рассчитать мощность электрокотла для отопления частного дома
Как выбрать электрические котлы
Содержание
1. Электрические котлы: назначение, плюсы и минусы
Вопрос монтажа индивидуальной системы отопления в первую очередь подразумевает выбор для котла оптимального источника питания. Электричество является популярным вариантом, пожалуй, сразу после газа. Предлагаем разобраться с достоинствами и недостатками электрического отопительного оборудования, чтобы определить – подходит ли такой котел для ваших нужд. Начнем с достоинств.
Плюсы
Минусы
С одной стороны, может показаться, что использовать электрический котел экономически невыгодно. Но вложения в него на первоначальном этапе будут гораздо меньше, чем вложения в топливные аналоги. Дело не только в отсутствии затрат на место установки, но и в стоимости самого котла. На рынке есть вполне доступные по цене модели. Снизить потребление электроэнергии можно, если у модели предусмотрена регулировка мощности. Что касается электросети с нестабильными характеристиками и частыми аварийными ситуациями, то эту проблему тоже можно предотвратить: во-первых, выполнить подключение котла через стабилизатор напряжения, во-вторых, купить генератор с блоком автоматики, который при перебоях будет переключать котел на резервный источник питания.
И что в итоге? Отопление за счет электрической энергии оправдано, когда нет возможности использовать газ или твердое топливо. Также электрокотел отлично подходит для обогрева небольших по площади помещений. Кроме того, это чуть ли не единственный вариант для домов, которые надолго остаются без присмотра хозяев, и при этом нужно поддерживать тепло в автономном режиме. Если все это про вашу ситуацию и вы хотите купить электрический котел, важно правильно сделать выбор. Мы расскажем обо всем, что нужно знать при покупке.
2. Основные виды оборудования
2.1. ТЭНовые котлы
Устройство. Агрегат представляет собой емкость (теплообменник), в которую помещены несколько трубчатых электронагревателей (ТЭНов). Мощность каждого из них составляет от 1,5 кВт – в сумме в зависимости от их количества выдается рабочая мощность котла. Вода через входной патрубок поступает в емкость, подкачиваясь циркуляционным насосом, нагревается ТЭНами и горячей идет через выходной патрубок в систему отопления.
К преимуществам таких котлов относят достаточно простое и проверенное годами устройство, поэтому они отличаются надежностью и приемлемой ценой. Однако есть некоторые нюансы по использованию. ТЭНы очень чувствительны к накипи, поэтому не рекомендуется применять оборудование в проточных водопроводных системах. Если же система замкнутая и по кругу циркулирует один и тот же теплоноситель, то проблем с поломкой из-за накипи не будет. Также важно следить за давлением и температурой воды, чтобы исключить ее утечки и поломку котла из-за перегрева.
2.2. Индукционные модели
Устройство. Принцип работы таких котлов основан на явлении, которое было открыто Максом Фарадеем еще в XIX веке. Что такое индукция, известно каждому из курса физики. Но мы напомним: непрерывное возвратно-поступательное движение частиц – ток в сердечнике возникает при условии, что сердечник является замкнутым контуром, а в катушке проходит переменный ток. Это и берется за основу в схеме индукционного котла. В центре расположена труба из диэлектрика с сердечником внутри. По трубе проходит вода. Снаружи расположены обмотки катушки, ток которых нагревает сердечник. Он же в свою очередь передает тепло жидкости.
Среди преимуществ оборудования можно выделить компактность – при небольших размерах оно способно выдавать значительную мощность. С пользовательской точки зрения аргументом в пользу индукционной модели будет высокая степень надежности. В таком агрегате практически нечему ломаться, а маркетологи сравнивают это свойство с «вечным двигателем». Однако стоит учесть, что технология изготовления здесь гораздо сложнее, чем в ТЭНовых агрегатах. Насос, гидравлическая группа и блок управления, как правило, вынесены за пределы корпуса. Все это поднимает цену на индукционные котлы.
