Как рассчитать объем водонагревателя
Обновлено: 01.05.2024
Какой объем водонагревателя выбрать для семьи или пары? Ответить на этот вопрос можно только с учетом основных параметров устройства: мощности, размера, формы и скорости нагрева. Для комфортного использования горячей воды нужно подобрать оборудование с оптимальными характеристиками и учесть рекомендации по его использованию.
Какой объем водонагревателя подобрать для семьи. Способы расчета объема накопительного водонагревателя
Первое, что нужно учесть при покупке – объём водонагревателя. Чтобы его правильно рассчитать, необходимо учесть следующие нюансы:
- количество потребителей, которые будут пользоваться теплоносителем;
- сколько точек забора жидкости в доме;
- параметры устройств, которые используют жидкость из бака;
- место установки оборудования;
- в какой период будет использоваться агрегат.
Объем бойлера может быть от десяти до трехсот литров. Чтобы понять, какую модель приобрести, рассмотрим пример. В среднем, человек при приеме душа тратит около 15-20 литров воды, на мытье посуды уходит до 10 литров. Если сложить эти показатели, получим резервуар в 30 литров на одного человека. Для двоих рекомендуется брать бойлер в полтора-два раза больше, то есть на 50-60 л.
Одновременное пользование в нескольких точках водозабора требует выбирать устройство большего размера. Вода в таком бойлере будет нагреваться от часа до пяти часов. Если человек будет принимать душ утром и вечером, жидкость за это время успеет полностью прогреться. Во время монтажа агрегата необходимо учитывать, какие водонагреватель имеет размеры.
Перед покупкой оборудования необходимо обозначить цели его использования. Для раковины хватит объёма водонагревателя в 10-20 л. Тем, кто планирует установить стиральную и посудомоечную машину, необходимо приобрести модели со 100-150 литровым объёмом бойлера.
Место для монтажа также стоит выбирать заранее и обдуманно. Установить большой бак внизу рядом с раковиной не получится. Для многолитрового агрегата необходимо много свободного пространства.
Время года также влияет на количество потребляемой воды. К примеру, зимой использование горячего теплоносителя увеличивается на 25%. Если оборудование будет установлено на даче, то можно приобрести конструкции с небольшим объемом.
Важно! Не стоит покупать слишком большой бойлер, если потребность в воде невысокая. В нем жидкость будет прогреваться медленнее, а также увеличится расход энергии.
Расчет объема водонагревателя по формуле
Чтобы осуществить расчет накопительного водонагревателя, можно использовать несколько методов. Один из них – обратиться к продавцу в магазине и рассказать об особенностях своего дома и количестве людей, собирающихся использовать бойлер. Консультант постарается подобрать подходящую модель.
Можно использовать формулу для расчета объема накопительного водонагревателя. Для этого необходимо узнать следующие параметры:
Нагрев воды в частном доме или квартире может быть централизованным или местным. Использование электрического бойлера с накопителем горячей воды позволяет полностью удовлетворить потребности даже большой семьи. Технику можно использовать в качестве основного или резервного источника горячей воды. Осталось выбрать подходящую модель, учитывая потребности.
Какой объем водонагревателя выбрать на семью: обязательные критерии
- Сколько человек проживает в доме. Чем больше членов семьи, тем больше нужен накопитель бойлера. Если для одного человека достаточно 30 литров, чтобы принять душ, то для двоих этого объёма не хватит. Выхода два: купить более вместительный бойлер или мыться по очереди с интервалом в 30-90 минут в зависимости от технических характеристик модели.
- Основные потребности. Для того, чтобы вымыть руки, достаточно самых компактных моделей до 15 литров. Чтобы помыть посуду или принять короткий душ уже стоит рассматривать модели от 20 до 30 литров. Для полноценного душа потребуется от 50 литров воды, а вот для ванной нужно не менее 150 литров.
- Как часто будет использоваться нагрев воды. Чем больше человек одновременно пользуются водой, тем больший объем придется нагреть. Какой объем водонагревателя выбрать для 2 человек? Берем нормы потребления на одного и умножаем на два, прибавив 30-40% запас. Это справедливо, если речь идет об одновременном использовании душа или ванной. Если же один человек моется утром, а второй вечером, можно и сэкономить.
- Сезонность. В России, как и в других странах СНГ существует традиция отключать горячее водоснабжение на профилактику. Если вам нужен источник горячей воды на эти две недели или в качестве резерва, подойдет более компактная и менее дорогая модель. Для круглогодичного применения всегда стоит учитывать 30-40% запас.
