Как рассчитать тепловую мощность конвекторов, обогревателей и прочих отопительных приборов 

Рассчитать тепловую мощность конвекторов, обогревателей

Теплотехнический расчет – это вычисление требуемой толщины перекрытий в соответствии теплоизоляционных характеристик материалов и мощности нагревательных приборов. Любое помещение для создания комфортных условий в холодное время года требует определенного количества тепла, и неважно проектируется отопительная система частного дома или требуется обогреть только одну комнату – расчеты необходимы.

Все отопительные приборы независимо от типа устройства (конвекторы, радиаторные батареи, обогреватели, тепловые пушки и т.д.) и типа теплоносителя (водяные, газовые, электрические) отапливают помещения и производимое ими тепло называется тепловой мощностью. Именно эта характеристика имеет важнейшее значение при выборе обогревательного прибора.

Например невозможно обогреть мастерскую площадью 20 м2 и построенную без теплоизоляции при -150С электрическим обогревателем мощностью 1 кВт, а небольшую ванную комнату, расположенную в центре кирпичного дома запросто.

Количество тепла, которое требуется помещению для обогрева, измеряется в килокалориях, а мощности приборов в ваттах, поэтому для перевода одного значения в другое нужно килокалории поделить на 860 и получатся кВт.

1 кВт=860 ккал.

Все производители отопительного оборудования обязательно указывают тепловую мощность прибора в паспорте или инструкции. Однако, следует учитывать, что указанная мощность достигается при соблюдении всех условий эксплуатации т.е. для водяных конвекторов или радиаторов имеет значение температура теплоносители, а для газовых приборов давление газа.

Поэтому помимо мощности отопления производители указывают, для каких условий эксплуатации предназначено оборудование.

Например, если у вас старая система центрального отопления с температурой нагрева 40-500С, рекомендуется приобретать конвекторы для низкотемпературных систем отопления.

Простейший расчет тепловой мощности обогревателя

Существует общепринятый стандарт расчета тепловой мощности обогревателя при высоте помещения не более 3 м. На 10 метров квадратных площади устанавливается 1 кВт мощности прибора.

Эта формула неплохо работает при расчетах электрических отопительных приборов в помещениях с идеальными условиями — высокой теплоизоляцией, минимальной теплопотерей и одним окном с утепленным стеклопакетом. Но существует и примитивный вариант расчета, позволяющий учитывать и высоту комнат.

Простой расчет тепловой нагрузки (Q) помещения:

V (объем помещения/м3) х 40 Вт/1000 = Q (кВт/ч)

Эта формула не позволяет допустить ошибок, связанных с грубым расчетом по принципу 1 кВт на 10 м2 т.к., учитывает объем комнаты включая высоту потолков. Однако и при таком расчёте легко совершить оплошность и приобрести «слабый» прибор — не учтено много важных факторов.

Пример расчетов

Вводные данные: гостиная в частном доме, ВхШхД – 4х5х6 м.

По первой формуле мы выясняем площадь помещения – 5х6 = 30 м2 и умножаем на 1 кВт. Получается, что нам потребуется обогреватель на 3 кВт.

Но эти расчеты не гарантируют, что, купив обогреватель мощностью 3 кВт, вы получите комфортную температуру в помещении — в столь примитивном расчете даже не учитывается температура за окном. Если в средней полосе 3 кВт могут и справится с отоплением такой гостиной, но на севере с -35 за окном можете не сомневаться, разочарование от покупки и стучащие зубы вам обеспечены.

По второй формуле мы выясняем объем помещения – 4х5х6 = 120 м3.

V х 40 Вт/1000 = 120 х 40 / 1000 = 4,8 кВт

Как можно видеть вторая формула более точно отражает необходимую потребность помещения в тепле. Кроме того учитывайте, что эти расчеты обычно применяются в электрических обогревателях, а с прибором мощностью 5 кВт в час вы разоритесь на счетах за электроэнергию, да и далеко не вся проводка выдержит подобную нагрузку.

Формула расчета тепловой нагрузки с учетом разницы температур

Для более точного определения требуемой тепловой мощности обогревателя или конвектора рекомендуем воспользоваться следующими формулой.

