Основа любого отопления — котел. От того, насколько верно подобраны его параметры зависит будет ли тепло в доме. А чтобы параметры были верными необходимо расчет мощности котла. Это не самые сложные вычисления — на уровне третьего класса, нужен будет только калькулятор и некоторые данные по вашем владениям. Со всем справитесь сами, своими руками.
Рассчитать мощность котла отопления можно несколькими способами
Какой котел выбрать для частного дома 100 кв м?
Считается, что на каждый 1 квадратный метр площади хорошо утепленного помещения требуется 1 кВт тепловой мощности теплогенератора. Это значит, что на 100 квадратных метров площади нужен котел мощностью 10 кВт.
Интересные материалы:
Можно ли сладкое на правильном питании? Можно ли смешивать акриловые краски? Можно ли смотреть на фото умерших? Можно ли снести несущую стену? Можно ли снять автомобиль с учета через Мфц? Можно ли снять плитку не повредив ее? Можно ли собирать чагу? Можно ли спасти Арамиса Стилтона? Можно ли спать на одном боку? Можно ли ставить духовой шкаф под варочной панелью?
Отопление дома электроэнергией
В наше время все большей популярностью пользуется отопление дома электроэнергией. Чаще всего такой метод применяют в местах, где нет центрального газопровода.
Несмотря на то, что электричество все-таки дороже газа, знание особенностей установки оборудования для электрообогрева дома, можно существенно сэкономить.
Попробуем рассчитать расходование электроэнергии на отопление дома 100 м² на конкретном примере.
Прежде чем заняться установкой отопления
Практика показывает, что за таким альтернативным источником отопления жилья – будущее.
Прежде чем заняться установкой такой системы обогрева в доме, нужно определиться:
- какой метод, прежде всего, подойдет для вас,
- сколько средств вы готовы потратить на эту затею, чтобы потом иметь возможность экономить,
- насколько мощный источник электричества находится в здании.
Именно эти факторы должны повлиять на выбор системы отопления дома.
Практический пример
Приведем практический пример потребления электричества на отопление дома 100 м².
КПД электрического котла в основном 100%. На 1 кВт энергии тепла тратится 1,03 кВт электричества.- Возьмем к примеру тариф электроэнергии на отопление дома 4 руб.
- Коэффициент затрат тепла на отопление 10 м² равняется 1 кВт, для данного примера 10 кВт тепла на площадь 100 м².
- Среднесуточная норма расходования энергии 1 кВт/час, из чего следует: 10 кВт х 24 часа = 240 кВт.
- За основу берем бесперебойную работу котла, то есть считаем за месяц по максимуму: 240 х 30 = 7200 кВт.
Итого, месячный расчет: 7200 кВт х 4 руб = 28 800 руб.
Это максимальные расчеты с учетом постоянной работы котла, чего на практике не бывает. Ведь нагревая дом до определенной точки, он отключается и не работает, соответственно потребление энергии не идет. Поэтому полученное значение смело можно делить на 2 = 14 400 руб./мес.
Виды котлов
Для обогрева частного дома чаще всего используют однофазные и трехфазные котлы. Их выбор дело ответственное, поскольку от него зависят ваши расходы на электроэнергию.
После установки котельного оборудования нагрузка на электролинии повышается в разы. Поэтому, прежде всего, необходимо обратиться в компанию, которая занимается поставкой электричества на вашем участке и узнать максимальную силу тока.
Рассчитывая киловатты энергии, берите во внимание наличие работающих электрических приборов в доме.
Однофазный электрокотел для отопления дома
Однофазный котел работает от сети 220 В. Подключается без труда, ведь мощность котла в пределах 6 – 12 кВт, поэтому больше всего они подходят для установки в доме не более 100 м².
Характеристики однофазного котла таковы:
- работает как любой простой электрический прибор;
- необходима сеть 220В;
- установка без разрешительных документов.
Перейти в каталог>>
Трехфазный электрокотел для отопления частного дома.
Такой котел имеет большую мощность, нежели однофазный, поэтому его можно устанавливать в домах больше 100 м².
Для эксплуатации котла, необходима сеть 380 В.
