МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ ТЕПЛОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Б.1 Расчетную тепловую производительность водоподогревателей Qsp, Вт, следует принимать по расчетным тепловым потокам на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, приведенным в проектной документации зданий и сооружений.
При отсутствии проектной документации допускается определять расчетные тепловые потоки в соответствии с (по укрупненным показателям).
Б.2 Расчетную тепловую производительность водоподогревателей для систем отопления Qspо следует определять при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления tо, °C, и принимать по максимальным тепловым потокам Qоmax, определяемым в соответствии с Б.1.
При независимом присоединении систем отопления и вентиляции через общий водоподогреватель расчетная тепловая производительность водоподогревателя, Вт, определяется по сумме максимальных тепловых потоков на отопление и вентиляцию
Б.3 Расчетную тепловую производительность водоподогревателей, Вт, для систем горячего водоснабжения с учетом потерь теплоты подающими и циркуляционными трубопроводами Qsph, Вт, следует определять при температурах воды в точке излома графика температур воды в соответствии с Б.1, а при отсутствии проектной документации — по тепловым потокам, определяемым по формулам :
а) в течение среднего часа
б) в течение часа максимального водопотребления
где qTh и qhrh — средний часовой и максимальный часовой расходы горячей воды, м3/ч;
th — температура горячей воды в местах водоразбора или на границе балансовой принадлежности, для предварительных расчетов допускается принимать th = 65 °C;
tc — температура в системе холодного водоснабжения, при отсутствии данных следует принимать 5 °C.
Примечание — Qht — потери тепла подающими и циркуляционными трубопроводами системы горячего водоснабжения в зависимости от расположения ИТП, принятой конструктивной схемы горячего водоснабжения, диаметров подающих и циркуляционных трубопроводов, типа изоляции. Величина Qht определяется расчетом и может составлять 20% — 60% qhrh. В проектной документации значение Qht ориентировочно принимают равным
. Потери тепла подающими и циркуляционными трубопроводами системы горячего водоснабжения следует принимать по СП 30.13330.2020 .
Б.4 При отсутствии данных о величине потерь теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения допускается тепловые потоки на горячее водоснабжение, Вт, определять по формулам:
— при наличии баков-аккумуляторов
— при отсутствии баков-аккумуляторов
где kтп — коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения, принимаемый по таблице Б.1.
При отсутствии данных о количестве и характеристике водоразборных приборов часовой расход горячей воды Ghmax для жилых районов допускается определять по формуле
где kч — коэффициент часовой неравномерности водопотребления, принимаемый по таблице Б.2.
(347) 281-65-13 (347) 216-65-13
Как организовать горячее водоснабжение и отопление
Постоянное совершенствование газовых отопительных приборов привело к появлению
двухконтурных котлов, совмещающих функцию отопления с возможность
получения горячей воды для бытовых нужд. Первый контур представлен трубной разводкой
системы отопления, а второй — линией горячей воды. Больше половины представленных
на рынке котлов являются именно двухконтурными.
Преимущества такого решения очевидны:
— одно устройство всегда более компактно, чем два. Достаточно вспомнить популярные
музыкальные комбайны, объединяющие проигрыватели кассет и пластинок;
— котел отопления установлен практически в каждом доме, поэтому к нему уже подведен
газ и организована система удаления продуктов сгорания. Подключение отдельного
газового устройства для горячей воды потребует дополнительных организационных
и технических мероприятий, связанных с финансовыми затратами.
Выбирая двухконтурный котел, следует внимательно изучить его паспортные характеристики,
особенно тепловую мощность и производительность. Считается, что производительность
ГВС должна находиться в пределах от 11 до 15 литров в минуту при разнице температур
холодной и горячей воды 25 градусов. Чтобы обеспечить возможность столь быстрого
нагрева требуется высокая тепловая мощность, поэтому практически невозможно
встретить двухконтурный котел с мощностью менее 20 кВт. Вполне логично, что
основная ее часть требуется для ГВС, а не нагрева контура отопления.
