Накопительные водонагреватели (бойлеры)
Без физико-математических формул бытовой расчёт описывается следующим образом: за 1 час 1 кВт нагревает 860 литров на 1 К. Для более точного определения времени нагревания, мощностных характеристик, объёма используется универсальная формула, из которой потом выводятся остальные результаты:
Эта формула состоит из нескольких и отражает целый ряд параметров, учитывая при этом фактор теплопотерь. (При малых мощностных характеристиках и большом объёме этот фактор становится более существенным, однако в бытовых нагревателях этим учётным значением чаще пренебрегают):
N full – мощностные характеристики нагревательного элемента,
Q c – теплопотери водонагревательной ёмкости.
- c= Q/m*(tк-tн)
- С – удельная теплоёмкость,
- Q – количество теплоты,
- m – масса в килограммах (либо объём в литрах),
- tк и tн (в °С) – конечная и начальная температуры.
- N=Q/t
- N – мощностные характеристики нагрева.
- t — время нагревания в секундах.
- N = N full — (1000/24)*Q c
Упрощенные формулы с постоянным коэффициентом:
- Расчёт мощности ТЭНа для нагрева воды нужной температуры: W= 0,00117*V*(tк-tн)/T
- Определение времени, необходимого для нагревания воды в водонагревателе: T= 0,00117*V*(tк-tн)/W
Составляющие формул:
- W (в кВТ) – мощностная характеристика ТЭНов (нагревательного элемента),
- Т (в часах) – время нагрева воды,
- V (в литрах) – объем бака,
- tк и tн (в °С) – конечная и начальная температуры (конечная – обычно 60°C).
Часто объём приравнивают к массе (m). Тогда определение мощности ТЭНа будет производиться по формуле: W= 0,00117*m*(tк-tн)/T. Формулы считаются упрощёнными, ещё и потому что в них не учитывается:
- фактическая мощность электросети,
- температура окружающей среды,
- конструктивные особенности и потенциальные теплопотери бака,
- рекомендации некоторых производителей, относительно tн (порядка 5-8 °С летом и 15-18 °С – зимой).
При покупке устройства надо принимать во вниание, что относительно низкие мощностные характеристики накопительных водонагревателей по сравнению с проточными ещё не гарантируют финансовую экономию. Накопительные меньше «забирают», но из-за того, что работают дольше, больше и расходуют. Для финансовой экономии более надёжной стратегией будет общее снижение водопотребления за счёт установки различного вида экономителей (http://water-save.com/ ) и строгий учёт водорасхода.
Примеры подсчётов. Самые простые способы
КПД, близкому к 100 процентам, может похвастаться только электрический котёл отопления. На протяжении всего срока эксплуатации прибора этот показатель останется стабильным, цифры это подтверждают. Уровень может меняться, но разница останется небольшой, всё зависит от конкретных условий.
Около 30-35 кВт составляет трата электричества для обогрева одного кубического метра. Теплоизоляция конструкции может влиять на данный параметр, но не в значительной степени. Мощность котла отопления должна составлять 15 кВт, если обогревается дом на 150 кв.м.2 и с трёхметровой высотой комнат. По данной формуле легко провести расчёт мощности электрического котла отопления. Когда устройство только приобретается, лучше всего заранее рассчитать так, чтобы остался небольшой запас. Расчёт сделать легко.
Если мощность будет вырабатываться в недостаточном количестве, температура в комнате будет снижаться. Такой недостаток компенсировать гораздо сложнее, чем просто поставить устройство на слабый режим работы. И расчёт котла не поможет. Придётся либо устанавливать дополнительное оборудование для обогрева, либо утеплять само здание.
Тут действует целый ряд важных правил:
- Мощность электрического котла отопления необходимо знать для того, чтобы рассчитать за год потребность в электроэнергии.
- Использование ресурса для котла можно узнать на весь сезон, если известна общая цена за его использование.
- Расчёт будет таким. Величина, которая получается в итоге, делится на два. Электрический котёл просто не может всё время работать с предельной нагрузкой. Работа котла не так необходимо в период оттепелей.
- Чтобы получить тот же показатель, но за месяц, итоговую цифру просто умножаем на 30. Этот процесс не является чем-то очень сложным.
