Расчет мощности электрического котла отопления

На этой вкладке ресурса мы постараемся помочь выбрать для своей квартиры нужные компоненты системы. Все элементы отопления слишком важны. Поэтому подбор перечисленных частей системы важно делать технически правильно. Система обогрева имеет, систему соединения терморегуляторы, трубы котел, бак для расширения, крепежи, развоздушки, увеличивающие давление насосы, батареи, коллекторы. Монтаж отопления особняка включает некоторые устройства.

18 Ноябрь 2013 Алексей

Прежде чем приобретать любое оборудование, необходимо уточнить его основные характеристики и то насколько они соответствую требованиям.

Это в первую очередь касается отопительных аппаратов. И главным показателем для них является мощность. Зная ее значение, можно определить, подойдет ли данная модель для вашего помещения или нет.

Чтобы найти правильный ответ на данный вопрос необходимо предварительно выполнить расчет мощности отопления электрического котла и только потом отправляться за покупкой.

Необходимость подбора оборудования

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 скрывается за этим значением?

Внутри теплообменника электрического отопительного аппарата располагаются ТЭНы. Именно они и обеспечивают мощность аппарата.

При этом нагрев теплоносителя происходит во время работы ТЭНов и далее, при помощи циркуляционного насоса, поставляется в систему.

Мощность таких котлов рассчитывается в кВт, как и у других аналогичных агрегатов, при этом для них речь идет именно об параметре ТЭНов. Она может быть представлена в диапазоне от 2 до 60 кВт и зависит от количества нагревательных элементов.

Что влияет на мощность аппарата?

Электрические устройства имеют различные рабочие параметры, одним из важных среди них является тепловая характеристика, которая необходима для восполнения потерь тепла здания и обеспечения горячего водоснабжения. Вопрос как рассчитать мощность у электро котла интересует многих.

Отапливаемой площади
Качества теплоизоляции здания
Материалов стен и перекрытий
Площади остекленных поверхностей

Все эти параметры должны учитываться в теплотехническом расчете выполняемом для каждого дома, а также при уточнении энергии, затрачиваемой на приготовление горячей воды.

Выполняя данные вычисления, учитывают общую площадь отапливаемых объектов, а также качество их теплоизоляции. Для того чтобы правильно рассчитать мощность электрического котла чаще всего пользуются формулой:

W=S x Wуд/10 м², где

W – мощность аппарата (кВт)

S – площадь помещений (м²)

Wуд – удельная мощность устройства, она устанавливается для региона

Например, для средней полосы это значение может приниматься равным 1 или 1,2. В данном случае расчет W электрического котла для конкретной климатической зоны по приведенной формуле получается значение равное 16 кВт.

Эти вычисления подходят для одноконтурных моделей. Для двухконтурных необходимо еще найти значение для контура ГВС. Затем, зная эти показатели, можно легко подобрать образец отопительного аппарата, который будет полностью соответствовать необходимым критериям.

Электрокотел только для маленьких помещений?

Многие считают, что аппараты данного типа способны обеспечить нормальную температуру для небольших домов и имеют только ограниченную мощность.

Однако данное утверждение ошибочно. Сегодня выпускаются котлы, способные отапливать дома с площадью до 1000 м², но вот резонно ли их использовать?

Чаще всего в таких коттеджах они устанавливаются в качестве резервных источников питания и работают только в случае выхода из строя основной системы.

Для небольших помещений можно выбрать электрические котлы, имеющие небольшую W-мощность.

Они предлагаются двух видов:

Трехфазные
Однофазные

Также аппараты с мощностью более 6 кВт могут быть представлены как многоступенчатые. Они наиболее хорошо позволяют экономить на электроэнергии, так как не функционируют постоянно в осенне-весенний период.

Источник: http://megakotel.ru/raschet-moshhnosti-ehlektricheskogo-kotla.html

Работу электрического котла отопления вкратце можно описать так: нагревательный элемент греет теплоноситель, который, циркулируя по трубам через радиаторы, обогревает помещение.

Виды электрокотлов.

Имеются аналоги, в которых ток пропускают непосредственно через теплоноситель. В некоторых случаях, когда естественная циркуляция теплоносителя по каким-то причинам затруднена, применяют его принудительную циркуляцию, используя насос.

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.

Устройство электродного электрокотла

Принцип работы электроидного электрокотла.

Еще более проста система подогрева воды с помощью электродов. Можно встретить такие названия, как электролизные, ионные, но все котлы этого типа работают по одному принципу: нагревательным элементом является не спираль, а сам теплоноситель. Это значит, что для получения необходимого для нагрева количества тепловой энергии необходимо иметь специально подготовленный состав теплоносителя.

Например, в воде нужно растворить углекислый натрий (соду, Na₂ CO₃ ). Нагрев теплоносителя происходит за счет колебания его молекул под действием переменного электрического тока, который, как известно, колеблется с частотой 50 Гц. То есть за время, равное 1 с, молекулы теплоносителя 50 раз изменяют на 180 градусов направление движения. Коэффициент полезного действия (КПД) такого котла очень высокий (до 98%), но мощность его не превышает 16 кВт.

Дальнейшее усложнение любого отопительного котла связано с обвязкой его различными датчиками и регуляторами, такими, как датчики температуры и регуляторы потребляемой мощности, а также защитными средствами.

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.

