Обзор ассортимента
К устройствам обогрева относятся:
- тепловые пушки;
- конвекторы;
- масляные и конвекционные радиаторы;
- инфракрасные обогреватели;
- тепловые завесы.
Перечисленное оборудование подбирается для определенных целей с учетом возможностей и необходимости обслуживания. Если производительность прибора не отвечает потребностям помещения, он будет нерационально расходовать энергию. Тепловые завесы в быту не используются. Они актуальны в магазинах, больших мастерских и на промышленных объектах. Остальные же можно встретить дома, на даче или в гараже. Именно для них актуален вопрос, как рассчитать мощность обогревателя.
Тепловентиляторы
Это самые доступные по цене устройства. Они не только производят тепло за счет нагревательной спирали, но и принудительно нагнетают его в окружающий воздух за счет встроенного вентилятора.
Основное преимущество в том, что помещение прогревается очень быстро. Вместе с тем тепловентиляторы работают с шумом, создаваемым лопастями вентилятора. К тому же они не обладают достаточной мощностью для больших квартир, складов, гаражей. Таким образом, этот прибор можно использовать только дома или на работе в качестве дополнительного источника тепла.
Обзор моделей, характеристик и цен представлен в таблице.
| модель | технические характеристики | цена, руб |
| Electrolux EFH/C-5115 | 1400 | |
| Ballu BFH/C-25 | 950 | |
| Timberk TFH T15NTX | 860 | |
| Electrolux EFH/F-8720 | 3800 |
Быстрый расчет производительности для отапливаемого помещения
Этот вариант очень прост, но не позволяет рассчитать мощность инфракрасного обогревателя. Требуется:
1. Замерить площадь (s).
2. Определить высоту стен (h).
3. Вычислить объем помещения (v), перемножив первые значения.
4. Результат вычисления кубатуры разделить на 30 – специально определенное число-коэффициент для такого типа вычислений.
Формула определяемой производительности выглядит так: W=s*h/30.
Например: площадь комнаты – 18 кв. м, высота ее стен – 2,8 м. Получаем кубатуру в 50,4 куб. м. Объем делим на 30 и видим результат – 1,68 кВт необходимо для подогрева комнаты и поддержания в ней тепла. В целом можно говорить, что для 10 кв. м (высота до 3 м) нужно до 1 кВт/ч.
Такой метод будет точнее, если учитывать местонахождение комнат в здании. Для кабинета в северной или угловой части увеличиваем прогнозированную производительность до 20%.
Как максимально продлить срок эксплуатации обогревателя
Чтобы учесть правила электрической, пожарной безопасности, а также обеспечить максимальный срок службы приобретенного прибора, нужно соблюдать несколько простых советов:
- В одну розетку (а также в 1 сетевой фильтр) нельзя включать 2 обогревателя одновременно (или 1 обогреватель и энергоемкий прибор – кофейник, чайник, утюг и т.п.).
- Если есть подозрение на неисправность, пользоваться устройством категорически запрещается.
- Оставлять обогреватель включенным без присмотра также не следует. Лучше натопить вечером, а ночью отключить прибор. К тому же если он будет топить несколько часов подряд, проснуться можно с чувством тяжести в голове.
- Недопустимо накрывать тканью обогреватель, сушить на нем мокрые предметы (для этого лучше использовать радиатор центрального отопления), а также ставить его под окно, с которого на поверхность прибора будут свисать шторы.
- Обогреватели следует всегда прочищать от пыли, удаляя ее немного влажной микрофибровой тряпкой. Затем протирать досуха, и только после этого можно включать.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Перед использованием модели всегда следует обратить внимание на инструкцию – в некоторых случаях устройства имеют свои нюансы (например. могут отличаться сроки предельной непрерывной работы и т.п.).
Как рассчитать мощность электрических обогревателей для гаража или склада
Этот алгоритм подходит для неотапливаемых хозяйственных помещений. Он учитывает объем, теплоизоляцию стен, разницу температур.