2.3. Электродные устройства
Устройство. Для нагрева воды в таких котлах создается электрическое сопротивление: за счет использования катода (минус) и анода (плюс) через воду пропускается переменный ток.
Котлы такого типа очень безопасны и надежны – им не страшен перегрев при утечке воды, так как именно теплоноситель и является причиной нагрева (выступает связующим звеном между катодом и анодом). Однако на использование электродных котлов действует ограничение: в качестве теплоносителя может выступать только вода, причем питьевая и соответствующая по своему качеству требованиям ГОСТ. Жидкость постепенно разъедает электроды из-за присутствия в ней солей, поэтому техническое обслуживание агрегата подразумевает их замену через определенный производителем промежуток времени.
3. Один или два контура?
Ответом на этот вопрос будет решение – должен ли электрический котел обеспечивать помимо обогрева горячее водоснабжение. Если да, то однозначно – двухконтурная модель. Работать она будет в режиме проточного нагрева, поэтому при выборе следует учесть ее производительность. Например, потребности 1 – 2 человек удовлетворит котел с производительностью до 8 л/мин. Если в доме проживает семья из 3-х человек, нужен агрегат, способный выдавать свыше 10 л/мин. Для обеспечения нормальной подачи горячей воды на две точки одновременно, например, в кухонную мойку и душ, производительность должна быть не меньше 15 л/мин.
Одноконтурный электрический котел выполняет лишь отопительную функцию, т.е. нагревает воду, которая по контуру отопления идет в батареи. Однако встречаются модели, способные работать совместно с бойлером, в котором хранится запас горячей воды.
4. Расчет мощности электрического котла
Итак, вы определились с типом оборудования. Пришло время выбрать модель подходящей мощности. Одно дело – отапливать небольшой дачный дом, другое – обеспечивать теплоснабжение крупного предприятия. Чтобы сделать правильный выбор, необходимы расчеты. Есть два пути – простой и сложный. Расскажем о каждом, приведя в пример частный дом площадью в 50 кв. м, с высотой потолков в 3 м, пятью окнами и одной дверью. Допустим, что он находится в Московской области.
Простой алгоритм
Мощность котла подбирается усредненно под площадь помещения по следующей зависимости: на 10 кв. м приходится 1 кВт мощности. Получается, что для дома общей площадью в 50 кв. м необходим агрегат на 5 кВт.
Подробный расчет
Данный способ позволяет наиболее точно определить необходимую мощность и учесть все нюансы.
Давайте выполним примерный расчет мощности для нашего дома.
(40 Вт х 50 кв. м х 3 м + 500 Вт (окна) + 200 Вт (дверь)) х 1,2 (регион) х 1,5 (частный дом) = 12 060 Вт или 12,06 кВт
Как видите, по более точному расчету мощность котла для дома больше. Дело в том, что упрощенный алгоритм используется, когда созданы идеальные условия: хорошая теплоизоляция, меньшее количество окон, расположение дома в нехолодном регионе. Поэтому подходить к проектированию системы отопления своими силами следует особенно серьезно, учитывая все нюансы.
5. Напряжение и номинальный ток подключения
Существуют электрические котлы для подключения к однофазной и трехфазной сети. Причем ток в 220 В используется для моделей мощностью до 12 кВт, для более мощного оборудования требуется подключение к сети с напряжением в 380 В. Номинальный ток подключения также зависит от мощности, которая должна быть указана в паспорте. Например, для электрокотла мощностью в 16 кВт требуется ток в 27 А, сечение кабеля подключения – не менее 6 кв. мм. Обязательно ознакомьтесь с параметрами тока для выбранной вами модели, чтобы не возникло проблем с подключением к электросети.
6. Полезные опции
Когда покупатели ищут электрический котел, они выбирают подходящий не только по мощности и электрическим параметрам. Учитывается удобство управления, возможность экономии электроэнергии, наличие полезных функций и защитных систем. Мы расскажем о том, что является наиболее приоритетным.