Как рассчитать требуемую мощность котла отопления

Если дом построен с соблюдением современных требований по энергосбережению, то есть утеплены стены, потолки и кровля, установлены металлопластиковые окна и высота потолков не превышает 3 метров, то можно предварительно определить требуемую мощность котла отопления и, соответственно, его стоимостью. Для этого обогреваемую площадь (в квадратных метрах) следует разделить на 10 и полученный результат увеличить на 20%.

Сделав расчет требуемой мощности с учетом фактического состояния вашего строения, возможно, построенного во времена, когда энергоносители стоили копейки, и сравнив такой же расчет потерь, но для дома, построенного с учетом современных требований, можно убедиться в целесообразности утепления вашего строения. Тем более, что выполнить это нетрудно, а понесенные затраты окупятся через два-три отопительных сезона.

Расчет потерь тепла Q, уходящего через стены, окна, потолок и пол, имеющих площадь S, можно выполнить по формуле:

Q=k∙S∙(t_вн -t_нар ), (1)

где k – коэффициент теплопередачи материала, из которого состоит часть здания,

t_вн и t_нар – соответственно температура внутри помещения и температура наружного воздуха.

Примечание: делая расчет, не допускайте элементарной ошибки. Значение температуры наружного воздуха в градусах Цельсия подставляйте в формулу со знаком “минус”.

Например, t_вн -= 18°С, t_нар =минус 20°С (t_вн -t_нар )=(18+20)=38°С.

Формула (1) проста, но несколько труднее рассчитать коэффициент теплопередачи, через который можно определить эффект от утепления дома.

Значения коэффициентов теплопередачи соответствующих материалов обычно указывает поставщик, иначе их нужно находить в соответствующей справочной литературе.

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 α_вн =8,7, α_нар =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.

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.

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.
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.
Стоит обязательно проверить текущее состояние трансформатора, монтированного в вашем поселке. В отдельных случаях необходимо тянуть определенные провода для подключения электрокотла.
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.

Преимущества электрокотла перед конвектором

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

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.
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.
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.
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 .

Расчет основных показателей для котла

Главное звено комплекса независимого отопления — это котлоагрегат или генератор тепла. В зависимости от ряда некоторых факторов (расположение дома к близлежащему источнику топлива, режимы проживания в разные времена года, цена установки, габариты строения) необходимо выбирать нужное оборудование. Однако ключевым критерием среди всех этих факторов является именно теплотехнический расчет, поскольку именно от его результатов будет зависеть будущая мощность системы и вид применяемого топлива. Монтировать электрокотел отопления предпочитают владельцы жилой площади до 300 м², которые стремятся достаточно быстро и эффективно наладить отопление. Этот компактный прибор электронагрева можно установить в любом доступном месте, где присутствует подключение к сети в 220 В (380 В). Комплекс может функционировать независимо или выступать вспомогательным источником тепла в работоспособной отопительной системе, сколько нужно.

Факторы, влияющие на расход электроэнергии

Прежде чем приступать к расчетам, обязательно нужно изучить строение электрического котла хотя бы в его общих чертах. Чтобы выполнить все необходимые расчеты правильно и понять, какой котел будет являться наиболее эффективным и оптимальным решением в конкретном для вас случае, стоит учесть ряд показателей:

Электрическую модель считают наиболее комфортной, выгодной и экономичной ввиду затрат на приобретение котлоагрегата, его монтаж и обслуживание. Также важным является и то, что для производства экологичной энергии не нужно выделять отдельно стоящее помещение для оборудования котла и тратить средства на создание дымохода.

Наиболее простой расчет будущих затрат

На протяжении всей эксплуатации оборудования, показатель перехода электричества к тепловому компоненту составит 100% КПД.

Электричество способно дать 100% КПД в процессе перехода к тепловому компоненту. Данный показатель будет оставаться стабильным на протяжении всей эксплуатации оборудования.

Определить, сколько электроэнергии расходуют котлы, несложно при руководстве общепринятыми данными.

Чтобы обогреть единицу объема постройки при помощи генератора тепла, необходимо в среднем 4-8 Вт/ч затрат электрической энергии. Это число напрямую зависит от результата расчетов потерь тепла всей постройки и их удельной величины за весь отопительный сезон. Обогрев осуществляется с использованием коэффициента, который учитывает дополнительные потери тепла через участки стен дома, через трубопроводы, которые проходят в неотапливаемых помещениях. В процессе расчетов используют величины продолжительности сезона отопления — 7 месяцев.

При определении среднего арифметического показателя мощности основываются на правиле: для того чтобы обеспечить теплом 10 м² площади с достаточно изолированными конструкциями и высотой до 3 м, вполне хватит 1 кВт. В таком случае для обогрева дома площадью 180 м² достаточной мощностью котла является 18 кВт. Однако необходимо помнить, что при недостатке «мощности» вы не сможете достигнуть должных параметров микроклимата, а в случае их избытка может возникнуть риск ненужного перерасхода электроэнергии.

Расчет теплоты — произведение мощности котла на часы непрерывного функционирования за сутки.

Расчет величины теплоты за месяц в среднестатистическом строении представляет собой произведение мощности котла на часы его работы за сутки (непрерывное функционирование).

Полученные показатели необходимо разделить пополам, учитывая, что при постоянной предельной нагрузке на протяжении всех 7 месяцев котел не будет работать (исключениями могут быть оттепели, сокращение обогрева ночью и т.д.). Результат считают средним показателем потребления энергии за один месяц.

При умножении данного показателя на время отопительного сезона (7 месяцев) вы получите суммарное число расхода электричества на один отопительный год.

Ориентируясь на цену единицы мощности, можно рассчитать общие потребности для процесса отопления дома.

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:

27 декабря 2023 года