Как рассчитать объем бойлера косвенного нагрева для частного дома
Горячая вода в частном доме
Наиболее популярный и интересующий всех вопрос: а какой мощности или объема мне нужен бойлер, чтобы я не испытывал дискомфорта при пользовании горячей водой?
Варианты: сколько времени будет нагреваться вода в бойлере? Смогу ли я пользоваться одновременно душем и кухонной мойкой? А еще одним душем? Хватит ли мне 150-литрового водонагревателя?
В каталогах и технической документации производителей приводятся некие цифры.
Но они, как правило, мало информативны, поскольку используют лишь какой-то конкретный набор исходных данных, тогда как в действительности реальных ситуаций встречается бесконечное множество.
У кого-то джакузи, а кто-то довольствуется душевой кабиной; один моет посуду руками, у второго стоит посудомоечная машина, для которой горячая вода вообще не требуется.
Расчет количества горячей воды
А потому точный ответ на все эти и многие другие вопросы может дать ответ одна простая универсальная формула:
где P – требуемая мощность (Вт) для нагрева данного объема воды на указанную разницу температур,
c – удельная теплоемкость воды, которая при 10°C равна 4192 Дж/(кг °С),
m – масса нагреваемой воды (кг),
tнаг – температура нагретой воды, °C; tхол — температура нагреваемой (холодной) воды, °C;
T – время нагрева (сек.).
Для простоты расчетов допустим, что удельная теплоемкость воды «c» равна приблизительно 4,2 кДж/(кг °С), а масса воды «m» численно равна ее объему «V» в литрах (m = ρ * V, где ρ – плотность воды, которая при 10°C равна 0,99973 кг/л).
Если не указано иное, tхол обычно принимают равным 10°C. Наиболее привычной для многих обывателей единицей измерения протока является литр в минуту, в этих же единицах указываются параметры оборудования в инструкциях большинства производителей импортного, да и отечественного оборудования.
Также производительность того или иного сантехнического прибора можно узнать из его руководства по эксплуатации. Позволим себе небольшое лирическое отступление.
Знаете, что самое сложное в расчетах и использовании любых формул, как многоэтажных, так и элементарных? Вовсе не умножение-деление-извлечение корня.
Самое сложное и ответственное — это правильно конвертировать исходные данные в те единицы измерения, для которых данная формула составлена. Иначе полученный результат, что вполне ожидаемо, получится весьма далек от реальности.
Поэтому, кстати, и не рекомендуется пользоваться так называемыми «эмпирическими зависимостями». В них нередко с единицами измерения творится полная каша, а потому они не дают полной и реальной картины происходящего процесса, не позволяют гибко учитывать влияние большинства переменных, которые уже жестко входят в состав такой формулы в виде некого безразмерного коэффициента.
Итак, смотрим на нашу универсальную формулу. Единицы измерения в ней, как это и принято в классической физике, указаны в системе СИ. Так, мощность P измеряется в ваттах, поэтому киловатты умножаем на 1000. От всех прочих «кило-» и «мега-» нужно избавляться аналогичным образом. Время измеряется в секундах, а, значит, минуты умножаются на 60, а часы — на 3600. Кстати, умеете переводить кубометры в час в литры в минуту, не пользуясь конвертером величин?
Это элементарно. В одном кубометре 1000 литров, в одном часе 60 минут.
Значит, 1 м³ /1 ч = 1*1000 л/1∗60 мин. = 1000/60 = 16,67 л/мин.
И наоборот: 1 л = 1/1000 = 0,001 м 3, 1 мин = 1/60 = 0,017 ч,
значит, 1 л/1 мин = 0,001/0,017 = 0,06 м 3 /ч.
Аналогичным образом можно самостоятельно конвертировать абсолютно любые единицы измерения. Теперь попробуем что-нибудь посчитать.
Расчет горячей воды двухконтурного котла.
Например, какой проток горячей воды (температура 45°С) сможет обеспечить двухконтурный 24-кило ваттный котел.
P = 24000 Вт, c = 4200 Дж/(кг °С), tнаг. = 45°С,
tхол = 10°С, T = 1 мин. = 60 сек.
Преобразуем формулу, чтобы найти m:
m= P*T/[c*(tнаг – tхол)] = 24000 * 60 / [4200*(45 – 10)] = 9,8 л.
Таким образом, искомая величина протока составляет 9,8 л/мин.
