Сколько тепла в кВт вам требуется для обогрева дома — проверяем на калькуляторе!

Содержание

Строительные компании нередко предлагают покупателям квартиры, в которых отсутствует разводка классического водяного отопления, предлагая решить этот вопрос самим владельцам жилья. Широкий ассортимент систем и отопительного оборудования позволяет решить возникшую проблему несколькими разными способами, в зависимости от того, в каких климатических условиях вы живете и какими возможностями в части источника энергии для обогрева располагаете.

Конечно, хорошо, когда есть возможность использовать для нагрева теплоносителя газ в силу его дешевизны. Но так как такая возможность есть далеко не везде, приходится рассматривать другие варианты, например, отопление приборами, работающими на электричестве: конвекторами, электрокаминами, системами теплого пола и так далее.

При выборе отопительной системы и приборов важнейшим вопросом является определение количества обогревателей и их мощности, необходимой для создания комфортного микроклимата в каждом из помещений. Займемся решением этого вопроса.

Как рассчитать подключенную нагрузку

Подключенная нагрузка получается путем умножения установленной мощности на средний коэффициент одновременности. Для среднего дома на одну семью это значение составляет 0,6.

В односемейных домах среднего размера со стандартным оснащением обычно достаточно мощности подключения 10 кВт , в домах с электрической плитой или электрическим отоплением требуется соответственно 15 и 30 кВт .

Если мы намеренно или случайно снизим мощность подключения в приложении, плата за подключение будет ниже, но мощность, поставляемая энергокомпанией, на практике может оказаться недостаточной для покрытия потребностей. В свою очередь, завышение мощности подключения на всякий случай излишне увеличит стоимость подключения к электросети.

Мощность временного подключения при строительстве обычно 5-8 кВт .

Какие электрические котлы чаще всего используют для обогрева частного дома

Есть 4 разновидности:

• ТЭНовые;
• электродные;
• индукционные;
• тепловые насосы.

Первые наиболее распространены. Их преимущества:

• доступная стоимость;
• низкие требования к теплоносителю: его необходимо лишь один раз обессолить перед первым применением;
• простой и недорогой ремонт;
• плавный пуск (предотвращает скачки напряжения в сети).

Электродные котлы стоят дешевле ТЭНовых и устроены проще. Но теплоноситель пользователю приходится готовить по рецепту. При этом его химический состав постоянно меняется, так что каждые 1,5 месяца требуется заливать в контур новую жидкость. Это усложняет эксплуатацию.

Оба последних вида имеют общий недостаток: их конструкция не предусматривает плавного пуска, поэтому при включении в сети возникают скачки напряжения.

Если позволяют средства, целесообразно приобрести котел, работающий по принципу теплового насоса. Использовать его выгодно. На каждый киловатт потребляемого электричества прибор выдает до 5 кВт тепла. Но денег система потребуют немалых: помимо приобретения дорогого устройства придется оплатить строительство обширного наружного теплообменника (длинный контур из труб в земле).

Как рассчитать оптимальную мощность отопительных приборов

Самый простой метод расчета необходимой мощности основывается на том, что для обогрева квадратного метра требуется потратить 100 Вт тепла. То есть на комнату в 10 м 2 нужны обогреватели суммарной мощностью в 1 кВт. Другой подход оценивает требуемую мощность, исходя из объема помещения. В усредненном случае берут 41 Вт на м 3 .

Такой подход к расчету мощности отопительных приборов усреднен и для многих случаев дает неточный результат, приводящий к лишним затратам. Ведь при таком расчете не учитываются:

• конкретные климатические условия;
• размеры окон, которые вполне могут занимать всю стену;
• использование энергосберегающих технологий, например, утеплителя или тройных стеклопакетов и так далее.

Точный расчет с учетом всех особенностей конкретного здания и его теплопотерь выполняется на основе сводов правил СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха СНиП 41-01-2003» и СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 (с Изменением N 1)». В этом случае учитываются все данные по конкретному объекту и выполняется расчет необходимой мощности для него.

