Мощность котла – Энциклопедия отопления
Точную мощность котла рассчитывает инженер, как и все остальные параметры системы отопления. Чтобы получить примерные данные, используют формулы и интернет-калькуляторы.
Мощность котла определяется из расчёта 10 кВт на сто квадратных метров. К этому числу добавляют ещё 15 процентов. Также нужно знать площадь отапливаемого помещения. В алгебраическом выражении выглядит так
W кот.=(SxWуд.)/10
S площадь W удельная мощность
С площадью все понятно. Теперь удельная мощность. Для каждого региона действуют свои нормы. В Московской области величина колеблется от 1,2 до 1,5 киловатт. Южные области имеют удельную мощность от 0,7 до 0,9 кВт. Самый большой показатель в Северных регионах от 1,5 до 2 киловатт.
Чем точнее итоговая цифра, тем эффективнее будет работать система. Если теплоотдача меньше, осенью и зимой в комнатах будет холодно.
При превышении получится перерасход, вы потратите больше денег.
Рассмотрим на примере. Владелец загородного дома 100 м2 в Московской области решил купить отопительный котёл. Чтобы узнать мощность, подставляем данные в формулу W = (100х1,2)/10 =12
Получается, хозяину нужен котел на 12 кВт. Тип и вид зависят от особенностей конструкции, климата местности, инфраструктуры и ваших финансовых возможностей.
Твердотопливные котлы не особо популярны. Громоздкие размеры, необходимость следить за сырьём делают эксплуатацию не очень удобной, особенно в небольшом доме. Поэтому твердотопливный котел чаще ставят в коттеджах, производственных помещениях. Выбирая такой котёл, учитывайте, что температура будет цикличной. Это не лучший вариант с точки зрения производительности. Но если нет возможности подобрать замену, специалисты рекомендуют использовать термобаллон, который скорректирует подачу воздуха. Сэкономить на топливе можно с помощью гидроаккумулятора.
Время горения увеличится, тем самым сократится число топок. Соответственно расходной мощности потребуется меньше.
Электрические котлы зависят от энергии, поэтому при расчёте мощности нужно предусмотреть возможные перебои со светом. Считается, что компактные модели расходуют меньше. Котлы на жидком топливе занимают больше пространства, отличаются низкой экологичностью. Для работы требуется топливо. По цене дороже, чем остальное сырье. Газовые котлы более экономичные, что является существенным плюсом при расчёте мощности. Встроенная горелка, циркуляционные насосы позволяют снизить расходы на покупку комплектующих.
Кроме типа котла, учитывают действительные теплопотери. Как правило, тепло уходит через окна, стены, пол, вентиляцию. В связи с этим логично учитывать разницы между температурами внутри помещения. Чем больше показатель, тем выше теплопотери.
Кроме того, обращают внимание на свойства материалов, из которых построено здание.
Сопротивление теплоотдаче выражается в условных единицах и характеризует уличную температуру в наиболее холодное время года, поздняя осень и зима. В таблице вы можете увидеть, как меняются показания.
Эксперты не советуют покупать мощный котел только для того, чтобы компенсировать естественные теплпотери. Дешевле установить новую входную коробку или пластиковый стеклопакет. Доказано, что тепла уходить будет почти в два раза меньше, при пересчёте на энергию выходит почти 800 киловатт. Ниже в конкретных цифрах.
Конечные данные могут отличаться для разных построек, так как в расчёты берутся справочные величины
В конце немного о радиаторах. На обогрев одного кубометра требуется примерно 40 киловатт. Для комнаты 14 м2 с высотой 3 метра нужно около 1722 Вт. Чтобы посчитать количество секций, делим 1722 на 150. Именно 150 ватт в среднем потребляет один элемент. Округляем, получаем 11. К этому добавляем 15 процентов, погрешность для зимы.
Итоговая цифра 13. Значит в комнату 14 м2 потребуется радиатор с 13 секциями мощностью 17,2 кВт.
