт, а устройство, от которого зависит жизнь. На контур заземления должны быть замкнуты все металлические части системы отопления.

И главное. Сопротивление заземляющего контура должно отвечать нормам для соответствующего грунта. Максимальная величина сопротивления заземления зависит от физических свойств грунта и должна быть указана в выданных разрешительных документах. Чем меньше сопротивление заземления, тем лучше. Максимальное значение не должно превышать 10 Ом. Для понижения сопротивления заземляющего контура нужно использовать медные пластины, а место заземления необходимо пропитывать соляным раствором. Величину сопротивления заземления нужно проверять перед началом отопительного сезона.

Калькулятор расчета мощности

Действенный метод определения параметров отопительного прибора – использование специализированных онлайн-программ. Они ускоряют поиск требуемых характеристик электрического котла. Для этого нужно только ввести запрашиваемые сведения о системе.

Преимущества электрокотла перед конвектором

Электрический котел имеет возможность регулировки мощности, оснащен автоматикой для снижения температуры в системе.

  1. Жидкость, которая используется в комплексе отопления и протекает по трубам, теряет часть собственной тепловой энергии. Это происходит только в тех случаях, когда трубы отопления проведены в подполье (помещении, которое не отапливается). Однако если трубы проходят по стенам комнат, то тепловая энергия, несомненно, пойдет в комнату без каких-либо потерь.
  2.  Используя конвектор, вы экономите электричество благодаря очень точной регулировке температуры в каждой из комнат. Котел же имеет возможность регулировки мощности и автоматику для снижения температуры тосола в своей системе во время вашего сна. Лучше всего монтировать сразу несколько конвекторов в доме на +22..+25°С, что даст гораздо более действенный результат, в отличие от установки конвектора в одной комнате, который будет функционировать на +25°С, а другой будет работать только на +18°С. Ввиду такой разницы температур вы получите среднеарифметическую величину потребления электроэнергии.
  3.  Основная причина, по которой стоит выбирать электрокотел, а не конвектор, — это установка радиаторов, проведение труб и т.д. Используя электрический котел, вы монтируете уже готовую систему, в которой электрокотел будет выступать резервным источником питания. При этом вам не придется подкладывать топливо в данный прибор, вставая среди ночи.
  4.  В отличие от радиатора, конвектор является очень популярным у дачных воров и обладает лучшей ликвидностью в процессе сбыта.

Установка конвектора выгодна, если планировка здания не дает возможности подключить электрокотел.

Еще одна существенная причина не приобретать конвектор, а сделать выбор в пользу электрокотла: в процессе эксплуатации такого прибора отопления, как конвектор, многие ощущают изменения микроклимата: воздух становится суше, изменяется электромагнитное поле. Чтобы окончательно определиться, рекомендуют для начала купить конвектор и испытать его на практике.

Однако конвектор имеет и свой плюя. Выгодность установки конвектора заключается в следующем: если в ваши планы не входит создание в доме центрального отопительного комплекса, если планировка здания не дает возможности подключить электрокотел, то можно значительно сократить объем помещений для отопления до минимальной мощности, которой располагает дом, установив конвектор. При этом площадь отопления не является слишком большой — 20-40 м² .

Применение формулы мощности

Теплотехнический расчет мощности в его упрощенном виде может быть выполнен по следующей формуле:

W = S x W el /10 м².

Уравнение показывает, что искомая величина — это произведение удельной мощности, которая приходится на 10 м², а также площади помещения для отопления.

Нужно иметь в виду, что средний показатель равен 3 кВт электричества на одного потребителя, что является недостаточным для функционирования электронагревательного агрегата.

Источник: http://1poteply.ru/kotly/ustanovka/skolko-potreblyaet-elektricheskij-kotel.html

Смотрите также:

  • Расчет электрокотла для отопления дома
  • Рейтинг газовых котлов отопления

18 ноября 2021 года

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...