Максимально близкий результат, учитывающий основные характеристики здания, можно получить при расчете тепловой мощности по формуле:

• Q — требуемая мощность отопления;
• S — площадь помещения;
• К1 — коэффициент, учитывающий теплопотери через окна. Величина К1 выбирается равной 1 для двойного стеклопакета, 0,85 — для тройного, 1,27 — для одинарного;
• К2 — коэффициент, учитывающий наличие теплоизоляции здания. Он выбирается равным 1 — для кладки в два кирпича; 0,854 — при наличии дополнительной теплоизоляции и 1,27 — при незначительной теплоизоляции;
• К3 — коэффициент, учитывающий размеры окон и их соотношение с площадью помещения в процентах. При соотношении 50% выбирается равным 1,2, для 40% — 1,1, для 30% — 1, для 20% — 0,9, для 10% — 0,8;
• К4 — коэффициент, учитывающий климатические условия. При минимальных температурах — 35 0 С выбирается равным 1,5. При — 25 0 С — 1,3; при -20 0 С — 1,1; при — 15 0 С — 0,9; при — 10 0 С — 0,7;
• К5 — коэффициент, учитывающий количество стен, выходящих на улицу и, соответственно, теплопотери через них. Для четырех стен он берется равным 1,4, для трех — 1,3, для двух — 1,2, для одной — 1,1;
• К6 — коэффициент, учитывающий степень теплоизоляции помещения, находящегося выше расчетного. Он выбирается равным 1, если выше находится крыша или чердак, 0,9 — при наличии выше утепленного, но не отапливаемого помещения и 0,8 — если выше расположена квартира в многоквартирном доме или другие комнаты, то есть отапливаемое помещение;
• К7 — коэффициент, учитывающий высоту помещения. Он выбирается равным 1 для комнат с потолками на высоте 2,5 м, 1,05 — на высоте 3 м, 1,1 — на высоте 3,5 м, 1,15 — на высоте 4 м и 1,2 — для высоты в 4,5 м.

В дальнейшем надо разделить полученное значение на мощность одного выбранного вами отопительного прибора и округлить результат в большую сторону.

Расчет необходимой мощности отопления по такой формуле позволяет учесть большую часть факторов и получить качественный результат. Таким образом вы получите количество отопительных приборов, необходимое для одного помещения.

Обратите внимание, что расчет следует выполнять для каждого помещения отдельно, собственно как и для разных категорий техники. Например энергопотребление кухонной техники уже рассчитывается немного по-другому

Дополнительные параметры, которые нужно учесть

Произведя примерный расчет количества секций радиаторов отопления для своей квартиры, не забудьте его откорректировать, приняв во внимание особенности помещения. Их нужно учитывать следующим образом:

• для угловой комнаты (две стены выходят на улицу) с одним окном мощность радиатора надо увеличить на 20%, а при двух окнах – на 30%;
• если радиатор монтируется в нише под окном, его теплоотдача снизится, это компенсируется увеличением мощности на 5%;
• на 10% следует увеличить, если окна выходят на северную либо северо-восточную сторону;
• экран, для красоты закрывающий радиаторы, «крадет» 15% их теплоотдачи, которые также надо учесть при расчете.

В самом начале следует рассчитать общее значение необходимой для помещения тепловой мощности, учитывая все наличествующие параметры и факторы. И лишь затем разделить это значение на количество тепла, которое выделяет в час одна секция. Результат при дробном значении, как правило, округляется до целого в большую сторону.

Пример №2

В доме монтирован один общий прибор, а также в некоторых помещениях жилого или нежилого плана есть индивидуальные приборы. Плата за отопление в квартире будет производиться по формулам №1 и №2.

По формуле №1 расчет будет производиться следующим методом:

1,5 * 1400 = 2100 рублей

• 1,5 это объем тепла в Гкал, который был взят из того, что показывает индивидуальный прибор;
• 1400 рублей составляет тариф на оплату 1 Гкал тепла;

По формуле №2 расчет производится следующим способом:

0,025 * 75 * 1400 = 2625 рублей

• цифра 75 – это площадь квартиры;
• 0,025 Гкал – норма потребления тепла на 1 кв.м.