Мощность системы отопления: как рассчитать
Рассчитать стоимость отопления
Любая отопительная система для выполнения возложенной на нее функции должна обладать определенной мощностью. Расчет мощности системы отопления высчитывается на основе теплового баланса в отапливаемых помещениях.
Оптимальная мощность системы отопления призвана создать в здании комфортную температурную обстановку как для человека, так и для выполнения каких-либо производственных процессов. Тепло человеческого тела должно отдаваться окружающей среде в таком количестве и таким образом, чтобы человек, выполняющий какой-либо вид деятельности, не испытывал ни холода, ни излишней жары.
Предположим, что мы решились на самостоятельный монтаж системы инфракрасного обогрева. Попробуем рассчитать необходимую нам мощность системы отопления.
Для начала нам нужно иметь подробную информацию о доме, в котором эта система будет монтироваться.
Следующий шаг, который нам следует сделать, это измерить напряжение в электросети сети дома при максимуме нагрузки. Включаем все возможные электроприборы и измеряем напряжение, которое должно составлять 220-230 V с возможным отклонением в пределах 10-20 %. Если отклонение напряжения больше положенного, то при монтаже системы инфракрасного отопления следует использовать стабилизаторы напряжения.
На очередном этапе мы берем план дома с указанием площадей всех комнат и начинаем рассчитывать мощность системы отопления.
Рассчитаем мощность системы отопления для конкретного дома
Для примера мы возьмем типовой проект загородного дома. В нашем доме отапливаемыми будут следующие помещения:
- Спальня – 10 кв. м
- Гостевая спальня – 10 кв. м
- Гостиная-кухня – 20 кв.
м - Прихожая – 5 кв. v
- Кладовая – 3 кв. м
- Санузел – 5 кв. м
мВ итоге общая обогреваемая площадь составила 53 кв. м.
Перечисленные помещения мы будем отапливать и пометим их на своем плане. Теперь подсчитаем общее число обогревателей с учетом мощности каждого из них.
- Спальня 10 кв. м – 1 обогреватель 1000 Вт (среднее потребление 330 Вт, площадь отопления 10 кв. м)
- Гостевая спальня 10 кв. м – 1 обогреватель 1000 Вт (среднее потребление 330 Вт, площадь отопления 10 кв. м)
- Гостиная-кухня 20 кв. м – 2 обогревателя по 1000 Вт (среднее потребление одного 330 Вт, площадь отопления каждого 10 кв. м)
- Прихожая 5 кв. м – 1 обогреватель 500 Вт (среднее потребление 250 Вт, площадь отопления 5 кв. м)
- Кладовая 3 кв. м – 1 обогреватель на 500 Вт (среднее потребление 250 Вт, площадь отопления 5 кв. м)
- Санузел 5 кв. м – 1 обогреватель на 500 Вт ( среднее потребление 250 Вт, площадь отопления 5 кв. м)
м)В итоге получаем 5,5 кВт.
На данном примере мы показали, как можно самостоятельно рассчитать мощность системы отопления, однако в таком важном вопросе мы бы рекомендовали вам обратиться к специалистам.
Похожие статьи
- Схема твердотопливного котла
- Промышленные инфракрасные обогреватели – отопление будущего
- Строительство котельных для организации отопления и горячего водоснабжения
Рассчитать стоимость отопления
Рекомендуемые товары/услуги
Отопление и охлаждение | Министерство энергетики
Энергосбережение
Изображение
Отопление помещений, охлаждение помещений и нагрев воды являются одними из самых больших затрат энергии в любом доме. Узнайте, как экономить деньги и энергию дома, выбирать энергоэффективные системы отопления и охлаждения и поддерживать комфорт.
Отопление и охлаждение помещений
Принципы нагрева и охлаждения
Понимание того, как нагревается ваш дом и тело, может помочь вам сохранить прохладу.