Характеристики трехфазного котла:
- мощь. На 10 м² необходимо 1 кВт + 10-20% (в качестве запаса);
- работа от трех фаз 380 В, требуется увеличение мощности подачи тока в помещении;
- для установки нужно взять разрешение в энергосбыте с целью увеличении используемой мощности и установку котла.
Перейти в каталог>>
Расчет по объему комнаты
В этом случае в качестве основного показателя выступает тепловая энергия, равная 41 Вт на 1 м³. Это тоже стандартная величина. Правда в помещениях со стеклопакетами используется величина, равная 34 Вт.
22х2,6х41/145=16,17 – округляем, получается 16 секций.
Обратите внимание на один очень малозаметный нюанс. Производители, указывая в паспорте изделия величину теплоотдачи, учитывают ее по максимальному параметру
Другими словами, они считают, что температура горячей воды в системе будет максимальной. В жизни это не всегда соответствует действительности. Поэтому настоятельно рекомендуем округлять конечный результат в большую сторону.
Производители, указывая в паспорте изделия величину теплоотдачи, учитывают ее по максимальному параметру. Другими словами, они считают, что температура горячей воды в системе будет максимальной. В жизни это не всегда соответствует действительности. Поэтому настоятельно рекомендуем округлять конечный результат в большую сторону.
И если мощность секции определена производителем в определенном диапазоне (установлена вилка между двумя показателями), то выбирайте меньший показатель для проведения расчетов.
Твердотопливники
Чем отапливать дом, если в вашем поселке нет газа?
Обладатель почетного второго места по дешевизне отопления — твердотопливный котел. Традиционные котлы этого типа обладают достаточно высокой номинальной тепловой мощностью и позволяют регулировать ее древним как мир способом — ограничением доступа кислорода (проще говоря, прикрытым поддувалом, выполняющим заодно роль дверки зольника).
Устройство твердотопливного котла
Технический прогресс внес очень незначительные изменения в конструкцию традиционного отопительного прибора: разница лишь в том, что в современных моделях котлов дверкой поддувала управляет посредством цепочки механический термостат.
Традиционный твердотопливник с механическим термостатом
Ограничение доступа кислорода в топку имеет одно негативное последствие — неполное сгорание топлива. Газообразные продукты сгорания дров или угля содержат много летучих углеводородов. При прикрытом поддувале котла ваши деньги в буквальном смысле вылетают в трубу.
Так называемые пиролизные (или газогенераторные) котлы и печи лишены этого недостатка.
Газогенератор от Viessmann
Процесс горения твердого топлива разбит в них на два этапа:
- Вначале оно тлеет в топке при ограниченном доступе кислорода. Продуктами неполного сгорания являются угарный газ и те самые летучие углеводороды;
- Затем в отдельной камере к продуктам неполного сгорания подмешивается атмосферный воздух. Они сгорают, отдавая свое тепло теплообменнику и заодно поддерживая процесс тления дров или пеллет в первичной топке.
Электроотопление
Электрические котлы обеспечивают дом самым дорогим теплом, причем расходы планомерно увеличиваются по мере роста тарифов. На этой волне многие производители предлагают так называемые экономичные котлы, позволяющие на 20…50 (вставьте нужное число из последней увиденной вами рекламы) процентов сократить расходы на обогрев.
Электродные электрокотлы предлагаются производителями в качестве экономичного решения
Развенчание мифов
Первое и главное: любой прибор прямого нагрева (то есть превращающий электроэнергию непосредственно в тепло за счет взаимодействия заряженных частиц со структурой проводника) имеет КПД, стремящийся к 100%. Это утверждение прямо вытекает из закона сохранения энергии: никаких ее других видов, кроме тепла, электрокотел не производит.
Закон сохранения энергии сформулирован больше двух веков назад и никем не оспорен
Хотите поспорить?
А давайте задумаемся:
- Котел не совершает механической работы (то есть не перемещает какую-либо массу против вектора гравитации);
- Он излучает преимущественно в ИК-спектре. Тепловое излучение способствует все тому же нагреву помещения;
- Незначительные потери на наведенные в расположенных неподалеку электрических проводниках токи, опять-таки, в конечном счете, преобразуются в тепло — проводники имеют ненулевое сопротивление.