1. Определяем кубатуру помещения: v=s*h.
2. Высчитываем разницу температур (?T). От ожидаемой температуры отнимаем уличные показатели.
3. Полученные числа перемножаем вместе с коэффициентом термоизоляции (k) и выходит необходимое количество килокалорий в час, нужных для нагрева и поддержки тепла.
4. Все делим на 860. Результатом окажутся искомые киловатты.
Формула, позволяющая рассчитать мощность электрических обогревателей для гаража и других хозяйственных помещений: W=k*v*?T/860.
Коэффициент термоизоляции разный:
- сооружения, не обладающие теплоизоляцией, – 4,0;
- простые постройки из дерева или профнастила – от 3,0;
- одинарная кирпичная кладки с простой оконной и кровельной конструкцией – от 2,0;
- обычные постройки (советские многоэтажные дома, старые здания) – от 1,0;
- современные сооружения или с дополнительным утеплением – от 0,6.
В качестве примера предлагаем рассчитать прогнозируемую мощность электрических обогревателей для гаража с кладкой из одинарного кирпича и несложной шиферной крышей. Допустим, его площадь – 24 кв. м, от пола до потолка – 3 м, температура на улице – -3 градуса, хотим получить тепло +15. Считаем по формуле:
W=2*24*3*(15 — (-3)/860=3 кВт, или W=2,9*24*3*(15 — (-3)/860=4,4 кВт.
Вывод: для обогрева в указанных условиях необходима производительность от 3 до 4,4 киловатта.
Мы начинаем короткую серию статей, посвященную расчету мощности обогревателей для квартир и частных домов. Начнем с радиаторов отопления. Почему это важно? Ответ прост: в доме должно быть тепло и комфортно. Даже в самые лютые морозы вы не надеваете в помещении валенки и шапку. А в идеале — никогда не покупаете электрические обогреватели. С другой стороны, жара тоже не вариант. Принудительное отключение радиаторов не поможет сэкономить на коммунальных платежах, а регулярное проветривание комнат не всегда возможно. Особенно если в доме дети.
Поэтому давайте узнаем, сколько секций радиаторов нужно для комфортной жизни. И как эту цифру получить.
Самый простой расчет
Если вы занимаетесь строительством дома самостоятельно, и не слишком разбираетесь в вопросах отопления, то легко попадетесь на удочку консультантов строительных магазинов. Очень часто можно услышать, что расчет секций радиаторов самый элементарный:
100 Вт мощности на 1 квадратный метр
Или другой вариант:
2 секции батареи на 1 квадратный метр
Казалось бы, все ясно и понятно. Но дело ведь в нюансах. Такая примитивная формула не учитывает особенностей помещения, высоту потолков, количество дверей и окон, наличие теплоизоляции и балконов. Всего того, что влияет на теплопотери и без чего система отопления не будет работать эффективно и — что важно — экономно.
Какая информация нужна
Прежде чем браться за расчет мощностей обогревателя, соберите «анамнез».
Это вся информация о конкретном помещении, где планируется установить отопительные приборы.
- Климат местности и температура воздуха в отопительный сезон. Выбор обогревателей, расчет их количества и мощности будет сильно отличаться в средней полосе и северной части нашей страны.
- Расположение помещения и конкретно окон (север, юг, восток, запад)
- Назначение помещения: гостиная, детская, кухня, подсобное помещение, чердак.
- Материал и толщина стен.
- Количество окон, дверей, их конфигурация (обычные или французские окна), наличие и тип балконов (лоджия, мансарда).
- Вентиляция — естественная и принудительная.
Затем нужно определиться с материалом будущих радиаторов. Обычно это происходит еще на этапе дизайн-проекта, но, если речь идет о квартире с уже установленными приборами, а вы хотите их поменять, решение о замене принимают на первых стадиях ремонта. Количество секций радиаторов на отдельно взятую комнату зависит от их вида:
- Стальные имеют мощность 100-150 Вт на секцию
- Чугунные — 160 Вт
- Биметаллические — 170-180 Вт
- Алюминиевые — самые мощные, 180-200 Вт.