То, как посчитать отопление в квартире, в таком случае будет зависеть от того, имеется ли в квартире индивидуальный прибор учитывания потребляемого тепла. Вторая составляющая квитанции будет рассчитываться по формулам 10 и 13. По первой будет рассчитан размер платы за тепло, а по второй объем услуги.

(250 – 10 -5000 * 0,25 – 8 -30) * 75 / 6000 = 0,9625 Гкал

Из неизвестных показателей можно выделит такие, как:

• 10 Гкал – объем тепловой энергии, которая была потреблена помещениях нежилого типа;
• 5000 кв. м. –  площадь общая всех квартир;
• 8 Гкал – это объем тепла, которое была потреблено в квартирах. Данные берутся с индивидуальных приборов.
• 30 Гкал – это объем тепла, которое необходимо на нужды горячего водоснабжения, в случае если отсутствует централизованная разводка отопления в квартире.

Чтобы посчитать стоимость оплаты в рублях, умножаем объем на установленный тариф на тепло:

0,9625 * 1 400 = 1 347, 50 руб.

Полная плата за отопление квартиры будет рассчитана таким методом:

2 100 + 1347,50 = 3 447, 50 – если система отопления квартиры имеет индивидуальный прибор;

2 625 + 1347,50 = 3 972,50 руб. – если прибора в квартире нет.

Установка счетчика тепла в квартире

Посчитай и выбери обогреватель

Теперь рассмотрим подсчет мощности обогрева с учетом желаемой разности температур по формуле: V x T x k = ккал/час, где:

•  V – объем обогреваемой комнаты;
•  T – разность между двумя температурами воздуха, снаружи и внутри помещения;
•  k – коэффициент тепловых потерь (или тепловой изоляции). Колеблется от 4,0 (для зданий с очень плохой теплоизоляцией) до 0,6 (высокая теплоизоляция);

При расчетах необходимо учитывать формулу перевода килокалорий в кВт: 1кВт = 860 ккал/час.

Из первого примера для чугунной батареи берем объем комнаты V = 32.4 м3. Пусть температура внутри будет +20 градусов, а снаружи -12 градусов. Тогда разность температур Т = 20 – (-12) = 20 + 12 = 32.

Коэффициент теплоизоляции, k	Конструкция и изоляция помещения
3,0 – 4,0	Теплоизоляция отсутствует. Простые деревянные конструкции.
2,0 – 2,9	Небольшая теплоизоляция. Одинарная кирпичная кладка.
1,0 – 1,9	Средняя теплоизоляция. Двойная кирпичная кладка.
0,6 – 0,9	Высокий уровень теплоизоляции. Стены с двойной изоляцией. Пол, крыша и окна утеплены.

Для нашего примера возьмем коэффициент k = 2,5. Необходимая тепловая мощность равна 32,4 х 32 х 2,4 = 1044,576 ккал/час или 1044,576 / 860 = 1,21 кВт. Таким образом, для обогрева нашей комнаты с указанной температурой понадобится обогреватель мощностью, как минимум, 1,2 кВт. Но лучше брать с запасом, например, 1,5 кВт на случай если станет холодней на улице.

Вот так, без специалистов, произведя несложный расчет, можно определить мощность автономных нагревателей различных марок и моделей(Фото 2).

Характеристики и особенности

Секрет популярности их прост: в нашей стране такой теплоноситель в сетях централизованного отопления, что даже металлы растворяет или стирает. В нем кроме огромного количества растворенных химических элементов содержится песок, частички ржавчины, отвалившиеся с труб и радиаторов, «слезы» от сварки, болты, забытые во время ремонта и еще уйма всяких вещей, неизвестно как попавших внутрь. Единственный сплав, которому все это нипочем — чугун. Также хорошо справляется с этим и нержавейка, но, сколько будет стоить такая батарея, можно только догадываться.