Потери могут возникнуть только на стадии передачи тепловой энергии теплоносителю. Их уровень определяется не типом котла, будь он ТЭНовый, электродный или индукционный, а качеством теплоизоляции корпуса. Однако все теплопотери при размещении отопительного оборудования в отапливаемом помещении уходят опять-таки на обогрев окружающего воздуха.
Рассеиваемое котлом тепло способствует обогреву дома
Шаг номер четыре: не верьте рекламе. Экономичные электрические котлы — миф, на котором делают деньги производители и продавцы.
Тепловые насосы
Об устройстве и принципе работы тепловых насосов автор уже рассказывал в одной из смежных статей.
Вкратце: они используют электричество не для нагрева теплоносителя или воздуха в доме, а для перекачки тепловой энергии от нагретой до более низкой температуры окружающей среды — грунта, воды или воздуха. Это делается возможным благодаря преобразованиям фазового состояния хладагента и изменению его давления.
Принцип работы ТН: устройство перекачивает в дом тепло от его низкопотенциальных источников
Тепловой насос — это отопительное устройство, которое на равных конкурирует по дешевизне отопления с твердотопливными котлами, и дышит в затылок газовым. На каждый киловатт электрической мощности ТН отдает от 2,5 до 7 киловатт тепла.
Несколько специфических особенностей тепловых насосов:
- Отношение эффективной тепловой мощности к потребляемой электрической, уменьшается по мере роста разницы температур между внешним и внутренним теплообменниками;
Изменение энергоэффективности воздушного ТН в зависимости от температуры воздуха
- Как следствие — чем выше температура низкопотенциального источника тепла, тем дешевле обходится отопление. В частности, геотермальные (работающие по схеме грунт-вода или грунт-воздух) ТН выгоднее воздушных — просто потому, что температура грунта на глубине закладки коллектора выше зимней температуры воздуха;
Годовая динамика температуры грунта на поверхности и на глубине до 10 метров
- По той же причине с тепловыми насосами выгодно использовать низкотемпературные отопительные приборы, нагревающиеся до 45 и менее градусов по шкале Цельсия.
Низкую температуру теплоносителя компенсирует увеличенный размер радиаторов
Шаг номер пять: при отоплении дома электричеством вложения в тепловой насос быстро окупятся. Ежемесячная экономия по сравнению с приборами прямого нагрева составит 150-600% в зависимости от типа ТН.
Теплый пол
Переход от конвекционного отопления (то есть радиаторов, регистров, конвекторов и т.д.) к внутрипольному тоже способствует сокращению расходов на обогрев. В частности, кабельный или пленочный электрический теплый пол выгоднее электрокотла с батареями.
Электрический теплый пол заметно выгоднее электрокотла с отопительными радиаторами
Позвольте, но ведь всего несколькими абзацами выше мы утверждали, что КПД всех приборов прямого нагрева одинаков!
Противоречия здесь нет. При равном энергопотреблении нагревательная пленка отдаст то же количество тепла, что и ТЭН-овый котел; однако это тепло будет иначе распределено в отапливаемом объеме. Наиболее высокой окажется температура на уровне пола, наиболее низкой — под потолком.
Температура воздуха при обогреве теплым полом
Что в результате?
А в результате при сохранении субъективного комфорта мы сможем снизить среднюю температуру в помещении, тем самым сократив утечки тепла через ограждающие конструкции. Экономия будет обратно пропорциональна наружной температуре: скажем, при +10 на улице снижение средней температуры в комнате на 4 градуса (с 22 до 18 °С) выльется в 50-процентное снижение затрат ((22-10)/(18-10)=1,5), а при -10 — только 14-процентное ((22 – -10)/(18 – -10)=1,14).
Традиционные и конденсационные газовые котлы
Типичный газовый котел работает с температурой обратки не ниже 55°С. Дальнейшее снижение температуры угрожает конденсацией на теплообменнике агрессивных продуктов сгорания газа, что повлечет за собой значительное снижение срока его службы.
Однако давайте вспомним одну тонкость: при сгорании природного газа (по большей части состоящего из метана) образуются преимущественно вода и углекислота. Кислоты (в первую очередь угольная) содержатся в продуктах сгорания в довольно малых количествах. А водяной пар при конденсации отдает довольно большое количество тепловой энергии.
