Как самостоятельно рассчитать мощность котла отопления?

Электрокотел — предназначен для обогрева помещения посредством нагрева теплоносителя электрическим током в момент протекания через него. В народе электрокотлы чаще называют электробойлерами.

Подробный обзор

Особенности расчета мощности отопительного оборудования

Чтобы выполнить указанные расчеты, сначала необходимо определиться с площадью, которая будет отапливаться. Указанная величина обозначается буквой S. Необходимо будет учитывать и удельную мощность оборудования, она обозначается W уд. и указывается на каждые 10 кв.м. Эта характеристика зависит от региона, в котором будет установлена система отопления:

Правильная обвязка газового котла отопления.

  • для южных регионов W уд.= 0,7-0,9 кВт;
  • для умеренного климата W уд.= 1,2-1,5 кВт;
  • для северных районов W уд.= 1,5-2 кВт.

Для проведения расчета мощности используется следующая формула: W кот.=(S*Wуд.):10. Для того чтобы еще более упростить процесс проведения расчета, можно принять, что W уд.=1. Тогда на каждые 100 кв.м. помещений необходимо 10 кВт мощности котла. Если проводить расчет таким способом, то для обеспечения запаса мощности отопительного оборудования к полученной цифре необходимо добавить 15%.

Пример: если дом находится в умеренной климатической зоне и его площадь составляет 200 кв.м, то W кот. = (200х1,2)/10 = 24 киловатт.

Принцип работы электрокотла

Нагревательным элементом первого типа котлов является реостатный патрон, н-р, ТЭН. Его устанавливают в баке теплообменнике. Если в приборе установлено несколько нагревательных элементов, то мощность котла будет равна их общей мощности. Второй тип котлов — электродные паровые котлы и водонагреватели — функционируют за счет прохождения через воду электрического тока. Электрический ток в данном виде выступает как проводник между электродами, выделяя при этом тепло и нагревая воду.

Для воды с низкой удельной электропроводностью более приемлемы 3-ехфазные электродные водогрейные котлы с напряжением в 0,4 кВ.

При высоком удельном сопротивлении воды применяют водогрейные котлы с напряжением в 6−10 кВ.Изготавливаются котлы с кольцевыми или цилиндрическими электродами.

Мощность электродных котлов регулируется за счет плавного изменения активной площади электродов вследствие перемещения фторопластовых пластин. Котлы реостатного типа менее компактны, чем электродные, но и менее требовательны к качеству воды. Функционирует электрокотел за счет движения нагретого теплоносителя (антифриз или вода) по трубам при помощи циркуляционного насоса или без него, и передачи тепла в отопительные приборы — конвекторы или радиаторы.

Электрокотлы применяют в небольших домах как основной или резервный источник тепла. Часто электрический котел совмещают с другим отопительным прибором, вследствие дороговизны его использования. Сократить расход средств на электроэнергию можно с помощью тепло-аккумулятора и многотарифного счетчика, настроив котел на запасание дешевой энергии в ночное время и расход аккумулятора днем. Также необходимо установить соответствующий предохранитель на электросети.

Экономичный электрокотел и расчет его мощности для отопления дома

Правильный расчет тепловой мощности электрического котла отопления начинается с определения потерь тепла дома.

Методы определения мощности

Величину этих потерь можно рассчитать с помощью различных методов, самые простые из которых:

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

Все электрические котлы отличаются тем, что способны превратить 100% электрической энергии в почти 100% тепловой. Не имеет значения, нагревает он воду ТЭНами, электродами или катушками индуктивности. Благодаря этой особенности после определения потерь тепла дома, не нужно корректировать эту цифру, учитывая КПД котла отопления.

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

Расчет мощности котла по площади

Экономичный электрокотел и расчет его мощности для отопления дома

Для отопления каждого 1 кв. м нужно создавать 100 Вт тепла. Расчёт по формуле:

Читайте также:  Как лучше всего обустроить электрическое отопление в частном доме

где S является площадью дома,

k представляет собой коэффициент, определяющий потери тепла в зависимости от температуры воздуха за окном. Для регионов, в которых зимой температура воздуха не опускается ниже -10 °С, он составляет 0,7. Он растет по мере снижения градусов за окном. На каждые 5 °С он становится больше на 0,2. Для регионов, в которых зимой термометры показывают -35 °С, k составляет 1,2.

Если нужно отопить дом, который имеет площадь 115 кв. м и находится в зоне, где минимальная зимняя температура составляет -20 °С, то в нем нужно установить экономичный электрокотел с мощностью 115*1,1*100 = 12 650 Вт = 12,65 кВт.

Такой расчет не всегда является правильным потому, что на потери тепла влияет много факторов. Он подходит для дома, который имеет:

  1. Окна с двойным стеклопакетом и площадью не более 30% площади всех комнат.
  2. Среднюю теплоизоляцию (толщина стены равна длине 2 кирпичей, утеплитель толщиной в 15 см).
  3. Холодный чердак.
  4. Комнаты, высота которых равна 2,5 м.