И еще один параметр. Приведенные выше значения мощности радиаторов разных материалов — идеальные. Их производитель указывает в сопроводительной документации, но они слегка оторваны от реальности. На мощности секции радиатора отопления влияет показатель температуры теплоносителя. Если вы его знаете, расчет получится точнее. Так называемый параметр DT учитывает температуру теплоносителя на входе и выходе. Максимальная мощность секции радиатора достигается при параметре 90/70. Но такая температура редка для российской отопительной системы. Стандартная цифра — 67-75/53-55 °С.
Расчет по площади
Это тот же самый простой расчет, о котором мы говорили выше, но с уточнениями. Подходит для помещения с обычной высотой потолков, не больше 3 метров.
Формула:
100 Вт*S/N,
где S — площадь помещения (м²) и N — мощность секции радиатора
Пример:
100*15/150=10
10 секций радиатора понадобится для отопления 15-метровой жилой комнаты.
Чтобы получить более реальную и точную цифру прибавляют:
- +20% за балкон в комнате или окно-эркер;
- +30% за два окна, две наружные стены и угловое расположение квартиры;
- +10-15% за экраны для радиаторов, которые их полностью скрывают;
- + 15% добавляют всегда на случай аномальных холодов.
Формулу расчет уточняют еще и климатическим коэффициентом. Он актуален для северных и южных регионов, где температура воздуха значительно отличается от средней полосы России. Коэффициент для севера — 1,6. Для юга — 0,9.
Расчет по объему помещения
Проводится для помещений с высокими потолками и нестандартной конфигурацией. Исходит из того, что на отопление 1 кубического метра помещения необходимо 40 Вт тепловой мощности.
Формула:
V*40Вт/ N,
Где V — объем помещения м3, а N — мощность секции радиатора
Пример расчета:
104 (ширина 6,5*длина 5*высота 3,2)*40/150 = 27.
Т.е. 27 секций понадобится для комфортного отопления помещения объемом 104 м3.
Подробный расчет количества секций радиаторов отопления
Эта формула имеет массу уточнений. Она может подойти и для квартир, но для этого надо знать все тонкости строительства конкретного многоэтажного дома. Все же собственник коттеджа имеет привилегию непосредственно участвовать в возведении объекта, контролировать покупку стройматериалов и отделки, а также получать исчерпывающую информацию о каждом используемом материале.
Формула
100Вт *S *К1 *К2 *К3 *К4 *К5 *К6 * К7,
где S — площадь помещения (м²), а множество К — это коэффициенты, которые помогут детализировать расчет.
К1 — остекления окон: коэффициент за двойное стекло, 1,0 за двойной стеклопакет, 0,85 за тройной.
К2 — коэффициент теплоизоляции стен: 1,27 низкая, 1,0 однослойная, 0,85 двухслойная.
К3 — соотношение площади окон и пола: 0,8 (10%); 0,9; 1,0; 1,1; 1,2 (50%).
К4 — коэффициент самой низкой температуры в зимнее время: 0,7 (10°C); 0,9 (15°C); 1,1 (20°C); 1,3 (25°C); 1,5 (30°C).
К5 — коэффициент количества наружных стен: одна 1,1; две 1,2; три 1,3; четыре 1,4.
К6 — тип помещения: чердак коэффициент 1; теплый чердак — 0,9; теплый цокольный этаж — 0,8
К7 — высота потолков: коэффициент 1 за высоту 2,5 метра; 1,05 за 3 м; 1,1 за 3,5 м; 1,15 за 4 м; 1,2 за 4,5 м.