Существует несколько технических решений, позволяющих организовать ГВС. Наиболее
простое — это котел со встроенным бойлером. Указанная производительность
в таких устройствах достигается лишь в единичных моделях при определенных условиях
(высокая температура теплоносителя, малый объем). Внутри такого котла находится
металлическая емкость объемом до 60 литров с двумя патрубками для подключения.
Первый включается в холодное водоснабжение, а второй — в домашнюю линию горячей
воды. Через емкость проходит труба подачи системы отопления, посредством которой
нагревается вода в бойлере. Температура ГВС не может быть выше температуры в
системе отопления.
Преимущества такого решения очевидны:
— возможность единовременно получить определенное количество горячей воды;
— емкость теплоизолирована, поэтому даже при снижении температуры контура отопления
вода в бойлере остывает медленно.
Выбирая двухконтурный котел отопления со встроенным бойлером, необходимо учитывать
две особенности:
— для нагрева всего объема емкости бойлера требуется время, зависящее от температуры
контура отопления. Например, если один человек принял душ, то второму, идущему
следом за ним, горячей воды может не хватить и придется ждать повторного нагрева
бойлера;
— так как ГВС работает от отопления, то для получения горячей воды придется
отапливать дом даже в теплое время года. Простое «отсечение» котла от контура
отопления может привести к закипанию участка трубы в бойлере и выходу прибора
из строя. В недорогих напольных моделях решение возложено на пользователя, от
которого требуется организовать специальный малый круг отопления, по которому
будет циркулировать теплоноситель, не отапливая при этом помещение.
Выбирая ГВС на основе бойлера, полезно обратить внимание на дополнительную
возможность подключать ТЭН, который нагревает воду непосредственно в емкости.
Благодаря этому бойлер работает, а контур отопления нет (летний режим). Более
широкими возможностями обладает система, состоящая из одноконтурного котла и
отдельного бойлера большого объема, вода в котором подогревается от контура
отопления котла. Единственная негативная сторона такого решения — это высокая
стоимость, так как требуются дополнительные элементы и большая занимаемая площадь
(котел и бак).
Кроме двухконтурных котлов со встроенным бойлером, существуют котлы с ГВС
проточного типа. Фактически, такие устройства представляют собой симбиоз
всем известной колонки для горячей воды и самого котла отопления. Так как горелка
одна, а контура два, то могут применяться одно из двух конструктивных решений:
сдвоенный или основной и дополнительный пластинчатые
теплообменники (тепло на него передается небольшим контуром). Перед котлами
с бойлером подобные системы отличаются:
— компактными габаритами;
— стабильной производительностью.
Если ГВС котла выдает 11 л/мин при разнице в 30 градусов, то это значение не
меняется, независимо от количества используемой воды. Важно учитывать: — при
выходе из строя участка теплообменника ГВС, вероятнее всего котел не сможет
работать и на контур отопления; — каждое открывание крана горячей воды приводит
к автоматическому розжигу горелки. Любой розжиг — это микровзрыв газа, негативно
влияющий на элементы горелки. В холодное время года, когда котел находится постоянно
в работе, это не столь важно, однако в теплый сезон приобретает особую актуальность
(бойлерный вариант при такой эксплуатации включает горелку намного реже); —
мощность котлов с ГВС проточного типа всегда выше, чем у бойлерных вариантов,
следовательно, они стоят дороже; — более сложная конструкция приводит к более
высокой стоимости профилактического обслуживания.
Статьи по теме:
Выбирая газовый котел для отопления дома, надо сразу понимать, как будет устроено и горячее водоснабжение. Есть несколько схем — и у каждой свои плюсы и минусы. Если коротко, обладатель газового котла может добыть горячую воду при помощи встроенного проточного водонагревателя, интегрированного накопителя, «обвязанного» электрического бойлера и бойлера косвенного нагрева. Разберемся, какой из них подойдет вашей семье.
Проточный водонагревательГазовые котлы делятся на одноконтурные (отопление) и двухконтурные (отопление и горячее водоснабжение). Это не значит, что одноконтурный котел не способен обеспечить дом горячей водой. Но изначально, в оригинальной комплектации, такую функцию имеет только аппарат, рассчитанный на два контура.
