Как рассчитать электрокотел для отопления частного дома

Электрическое отопление.

Электрическое отопление — один из существующих видов отопления помещения. Во многих городах целые улицы на сегодня остаются без газа, поэтому для отопления своих домов жителями используется электрическое отопление. Основная энергия, которая берется за преобразуемую в тепло — это электрическая. Осуществляется преобразование энергии несколькими способами. На использовании электрической энергии базируется пять основных видов электрического отопления.

Для расчета систем отопления дома, вы можете воспользоваться калькулятором расчета отопления, теплопотерь дома.

Виды электрического отопления:

• Обогревающие электрические конвекторы.
• Система электрического теплого пола.
• Инфракрасные обогреватели.
• Тепловентиляторы, электрические тепловые пушки и масляные радиаторы.
• Электрические котлы с контуром отопления.

В эксплуатации почти все системы электрического отопления считаются дорогостоящими, что обусловлено постоянно растущей ценой на электричество. Изучив характерные особенности основных видов отопления более подробно, можно сделать вывод о возможности установить электрическое отопление вместе с другими видами топлива для отопления жилища и не переплачивать за это.

Обогревающие электрические конвекторы.

В качестве обогревающего элемента они используют ТЭН. Только здесь он установлен не в воде, а заключен в изолятор из керамики и безопасный изящный корпус из стали или алюминия. Нагрев происходит от теплого корпуса прибора и воздуха, который находится внутри. Начинается циркуляция и нагрев воздуха, когда нагретый воздух начинает подниматься, уступая место более холодным массам.

Конвекторы бывают:

• Напольные;
• Настенные(плоские прямоугольники различных размеров);

Также конвекторы могут быть внешними или встроенными, внутри них всегда установлен термостат, который поддерживает требуемую температуру. Такие приборы быстро прогревают комнату, их можно устанавливать в любом месте. Они практически не нуждаются в управлении: выбранный режим, поддерживает термостат. Детали корпуса не нагреваются больше 60 градусов, их корпус прочно и надежно изолирован от ТЭНа, а современные модели конвекторов не сушат воздух, благодаря чему прибором можно пользоваться и во влажных помещениях. У одного конвектора достаточно маленькая мощность, поэтому для использования их как электрическое отопление, понадобится несколько штук. Суммарную мощность всех конвекторов должна выдерживать электрическая проводка в доме (обычно мощность каждого прибора от 1 до 3 кВт).

Инфракрасные обогреватели.

Инфракрасные обогреватели, как вид электрического отопления получили популярность совсем недавно. Принцип их действия основан на преобразовании электрической энергии в инфракрасные лучи, которые и нагревают любые предметы. Они бывают таких типов: в виде плоских напольных или настенных прямоугольников, а также в виде различных устройств на ножках.

Мощность инфракрасных обогревателей разных моделей колеблется от 0,25 до 3−4 кВт, как правило, имеется ступенчатый регулятор мощности. В определенной зоне эти обогреватели могут достаточно быстро нагреть воздух, для полноценного обогрева дома их понадобится несколько. Для нормального обогрева помещения существуют системы инфракрасных полов или стен. Эти обогреватели экономичнее других видов электрического отопления. Инфракрасные обогреватели можно направить только на требуемые участи обогрева комнаты, что и обусловило их экономичность. Кроме того, человек будет сам немного нагреваться (хотя воздух будет не так нагрет) и появится чувство субъективного комфорта, если находиться в зоне действия инфракрасных лучей обогревателя.

Электрический теплый пол.

Этот вид отопления представляет собой тонкие проводники тока, которые вмонтированы в пол. Известны два вида электрических полов: кабель, который укладывается на нужных участках пола (волнами, зигзагами, полосами) и бывает в виде пленки с нанесенным проводником (по типу печатных плат радиоаппаратуры). Проводник всегда делается только из определенных материалов, которые для тока представляют большое сопротивление. Поэтому он нагревается во время прохождения тока, в результате чего нагревается и сам пол, отдавая затем свое тепло воздуху в помещении.

Существуют такие виды монтажа электрического пола:

• Заливка кабеля в бетон или наливной пол
• Пленочные маты можно постелить под линолеум или ламинат
• Закрепление кабеля под дощатым или паркетным полом.

Установить теплый пол возможно в любых помещениях. Исходя из их характеристик и площади рассчитывается количество греющего кабеля или мата. К электросети они подключаются при помощи электронного регулятора, который устанавливают на нужный режим обогрева. Данный регулятор сам включит и выключит обогрев, что позволяет сэкономить расходы за электроэнергию. Теплый пол зарекомендовал себя как довольно удобный вид электрического отопления, но для хорошего обогрева помещения потребуется монтаж теплого пола по всему периметру пола, что при больших размером помещения является экономически не выгодным вариантом.