МС-140 — неумирающая классика

А еще один секрет популярности МС-140 — это невысокая цена. У разных производителей она имеет существенные отличия, но примерная стоимость одной секции — около 5$ (в розницу).

Достоинства и недостатки чугунных радиаторов

Понятно, что товар, который многие десятилетия не сходит с рынка, имеет какие-то уникальные свойства. К достоинствам чугунных батарей относят:

• Низкую химическую активность, которая обеспечивает длительный срок эксплуатации в наших сетях. Официально гарантийный срок от 10 до 30 лет, а срок эксплуатации — 50 лет и больше.
• Малое гидравлическое сопротивление. Только радиаторы этого типа могут стоять в системах с естественной циркуляцией (в некоторых еще ставят алюминиевые и стальные трубчатые).
• Высокая температура рабочей среды. Ни один другой радиатор не сможет выдержать температуры выше +130 o C. У большинства из них высший предел — +110 o C.
• Невысокая цена.
• Высокая теплоотдача. У всех остальных радиаторов из чугуна эта характеристика находится в разделе «недостатки». Только у МС-140 и МС-90 тепловая мощность одной секции сравнима с алюминиевыми и биметаллическими. Для МС-140 теплоотдача — 160-185 Вт (зависит от производителя), для МС 90 — 130 Вт.
• Не подвергаются коррозии при слитом теплоносителе.

МС-140 и МС-90 — разница в глубине секции

Некоторые свойства при одних обстоятельствах — это плюс, при других — минус:

• Большая тепловая инерция. Пока прогреется секция МС-140, пройти может час и больше. И все это время комната не греется. Но с другой стороны, это хорошо, если отопление отключают, или в системе использован обычный твердотопливный котел: накопленное стенками и водой тепло долго поддерживает температуру в помещении.
• Большое сечение каналов и коллекторов. С одной стороны даже плохой и грязный теплоноситель не сможет их забить и за несколько лет. Потому чистка и промывка может проводиться периодически. Но из-за большого сечения в одной секции «помещается» больше литра теплоносителя. И его нужно «гонять» по системе и нагревать, а это — лишние затраты на оборудование (более мощный насос и котел) и топливо.

«Чистые» недостатки тоже присутствуют:

Большой вес. Масса одной секции с межосевым расстоянием 500 мм от 6 кг до 7,12 кг. А так как нужны обычно от 6 до 14 штук на комнату, можно посчитать какова будет масса. И это придется носить, а еще навешивать на стену. Это еще одни недостаток: сложный монтаж. А все из-за того же веса. Хрупкость и невысокое рабочее давление. Не самые приятные характеристики

При всей массивности с изделиями из чугуна нужно обращаться осторожно: при ударе они могут лопнуть. Та же хрупкость приводит к не самому высокому рабочему давлению: 9 атм

Опрессовочное — 15-16 атм

Необходимость регулярного окрашивания. Все секции идут только грунтованные. Красить их нужно будет часто: раз в год или два

Опрессовочное — 15-16 атм. Необходимость регулярного окрашивания. Все секции идут только грунтованные. Красить их нужно будет часто: раз в год или два.

Тепловая инерция — это не всегда плохо…

Область применения

Как видите, есть более чем серьезные достоинства, но и недостатки имеются. Если все суммировать, можно определить область их использования:

• Сети с очень низким качеством теплоносителя (Ph выше 9) и большим количеством абразивных частиц (без грязевиков и фильтров).
• В индивидуальном отоплении при использовании твердотопливных котлов без автоматики.
• В сетях с естественной циркуляцией.

Сколько киловатт нужно для отопления дома?

Главными потребителями электрического тока в домах, являются освещение, приготовление еды, отопление и горячая вода.

В холодный период, важно обратить внимание на отопление дома. Электрическое отопление в доме, может быть нескольких видов:

• водяное (батареи и котел);
• чисто электрическое (конвектор, теплый пол);
• комбинированное (теплый пол, батареи и котел).

Давайте рассмотрим, варианты электрического отопления и расход электроэнергии.