При покупке котла выбирайте только те функции, которые вам действительно нужны. Нет смысла переплачивать за дополнения, которые при эксплуатации не будут задействоваться. А чтобы вам было легче ориентироваться в ассортименте, ознакомьтесь с моделями, которые предлагают производители климатического оборудования.
7. Модели популярных производителей
Больше моделей вы найдете на нашем сайте в рубрике «Электрические котлы». Вы сможете подобрать подходящий по мощности и другим параметрам вариант. В карточках товаров есть подробные описания, характеристики и отзывы покупателей – все это поможет принять верное решение. Мы предлагаем сопутствующие товары для монтажа автономной системы отопления, поэтому все необходимое можно купить в одном месте. Оформляйте заказ через сайт или звоните менеджеру по телефону, пока товары есть в наличии!
Мощность котла: 7 вопросов покупателей
Слабая мощность котла пустит насмарку всё, включая уровень жизни. Из-за превышенной мощности, система заработает импульсами: потребление топлива вырастет, а срок службы оборудования сократится. Может закипеть котёл. Или мозги. Как рассчитать правильно, какие параметры учитывать, что такое теплопотери и другие вопросы покупателей о мощности котлов читайте здесь.
Мощность котла: 7 вопросов покупателей
1. Как просто рассчитать мощность котла отопления?
Рассчитать примерную мощность котла для дома можно по площади и по объёму.
1) Упрощённый вариант вычислений по площади: 10 кВт на 100 м² дома (или отапливаемой площади). И это цифра покажет лишь минимальную мощность, ниже которой опускаться нельзя.
 |
| График зависимости котла и площади |
Для учёта климатических зон разработали коэффициенты, которые корректируют эту формулу:
Чтобы приблизиться к реалистичной цифре, нужно ещё учесть возможные теплопотери. Для этого к минимальному значению прибавляют 10-15%. Если потолки выше 2,7 метра, то делим высоту потолков по факту на высоту стандартную. Получаем ещё один поправочный коэффициент.
 |
| Загородный дом |
Пример:
Посчитаем мощность котла для дома в Подмосковье. Потолки – 3 метра, площадь – 150 м². Котёл нужен двухконтурный – для тепла и горячего водоснабжения.
По формуле получается 15 кВт – минимальное значение мощности для будущего котла. Далее, к цифре 15 добавляем 10% теплопотерь, умножаем на климатический коэффициент 1,2. Потолки выше 2,7м, поэтому умножаем полученную цифру на коэффициент 1,1.
Мощность котла = 15 кВт (минимум) + 10% (теплопотери) * 1,2 * 1,1 =21,7, округляем до 22 кВт.
2) Вторая формула от объёма: 1 м3 – 40 Вт. Плюс накрутки, которые включили в первую формулу, кроме потолочного коэффициента. Подсчитаем по этой формуле тот же дом в Подмосковье.
Мощность котла =((150 м²*3м)* 40 Вт + 10%) * 1,2 * 1,1 =23522 Вт ≈ 24 Квт. Разница между первым и вторым расчётом в 2 кВт. Вариант расчета мощности котла по объему воздуха является наиболее правильным.
2. Какие параметры, кроме объёма и площади, влияют на выбор котла? И почему это важно?
Упрощённая формула расчёта зачастую приводит к покупке неподходящего котла. Каждый дом индивидуален, а теплопотери в процентах не могут быть равны для всех домов. Перед подсчётом мощности считают данные конкретного дома:
1) Замерить площадь стен, окон, дверей;
2) Уточнить толщину стен, указать тип отделки и материал, высоту потолков;
3) Понаблюдать минимальную температуру дома в морозы;
4) Определить желаемую температуру в результате установки котла;
5) Выписать значения теплопроводности для материалов, из которых строили дом.
