Как правильно выбрать электрокотел для отопления

Система отопления в доме является одной из главных коммуникаций, потому ее установке уделяется особое внимание. Эффективность работы зависит от точности разработанной схемы расположения каждого элемента, их качества, вида и мощности котла, который обеспечивает нагрев воды. Сейчас промышленность представляет на рынке несколько типов этих устройств. Выбор зависит от доступности вида топлива, для которого предназначен котел.

Подробный обзор

Выбор вводного автомата и пускателей

Принципиальная схема автоматики электрокотла всегда начинается с подачи напряжения через вводной автомат.

Электрическое отопление подразумевает, как правило, наличие трехфазного ввода 380В. Значит и автомат должен быть трехполюсным.

Обратите особое внимание, это должен быть именно один трехполюсный выключатель, а не три отдельных однополюсных.

При КЗ и повреждении греющего элемента любой фазы, защита должна прекращать подачу напряжения по всем фазам.

После вводного автомата фазные проводники нужно разделить.

Делается это на электромагнитных пускателях.

Именно на них и ложится основная работа по автоматической коммутации Автомат то вы включаете и выключаете ручками, а пускатель будет это делать без вашего участия, на основе подачи управляющего напряжения от соответствующих датчиков.

При этом в отличие от автомата, покупайте три отдельных однофазных модульных пускателя. Старые модели типа ПМЛ, ПМА, КМИ здесь не подойдут. И дело вовсе не в их шумной работе и громких щелчках.

Модульный трехфазный экземпляр в едином корпусе, тоже будет не пригоден для нашей схемы.

Самое главное преимущество однофазных – возможность ручной и очень простой регулировки мощности электрокотла. Подробнее об этом будет сказано ниже.

К силовым клеммам каждого контактора, как раз-таки и подключаются нагревательные элементы (ТЭН, электроды) котла отопления.

Виды котлов

Виды котельного оборудования:

  • газовое. Высоко эффективное, но в домашних условиях изготавливать не стоит. Агрегаты относятся к устройствам повышенного уровня опасности. Создание требует навыков, технологий;

Газовый котел

  • электрокотлы. Неприхотливые в вопросе создания, эксплуатации. Сделать собственноручно отопительный прибор можно. Повышенных требований к безопасности нет;
  • жидкотопливное. Конструкция проста. С выполнением работ справится любой мужчина. Сложность в регулировке форсунок;
  • твердотопливное. Эффективны, универсальны. Просты в эксплуатации, изготовлении. Легко модифицируются, перестраиваются на другое топливо. Агрегаты также применяют для обогрева промышленных площадей.
Виды котлов

Важно выбрать материал, из которого будет изготавливаться электрокотел.

Хорошие технические параметры у жаростойкой нержавеющей стали. Но она дорогая. Для обработки материала необходимо оборудование. Можно выбрать чугун.

При самостоятельном изготовлении, лучше взять листовую сталь или трубу толщиной не менее 4 мм. Свойства чугуна хороши. Прост, легок в обработке. С ним справятся обычные бытовые устройства.

Недостатки использования стабилизатора

Что будет, если подключить котел через стабилизатор? Тут есть несколько нюансов.

Во-первых, это дорого. Зачастую стоимость стабилизатора сопоставима со стоимостью котла. К тому же, любое дополнительное устройство в системе приводит к снижению надежности всей системы.

Во-вторых, любой стабилизатор повышает напряжение на выходе за счет увеличения потребляемого тока на входе. Закон сохранения энергии работает четко.

Другими словами, при 220 вольтах наш 6-киловаттный электрокотел потребляет от сети около 27 А. Если напряжение снизится, например, до 170 вольт, то потребляемый от сети ток возрастет до 35 А (без учета КПД самого стабилизатора).

Это нужно учитывать. Перед подключением стабилизатора необходимо проверить пороги срабатывания автоматов защиты, а также соответствие электропроводки требованиям ПУЭ в условиях возросшего тока.