Принято считать, что отопление котлом нам необходимо на протяжении семи месяцев. В зависимости от климатических условий в эти сведения можно вносить свои корректировки. Месячный расход электричества нужно умножить на продолжительность отопительного периода, чтобы получить результат по целому году. Но не стоит считать его максимально точным, разница в реальности может составлять до 15-20 процентов, даже максимально точный подход не спасёт от погрешностей.
Часто расчёт производится, исходя из того, что на каждого потребителя нужно около 3 кВт. Но на практике такая мощность котлов не справляется с нагрузками. Особенно это касается регионов с холодным климатом, где потребление котлом энергии может увеличиваться.
Рис. 3 Удобная регулировка параметров
Автоматическая терморегуляция
Раньше у владельцев домов просто не было другого выбора, кроме как рассчитывать все цифры и следить за теплопотерями в доме, мощностью обогревателей и пр. Однако в наши дни можно значительно упростить себе задачу благодаря современному прибору – терморегулятору, работающему на основе датчиков тепла.
Автоматическая терморегуляция осуществляется с помощью специального прибора
Конечно, все инновации касаются только автономного отопления, которое имеет серьезное преимущество перед центральным. Например, если вы желаете, чтобы в помещении была температура 22 градуса, то нужно быть поистине гением, чтобы рассчитать по формуле все теплопотери и угадать, какие батареи поставить в комнатах. Однако при наличии термодатчиков все элементарно – выставляете нужную температуру, и котел сам нагревает батареи настолько, насколько это необходимо. Датчик покажет, когда котлу остановиться, и наоборот проинформирует устройство, когда температура снова опустилась ниже и нужно подогреть помещение. Если вы хотите точно и удобно управлять уровнем тепла в доме, то советуем вам взять на вооружение автономное отопление и не усложнять жизнь сложными расчетами.
Расчет тепловой мощности обогрева помещения
Для правильного выбора нагревателя, предлагаем вам ознакомиться с правилами расчета тепловой мощности, необходимой для вашего конкретного случая применения:
V x ∆T x K = ккал/ч
Обозначения:
V – Объем обогреваемого помещения (длина х ширина х высота), м3
∆Т – Разница между ˚t воздуха вне помещения и необходимой ˚t внутри помещения, ˚С
К – Коэффициент тепловых потерь (зависит от типа конструкции и изоляции помещения):
Без теплоизоляции ( К=3,0-4,0 ) – Деревянная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа.
Простая теплоизоляция ( К=2,0-2,9 ) – Здание с одинарной кирпичной кладкой, упрощенная конструкция окон и крыши.
Средняя теплоизоляция ( К=1,0-1,9 ) – Стандартная конструкция. Двойная кирпичная кладка, крыша со стандартной кровлей, небольшое кол-во окон.
Высокая теплоизоляция ( К=0,6-0,9 ) – Кирпичные стены с двойной теплоизоляцией, небольшое кол-во окон со сдвоенными рамами, толстое основание пола, крыша из высококачественного теплоизоляционного материала.
Пример:
Объем помещения: 5 х 16 х 2,5 = 200
∆Т: Температура наружного воздуха -20 °С. Требуемая температура внутри помещения +25 °С. Разница между температурами внутри и снаружи +45 °С.
К: Рассмотрим вариант со средней теплоизоляцией (1-1,9). Выберите то значение, которое на ваш взгляд, наиболее соответствует вашему помещению. Чем хуже теплоизоляция, тем больший коэффициент нужно выбирать. Например 1,7.
Расчет: 200 х 45 х 1,7 = 15 300 ккалч
1 кВт = 860 ккалч, соответственно 15 300860 = 17,8 кВт.
ВАЖНО!
Газовые и дизельные калориферы прямого нагрева, можно использовать только в хорошо проветриваемых помещениях, или на открытых пространствах. Дизельные калориферы непрямого нагрева, можно использовать в закрытых помещениях, при условии отвода сгораемых газов за пределы помещения.