Как он работает? Двухконтурный котел имеет два теплообменника: основной отвечает за нагрев теплоносителя в системе отопления, а дополнительный по сути работает как проточный водонагреватель. Когда кто-то включает воду в кране, клапан переключает теплоноситель на вторичный теплообменник и начинает греть проточную воду. Действует приоритет системы ГВС пока из крана льется вода, отопление не работает.
Двухконтурные газовые котлы часто бывают настенными, с закрытыми камерами сгорания и тонкими коаксиальными дымоходами. Выглядят аккуратно и стоят ненамного дороже одноконтурных. К тому же такой котел практически мини-котельная, в нем уже есть вся необходимая начинка: циркуляционный насос, расширительный бачок, контроллер, системы безопасности. В одноконтурном все это придется докупать отдельно. Наконец, им удобно пользоваться летом: можно получить горячую воду, не грея дом.
Чем плох этот вариант? Во-первых, тем, что отопление и ГВС могут работать только по очереди то есть пока вы моете посуду, температура в теплосети немного снизится. Во-вторых, такая система сможет обеспечить горячей водой не более двух точек водозабора, да и то, если котел мощнее 25 кВт. Вода в проточной системе просто не успевает прогреться. Если вы принимаете душ, а кто-то откроет кран на кухне, на вас польется прохладная вода. Да и на кухне она будет не особенно горячей.
А что, если взять котел мощностью более 30 кВт? Положение улучшится, но ненамного — при входе и выходе сечением 1/2 дюйма (у одноконтурных — 3/4) большого потока горячей воды ждать не стоит.
Есть еще один нюанс: при включении крана, особенно удаленного более чем на 5 метров от котла, вам придется подождать 1015 секунд, пока холодная вода сменится горячей. Это нервирует. К тому же приходится сливать много воды без толку.
Итак, двухконтурный котел с проточным водонагревателем, не требующий бойлера, хорош для маленького дома или квартиры, поскольку существенно экономит место. Его есть смысл выбрать, если в семье пара человек.
Интегрированный накопительДвухконтурный котел со встроенным бойлером послойного нагрева совсем другое дело. При всех преимуществах двух контуров он лишен многих недостатков модели без накопителя. Благодаря встроенному «термосу такой котел может сразу выдать воду заданной температуры на несколько точек водозабора. Если поставить циркуляционный насос, горячая вода будет находиться практически у смесителей и леек — вообще не надо ждать. В бойлерах послойного нагрева нет теплообменника, а вода греется благодаря проточному нагревателю. Пока вы расходуете запас, нагреется новая.
Встроенными накопителями оснащают и навесные, и напольные модели. Особенно хороши последние, поскольку баки у них покрупнее.
В среднем по производительности бойлер послойного нагрева в полтора раза эффективнее бойлера косвенного нагрева (со змеевиком), а на начальном этапе работы — еще больше. Вода поступает в верхний слой бака уже горячей, и оттуда же забирается в контур ГВС. Через пять минут можно принимать душ. В бойлере косвенного нагрева вся вода нагревается одновременно, и времени на ожидание уйдет раза в четыре больше. При нечастом и нерегулярном использовании горячей воды бойлер послойного нагрева будет выгоднее косвенного меньше потери тепла при остывании и подогреве. Опять же место: котел с бойлером послойного нагрева объемом в 2030 литров не особо отличается по размерам от котла без бойлера. Ему не нужна котельная.
Какие минусы? Во-первых, цена: газовые котлы с интегрированными бойлерами стоят значительно дороже чисто проточных аналогов.
Во-вторых, объем. Увы, он обычно очень скромный 3060 л. Если на экспресс-душ его еще хватит, то на ванну — точно нет. То есть для большого дома и большой семьи не годится. Напольные модели с накопителями более 100 л обойдутся дороже котла и бойлера по отдельности.