Третий нюанс вытекает из второго. Известно, что просадка напряжения бытовой сети происходит по двум причинам: превышение предельной мощности трансформаторной подстанции (насыщение трансформатора с последующим выходом его из строя) или, чаще, большое падение напряжения на линии электропередачи (низкое качество соединений, недостаточное сечение провода).

Величина падения напряжения на ЛЭП рассчитывается по закону Ома:

U = IR [В], где I — ток в линии, А R — общее сопротивление ЛЭП, Ом

При попытке стабилизатора «вытянуть» напряжение до требуемого уровня, ток в сети повышается, что, в свою очередь, приводит к дополнительной просадке напряжения. Процесс коррекции повторяется до тех пор, пока стабилизатор не уходит в защиту из-за слишком низкого входного напряжения.

На самом деле, описанная выше ситуация маловероятна. Такое возможно только если вы являетесь единственным потребителем на всей линии электропередачи. Но то, что стабилизаторы создают дополнительную нагрузку на сеть — чистая правда.

Сборка и установка электрокотла

В создании электрокотла потребуется:

  1. Трехфазный ТЭН
  2. Отрезок толстостенной стальной трубы полуметровой длины диаметром 219 мм.
  3. Стальной лист толщиной 2 мм (для крышек).
Читайте также:  Электрокотел для теплого водяного пола: схема и обвязка

Для обеспечения необходимой герметичности корпуса потребуется приварить с обеих сторон трубы стальные крышки. В той, которая будет располагаться в верхней части устройства, необходимо сделать отверстие диаметром 40−50 ммдля горячей воды, поступающей в отопительную систему. В нижней части трубы в боковой части также создается отверстие, в которое будет поступать охлажденный теплоноситель. Напротив него или на нижней крышке монтируется ТЭН.

Дополнительно следует установить в трубе, подающей охлажденную воду, электронасос, который обеспечит необходимую циркуляцию воды в системе. Установленные шаровые вентили позволят перекрывать электрокотел, производить ремонт без необходимости сливать всю воду из системы.

Обеспечивает работу агрегата электрическая часть. Для нее потребуется сборка электрощита. Если в доме нет трехфазного ввода, понадобится его подключение. В металлическом щите размещаются магнитный пускатель, автомат, тумблер, реле, кнопки для управления котлом. Монтаж щита производится квалифицированным специалистом. Кроме щита требуется создание заземления. К металлическому штырю приваривается болт. Конструкция размещается над полом. Провод прикручивается к болту, проводится в электрощит. Качество работы заземления проверяется ежегодно специализированной организацией с фиксированием результатов замеров в протоколе.

Схема электрокотла:

  1. труба для отвода горячей воды;
  2. корпус;
  3. трубчатый электронагреватель;
  4. труба входа охлажденной воды;
  5. фланец верхний с прокладкой для герметизации;
  6. поддон;
  7. фланец нижний;
  8. крышка поддона;
  9. нижняя крышка корпуса;
  10. отверстие для подведения электрического шнура;
  11. прокладка.

Электрическая схема:

  • А — АП-50−3МТ (автомат);
  • МП — магнитный пускатель;
  • П, С — кнопки;
  • Т — тумблер;
  • Р — реле;
  • Пр — предохранитель;
  • ТР — ТР-0М5−03 (датчик температуры).

Установка дополнительных автоматических систем дает возможность обеспечить безопасность работы электрокотла и удобство в пользовании. Специальные датчики позволяют устанавливать в доме комфортную температуру, отключать систему в случае аварийной ситуации.

Сколько потребляет электрический котел отопления в месяц, как рассчитать

Электрокотел недорог, удобен в обслуживании и прост в установке. Если бы не высокая стоимость источника энергии, его можно было бы смело причислить к самым лучшим отопительным приборам. Но «кушает» он много, поэтому важно провести расчёты энергопотребления, чтобы подобрать оптимальный режим работы имеющегося котла. Или подходящую мощность в том случае, когда предстоит покупка агрегата.