Узнать больше
Программируемые термостаты
В большинстве случаев программируемый термостат поможет вам сэкономить деньги, не жертвуя комфортом.
Узнать больше
Минимизация потерь энергии в воздуховодах
Изоляция, герметизация воздуховодов и размещение воздуховодов в кондиционируемом пространстве вашего дома снизят потери энергии.
Узнать больше
Как считывать показания счетчиков электроэнергии и природного газа в жилых домах
Считайте свои собственные счетчики электроэнергии и газа, чтобы убедиться в их точности.
Узнать больше
Тепловые трубки для осушения
Если вы живете в жарком и влажном климате, осушающая тепловая трубка может улучшить комфорт за счет снижения влажности в помещении.
Узнать больше
Домашние системы охлаждения
Выбор наиболее эффективных вариантов охлаждения для вашего климата экономит деньги и повышает комфорт.
Узнать больше
Домашние системы отопления
Выбор технологий отопления влияет на ваш счет за электроэнергию. Узнайте о доступных вариантах: от активных солнечных батарей до портативных обогревателей.
Узнать больше
Тепловые насосы
Живете в мягком климате? Тепловой насос может быть лучшим вариантом для эффективного обогрева и охлаждения.
Узнать больше
Водяное отопление
Выбор нового водонагревателя
Безрезервуарные? Место хранения? Солнечная? Сэкономьте деньги на счетах за подогрев воды, выбрав правильный тип энергосберегающего водонагревателя для ваших нужд.
Узнать больше
Определение размеров нового водонагревателя
При покупке нового водонагревателя больше не всегда значит лучше. Узнайте, как купить водонагреватель нужного размера.
Узнать больше
Безбаковые водонагреватели или водонагреватели по требованию
Хотите сэкономить деньги и энергию? Проточный водонагреватель может быть правильным выбором для вашего небольшого дома.
Узнать больше
Водонагреватели с тепловым насосом
Если вы живете в теплом месте, тепловой насос может помочь вам снизить счета за электроэнергию.
Узнать больше
Накопительные водонагреватели
Установка накопительного водонагревателя? Узнайте о выборе, установке и обслуживании накопительного водонагревателя.
Узнать больше
Безрезервуарные змеевики и косвенные водонагреватели
Можете ли вы использовать домашнюю систему отопления для нагрева воды? Косвенный водонагреватель может сделать именно это.
Узнать больше
Солнечные водонагреватели
Солнечная энергия нужна не только для электричества. Узнайте, как работает солнечный водонагреватель.
Узнать больше
Дренаж-вода с рекуперацией тепла
Знаете ли вы, что вы можете использовать тепло воды, которое вы уже использовали, для предварительного нагрева большего количества горячей воды и снизить затраты на нагрев воды?
Узнать больше
Сокращение потребления горячей воды для экономии энергии
Устранение утечек, использование устройств с низким расходом и покупка энергосберегающих приборов помогут вам сэкономить на счетах за нагрев воды.
Узнать больше
Подогрев бассейна
У вас есть бассейн? Найдите стратегии для снижения затрат на подогрев вашего бассейна.
Узнать больше
Превращение тепла в электричество | Новости Массачусетского технологического института
Что, если бы ваш кондиционер работал не на обычном электричестве, а на солнечном тепле в теплый летний день? Благодаря достижениям в области термоэлектрических технологий это устойчивое решение может однажды стать реальностью.
Термоэлектрические устройства изготавливаются из материалов, которые могут преобразовывать разницу температур в электричество без каких-либо движущихся частей — качество, которое делает термоэлектрики потенциально привлекательным источником электричества. Это явление обратимо: если к термоэлектрическому устройству подать электричество, оно может создать разницу температур.
Сегодня термоэлектрические устройства используются для приложений с относительно низким энергопотреблением, таких как питание небольших датчиков вдоль нефтепроводов, резервные батареи на космических зондах и охлаждение мини-холодильников.