Также для обогрева применяются такие приборы как тепловентиляторы, масляные обогреватели и тепловые завесы, но их часто используют только при вспомогательном обогреве, это объясняется их недостатками. Они почти все быстро нагревают помещение, только если оно небольшое по площади (это не касается мощных тепловых пушек и завес), еще они потребляют много энергии и являются пожароопасными. У них самая простая регулировка мощности и сами они не могут поддерживать нужную температуру и почти всегда сушат воздух.

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.

Для учёта климатических зон разработали коэффициенты, которые корректируют эту формулу:

• Средняя полоса России – это 1-1,5;
• Северные районы – это 1,5-2;
• Южные территории – 0,7-0,9;
• Москва и Подмосковье – 1,2-1,5.

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.

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.

На этом можно было бы прекратить читать эту статью. Но разница между примерным и точным расчётом в нескольких нюансах. Что за нюансы — спросите вы. Ответ на этот вопрос заложен в следующих пунктах.

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

Кирпич (1600 кг/м³ — плотность)

510 мм (если делать кладку в два кирпича), R=0,73 °С·м²/Вт

1380 мм
2190 мм

150 мм, R=0,83 °С·м²/Вт

Керамзитобетон (1200 кг/м³ — плотность.)

300 мм, R=0,58 °С·м²/Вт

1025 мм
1630 мм

Щит деревянный (внутри заполнение минеральной ватой + слой внутренней и наружной обшивки по 25 мм)

150 мм, R=1,84 °С·м²/Вт

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.

Куда уходит тепло:

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.

3. Как посчитать мощность с учётом теплопотерь?

Что такое теплопотери? Допустим, на улице мороз -20 градусов, дома средняя температура равна +20 градусов. Эти величины уравновешиваются через обмен энергией. Происходят тепловые потери. Вычислить мощность котла с высокой точностью помогает величина теплопотерь при суровых условиях погоды.

Шаг 1

Потери тепла определяются по формуле: Q = Q_крыши + Q_стен + Q_пола + Q_дверей + Q_окон,

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:

Р_кот. = (S_помещ.*P_уд. ) / 10, где Р_кот. — мощность котла, S_помещ. — суммарная площадь комнат в доме, где планируется отопление, P_уд. — удельная мощность по условиям климата.

Р_кот. = (Q_потерь*S_{от. площ.} ) / 100, где Р_кот. — мощность котла, Q_потерь – теплопотери, S_{от. площ.} – суммарная площадь отапливаемых комнат.

Шаг 4

Для электрического и газового котла можно воспользоваться таблицей для проверки:

[Выбираем!] Лучшие 2-контурные электрокотлы для отопления загородного дома

Несмотря на затраты, связанные с использованием электроэнергии, электрокотлы продолжают привлекать владельцев частных домов безопасностью, малыми габаритами и простотой эксплуатации. При этом двухконтурные модели способны не только выступать в роли сердцевины отопительной системы, но и обеспечивать жилье горячим водоснабжением.

Двухконтурные электрокотлы в системе отопления

Конструкцией котла предусмотрено подключение замкнутого контура системы отопления, по которой перемещается теплоноситель, а также отдельно трубопровода, отвечающего за подачу горячей воды к потребителям. Подогрев последней происходит либо по проточному принципу, либо же за счет нагрева во встроенной накопительной емкости.

Важно! В летний период двухконтурный электрокотел не отключается полностью и продолжает нагревать воду системы ГВС, при этом не задействуя нагреватель теплоносителя самого отопления дома. Фактически теплогенератор одновременно выполняет роль проточного нагревателя воды и функционирует как независимая котельная.

Оборудование подключается либо к бытовой электросети с напряжением 220 В, либо к трехфазным 380 вольтам. Данная информация указывается в инструкции к эксплуатации и описании котла. Обычно если мощность нагревателя не превышает 6 кВт, он запитывается от 220 В, однако, для его подключения требуется отдельная линия с соответствующим сечением проводки.

Как и одноконтурные варианты, двухконтурные электрокотлы, исходя из способа нагрева теплоносителя, делятся на:

• Модели с ТЭНами – по принципу работы сравнимы с кипятильником. Нагрев теплоносителя может происходить либо проточным, либо принудительным методом. Среди плюсов следует отметить относительно низкую стоимость вместе с привлекательным дизайном. К минусам причисляется постепенное падение эффективности оборудования из-за образования накипи на нагревательных элементах.
• Электродные варианты – используют электроды, через которые протекает ток, нагревающий теплоноситель за счет его внутреннего сопротивления. Фактически при работе происходит ионизация воды. Такое оборудование отличается невысоким ценником, компактностью и безопасностью, если произойдет утечка теплоносителя. С другой стороны, электроды в процессе эксплуатации котла быстро изнашиваются.
• Индукционные котлы – функционируют за счет индукционных катушек. Преимуществом такой конструкции является отсутствие прямого контакта между нагревательными частями и водой. За счет этого возрастает эксплуатационный ресурс, но есть и минусы. В первую очередь, речь идет о довольно больших размерах и стоимости.