В-третьих, двухконтурные котлы при жесткой воде плохой вариант и с бойлером, и без. Пластины вторичного теплообменника быстро зарастают накипью, происходит закипание. Чистка не панацея: чем чаще чистишь, тем быстрее оседает накипь. Поэтому если вы уже купили такой аппарат, придется заняться подготовкой воды. Отдайте ее на анализ еще до монтажа системы. В лаборатории вам дадут рекомендации по смягчению и очистке воды. Где-то хватит угольных фильтров, а где-то понадобится блок химической очистки.
Бойлер косвенного нагреваЕсли вам постоянно нужна горячая вода комфортной температуры, есть резон выбрать одноконтурный котел и присоединить к нему бойлер косвенного нагрева. В отличие от бойлера послойного нагрева, в нем имеется змеевик (спиральный теплообменник), по которому движется горячая вода или антифриз из системы отопления, отдавая часть тепла воде в баке. Даже при выключенном отоплении она, благодаря теплоизоляции из пенополиуретана, за сутки остывает всего на несколько градусов.
Бак у накопительного водонагревателя обычно делается из нержавеющей или эмалированной стали, иногда используется стеклокерамика. С коррозией в баке водонагревателя борется магниевый или титановый анод. Последний дороже, но лучше. Медный теплообменник предпочтительнее стального.То, насколько выгоден окажется для вас бойлер хоть электрический, с ТЭНом, хоть косвенного нагрева, зависит от теплоизоляции бака: хороший не бывает менее 4 см толщиной. Если вы будете пользоваться прибором постоянно, не стоит экономить: чем лучше теплоизоляция, тем меньше вы потратите топлива.
Если бойлер позволяет организовать рециркуляцию в системе ГВС, будет совсем хорошо из любого крана сразу пойдет горячая вода, поскольку насос будет ее все время гонять по кругу. На контур с рециркуляцией можно «повесить» полотенцесушитель или водяной теплый пол, которые будут работать без включенного отопления. Экономическая выгода рециркуляции спорный вопрос (энергозатраты насоса и рассеивание тепла при циркуляции против водозатрат при сливе), но это удобно.Не все бойлеры имеют патрубок для рециркуляции. Лучше, конечно, покупать накопитель в комплекте с ним, но если покупка уже сделана рециркуляция возможна и на имеющемся входе, с обратными клапанами.
Основных минусов у комбинации одноконтурного котла и бойлера косвенного нагрева два: вместе они дороже двухконтурного котла с проточным нагревателем и потребуют отдельного помещения под котельную. На кухне такую пару уже не поставишь.
Одноконтурный котел более простой и надежный аппарат, чем двухконтурный. Он прослужит дольше, дешевле в ремонте. Особенно учитывая экономию на замене вторичного теплообменника в двухконтурном котле, которая обойдется чуть ли не в половину стоимости самого котла. Зато по затратам на топливо двухконтурный котел экономичнее. Он включается только тогда, когда кто-то открыл кран с водой. Одноконтурный будет включаться каждый раз, когда температура в бойлере опустится ниже заданной планки.
Можно ли связать бойлер косвенного нагрева и двухконтурный котел? Можно, но это каждый раз будет индивидуальная задача для конкретного котла и бойлера. Самый простой вариант: горячая вода (контур ГВС) из котла поступает в бойлер на «хранение», а уже оттуда в точки водозабора. Теплообменник не задействован, косвенного нагрева нет, просто «буфер». Есть схемы обвязки, при которых теплообменник используется туда идет теплоноситель из внешнего контура.
Наконец, некоторые двухконтурные котлы изначально приспособлены к подключению бойлера косвенного нагрева. То есть внутренний контур у них, как и внешний, тоже с теплоносителем. Датчик в погружной гильзе бойлера контролирует температуру воды. Если она стала холоднее заданной нормы, клапан переключает котел на подогрев воды ГВС. При всех плюсах такую конструкцию не часто увидишь в российских домах из экономии люди выбирают одноконтурные котлы с бойлером косвенного нагрева, трехходовыми клапанами и термореле.
Само собой, все эти комбинации предполагают точный расчет температур, использованных материалов, сценариев экстренного ремонта и т.д. То есть любая самодеятельность недопустима.
Не забывайте, что вода в бойлере, нагреваясь, расширяется. Чтобы компенсировать растущее давление, понадобится расширительный бачок. Рассчитать его объем нужно по специальной формуле, учитывающей объем теплоносителя, параметры давления.