Сколько энергии потребляет электрокотёл в месяц

Самый простой способ расчёта — от мощности. Он применим в том случае, если отопительная система уже установлена и владельцу нужны просто ориентировочные цифры. Например, для оценки целесообразности перехода на двухтарифный счётчик.

При такой грубой математике берётся половина паспортной мощности котла и умножается на количество часов в сутках. Если нужен расчёт на месяц, то полученный результат умножается ещё и на количество дней. Так, агрегат мощностью 10 кВт за сутки использует 5*24=120 киловатт-часов. За месяц набежит ориентировочно 120*30=3600 кВт.

В расчёт берётся только половина мощности, потому что бо́льшую часть времени котёл работает на поддержание заданной температуры теплоносителя. Если проще: включается и нагревает воду, затем отключается и ждёт пока она остынет. При правильно смонтированной системе отопления режим ожидания можно принимать равным рабочему.

Как подсчитать точнее

В том случае, если нужно знать количество затрачиваемой на обогрев дома энергии Q с целью определения необходимой мощности котла, понадобится знание следующих параметров:

  • объём отапливаемых помещений, V;
  • дельту температур Dt;
  • коэффициент утепления k.

Объём получают путём умножения суммы площадей комнат на высоту. Дельта — разница между желательной температурой внутри дома и средней пяти самых холодных дней в году.

Коэффициент утепления (ориентировочные обобщённые значения):

Сколько потребляет электрический котел отопления в месяц, как рассчитать
  • для дома с утеплённым фасадом и тройными стёклами приблизительно равен 1;
  • неутепленные стены и двойное окно — 2;
  • тонкие стены и одинарное окно — 3;
  • Итоговая формула выглядит так: Q = V*Dt*k/860.

На примере:

  1. Суммарная площадь всех комнат составляет 100 м2, высота потолков -2,5 м. V= 100*2,5 =250 С.
  2. Желательно поддержание температуры в помещении на отметке 20 С, зимний минимум на улице составляет — 25 С. Dt= 20 — (-25) =20+25 =55 С.
  3. Стены не утеплены, окна — двойной стеклопакет. Соответственно k = 2.
  4. Полученные значения подставляются в формулу. Q =250 * 55 * 2/ 860 =27500/860 = 31,9 кВт.

Гипотетическому олигарху, чтобы отопить жилплощадь, понадобится котёл мощностью 32 кВт. Среднее почасовое энергопотребление составит 16 кВт.

Этой же формулой можно пользоваться для подсчёта фактически затрачиваемой двухконтурным котлом с ГВС энергии именно на отопление.

Что влияет на потребляемость

Результаты вычислений внушают опасение, но в реальности всё не настолько страшно. Во втором примере приведены расчёты максимального почасового энергопотребления в самые холодные зимние ночи. Но обычно ведь на улице значительно теплее и, соответственно, дельта температур намного меньше.

Есть смысл проводить вычисления, ориентируясь на среднемесячный показатель, который можно узнать из архивных сводок метеослужб. При определении дельты эту цифру подставляют на место минимальных значений.

Так получится узнать усреднённое максимальное почасовое энергопотребление в конкретном месяце Qmax. Чтобы получить среднемесячное значение, пригодится формула: Q = Qmax/2*24*х, где Q — энергия, израсходованная за месяц, а х — число календарных дней. Пример её использования приведён в первом разделе статьи.

Читайте также:  Выбираем и строим садовую печь своими руками: схемы и порядовки

Электрический котел отопления расчет мощности

» Отопление » Электрический котел отопления расчет мощности

Котёл – это основной агрегат отопительной системы, от производительности которого зависит возможность инженерной сети обеспечивать строение требуемым количеством тепла. Грамотный предварительный расчёт мощности отопительной установки гарантирует комфортный микроклимат в помещении и поможет исключить лишние затраты при её покупке.