Типы электрических отопительных котлов

Все электрические котлы для отопления дома можно разделить на три группы. Рассмотрим более подробно каждую из них.

Устройства с ТЭНами

Из названия становится понятно, что для нагрева теплоносителя используются пластинчатые или трубчатые нагреватели, так называемые ТЭНы. Они располагаются непосредственно в баке с водой. Мощность прибора регулируется ступенчатым подключением ТЭНов. Так, например, в 16-киловаттном устройстве размещается восемь электронагревателей по 2 кВт. Автоматика по мере остывания жидкости постепенно подключает нужное количество ТЭНов. Максимальная мощность котла может ограничиваться через панель управления. При этом двухконтурные устройства могут использовать емкость с ТЭНами для подогрева воды. Достоинствами приборов такого типа считаются:

  • Возможность использования любого теплоносителя. Это может быть антифриз, вода или масло.
  • Простота устройств. В них не используются сложные конструктивные элементы.
  • Невысокая стоимость приборов.

К недостаткам ТЭНовых электрических котлов для отопления дома можно отнести их большой объем, что обусловлено размерами и количеством нагревательных элементов. Кроме того, в процессе эксплуатации на ТЭНах неизбежно образуется накипь, которая ухудшает эксплуатационные характеристики устройства и со временем разрушает детали.

На схеме представлено устройство ТЭНового котла. В качестве теплоносителя здесь может использоваться масло, антифриз или вода

Электродные отопительные приборы  

В этих устройствах используется другой принцип разогрева воды. Внутри оборудования размещаются электроды. На них создается разность потенциалов. Учитывая, что растворенные в воде соли делают ее электролитом, можно понять, почему в жидкости возникает ток. Причем ток переменный, поскольку полярность электродов меняется с частотой в 50 Гц. Сопротивление среды при прохождении переменного электрического тока нагревает воду. Преимущества приборов:

  • Небольшие размеры, поскольку устройствам такого типа не нужен объемный бак.
  • Простая конструкция, что существенно облегчает обслуживание.
  • Невысокая стоимость.
  • Абсолютная безопасность прибора. При утечке жидкости он просто перестает работать.

Существенным недостатком можно считать требовательность системы к качеству теплоносителя. Это может быть только вода с определенным удельным сопротивлением, иначе котел просто не сможет работать. Еще один «минус» – постепенное растворение электродов в воде. Требуется их регулярная замена.

На рисунке схематически представлено устройство электродного котла

Индукционные электрические котлы

Индукционные приборы имеют более сложное устройство. В их конструкцию обязательно входит катушка, навитая вокруг трубы, выполненной из диэлектрика. Внутрь детали помещен сердечник. При включении устройства по катушке проходит электрический ток. Благодаря явлению электромагнитной индукции ток появляется и в сердечнике. Наведенная разница потенциалов провоцирует сильный нагрев сердечника.

Сложность конструкции не вызывает падения КПД. Индукционные токи возникают исключительно внутри катушки, сердечником поглощается вся энергия, потребляемая обмоткой. Кроме того, грамотная изоляция позволяет направлять на нагрев теплоносителя тепло, выделяемое обмоткой. Достоинства прибора:

  • Возможность использовать практически любой теплоноситель.
  • Абсолютная отказоустойчивость и почти неограниченны ресурс, что объясняется особенностями конструкции. Обмотка может служить очень долго, а сердечнику не страшны перегрев или накипь.
  • Отсутствие разъемных соединений, которые являются потенциальными участками утечки.

Единственным существенным недостатком системы считается ее более высокая, относительно котлов других типов, стоимость.

Схема устройства индукционного электрокотла

Электрическое отопление частного дома

Электрическое отопление частного дома

Еще 5-10 лет назад, электрический котел казался чем-то необоснованно дорогим и сложным. Так уж повелось, что в России всегда преобладал газ, как основное топливо.

Читайте также:  Электрокотел для отопления дома своими руками

И вместе с тем, до полноценной газификации нам еще далеко: количество населенных пунктов и поселков, где нет газа, все еще остается довольно большим. Если у вас нет возможности провести газ – хорошим вариантом будет электрическое отопление частного дома.

Какие есть варианты установки отопительных систем в частных домах?

Отопительная система, питающаяся от электросети может быть:

Различаются они не только разницей в оборудовании, но и теплоносителем. В первом случае по контуру циркулирует вода, а во втором – используется разогретый воздух. Ключевым элементом всей системы становится котёл. Вообще, существуют варианты обогрева и без котла, но о них чуть позже.