1. Отопление с помощью котла. Если планируется установка электрокотла, то выбор должен падать на трехфазный котел. Система котла одинаково разделяет электрическую нагрузку на фазы. Производители выпускают котлы с разной мощностью. Чтобы правильно его подобрать можно сделать упрощенный расчет, площадь дома разделить на 10. Например, если дом имеет площадь 120 м2, то для отопления понадобится котел мощностью 12 кВт. Чтобы сэкономить на электроэнергии нужно установить двухтарифный режим использования электроэнергии. Тогда ночью котел будет работать по экономному тарифу. Также в дополнении к электрокотлу нужно установить буферную емкость, которая в ночное время будет накапливать теплую воду, а днем раздавать на отопительные приборы.
2. Конвекторное отопление. Как правило, конвектора устанавливаются под окна и подключают напрямую в розетку. Их количество должно соответствовать наличию окон в комнате. Специалисты рекомендуют посчитать общую сумму, на расходную мощность всех обогревательных приборов и одинаково распределить ее по всем трем фазам. Например, к первой можно подключить обогрев одного этажа. К другой фазе, весь второй этаж. К третьей фазе, присоединить кухню и санузел.Сегодня конвектора обладают усовершенствованными функциями. Так можно устанавливать желаемую температуру и выбирать время на обогрев. Для экономии можно устанавливать время и дату работы конвектора. На приборе установлена возможность «мультитарифа», которая включает обогреватель, на нужную мощность или в льготный тариф (после 23–00 и до 8–00). Расчет энергии для конвекторов аналогичен котлу в предыдущем пункте.
3. Отопление с помощью теплого пола. Очень удобный вариант отопления, так как можно для каждой комнаты устанавливать желаемую температуру. В месте установки мебели, холодильника, а также ванной, монтировать теплый пол не рекомендуется. Как показывают расчеты, дом в 90 м2 с установленным конвектором и теплым полом, на одном этаже, расходует от 5,5 до 9 кВт электроэнергии.

Расчет диаметра труб отопления

Определившись с количеством радиаторов и их тепловой мощностью, можно переходить к подбору размеров подводящих труб.

Прежде чем переходить к расчету диаметра труб, стоит затронуть тему выбора нужного материала. В системах с высоким давлением придется отказаться от применения пластиковых труб. Для систем отопления с максимальной температурой выше 90 °C предпочтительнее стальная или медная труба. Для систем с температурой теплоносителя ниже 80 °C можно выбрать металлопластиковую или полимерную трубу.

Чтобы нужное количество теплоты пришло в радиатор без задержки, следует подобрать диаметры подводящих труб радиаторов так, чтобы они соответствовали расходу воды, необходимому каждой отдельно взятой зоне.

Расчет диаметра труб отопления проводится по следующей формуле:

D = √(354 × (0,86 × Q ⁄ Δt°) ⁄ V), где:

D — диаметр трубопровода, мм.

Q — нагрузка на данный участок трубопровода, кВт.

Δt° — разница температур подачи и обратки, °C.

V — скорость теплоносителя, м⁄с.

Разница температур (Δt°) десятисекционного радиатора отопления между подачей и обраткой в зависимости от скорости потока обычно варьирует в пределах 10 — 20 °C.

Минимальным значением скорости теплоносителя (V) рекомендуется считать 0,2 — 0,25 м⁄с. На меньших скоростях начинается процесс выделения избыточного воздуха, содержащегося в теплоносителе. Верхний порог скорости теплоносителя 0,6 — 1,5 м⁄с. Такие скорости позволяют избежать возникновения гидравлических шумов в трубопроводах. Оптимальным значением скорости движения теплоносителя считается диапазон 0,3 — 0,7 м⁄с.

Пример расчета диаметра труб отопления по заданным параметрам

Исходные данные:

• Комната площадью 20 м², с высотой потолков 2,8 м.
• Дом кирпичный неутепленный. Коэффициент тепловых потерь строения примем 1,5.
• В комнате есть одно окно ПВХ с двойным стеклопакетом.
• На улице -18 °C, внутри планируется +20 °С. Разница 38 °С.