Основной расчёт мощности электрического теплогенератора

Определение! Мощность электрического отопительного агрегата должна полностью восполнять теплопотери всех помещений. При необходимости – учитывается мощность, которая будет расходоваться на нагрев воды.

Профессиональный расчёт мощности электрического отопительного оборудования учитывает следующие факторы:

  • Среднестатистическую температуру в наиболее холодный период года.
  • Изоляционные характеристики материалов, использованных при сооружении ограждающих конструкций домостроения.
  • Тип разводки отопительного контура.
  • Отношение суммарной площади дверных и оконных проёмов и площади несущих конструкций.
  • Конкретные сведения о каждом отапливаемом помещении – количество угловых стен, предполагаемое число радиаторов и прочее.

Внимание! Для выполнения особо точных расчётов принимают во внимание бытовую технику, количество компьютеров и видеотехники, которые также вырабатывают тепловую энергию.

Обычно профессиональные вычисления проводят редко, а при покупке выбирают агрегат, мощность которого превышает приблизительно рассчитанную величину.

Для примерного расчёта мощности (W) применяют следующую формулу:

W=S*Wуд/10м2, где S – площадь отапливаемого строения в м2.

Wуд – это удельная мощность агрегата, величина которой индивидуальна для каждого региона:

  • для холодного климата – 1,2-2,0;
  • для средней полосы – 1,0-1,2;
  • для южных районов – 0,7-0,9.

Определение мощности, необходимой для снабжения горячей водой

Мощность, необходимая для нагрева воды для технических нужд, определяется количеством постоянных потребителей, точек водоразбора, общего количества используемой тёплой воды.

Совет! Для приблизительного определения мощности отопительного агрегата, работающего одновременно на нагрев воды, следует к расчётной мощности для обогрева помещения добавить 20%. В случаях частого водоразбора мощность увеличивают на 25%.

Расчёт объёма накопительного водонагревателя

Если планируется в комплексе с электрической отопительной установкой использовать ёмкостный водонагреватель, то его объём (Vв) можно рассчитать по следующей формуле:

Vв=V*(T-T’)*( T”-T’), где V – требуемое количество подогретой воды, T – требуемая температура подогретой воды, T’ – температура воды, к которой подмешивают горячую воду из нагревателя, T”– температура подогретой в водонагревателе воды.

Выбрав мощность электрической отопительной установки, и определив объём водонагревателя, по формуле можно рассчитать, за какое время (Т, сек) будет нагрета вода:

Т=m*CB*(t2-t1)/P, где m – масса (кг) воды в накопителе, CB – это удельная теплоёмкость воды, которая принимается равной 4,2 кДж/(кг*К), t2 и t1 – конечная и исходная температура воды в бойлере соответственно, P – мощность отопительного агрегата, кВт.

Дополнительные факторы, учитываемые при расчёте мощности электрокотла

Эксплуатация любого теплогенератора, в том числе, электрического, может сопровождаться дополнительными потерями:

  • Если домостроение проветривается слишком интенсивно, то из-за ускоренного воздухообмена помещения будут терять примерно 15% тепла.
  • Слабое утепление стен может стать причиной потери 35% тепловой энергии.
  • Через оконные рамы уходит примерно 10% тепла, а если окна старые, то это количество может быть ещё больше.
  • Неутеплённые полы снизят теплоснабжение комнат ещё примерно на 15%.
  • Через неправильно устроенную конструкцию крыши может уйти примерно четвёртая часть тепла.

Внимание! Если в отапливаемом помещении присутствует хотя бы один из факторов непроизводительных тепловых потерь, то его обязательно необходимо учитывать при расчётах мощности.

При желании расчёт требуемой мощности и необходимого объема можно осуществить с помощью онлайн калькулятора, максимально учитывающего все характеристики отапливаемого объекта.