Специфика выбора электрокотла

Стоимость оборудования напрямую зависит от площади дома. Чем она больше, тем больше радиаторов придется задействовать, что требует повышенной мощности.

Электрокотлы можно условно разделить на 3 большие группы:

  • Электродные;
  • ТЭН-овые;
  • Индукционные.

В работе электродного котла очень важное значение играют колебания частот. Вся конструкция представляет собой контейнер с электродами, которые погружаются в теплоноситель. Чаще всего это электролит. Ключевым преимуществом электродного оборудования является нечувствительность к перебоям в бытовой электросети*

*Это очень актуально для небольших населенных пунктов, где проблемы с электроэнергией – частое явление.

Нагревательным элементом ТЭНового котла является трубчатый нагреватель. Такой котел мало чем отличается от электрочайника или бойлера – вода напрямую контактирует с ТЭНом, нагреваясь от него. Цена такого котла низкая: этим объясняется популярность. Вместе с тем, без электронного управления и регулировки мощности, оборудование будет потреблять много электроэнергии. Это большой минус.

Работа индукционного оборудования базируется на особенностях электромагнитного поля. Котел представляет собой усовершенствованную индукционную катушку, через поле которой и транспортируется теплоноситель. Установка индукционного котла не потребует большой котельной или помещения. Да и энергопотребление у большинства индукционных агрегатов приемлемое (в сравнении с ТЭН-овыми котлами).

Электрическое отопление частного дома

Альтернативная электроотопительная система

К этой категории относят:

  • Систему теплый пол;
  • Конвекторы;
  • ИК-панели.

Вообще, идея размещения нагревательных элементов в стяжке, существует уже более 10-летия. В пол укладывается специальный кабель, который отдает тепло, нагревая тем самым помещение. Однако, использовать полноценного обогрева не получится. Бетонная стяжка аккумулирует большую часть тепла и не сильно прогревает помещение.

Конвекционные системы хороши тем, что быстро прогревают помещение. Восходящие потоки воздуха поступают через нижние диффузоры, проходя ТЭН или любой другой нагревательный элемент, и поднимаются наверх, замещая собой холодный воздух. Полноценный конвекционный контур имеет смысл оборудовать в большом холле или зале, для небольшого дома (до 100 кв. метров) это не самое лучшее решение.

Основным недостатком ИК-панелей является цена. С помощью ИК излучения загородные дома и коттеджи прогреваются очень быстро, но это не самое популярное решение, да и с монтажом такого отопления не все так просто

Что учитывается при монтаже электрического отопления в Москве?

Во-первых, учитывается площадь всех помещений. Исходя из площади дома начинают высчитывать требуемое тепловыделение (так в номинальном значении на 10 кв. метров приходится около 1 кВт тепла). Это в случае с обогревателем.

Керамические нагревательные панели требуют вдвое меньшего расхода, чем привычный обогреватель – всего 0.5 кВт на 10 м2. Соответственно, исходить нужно:

  • Из бюджета;
  • Сложности установки системы;
  • Количества помещений;
  • Локальных особенностей дома;
  • Готовности дома к эксплуатации.

Последний пункт списка появился не на пустом месте. Если в доме уже закончена отделка, и закрыт пол, то едва ли правильным решением будет система теплого пола. Ведь придется разбирать уже готовое покрытие. А на это уйдет много времени и сил.

Провести и смонтировать электрическое отопление в частном доме для Москвы и Московской области, поможет наша компания. У нас наработана готовая база типовых решений для:

  • Квартир;
  • Загородных домов;
  • Любых других объектов.

Наши клиенты — это Москва и Московская область, но возможен выезд и в регионы.

Правильное подключение электрического котла отопления

По конструкции электрический котел отопления это металлический шкаф. Тип крепления котла навесной. Для ввода электрического  кабеля питания в котел есть специальное отверстие, а всё электрооборудование котла расположено в электрическом шкафу котла.

Выбор электрического кабеля для котла отопления

В подключение электрического котла отопления к электропитанию нет никаких специальных расчетов и «подводных камней». Его нужно подключать, как любой другой бытовой прибор по потребляемой мощности и по нормативам прокладки электропроводки в доме.

Правильное подключение электрического котла отопления

Правила подключения электрокотла отопления

Для подключения электрического котла отопления планируется отдельная линия электропроводки (отдельная группа) со своей автоматической защитой. Для защиты электрического кабеля котла используется автоматический выключатель. Номинал и тип автоматического выключателя выбирается по мощности котла, вернее, по мощности тэнов входящих в конструкцию котла.

Читайте также:  Особенности применения ТЭНа с терморегулятором для радиаторов

Электропроводка для котла отопления

Электропитания котла отопления зависит от его конструкции и схемы подключения тэнов. Для потребителя все необходимые данные указаны в паспорте к котлу.