Решение: 

В первую очередь определяем минимально необходимую тепловую мощность по ранее рассмотренной формуле Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860.

Получаем Qт = (20 м² × 2,8 м) × 38 °С × 1,5 ⁄ 860 = 3,71 кВт×ч = 3710 Вт×ч. 

Теперь можно переходить к формуле D = √(354 × (0,86 × Q ⁄Δt°) ⁄ V). Δt° — разницу температур подачи и обратки примем 20°С. V — скорость теплоносителя примем 0,5 м⁄с.

Получаем D = √(354 × (0,86 × 3,71 кВт ⁄ 20 °С) ⁄ 0,5 м⁄с) = 10,6 мм. В данном случае рекомендуется выбрать трубу с внутренним диаметром 12 мм.

Таблица диаметров труб для отопления дома

Таблица расчета диаметра трубы для двухтрубной системы отопления с расчетными параметрами (Δt° = 20 °С, плотность воды 971 кг ⁄ м³, удельная теплоемкость воды 4,2 кДж ⁄ (кг × °С)):

Диаметр трубы внутренний, мм	Тепловой поток / расход воды	Скорость потока, м/с
0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1
8	ΔW, Вт Q, кг ⁄ час	409 18	818 35	1226 53	1635 70	2044 88	2453 105	2861 123	3270 141	3679 158	4088 176	4496 193
10	ΔW, Вт Q, кг ⁄ час	639 27	1277 55	1916 82	2555 110	3193 137	3832 165	4471 192	5109 220	5748 247	6387 275	7025 302
12	ΔW, Вт Q, кг ⁄ час	920 40	1839 79	2759 119	3679 158	4598 198	5518 237	6438 277	728 316	8277 356	9197 395	10117 435
15	ΔW, Вт Q, кг ⁄ час	1437 62	2874 124	4311 185	5748 247	7185 309	8622 371	10059 433	11496 494	12933 556	14370 618	15807 680
20	ΔW, Вт Q, кг ⁄ час	2555 110	5109 220	7664 330	10219 439	12774 549	15328 659	17883 769	20438 879	22992 989	25547 1099	28102 1208
25	ΔW, Вт Q, кг ⁄ час	3992 172	7983 343	11975 515	15967 687	19959 858	23950 1030	27942 1202	31934 1373	35926 1545	39917 1716	43909 1999
32	ΔW, Вт Q, кг ⁄ час	6540 281	13080 562	19620 844	26160 1125	32700 1406	39240 1687	45780 1969	53220 2250	58860 2534	65401 2812	71941 3093
40	ΔW, Вт Q, кг ⁄ час	10219 439	20438 879	30656 1318	40875 1758	51094 2197	61343 2636	71532 3076	81751 3515	91969 3955	102188 4394	112407 4834
50	ΔW, Вт Q, кг ⁄ час	15967 687	31934 1373	47901 2060	63868 2746	79835 3433	95802 4120	111768 4806	127735 5493	143702 6179	159669 6866	175636 7552
70	ΔW, Вт Q, кг ⁄ час	31295 1346	62590 2691	93885 4037	125181 5383	156476 6729	187771 8074	219066 9420	250361 10766	281656 12111	312952 13457	344247 14803
100	ΔW, Вт Q, кг ⁄ час	63868 2746	127735 5493	191603 8239	255471 10985	319338 13732	383206 16478	447074 19224	510941 21971	574809 24717	638677 27463	702544 30210

На основании предыдущего примера и данной таблицы выберем диаметр трубы отопления. Нам известно, что минимально необходимая тепловая мощность для комнаты площадью 20 м² равна 3710 Вт × час. Смотрим таблицу и ищем ближайшее значение, которое соответствует рассчитанному тепловому потоку и оптимальной скорости движения жидкости. Получаем внутренний диаметр трубы 12 мм, который при скорости движения теплоносителя 0,5 м ⁄ с обеспечит расход 198 кг ⁄ час.