Важно! Отличительная черта качественных электрических двухконтурных котлов для отопления частного дома – полная бесшумность в работе. Единственное, что может издавать звук – циркуляционный насос.

Особенности электрических котлов напольного и настенного размещения

Современные двухконтурные электрокотлы для покупателей доступны в настенном и напольном исполнении. Первые более предпочтительны для организации автономного отопления квартиры многоэтажного дома по следующим причинам:

• Компактные размеры , позволяющие встроить теплогенератор в шкаф, спрятать в нишу.
• Сравнительно невысокая мощность , избыток которой едва ли будет, но ее достаточно для обогрева квартиры.

• Разнообразие функций , среди которых можно выделить встроенный бойлер, микропроцессорное управление.

Некоторые настенные модели создаются специально для работы в составе низкотемпературной системы. Для отопления дома или коттеджа применяются электрокотлы в напольном исполнении, так как они банально мощнее и хорошо справляются с обогревом подобного жилища.

Важно! При наличии встроенного накопительного бака и внешнего теплоаккумулятора, напольный котел позволит экономить около 30% электроэнергии.

Для этого оборудование подключается к трехтарифному счетчику. Это позволяет ему попросту не работать днем, когда стоимость электричества максимальная, а нагревать воду в полном объеме во время активности ночного тарифа, заполняя ею, собственно, теплоаккумулятор.

Расчет требуемой мощности двухконтурного электрокотла

В зависимости от типа электрокотла, его мощность может составлять 2,5 – 60 кВт. Количество требуемых киловатт тепла для обогрева дома определенной площади рассчитывается индивидуально, а во внимание берется множество второстепенных факторов, вроде качества теплоизоляции, материала стен, потолка и пола, площади окон. Приблизительное значение мощности рассчитывается по формуле W=(S*Wу)/10:

• W – собственно, требуемая мощность электрокотла, измеряемая в киловаттах.
• S – общая площадь отапливаемого здания в метрах квадратных.
• Wу – мощность удельная. Этот параметр привязан к климату региона. Для Московской области, в качестве примера, он находится в пределах 1,2 – 1,5 кВт.

Учитывая, что двухконтурный котел отдельно обеспечивает ГВС, при расчетах вносится в среднем 20-процентная поправка.

Когда двухконтурный электрический котел в доме выгоден

С экономической точки зрения двухконтурный котел следует устанавливать для организации отопления в частном доме в двух случаях:

• более дешевые виды топлива недоступны.
• доступ к более дешевым видам топлива ограничен, дозирован, либо же наблюдаются перебои в снабжении.

Яркий пример последнего пункта – нестабильная работа газовой магистрали. Тут двухконтурный агрегат имеет смысл использовать в качестве резерва. Применять его, как основной нагреватель, слишком дорого из-за высокой цены на электроэнергию.

Выбор между одноконтурным и двухконтурным электрокотлом

Одноконтурные модели электрокотлов предназначены исключительно для нагрева теплоносителя в отопительной системе. Для организации горячего водоснабжения владельцу придется докупать внешний бойлер, что по суммарной стоимости может превзойти покупку всего одного двухконтурного варианта.

Котлы с двумя контурами изначально рассчитаны на одновременный нагрев как воды в системе ГВС, так и теплоносителя в домашнем отоплении. С одной стороны, это явный плюс, с обратной же такое оборудование потребляет чрезмерно много электричества, что делает его использование в отдельных случаях слишком дорогостоящим.

Правильно подбираем мощность электрокотла для квартиры или дома

Перед покупкой любого отопительного оборудования каждый клиент уточняет основные характеристики устройства и то, как они соответствуют нужным требованиям. Главным таким показателем можно смело назвать мощность электрокотла. Зная ее каждый сразу определит, подходит ли модель для его нужд или нет. Для того, чтобы оперировать хотя бы приблизительными цифрами, нужно заранее их просчитать. Также важно понимать, от каких факторов они зависят.

Подбор мощности в зависимости от квадратуры

Самым простым методом считается расчет нужной мощности электрического котла, основанный на площади помещения, которое планируется обогревать. Так, в зонах, где климат мягкий, необходимо использовать пропорцию 100 Вт на 1 кв. м. В южных или северных регионах показатели могут отличаться на 20 единиц.