Сэкономить на количестве секций радиаторов без потери тепла поможет:
- Качественная теплоизоляция
- Утепление дверей и откосов
- Застекленные и утепленные лоджии и балконы
- Работающие на кухне или в зоне столовой приборы нагрева: плиты, духовые шкафы, грили и т.д. Вот почему так важно учитывать тип помещения для установки и расчета радиаторов.
Инфракрасные обогреватели: как подсчитать их мощность?
Такое устройство нагревает предметы и людей, их тепло дальше распространяется по комнате. Поэтому требуемая производительность определяется иначе. Рассчитать мощность инфракрасного обогревателя в пространстве можно так: в зависимости от модели на 1 кв. м предполагаются затраты до 0,1 киловатта. Это число может начинаться от 0,01 кВт.
Обращайте внимание на заводские характеристики, чтобы понять, как рассчитать мощность обогревателя. Современные инфракрасные производители тепла дают существенную экономию и в неотапливаемом помещении. Но их эффективность в среднем в 2 раза меньше. То есть на 1 кв. м затраты могут достигать 0,2 киловатта.
Сжигает ли обогреватель кислород
Широко распространено убеждение о том, что обогреватель сжигает кислород, из-за чего у многих людей начинает болеть голова после его длительной работы. В связи с этим многие производители или магазины специально доводят до покупателей, что их модели не сжигают воздух.
На самом же деле ни одна модель обогревателя воздух не сжигает. Горение, обязательно сопровождающееся образованием огня, связано с процессом траты кислорода для сжигания топлива. Однако обогреватели не сжигают воздух, а подогревают и иссушают его.
Боли в голове могут быть связаны со слишком длительным беспрерывным эксплуатированием прибора, из-за чего воздух нагревается слишком сильно, и становится душно – практически тот же эффект наблюдается, если долго не проветривать квартиру зимой. К тому же на нагревательный элемент могут попадать частицы пыли, которые сгорают – в этом случае кислород действительно сжигается, но в очень незначительном количестве.
С точки зрения комфорта в данном случае выигрывают масляные обогреватели, которые можно легко протереть влажной тряпкой перед включением, смахнув всю пыль, которая уже не сгорит во время работы прибора.
Далее рассматриваются преимущества и недостатки разных видов обогревателей, а также обзор конкретных моделей, их технические характеристики и средние цены.
Расчет разных типов радиаторов
Если вы собрались ставить секционные радиаторы стандартного размера (с осевым расстоянием 50см высоты) и уже выбрали материал, модель и нужный размер, никаких сложностей с расчетом их количества быть не должно. У большинства солидных фирм, поставляющих хорошее отопительное оборудование, на сайте указаны технические данные всех модификаций, среди которых есть и тепловая мощность. Если указана не мощность, а расход теплоносителя, то перевести в мощность просто: расход теплоносителя в 1л/мин примерно равен мощности в 1кВт (1000Вт).
Осевое расстояние радиатора определяется по высоте между центрами отверстий для подачи/отведения теплоносителя
Чтобы облегчить жизнь покупателям на многих сайтах устанавливают специально разработанную программу-калькулятор. Тогда расчет секций радиаторов отопления сводится к внесению данных по вашему помещению в соответствующие поля. А на выходе вы имеете готовый результат: количество секций данной модели в штуках.
Осевое расстояние определяют между центрами отверстий для теплоносителя
Но если просто пока прикидываете возможные варианты, то стоит учесть, что радиаторы одного размера из разных материалов имеют разную тепловую мощность. Методика расчета количества секций биметаллических радиаторов от расчета алюминиевых, стальных или чугунных ничем не отличается. Разной может быть только тепловая мощность одной секции.
Чтобы считать было проще, есть усредненные данные, по которым можно ориентироваться. Для одной секции радиатора с осевым расстоянием 50см приняты такие значения мощностей:
- алюминиевые — 190Вт
- биметаллические — 185Вт
- чугунные — 145Вт.