Таблица Мощности для помещений:
Расчет мощности можно сделать с помощью данной схемы (ВЫ можете скачать и распечать схему ниже)
Для определения необходимой мощности тепловой пушки или нагревателя воздуха нужно рассчитать минимальную нагревательную мощность для обогрева данного помещения по следующей формуле:
V х ΔT x k = ккал/ч, где:
- V – объем обогреваемого помещения (длина, ширина, высота), м3;
- ΔT – разница между температурой воздуха вне помещения и требуемой температурой воздуха внутри помещения, °C;
- k – коэффициент рассеивания (теплоизоляции здания): k = 3,0-4,0 – без теплоизоляции (упрощённая деревянная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа); k = 2,0-2,9 – небольшая теплоизоляция (упрощённая конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощённая конструкция окон); k = 1,0-1,9 – средняя теплоизоляция (стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей); k = 0,6-0,9 – высокая теплоизоляция (улучшенная конструкция здания, кирпичные стены с двойной теплоизоляцией, небольшое число окон со сдвоенными рамами, толстое основание пола, крыша из высококачественного теплоизоляционного материала).
Инфракрасный обогреватель
Самыми совершенными и экономичными обогревательными приборами являются инфракрасные обогреватели. Кварцевый излучатель подходит больше для временного обогрева в случае, если не нужно отапливать помещение целиком
| Принцип работы | Инфракрасный обогреватель в отличие от традиционных обогревателей, нагревает не воздух, а близлежащие предметы. Он излучает тепловую энергию (как солнце), которая поглощается окружающими поверхностями (пол, стены, мебель и т.д.) и людьми. Инфракрасные обогреватели позволяют создавать зоны с локальным обогревом и экономить электроэнергию. Нагревают предметы и не нагревают воздух. Инфракрасные обогреватели предназначены для подвесных потолков, обогрева жилых и нежилых помещений, а также людей на открытых площадках. Их используют для обогрева ванных и душевых комнат, террас, балконов, кафе и ресторанов |
| Достоинства | Экономия электроэнергии, бесшумен, локальный обогрев — при установке над рабочим местом инфракрасный обогреватель обеспечивает комфортные условия для работающего человека без обогрева всего помещения |
Рекомендации по использованию приборов обогрева:
| |
| Недостатки | Греет только ту зону, куда направлен инфракрасный луч. Если использовать, например, для обогрева на улице в холодное время года, то будет греть правую часть туловища, а левая будет мерзнуть |
| Выводы | Инфракрасные кварцевые обогреватели используются для нагрева определенных участков помещения. Вполне могут обогревать рабочее место |
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.
- Ротор омывается жидкостью, которая электрическим оборудованием никогда не перекачивается. Потребление ресурсов становится более выгодным.
- Не требуется установки дополнительного вентилятора, поскольку устройство никогда не перегревается. Мощности котла хватает для нагрузок в нормальном режиме.
- Из-за того, что вентилятор отсутствует, работа всей системы становится практически бесшумной. В жилых помещениях это становится особенно актуальным, мощность от этого не страдает.
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.
Как навить спираль из нихрома
Резистивная или нагревательная спираль может быть изготовлена в домашних условиях. Для этого нужна проволока из нихрома подходящей марки и правильный расчет требуемой длины.
Расчёт спирали из нихрома опирается на удельное сопротивление проволоки и требуемую мощность или сопротивление, в зависимости от назначения спирали. При расчете мощности нужно учитывать максимально допустимый ток, при котором спираль нагревается до определенной температуры.
Учет температуры
Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 С. Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя. При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного. Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла. В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.
На интенсивность теплоотвода, а значит и на температуру нагревателя, влияет шаг навивки спирали. Плотно расположенные витки дают более сильный нагрев, больший шаг усиливает охлаждение. Следует учитывать, что все табличные расчеты приводятся для нагревателя, расположенного горизонтально. При изменении угла к горизонту условия теплоотвода ухудшаются.
Расчет сопротивления нихромовой спирали и ее длины
Определившись с мощностью, приступаем к расчету требуемого сопротивления. Если определяющим параметром является мощность, то вначале находим требуемую силу тока по формуле I=P/U. Имея силу тока, определяем требуемое сопротивление. Для этого используем закон Ома: R=U/I.
Обозначения здесь общепринятые:
- P – выделяемая мощность;
- U – напряжение на концах спирали;
- R – сопротивление спирали;
- I – сила тока.
Расчет сопротивления нихромовой проволоки готов. Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки. Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd2)/4ρ. Здесь:
- L – искомая длина;
- R – сопротивление проволоки;
- d – диаметр проволоки;
- ρ – удельное сопротивление нихрома;
- π – константа 3,14.