Газовый котел и электрический водонагревательВыбирая, какой газовый котел лучше, не забывайте про ремонт: поломка котла может оставить вас без воды. Поэтому нередко газовое оборудование дополняют электрическим. Такая система позволит иметь горячую воду при поломке любого из приборов.
Популярная комбинация двухконтурный котел и накопительный электрический бойлер. Особенно выгодно использовать электрический водонагреватель с конденсационными котлами. Минус многих электрических бойлеров время ожидания. Оно зависит от объема бака и мощности ТЭНа. В среднем 30-литровый бак накопительного водонагревателя мощностью 1,2 кВт нагревается до 50 градусов за полтора часа, 80-литровый — за четыре часа.
Другой вариант двухконтурный котел и электрический проточный водонагреватель, разведенные на разные помещения (например, электрический на гостевой санузел). Проточные греют воду при помощи мощного ТЭНа — им не нужен накопитель. Но имеют все минусы проточных газовых колонок: низкая производительность, провалы температур.
Если у вас уже есть электрический водонагреватель с ТЭНами, его можно «обвязать» с газовым котлом. Отключенный от сети, он будет играть роль термоса. Горячая вода идет в «водогрей», а уже оттуда в систему ГВС. Хороший бак с хорошей изоляцией сохранит воду горячей в течение дня. Но если температура воды сильно упала, можно включить ТЭН и подогреть ее. А можно выставить температуру на датчике, и тогда котел будет подогревать воду сам.
Факт: Частая причина перегоревших ТЭНов в бойлере не до конца выгнанный воздух. Вода из крана должна «отплеваться» полностью, и пойти ровной струей.
Лучший, хоть и недешевый, вариант бойлера для дома с газовым котлом тот, что совмещает змеевик и ТЭН. То есть его можно постоянно использовать как бойлер косвенного нагрева, а по необходимости как электрический.
Мощность котла и объем бойлераНа отопление и водоснабжение требуется разная мощность котла. Приблизительный расчет делается так: на обогрев 10 кв.м помещения нужен один кВт тепловой энергии. Сверху обычно закладывается запас мощности в 1020%. Учитывается климатический коэффициент (например, на юге он 0,6, а на севере 2) и коэффициент теплоизоляции (от 0,6 до 4).
Итого для отопления частного дома 150 кв.м с хорошей теплоизоляцией, расположенного в средней полосе, достаточно будет котла 1720 кВт. Однако эти расчеты годятся только для одноконтурных котлов, отвечающих за отопление. В двухконтурных одна магистраль отвечает за ГВС. В среднем каждые 5 кВт дают 1,5 л горячей воды в минуту, то есть котел мощностью 20 кВт обеспечит 67 л. Этого хватит, чтобы помыть посуду, но мало для комфортного душа.
Выдать 10 л воды температуры 35 градусов (комфортный душ) сможет котел с мощностью от 24 кВт. Если в помещении планируется одновременная работа двух точек водозабора, понадобится уже 14 литров в минуту и 2831 кВт. Если у вас три ванные, две кухни и двадцать жильцов, лучше поставить два котла.
Чем ниже минимальный уровень регулировки в вилке мощностей котла, тем лучше. Предел в 34 кВт позволяет горелке в межсезонье, когда нет большой нагрузки, работать без импульсов.
Если котел одноконтурный, мощность увеличивать необязательно. Пока нагревается бойлер, температура в батареях упадет максимум на градус — не критично. Здесь важнее правильно подобрать объем бака.
Считается, что в среднем человек потребляет около 910 л горячей воды в час, семья из пяти человек — уже 4050 л. Соответственно, для одного нужен бойлер объемом минимум 20 л (10 потребляется, 10 греется), для пяти 100 л. На принятие душа уходит от 50 л воды, а на наполнение ванны от 120 л. Хватит ли вам воды и какой температуры она должна быть в бойлере надо рассчитать заранее. Как показывает опыт, бойлера объемом 100 л достаточно для нужд семьи до трех человек. Бака на 150 л хватает для семьи из пяти человек при условии, что котел имеет мощность от 30 кВт он успеет согреть восполняемый объем.