Что это у нас? Это отличный проливной горячий душ (0,12 л/сек по версии СНИП, что равно 7,2 л/мин) плюс еще на умывальник или кухонную мойку останется. А если снизить свои температурные аппетиты до 40°С, то результат составит уже 11,4 л/мин.
Недостатком данной формулы является не учет тепло потерь. Поэтому, если котел расположен слишком далеко от водоразборных точек, величину тепло потерь в трубопроводе водоснабжения необходимо измерить, перевести в ватты и вычесть из первоначальной мощности котла.
Отсюда же надо вычесть и тепло потери емкостного водонагревателя, указанные в технических данных производителя.
Разница между проточным и накопительным режимами нагрева
Вычисления, касающиеся емкостного водонагревателя, выполняются аналогичным образом.
Принципиальная разница между проточным и накопительным режимами нагрева воды с точки зрения финальной температуры проистекает из сильных и слабых сторон того и другого методов.
В проточном режиме главное — скорость и непрерывность подачи воды, поэтому в данном случае вода нагревается ровно до той температуры, которая требуется на выходе из крана, и не градусом выше. Иначе пострадает проток (см. всё ту же формулу).
Накопительный режим хорош возможностью сохранения некоторого объема уже горячей воды для последующего расхода, а потому греть воду можно, во-первых, с меньшей мощностью (спешить некуда).
Правильный подбор типа системы Г.В. С (проточная или накопительная) должен начинаться не с воспоминаний о том, у кого какая уже установлена, и хватает ли, а с уточнения объемов водопотребления, определения пиковых (максимальных) расходов и их продолжительности.
При продолжительном пиковом расходе (несколько часов) имеет смысл остановиться на проточном варианте. При значительных, но кратковременных пиковых нагрузках (например, однократное наполнение ванны) лучше подойдет накопительный водонагреватель.
Внимательно изучив данный материал, вы с легкостью сможете подбирать водонагревательную емкость для любых систем, основываясь лишь на данных о расходе воды.
Причем нередко оказывается, что требуется водонагреватель гораздо меньших размеров, чем, кажется на первый взгляд.
Особенности расчетов бойлеров косвенного нагрева и факторы, которые важно учесть
Расчет объема бака для стандартной семьи
По аналогии с водонагревателями других типов, основным параметром, на который необходимо ориентироваться – это расход воды в сутки. Основными документами, которые регламентируют расчеты, являются СНиП 2.04.01-85 и Справочник проектировщика (часть 2).
Важно обратить внимание на несколько моментов:
Если в семье регулярно планируется принимать горячую ванну и душ двумя-тремя домочадцами, то необходим водонагреватель с баком в 300 литров. Если семья состоит из двух человек, которые будут пользоваться только душем (в квартире установлена только душевая кабина), то можно использовать бойлер косвенный 100 литров «Турбо». Не стоит покупать водонагреватели объемом «про запас», так как вода в них будет нагреваться долго, и места они будут занимать немало.
Особенности расчета мощности котла для водонагревателя в частном доме
В большинстве случаев бойлер косвенного нагрева подбирается на 10-25% меньше мощностных характеристик котла – это позволит максимально длительное время сохранить температуру воды в накопительном баке. Одно из основных правил – чем больше объем бака, тем мощнее должен быть отопительное оборудование. При установке бойлера «Турбо» от нашей компании с баком 100 литров котельное оборудование должно быть мощностью не менее 16 кВт, 150 литров – 25 кВт, 200 литров – не менее 33 кВт.
Что необходимо учесть в процессе выбора
Для того чтобы сэкономить на энергоносителях (газ, электроэнергия, твердое топливо), при выборе водонагревателя косвенного нагрева «Турбо» важно учесть несколько ключевых факторов:
Какой бойлер косвенного нагрева выбрать для частного дома
Самостоятельный выбор бойлера косвенного нагрева процесс сложный и требующий определенных технических навыков и знаний. Условно можно разделить подбор водонагревателя не несколько важных этапов:
Первый этап выбора, а именно, расчет нагрева бойлера косвенного нагрева лучше доверить профессионалам. Разобраться без технического образования во всех нюансах при желании можно и самостоятельно.