Мощность электрокотла

Расчёт мощности электрического котла отопления. Определение объема водонагревателя, расчет теплопотери здания

Котёл – это основной агрегат отопительной системы, от производительности которого зависит возможность инженерной сети обеспечивать строение требуемым количеством тепла. Грамотный предварительный расчёт мощности отопительной установки гарантирует комфортный микроклимат в помещении и поможет исключить лишние затраты при её покупке.

Основной расчёт мощности электрического теплогенератора

Определение! Мощность электрического отопительного агрегата должна полностью восполнять теплопотери всех помещений. При необходимости – учитывается мощность, которая будет расходоваться на нагрев воды.

Профессиональный расчёт мощности электрического отопительного оборудования учитывает следующие факторы:

  • Среднестатистическую температуру в наиболее холодный период года.
  • Изоляционные характеристики материалов, использованных при сооружении ограждающих конструкций домостроения.
  • Тип разводки отопительного контура.
  • Отношение суммарной площади дверных и оконных проёмов и площади несущих конструкций.
  • Конкретные сведения о каждом отапливаемом помещении – количество угловых стен, предполагаемое число радиаторов и прочее.

Внимание! Для выполнения особо точных расчётов принимают во внимание бытовую технику, количество компьютеров и видеотехники, которые также вырабатывают тепловую энергию.

Обычно профессиональные вычисления проводят редко, а при покупке выбирают агрегат, мощность которого превышает приблизительно рассчитанную величину.

Для примерного расчёта мощности (W) применяют следующую формулу:

W=S*Wуд/10м2, где S – площадь отапливаемого строения в м2.

Wуд – это удельная мощность агрегата, величина которой индивидуальна для каждого региона:

  • для холодного климата – 1,2-2,0;
  • для средней полосы – 1,0-1,2;
  • для южных районов – 0,7-0,9.

Определение мощности, необходимой для снабжения горячей водой

Мощность, необходимая для нагрева воды для технических нужд, определяется количеством постоянных потребителей, точек водоразбора, общего количества используемой тёплой воды.

Совет! Для приблизительного определения мощности отопительного агрегата, работающего одновременно на нагрев воды, следует к расчётной мощности для обогрева помещения добавить 20%. В случаях частого водоразбора мощность увеличивают на 25%.

Расчёт объёма накопительного водонагревателя

Если планируется в комплексе с электрической отопительной установкой использовать ёмкостный водонагреватель, то его объём (Vв) можно рассчитать по следующей формуле:

Vв=V*(T-T’)*( T”-T’), где V – требуемое количество подогретой воды, T – требуемая температура подогретой воды, T’ – температура воды, к которой подмешивают горячую воду из нагревателя, T”– температура подогретой в водонагревателе воды.

Выбрав мощность электрической отопительной установки, и определив объём водонагревателя, по формуле можно рассчитать, за какое время (Т, сек) будет нагрета вода:

Т=m*CB*(t2-t1)/P, где m – масса (кг) воды в накопителе, CB – это удельная теплоёмкость воды, которая принимается равной 4,2 кДж/(кг*К), t2 и t1 – конечная и исходная температура воды в бойлере соответственно, P – мощность отопительного агрегата, кВт.

Дополнительные факторы, учитываемые при расчёте мощности электрокотла

Эксплуатация любого теплогенератора, в том числе, электрического, может сопровождаться дополнительными потерями:

  • Если домостроение проветривается слишком интенсивно, то из-за ускоренного воздухообмена помещения будут терять примерно 15% тепла.
  • Слабое утепление стен может стать причиной потери 35% тепловой энергии.
  • Через оконные рамы уходит примерно 10% тепла, а если окна старые, то это количество может быть ещё больше.
  • Неутеплённые полы снизят теплоснабжение комнат ещё примерно на 15%.
  • Через неправильно устроенную конструкцию крыши может уйти примерно четвёртая часть тепла.

Внимание! Если в отапливаемом помещении присутствует хотя бы один из факторов непроизводительных тепловых потерь, то его обязательно необходимо учитывать при расчётах мощности.

