Расчет мощности электрического котла

Отопление частного дома электричеством – это всегда достаточно затратная задача. Неправильно подобранный электрокотел с маленькой мощностью будет работать постоянно, не выключаясь, а во время сильных морозов не обеспечит вам необходимое тепло. Слишком мощный котел будет просто потреблять большое количество электроэнергии. Используя различные методы расчета можно идеально точно подобрать мощность котла. В статье мастер сантехник расскажет, как рассчитать мощность электрокотла для отпления дома.

Что такое мощность электрокотла

Электрический котел представляет собой резервуар с теплообменником, через который прокачивается водопроводная вода или специальный теплоноситель.

Котел подключается к бытовой сети переменного тока, нагревает он воду ТЭНами или электродами, изолированными от воды. В конструкции оборудования предусмотрен регулятор температуры.

Потребляемая мощность зависит от степени охлаждения теплоносителя при циркуляции по радиаторам отопления в здании. Часть энергии расходуется на тепловые потери в конструкции котла (нагрев стенок или защитных кожухов нагревательных элементов). На внешней части оборудования устанавливается информационная табличка, на которой указаны рабочие параметры изделия и потребляемая мощность.

Способы определения мощности электрокотла

Расчет рабочей мощности котла отопления выполняется для обеспечения сбалансированной системы отопления, способной поддерживать комфортную температуру в помещении при различных внешних условиях.

Оборудование должно обеспечивать равномерный прогрев комнат, изменение направления ветра не должно оказывать негативного воздействия на условия в помещениях. Перед выбором оборудования владельцу дома необходимо знать, как рассчитать мощность электрокотла с учетом особенностей помещения.

Для расчета применяются 2 основные методики:

• По площади дома или комнат, подключенных к контуру отопления и котлу;
• По объему помещений.

Полученный параметр суммируется с предварительно рассчитанным значением энергопотребления дома. Затем проверяется способность электрической проводки, подведенной к зданию, выдержать максимальную нагрузку при работе.

Расчет котла по площади дома

Начнем с самого простого (если не сказать примитивного) способа – это расчет электрокотла по квадратуре дома. Берем площадь дома и делим на десять. Полученная цифра и будет мощностью Вашего будущего котла.

Почему делим на десять? Потому что для отопления 10 м² нормально утепленного дома расходуется 1 кВт тепла (о высоте потолков чуть ниже). Соответственно, если площадь Вашего дома 100 м², то необходимая мощность котла составит 100 / 10 = 10 кВт.

Если сомневаетесь в качестве утепления, добавьте запас мощности 10-15%.

Расчет мощности котла по объему помещения

Это тоже расчет электрического котла по площади, но более точная его версия, которая учитывает высоту потолка в Вашем доме. Разница с предыдущим вариантом может оказаться существенной, так как даже стандартная высота потолка в квартире колеблется от 2,5 до 3,2 м. То есть в доме площадью 100 м² это дает разницу плюс/минус 50 м³, что равняется 2 кВт. Полбеды, если эти 2 кВт лишние. А если их не хватает, могут возникнуть проблемы с нагревом дома в дни (и ночи) морозов.

Предположим, высота потолка в доме 3 м. Считаем объем дома площадью 100 м²: множим наши 100 на 3 = 300 м³. Исходя из норм, на отопление 1 м³ расходуется 40 Вт. Тогда на весь дом нужно 300 х 40 = 1200 Вт.

Как видите, с учетом высоты потолка расчет электрокотла для дома дает уже мощность 12 кВт.

Зависимость мощности электрических котлов от теплопотерь

Мы уже выяснили, что расчет электрокотла для отопления дома, исходя только из квадратуры помещения, по меньшей мере, не отображает реальной картины. Часто задаваемый вопрос о том, сколько метров отопит нагреватель определенной мощности, не имеет правильного ответа. Все дело в теплопотерях. Если у вас панорамные окна во всех направлениях, неутепленные стены и перекрытия, щели в окна и дверях, то греть вы будете в основном не дом, а улицу. Она большая, сколько не топи, теплее не станет.