Силовая схема электрического котла отопления с тремя тэнами

Правильное подключение электрического котла отопления

Котел отопления может подключаться пятижильным или четырехжильным кабелем. Сечения жил кабеля смотрим в паспорте к котлу и в таблице ниже.

Как видим в таблице 1, для электропитания среднего котла нужны кабели с сечением жил от 2,5 мм (4 кВт) до 6 мм (18 кВт).

Таблица 1

В таблице 2 видим сечения кабелей для более мощных котлов отопления. Как видим, для мощных котлов отопления с тепловой мощностью 60 кВт, нужен электрический кабель с жилами 25 мм и защитный автоматический выключатель перед котлом в 100 Ампер.

Таблица 2

Правильное подключение электрического котла отопления

Давайте с ориентируемся и посмотрим, простой тепловой расчет для дома. Не буду показывать расчет с тепловыми потерями, даже не буду учитывать высоту потолка. Простой расчет очень прост.

Для отопления одного квадратного метра дома, нужно 0,1 кВт тепловой мощности котла. То есть, для дома площадью 100 кв. метров нужен котел 10 кВт тепловой мощности; для дома 300 кв. метров нужен котел 30 кВт. А это значит, что даже для дома площадью больше средней понадобится электрический кабель с сечением жил не более 10 мм.

Примечание: Говоря про сечения жил кабеля имеем в виду только медные жилы, под сечением жилы понимаем площадь сечения поперечного среза жилы кабеля, указанного в паспорте к кабелю.

Как подобрать котел по производительности?

Для того, чтобы максимально эффективно использовать котел на твердом и электро топливе, необходимо правильно рассчитать необходимую мощность установки. Она зависит от общей площади отапливаемого помещения.

В точности все расчеты может провести специалист в теплотехнике, но приблизительный вариант для потолков с высотой до 2,7 м составляет:

Как подобрать котел по производительности?
  1. Находите общую площадь всех отапливаемых помещений.
  2. Рассчитывается необходимая мощность оборудования в расчете 1 кВт на 10 м2.
  3. Если вы устанавливаете двухконтурное устройство, то к полученому результату прибавляете от 20 до 30% для горячего водоснабжения.

Что же касается производительности тэнов, то для бытового использования выбирают модели с общей мощностью до 9 кВт.

Классификация обогревателей

Обогреватели этого принципа действия подразделяют по источнику тепла, типу используемого нагревательного элемента, по форме и месту установки.

Они могут работать на:

Жидком топливе. Газе. Электрической энергии.

Последние самые распространенные в частных жилых домах, а первые — в производственных помещениях.

Электрические нагреватели имеют и свою внутреннюю классификацию, по виду элемента нагрева делятся на:

ТЭНовые. Керамические. Карбоновые.

У карбоновых нагревательным элементом является углеродное волокно, помещенное в стеклянных трубках (вакуумных). Керамические, в свою очередь, по месту вероятной установки подразделяют на настенные, настольные и напольные. Наиболее распространенный вариант — ТЭНовые конструкции, с корпусом из нержавеющей стали.

Классификация обогревателей

Традиционно инфракрасные обогреватели по особенностям конструкции подразделяют на три вида:

Пленочные. Трубчатые. Панельные.

Панельный может крепиться на потолке или стене, функционирует подобно обычному радиатору отопления. Но поток тепла от него направленный, он не может иметь кругового охвата действия.

Трубчатый монтируется на цилиндрической поверхности, основа его — мощный преобразователь, он может излучать тепло в диапазоне 360 градусов, а может, будучи вписанным в настенный или потолочный плафон, работать с углом излучения в 180 градусов.

Панельный инфракрасный обогреватель

Пленочный ИК обогреватель (плэн) создан на базе сверхтонкого преобразователя и монтируется на гибкой пленке. Имеет один минус: невысокую мощность, зато идеален для обогрева небольшой конкретной зоны.

Пуск котла

Подготавливать электрический котел к запуску, означает, что его необходимо полностью проверить все соединения, электрическую сеть, заполнение системы водой. Если в проводке будут находиться пережатые или порванные провода, то их нужно будет заменить и тщательно заизолировать. Поступать по другому запрещается, так как в трехфазной сети находится напряжение с приличной силой тока, а замененный участок может пробивать.

Подготовка также подразумевает очистку конструкции от пыли и грязи. Еще следует позаботиться о том, чтобы не допустить скачков напряжения как при первом запуске, так и при дальнейшей работе. Чтобы этого не случилось, устанавливают устройство защитного отключения.

Пуск:

  1. Сначала необходимо наполнить систему водой, причем сделать это таким образом, чтобы в ней не было воздушных пробок. Как правило, радиаторы имеют в своей верхней части специальные краники для выпуска скопившегося воздуха.
  2. В дальнейшем останется лишь включить котел в электросеть и подождать, когда он прогреется.
Dartshouse - точечный ремонт вашего дома