Но проще взять готовое линейное сопротивление из таблиц ГОСТ 12766.1-90. Там же можно взять и температурные поправки, если нужно учитывать изменение сопротивления при нагреве. В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρld, где ρld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.
Зависимость мощности радиаторов от подключения и места расположения
Кроме всех описанных выше параметров теплоотдача радиатора изменяется в зависимости от типа подключения. Оптимальным считается диагональное подключение с подачей сверху, в таком случае потерь тепловой мощности нет. Самые большие потери наблюдаются при боковом подключении — 22%. Все остальные — средние по эффективности. Приблизительно величины потерь в процентах указаны на рисунке.
Потери тепла на радиаторах в зависимости от подключения
Уменьшается фактическая мощность радиатора и при наличии заграждающих элементов. Например, если сверху нависает подоконник, теплоотдача падает на 7-8%, если он не полностью перекрывает радиатор, то потери 3-5%. При установке сетчатого экрана, который не доходит до пола, потери примерно такие же, как и в случае с нависающим подоконником: 7-8%. А вот если экран закрывает полностью весь отопительный прибор, его теплоотдача уменьшается на 20-25%.
Количество тепла зависит и от установки
Количество тепла зависит и от места установки
Калькулятор расчета мощности тэна для нагрева воды
Предложенный калькулятор, исходя из емкости бака водонагревателя, начальной и конечной (требуемой) температуры воды и времени нагрева позволяет выполнить расчет необходимой электрической мощности ТЭНа с достаточной степенью точности, на которую влияет конструктивные особенности ТЭНа и фактическое напряжение электросети.
При напряжении в сети ниже Uраб нагревателя (например, в результате падения напряжения в линии) очевидно, что его работа будет менее эффективна и снижение температуры греющей поверхности увеличит длительность нагрева воды до требуемой температуры.
Результат расчета не означает, что обязательного использования ТЭНа такого номинала: полученная мощность может быть набрана несколькими параллельно соединенными нагревательными элементами.
Обратите внимание, что расчет производится без учета возможных потерь тепла электроводонагревателей в окружающую среду, возникающих ввиду самых разных факторов, начиная от конструкции бойлера и заканчивая состоянием (наличием) теплоизоляции
Расчет мощности обогрева
Схема отопления дома.
Существует несколько методов расчета необходимой тепловой мощности обогрева помещения. Остановимся на двух, самых распространенных, доступных для самостоятельного применения:
- метод обогрева одного кубического метра жилья. Чаще всего применяется при расчетах количества секций радиаторов в домах стандартной постройки (без особых энергосберегающих мер);
- метод с учетом температуры воздуха внутри и вне помещения. Является стандартным для расчета необходимой тепловой мощности отдельного обогревателя (масляного, инфракрасного и других).
Каждый метод рассмотрим на примере.
- Итак, посчитаем, сколько секций (ребер) чугунной батареи (отечественного производства) необходимо взять для обогрева до +20 градусов помещения площадью 18 м2 и высотой 2,7 м. Сначала выбираем марку чугунного радиатора (например, М-140-АО) по теплоотдаче на 1 м3 из таблицы.
| Тип радиатора | Поверхность нагрева, м2 | Теплоотдача одной секции, кВт (+20°) |
| М-140-АО | 0,299 | 0,175 |
| М-140-АО-300 | 0,170 | 0,108 |
| М-140 | 0,254 | 0,155 |
| М-90 | 0,200 | 0,130 |
| РД-90с | 0,203 | 0,137 |
Далее, произведем расчет объема комнаты: объем = площадь х высоту = 12 х 2,7 = 32,4 м3. По климатическим условиям для европейской части России, Белоруссии, Украины и Молдавии для обогрева до +20° одного кубометра воздуха в типовом панельном доме (из таблицы) необходим, примерно, 41 Вт (0,041 кВт) тепловой мощности.
| Тип дома | Рекомендуемое количество тепловой энергии, кВт/м3 |
| Типовой панельный | 0,041 |
| Кирпичный, с утеплением стен (пенопласт, минвата) | 0,034 |
| Современный, соответствует строительным нормам | 0,020 |
Теперь покажем расчет оптимально рекомендуемой тепловой энергии для комнаты: 32,4 х 0,041 = 1,3284 кВт. Необходимое количество секций радиатора: 1,3284 / 0,175 = 7,59 ребер, после округления получаем 8 секций чугунной батареи.
