Как для дома и квартиры произвести расчет водонагревателя, бойлера?


Расчёт накопительных водонагревателей

Расчёт накопительного водонагревателя в зависимости от поставленной задачи может выполняться двумя путями. В одном случае задаются запасённым объёмом воды и рассчитывают мощность источника и теплообменника, а в другом — объём накопительного водонагревателя рассчитывают для аккумулирования тепла выработанного иcточником определённой мощности за определённое время.

Независимо от методик расчёта следует понимать, что аккумулирующую способность воды характеризует её теплоёмкость, которая равна 4,187 кДж кг/°С, это означает что для нагрева одного килограмма воды на 1 градус необходимо подвести количество тепла эквивалентное 4,187 кДж или, что тоже самое = 1 ккал = 1,163 Вт.ч. Например, если у нас есть накопительный водонагреватель объёмом в 1000 литров (далее условно принята масса 1 литра воды равная 1 кг) и мы его нагреем на 50 градусов, то для этого нам потребуется подвести следующее количество тепловой энергии 1000*50 = 50 000 ккал = 0,05 Гкал = 58 кВт.ч.


Мощность теплообменного аппарата зависит от коэффициента теплопередачи и разности температур между нагреваемой и греющей водой. Коэффициент теплопередачи индивидуален для каждого теплообменника, поэтому универсальной формулы расчёта нет и рекомендуется выбирать теплообменник по диаграммам представленным в технических характеристиках накопительных водонагревателей.Как правило, водонагреватель приобретается для частного или загородного дома. Потому что, как правило, проблема снабжения горячей водой в квартире не стоит. Все современные здания в России подключены к системам централизованного водоснабжения, которые обслуживают не только несколько отдельно стоящих домов, но и целые районы.

Схема устройства и подключения накопительного водонагревателя
Изображение 1. Схема устройства и подключения накопительного водонагревателя.

Другая ситуация складывается с жильем, расположенным за городом, вдалеке от коммунальных сетей. Для обеспечения подачи горячей воды или отопления на дачах устанавливают самые разные системы: отопительные котлы, накопительные бойлеры с прямым или косвенным нагревом или проточные водонагреватели. Но прежде чем покупать и устанавливать оборудование, вне зависимости от того, каким образом вы собираетесь получать горячую воду, необходимо провести грамотный расчет водонагревателя. Так как только система, подобранная для конкретного жилья и людей, в нем проживающих, сможет удовлетворить все возникающие потребности.


Необходимо помнить, что все расчеты должны проводиться после того, как схемы тепло- и водоснабжения здания составлены.

В идеальном же варианте все коммуникации уже должны быть подключены. В противном случае ваши расчеты могут не совпасть с реалиями.

Какой водонагреватель выбрать?

Схема бойлера
Схема бойлера.

В зависимости от поставленной перед вами задачи расчет бойлера, который подойдет именно вам, можно выполнить двумя способами. В первом случае учитывается запасенный объем воды и рассчитывается мощность теплообменника и источника электропитания. Во втором — рассчитывается объем водонагревателя для аккумулирования тепла, выработанного за определенное время источником определенной мощности.


Следует понимать, что какую бы методику вы ни применили, аккумулирующая способность воды всегда характеризуется ее теплоемкостью. Это величина постоянная и равна она 4,187 кДж.кг/°С. Это означает, что, например, для нагрева 1 кг воды на 1°С нужно обеспечить количество тепла, равное 4,187 кДж. А для этого требуется 1,163 кВт.ч.

Обратите внимание!
Устройство электрического бойлера
Устройство электрического бойлера.

Например, если у вас имеется водонагреватель, чей объем составляет 1000 л, а нагреть воду необходимо до 50°С, то для этого потребность в тепловой энергии рассчитывается следующим образом: 1000×50= 58 кВт.ч.

От разности температуры нагреваемой и греющейся воды, а также от коэффициента теплопередачи зависит мощность теплообменного аппарата. Для каждого конкретного теплообменника коэффициент теплопередачи будет индивидуален. Поэтому универсальной формулы расчета водонагревателя существовать не может. И самый простой способ выбора теплообменника — это диаграммы, которые производители указывают в технических характеристиках к своим водонагревателям.

Запомнив эту нехитрую истину, можно перейти к рассмотрению отдельных характеристик.

Устройство стандартного электрического бойлера


Схема бака-накопителя бойлера
Схема бака-накопителя бойлера.

В нашей стране принято считать, что водонагреватель и бойлер — это разные устройства. Но на самом деле все отличие в том, что у бойлера есть накопительный бак для нагрева и сохранения горячей воды. Именно поэтому в технической литературе их называют «водонагреватели накопительного типа». Также бойлеры различаются по источнику тепла. Сейчас существуют системы прямого и косвенного нагрева. Если прибор сам генерирует тепло с помощью теплоэлектрического нагревателя или газовой горелки, то это система прямого нагрева. Косвенный же нагрев происходит за счет поступающего от отопительного котла нагретого до определенной температуры теплоносителя. Чаще всего используют именно накопительные водонагреватели, их схему вы можете видеть на Изображении 1.