Конечно же, такой подход не является правильным. Но чтобы не мерзнуть зимой, лучше купить установку с большими показателями. Как правильно рассчитать мощность электрического котла, имея только площадь? Очень просто. Правда для этого еще необходимо знать удельный коэффициент, чтобы вычислить регион. Для теплых широт он составляет 0,7. Средние используют 1,2. А северные – 2.

Важно! Обязательно нужно помнить, что в случае неправильного определения, будет затрачиваться лишняя электроэнергия. Это может заметно увеличить операционные расходы.

Для вычисления мощности установки, нужно подставить значения в формулу: W=S*K, где

W – вычисляемый параметр оборудования;

S – площадь помещения, которое нужно обогреть;

Подход не является идеальным. Но при этом он берет во внимание реальные климатические условия, которые напрямую влияют на скорость остывания здания.

Первым делом это зависит от невозможности сдерживания энергии внутри сооружения.

Подбор мощности в зависимости от теплопотерь

Итак, уже понятно, что мощность электрического котла выбирается, не только отталкиваясь от имеющейся квадратуры. Так как этот показатель не охватывает ситуацию полностью, за что хозяин дома или квартиры может поплатиться в будущем.

Во время выбора агрегата, необходимо обязательно учитывать теплопотери. Так, например, если здание имеет явные элементы, через которые уходит энергия – установлены панорамные окна, имеются щели в дверях – отапливать такое сооружение будет сложно, независимо от установки. Особенно если используются электрические котлы малой мощности.

Важно понимать, что агрегат должен вырабатывать тепла больше, чем теряет помещение. При этом нужно учитывать, что энергия выходит из дома постоянно, а значит и оборудование будет работать всегда. Это точно недопустимо. Любой нагреватель обязательно должен отдыхать. А потому рассчитывать мощность котла нужно с запасом. Все дело в том, что при постоянной работе установка быстро выйдет из строя. А это довольно неприятно, особенно когда на за окном мороз.

Перед покупкой котла нужно определить теплопотери здания, так как это напрямую будет влиять на потребляемый ресурс, а точнее – на его количество. Понадобится такая информация:

• материал, из которого сделаны стены и перекрытия;
• их толщина;
• площадь окон и число камер.

Все сырье имеет разную теплопроводимость. Ее можно посмотреть в соответствующей таблице:

Затем, как мы узнаем отдельные элементы, берется расчетный общий показатель. Для этого нужно площадь отапливаемого помещения умножить на разницу температур в доме и на улице. Полученный результат делится на общее теплосопротивление. При этом дельта берется для максимальных показателей.

Такой подход позволит вычислить самые точные параметры для оборудования. Поэтому не стоит лишний раз лениться, а пользоваться именно этим методом. Конечно же на него нужно потратить гораздо больше времени, но зато результат будет максимально приближенным к истине.

Подбор мощности в зависимости от теплоносителя

Чтобы правильно выбрать электрический котел, важно также помнить о теплоносителе, с помощью которого и будет проводится отопление. Для вычисления нам нужно знать:

• его объем;
• какая именно жидкость;
• схему разводки.

Стоит отметить, что последний фактор можно назвать незначительным. Тем не менее он все же способен немного поменять общую картину.

А вот первый – объем – важный параметр. Например, вычислив максимально точную мощность, которую должен иметь электрический котел, не был учтен теплоаккумулятор. А такой бак помещает в себе много жидкости – в среднем не менее 300 литров. В результате система будет плохо работать.

Важно! Для нагревания одного литра воды электрический котел тратит 0,001 кВт энергии в час.

Установка поднимает температуру жидкости до установленного пользователем уровня. Для примера возьмем показатель в 40 градусов. Так, в случае первого запуска теплоноситель будет прогрет максимум до отметки в 20 единиц по Цельсию. После достижения поставленной цели электрическая установка отключится с помощью автоматики. Либо внешний датчик сделает это. В первую очередь зависит от «начинки» и модели.

Стоит понимать, что, если в системе вместе с тепловым аккумулятором будет много жидкости и при этом производительность оборудования окажется небольшой – ему придется работать всегда. А это неприемлемо. Обязательно нужно знать, что использование в системе отопления антифриза также создает лишнюю работу агрегату. Ведь такие смеси имеют меньшую теплопроводимость. А это увеличит потребление энергоресурсов и длительность работы, что не является положительным моментом.

При расчете мощности котла обязательно нужно учитывать теплопотери. Кроме того, необходимо уточнить у специалиста, сможет ли та или иная модель справиться с имеющимся количеством теплоносителя. Конечно же, можно все вычисления провести быстро и максимально просто, но тогда во время использования агрегата скорее всего появятся проблемы.