Такой же расчет для кирпичного дома показал бы нам 7 секций (Фото 1) . Заметим, что в зависимости от расположения комнаты (угловая квартира), температуры воды в системе и других факторов количество ребер нагревателя может меняться (обычно в сторону увеличения). Поэтому, всегда рекомендуется добавлять к расчетному числу 15-20 процентов
Расход электрической энергии. Как его определить?
Нам потребуется некоторое количество расчётов, чтобы достичь необходимого результата.
Кроме того, расчёт требует учёта целого ряда параметров:
- Среднесуточная длительность работы при максимальной нагрузке;
- Режим проживания;
- КПД и производительность;
- Расчёт времени работы в отопительном сезоне;
- Объём теплоносителя в контуре отопления;
- Размер бака у прибора отопления;
- Расчёт площади нагрева;
- Напряжение устройства для отопления;
- Расчёт сечение кабеля питания;
- Расчёт объёма обогреваемых помещений;
- Количество контуров в оборудовании.
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 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:
- 1,5-2,0 для северных регионов;
- 1,2-1,5 для подмосковных регионов;
- 1,0-1,2 для средней полосы;
- 0,7-0,9 для южных регионов.
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:
- Для отопления дома и ГВС в средней полосе 24кВт+20%=28,8кВт. Потом запас на холода — 28,8кВт+10%=31,68кВт. Округляем и получаем 32кВт. Если сравнивать с первоначальной цифрой в 16кВт, разница получается в два раза.
- Дом в Краснодарском крае. Добавляем мощность для нагрева горячей воды: 16кВт+20%=19,2кВт. Теперь «запас» на холода 19,2+10%=21,12кВт. Округляем: 22кВт. Разница не столь разительная, но тоже достаточно приличная.
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.
Сколько кВт·ч энергии тратится на нагрев воды
Этот калькулятор высчитает сколько денег, электроэнергии и времени тратится на нагрев воды. Вам не потребуется ни формул, ни коэффициентов: просто введите ваши данные и получите ответ.
Для расчета потребленной электроэнергии надо указать температуру холодной и горячей воды, а также её объём (массу). Вы можете указать КПД нагревательного прибора, если он вам известен. Если задать КПД 100%, то расчет покажет только полезную мощность затраченную на нагрев воды. При указании реального КПД расчет выдаст полную мощность потребленную от сети.
Чтобы оценить сколько времени занимает нагрев, укажите мощность электроприбора, которым вы греете воду, в киловаттах (кВт). Мощность часто указана на корпусе прибора, а также в его руководстве по эксплуатации или паспорте.
Кипячение воды в электрочайнике
Обычно я наливаю в чайник воду комнатной температуры 20°C до отметки 1 литр и всегда довожу до кипения (до 100 градусов). Мощность чайника 2 кВт. Простейший расчет показывает, что на кипячение потратится примерно 0,1 кВт ч (киловатт часов) электроэнергии, 3 минуты времени, и, по московским тарифам, пятьдесят копеек денег.
Значит, каждое чаепитие прибавляет пол рубля в счет за электроэнергию, но это значительно меньше цены порции чая или кофе.
Подогрев воды в накопительном водонагревателе
Принимая душ, я каждый раз полностью опустошаю всю горячую воду из накопительного нагревателя, потому как в конце вода становится холодной. Зимой нагреватель греет холодную водопроводную воду от 5 до 45 градусов. Объем бачка 80 литров. При мощности тэнов 2 кВт, свежая вода в бачке будет нагреваться 2 часа, при этом потратится примерно 4 кВт электроэнергии и 20 рублей денег на её оплату. Летом вода греется от 18 до 45.
Значит, зимой каждое принятие душа обходится семейной казне в 20 рублей, а летом — в 15 рублей, если не считать стоимость холодной воды.
Нагреваемая среда – воздух
Для нагрева воздуха используется два типа ТЭНов:
- ТЭНы для «спокойного» воздуха. Маркировка таких ТЭНов по ГОСТ 13268-88 – «S» и «T». Удельная мощность на единицу поверхности соответственно 2,2 ватт/кв. см и 5,0 ватт/кв. см. Максимальная температура на поверхности – 450 и 650 градусов. Съем тепла с поверхности нагревателя происходит за счет конвекции «спокойного» воздуха, контактирующего с нагретой поверхностью.