Котел должен отдавать тепла не меньше, чем помещение его теряет. Иными словами, если теплопотери дома составляют 15 киловатт, то нагреватель должен быть не меньше этого значения, чтобы поддерживать комфортную температуру. При этом теплопотери происходят беспрерывно, получается, что и котел должен работать постоянно, а это недопустимо. Нагреватель должен делать перерывы, поэтому рассчитать мощность электрического котла отопления нужно с хорошим запасом. В противном случае агрегат, работая в авральном режиме, достаточно скоро может дать сбой, в отопительный период это чревато серьезными последствиями.

Получается, что пред тем как рассчитать мощность электрокотла отопления, нужно определить теплопотери помещения. Для этого необходимо знать:

• Материал стен и перекрытий;
• Толщину и площадь стен и перекрытий;
• Количество комнат, площадь дверей и окон.

Всё это нужно чтобы определить теплосопротивление дома. У каждого материала своя теплопроводность.

Чтобы вычислить теплосопротивление стен и перекрытий нужно поделить их толщину на коэффициент теплопроводности материалов, из которых они изготовлены. Расчёт делается для каждого материала отдельно. Затем все значения суммируются.

Когда мы узнали теплосопротивление дома, можно переходить к подсчёту общих теплопотерь. Для этого квадратуру дома умножаем на дельту температур в помещении и за окном, а результат делим на теплосопротивление. Дельту температур нужно брать для самого холодного периода. К полученной в предыдущем пункте мощности прибавляем величину теплопотерь, которые приходятся на каждую дверь и окно в доме. Считается, что одно окно теряет до 100 Вт, дверь – до 200 Вт. Так что если у Вас в доме 2 двери и 5 окон, придется накинуть еще 1 кВт.

Кроме того, в особо холодных регионах мощность котла рекомендуют умножать на «региональный» коэффициент удельной мощности. Он зависит от того, живете Вы на юге или в Заполярье и может составлять от 0,7 до 2. Правда, в Украине это не имеет особого смысла – в большинстве регионов этот коэффициент близок к единице.

И еще. Если планируете использовать отопительный котел для обеспечения горячего водоснабжения, увеличьте его мощность на 10-15%.

Зависимость мощности электрических котлов от теплоносителя

Еще один фактор, который влияет на то, какими должны быть электрические отопительные котлы (их мощность) – это теплоноситель. Что именно может повлиять на результат:

• Объём теплоносителя;
• Какая жидкость для системы отопления применяется в данном случае;
• Схема разводки труб отопления.

Последний фактор – совсем косвенный, но, тем не менее, он также на несколько процентов меняет картину в целом, а вот объём теплоносителя очень даже существенный показатель. Допустим, вы правильным путем (смотрите какой правильный выше) сделали расчет мощности котла, но при этом не учли, что в вашем контуре установлен теплоаккумулятор. Этот резервуар вмещает много жидкости. В каждом случае его объём считается отдельно, но в среднем не меньше 300 литров.

Чтобы нагреть один литр воды на один градус за час потребуется 0,001 киловатт энергии.

Котел греет воду до установленного вами уровня, возьмём 40 градусов. При первом запуске температура теплоносителя будет минимальной, около 20 градусов. Когда он нагреет теплоноситель до той степени, что обратка достигнет выставленных сорока градусов, агрегат отключится. Либо же внешний термодатчик отключит нагреватель, когда в помещении будет достигнута заданная температура, все зависит от модели и «мозгов» аппарата.

К примеру, в вашей системе помимо теплоаккумулятора циркулирует еще 100 литров теплоносителя, в сумме 400 литров. Для того чтобы нагреть такой объём воды котлу потребуется 9,6 кВт энергии, с учетом что КПД нагревателя будет 97%. Время нагрева зависит от мощности, если ее недостаточно, то котел вообще не будет выключаться. Помимо этого при расчете мощности электрических котлов отопления надо брать во внимание характеристики теплоносителя. Так, например, у антифриза теплопроводность на 15% ниже, чем у воды.

Видео

В сюжете - Расчет мощности котла

В сюжете - Как узнать мощность электрокотла

Итоги

Расчет мощности котла должен осуществляться с учетом теплопотерь. Топорный метод, взять на глаз 100 ватт на один метр площади, не выдерживает никакой критики. Помимо этого после расчета, но перед покупкой, нужно проверить сможет ли выбранный агрегат справиться с объёмом теплоносителя в системе и сколько времени ему потребуется для этого.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Погодозависимое регулирование системы отопления — стоит ли его устанавливать