Меню

Как рассчитать мощность бойлера для отопления



Расчет мощности котла с горячим водоснабжением: простые схемы

Наша задача — научиться рассчитывать мощность отопительного оборудования с учетом нужд ГВС

Наша задача — научиться рассчитывать мощность отопительного оборудования с учетом нужд ГВС

Сегодня нам предстоит разобраться в том, как выполняется расчет мощности котла с горячим водоснабжением. Мы разберем несколько предельно простых схем, которые не заставят вас углубляться в дебри теплотехники, и приведем для каждой из них примеры расчетов. Итак, в путь.

  • 1 Простой расчет по площади
  • 2 Расчет по объему с коэффициентами поправки
  • 3 Расчет по номинальной мощности бойлера
  • 4 Расчет по расходу и температуре воды
    • 4.1 Мощность нагрева ГВС
    • 4.2 Расход воды
  • 5 Заключение

Простой расчет по площади

Простейший грубый расчет мощности котла водоснабжения можно выполнить исходя из потребности дома в тепловой энергии в 100 ватт на квадратный метр. Для дома площадью 100 м2 необходимы, таким образом, 10 кВт.

На квадрат отапливаемой площади берется 100 ватт тепла

На квадрат отапливаемой площади берется 100 ватт тепла

Дополнительно вводится коэффициент запаса 1,2, компенсирующий неучтенные потери тепла и помогающий сохранить в помещении комфортную температуру в экстремальные заморозки. Какие коррективы вносит в эту схему горячее водоснабжение от котла?

Оно может обеспечиваться двумя способами:

  1. Накопительным водонагревателем (бойлером косвенного нагрева). В этом случае вводится дополнительный коэффициент 1,1: бойлер отбирает у отопительной системы сравнительно небольшое количество тепла;

Схема водоснабжения котла на твердом топливе, с бойлером косвенного нагрева Схема водоснабжения котла на твердом топливе, с бойлером косвенного нагрева

  1. Проточным нагревателем двухконтурного котла. Здесь используется коэффициент 1,2. С учетом коэффициента запаса тепловая производительность котла должна превышать расчетную потребность дома в тепле на 40 процентов. В нашем примере со 100-метровым коттеджем при подключении отопления и системы горячего водоснабжения котел должен производить 14 кВт.

Подключение системы отопления и схема водоснабжения для двухконтурного котла Подключение системы отопления и схема водоснабжения для двухконтурного котла

Обратите внимание: в последнем случае небольшой запас мощности на нужды ГВС связан с кратковременной работой проточного нагревателя. Горячая вода редко расходуется больше получаса в день, а система отопления имеет определенную инерционность, поэтому параметры теплоносителя не выходят за штатные значения.

Простой расчет котла с ГВС по площади дома

Простой расчет котла с ГВС по площади дома

Эта схема вычисления проста, но имеет несколько серьезных недочетов:

  • Она учитывает площадь отапливаемого помещения, а не его объем. Между тем потребность в тепле у коттеджей с высотой потолков в 2,5 и в 4 метра будет очень разной;

Помещению с высоким потолком нужно больше тепла Помещению с высоким потолком нужно больше тепла

  • Она игнорирует различия между климатическими зонами. Как известно, теплопотери здания прямо пропорциональны разнице температур между внутренними помещениями и улицей и будут сильно различаться в Крыму и Якутии;
  • Она не принимает во внимание качество утепления здания. Для кладки в кирпич и утепленного пенопластовой шубой фасада теплопотери будут отличаться в разы.
Читайте также:  Тепловая мощность радиаторов kermi fko

Утепление фасада может многократно сократить потери тепла Утепление фасада может многократно сократить потери тепла

Расчет по объему с коэффициентами поправки

Как рассчитать мощность котла на горячее водоснабжение и отопление с учетом всех описанных выше факторов?

  1. Базовое значение тепловой мощности равно 40 ваттам на куб внутреннего отапливаемого объема;
  2. Региональный коэффициент принимается равным:
Средняя температура января, °С Коэффициент
0 и выше 0,7
-5 — 0 0,9
-10 1,1
-20 1,3
-25 1,5
-35 1,8
-40 и ниже 2

Средняя температура января для разных регионов РФСредняя температура января для разных регионов РФ

  1. Коэффициент утепления подбирается из следующего ряда значений:

Давайте повторим наш расчет котла для горячего водоснабжения и отопления с рядом дополнительных вводных:

На фото — январь в Севастополе

  • Высота потолков в доме равна 3 метрам;
  • Дом расположен в Севастополе (средняя температура января +3 градуса);

На фото — январь в Севастополе

  • Он оборудован однокамерными пластиковыми окнами и каменными стенами без дополнительного утепления толщиной 40 см.
  1. Отапливаемый объем равен 100*3=300 м3;
  2. Базовое значение тепловой мощности на отопление — 300*40=12 кВт;
  3. Климат Севастополя дает нам региональный коэффициент 0,7. 12*0,7=8,4 кВт;
  4. Коэффициент утепления принимаем равным 1,2. 1,2*8,4=10,08;
  5. С учетом коэффициента запаса и резерва мощности на работу проточного нагревателя мы получим те же 14 кВт.

Стоило ли усложнять расчеты, если результат неизменен?

Безусловно. Если мы мысленно поместим наш дом в город Оймякон Якутской области (средняя температура января -46,4 градуса), потребность в тепле и, соответственно, расчетная теплопроизводительность котла увеличится в 2/0,7 (соотношение региональных коэффициентов)=2,85 раза. Утепление фасада и установка энергосберегающих стеклопакетов в окна сократит ее вдвое.

Оймякон — самый холодный город страны

Оймякон — самый холодный город страны

Расчет по номинальной мощности бойлера

Как рассчитываются котлы для горячего водоснабжения с бойлерами косвенного нагрева значительного объема и большим расходом воды из системы ГВС?

Расчетная мощность равна сумме двух слагаемых:

Косвенник Gorenje GV 100 (17400 ватт)

  1. Потребности дома в тепле без учета коэффициента запаса;
  2. Номинальной мощности бойлера. В среднем она равна 15 киловаттам на 100 литров объема.

Косвенник Gorenje GV 100 (17400 ватт)

Нюанс: из результата сложения вычитается 20%, поскольку теплообменник котла не будет круглосуточно обеспечивать теплом отопление и ГВС.

Так, при установке пресловутого Gorenje GV 100 в наш дом в Севастополе, мощность котла на водоснабжение и отопление составит 10 (потребность в тепле отопления +17,4 потребность в тепле бойлера))*0,8=22. Цифра дана с округлением до целого значения киловатта.

Можно ли установить в контур ГВС с бойлером косвенного нагрева котел с производительностью больше расчетной?

Можно, но невыгодно в силу двух причин:

  • Цена самого котла быстро растет по мере увеличения номинальной мощности;

Вслед за производительностью котла растет и число на ценнике Вслед за производительностью котла растет и число на ценнике

  • Классические твердотопливные котлы при работе с теплоотдачей ниже номинальной снижают КПД за счет неполного сгорания топлива. Понижение тепловыделения достигается в них самым простым способом — ограничением подачи воздуха заслонкой.

Изменение КПД твердотопливного котла при изменении теплоотдачи Изменение КПД твердотопливного котла при изменении теплоотдачи

Расчет по расходу и температуре воды

Наиболее точный расчет необходимой для нагрева воды мощности можно выполнить по ее расходу.

Мощность нагрева ГВС

Для выполнения расчета своими руками используется формула Q = (m*с*dT)/t, в которой:

Теплоемкость воды

  • Q — мощность нагрева (кВт);
  • m — масса нагреваемой воды (примерно соответствует ее объему в литрах);
  • с — удельная теплоемкость (в случае воды с=4,2);

Теплоемкость воды

  • dT — разница температур на входе и выходе водонагревателя (°С);
  • t — время нагрева (секунды).

Так, при расходе воды в 5 литров в минуту и ее нагреве с 10 до 35 градусов m=5 (масса пяти литров воды), dT= 35-10=25 (температуры на входе и выходе водонагревателя) и t = 60 (60 секунд в минуте). Подставляем значения в формулу: Q=(5*4,2*25)/60=8,75 кВт.

Напомним: чтобы получить полное тепловыделение котла, сложите мощность нагрева воды с потребностью дома в тепле без коэффициента запаса и вычтите 20%.

Расход воды

Откуда взять значения расхода воды? Полная инструкция по расчету расхода содержится в СНиП 2.04.01-85; однако вместо обращения к нормативной документации можно просто воспользоваться следующей таблицей:

Расход воды через сантехнические приборы

Расход воды через сантехнические приборы

Чтобы воспользоваться формулой расчета мощности, вам предстоит пересчитать расход в литрах в секунду в литры в минуту, умножив приведенные в таблице значения на 60. Так, если предполагается одновременная работа смесителя мойки и набор воды в ванну, расход воды из системы ГВС составит 0,09*60+0,18*60=5,4+10,8=16,2 литра в минуту.

Заключение

Как видите, грубо рассчитать котлы для водоснабжения и отопления можно с использованием простейших формул и общедоступных справочных данных. Узнать больше о методиках расчета вам поможет видео в этой статье. Успехов!

Виктор Мартович

Виктор Мартович

Работал прорабом, начальник строительно-монтажного участка. Организация работ и осуществление надзора за качеством СМР строительных участков на территории Балаковской АЭС, ведение и сдача исполнительной документации (журналы, акты, кс) закупка материалов, оборудования (исполнение обязанностей инженера по снабжению, инженера по качеству ) . Руководство строительными бригадами (оформление, обучение по охране труда промышленной безопасности ). Виктор окончил учебный центр «Гефест-РОСТ», курсы по программе «Капитальный ремонт зданий и сооружений. Организация работ и строительный контроль.», 2015 Балаковский институт проф.переподготовки и повышения квалификации, Специалист по охране труда, 2012 Пугачевский гидромелиоративный техникум, техник строитель, 2000 проф. училище, бухгалтер, 1996

Источник

Калькулятор расчета водонагревателя

Здесь Вы можете самостоятельно рассчитать объём водонагревателя, мощность и время нагрева накопительного водонагревателя или бойлера.
Внизу каждого калькулятора имеется подробная инструкция по применению.

Расчет объема накопительного водонагревателя с применением
термосмесительного клапана

Расход ГВС с применением термосмесительного клапана

Подбор мощности для нагрева всего объема в зависимости от времени нагрева, кВт

Здесь Вы можете рассчитать объём водонагревателя для покрытия пикового расхода воды согласно известному количеству потребителей и точек водозабора. Для этого достаточно ввести в поля ввода известные значения.

Также в калькуляторе Вы сможете подобрать оптимальную мощность, зная за какое время вы хотите нагреть весь расчётный объём водонагревателя.

Также имеется возможность рассчитать объём водонагревателя с применением термосмесительного клапана. В этом случае объём накопительного водонагревателя может быть уменьшен до 30%, если нагревать воду не до +65С, а до +90С и на выходе из водонагревателя в автоматическом режиме разбавлять горячую воду температурой +90С в нужной пропорции с холодной водой с помощью термосмесительного клапана, чтобы на выходе из него была заданная температура ГВС не более +65С.

В этом случае в калькуляторе задайте значение температуры горячей воды в водонагревателе +90С, а температуру смешанной воды после термосмесительного клапана, к примеру, +65С. . Согласно СП 30.13330.2016 температура воды ГВС должна быть не ниже 60°С и не выше 65°С. При меньшей температуре могут размножаться бактерии, при большей температуре возможен ожог.

Если же у вас схема без термосмесительного клапана, то температуру внутри водонагревателя Т1 и температуру после термосмесительного клапана Т2 нужно устанавливать ОДИНАКОВОЙ (Т1=Т2).

Источник

Как рассчитать мощность бойлера для отопления



Расчет мощности котла с горячим водоснабжением: простые схемы

Сегодня нам предстоит разобраться в том, как выполняется расчет мощности котла с горячим водоснабжением. Мы разберем несколько предельно простых схем, которые не заставят вас углубляться в дебри теплотехники, и приведем для каждой из них примеры расчетов. Итак, в путь.

Простой расчет по площади

Простейший грубый расчет мощности котла водоснабжения можно выполнить исходя из потребности дома в тепловой энергии в 100 ватт на квадратный метр. Для дома площадью 100 м2 необходимы, таким образом, 10 кВт.

Дополнительно вводится коэффициент запаса 1,2, компенсирующий неучтенные потери тепла и помогающий сохранить в помещении комфортную температуру в экстремальные заморозки. Какие коррективы вносит в эту схему горячее водоснабжение от котла?

Оно может обеспечиваться двумя способами:

  1. Накопительным водонагревателем (бойлером косвенного нагрева). В этом случае вводится дополнительный коэффициент 1,1: бойлер отбирает у отопительной системы сравнительно небольшое количество тепла;

Обратите внимание: в последнем случае небольшой запас мощности на нужды ГВС связан с кратковременной работой проточного нагревателя. Горячая вода редко расходуется больше получаса в день, а система отопления имеет определенную инерционность, поэтому параметры теплоносителя не выходят за штатные значения.

Эта схема вычисления проста, но имеет несколько серьезных недочетов:

  • Она учитывает площадь отапливаемого помещения, а не его объем. Между тем потребность в тепле у коттеджей с высотой потолков в 2,5 и в 4 метра будет очень разной;

Расчет по объему с коэффициентами поправки

Как рассчитать мощность котла на горячее водоснабжение и отопление с учетом всех описанных выше факторов?

  1. Базовое значение тепловой мощности равно 40 ваттам на куб внутреннего отапливаемого объема;
  2. Региональный коэффициент принимается равным:
Изображение Описание утепления здания и коэффициент
Средняя температура января, °С Коэффициент
0 и выше 0,7
-5 — 0 0,9
-10 1,1
-20 1,3
-25 1,5
-35 1,8
-40 и ниже 2
  1. Запас мощности на неучтенные теплопотери и на нагрев горячей воды рассчитывается по прежней схеме.

Давайте повторим наш расчет котла для горячего водоснабжения и отопления с рядом дополнительных вводных:

  • Высота потолков в доме равна 3 метрам;
  • Дом расположен в Севастополе (средняя температура января +3 градуса);
  • Он оборудован однокамерными пластиковыми окнами и каменными стенами без дополнительного утепления толщиной 40 см.
  1. Отапливаемый объем равен 100*3=300 м3;
  2. Базовое значение тепловой мощности на отопление — 300*40=12 кВт;
  3. Климат Севастополя дает нам региональный коэффициент 0,7. 12*0,7=8,4 кВт;
  4. Коэффициент утепления принимаем равным 1,2. 1,2*8,4=10,08;
  5. С учетом коэффициента запаса и резерва мощности на работу проточного нагревателя мы получим те же 14 кВт.

Стоило ли усложнять расчеты, если результат неизменен?

Безусловно. Если мы мысленно поместим наш дом в город Оймякон Якутской области (средняя температура января -46,4 градуса), потребность в тепле и, соответственно, расчетная теплопроизводительность котла увеличится в 2/0,7 (соотношение региональных коэффициентов)=2,85 раза. Утепление фасада и установка энергосберегающих стеклопакетов в окна сократит ее вдвое.

Читайте также:  Расчетная мощность формула коэффициент спроса

Расчет по номинальной мощности бойлера

Как рассчитываются котлы для горячего водоснабжения с бойлерами косвенного нагрева значительного объема и большим расходом воды из системы ГВС?

Расчетная мощность равна сумме двух слагаемых:

  1. Потребности дома в тепле без учета коэффициента запаса;
  2. Номинальной мощности бойлера. В среднем она равна 15 киловаттам на 100 литров объема.

Нюанс: из результата сложения вычитается 20%, поскольку теплообменник котла не будет круглосуточно обеспечивать теплом отопление и ГВС.

Так, при установке пресловутого Gorenje GV 100 в наш дом в Севастополе, мощность котла на водоснабжение и отопление составит 10 (потребность в тепле отопления +17,4 потребность в тепле бойлера))*0,8=22. Цифра дана с округлением до целого значения киловатта.

Можно ли установить в контур ГВС с бойлером косвенного нагрева котел с производительностью больше расчетной?

Можно, но невыгодно в силу двух причин:

  • Цена самого котла быстро растет по мере увеличения номинальной мощности;

Источник

Расчет бойлера косвенного нагрева — мощность и объем

Поскольку речь идет о расчете, значит потребуются цифры исходных данных. Каждый человек по-разному расходует воду. Одним достаточно пробыть в душе 5 минут, а другие каждый день два раза в ванне плавают.

Если Вы решили приобрести бойлер и выбираете тип и модель прежде всего изучите свои потребности. Хотя бы замеряйте время купания и мойки посуды. Подсчитаем, сколько нужно горячей воды, какой для этого нужен объем бойлера и его мощность. Сколько и чего он возьмет у котла и что для этого потребуется котлу.

Расчет бойлера косвенного нагрева

Бойлера косвенного нагрева

Величины

Мы потребляем воду литрами, а ее температуру измеряем градусами. Вода, для того чтобы нагреться, использует тепловую энергию в Джоулях из расчета своей массы в килограммах. Водонагреватель вырабатывает мощность в Ваттах, а КПД исчисляет процентами. Переведем эти единицы измерения в одну, понятную, плоскость.

  • Согласно законам физики для того, чтобы повысить температуру 1 кг воды, что равно 1 л, на 1оС требуется 4,187 кДж тепловой энергии, что составляет 0,001 кВт/ч мощности нагревающего устройства. Вид, производитель и потери не учитываем. Кто бы не произвел нагреватель и в каких бы условиях этот механизм не находился воде всегда нужно именно столько энергии.
  • Вода, поступающая в бойлер зимой (летом котел не работает), имеет температуру порядка 10о. Утепленные трубы подачи сократят разницу температур на входе и выходе бойлера и помогут экономить топливо.
  • На панели управления аппаратом выставлена цифра 60о. Это означает что жидкость в агрегате будет нагрета до такой температуры. Следовательно, 60-10=50о. Настраивать большую величину разогрева не стоит. Такая нагрузка повлечет за собой повышенный износ оборудования.
  • На эту величину требуется поднять температуру. Умножим найденную разницу в градусах на энергию нужную для получения каждого из них — 50*0,001=0,05 кВт/ч мощности потребуется бойлеру для такой работы.

Итак, для нагрева 1 л воды до 60о понадобится 0,05 кВт/ч мощности бойлера, а для повышения на 1о — 0,001 кВт/ч его усилий.

Читайте также:  Предельное значение мощностей бытовой электроники

Горячая вода, которую мы берем из крана чтобы умыться или помыть посуду имеет температуру около 40о. Выше будет горячо, ниже прохладно. Чтобы расчет работы бойлера, не только косвенного нагрева, но и любого другого типа нагревателя был правильным нужно учесть, что мы смешиваем две воды, каждая из которых имеет свою температуру.

  • Горячая вода — это тепловая энергия. Мы подсчитали, что 1о = 0,001 кВт/ч.
  • Желаемая нами вода должна быть 40о, значит 40*0,001= 0,04 кВт.
  • Холодная вода имеет 10о, значит 0,01 кВт/ч уже есть. Это составляет 25% от требуемого объема теплоты.
  • Значит нужно добавить еще 75% температуры, что составит 0,05*75%=0,0375 кВт/ч.

Таким образом, 1 л искомой смеси (далее по тексту будем называть ее теплой водой) будет содержать 0,75 л полностью нагретой воды из нашего агрегата и 0,0375 кВт/ч его мощности.

Количество потребляемой мощности

Расчет объема бойлера косвенного нагрева

Бойлер, подключение

Придя к решению о необходимости покупки и производя расчет объема бойлера косвенного нагрева, нужно подсчитать сколько теплой воды нужно для нормального существования. Представим семью из 4-х человек и осуществим среднесуточный анализ за неделю и пиковое (утро рабочего дня) исследование потребления горячей воды.

      1. Еженедельный анализ
  • Для того, чтобы помыть посуду потребуется около 5 литров теплой воды в минуту. Учитывается время полоскания, это около 5 минут. Два раза в день моем тарелки, получаем 50 л теплой воды ушло на кухонную утварь в сутки. Умножим на 7 дней итого 350 литров в неделю.
  • Каждый человек 2-3 раза в неделю принимает ванну, расходуя при этом порядка 170 литров. 4*2,5=10*170=1700 литров за 7 дней.
  • Еще 4-5 раз душ по 10 минут при расходе около 12 л/мин. 4,5*10*12=540 на одного члена семьи, соответственно на всех 2160 л в неделю.
  • Мелкая гигиена (помыть руки, обувь, убрать в доме) — порядка 10 л в день на человека составит 280 л за исследуемый период.

Итого — 350+1700+2160+280=4490 литров в неделю. Добавим заходивших гостей и запас на всякий случай получим ориентировочную цифру около 5000 литров в неделю. Но бойлер считает в часах, нужно перевести в его единицы. 5000 / 7 / 24 = 30 литров в час теплой воды составляет средний расход семьи из 4-х человек.

Исходя из наших цифр соотношения температуры и мощности получаем необходимый средний расход мощности — 30*0,0375 = 1,125 кВт/час.

Пиковое потребление

Расчет бойлера косвенного нагрева калькулятор

Бойлера косвенного нагрева, схема

Исходя из вышеизложенного создается впечатление, что даже самого маленького нагревателя будет достаточно. Увы, в жизни не все так гладко. Производя расчет объема резервуара и необходимой мощности агрегата требуется учесть, что утром вся семья просыпается и собирается на работу или в школу примерно в одно время. Ждать, пока полностью нагреется вода в бойлере попросту некогда. Должно хватить запаса накопленной жидкости и подогрева проточной за время расходования ее потребителями.

  • Согласно статистике, коммунальных служб утренний расход горячей воды составляет порядка 30%-40% от среднесуточной величины за 1,5 часа. Берется период с 7 ч 00 мин до 8 ч 30 мин. Возьмем среднюю цифру 35% и получим, что наша семья израсходует 5000 / 7 * 35% = 250 литров за 1,5 часа, что равно 170 литров в час теплой воды. Для такого количества нам понадобится 170 * 75% = порядка 130 литров горячей воды и 170 * 0,0375 = 6,5 кВт мощности водонагревателя.
  • Но и это еще не все. По мере расходования полностью нагретой воды из бака в него будет добавляться холодная, которую нужно разогреть, а для этого требуется время.
  • Средняя скорость подогрева в проточном режиме зависит от температуры теплоносителя и площади поверхности контура. Поскольку нагревающая жидкость поступает из котла ее температура будет постоянно порядка 70 — 75о, а теплообменник рассчитывается относительно объема резервуара и заявленной мощности устройства.
  • Средние показатели приблизительно равны для устройств всех производителей и составляют для бойлера с нагрузкой контура теплообмена 10 кВт порядка 0,3 л/мин при заданной нами разнице температур 50о. За один час объем подогретой проточной воды составит 60 * 0,3 = 18 литров.
Читайте также:  Pal007c схема усилителя мощности

Таким образом расчет объема бойлера косвенного нагрева показывает, что для одного утра рабочего дня семье из 4-х человек потребуется аппарат мощностью не менее 10 кВт и оснащенный баком емкостью более 100 л. С увеличением возможностей контура теплообмена скорость нагрева будет увеличиваться пропорционально росту мощности, но и количество тепла, отобранного у котла, возрастет.

Расход теплоносителя

Поскольку тепловая энергия берется у отопительного устройства, значит ее меньше поступит в систему обогрева дома. Но на общей температуре в помещении скажется только средний расход, пиковые показатели краткосрочны и особого влияния на разогретую систему отопления не окажут.

  • Мы подсчитали, что средний расход мощности составит 1,125 кВт в час. Но после утреннего и вечернего разбора горячей воды резервуар заполниться холодной жидкостью, агрегат ее разогреет и будет всю ночь или день поддерживать температуру.
  • Значит следует учесть холостой расход тепла, как минимум на два полных цикла в день, что составит 200 * 0,0375 / 24 = порядка 0,3125 кВт/ч.

В итоге получаем результат, согласно которому для бесперебойного обеспечения семьи горячей водой котел отдаст порядка 1,125 + 0,3 = 1,5 кВт/ч своей мощности. Если добавить потери теплоты при транспортировке по трубам, через корпус бойлера и непредвиденные расходы воды (скопление гостей на юбилей, чистка обуви и т. д. и т. п.) правильнее будет взять цифру 2 кВт/ч.

При проведении этого исследования учитывались усредненные цифры. Чтобы получить более точный расчет бойлера косвенного нагрева калькулятор, представленный по мощности и производителям, учитывает особенности каждой конкретной модели нагревателя и конкретные условия эксплуатации.

Источник