Статья о правильном расчете мощности электрического котла для дома

Виды отопительных котлов. На что нужно обратить внимание. Как подобрать подходящий котёл для дома. Советы экспертов, бесплатная консультация.

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.

Что такое мощность котла и как ее узнать

Тепловая мощность котла – это максимальное количество тепловой энергии, передаваемой теплоносителю в процессе сгорания топлива (измеряется в киловаттах/час или просто кВт). Это означает, что котел мощностью 20 кВт при непрерывной работе на максимальной мощности за час выработает и передаст теплоносителю 20 кВт тепловой энергии.

Определить мощность котла можно несколькими способами:

  • поискать список технических характеристик на корпусе котлоагрегата;
  • найти значение в паспорте модели. Если документация не сохранилась, можно поискать электронную версию или изучить предложения интернет-магазинов, которые обязательно указывают в описании модели ее номинальную мощность;Технические характеристики на корпусе котлаМесто расположения технических характеристик на корпусе котла
  • если речь идет о газовом котле, можно узнать примерную теплопроизводительность по расходу газа, для чего необходимо проверить и зафиксировать сколько кубометров котел потребляет при беспрерывной работе на максимальной мощности. Удельная теплота сгорания газа – величина постоянная и равна 9,3 кВт. Также важно учитывать КПД котла (его также можно найти в списке технических характеристик), для старых советских моделей это значения в районе 70-85%, у новых моделей КПД в пределах 86-94%. Итого, максимальная мощность = 9,3 кВт (удельная теплота сгорания природного газа)*0,8 (если КПД 80%)*2,5 куб. м/час (полученный расход газа в час) = 18,6 кВт. Аналогичным способом можно посчитать примерные значения для твердотопливного, жидкотопливного или электрического котла.

Увеличить теплопроизводительность бытового котла без серьезных небезопасных изменений его конструкции невозможно, поэтому к выбору минимально необходимой мощности необходимо подходить ответственно. Если ее будет недостаточно, придется устанавливать дополнительный котлоагрегат или производить утепление стен, пола и потолка, замену окон и дверей в целях снижения теплопотерь.

Температура

Комфорт пребывания в жилом помещении зимой определяется температурой воздуха и его влажностью. Сначала введите значение температуры, которую вы планируете поддерживать дома. Температуру наиболее холодной пятидневки можете посмотреть в СП 131.13330.2012 Строительная климатология, т.к. она привязана к климатической зоне.

Отапливаемые площадь и объем помещений

В качестве теплоносителя, передающего тепло от радиаторов отопления человеку, служит воздух. Логично, что мощность отопительного оборудования во многом зависит от того, какой объем этого воздуха необходимо нагреть и далее поддерживать постоянной его температуру.

Конструктивные элементы здания

В различных постройках и условиях эксплуатации котлы одинаковой мощности дают совершенно разные результаты. Все потому, что потери тепла через стены, перекрытия и окна влияют на общую картину. Чем выше тепловые потери, тем более высокой должна быть поправка мощности отопительного оборудования.

Могут быть непонятны маркировки стеклопакетов. Тут все довольно просто, например, 4-16-4 означает, что зазор между двумя стеклами толщиной 4 мм составляет 16 мм. Буква «К» означает энергосберегающее стекло, «Ar» — камеры заполнены аргоном.

Возникли вопросы? Задавайте их в комментариях ниже – мы обязательно ответим!

loading.gif

Загрузка…

Выбор между одноконтурным и двухконтурным электрокотлом

Одноконтурные модели электрокотлов предназначены исключительно для нагрева теплоносителя в отопительной системе. Для организации горячего водоснабжения владельцу придется докупать внешний бойлер, что по суммарной стоимости может превзойти покупку всего одного двухконтурного варианта.

Котлы с двумя контурами изначально рассчитаны на одновременный нагрев как воды в системе ГВС, так и теплоносителя в домашнем отоплении. С одной стороны, это явный плюс, с обратной же такое оборудование потребляет чрезмерно много электричества, что делает его использование в отдельных случаях слишком дорогостоящим.

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.

Запас производительности в зависимости от типа котла

Для стандартного одноконтурного котла, вне зависимости от вида используемого топлива, мы всегда рекомендуем закладывать запас мощности 15-25%, в зависимости от температуры в самую холодную декаду и утепленности дома. Однако в некоторых случаях требуется несколько больший запас:

  • 20-30% запаса, если котел двухконтурный. Большинство моделей работает по принципу приоритета ГВС, это значит, что в момент активации точки потребления горячей воды котел не греет отопительный контур, для работы на два контура требуется более высокая производительность;
  • 20-25% запаса, если в доме организована или планируется приточно-вытяжная вентиляция без рекуперации тепла.

Также часто используется схема с подключением бойлера косвенного нагрева (особенно в связке с твердотопливными котлами). В таком случае излишек мощности может превышать 40-50% (показатель рассчитывается по ситуации). Стоит понимать, что любом из случаев предусмотренный запас не «простаивает», а используется будь то в целях нагрева горячей воды, восполнения более высоких теплопотерь или нагрева буферной емкости.