Если вы пока только прикидываете, какой из материалов выбрать, можете воспользоваться этими данными. Для наглядности приведем самый простой расчет секций биметаллических радиаторов отопления, в котором учитывается только площадь помещения.
При определении количества отопительных приборов из биметалла стандартного размера (межосевое расстояние 50см) принимается, что одна секция может обогреть 1,8м 2 площади. Тогда на помещение 16м 2 нужно: 16м 2 /1,8м 2 =8,88шт. Округляем — нужны 9 секций.
Аналогично считаем для чугунные или стальные баратери. Нужны только нормы:
- биметаллический радиатор — 1,8м 2
- алюминиевый — 1,9-2,0м 2
- чугунный — 1,4-1,5м 2 .
Это данные для секций с межосевым расстоянием 50см. Сегодня же в продаже есть модели с самой разной высоты: от 60см до 20см и даже еще ниже. Модели 20см и ниже называют бордюрными. Естественно, их мощность отличается от указанного стандарта, и, если вы планируете использовать «нестандарт», придется вносить коррективы. Или ищите паспортные данные, или считайте сами. Исходим из того, что теплоотдача теплового прибора напрямую зависит от его площади. С уменьшением высоты уменьшается площадь прибора, а, значит, и мощность уменьшается пропорционально. То есть, нужно найти соотношение высот выбранного радиатора со стандартом, а потом при помощи этого коэффициента откорректировать результат.
Расчет чугунных радиаторов отопления. Считать может по площади или объему помещения
Для наглядности сделаем расчет алюминиевых радиаторов по площади. Помещение то же: 16м 2. Считаем количество секций стандартного размера: 16м 2 /2м 2 =8шт. Но использовать хотим маломерные секции высотой 40см. Находим отношение радиаторов выбранного размера к стандартным: 50см/40см=1,25. И теперь корректируем количество: 8шт*1,25=10шт.
Какой обогреватель затрачивает меньше электроэнергии для дачи и других жилищ?
Исходя из множества опытов, можно выделить один вид, который потребляет меньшее количество электроэнергии. Таким прибором является конвектор. Принцип работы схож с масляным радиатором, но отличается своей безопасностью и современностью.
Через нагревательный элемент, который устроен в конвекторе, происходит циркуляция воздуха. Таким образом, идет теплообмен. Конвектор можно оставлять включенным на долгое время без присмотра, так как он является одним из самых безопасных приборов.
Для дачного дома такое отопительное оборудование идеально подходит. Он не сушит воздух, а температура нагрева не может превысить 60 оС. После включения конвектора комната начнет нагреваться через 20 минут. Он потребляет электричества на 25 % меньше, чем другие отопительные приборы.
Конвектор считается самым экономичным для дома.
Зачем нам высота потолков при расчетах
Итак, давайте рассмотрим некий «типовой» вариант – дом площадью 100 квадратных метров. В расчетах, основанных на площади дома мы опираемся на величину «1 кВт тепловой мощности котла на каждые 10 квадратных метров площади» и получаем, что нам потребуется котел мощностью 10кВт для отопления дома площадью 100 м2.
А теперь давайте обратим внимание на высоту потолков в помещениях. Они могут быть 2,20, 2,50 и, например, 3,0 метра
В первом варианте объем помещений составит 220 кубических метров, во втором – 250 и в третьем – 300 м3.
Любой теплогенератор, который работает в вашем доме, за исключением ИК панелей и им подобных, нагревает воздух внутри помещения. Благодаря конвекции теплый воздух перемешивается с холодным и обеспечивает теплопередачу по всему объему. В итоге, любой котел или печь нагревают воздух в доме. А воздух меряется именно объемными величинами, то есть кубометрами.
В первом случае нам нужно будет нагреть 220 кубометров воздуха во внутренних помещениях дома, а в последнем – 300 кубометров. Логично предположить, что при нагревании 300 кубометров воздуха потребуется почти в 1,5 раза больше тепла, чем при нагревании 220 кубометров.