Материал стены
Толщина стены и материала
термическое сопротивление
Необходимая толщина для дома
510 мм (если делать кладку в два кирпича), R=0,73 °С·м²/Вт
Щит деревянный (внутри заполнение минеральной ватой + слой внутренней и наружной обшивки по 25 мм)
Тепловое сопротивление материалов
Зачем это нужно? Ключевой параметр, влияющий на выбор котла – это теплопотери дома. Дома с одинаковой площадью и объёмом, но отличающейся степенью утепления, потребуют разное по мощности оборудование.
Поверхность
Теплопотери в %
Крыша и вентиляция
Фундамент, если он примыкает к грунту
Стены, окна и двери
Первый этаж и не отапливаемые помещения, подвал, например
А также значение имеет: насколько отличается уличная температура от внутренней, климатический регион, сила и направление ветра, как стоит дом относительно частей света.
 |
| Теплопотери |
3. Как посчитать мощность с учётом теплопотерь?
Шаг 1
Потери тепла определяются по формуле: Q = Qкрыши + Qстен + Qпола + Qдверей + Qокон,
Где крайнее значение Q – это теплопотери каждой поверхности дома.
Каждое значение Q вычисляется по формуле: Q = S* T/R
Где Q – потери тепла в Вт, S – площадь конкретной поверхности в м², T – разница уличной температуры и комнатной в градусах, R – справочные данные теплового сопротивления по типам материалов.
Шаг 2
В эту формулу дополнительно закладывают непроизвольные теплопотери сквозь щели, вентиляцию, вытяжку, открывание дверей и проветривание через окна. Для самостоятельного расчёта без программы добавляют дополнительно 5% от общей цифры утечек.
Шаг 3
Дальше переходим к определению мощности котла. Всего две формулы на выбор:
Шаг 4
Для электрического и газового котла можно воспользоваться таблицей для проверки:
Вариант
Площадь дома, м²
Отопление, кВт
Рекомендуемое количество приборов
Сколько человек проживает
Бойлер ГВС, л/кВт
Тёплый пол, м²
Тёплый пол, кВт
Суммарная мощность
Мощность котла
Стандартный ряд котлов, Кат, Нс/А/Нд
4. Зачем считать, если можно купить котёл с запасом мощности?
Иногда у котлов имеется резерв производительности. Это хорошо, когда резерв не более 25%. Особенно, когда семья планирует развивать площадь: достроить бассейн, баню, или другую отапливаемую зону. Когда требуемая мощность превышена значительно, собственник тратит лишние деньги, а оборудование работает внештатном режиме:
Вывод: при частом включении и выключении тратится больше топлива, чем при непрерывной работе. Покупка котла с превышением мощности не только не имеет смысла, но и вредна для бюджета и оборудования.
5. Как решить проблему высокой мощности и слабой потребности?
В идеальной ситуации котёл работает с постоянной, номинальной мощностью. При этом наружная температура постоянно меняется, а бывают и вовсе аномальные скачки. Что делать? Помогут четырёхходовые смесительные клапаны в гидравлической системе. Или вариант с термогидравлическим распределением. Эти устройства решают проблему не корректировкой мощности котла, а подстраивают регулирующий клапан. Или меняется скорость работы циркуляционного насоса. Температура теплоносителя в батареях становится комфортной, не нарушая оптимальных условий котла. Это решение имеет минус – высокая цена.
 |
| Четырехходовый смесительный клапан |
Для газовых и жидкотопливных котлов эту ситуацию решает многоступенчатые горелки. Более низкая ступень снижает мощность котла при необходимости. Продвинутые модели имеют в конструкции плавную регулировку мощности горелок – модуляцию. Это дешевле и не так хлопотно, как первый вариант.
 |
| Газовая горелка многоступенчатая |
В твердотопливных котлах также бывает встроена настройка мощности и автоматическая подача топлива. Это помогает решить вопрос с избытком мощности при изменениях внешней температуры.
 |
| Устройство автоматической подачитоплива ЖТ-котла |
6. Что будет, если купить котёл меньшей мощности?