V (объем помещения) х T (разница температур) х φ (коэффициент теплопотери) = ккал/ч

где:

  • V – это упоминаемый выше объем комнаты: ширина * длину * высоты.
  • Т (разница температур) – в зависимости от климатической зоны температура на улице может составлять и -50 С и -300С. Поэтому в формулу введен параметр выражающий разницу между средней зимней температурой на улице и желаемой температурой в помещении. Пример: среднее зимнее значение на улице составляет -150С, а в комнате требуется 250С – получается Т = 400 С.
  • φ – коэффициент теплопотерь помещений в зависимости от конструкции и изоляции.
    • 3-4 – отсутствие теплоизоляции. Простые деревянные или металлические строения без изоляции.
    • 2-2,9 – низкая теплоизоляция. Кладка в один кирпич, упрощенная конструкция строений, одинарные окна.
    • 1-1,9 – средняя теплоизоляция. Строения с кладкой в два кирпича, стандартные здания, обычная кровля, небольшое количество окон.
    • 0,6-0,9 — высокая теплоизоляция. Мало окон, сдвоенные рамы, кирпичные стены, двойная теплоизоляция, утепленная крыша и толстое основание пола.

Для получения значения мощности конвектора или обогревателя в киловаттах требуется получившееся в число разделить на 860.

Пример расчетов

Вводные данные: гостиная в частном доме, ВхШхД – 4х5х6 м. Дом построен кладкой в два кирпича, на хорошем основании (фундамент), с большим панорамным окном. Средняя температура зимой -150С, желаемая температура в комнате +220С.

  • Выясняем объем помещения – 4х5х6х = 120 м3.
  • Определяем разницу температур – 15+22=370С.
  • Подбираем коэффициент – возьмем среднее значение 1,4 т.к. несмотря на стены в два кирпича и утолщенный пол присутствует большое окно.

Подставляем данные в формулу:

V х T х φ = 120 х 37 х 1,4 = 6216 ккал.

Переводим килокалории в кВт – 6216/860= 7,2 кВт.

Получается, что для получения требуемой температуры в гостиной нам потребуется установить обогревательный прибор на 7 кВт.

Естественно в данном случае и речи не может быть об установке электрических приборов. Такие значения можно получить при установке газовых или водяных конвекторов, радиаторных батарей, тепловых пушек и т.д. Однако с учетом размеров гостиной, подобная мощность излишня — снова нет в расчете некоторых важных нюансов.

Формула расчета тепловой мощности с учетом дополнительных факторов

Несмотря на введение коэффициента потерь тепла предыдущая формула не способна отразить всевозможные нюансы помещений. Наример теплопотери квартиры расположенной на 5 этаже в центре девятиэтажного здания ниже, чем у угловой квартиры на последнем этаже. Для получения более точных данных рекомендуем воспользоваться формулой:

Q = (100 Вт/м2 х S х φ1 х φ2 х φ3 х φ4 х φ5 х φ6 х φ7)/1000

Калькулятор расчета тепловой мощности обогревателей
Ширина комнаты (десятичные разделяйте точкой)
Длина комнаты (десятичные разделяйте точкой)
φ1 потери тепла через окна
φ2 теплоизоляция стен
φ3 окна занимают % от общей площади
φ4 коэффициент умножения 0С
φ5 количество торцевых стен
φ6 теплоизоляция помещения этажем выше
φ7 высота потолков в метрах
Итог
Площадь помещения м2
Требуемая мощность кВт/час Q =

Где:

  • S – площадь помещения в м2.
  • φ 1 – потери тепла через окна:
    • 0,85 – тройной стеклопакет;
    • 1 – двойной стеклопакет;
    • 1,27 – одинарный стеклопакет (стандартный).
  • φ 2 – утепление стен (теплоизоляция):
    • 0,854 – высокое;
    • 1 – кладка в два кирпича;
    • 1,27 – низкое.
  • φ 3 – соотношение общей площади окон к площади пола помещения в %:
    • 1,2 – 50%;
    • 1,1 – 40%;
    • 1 – 30%;
    • 0,9 – 20%;
    • 0,8 – 10%.
  • φ 4 – коэффициент умножения в зависимости от температуры внешней среды в минусовых значениях 0С:
    • 1,5 – -350С;
    • 1,3 – -250С;
    • 1,1 – -200С;
    • 0,9 – -150С;
    • 0,7 – -100С.
  • φ 5 – сколько стен имеют контакт со внешней средой (выходят на улицу):
    • 1,4 -4;
    • 1,3 -3;
    • 1,2 -2;
    • 1,1 -1.
  • φ 6 – теплоизоляция помещения находящегося сверху над расчетным:
    • 0,8 – обогреваемое;
    • 0,9 – утеплённое, но не отапливаемое;
    • 1 — холодный чердак или крыша.
  • φ 7 – высота в метрах:
    • 1,2 – 4,5м;
    • 1,15 – 4м;
    • 1,1 – 3,5м;
    • 1,05 – 3м;
    • 1 – 2,5м.

Как видите в формуле расчета тепловой мощности обогревательного оборудования учтено значительно больше значений влияющих на теплопотери.