- ТЭНы для «подвижного» воздуха, еще их называют «обдуваемые», с маркировкой «О» и «К», удельной мощностью 5,5 Вт/кв. см и 6,5 Вт/кв. см. Съем тепла с поверхности нагревателя осуществляется подвижной струей воздуха, создаваемой, например вентилятором и движется эта струя со скоростью не менее 6 м/с (по ГОСТ). Естественно, что «обдуваемый» ТЭН по сравнению со «спокойным», имея одинаковые характеристики (размеры, материал, напряжение и пр.), может иметь значительно большую мощность и генерировать на своей поверхности больше тепла. При этом «обдуваемый» ТЭН не перегревается, т.к. избыток тепла интенсивно отбирается движущимся воздухом.
Когда речь идет об обогреве обычных помещений, в которых температуру воздуха нужно поднять до уровня 20-25 градусов, выбор ТЭНов не представляет затруднений: из таблицы ТЭНов на сайте выбирается ТЭН нужного типоразмера, мощности и напряжения, количество ТЭНов определятся общей необходимой мощностью из расчета (в среднем) 1 кВт на 10-12 кв. м площади помещения при стандартной высоте потолка 3 м и общепринятой утепленности здания. При этом температура ТЭНа повышается незначительно, т.е. это собственная температура ТЭНа плюс 20-30 градусов. Иначе обстоит дело, когда температуру воздуха нужно поднять до 150, 200 и даже 250 градусов. Это происходит в сушилках, печках-пекарнях, окрасочных камерах. В этом случае общая температура ТЭНа будет очень высокая: собственная температура ТЭНа плюс 250 градусов окружающего воздуха. Такая температура может неблагоприятно сказаться на «здоровье» ТЭНа – он может попросту перегреться.
Рассмотрим конкретный пример. Допустим, в камере для порошковой окраски изделий необходимо создать температуру +200 градусов. Опуская детали расчета, используем для этой цели ТЭН 140 В13/2,5 Т 220 (трубка длиной 140см, диаметром 13мм, мощностью 2,5кВт, из нержавеющей стали). Этот ТЭН имеет удельную мощность около 4,8 Вт/кв. см, а собственную температуру около 600 градусов. В рабочем режиме температура ТЭНа достигает 600+200=800 градусов, что превышает максимально допустимую температуру ТЭНа. А если учесть «разрешенные» скачки напряжения (+10%), разрешенное отклонение по мощности ТЭНа (+5%), то общая температура ТЭНа может быть еще выше. Долговечность такого ТЭНа становится под вопросом.
Возьмем ТЭН 140 В13/2,0 Т 220 (такой же, как и предыдущий, только мощностью ниже -2,0 кВт вместо 2,5 кВт). У этого ТЭНа удельная мощность равна 3,86 Вт/кв. см, собственная температура – примерно 480 градусов, суммарная температура ТЭНа около 680 градусов, что уже не так критично.
Очевидно, первый ТЭН, как более мощный, разогреет камеру быстрее, количество этих ТЭНов, исходя из необходимой общей мощности для разогрева камеры до нужной температуры, потребуется меньше. Но в конечном итоге эти «плюсы» могут перекрыться «минусами»: более мощные, но перегретые ТЭНы будут чаще выходить из строя, а это потребует более частой остановки окрасочной камеры и сборки-разборки ТЭНовых узлов.
Онлайн-расчет мощности электрического калорифера
Расход тепла вентиляционным электрокалорифером на подогрев приточного воздуха. В поля онлайн-калькулятора вносятся показатели: объем проходящего через электрический канальный калорифер холодного воздуха, температура входящего воздуха, необходимая температура на выходе из электрического калорифера. По результатам онлайн-расчета калькулятора выводится требуемая мощность электрического нагревательного модуля для соблюдения заложенных условий.
1 поле. Объем проходящего через канальный электронагреватель приточного воздуха, м³/ч 2 поле. Температура воздуха на входе в электрический калорифер, °С 3 поле. Необходимая температура воздуха на выходе из электрокалорифера, °С 4 поле. Требуемая мощность электрического калорифера (расход тепла на подогрев приточного воздуха) для введенных данных