Напольный газовый котел с бойлером косвенного нагреваВысокий белый бак справа от котла – накопительный бойлер косвенного нагрева, постоянно поддерживающий большой объем горячей воды.

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.

Краткие советы по выбору

Перед покупкой определите нужную вам мощность по методике, описанной в статье. Если вы хотите приобрести котёл, не требующий особого ухода и затрат, рассматривайте ТЭНовые варианты, – в случае поломки они достаточно ремонтно-пригодны. В помещения, квартиры и дома с небольшой площадью выбирайте модели с настенным креплением.

Также в жилых помещениях с небольшой площадью стоит выбирать однофазные электрические котлы. Если вы всё же не можете определиться и хотите более детального разбора, то обращайтесь к нашим специалистам за консультацией.

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.

Об эффективности утепления дома

Чтобы убедиться, насколько эффективно влияет утепление на уменьшение потерь тепла, следует воспользоваться формулой (2), чтобы рассчитать два варианта.

Сначала выполняется расчет коэффициента теплопередачи для стены, выложенной из пустотелого керамического кирпича толщиной 640 мм (0,64 м), что соответствует кладке в 2 кирпича. Коэффициент теплопередачи кирпича σ=0,41. Расчет показывает, что, подставив значения αвн =8,7, αнар =23 и отношение d/σ = 0,64/0,41=1,56, получится коэффициент теплопередачи стены k=0,58

Следует выполнить расчет коэффициента теплопроводности стены из такого же кирпича, состоящей из двух частей и промежутка между ними, заполненного минеральной ватой. Толщина в ½ кирпича и в кирпич в сумме равна 370 мм. Толщина утеплителя (σ = 0,045 Вт∙(м град)) равна 100 мм. Расчет показывает, что общий коэффициент теплопередачи равен 0,35 Вт∙(м град)). То есть при существенно меньшей толщине кирпичной кладки коэффициент уменьшился в 0,58/0,35=1,67 раза, или почти на 40 %.

Вспомните, о чем говорит народная мудрость. Скупой платит дважды. Сэкономите на утеплении, и через 2-3 отопительных сезона эта экономия будет утрачена.

Источник: http://davaistroy.ru/raschet/moshhnosti-elektrokotla.html

Отопление дома при помощи электричества — это наиболее дорогостоящий из всех возможных способов. Тем не менее в определенных случаях, в ряде конкретных условий, он является более эффективным, нежели комплексы на твердом либо жидком топливе.

raschet-moshhnosti-jelektricheskogo-kotla_6_1.jpg

Отопление дома электрическим способом имеет ряд неоспоримых преимуществ перед комплексами на твердом или жидком топливе.

Достоинства электрического комплекса отопления:

  • небольшие денежные траты на приобретение системы для отопления дома;
  • не нужно обладать особыми умениями и навыками для запуска и подключения комплекса;
  • отсутствуют расходы на доставку и оплату топлива (дизельного топлива, дров и прочего);
  • электрические системы отопления запускаются и отключаются почти мгновенно;
  • совершенно нет необходимости в эксплуатационном и техническом обслуживании (удалении золы, чистке горелок, отправке топлива в топочную камеру);
  •  в процессе монтажа комплексов, подобных «Умному дому», данный комплекс отопления может быть включен и отключен посредством обычного телефонного звонка.

После того как вы сделаете свой выбор в отношении конкретной электрической системы, возникнет вопрос, что же является более выгодным: комплекс отопления с электрокотлом либо же электрический конвектор?

Электрокотел представляет собой достаточно мощный технический прибор, который потребляет энергию в зависимости от кубатуры квартиры или дома — от 12 кВт до 25-30 кВт. При активации пиковых нагрузок система будет потреблять еще больше. Следовательно, для начала необходимо выяснить возможность ее монтажа.

На какие требования к электросети стоит обратить внимание

Перед подключением электрокотла, необходимо обратить внимание на требования к электросети.

  1. Сколько ватт напряжения выдерживает текущая сеть вашего дома. В частности, напряжение в сельской местности не 210-230 В, а только лишь 150-180 В. Конкретные типы импортных котлов при данном напряжении могут просто-напросто не запуститься.
  2. Какая мощность отведена на вашу серию домов либо на поселок, в котором вы проживаете. К примеру, если ваше дачное товарищество включает 60 домов, а электричество выделено в расчете 5 кВт на один дом, то в процессе монтажа котла с мощностью 30 кВт у вас непременно возникнут разногласия с соседями. Какая мощность выделяется именно на ваш дом? Современные дачные товарищества очень часто ставят автомат на 10-12 кВт, чтобы избегать ссор со своими соседями.
  3. Стоит обязательно проверить текущее состояние трансформатора, монтированного в вашем поселке. В отдельных случаях необходимо тянуть определенные провода для подключения электрокотла.
  4. Выясните, какие мощные электроприборы установлены у ваших соседей, понизится ли их общая мощность ниже отведенной для дома.

Если все требования соблюдены, можно установить электрокотел либо конвектор. Потребление энергии для обеспечения нагрева 1 м 3 объема электрический котел и конвектор используют примерно равное.

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 ...