То есть, при одинаковой площади помещений в первом случае можно использовать котел почти в 1,5 раза менее мощный, чем в последнем.
Расчет в Excel времени охлаждения (нагрева).
Алгоритм расчета базируется на законе Ньютона-Рихмана и на теоретических и практических исследованиях регулярного теплового режима советскими учеными Г.М. Кондратьевым («Регулярный тепловой режим», Москва, 1954г.) и М.А. Михеевым («Основы теплопередачи», Москва, 1977 г.).
Для примера выбран расчет времени нагрева до +22 °C в комнате с температурой воздуха +24 °C пивной алюминиевой банки с водой, предварительно охлажденной до +13 °C.
Исходные данные:
Параметров, необходимых для выполнения расчета времени охлаждения (нагрева) – 12 (см. скриншот).
Ориентировочные сведения о значениях коэффициента теплоотдачи α приведены в примечании к ячейке D3.
Теплофизические характеристики материала тела λ, a, ρ, c легко можно найти в справочниках или по запросу в Интернете. В нашем примере – это параметры воды.
В принципе, для выполнения расчета достаточно знать значения любой из пар характеристик: λ, a или ρ, c. Но для возможности выполнения проверки и минимизации вероятности ошибки рекомендую заполнить значениями все 4 ячейки.
Вводим значения исходных данных в соответствующие ячейки листа Excel и считываем результат: нагрев воды от +13 °C до +22 °C в спокойном воздухе комнаты с постоянной температурой +24 °C будет длиться 3 часа 25 минут.
Для справки в самом конце таблицы вычислено время нагрева без учета формы тела – 3 часа 3 минуты.
Алгоритм расчета:
- 13.1. F=2·H·L+2·B·L+2·H·B – для параллелепипеда;
- 13.2. F=π·D·L+2·π·D2/4 – для цилиндра;
- 13.3. F=π·D2 – для шара.
- 14.1. V=H·L·B – для параллелепипеда;
- 14.2. V=L·π·D2/4 – для цилиндра;
- 14.3. V=π·D3/6 – для шара.
- 15. G=ρ·V
- 16.1 K=((π/H)2+(π/L)2+(π/B)2)-1 – для параллелепипеда;
- 16.2 K=((2,405/(D/2))2+(π/L)2)-1 – для цилиндра;
- 16.3 K=((D/2)/π)2 – для шара.
- 17. m∞=a/K
- 18. Bi=α·K·F/(λ·V)
- 19. Ψ=(1+1,44·Bi+Bi2)-0,5
- 20. M=Ψ·Bi
- 21. mαλ=M·m∞
- 22. mcρ=Ψ·α·F/(c·ρ·V)
- 23. Δ=ABS (1-mαλ/mcρ)·100
- 24. t=(LN (ABS (tc-t1)) -LN (ABS (tc-t2))/mαλ
- 25. tN=(LN (ABS (tc-t1)) -LN (ABS (tc-t2)))·c·ρ·V/(α·F)
Сколько потребляет в сутки масляный обогреватель?
Такой вид обогревателей сжигает небольшое количество кислорода и потребляет мало электричества. Кроме этого, не являются такими пожароопасными, как другие приборы.
Недостатками является высокая стоимость и большой вес. В среднем, масляный обогреватель расходует 750Вт в час. Более мощные нагреватели затрачивают около 1 кВт. Но можно найти приборы с меньшей мощностью.
Так как прибор работает несколько часов в сутки, то потребление электроэнергии значительно меньше.
Масляный обогреватель
Чем больше мощность прибора, тем больше электричества он потребляет. В то время, когда прибор выключен и находится в режиме отдыха, то он не тратит энергию. Несмотря на некоторые недостатки, преимуществ можно выделить больше. Именно поэтому он является популярным среди жителей частных домов. Рассчитать количество потребляемой электроэнергии можно после 1 месяца пользования прибором.
