Економічний електрокотел і розрахунок його потужності для опалення будинку
Правильний розрахунок теплової потужності електричного котла опалення починається з визначення втрат тепла будинку, які виникають в найхолодніші зимові дні. Завдяки такому підходу в кімнатах будинку буде тепло цілий рік.
Методи визначення потужності
Величину цих втрат можна розрахувати за допомогою різних методів. Деякі з них передбачають використання дуже складних формул, що, звичайно, не подобається багатьом покупцям. Адже потрібно витратити чимало часу для розрахунку бажаної цифри. Тому далі будуть розглядатися два простих способи:
- Дозволяє визначити величину втрат тепла будинку, знаючи тільки площа.
- Дозволяє встановити теплову потужність економічного електрокотла з високим ККД, використовуючи обсяг.
Перед розглядом кожного з методів варто відзначити, що всі електричні котли відрізняються тим, що здатні перетворити 100% електричної енергії в майже 100% теплової. При цьому, не має значення, нагріває він воду Тенамі, електродами або котушками індуктивності. Завдяки цій особливості після визначення втрат тепла будинку, не потрібно коригувати цю цифру, враховуючи ККД котла опалення.
Для порівняння можна взяти твердопаливний котел, який має ККД 90%. Якщо 1 кг дров виділяє 3 кВт / год, то це означає, що в тепломережу потрапить тільки 3х0,9 = 2,7 кВт / ч. У випадку з електричними пристроями 3 кВт / год електроенергії будуть перетворені в 3 кВт / год теплової енергії. Як видно, така особливість частково спрощує розрахунок.
Розрахунок потужності котла по площі
Він дуже простий, адже передбачає, що для опалення кожного 1 кв. м потрібно створювати 100 Вт тепла. Правда, формула має більш складний вид:
де S є площею будинку,
k являє собою коефіцієнт, який визначає втрати тепла в залежності від температури повітря за вікном. Для регіонів, в яких взимку температура повітря не опускається нижче -10 ° С, він становить 0,7. Зрозуміло, що він росте в міру зниження градусів за вікном. На кожні 5 ° С він стає більше на 0,2. Для регіонів, в яких взимку термометри показують -35 ° С, k становить 1,2.
Якщо потрібно опалювати будинок, який має площу 115 кв. м і знаходиться в зоні, де мінімальна зимова температура становить -20 ° С, то в ньому потрібно встановити економічний електрокотел з потужністю 115 * 1,1 * 100 = 12 650 Вт = 12,65 кВт.
Такий розрахунок дуже простий, однак не завжди є правильним. Це тому, що на втрати тепла впливає багато факторів. В даному випадку він справедливий для будинку, який має:
- вікна з подвійним склопакетом і площею не більше 30% площі всіх кімнат;
- середню теплоізоляцію (товщина стіни дорівнює довжині 2 цегли, утеплювач товщиною в 15 см);
- холодний горище;
- кімнати, висота яких дорівнює 2,5 м.
Тут не враховані зовнішні стіни. Це тому, що навіть при 1 такій стіні коригувальний коефіцієнт повинен складати 1,1. Для 2 стін він є рівним 1,2, 3 - 1,3 і т. Д.
Тобто для опалення вищезгаданого будинку потрібно використовувати економічний котел опалення, що має потужність 12,65 * 1,4 = 17,71 кВт / год. Зрозуміло, що краще брати пристрій, який здатний видати 20 кВт / год.
Фактори, що впливають на теплову потужність
- Кількість зовнішніх стін.
- Тип вікон.
- Рівень теплоізоляції стін.
- Площа вікон.
- Висота приміщень.
- Наявність утепленого горища.
Звичайні вікна зі стандартним склінням дозволяють вийти назовні 27% тепла. Тобто при таких вікнах результат, отриманий за допомогою вищеописаної формули, потрібно множити на 1,27. Для вікон з потрійним пакетом коригувальний коефіцієнт становить 0,85.