Пример расчета

Вводные данные: гостиная в частном доме, ВхШхД – 4х5х6 м. Дом построен кладкой в два кирпича, на утепленном фундаменте с большим панорамным окном, со стандартным остеклением, занимающим 50% от площади пола. Средняя температура зимой -150С. На втором этаже отапливаемые спальни, две стены выходят на улицу.

Выясняем требуемые значения и коэффициенты:

  • S – 30м2.
  • φ 1 – 1,27.
  • φ 2 – 1.
  • φ 3 – 1,2.
  • φ 4 – 0,9.
  • φ 5 – 1,2.
  • φ 6 – 0,8.
  • φ 7 – 1,15.

Подставляем значения в формулу:

Q = (100 Вт/м2 х S х φ 1 х φ 2 х φ 3 х φ 4 х φ 5 х φ 6 х φ 7)/1000

Q = (100 Вт/м2 х 30 х 1,27 х 1 х 1,2 х 0,9 х 1,2 х 0,8 х 1,15)/1000 = 4,543 кВт

Исходя из этого уточненного расчета, получается, что нам нужно организовать отопление на 4,5-5 кВт.

Эта формула предпочтительна для расчета тепловой мощности отопительных систем, причем она подходит для расчета отопления в небольших жилых помещениях и в организации отопления промышленных объектов.

Важно! Для увеличения срока службы теплового оборудования и для учета непредвиденных ситуаций, рекомендуется добавлять небольшой запас в 10-15 %.к полученной тепловой мощности.

Нюансы при расчете мощности водяных конвекторов

Для выяснения необходимой мощности конвектора водяного отопления нужно учитывать дополнительные факторы, среди которых температура и давление рабочей среды (воды в отопительной системе).

Производители в паспортах и инструкций к водяным конвекторам указывают требуемую температуру теплоносителя, при которой прибор достигнет заявленной мощности. По санитарным нормам температура воды в централизованной системе отопления должна быть 70 градусов.

Однако в зависимости от состояния системы тепловой напор может быть ниже (в старых строениях) или выше (в новостройках). Большинство бытовых конвекторов работают при температуре до 950 С, однако максимальная температура, которую выдерживают водяные конвекторы это 120-1500С в зависимости от модели. В частных домах определение теплового напора проще — каждый пользователь может контролировать и задавать требуемые рабочие режимы самостоятельно.

Если вы уверены в требуемой температуре теплоносителя, можно приступать к расчетам по описанным формулам. Если вы проживаете в домах старого фонда, система отопления оставляет желать лучшего и зимой батареи нагреваются в пределах 30-600С, выбирайте специализированные конвекторы, рассчитанные на работу в низкотемпературных отопительных системах.

Модели для примера

  • Универсал КНУ-С КСК 20 – Настенный водяной конвектор мощностью 2,941 Вт предназначен для отопления помещения площадью до 30 м2.
  • ТРОПИК II КСК-В20-2 – водяной конвектор отопления на 2,206 кВт. Настенно-напольный тип монтажа, терморегулятор в комплекте.
  • FEG EURO F 8.50 CP – газовый конвектор на 7,095 кВт. Предназначен для площадей до 70 м2 или объемом до 140 м3. Расход газа 0,66 м3/час.
  • Hosseven HBS-12/1V — газовый конвектор на 9,6 кВт. Предназначен для помещений площадью до 96 м2. Расход газа 1,12 м3/час.
  • Ballu BHG-60 – тепловая пушка с обогревом 55 кВт. Работает на сжиженном газе. Воздушная производительность 1450 м3/час. Предназначена для обогрева производственных цехов с хорошей вентиляцией.
  • Stiebel Eltron CNS 300 S – электрический конвектор на 3 кВт. Настенный тип крепления, механическое управление. Предназначен для комнат площадью до 30 м2.
  • Electrolux EIH/AG2-2000 E — конвективно-инфракрасный обогреватель на 2 кВт рассчитан на обогрев комнат до 28 м2.
Будем рады оценке «Понравилось» или «Не понравилось» и комментарию, о том, что именно не понравилось в статье. Если оценили материал отрицательно и прокомментировали, мы постараемся его улучшить — нам важно знать Ваше мнение!

Поделитесь публикацией с друзьями

Администратор и создатель ресурса ТехноГуру, практикующий радиоэлектронщик. Ремонтом электроники занялся со школьной скамьи (в те годы это были магнитофоны, транзисторные радиоприемники, ламповые телевизоры и радиолы). Паять научился в 7 летнем возрасте.

ТехноГуру
Остались вопросы? Спросите или выскажите свое мнение в комментариях

Комментарии проходят ручную модерацию, поэтому не пытайтесь их дублировать. Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.