Но ученые надеются разработать более мощные термоэлектрические устройства, которые будут улавливать тепло, производимое в качестве побочного продукта промышленных процессов и двигателей внутреннего сгорания, и превращать это тепло впустую в электричество. Однако эффективность термоэлектрических устройств или количество энергии, которое они могут производить, в настоящее время ограничены.
Теперь исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили способ увеличить эту эффективность в три раза, используя «топологические» материалы, обладающие уникальными электронными свойствами. В то время как в предыдущих работах предполагалось, что топологические материалы могут служить эффективными термоэлектрическими системами, было мало понимания того, как электроны в таких топологических материалах будут перемещаться в ответ на разницу температур, чтобы вызвать термоэлектрический эффект.
В статье, опубликованной на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , исследователи Массачусетского технологического института определяют основное свойство, которое делает некоторые топологические материалы потенциально более эффективными термоэлектрическими материалами по сравнению с существующими устройствами.
«Мы обнаружили, что можем раздвинуть границы этого наноструктурированного материала таким образом, что топологические материалы станут хорошим термоэлектрическим материалом, в большей степени, чем обычные полупроводники, такие как кремний», — говорит Те-Хуан Лю, постдоктор кафедры механики Массачусетского технологического института. Инжиниринг. «В конце концов, это может быть способ чистой энергии, который поможет нам использовать источник тепла для выработки электроэнергии, что уменьшит выброс углекислого газа».
Лю является первым автором статьи PNAS , в которой участвуют аспиранты Цзявэй Чжоу, Чживэй Дин и Цичен Сун; Мингда Ли, доцент кафедры ядерной науки и техники; бывший аспирант Болин Ляо, ныне доцент Калифорнийского университета в Санта-Барбаре; Лян Фу, адъюнкт-профессор физики Биденхарна; и Ган Чен, профессор Содерберга и заведующий кафедрой машиностроения.
Свободно пройденный путь
Когда термоэлектрический материал подвергается воздействию градиента температуры, например, один конец нагревается, а другой охлаждается, электроны в этом материале начинают течь от горячего конца к холодному, генерируя электрический ток. Чем больше разница температур, тем больше вырабатывается электрического тока и тем больше вырабатывается энергии. Количество энергии, которое может быть генерировано, зависит от конкретных транспортных свойств электронов в данном материале.
Ученые заметили, что некоторые топологические материалы могут быть превращены в эффективные термоэлектрические устройства с помощью наноструктурирования — метода, который ученые используют для синтеза материала путем формирования его характеристик в масштабе нанометров. Ученые считают, что термоэлектрическое преимущество топологических материалов связано с пониженной теплопроводностью их наноструктур. Но неясно, как это повышение эффективности связано с присущими материалу топологическими свойствами.
Чтобы попытаться ответить на этот вопрос, Лю и его коллеги изучили термоэлектрические характеристики теллурида олова, топологического материала, который, как известно, является хорошим термоэлектрическим материалом. Электроны в теллуриде олова также обладают особыми свойствами, которые имитируют класс топологических материалов, известных как материалы Дирака.
Исследовательская группа стремилась понять влияние наноструктурирования на термоэлектрические характеристики теллурида олова, моделируя движение электронов через материал. Чтобы охарактеризовать перенос электронов, ученые часто используют измерение, называемое «средний свободный пробег», или среднее расстояние, которое электрон с данной энергией мог бы свободно пройти в материале, прежде чем он был бы рассеян различными объектами или дефектами в этом материале.
Наноструктурированные материалы напоминают лоскутное одеяло из крошечных кристаллов, каждый из которых имеет границы, известные как границы зерен, которые отделяют один кристалл от другого.
Когда электроны сталкиваются с этими границами, они имеют тенденцию рассеиваться различными путями. Электроны с длинной длиной свободного пробега будут сильно рассеиваться, как пули, рикошетящие от стены, в то время как электроны с более короткой длиной свободного пробега подвержены гораздо меньшему воздействию.