При желании расчёт требуемой мощности и необходимого объема можно осуществить с помощью онлайн калькулятора, максимально учитывающего все характеристики отапливаемого объекта.

Расчет мощности

При организации отопления с любым источником топлива, нужно рассчитать мощность электрокотла. Это поможет создать комфортные условия проживания в доме заданной площадью и степенью теплоизоляции.

Расчет мощности электрокотла

Основное правило заключается в следующем: на 1 куб. м пространства понадобится 40 Вт мощности. При этом нужно делать поправку на качество и количество стеклопакетов, утепление стен. Если их состояние ниже нормы, добавляем ещё 100 Вт на каждое окно и 200 Вт на дверной проем.

Если производят расчеты электрического котла для частного дома или квартиры первого и последнего этажей, добавляют ещё 40-50% мощности на покрытие потерь крайних этажей.

Разработан коэффициент региональной принадлежности, он учитывает среднегодовую температуру в отдельной местности.

Полученное значение мощности умножают на следующий показатель:

Расчет мощности
  • 0,7 — 0,9 – на юге страны;
  • 1,2 — 1,4 – центр России;
  • 1,8 — 2,0 – северные регионы.

Рассмотрим пример расчета мощности котла электрического типа:

Имеется одноэтажный дом площадью 100 кв. м, высота от пола до потолка — 3 м, есть одна дверь и 8 окон. Строение расположено в одном из центральных регионов России.

  • Расчеты: (40Вт * 100 кв. м * 3,00 м + 800 Вт + 200 Вт) * 1,20 * 1,50 = 23400 Вт или 23,4 кВт.

Выбирая котел на электричестве, отдают предпочтение более мощному устройству. То есть все округления производят в большую сторону. В противном случае получаемого тепла может быть недостаточно. Если же погода выдалась теплой, степень обогрева можно регулировать.

Об эффективности утепления дома

Чтобы убедиться, насколько эффективно влияет утепление на уменьшение потерь тепла, следует воспользоваться формулой (2), чтобы рассчитать два варианта.

Сначала выполняется расчет коэффициента теплопередачи для стены, выложенной из пустотелого керамического кирпича толщиной 640 мм (0,64 м), что соответствует кладке в 2 кирпича. Коэффициент теплопередачи кирпича σ=0,41. Расчет показывает, что, подставив значения αвн =8,7, αнар =23 и отношение d/σ = 0,64/0,41=1,56, получится коэффициент теплопередачи стены k=0,58

Следует выполнить расчет коэффициента теплопроводности стены из такого же кирпича, состоящей из двух частей и промежутка между ними, заполненного минеральной ватой. Толщина в ½ кирпича и в кирпич в сумме равна 370 мм. Толщина утеплителя (σ = 0,045 Вт∙(м град)) равна 100 мм. Расчет показывает, что общий коэффициент теплопередачи равен 0,35 Вт∙(м град)). То есть при существенно меньшей толщине кирпичной кладки коэффициент уменьшился в 0,58/0,35=1,67 раза, или почти на 40 %.

Вспомните, о чем говорит народная мудрость. Скупой платит дважды. Сэкономите на утеплении, и через 2-3 отопительных сезона эта экономия будет утрачена.

Требования к подаче питания

Номинальная мощность электрических котлов для частного дома колеблется в диапазоне от 1,5 до 36 кВт.

Такая потребляемая нагрузка на электросеть требует выделенной линии для подключения преобразователя.

Питающие кабели к нему прокладываются непосредственно от прибора учета (электросчетчика). Для аварийного или планового отсекания генератора используют автоматические выключатели, которые параллельно выполняют функцию предохранителя при коротком замыкании.

Допускается подключение к однофазной сети моделей с мощностью до 9 кВт включительно, более мощное по отбору оборудование работает на трех фазах.

Обратите внимание: котел обязательно подключается к электрической сети с заземлением.