Таблица расчета накопительного водонагревателя
Таблица расчета накопительного водонагревателя.

Перед тем как принимать решение о покупке конкретного водонагревателя, необходимо произвести расчет всех параметров и учесть особенности вашего дома и условия будущей эксплуатации. Обязательно оцените следующие параметры:

  • состояние электрической проводки;
  • возможная нагрузка на электрическую проводку;
  • наличие возможности подключения к газовым коммуникациям;
  • исправность всего оборудования, обслуживающего дом (в том числе водяных насосов, если они есть).
Установка водонагревателя накопительного (бойлер)
Установка водонагревателя накопительного (бойлер).

Кроме того, необходимо учитывать количество людей, которые будут пользоваться водонагревателем, и приблизительно спланировать, какой объем горячей воды будет ими потребляться каждый день. После этого можно приступать к выбору конкретной модели.

Для того чтобы подобрать водонагреватель, который подойдет именно вам, следует сначала определиться с его основными характеристиками, а именно:

Обратите внимание!
  • наиболее подходящий источник энергии;
  • требуемый объем нагреваемой воды;
  • расход теплоносителя;
  • время нагрева.

По этим параметрам и происходит расчет нагревателя для воды.

Источник энергии для нагрева воды

Схема нагрева бойлера
Схема нагрева бойлера.

В качестве основных источников энергии для водонагревателей используют газ и электроэнергию. Существуют и более экзотические источники наподобие солнечных батарей, но они не слишком распространены в нашей стране. Поэтому для того, чтобы провести точный расчет, необходимо сравнить достоинства и недостатки именно газа и электричества.

  1. Электрические водонагреватели выпускаются мощностью от 1 до 6 кВт. Мощность же газового бойлера начинается с 4 кВт.
  2. Как правило, газовые водонагреватели накопительного типа имеют больший бак для горячей воды (до 150 л), тогда как электрические редко превышают 100 л.
  3. Стоимость газа в России значительно дешевле, чем электроэнергии.

Схема устройства напорного водонагревателя
Схема устройства напорного водонагревателя.

Кажется, что выбор очевиден и производить сложные расчеты нет необходимости. Чтобы получить 100-150 л горячей воды с помощью газового водонагревателя, потребуется примерно в два раза меньше времени, чем при использовании системы, работающей на электричестве. Но электрические устройства не требуют оборудования дополнительной силовой линии — им достаточно простой розетки. Приглашать специалистов для монтажа такого бойлера не требуется. Тогда как газовый водонагреватель необходимо подключать к газопроводу, который имеется не в каждом дачном хозяйстве. Кроме того, для безопасной установки водонагревателя, работающего на газу, требуется сооружение дымохода.

Сравнивать же цены на бойлеры с разными источниками питания нельзя. Стоимость электрических систем зависит, прежде всего, от мощности нагревательного элемента и объема бака. Цена на водонагреватели, работающие на газу, формируется в зависимости от типа камеры сгорания. Они бывают внутренними и внешними. Монтаж оборудования с внутренней камерой требует минимальной затраты сил и времени. Но такие устройства стоят примерно в два раза дороже, чем бойлеры с внешней камерой.


Необходимо учитывать и еще одно условие. Газовые бойлеры способны значительно нагреть воздух. В условиях дачи и маленьких помещений такая особенность может стать настоящей проблемой, если расположить водонагреватель, например, на кухне.

Поэтому однозначных рекомендаций по выбору бойлера с определенным источником энергии дать невозможно.

Расход теплоносителя

Схема устройства комбинированного нагревателя
Схема устройства комбинированного нагревателя.

При выборе подходящего типа водонагревателя необходимо обратить внимание еще на одну немаловажную характеристику — расход теплоносителя через теплообменник бойлера. Этот параметр важен для систем с косвенным нагревом и обязательно должен быть указан в сопроводительной документации к оборудованию.


я эффективного функционирования без лишних затрат персональный расход бойлера не должен превышать 40% от общего расхода, проходящего через отопительный котел. В случае если расчет водонагревателя превышает этот показатель, то температура во всей системе будет снижаться. Это не только понизит общую температуру во всех помещениях и приведет к чересчур медленному нагреву воды, но и увеличит затраты на газ для котла. Поэтому такие модели разумнее не приобретать.

У большинства современных моделей водонагревателей можно регулировать температуру нагрева воды в баке. Производители не рекомендуют выставлять этот параметр ниже 30°С и выше 70°С. Но стоит учитывать, что вода, температура которой выше 65°С, уже может обжечь.

Чтобы комфортно принять душ, не нужно дожидаться нагрева воды в бойлере до необходимого значения. Достаточно смешать воду, которая течет из нагревателя, с холодной водой из системы водоснабжения. Это позволит не только отрегулировать комфортную температуру, но и снизит затраты на прогрев воды.