Как рассчитать объём бойлера косвенного нагрева
Чтобы правильно подобрать БКН необходимо учитывать несколько важных параметров, влияющих на дальнейшую эксплуатацию и экономическую составляющую использования. При расчетах учитывают мощность котла, фактическую потребность в ГВС.
Регламентирующие документы, на которых основан главный принцип вычислений: СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» и справочник проектировщика ч. 2.
Подбор бойлера начинают с определения по расходу горячей воды. Правильно подобранный бойлер должен соответствовать следующим требованиям:
Среднестатистическая семья использует ГВС не реже 12 раз в день. Среднее потребление по количеству человек в семье и расчет объема бойлера косвенного нагрева, выполняется по следующим таблицам:
Количество членов семьи
Объём бака бойлер (л)
Примерный расход воды (л)
Расход воды при t=60°C (л)
Для дальнейших вычислений можно использовать формулу расчета объема бака:
Объем водонагревателя = Р. воды х (t° – t1): (t2 – t1)
Указанная формула расчета используется для определения постоянной производительности водонагревателя. Попробуем выполнить вычисления для семьи, состоящей из 5 человек, при условии, что ГВС будет использоваться для душа и мытья посуды:
Исходя из расчетов для семьи из 5 человек будет достаточно установить БКН с максимальной вместительностью 200 л, что возможно если котел, к которому подключен водонагреватель будет иметь мощность не менее 33 кВт.
При определении объема будущего бойлера нужно учитывать мощность котла. Как показывает практика нередко именно этот критерий игнорируют при выборе водонагревателя, между тем он напрямую влияет на производительность БКН. Подбор бойлера косвенного нагрева по мощности котла проводят по таблице:
Существует прямая зависимость пропускной способности бойлера от мощности котла. Конечно можно подключить БКН большего объема к котлу, но выдавать необходимый литраж воды он не будет. Установив водонагреватель с чрезмерной вместимостью, потребитель столкнется с увеличением продолжительности времени нагрева, что приведет к перерасходу энергоносителя и увеличению затрат.
Выбор объема БКН начинают с теплотехнического расчета по производительности котла. Обычно приведенных значений достаточно для среднестатистического пользователя, чтобы подобрать бойлер для ГВС. В строительных компаниях дополнительно учитывают еще несколько технических параметров и выполняют:
Удельная теплоемкость воды при температуре 0,1…100°С
В случае комбинированной модели водонагревателя (с встроенным ТЭНом) дополнительно учитывают потребление электроэнергии. Чтобы передать тепло 1 кг воды (при расчетах используется не литраж, а масса) и поднять ее температуру на 1°С требуется 4,187 кДж энергии или 0,001 кВт.
Проведя несложные вычисления понимаем, что для нагрева 1 л воды от 10 до 60°С потребуется 0,05 кВт/ч. Дальнейший расчет электроэнергии на комбинированный БКН осуществляют в зависимости от того какое фактическое потребление ГВС существует. Для большой семьи, как правило, достаточно 10 кВт бойлера, с объемом 200 л.
Самостоятельный расчёт емкости БКН требует понимания физических законов и основ математических вычислений. Чтобы облегчить себе задачу лучше воспользоваться специальными онлайн калькуляторами, расположенными на сайте или обратиться за помощью к бригаде, которая будет подключать водонагреватель.
Какой БКН лучше — вертикальный или горизонтальный, настенный или напольный
Правильный выбор бойлера косвенного нагрева для горячего водоснабжения связан не только с определением мощности и объема водонагревателя. Важную роль играет тип конструкции. Принято делить все существующие БКН на несколько групп:
При выборе типа конструкции учитывают многие факторы: наличие свободного места под установку, необходимый объем литража БКН, материал из которого сделаны несущие стены здания.
Какой материал бака БКН лучше
Лучшие бойлеры косвенного нагрева, предлагаемые европейскими производителями, изготавливают со стеклокерамическим покрытием. Продукция из нержавеющей стали стоит намного дороже, хотя и отличается длительным сроком эксплуатации.
Существуют бюджетные БКН с защитным слоем из эмали (такой же, как у металлических ванн). У каждого варианта есть свои преимущества и недостатки:
Золотой серединой считается покупка водонагревателя с баком, покрытым стеклокерамическим защитным слоем. Покупать бюджетные эмалированные нагреватели не стоит. Затраты на них не окупаются по причине небольшого срока службы.