Такі ж коефіцієнти застосовуються для погано і дуже добре утеплених стін відповідно. Що стосується площі вікон, то в разі, коли вона становить 40% від площі приміщення, через вікна може загубитися додаткових 10% тепла. Тобто коефіцієнт становить 1,1. З подальшим зростанням співвідношення площі вікон і площі підлоги на 10% він піднімається на 0,1.
Висоту приміщення варто брати до уваги тоді, коли вона перевищує 2,5 м. Для цієї цифри коригувальний коефіцієнт дорівнює 1. З подальшим збільшенням висоти на 0,5 м він стає більше на 0,5. Тобто для 4-метрових стін він дорівнює 1,15. При наявності холодного горища, отриману цифру коригувати не потрібно. Якщо ж він утеплений або зверху знаходиться опалювальне приміщення, то результат множать на 0,9 або 0,8.
Розрахунок котла за обсягом
Щоб розрахувати потужність, застосовують таку формулу:
де V є обсягом будинку,
К - коефіцієнт, що показує втрати тепла в залежності від теплоізоляції. Має наступні значення:
- 0,6-0,9 - для будинків, в яких конструкція є покращеною. стіни - цегляні та покриті подвійний теплоізоляцією, вікна мають подвійний склопакет і відносно невелику площу, дах зроблений з теплоізоляційного матеріалу;
- 1-1,9 - для будинків, які характеризуються подвійною цегляною кладкою. невеликою кількістю вікон і дахом, що має звичайну покрівлю;
- 2-2,9 - для будівель з невеликою теплоізоляцією. тобто тепло затримують вікна і дах зі спрощеної конструкцією, стіни з товщиною, що дорівнює довжині 1 цегли;
- 3-4 - для дерев'яних конструкцій або будинків, стіни яких представляють собою гофрований металевий лист.
Т є різницею між бажаними градусами всередині приміщення і температурою за вікном.
Для прикладу буде взятий вищезгаданий будинок. Його обсяг V = 115 * 2,5 = 287,5 куб. м. Т = +20 - (-20) = 40 ° С. Тоді P = 287,5 * 1,9 * 40/860 = 25,4 кВт / год.
Обидва методи не враховують наявність в будинку непрямого бойлера з хорошим ККД. Якщо він повинен бути, то отриманий результат потрібно збільшити на певну цифру. Багато експертів відзначають, що її слід множити на 1,2-1,3. Хоча можна використовувати ще одну просту формулу.
Розрахунок потужності для ГВП
Він проводиться в наступній послідовності:
- Визначається обсяг теплої води, якою користуються всі члени сім'ї.
- Визначається обсяг гарячої води (90-95 ° С), яку буде розбавляти проточна вода, щоб утворилася рідина, що має комфортну для тіла температуру.
- Розраховується додаткова потужність котла.
Отже, нехай в будинку живе сім'я, яка за добу використовує 150 л теплої води, тобто рідини з температурою 37 ° С. Така вода буде подаватися після змішування гарячої і проточної води. Об'єм гарячої води визначають за формулою:
- Vв є обсягом затребуваною теплої води,
- Тж - бажана температура теплої води на виході з крана,
- Тп є температурою проточної води,
- Тг - температура нагрітої рідини в непрямому бойлері.
Для вищезгаданого прикладу Vв = 150 л, Тп = 8 ° С, Тж = 37 ° С, ТГ = 95 ° С. Vг = 150 * (37-8) / (95-8) = 50 л. Це означає, що для будинку вистачить бойлера на 50 л.
Формула визначення додаткової потужності така:
де з є питомою теплоємністю води (завжди дорівнює 4,218 кДж / кг * К),
ΔT визначається як різниця між температурами нагрітої і проточної води.
Рд = 4,218 * 50 * (95-8) = 18 348,3 кДж. У перерахунку на кВт / год ця цифра становить 5,1 кВт / ч.
Як видно, для опалення будинку потрібно придбати електрокотел опалення з потужністю 20 + 5,1 = 25,1 кВт / год. Це в тому випадку, якщо вода в казані повинна нагріватися за 1 годину. Якщо її потрібно нагрівати за 2, то можна встановити котел, потужність якого дорівнює 20 + 2,55 = 22,55 кВт / год.