Когда собственник ошибся с мощностью в меньшую сторону, это так же плохо, как и переизбыток. Система работает на пределе. Снижается срок службы. Дом отапливается недостаточно, возможно промерзание системы при аномальных морозах.
 |
| Промерзание системы отопления |
7. Зачем обращаться к специалисту?
Мы выяснили, что покупать котёл от площади неправильно. Важно учитывать теплопотери здания. Например, дом в 300 м² может отопить котёл в 15кВт, если все поверхности капитально утеплили. А в дом 150 м² может потребоваться оборудование на 30кВт при тонких стенах и не утеплённой крыши и вентиляции.
На эту тему есть сотни нормативов и регламентов, есть десятки формул. Иногда одно противоречит другому, или нормативы изменяются и непрофессионалу сложно разобраться, актуальны ли эти требования. Можно это все посчитать, вооружившись стопкой справочников. Или обратиться к специалистам, которые сделают точный расчёт в программе и объяснят все тонкости. Помогут сэкономить деньги, время, смоделируют эффективную систему отопления дома.
Как рассчитать необходимую мощность котла для отопления частного дома
От тепловой мощности котла зависит эффективность работы системы отопления. При недостаточной теплопроизводительности система отопления не сможет удерживать комфортную температуру. Если речь идет о газовом или жидкотопливном котле, важно не переусердствовать и с запасом мощности, из-за чего нарушится нормальная работа котла, увеличится расход топлива.
Что такое мощность котла и как ее узнать
Тепловая мощность котла – это максимальное количество тепловой энергии, передаваемой теплоносителю в процессе сгорания топлива (измеряется в киловаттах/час или просто кВт). Это означает, что котел мощностью 20 кВт при непрерывной работе на максимальной мощности за час выработает и передаст теплоносителю 20 кВт тепловой энергии.
Определить мощность котла можно несколькими способами:
Увеличить теплопроизводительность бытового котла без серьезных небезопасных изменений его конструкции невозможно, поэтому к выбору минимально необходимой мощности необходимо подходить ответственно. Если ее будет недостаточно, придется устанавливать дополнительный котлоагрегат или производить утепление стен, пола и потолка, замену окон и дверей в целях снижения теплопотерь.
Способы подбора минимально необходимой мощности котла
Чтобы поддерживать в каждом помещении комфортную температуру, теплопроизводительность системы отопления (соответственно и котла) должна обеспечивать теплопотери дома, которые также измеряются в кВт. То есть теплопроизводительнось котлоагрегата = суммарные тепловые потери дома через стены, пол, потолок, фундамент окна и двери + запас на случай более сильных морозов.
Наглядное изображение теплопотерь частоного дома.
Расчет мощности котла отопления по площади дома
Наиболее простой и распространенный способ. Исходя из практики, для среднестатистического частного дома в климатической зоне Подмосковья, с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м на каждые 10 м 2 необходим 1 кВт тепловой мощности (именно такое соотношение соответствует среднестатистическим теплопотерям). Также мы рекомендуем закладывать запас мощности в 15-25%.
Например, для вышеописанного дома площадью 100 кв. м. минимальная мощность котла = 100 м 2 : 10 * 1,2 (20% запаса) = 12 кВт.
Поэтому, если ваш случай кардинально отличается от среднестатистичекого вышеописанного дома, стоит рассчитать мощность котла более точным методом с учетом всех особенностей, он описан одним пунктом ниже.
Расчет по объему помещения
Еще один довольно простой способ, основанный на СНиП и обычно применяемый для квартир. За исходную величину берется не площадь, а кубатура отапливаемых помещений. Согласно методике, указанной в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», норма удельного расхода тепловой энергии:
Зная эти нормы, площадь квартиры и высоту потолков, можно использовать способ расчета мощности котла отопления по объему помещений.
