Основные принципы выбора электрических котлов

Критерии выбора

Основные характеристики, на которые необходимо обращать внимание при выборе электрического котла – это его мощность, номинальный ток и напряжение, сечение проводки, от которой он будет запитан, наличие теплоаккумулирующей емкости. 




 

Мощность котла

Говоря о мощности электрического котла, мы подразумеваем мощность ТЭНа, нагревающего воду в теплообменнике. Он может быть как один, так и несколько (два или три). Мощность наиболее популярных моделей колеблется в пределах 2 – 60 кВт.

Теплотехнический расчет должен учитывать все потери тепла, которые имеют место при циркуляции теплоносителя в системе, а также затраты энергии, необходимые для приготовления горячей воды. При определении мощности котла принимается во внимание общая площадь обогреваемых помещений, а также качество теплоизоляции здания. Наибольшими источниками теплопотерь чаще  всего являются окна и двери, в особенности это относится к большим оконным проемам и панорамным витражам. 

 

Для приблизительного расчета пользуются формулой:

W = S x Wуд / 10,

где W – расчетная мощность электрического котла, кВт;

Wуд – удельная мощность, рассчитанная на площадь 10 м2. Зависит от конкретного географического региона (холодные: 1,2 – 2; средняя полоса: 1 – 1,2; южные регионы: 0,7 – 0,9);

 S – общая площадь обогреваемого помещения, м2.

Например, требуется рассчитать мощность котла для обогрева дома площадью 100 м2 в средних климатических широтах. Получим:

W = 100 х 1 / 10 = 10 кВт.

Подготовка ГВС

Дополнительная тепловая мощность потребуется для обеспечения жителей дома горячей водой. Она определяется в зависимости от количества имеющихся точек водоразбора, числа жильцов дома, а также общего объема потребляемой горячей воды.

Чтобы рассчитать объем емкости водонагревателя используют формулу:

Vв = V х (Т - Т') / (Т'' - Т'),

где Vв – объем водонагревателя, л;

V – требуемый объем горячей воды, л;

Т – требуемая температура горячей воды, °С;

Т' – температура воды, смешиваемой с горячей водой из нагревателя, °С;

Т'' – температура воды в водонагревателе, °С.

Рассмотрим в качестве примера расчет объема водонагревателя, необходимого для обеспечения горячей водой 4 человек (примем потребность на 1 человека 60 л/сут):

Vв = 6 х 40 х (40 – 10) / (60 – 10) = 144 л.

То есть, чтобы обеспечить потребность 4 человек в горячем водоснабжении потребуется бак емкостью 150 л.

Приблизительное время нагрева воды зависит от мощности котла и определяется:

Т = CB х m х (t2 – t1) / P,

где  T – время нагрева воды, сек;

 CB – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг х К). CB = 4,2;

 m – масса воды в баке, кг;

 Р – мощность нагревательного котла, кВт;

 t2 – верхнее значение температуры, до которой нагревается вода, °С;

 t1 – начальная температура воды в бака, °С.

Для выбранного электрического котла мощностью 10 кВт и водонагревательного бака объемом 150 л, время нагрева воды составит:

Т = 4,2 х 150 х (60 – 10) / 10 = 3150 с = 52,5 мин.

Специалисты советуют увеличивать расчетную мощность котла на 25% на случай интенсивного разбора горячей воды, во избежание остывания здания. 
 

Напряжение

Схема электрического котла в зависимости от его мощности может предполагать необходимость наличия в здании одно- или трехфазной сети. Использование сети с напряжением 220 В допускают электрические котлы с мощностью до 12 кВт. Монтаж котла с энергопотреблением свыше 12 кВт зачатую требует трехфазной проводки. 




 

Выбор площади сечения кабеля

Площадь поперечного сечения электрического кабеля, которым подключаются нагревательные котлы, выбирается исходя из испытываемых нагрузок, которые в свою очередь зависят от мощности последних. Соответственно, чем выше мощность нагревательного котла, тем более толстый кабель необходимо закладывать.

Зависимость сечения кабеля от двух основных показателей котлов – силы тока и мощности приведена в таблице ниже.

Теплоаккумулирующая емкость

Существует два варианта использования электрического котла – с теплоаккумулирующей емкостью и без нее. Данная емкость представляет собой накопительный бак с хорошей изоляцией и низкими теплопотерями, подключаемый в разрез между котлом и отопительной системой. Объем буферного бака выбирается из расчета 25-30 л / 1 кВт мощности. Соответственно, для более мощного котла требуется емкость большего размера. Также для меньшей системы отопления при одинаковой мощности котла потребуется больший буферный бак, поскольку ему придется компенсировать избыток тепла.

Наличие теплоаккумулирующей емкости позволяет поддерживать тепло в доме в течение определенного периода даже при неработающем котле. Это время в зависимости от температуры воздуха в помещении и на улице, величины теплопотерь, а также объема аккумулирующего бака может составлять от 1,5 до 2 суток. Если в доме нет людей, то термостат можно настроить на минимальный обогрев, в результате накопленной энергии хватит на еще более длительное время.