Конденсационный газовый котел использует так называемую высшую теплоту сгорания, включающую энергию окисления газа и энергию конденсации продуктов сгорания на отдельном стойком к коррозии теплообменнике — экономайзере. Его КПД на 11-12% выше, чем у традиционного котла на газе.
Схема работы конденсационного котла
Сравнение эффективности газовых котлов разных поколений
Низкая температура обратки может показаться препятствием для работы системы водяного отопления.
Однако это мнимая проблема, имеющая два очень простых решения:
- Использование внутрипольного отопления, которому мы уделим внимание чуть позже;
Монтаж водяного теплого пола
- Увеличение количества секций радиаторов. При использовании алюминиевых отопительных приборов оно не выльется в большие расходы и быстро окупится экономией на газе.
Шаг номер два: если ваш дом газифицирован, ваш выбор — конденсационный котел.
В каких единицах измеряют энергию.
Измеряется она в джоулях, калориях и ваттах.
Исторически сложилось, что физики считают работу, энергию, количество теплоты в джоулях. Теплотехники тепло на обогрев жилья в калориях, а электрики и энергетики считают энергию в ваттах. Калории являются тепловым потоком, потому что эта энергия считается за определенное время.
Очень важно понимать, что энергию можно потратить по-разному: можно быстро, а можно медленно.
Теплосчетчик считает потраченные гигакалории тепловой энергии за месяц, а электросчетчик считает потраченные ватты электрической энергии за месяц. Но не просто ватты, а киловатты (кВт), потраченные за один час (кВт/час).
Сравнение источников тепла
Для начала, давайте сравним разные источники тепла по важнейшему показателю — стоимости единицы тепловой энергии, киловатт-часа.
- Магистральный газ с учетом по счетчику — 50-80 копеек;
- Сухие дрова — 1 рубль 30 копеек;
- Пеллеты (гранулированные отходы переработки древесины) — 1 рубль 50 копеек;
Пеллеты — недорогое топливо с высокой теплотворной способностью
- Каменный уголь — 1 рубль 70 копеек;
- Газ из газгольдера — 2 рубля 40 копеек;
Установка газгольдера
- Газ из баллонов — 3 рубля 20 копеек;
- Дизельное топливо — 4 рубля;
- Электроэнергия при использовании прямого нагрева (котлов, масляных обогревателей, конвекторов, тепловентиляторов) — 5 рублей.
Обратите внимание: конкретная цена может меняться в зависимости от особенностей местного рынка и коммунальных тарифов, однако соотношение цен остается неизменным уже много лет.
Итак, шаг номер один: если у вас есть возможность газифицировать дом — не пренебрегайте этой возможностью. Вложения быстро окупятся.
Турбированный (с принудительным отводом продуктов сгорания) газовый котел
Что такое энергия и чем она отличается от теплоты?
Теплота, или количество теплоты, — это часть внутренней энергии тела, которая самопроизвольно, без внешнего воздействия переходит от тел более нагретых, к телам, менее нагретым посредством теплопроводности или лучеиспускания (за счет электромагнитного излучения).
Теплопроводность может идти по твердому телу и за счет конвекционных потоков. Таким образом мы имеем три пути передачи тепла:
- лучистый;
- по твердому телу;
- конвекция.
Наиболее эффективный способ теплопередачи – это лучистый, так как можно достичь максимального градиента температур между охлаждаемым и нагреваемым телами, до нескольких тысяч градусов и, соответственно, больших скоростей передачи тепла.
Затраты на отопление электричеством с двухтарифным счетчиком и теплоаккумулятором.
Допустим, мы установили в подвале нашего дома большой бак с водой и нагреваем его в период действия ночного тарифа. А днем, в период действия дневного тарифа, мы расходуем запасенное тепло на компенсацию теплопотерь нашего здания. Справедливости ради, надо отметить, что такая система будет работать только при наличии достаточной подведенной электрической мощности. Ведь этот теплоаккумулятор нужно нагреть за весьма непродолжительное время. Итак, затраты на отопление составят:
150*5*24*0.92 = 16560 рублей