В ходе моделирования исследователи обнаружили, что характеристики электронов теллурида олова оказывают значительное влияние на их длину свободного пробега. Они нанесли на график диапазон энергий электронов теллурида олова в зависимости от соответствующей длины свободного пробега и обнаружили, что полученный график сильно отличается от графиков для большинства обычных полупроводников. В частности, для теллурида олова и, возможно, других топологических материалов результаты показывают, что электроны с более высокой энергией имеют более короткую длину свободного пробега, в то время как электроны с более низкой энергией обычно имеют более длинную длину свободного пробега.
Затем команда изучила, как эти свойства электронов влияют на термоэлектрические характеристики теллурида олова, путем суммирования термоэлектрических вкладов электронов с разными энергиями и длинами свободного пробега.
Оказывается, способность материала проводить электричество или генерировать поток электронов в условиях температурного градиента во многом зависит от энергии электронов.
В частности, они обнаружили, что электроны с более низкой энергией имеют тенденцию оказывать негативное влияние на генерацию разности потенциалов и, следовательно, электрического тока. Эти электроны с низкой энергией также имеют большую длину свободного пробега, а это означает, что они могут рассеиваться границами зерен более интенсивно, чем электроны с более высокой энергией.
Уменьшение размеров
Сделав еще один шаг вперед в моделировании, команда поэкспериментировала с размером отдельных зерен теллурида олова, чтобы выяснить, влияет ли это на поток электронов при температурном градиенте. Они обнаружили, что когда они уменьшали диаметр среднего зерна примерно до 10 нанометров, сближая его границы, они наблюдали повышенный вклад электронов с более высокой энергией.
То есть при меньших размерах зерен электроны с более высокой энергией вносят гораздо больший вклад в электрическую проводимость материала, чем электроны с более низкой энергией, поскольку они имеют более короткую длину свободного пробега и с меньшей вероятностью рассеиваются на границах зерен.
Это приводит к большей разности напряжений, которая может быть сгенерирована.
Более того, исследователи обнаружили, что уменьшение среднего размера зерна теллурида олова примерно до 10 нанометров дает в три раза больше электричества, чем материал, произведенный с более крупными зернами.
Лю говорит, что, хотя результаты основаны на моделировании, исследователи могут добиться аналогичных результатов, синтезируя теллурид олова и другие топологические материалы и регулируя размер их зерна с помощью метода наноструктурирования. Другие исследователи предположили, что уменьшение размера зерна материала может повысить его термоэлектрические характеристики, но Лю говорит, что они в основном предполагали, что идеальный размер должен быть намного больше 10 нанометров.
«В ходе нашего моделирования мы обнаружили, что можем уменьшить размер зерна топологического материала намного больше, чем считалось ранее, и на основе этой концепции мы можем повысить его эффективность», — говорит Лю.
Теллурид олова — всего лишь один пример многих топологических материалов, которые еще предстоит изучить. По словам Лю, если исследователи смогут определить идеальный размер зерна для каждого из этих материалов, топологические материалы вскоре могут стать жизнеспособной и более эффективной альтернативой производству чистой энергии.
«Я думаю, что топологические материалы очень хороши для термоэлектрических материалов, и наши результаты показывают, что это очень многообещающий материал для будущих применений», — говорит Лю.
Это исследование было частично поддержано Твердотельным центром преобразования солнечной тепловой энергии, Центром передовых исследований в области энергетики Министерства энергетики США; и Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA).
Поделитесь этой новостной статьей:
Упоминания в прессе
Boston Globe
Исследователи Массачусетского технологического института усовершенствовали аккумуляторы с жидким натрием, потенциально проложив путь к использованию аккумуляторов для хранения возобновляемой энергии, сообщает Laney Ruckstuhl для Бостон глобус .