Как сделать расчет электрического отопления дома или квартиры?
Это основополагающий вопрос, на который обязательно надо найти ответ, прежде чем начать рассматривать системы электрического отопления, которые перечислены на главной странице этого сайта. Для того, чтобы определить необходимую тепловую мощность для отопления дома или квартиры, выполняется сложный тепловой расчет отопления, который учитывает все факторы, определяющие возможные тепловые потери в конкретном помещения.
Но для многих читателей такой
расчет может оказаться непонятным. Поэтому мне пришлось искать более простой
способ расчета, который смог бы помочь каждому несведущему человеку определить
оптимальную мощность для обогрева помещения. Конечно, нужно понимать, что эти
расчеты довольно усредненные. Но все же, этот простой расчет отопления
дает возможность получить нужные данные для того, чтобы правильно
сориентироваться в выборе мощности электрических систем отопления. Нам они
нужны, чтобы найти несколько показателей, характеризующих эффективность
применения различных вариантов отопления.
Итак, в качестве примера рассмотрим помещение площадью 20м2и высотой
2, 7м с одной наружной стеной. Для квартиры, в которой не выполнялось утепление
стен и не устанавливались стеклопакеты, ориентировочная потребность тепловой
мощности на 1м3объема составляет 41ватт. В нашем случае объем всего
помещения будет составлять: 20 х 2, 7 = 54м3. Необходимая тепловая
мощность для всего объема : 54 х 41 = 2214ватт или 2, 2квт.
В дальнейшем, чтобы было с чем сравнивать, не лишним будет определить еще и
площадь излучающей поверхности отопительного прибора, который должен обеспечить
необходиму тепловую мощность для каждого конкретного помещения. Для этого
выберем в качестве эталона хорошо известный всем чугунный секционный радиатор.
Такие радиаторы раньше были установлены в большинстве квартир. Во многих
квартирах они стоят и сейчас. Так вот, тепловая мощность одной секции такого
радиатора составляет 150ватт, при регламентируемой температуре теплоносителя 700.
Разделив необходимую тепловую мощность помещения на мощность одной секции можно
получить нужное количество секций в радиаторе: 2214 : 150 = 14, 7.
Принимаем 15 секций. Необходимая тепловая мощность расчет
которой сделан выше, будет обеспечена радиатором, состоящим из 15 секций. Такое
количество необходимо, чтобы в помещении было тепло и уютно. Но в настоящее
время во многих домах и квартирах выполнено утепление и установлены
стеклопакеты. Эти меры значительно сокращают тепловые потери. Именно в
утепленных помещениях целесообразно предусматривать электрическое отопление,
как основной источник тепла.
Для таких помещений можно принимать необходимую тепловую мощность на 1м3объема
помещения равной 30ватт. Тогда мощность для всего объема составит: 54 х 30 =
1620ватт, или 1, 6квт. Количество секций в радиаторе будет равной: 1620 : 150 =
10, 8. Принимаем 11 секций.
Теперь, исходя из полученных данных, которые нам дал расчет тепловой
мощности, давайте определим еще один важный показатель для оценки
эффективности и экономичности различных способов электрообогрева. Это площадь
поверхности теплоизлучения приборов отопления. Для примера возьмем радиатор с
11 секциями. Площадь одной секции чугунного радиатора составляет 0, 254м2.
Площадь 11 секций: 11 х 0, 254 = 2, 8м2. Вот такая излучающая площадь
с температурой 700нужна для того, чтобы в нашем помещении условия
проживания были комфортными.
Итак, мы рассмотрели простую методику расчета необходимой тепловой мощности в
зависимости от конкретных условий помещения. Как же определить необходимую
мощность электрических нагревателей?
Это зависит от того насколько полно превращается электрическая энергия в
тепловую тем или иным электрическим нагревателем. Об этом можно судить по
коэффициенту полезного действия, который есть в характеристиках каждого
прибора. Как правило, этот показатель очень близок к 100% (95 – 97%). Это
значит, что для приблизительных расчетов можно пренебречь этими несколькими
процентами и принимать потребность в электрической мощности равной необходимой
тепловой мощности.
Пример подробного расчета электрического
отопления
Для тех людей, которых по разным
причинам не устроит приведенный выше пример упрощенного расчета
электрического отопления, я решил привести также и подробный его
расчет. Главная задача любого отопления состоит в том, чтобы компенсировать
неизбежные тепловые потери через ограждающие конструкции и окна. Это значит,
что расчет будет сводиться к определению этих потерь. Существует формула, в
которой учитываются все факторы, влияющие на величину тепловых потерь. Она
имеет следующий вид:
Qt= 100ватт/м2 х S х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7
где: ватт/м2 - удельная величина тепловых потерь (приблизительно принимается
равной 100ватт/м2;
S - площадь помещения, для которого выполняется расчет;
К1 - коэффициент, определяющий тип окон. Для окон с тройными стеклопакетами он
равен 0, 85, с двойным стеклопакетом принимается равным 1, для окон без
стеклопакетов - 1, 27;
К2 - коэффициент, характеризующий теплоизоляционные свойства стен. За единицу
принимается кирпичная стена в два кирпича, для утепленных стен - 0, 85, для стен
с плохой теплоизоляцией - 1, 27;
К3 - коэффициент, учитывающий в каком процентном соотношении находятся площади
пола и окон. Закономерность такая: чем больше процент, тем больше и величина
теплопотерь, а значит больше и коэффициент.
10% - К3 = 0, 8
11 - 19% - К3 = 0, 9
20% - К3 = 1, 0
21 - 29% - К3 = 1, 1
30% - К3 = 1, 2
31 - 39% - К3 = 1, 3
40% - К3 = 1, 4
50% - К3 = 1, 5
К4 - коэффициент, учитывающий температуру на улице;
ниже -100 К4 = 0, 7
-100 К4 = 0, 8
-150 К4 = 0, 9
-200 К4 = 1, 0
-250 К4 = 1, 1
-300 К4 = 1, 2
-350 К4 = 1, 3
ниже -350 - 1, 5
К5 - коэффициент, учитывающий количество наружных стен. Если стена одна, то коэффициент
К5 = 1, если две, то К5 = 1, 11, если три, то К5 = 1, 22, если стен четыре, то К5
= 1, 33;
К6 - коэффициент, учитывающий тип помещения, которое находится над тем, для
которого выполняются расчеты.
К6 = 1 - если сверху холодный чердак, К6 = 0, 91, если сверху находится теплый
чердак и К6 = 082 - если сверху находится помещение, которое отапливается;
К7 - коэффициент, учитывающий высоту помещения. К7 = 1, если высота помещения
2, 5м, К7 = 1, 05, если высота равняется 3м, К7 = 1, 1, если высота помещения
3, 5м, К7 = 1, 15, если высота 4м, К7 = 1, 2, если высота 4, 5м;
Сейчас в качестве примера сделаем расчет для помещения площадью 20м2, высотой
2, 7м, с одной наружной стеной. Стены кирпичные, соотношение площади окон и пола
18%, окна без стеклопакетов, сверху находится холодный чердак. Температуру на
улице принимаем равной 200.
Подставив значения соответствующих коэффициентов в формулу получим:
Qt= 100 х 20 х 1, 27 х 1 х 0, 9 х 1 х 1 х 1 х 1 = 2286ватт или 2, 3квт
Почти такое же значение необходимой тепловой мощности мы получили в упрощенном
расчете для аналогичного помещения. Это подтверждает его правильность и
возможность применения.
Выполняя расчет электрического отопления можно полученные
значения теплопотерь (а значит и необходимой тепловой мощности) увеличивать на
10 - 20% для обеспечения запаса, который может понадобиться, если, например,
КПД электрических нагревательных приборов окажутся меньше заявленных в
технических характеристиках, что вполне возможно.