Например, для квартиры панельного многоквартирного дома площадью 150 кв. м. и высотой потолков 2,7 м (без внешнего и внутреннего утепления стен), минимальная теплопроизводительность = 2,7*150*0,041 = 16,6 кВт.
Из принципа расчета, опять таки, ясно, что весь учет теплопотерь сводится к усредненным значениям и теплопроводности стен из различных материалов. Это значит, что использовать его рационально если внешние стены не утеплены, в квартире имеются не более 4 стандартных окна, радиаторы подключены наиболее эффективным способом, а соседние квартиры отапливаются.
Рассчитываем с учетом всех основных особенностей дома
Подробная формула основывается на площади помещений, однако учитывает все возможные тепловые потери, способ подключения радиаторов, который влияет на КПД системы отопления, а также климатические условия, в которых находится частный дом.
Точная формула для расчета:
Q = 1000 Вт/м 2 *S*k1*k2*k3…*k10,
k1 – к-во внешних стен в помещения (стен, граничащих с улицей):
k2 – ориентация помещения (солнечная или теневая сторона):
k3 – коэффициент теплоизоляции стен помещения:
k4 – подробный учет климатических условий локации (уличная температура воздуха в самую холодную неделю зимы):
k5 – коэффициент, учитывающий высоту потолка:
k6 – коэффициент, учитывающий теплопотери потолка (что находится над потолком):
k7 – учет теплопотерь окон (тип и к-во стеклопакетов):
k8 – учет суммарной площади остекления (суммарная площадь окон : площадь помещения):
k9 – учет способа подключения радиаторов:
k10 – учет расположения батареи и наличия экрана:
Для большего удобства ниже находится калькулятор, где можно рассчитать те же самые значения быстро выбрав соответствующие исходные данные.
Калькулятор для точного определения тепловой мощности
Запас производительности в зависимости от типа котла
Для стандартного одноконтурного котла, вне зависимости от вида используемого топлива, мы всегда рекомендуем закладывать запас мощности 15-25%, в зависимости от температуры в самую холодную декаду и утепленности дома. Однако в некоторых случаях требуется несколько больший запас:
Также часто используется схема с подключением бойлера косвенного нагрева (особенно в связке с твердотопливными котлами). В таком случае излишек мощности может превышать 40-50% (показатель рассчитывается по ситуации). Стоит понимать, что любом из случаев предусмотренный запас не «простаивает», а используется будь то в целях нагрева горячей воды, восполнения более высоких теплопотерь или нагрева буферной емкости.
Высокий белый бак справа от котла – накопительный бойлер косвенного нагрева, постоянно поддерживающий большой объем горячей воды.
Почему не стоит подбирать котел со слишком большим запасом мощности
С недостатком теплопроизводительности все предельно понятно: система отопления попросту не обеспечит желаемый уровень температуры даже при беспрерывной работе. Однако, как мы уже упоминали, серьезной проблемой может стать и переизбыток мощности, последствиями которого являются:
Когда чрезмерная теплопроизвоительность все же уместна
Единственной причиной выбрать версию котла гораздо большей мощности, чем нужно, как мы уже упоминали, является использование его в связке с буферной емкостью. Буферная емкость (также теплоаккумулятор) – это накопительный бак определенного объема наполненный теплоносителем, назначение которого – накапливать излишки тепловой мощности и в дальнейшем более рационально распределять их в целях отопления дома или обеспечения горячего водоснабжения (ГВС).
Например, теплоаккумулятор – отличное решение, если недостаточно производительности контура ГВС или при цикличности твердотопливного котла, когда топливо сгорая отдает максимум тепла, а после прогорания система быстро остывает. Также теплоаккумулятор часто используется в связке с электрокотлом, который нагревает емкость в период действия сниженного ночного тарифа на электроэнергию, а днем накопленное тепло распределяется по системе, еще долго поддерживая желаемую температуру без участия котла.