Какой фирмы купить бойлер косвенного нагрева
На рынке водонагревательного оборудования лучшей считается продукция ведущих европейских производителей. Присутствует достаточно неплохая техника, выпущенная в России, практически не уступающая по характеристикам от зарубежных аналогов. От покупки китайских бойлеров лучше воздержаться.
Рейтинг производителей БКН по качеству возглавляют чешские, немецкие и французские водонагреватели:
На сегодняшний день лучше покупать бойлер, предлагаемый компанией Drazice. Продукция имеет неплохие отзывы и достаточно приемлемую цену. Для любителей премиум класса подойдут БКН английской Baxi, немецких Buderus или Viessmann. Если необходима хорошая бюджетная модель можно приобрести отечественные Эван.
Как подобрать бойлер косвенного нагрева к котлу расчет параметров
Для отопления частного дома желательно установить агрегат, который сможет работать без подсоединения к централизованному отоплению. Оборудование способно за короткий промежуток времени прогреть большой объем жидкости. Агрегат позволяет значительно сэкономить потребление энергии. Если пользователь не знает, как подобрать бойлер косвенного нагрева к котлу, ему нужно сделать расчет. Это можно с делать с помощью онлайн калькулятора на сайте или с помощью формул.
Особенности устройства
Агрегат может работать при использовании горячей жидкости, которая течет по контуру для отопления. чтобы подача горячего теплоносителя осуществлялась постоянно, нужно вмонтировать в установку рециркуляционное оборудование. Жидкость будет тут же течь из крана при его открытии. Агрегат позволяет значительно снизить потребление энергии.
Обратите внимание! Устанавливать прибор лучше недалеко от котла. Это обеспечить малую потерю тепла во время передвижения по трубам.
Агрегат представляет из себя резервуар, внутри которого находится элемент для подогрева жидкости. Он будет работать от внешнего теплоносителя. Сама емкость имеет форму прямоугольника, цилиндра или квадрата. На стенках корпуса находятся трубочки. Они нужны для постоянного перемещения подогретой жидкости.
Объем емкости может быть любой. Она может быть изготовлена из пластика или металла. Изнутри резервуар обработан покрытием из эмали. Этот материал препятствует коррозии. Чтобы жидкость остывала медленно, вокруг корпуса находится теплоизоляционный слой.
Помните! Спираль внутри резервуара размещена по всей площади или плотно уложена на дне. Это позволяет за короткое время подогревать большой объем теплоносителя.
Чтобы оборудование раньше срока не сломалось, пользователю нужно периодически его очищать от накипи. Для смягчения жидкости и предотвращения образования ржавчины, монтируют стержень с положительно заряженными частичками. Если он сломается, человеку нужно его заменить. также на корпусе находятся специальные датчики и клапана. Они помогают защитить прибор от поломок.
Преимущества и недостатки оборудования
Расчет бойлера косвенного нагрева необходим для правильного подбора подходящей модели. Если вы не уверены в собственных силах, лучше обратиться к опытным мастерам. Они помогут выбрать конструкцию и спроектировать всю установку.
Основным преимуществом оборудования является экономия потребления энергии. Чтобы агрегат работа, потребителю не нужно подключать газовый котел или использовать электричество. Подогрев жидкости будет осуществляться с помощью горячего теплоносителя в радиаторах. Это помогает сэкономить расходы на обогрев всего дома.
Помните! Во многих моделях есть тэны с датчиками. Потребитель может самостоятельно подобрать желаемую величину температуры и пользоваться устройством, когда централизованное отопление отключено.
Еще одними преимуществами агрегата являются следующие:
Однако, каждая техника обладает своими недостатками. Чтобы подогреть жидкость объемом сто литров, нужно подождать двадцать минут. Самодельные приспособления могут не справиться с этой задачей.
Оборудование занимает много места. Чтобы установить большую емкость, необходимо отдельное помещение. Эффективность прибора очень заметна только в теплое время года, а зимой придется включать котел.
Типы агрегатов
Перед тем, как выполнить расчет объема бойлера косвенного нагрева, разберемся с основными видами оборудования. Популярными моделями являются агрегаты, в которых трубочки выполнены из стали или латуни. От количества ответвлений элемента будет зависеть, на сколько быстро жидкость будет прогреваться. Механизм работы агрегата достаточно простой: в ёмкость поступает жидкость, теплоноситель по спиральке прогревает ее до необходимой величины температуры.
Есть модели, которые состоят сразу из двух емкостей. В маленьком резервуаре находится холодная жидкость, а в большом горячая. В таком приборе теплоноситель будет подогреваться мгновенно, так как площадь нагрева большая. Потребитель будет получат сразу горячую жидкость из крана, ему не придется ждать.
Обратите внимание! Устройство, состоящее из двух резервуаров, быстро прогревает жидкость. Оно также способно самоочищаться.
Комбинированная модель может использовать энергию как с внешнего источника, так и с отопительной установки. Аппараты, в зависимости от способа монтажа, разделяются на такие типы:
Оборудование по своей форме может быть вертикальным или горизонтальным. В зависимости от целей использования, пользователь подбирает себе необходимую модель.
Какие нюансы нужно учесть
Агрегат помогает подогреть теплоноситель без использования внешнего источника энергии. От того на сколько правильно будет подобран прибор, будет зависеть функционирование всей установки.
Перед покупкой устройства, нужно учесть его объем. Этот параметр очень важен. Подробности его расчета будут указаны ниже. Во время выбора конструкции нужно учесть, что спираль внутри нее занимает определенное пространство. Поэтому обязательно человеку нужно посмотреть техпаспорт агрегата. В нем указывается реальный объем. Монтировать его лучше вместе с газовым котлом. Другими важными параметрами являются:
Ознакомиться с особенностями подбора агрегата можно в видео
Перед осуществлением монтажных работ, нужно выполнить расчет параметров агрегата и ознакомиться с инструкцией.
Расчет основных параметров оборудования
Расчет объемов бойлера косвенного нагрева должен осуществляться по специальной формуле. Этот параметр является очень важным при выборе подходящей модели. Вычислять величину нужно с учетом количества проживающих в доме. Зачастую устанавливают конструкции, объемом восемьдесят литров. Однако, такая величина является условной и будет зависеть от образа жизни человека.
Если, подогрев жидкости будет осуществляться постоянно, это может привести к увеличению расхода топлива. Но, для загородного дома неплохо иметь небольшой запас теплого теплоносителя. Стандартными моделями являются агрегаты на 30,50,80,100 и 150 литров. Для большой семьи лучше сразу приобрести конструкцию на сто пятьдесят литров. Есть также конструкции на пятьсот литров, но они уже являются промышленными.
Если вы живёте в квартире, где есть централизованное отопление, то можно поставить небольшой компактный агрегат. Их монтируют на один кран. Если горячего водоснабжения нет в доме, нужно сразу купить конструкцию на сто литров. Такой водонагреватель будет стоит несколько дороже. Чтобы рассчитать объем аппарата, нужно использовать следующую формулу: необходимый объем горячего теплоносителя умножить на количество человек проживающий в доме, затем полученное значение умножить на разницу между температурой желаемой горячей воды и холодной. После этого нужно разделить значение на разницу между температурой горячей жидкости в ёмкости и температурой холодного теплоносителя.
Также можно подсчитать примерную мощность прибора. Для этого необходимо сложить две величины: потребности жителей дома без учета запаса теплоносителя и номинальную мощность агрегата. Зачастую этот параметр равен пятнадцати киловаттам.
Особенности монтажа агрегата
Перед осуществлением монтажа пользователю нужно расчистить рабочую поверхность. Можно приобрести оборудование, которое закрепляется на полу или прикрепляется к стене. Процесс подключения основных компонентов несложный. Пользователю нужно придерживаться определенной инструкции.
Подсоединение компонентов должно осуществляться с учетом таких моментов:
Ознакомиться с особенностями монтажа оборудования можно в видео
Помните! Если пользователь будет придерживаться вышеперечисленных принципов, вся установка будет функционировать правильно, а ее эффективность будет высокой. Теплоноситель будет постоянно передвигаться по трубам.
Коротко о главном
Чтобы правильно подобрать модель агрегата, нужно выполнить необходимые расчеты. Это можно сделать с использованием формул или воспользоваться онлайн калькулятором. Устройство позволяет значительно снизить потребление энергии и за короткий промежуток времени подогреть большое количество жидкости. Если человек не уверен, что сможет правильно выполнить монтаж и подбор оборудования, лучше обратиться к квалифицированному специалисту.
Как вы считаете, на сколько трудно самостоятельно сделать все расчеты агрегата и подобрать необходимую модель?