Время нагрева воды

Производить расчеты скорости нагрева воды с помощью характеристик, указанных в сопроводительных документах, не имеет смысла. Все производители вписывают туда абсолютные величины. В реальности же большинство моделей современных водонагревателей доводят 100 л воды до температуры в 60°С в пределах 5 ч. Так, при смешивании с холодной водой получается до 250 л теплой жидкости летом и около 200 л зимой. Поэтому реальные значения и отличаются от расчетов, поскольку по мере убывания в баке горячей воды происходит добавление холодной, а значит, общая температура понижается.


На выбор конкретной модели обогревателя может повлиять материал, из которого изготовлен бак. Наиболее долговечными являются водонагреватели, выполненные из нержавеющей стали. Также немаловажным преимуществом считается наличие съемного теплообменника. Эта деталь дает возможность почистить его самостоятельно. Следует избегать моделей, в качестве утепления которых использовался поролон, поскольку он быстро изнашивается

Но в любом случае вы должны выбирать водонагреватель, опираясь на холодный и взвешенный расчет. Тогда бойлер прослужит долгие годы.

Одним из способов расчета требуемого литража накопительного водонагревателя является следующая формула:

Как для дома и квартиры произвести расчет водонагревателя, бойлера?

Требуемый объем = Р. воды х (t° – t1) / (t2 – t1),

Обозначения:

Р- предполагаемое количество потребления.

t°- требуемая температура воды в кране.

t1- температура воды в магистрали трубопровода.

t2- температура подогрева.

Попробуем рассчитать какой потребуется объём водички на семью из 4-х человек при условии, что она будет потребляться для принятия ванны (душа), в технических целях на кухне. Количество потребляемой водички для купания равняется приблизительно 5 литров в минуту, продолжительность его составляет примерно 10 минут.

Расход на купание = 5 * 10 * 4 =200 л.

Для кухонных нужд 10 л. с потреблением 4 л. за минуту.

На мытье посуды = 10 * 4 = 40 л.

В сумме мы получили 200 л. разбавленной жидкости.

Водонагреватель Термекс на 80 литров
Водонагреватель Термекс на 80 литров

Наиболее оптимальной температурой считается 38°С. градусов (t°), возможный диапазон нагрева у прибора составляет от 35 до 85 °С.градусов. Мы для нашего расчета возьмем усредненный показатель t2 = 60 °С.

Средняя температура входящей воды в бойлере за все сезоны равняется 9 °С (t1). В летний период она достаточна высокая, в среднем равняется 16 градусам, а зимой, как правило, не превышает 4 градусов.

Все данные у нас имеются, значит, мы можем приступить к расчету объема водонагревателя накопительного для выбранной семьи:

Требуемый литраж бака = 200 * (38-9) / (60-9)= 110 л.

Такими образом оптимальным вариантом будет электрический водонагреватель на 100 литров. При помощи этого метода можно сделать вычисления на семью из любого количество человек, будь то 3, 4 или 6 членов семейства.

Еще вы должны учитывать тот факт, что возможно, у вас будут принимать душ все в разное время и тогда вам не надо такого большого объема. Если подходящий для вас аппарат превышает 200 л, рекомендуется приобрести напольное устройство, для более безопасного монтажа и использования.

Водонагреватель Аристон на 200 литров
Водонагреватель Аристон на 200 литров

Эта формула достаточно сложна для вычисления, так как в ней используется много переменных и не каждый будет готов потратить время на расчет, существуют среднестатистические данные, что для семьи из двух человек потребуется приблизительно 50-70 л. горячей жидкости. Этого достаточно и для купания, если будет небольшой зазор во времени чтобы успел нагреться аппарат заново, и для технических нужд.

Если у вас для ГВС в доме используется твердотопливный или газовый котел, наиболее подходящим вариантом будет водонагреватель косвенного нагрева. На сколько литров лучше приобрести бак, рассчитывается по такой же формуле, как и электрический накопительный прибор, ведь не существует значимой разницы в способе нагрева. Главным фактором является мощность вашего котла, то есть достаточно ли будет тепла  на отопление и на подогрев воды.

Основные критерии при выборе устройства:

  • Количество точек водоразбора.
  • Количество человек, которые будут купаться друг за другом.
  • Будете ли вы пользоваться ванной или принимать душ.
Бойлер Hajdu на 300 литров
Бойлер Hajdu на 300 литров

Как выбрать правильный размер бака часто встречающийся вопрос, ведь от этого зависит степень вашего комфорта. При выборе большего бака вы будете постоянно затрачивать лишнюю энергию на подогрев, а значит, тратить средства.


Использованные источники

  1. ktto.com.ua/calculation/bvn
  2. kermi-fko.ru/raschety/raschet-gvs.aspx
  3. 1popechi.ru/bojlery/raschet-vodonagrevatelya.html
  4. boilervdom.ru/boileri/ekspluataciya/kak-rasschitat-obem-nakopitelnogo-vodonagrevatelya.html
  5. kalk.pro/heating/nakopitelnyj-vodonagrevatel/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.