Чем больше бак, тем больше понадобится места. Если котел со встроенным накопителем можно поставить на кухне или в санузле, то бойлер косвенного нагрева размером более 100 л уже потребует отдельного помещения.
Расчеты ГВС, БКН. Находим объем, мощность ГВС, мощность БКН(змейки), время прогрева и т.п.
В этой статье рассмотрим практические задачи для нахождения объемов накопления горячей воды, мощности нагрева ГВС. Мощности нагревательного оборудования. Время готовности горячей воды для различного оборудования и тому подобное.
Какие схемы использовать для получения ГВС? Ответ тут: Схемы получения ГВС у котла.
Рассмотрим примеры задач:
1. Расчет мощности проточного водонагревателя
2. Расчет выходной температуры у проточного водонагревателя
3. Расчет время нагрева электрического водонагревателя (бойлера)
4. Расчет времени нагрева бойлера косвенного нагрева
5. Сколько необходимо накопить горячей воды для того, чтобы помыться 30 минут в душе?
6. Расчет объема бака на ГВС
7. Расчет дополнительной мощности на ГВС. Мощность котла = Отопление + ГВС
Задача 1. Найти мощность проточного водонагревателя
Проточный водонагреватель — это водонагреватель объем воды, в котором может быть настолько мал, что его существование бесполезно для накопления воды. Поэтому считается, что проточный водонагреватель не предназначен аккумулировать горячую воду. И мы это не учитываем в расчетах.
Дано: Расход воды равен 0, 2 л/сек. Температура холодной воды 15 градусов Цельсия.
Найти: Мощность проточного водонагревателя, при условии, что он нагреет воду до 45 градусов.
Как найти теплоемкость при различных температурах воды описано тут: https://infobos.ru/str/576.html
Ответ: Мощность проточного водонагревателя составит 25120 Вт = 25 кВт.
Практически не целесообразно потреблять большое количество электроэнергии. Поэтому необходимо аккумулировать(накапливать горячую воду) и уменьшать нагрузку на электропровода.
Проточные водонагреватели имеют не стабильный прогрев горячей воды. Температура горячей воды будет зависеть от расхода воды через проточный водонагреватель. Датчики переключения мощности или температуры не позволяют хорошо стабилизировать температуру.
Если хотите найти выходную температуру существующего проточного водонагревателя при определенном расходе.
Задача 2. Время нагрева электрического водонагревателя (бойлера)
Имеем электрический водонагреватель объемом 200 литров. Мощность электрических тэнов 3 кВт. Необходимо найти время нагрева воды с 10 градусов до 90 градусов Цельсия.
Wт = 3кВт = 3000 Вт.
Найти: Время, за которое объем воды в баке водонагревателя нагреется с 10 до 90 градусов.
Потребляемая мощность тэнов не меняется от температуры воды в баке. (Как меняется мощность в теплообменниках, рассмотрим в другой задаче.)
Необходимо найти мощность тэнов, как для проточного водонагревателя. И этой мощности будет достаточно нагреть воду за 1 час времени.
Если известно, что с мощностью тэнов в 18, 6 кВт бак нагреет воду за 1 час времени, тогда не сложно посчитать время с мощностью тэнов на 3 кВт.
Ответ: Время нагрева воды с 10 до 90 градусов с емкостью 200 литров составит 6 часов 12 минут.
Далее рассчитаем время нагрева бойлера косвенного нагрева.
Задача 3. Время нагрева бойлера косвенного нагрева
Рассмотрим для примера бойлер косвенного нагрева: Buderus Logalux SU200
Номинальная мощность: 31.5 кВт. Тут не понятно, из каких соображений это найдено. Но посмотрите таблицу ниже.
Объем 200 литров
Змейка сделана из стальной трубы DN25. Внутренний диаметр 25 мм. Наружный 32 мм.
Гидравлические потери в трубе-змейке указывают 190 мБар при расходе 2 м3/час. Что соответствует 4.6 Kvs.
Конечно, это сопротивление велико для воды и новой трубы. Скорее всего были заложены риски на зарастание трубопровода, на теплоноситель с большой вязкостью и сопротивление на соединениях. Лучше указать заведомо большие потери, чтобы кто-либо не просчитался в расчетах.
Расчет гидравлических потерь в трубе
Что такое Kvs?
Площадь теплообмена 0, 9 м2.
Помещается в трубу-змейку 6 литров воды.
Длина этой трубы-змейки примерно 12 метров.
Время прогрева пишут 25 минут. Тут не понятно, как это посчитали. Смотрим таблицу.
Таблица мощности змейки БКН
Рассмотрим таблицу определения мощности змейки
Рассмотрим SU200 мощность теплоотдачи змейки 32, 8 кВт
Затекает в змейку теплоноситель с температурой 80 градусов с расходом 2 м3/час.
При этом в контуре ГВС расход 805 л/час. Затекает 10 градусов выходит 45 градусов
Рассмотрим SU200 мощность теплоотдачи змейки 27, 5 кВт
При этом в контуре ГВС расход 475 л/час. Затекает 10 градусов выходит 60 градусов
К сожалению, я Вам не предоставлю расчет времени нагрева бойлера косвенного нагрева. Потому что это не одна формула. Тут переплетения множество значений: Начиная от формул коэффициента теплопередачи, поправочные коэффициенты для разных теплообменников (так как конвекция воды тоже вносит свои отклонения), и заканчивается это итерацией расчетов по измененным температурам с течением времени. Тут, скорее всего в будущем я сделаю калькулятор расчета.
Вам придется довольствоваться тем, что нам говорит производитель БКН(Бойлера косвенного нагрева.)
А говорит нам производитель следующее:
Что вода будет готова через 25 минут. При условии, что затекать в змейку будет 80 градусов с расходом 2 м3/час. Мощность котла, дающий нагретый теплоноситель не должна быть ниже 31, 5 кВт. Готовая к приему вода считается 45-60 градусов. 45 градусов помыться в душе. 60 это очень горячая вода, например для мыться посуды.
Задача 4. Сколько необходимо накопить горячей воды для того, чтобы помыться 30 минут в душе?
Рассчитаем для примера с электрическим водонагревателем. Так как электрический тэн имеет постоянную отдачу тепловой энергии. Мощность тэнов 3 кВт.
Холодная вода 10 градусов
Минимальная температура из крана 45 градусов
Максимальная температура нагрева воды в баке 80 градусов
Комфортный расход вытекающей воды из крана 0, 25 л/сек.
Сначала найдем мощность, которая обеспечит данный расход воды
Ответ: 0, 45 м3 = 450 литров воды понадобится для того, чтобы помыться накопленной горячей водой. При условии, что тэны не нагревают воду в момент потребления горячей воды.
Многим может показаться, что нет учета входа холодной воды в бак. Как рассчитать потерю тепловой энергии, когда в воду 80 градусов попадает температура воды 10 градусов. Явно будет идти потеря тепловой энергии.
Это доказывается следующим образом:
Энергия, затраченная на нагрев бака с 10 до 80:
То есть в баке объемом 450 литров с температурой 80 градусов уже содержится 36 кВт тепловой энергии.
Из этого бака мы забираем энергию: 450 литров воды с температурой 45 градусов (через кран). Тепловая энергия воды объемом 450 литров с температурой 45 градусов = 18 кВт.
Эта доказывается законом сохранения энергии. Изначально в баке было 36 кВт энергии, забрали 18 кВт осталось 18 кВт. Эти 18 кВт энергии содержат воду с температурой 45 градусов. То есть 70 градусов поделили пополам получили 35 градусов. 35 градусов + 10 градусов холодной воды получаем температуру 45 градусов.
Тут главное понять, что такое закон сохранения энергии. Эта энергия из бака не может убежать не понятно куда! Мы знаем, что через кран вышло 18 кВт, а в баке изначально был 36 кВт. Забрав у бака 18 кВт мы понизим температуру в баке до 45 градусов (до средней температуры (80+10)/2=45).
Давайте теперь попробуем найти объем бака при нагреве бойлера до 90 градусов.
Использованная энергия потребления горячей воды на выходе из крана 18317 Вт
Ответ: Объем бака 350 литров. Повышение всего на 10 градусов уменьшило объем бака на 100 литров.
Многим может показаться это не реально. Это можно объяснить следующим образом: 100/450 = 0, 22 это не так уж и много. Разница сохраненной температуры (80-45)<(90-45) всего 10/45=0, 22.
Докажем, что это справедливая формула другим способом:
Конечно это грубый теоретический расчет! В теоретическом расчете мы учитываем то, что температура в баке между верхним и нижним слоем мгновенно перемешивается. Если учитывать факт того, что вверху вода горячее, а внизу холоднее, то объем бака можно уменьшить на разницу температур. Не зря вертикальные баки считаются более эффективными по сохранению тепловой энергии. Так как чем больше высота бака, тем выше разница температур между верхним и нижним слоем. При быстром расходовании горячей воды, эта разница температур выше. Когда расхода воды нет, очень медленно температура в баке становится равномерной.
Попробуем пересчитать, если между верхним и нижним слоем воды разница будет 10 градусов.
Мы просто 45 градусов спустим на 10 градусов ниже. За место 45 будет 35 градусов.
Ответ: За счет смещения температур мы уменьшили объем бака еще на 0, 35-0, 286=64 литра.
Мы рассчитали при условии, что в момент потребления горячей воды тэны не работали и не нагревали воду.
Давайте теперь посчитаем при условии, что бак начинает нагревать воду в момент потребления горячей воды.
Добавим еще мощности 3 кВт.
За 30 минут работы мы получим половину мощности 1, 5 кВт.
Тогда нужно вычесть эту мощность.
Ответ: Объем бака составит 410 литров.
Задача 5. Расчет дополнительной мощности на ГВС
Рассмотрим частный дом площадью 200 м2. Максимальное потребление мощности на обогрев дома 15 кВт.
Как найти мощность на отопление дома?
Проживают в доме 4 человека.
Найти: Дополнительную мощность для ГВС
То есть нам необходимо найти мощность котла с учетом: Мощности обогрева дома + нагрев горячей воды.
Для этой цели лучше использовать схему № 4: https://infosantehnik.ru/str/102.html
Необходимо найти, сколько литров горячей воды потребляет человек в сутки:
В СНиП 2.04.01-85* указано, что по статистике на одного человека уходит 300 литров в сутки. Из них 120 литров на горячую воду с температурой 60 градусов. Это городская статистика перемешена с людьми, которые не привыкли тратить столько воды в сутки. Могу предложить свою статистику потребления: Если Вы любите принимать горячие ванны каждый день – Вы можете расходовать 300-500 литров горячей воды в сутки только на одного человека.
Объем воды в сутки на 4 человека:
То есть к мощности обогрева дома 15 кВт необходимо прибавить 930 Вт.=15930 Вт.
Но если учитывать факт того, что ночью (с 23:00 – 7:00) вы не потребляете горячую воду, то получится 16 часов, когда Вы потребляете горячую воду:
Ответ: Мощность котла = 15 кВт + 1, 4 кВт на ГВС. = 16, 4 кВт.
Но в таком расчете есть риск, того, что в момент большого потребления горячей воды в определенные часы вы надолго остановите обогрев дома.
Если хотите иметь хороший расход горячей воды для частного дома, то выбираем БКН не менее 30 кВт. Это позволит Вам иметь неограниченный расход 0, 22 л/сек. с температурой минимум 45 градусов. Мощность котла при этом не должна быть меньше 30 кВт.
А вообще в задачах этой статьи был уклон на сохранение энергии. Мы не рассматривали, что происходит в конкретный момент, а пошли для расчета другим путем. Мы пошли по бесспорному методу сохранения энергии. Затраченная энергия на выходе из крана потом будет равна энергии приходящей от котлового оборудования. Зная мощности в двух разных местах можно найти затраченное время.
Однажды обсуждали расчет ГВС на форуме: http://santeh-baza.ru/viewtopic.php?f=7&t=78