Накопительный водонагреватель: сколько литров тратится на прием душа
Средний показатель расхода воды на прием душа на одного человека – 30 литров. Этот показатель характерен для короткого душа. Если вы любите умываться основательно, умножайте объем минимум на два. Сколько же литров должен быть резервуар накопительного водонагревателя на 2, 3 или 4 человека? Необходимо рекомендованный объем умножить на количество членов семьи, которые будут пользоваться водой.
При расчёте нормы потребления воды учитывается комфортная теплая температура. Бойлер же способен нагревать воду до 90 градусов. Фактически же идет смешивание 1 к 1 нагретой и холодной воды, что увеличивает объем теплой относительно резервуара вдвое.
Для любителей ванны
Для того, чтобы наполнить ванну, потребуется 150 литров теплой воды. Это значит, что минимальный объем домашнего водонагревателя на одного человека должен быть не менее 75 литров. Второму человеку, желающему помыться в ванной, придется ждать 1,5-2 часа. Именно поэтому для семьи из 3-4 человек лучше установить модель с резервуаром в 150-200 литров.
Как правильно пользоваться бойлером?
Для того, чтобы рациональней использовать воду из бойлера и экономить электроэнергию, достаточно придерживаться следующих правил:
В этой статье мы расскажем, как подобрать водонагреватель накопительный (бойлер косвенного нагрева) для обеспечения горячей водой индивидуального дома, а также самостоятельно расчитать требуемый его объем.
Расчет водонагревателя (бойлера)
Так как наши статьи ориентированы на малоэтажное строительство и индивидуальных застройщиков, мы постараемся не злоупотреблять сложными формулами и таблицами.
Как уже упоминалось в статье о видах водонагревателей, основным назначением накопительного водонагревателя - подготавливать и накапливать запас горячей воды в объеме, которого будет достаточно, чтобы покрыть потребности жильцов в период пикового водоразбора. Следовательно, и рассчитывать необходимый объем следует из потребностей жильцов дома. Основными параметрами, по которому подбирается емкостный водонагреватель, являются его объем и мощность теплообменника . Но, обычно, расчитывается только объём бойлера, так как производители увязывают мощность теплообменника водонагревателя с его объемом . Конечно же, не стоит забывать и о габаритах водонагревателя для качественной компоновки теплового пункта (котельной).
1. Для начала расчета нам нужно суммировать расход воды в различных точках водоразбора в период максимального их использования. Для этой цели можно воспользоваться таблицами из указанных выше источников. Но можно исходить из потребностей конкретной семьи.
где:
Vгв - Требуемый объем горячей воды (в бойлере косвенного нагрева), л;
Vтв - Расходуемый объем теплой воды, л;
Tгв - Температура горячей воды, о С;
Ттв - Температура теплой воды, о С;
Тхв - Температура холодной воды, о С;
После расчета получаем, что для утреннего периода нам необходим запас Vгв = 290л*(40 о С - 10 о С)/ *(60 о С - 10 о С) = 174л. По такому же алгоритму рассчитываем требуемый запас воды для вечернего пикового периода.
Для определения объема бака водонагревателя можно ограничиться вышеприведенным расчетом. Но надо иметь ввиду, что во время потребления воды из водонагревателя (при падении температуры воды в баке ниже установленного значения), запускается процесс ее нагрева. И реальный необходимый запас воды, а, следовательно, и объем бойлера, будут меньше на количество воды, нагретой в проточном режиме. Приблизительно ("приблизительно" т.к. теплоотдача теплообменника бойлера изменяется с изменением температуры воды в бойлере), количество подготавливаемой воды в проточном режиме можно посчитать по формуле:
где:
qm– массовый расход воды, кг/ч;
Q– теплопроизводительность (мощность) теплообменника водонагревателя, Вт (остальные обозначения см. выше)
Так, например, для нагрева воды с 10 о С до 40 о С, при мощности теплообменника (для данных условий) 20 кВт, бойлер способен нагревать воду в проточном режиме в количестве:
Vтв = 20000/((40-10)*1.163= 573 кг/ч или 9,6 л/мин, что вполне хватит для умывальника и мойки!
Для точных расчетов параметров водонагревателя в различных условиях эксплуатации используются диаграммы и графики, которые приводятся в технической документации на оборудование. Но об этом мы расскажем в другой статье.
Производители водонагревателей предлагают упрощенные алгоритмы подбора водонагревателей, не прибегая к расчетам. Ниже приведем таблицу, упрощающую подбор бойлера косвенного нагрева для одной семьи от Meibes.
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.
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.
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
Другой вариант
Рассмотрим SU200 мощность теплоотдачи змейки 27,5 кВт
Затекает в змейку теплоноситель с температурой 80 градусов с расходом 2 м3/час.
При этом в контуре ГВС расход 475 л/час. Затекает 10 градусов выходит 60 градусов
Другие характеристики
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.
Читайте также: