Расчёт мощности обогревателя

Калькулятор расчета необходимой мощности электрообогревателя

Расчёт мощности обогревателя

Время чтения: 2 минутыНет времени?

Ссылка на статью успешно отправлена!

Отправим материал вам на e-mail

Электрический обогреватель может стать настоящим спасением в зимнее время года. Он может использоваться как дополнительное средство для основной отопительной системы, а также применяться вместо нее в периоды похолодания весной или осенью. Очень важно узнать, какая мощность у покупаемого изделия.

Подобные устройства представлены большим ассортиментом. К ним относятся тепловентиляторы, инфракрасные конструкции, масляные механизмы  и конвекторы. В любом из этих вариантов характеристика мощности является определяющей.

Этот показатель отображает эксплуатационные возможности того или иного устройства. Прежде чем купить подходящий прибор следует определиться с параметрами оценки, которые при этом понадобятся.

Чтобы выбрать хороший вариант, стоит воспользоваться калькулятором расчета мощности электрического оборудования.

Ниже будут представлены объяснения, которые нужны при проведении правильных расчетов.

Некоторые обогреватели могут стать полноценным механизмом для отопления

Калькулятор для расчета подходящей мощности электрического оборудования

Расчет производится для каждого отдельного помещения.

Что важно учитывать при использовании специальной программы

Программка для расчета учитывает нюансы каждого помещения, где будет установлен подобный электрический прибор. Вот эти особенности:

  • важно определить для чего необходимо устройство. Как дополнительный прибор для системы отопления или лучше выбрать вариант, когда конструкция сможет заменить основной обогрев;
  • важным параметром является площадь комнаты;
  • чем больше внешних стен, тем более значительные будут теплопотери;
  • поверхности с восточной и северной стороны самые холодные;
  • сильно охлаждаются стены с наветренных сторон, что учитывается в алгоритме программы;
  • при указании зимних температур, нужно обозначить стандартные параметры, которые характерны для определенной местности в самый морозный период зимы. При этом программа учитывает погодные условия;
  • степень теплоизоляции. Например, стена из кирпича, толщина которой составляет 400-500 мм — имеет средние показатели;
  • высота потолка важна при расчетах объема комнаты;
  • важны помещения, которые находятся выше и ниже комнаты, для которой проводятся расчеты;
  • указывается тип окон и их теплоизолирующие характеристики. Также вычисляется показатель остекления, а также проводятся необходимые поправки в вычислениях;
  • в помещении могут быть двери, которые выходят в прохладное помещение или даже на улицу. При распахивании створок холодный воздух проникает в комнату. При этом будет большой расход тепла.

Таблица тепловых мощностей

Результат предоставляется в киловаттах и ваттах. По данным параметрам можно оценить понравившуюся модель обогревателя. Кроме мощности важно учитывать такие параметры, как безопасность в работе, мобильность, габариты и удобство использования.

Статья по теме:

Загрузка…

Источник: https://HomeMyHome.ru/kalkulyator-rascheta-neobkhodimojj-moshhnosti-ehlektroobogrevatelya.html

Расчет мощности электрического обогревателя для помещения

При выборе системы отопления важен не сам принцип работы того — или иного конвектора, а будет ли он эффективно обогревать имеющуюся жилплощадь. Можно довериться менеджерам-консультантам в магазине, которые считают 1 кВт на 10 метров квадратных или кубических, кто как.

Верить на слово, или самому скрупулёзно произвести все расчёты, используя физические законы, и максимально точно рассчитать требуемую мощность электроэнергии или объем природного газа для обеспечения жизнедеятельности в доме? Эта статья детально разъясняет, как рассчитать мощность обогревателя, объясняет исходные величины, на примерах показывает практические исчисления.

Чтобы было в доме тепло, надо с помощью конвектора изменить и поддерживать температуру воздуха, который имеет удельную теплоемкость с. Этот параметр указывает, сколько тепла нужно потратить, чтобы нагреть килограмм воздуха на один градус.

Непривычно воздух измерять килограммами, когда в квартире куда проще узнать её объём. Количество теплоты — параметр, который мало знаком обычному обывателю. Проще понять величину, за которую придётся платить, а именно: кВт/час электроэнергии и метры кубические газа.

Физика школьной скамьи

Вспомнив физику, составить задачу, какую температуру надо получить, и сколько нужно для этого энергоносителей потратить, соответственно, каким конвектором надо запастись, чтобы было тепло и не очень дорого. Расчет мощности обогревателя надо начинать с определения исходных величин:

Начальная температура t1, которая равняется минимальной в зимний период за окном.
Требуемая температура в помещении t2 — тут каждый определяется сам.

Плотность воздуха ϱ (ро), принято употреблять при расчётах равной 1,3 кг/м3. Зависимостью от температуры, давления пренебрегают.

Обратите внимание

Удельная теплоемкость воздуха с, тоже зависит от температуры, влажности, но изменения настолько незначительны, что смело ими можно пренебречь, и считать константной, округленной до 0,001 МДж(кг*С).
Теплота 1 МДж равняется 0,277кВт/ч. электроэнергии, которую «мотает» счётчик.

В случае с электроконвекторами, коэффициент полезного действия близок к 100%, — всё количество потребляемого тока превращается в тепло.

Теория тепла

Теперь можно посчитать количество теплоты на отопление требуемой площади комнаты — так проще считать, нежели в метрах кубических. Для этого, вспомнив алгебру, из выражения:

с= Q/m(t2 — t1),

где с — удельная теплоемкость воздуха, Q — теплота, m — масса воздуха, (t2 — t1) — разница температур.

Выводим искомое Q, — количество теплоты:

Q=c*m*(t2-t1)

Вычисляем массу воздуха по формуле:

m= ϱ*Р*h,

где ϱ(ро) — плотность воздуха, Р — площадь комнаты, h — высота потолка. Подставляем значения, конечная формула расхода электроэнергии kWt приобретает вид:

kWt= 0,277*c*ϱ*Р*h*(t2-t1) или
kWt= 0,277*c*ϱ*V*(t2-t1),

где V — объем.
Потребление природного газа всегда можно рассчитать, взяв мощность в кВт и перевести в м3 газа умножив на 0,108.

Идеальное отопление

Допустим высота потолка 2,8 метра, площадь 36 кв.м.
За окном -10, хотим нагреть до +20 градусов.

В многих формулах разницу температур t2-t1 принято обозначать ΔТ, и так проще считать, если эти исчисления записывать в стандартном Блокноте Windows, и копировать — вставлять выражения в Калькулятор Windows. В данном случае ΔТ равняется 30 градусам Цельсия.

Подставив значения:

kWt= 0,277*0,001*1,3*2,8*36*30= 1,08 (кВт/ч).

На первый взгляд, это число может показаться неправдоподобным, всего один киловатт, не слишком ли мало? И тут-то идеальная физика заканчивается — в теории вообще больше обогревать не надо, такая температура будет сохраняться вечно. На практике же отопление требует намного больше энергозатрат, в виду теплопотерь.

Куда тепло девается?

Тепло уходит из дома по трём причинам — необходимая вентиляция, излучение и теплопроводность стен, потолка, пола, окон, дверей. Допустим, что частое открывание дверей, щели, неплотные окна — тоже часть системы вентиляции, которая должна составлять по СНиП не менее 20м3 свежего воздуха на человека в час. По формуле с объемом вычисляем:

kWt= 0,277*0,001*1,3*20*30=0,21606 (кВт);

При идеальной теплоизоляции такой мощности, потребляемой газовым или электрическим конвектором было бы достаточно для жизнеобеспечения человека. Данные теплопотери можно минимизировать, если использовать системы вентиляции, в которых применяется принцип рекуперации тепла.

Формула потерь

Потери тепла на теплопроводность, или, другими словами на плохую теплоизоляцию, можно подсчитать по формуле:

Q=λ*(t1-t2)*S/L,

где температуры: t1 — в помещении, t2 — на улице. (та же разница температур, что применялась выше); S — площадь стены, L — её толщина, λ — коэффициент теплопроводности, который сильно зависит от температуры, влажности. Для сухого кирпича, например, λ = 0,35 Вт/(м*С), для влажного λ = 1,05 Вт/(м*С).

Допустим у кирпича λ = 0,5 Вт/(м*С). Берём дом из предыдущего примера, площадь 36м. кв. Представим, что имеем четыре стены по 6м. Умножаем на высоту 2,8:    4*6*2,8=67,2 (м. кв) площади S стен.

Толщину стены L примем 0,6 м:  Q=0,5*30*67,2/0,6=1680(Вт)=1,68(кВт).

Важно

Допускаем, что сверху железобетон, без утепления, толщиной 0,1 м., λ = 1,69, и на крыше «ветер свищет».
Q=1,69*30*36/0,1 = 18252 (Вт) = 18,252(кВт).

А это уже очень много! Получается, что на отопление теплопотерь дома уходит больше электроэнергии, нежели на нагрев воздуха в нём.

Из чего же дом построен?

В предыдущем примере, если запастись конвектором 20 кВт, то будет тепло, но очень дорого. А что, если утеплить минеральной ватой? Слой в 0,1 м, λ = 0,056.

Q= 0,056*30*36/0,1 = 604,8 (Вт) = 0,6048(кВт)

Какие разительные перемены всего лишь из-за слоя утеплителя! Поэтому, прежде, чем начинать расчет мощности обогревателя, надо точно знать какие материалы постройки и какое утепление присутствует.
Добавим пол — керамзитобетон λ = 0,14, температура грунта t2 = 5, толщина 0,1м:

Q= 0,14*15*36/0,1 = 756 (Вт) = 0,756(кВт).

Допустим, теплопотери дверей и окон идентичны потерям тепла через стену.
Теперь суммарно 1,68+0,6+0,75+0,21(вентиляция для одного человека)=3,24(кВт).

— столько тепла надо на то, чтобы компенсировать теплопотери. На этот параметр стоило бы ориентироваться, выбирая конвекторы, если бы такой дом существовал в реальности.

Таким же способом можно рассчитать потери тепла, вставив свои параметры, узнав из справочников λ для стекла, теплоизоляционных материалов, бетона, дерева, измерив окна, двери, толщину теплоизолирующих элементов.

В многоквартирном доме, можно поинтересоваться у соседей, какая у них температура в среднем, и произвести свои расчёты.

Важно помнить:

Выбирать обогревательные приборы всегда надо с запасом, с коэффициентом 1,2 от рассчитанной мощности.

Лучше регулятором снизить мощность если слишком жарко, чем в мороз интенсивно двигаться, создавая тепло самому(человеческое тело вырабатывает тепло: 0,1-0,5 кВт).

Совет

Чем больше мощность конвектора, тем быстрее прогревается воздух. Рассчитывая время прогрева надо помнить, что также должны прогреться стены и окружающие предметы, у которых есть своя теплоемкость и масса, на их нагревание тоже требуется теплота.

Чем выше разница температур, тем больше потери через тепловое излучение. Поэтому надо закрывать шторы и жалюзи на ночь.
В случае с конвекторами есть нюанс, от которого зависит их эффективность — это конвертерный поток воздуха — основополагающий принцип работы, который состоит в том, чтобы воздух свободно циркулировал в помещении.

Если циркуляция затруднена, место расположение конвектора выбрано неудачно, тогда электрическими реле будет выключено питание, когда воздух вблизи прогреется, в то время как в отдалённых углах комнаты ещё не станет тепло.

Источник: http://infoelectrik.ru/elektrootoplenie/raschet-moshhnosti-obogrevatelya-dlya-pomeshheniya.html

Онлайн расчёт мощности, выделяющейся в форме тепла в электрическом проводнике. Формула мощность нагревателя

ГлавнаяМощностьФормула мощность нагревателя

Расчет нагревательных элементов

Электронагреватели широко используются в бытовых электроприборах: чайниках, утюгах, каминах, плитках, паяльниках и т. д. Чтобы изготовить или отремонтировать электронагреватель, нужно предварительно произвести электрические расчеты нагревательных элементов.

При прохождении электрического тока через неподвижные металлические проводники

единственным результатом работы тока является нагревание этих проводников, и, следовательно, по закону сохранения энергии вся работа, совершенная током, превращается в тепло.

Работа (в джоулях), совершаемая током при прохождении его через участок цепи, вычисляется по формуле:

А = Ult,

где U — напряжение, В; I — сила тока, A; t — время, с.Количество теплоты (Дж), выделенное в проводнике при прохождении по нему электрического тока, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока и вычисляется по закону Джоуля — Ленца:  

Q = I²Rt,

где R — сопротивление проводника, Ом.

Произведем расчет количества теплоты, необходимой для того, чтобы вскипятить воду в чайнике, вмещающем 2 л. Напряжение сети U = 220 В. Ток, потребляемый электрочайником, I = 4 А.

Определить время закипания воды, если КПД его 80% и начальная температура воды 20° С.Исходные данные: U=220 В; I=4 А; m=2 кг; КПД=0,8; t = 20с С; Iкип=100°С. Удельная теплоемкость воды С=4200.

Определим  количество теплоты,  необходимое для  нагрева  воды  до температуры кипения.

Qпол = Сm(tкип — to) = 4200 •  2(100—20) = 672 000 Дж. Определим общее количество теплоты, которое должен выделить нагревательный элемент электрочайника, с учетом потерь на нагрев керамики, корпуса чайника и внешней среды:

Qобщ = Q/КПД = 672000/0,8 = 840 000 Дж.

Определим время закипания воды в чайнике:

Qобщ =А = UIt.

Отсюда находим t:

Обратите внимание

t = Qобщ/UI =840000/(220 х 4) = 954 с = 15 мин. 54 с. Зная работу, совершаемую током за некоторый промежуток времени, можно рассчитать и мощность тока, под которой, так же как и в механике, понимают работу, совершаемую за единицу времени. Из формулы, определяющей работу постоянного тока A =  UIt, следует, что мощность его (Р) равна:

Р = A/t = UI.

Нередко говорят о мощности электрического тока, потребляемой от сети, желая этим выразить мысль, что при помощи электрического  тока (за счет тока)  нагреваются утюги, электроплитки и т. д. В соответствии с этим на приборах нередко обозначается их мощность, т. е. мощность тока, необходимая для нормального действия этих приборов.

Так, например, для нормальной работы электроплитки на 220 В мощностью 500 Вт требуетя ток около 2,3 А при напряжении 220 В (2,З Х 220 = 500).

Длину и диаметр проволоки нагревательного элемента рассчитывают исходя из величины напряжения сети  и  заданной  мощности  нагревательного  элемента.

   Сила  тока, при  данном   напряжении и мощности определяется по формуле:

I = P/U

Омическое сопротивление проводника  всегда  вычисляется  по формуле:

R = U/I

Зная величину тока, можно найти диаметр и сечение проволоки (табл. 1.). Подставляя полученные значения в формулу:

L = SR/q

где L — длина проволоки, м; S — сечение проволоки, мм²; R — сопротивление проволоки. Ом; q — удельное сопротивление проволоки (для нихрома q = 1,1, для фехраля q = 1,3), Ом  мм²/м, получим необходимую длину проволоки для нагревательного элемента.

Допустимая сила тока, А 1 2 3 4 5 6 7
Диаметр нихромовойпроволоки притемпературе 700° С, мм

Площадь поперечногосечения проволоки, мм²

0,170,0227 0,30,0707 0,450,159 0,550,238 0,650,332 0,750,442 0,850,57

Табл. 1. Основные данные для расчета нагревательных элементов

Пример. Определить длину проволоки из нихрома для нагревательного элемента плитки мощностью P = 600 Вт при напряжении сети U=220 В.

I = 600/220 = 2,72 A.  R = 220/2,72 = 81Ом

По этим данным находим диаметр и сечение проволоки: d=0,45 мм, S = 0,159 мм². Тогда длина

проволоки будет равна:

L = (0,159 х 81)/1,1 = 11,6 м.

Точно так же можно рассчитать нагревательные элементы и для других электронагревательных приборов.

Источник: https://xn—-7sbeb3bupph.xn--p1ai/mocshnost/formula-mocshnost-nagrevatelya.html

Киловатт — интернет-магазин электрики

КАК рассчитать мощность обогревателя

Тема дополнительного обогрева помещения особенно актуальна в межсезонье, хотя из-за сбоев в работе коммунальных служб мы порой испытываем в них потребность и в самый разгар зимы.

Как же правильно выбрать электрообогреватель, который обеспечит нам должный уровень комфорта и безопасности? Среди бытовых электрообогревателей особенно популярными являются масляные радиаторы. Корпус приборов (секционный или плоский) наполнен маслом, туда же помещены нагревательные элементы.

Обогреватель может работать непрерывно очень долго, при этом его поверхность нагревается лишь до 100-150°C, поэтому прибор является безопасным. Мощность обогревателя подбирается из расчета 1кВт на 45 куб.м. Электрические конвекторы – достойная замена масляным радиаторам.

Важно

Холодный воздух, попадая в прибор, прогревается и выбрасывается из вентиляционной решетки. Конвекторы бывают стационарные, которые можно монтировать, например, на стену, а бывают мобильные – переносные или на колесиках.

Прибор дает возможность поддерживать очень точную температуру в помещении благодаря встроенному термостату (механическому или еще более точному – электронному). Инфракрасные обогреватели излучает энергию подобно солнцу, и способны создавать комфортные условия в определенной зоне, например, возле детской кроватки.

Чаще всего приборы предполагают стационарный монтаж на потолок или на стену, но имеются и более дешевые переносные модели.

Для обогрева жилых комнат хороши тепловентиляторы, работающие подобно фену: вентилятор обдувает нагревательный элемент, создавая мощный поток горячего воздуха. Из недостатков данных приборов можно назвать шум при работе и то, что они сушат воздух в помещении.

Инструкция

1

Определите площадь и объем помещения, которое вам требуется обогреть. В самом простом случае необходимо умножить длину комнаты на ее ширину, а затем на высоту стен. Запишите или запомните объем помещения, выраженный в метрах. Эта величина понадобится при приобретении обогревательного прибора с конкретной мощностью.2

Оцените помещение с точки зрения возможных потерь тепла. Если комната имеет несколько окон и дверей или расположена в угловой части здания, потребуется приобрести обогреватель несколько большей мощности. Также требует более существенного обогрева помещение, расположенное в северной части квартиры или дома.

3

При выборе конкретного обогревателя исходите из того, что для качественного обогрева помещения требуется обеспечить примерно 1 кВт энергии, вырабатываемой обогревателем, на 10 кв.

м помещения со стандартной высотой потолков в 2,75 м.

Если высота помещения отличается от указанной величины, рассчитайте объем помещения и примите требуемую мощность равной 1 кВт на 25 куб. м.

4

Рассмотрите конкретный пример определения требуемой мощности обогревателя. Допустим, вам необходимо обеспечить теплом помещение площадью 25 кв. м, высота стен которого составляет 3 м. Объем помещения составит 75 куб. м.

Комната имеет одно деревянное окно и одну дверь. Разделив объем помещения на 25, вы получите величину 3 кВт. Примерно такой мощности вам потребуется обогреватель.

Совет

Если комната северная или угловая, добавьте к найденной величине еще 20% мощности.

5

Выбирая обогреватель, приобретайте модель со встроенным регулятором температуры. Если температура воздуха за пределами дома изменится, вы можете соответствующим образом изменить положение регулятора. Это позволит вам более гибко использовать возможности по обогреву помещения, изменяя температурный режим в ту или иную сторону при необходимости. 

Площадь помещения, кв.м. Мощность обогревателя, Вт. 
5-6. 500
7-9. 750
10-12. 100
12-14. 1250
15-17. 1500
18-19. 1750
20-23. 2000
24-27. 2500

Источник: http://www.kwatt-oz.ru/info/informatsiya-dlya-pokupatelya/poleznaya-elektrotekhnicheskaya-informatsiya/kak-rasschitat-moshchnost-obogrevatelya-.html

Расчет тепловой мощности для выбора нагревателя

Товар добавлен в корзину.

Итого:  Р Продолжить покупки Перейти в корзину

01.06.2015

Расчет тепловой мощности обогрева помещения

Для правильного выбора нагревателя, предлагаем вам ознакомиться с правилами расчета тепловой мощности, необходимой для вашего конкретного случая применения:

V x ∆T x K = ккал/ч

Обозначения:

V   — Объем обогреваемого помещения (длина х ширина х высота), м3

∆Т — Разница между ˚t воздуха вне помещения и необходимой ˚t внутри помещения, ˚С

К   — Коэффициент тепловых потерь (зависит от типа конструкции и изоляции помещения):

Без теплоизоляции ( К=3,0-4,0 ) — Деревянная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа.

Простая теплоизоляция ( К=2,0-2,9 ) — Здание с одинарной кирпичной кладкой, упрощенная конструкция окон и крыши.

Средняя теплоизоляция ( К=1,0-1,9 ) — Стандартная конструкция. Двойная кирпичная кладка, крыша со стандартной кровлей, небольшое кол-во окон.

Высокая теплоизоляция ( К=0,6-0,9 ) — Кирпичные стены с двойной теплоизоляцией, небольшое кол-во окон со сдвоенными рамами, толстое основание пола, крыша из высококачественного теплоизоляционного материала.

Пример:

Объем помещения: 5 х 16 х 2,5 = 200

∆Т: Температура наружного воздуха -20 °С. Требуемая температура внутри помещения +25 °С. Разница между тем­пературами внутри и снаружи +45 °С.

К:  Рассмотрим вариант со средней теплоизоляцией (1-1,9). Выберите то значение, которое на ваш взгляд, наиболее соответствует вашему помещению. Чем хуже теплоизоляция, тем больший коэффициент нужно выбирать. Например 1,7.

Расчет: 200 х 45 х 1,7 = 15 300 ккалч

1 кВт = 860 ккалч, соответственно 15 300860 = 17,8 кВт.

ВАЖНО! 

Газовые и дизельные калориферы прямого нагрева, можно использовать только в хорошо проветриваемых помещениях, или на открытых пространствах. Дизельные калориферы непрямого нагрева, можно использовать в закрытых помещениях, при условии отвода сгораемых газов за пределы помещения.

Таблица Мощности для помещений: Расчет мощности можно сделать с помощью данной схемы (ВЫ можете скачать и распечать схему ниже)

Для определения необходимой мощности тепловой пушки или нагревателя воздуха нужно рассчитать минимальную нагревательную мощность для обогрева данного помещения по следующей формуле:

V х ΔT x k = ккал/ч, где:

  • V — объем обогреваемого помещения (длина, ширина, высота), м3;
  • ΔT — разница между температурой воздуха вне помещения и требуемой температурой воздуха внутри помещения, °C;
  • k — коэффициент рассеивания (теплоизоляции здания): k = 3,0-4,0 — без теплоизоляции (упрощённая деревянная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа); k = 2,0-2,9 — небольшая теплоизоляция (упрощённая конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощённая конструкция окон); k = 1,0-1,9 — средняя теплоизоляция (стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей);k = 0,6-0,9 — высокая теплоизоляция (улучшенная конструкция здания, кирпичные стены с двойной теплоизоляцией, небольшое число окон со сдвоенными рамами, толстое основание пола, крыша из высококачественного теплоизоляционного материала).

Пример:

Объем помещения для обогрева (ширина 4 м, длина 12 м, высота 3 м): V = 4 x 12 x 3 = 144 м3.
Наружная температура -5°C. Требуемая температура внутри +18°C. Разница температур ΔT = 18°C — (-5 C) = 23°C.
k = 4 (здание с низкой изоляцией).

Расчет мощности:

144 м3 x 23°C x 4 = 13 248 ккал/ч — нужная минимальная мощность.

Принимается:

1 кВт = 860 ккал/ч;
1 ккал = 3,97 ВТЕ;
1 кВт = 3412 ВТЕ;
1 БТЕ = 0,252 ккал/ч.

Итого: 13 248 ккал/ч / 860 = 15,4 кВт — нужная минимальная мощность в кВт.

Теперь можно выбрать тип нагревателя.

Таблица тепловой мощности, необходимой для различных помещений

(разница температуры внутри помещения и наружной температуры — 30°С)

тепл. мощн., кВт объём помещения при хорошей теплоизоляции (новое здание), м3 объём помещения при плохой теплоизоляции (старое здание), м3 площадь теплицы из теплоизолированного стекла и с двойной фольгой, м2 площадь теплицы из обычного стекла с фольгой, м2
5 70 ÷ 150 60 ÷ 110 35 18
10 150 ÷ 300 130 ÷ 220 70 37
20 320 ÷ 600 240 ÷ 440 140 74
30 650 ÷ 1000 460 ÷ 650 210 110
40 1050 ÷ 1300 650 ÷ 890 300 150
50 1350 ÷ 1600 900 ÷ 1100 370 180
60 1650 ÷ 2000 1150 ÷ 1350 440 220
75 2100 ÷ 2500 1400 ÷ 1650 550 280
100 2600 ÷ 3300 1700 ÷ 2200 740 370
125 3400 ÷ 4100 2300 ÷ 2700 920 460
150 4200 ÷ 5000 2800 ÷ 3300 1100 550
200 5000 ÷ 6500 3400 ÷ 4400 1480 740

Ответ на вопрос : КУДА УХОДИТ ЛЕТО  ТЕПЛО?

Источник: https://www.invoz.ru/articles/raschet_teplovoi_moshnosti.html

Расчет мощности обогревателя

Существует большое многообразие формул, таблиц для расчета и подбора мощности обогревателей, но ни один расчет не может точно определить необходимую мощность для каждого конкретного случая. Все они дают приблизительные результаты подбора для стандартных условий, в которых находится помещение. Что понимается под стандартными условиями? 

  • температура воздуха, которая должна поддерживаться в помещении. Обычно для расчетов принимается +20С. 
  • стандартная теплоизоляция дома или помещения, которая рассчитывается, исходя из средней сезонной температуры воздуха.
  • помещение имеет высоту потолков не более 2 метра 70 сантиметров. 
  • помещение одноэтажное.

Не многих людей устроит температура поддерживаемого воздуха в помещении +20С. Она может быть значительно выше. 

Средняя сезонная температура наружного воздуха отличается от каждодневной температуры и зачастую бывает значительно ниже среднего значения. В этом случае количество тепла, выделяемое обогревателями, не компенсирует поступающий холод в помещение.

Такая ситуация плачевно сказывается не только в моменты пониженных температур, но и в дальнейшем, так как помещение охлаждается, недополучая тепло.

Во все последующие дни обогреватели должны будут прогреть помещение, и на это может уйти не один день, а все это время будет казаться, что в помещении холодно. 

В частных домах, коттеджах высота потолков бывает от 3 до 5 метров. Чем выше потолок, тем больше горячего воздуха подымается вверх и остается там, а взрослый человек оценивает температуру воздуха на уровне своего роста, в среднем — 175 см, и воздух на этом уровне значительно холоднее.

Не все современные помещения, предназначенные для обогрева – одноэтажные. Для многоэтажных помещений с общим сообщающимся пространством расчеты значительно усложняются. Теплый воздух из нижнего этажа подымается вверх и, в большей мере, отапливает не нижний этаж, а верхний.

При любом расчете потребляемой мощности допускаются погрешности, поэтому выбор способа подбора стоит только за самим пользователем. Можно предложить быстрый и универсальный способ расчета, когда на 10 кв.м выбирают 1000 Вт. с учетом, что высота потолка примерно 270 см.

Обратите внимание

Все остальные параметры могут быть скорректированы во время эксплуатации системы обогрева. Причем существует ложное представление o том, что установленный в помещении 20 кв. м один обогреватель 2000 Вт будет работать экономичнее, чем четыре по 500 Вт.

Скорей всего наоборот, так как большее количество обогревателей будут более равномерно и, соответственно, быстрее нагревать весь объем. 

Производитель конвекторов Nobo рекомендует воспользоваться табличными данными по подбору своих конвекторов.

Площадь помещения Мощность конвектора
до 10 кв.м 500 Вт
8- 15 кв.м  750 Вт
10-18 кв.м  1000 Вт
15-22 кв.м  1250 Вт
18-25 кв.м  1500 Вт
22-30 кв.м  2000 Вт

Существуют, однако, еще и правила по правильному и рациональному размещению конвекторов для отапливаемых помещений. Пренебрегая ими, все сделанные расчеты будут сильно расходиться с реальной картиной распределения воздушных температурных потоков по отапливаемому объему. 

  • конвекторы необходимо устанавливать в местах наибольшего поступления холодного воздуха: под окнами, вдоль сплошных стен, которые граничат непосредственно с наружным воздухом и исключить установку на сквозняках.
  • при высоте потолка выше 3 метров на каждый метр высоты стоит прибавить 25-30% мощности обогревателей.
  • при двухэтажном размещении отапливаемых помещений, которые имеют общее пространство со свободным обменом воздуха с одного этажа на другой, следует для первого этажа подбирать обогревателей на 25-35% больше мощностью, а для второго этажа на 25-35% меньше. 

Конвекторы Nobo можно применять в качестве нагревательных приборов основного отопления или в качестве дополнительного временного отопления.

Если в помещении уже есть какой-либо способ обогрева, то при расчете мощности конвекторов из общей расчетной мощности необходимо вычесть мощность основных отопительных приборов, а по оставшейся мощности подбирать конвекторы. Но в любом случае способ расчета выбирать Вам.  

Источник: https://konvektor-nobo.ru/raschet-moschnosti-obogrevatelja

Рассчитываем мощность конвектора по площади и объему

Выбирая для обогрева своего жилища конвекторные обогреватели, вы делаете отличный выбор. Это оборудование отличается высокой эффективностью, позволяя отапливать жилые помещения любого назначения.

Но перед покупкой необходимо поработать с цифрами, чтобы вычислить количество и мощность приборов. Расчет мощности конвектора – процесс не такой уж и сложный, как это может показаться на первый взгляд.

А в этом обзоре мы представим вам сразу две формулы для правильного расчета.

Неправильный выбор конвекторов может привести к недостатку тепла или к излишним денежным затратам. К отсутствию необходимого количества тепла приводит недостаток мощности – как правило, это результат неправильного расчета. Что касается больших расходов, то к ним приводит покупка конвекторов со слишком большим запасом по мощности, который в некоторых случаях вовсе ни к чему.

Простая таблица определения мощности конвектора.

Проще всего проводить расчет мощности конвекторов по площади помещений. Здесь задействуется стандартная формула, согласно которой на 10 кв. м. жилой площади необходим 1 кВт тепловой энергии.

В северных и дальневосточных регионах, где зимы более холодные, чем где-нибудь в средней полосе России, на 10 квадратов приходятся 1,5 кВт тепла. Мы же будем отталкиваться от первоначального значения в 1 кВт.

Изучив формулу расчета мощности конвекторов по площади, вы сможете самостоятельно вычислить необходимую мощность оборудования, исходя из требований к отопительной технике для своего региона.

Для того чтобы сделать процесс расчета мощности конвекторов более наглядным, представим, что нам нужно обогреть домовладение площадью 100 кв. м. с высотой потолков 2,5 метра.

Важно

Исходя из обозначенной формулы, нам понадобятся обогреватели с суммарной площадью 10 кВт.

Главная задача – распределить их по обогреваемым помещениям, чтобы в каждой комнате было столь же тепло, как и в соседних комнатах.

В этих расчетах мы не учитываем тепловые потери, которые присутствуют в отапливаемых помещениях. Их нужно задействовать в процессе расчета мощности конвекторов по площади. Вот наиболее важные коэффициенты:

  • Отсутствие утепленных стен – применяется коэффициент 1,1;
  • Однослойные стеклопакеты – применяется коэффициент 0,9;
  • Две внешние стены (угловая комната) – используем коэффициент 1,2;
  • Высота потолков от 2,8 до 3 метров – используем коэффициент 1,05.

В наиболее точных расчетах мощности учитываются роза ветров, соотношение площади окон к площади полов, наличие входной двери и т. д. То есть, необходимая мощность может оказаться выше заданного значения – если в помещениях установлены однослойные стеклопакеты, следует увеличить мощность оборудования на 10% (не считая других возможных утечек).

Таблица расчета мощности конвекторов с учетом теплоизоляции помещения.

Выполнив точный и грамотный расчет, вы сможете создать на основе конвекторов эффективную систему отопления.

Вы уже знаете как рассчитать мощность конвектора, учитывая площадь помещений. Но некоторые специалисты считают, что лучше всего высчитывать по их объему. Для этого используется формула, согласно которой на 1 куб. м. объема необходимо 40 Вт тепла. Главным плюсом этой формулы является то, что она наиболее точная, так как полностью учитывает высоту потолков.

Процесс расчета мощности конвекторов по объему осуществляется следующим образом:

  • Берем рулетку и вымеряем помещение;
  • Вычисляем объем помещения, умножив полученные значения друг на друга;
  • Умножаем объем на 0,04 (40 Вт на 1 кубометр);
  • Получаем рекомендованную тепловую мощность.

Более наглядный пример – попробуем произвести расчет мощности конвекторов для помещения 3 м длиной, 2,5 м шириной и 2,7 м высотой. Его объем составляет 20,25 куб. м, следовательно, мощность используемых конвекторных обогревателей должна составить 0,81 кВт (смело покупаем модель на 1 кВт). Если сделать аналогичные расчеты по площади, то рекомендованная цифра составит 0,75 кВт.

Как и в случае с расчетом мощности конвекторов по площади, необходимо учитывать в вычислениях возможные тепловые потери, которые могут присутствовать в любых помещениях.

Наши дома теряют очень много тепловой энергии. Что бы не переплачивать за электричество, просто избавьтесь от теплопотерь.

Занимаясь расчетами по площади или объему, и совершенно не принимая во внимание тепловые потери, вы рискуете получить недостаточно эффективную систему отопления – в помещениях будет прохладно. Хуже всего, если зимой ударят сильные морозы, не слишком характерные для данной местности – если расчеты были произведены неверно, конвекторы не справятся.

Далее мы расскажем вам, как уменьшить тепловые потери. Снизить их на 10-15% поможет банальная обкладка домовладения дополнительным слоем кирпича и теплоизоляцией.

Да, затраты могут оказаться большими, но вы должны помнить, что при использовании электрических конвекторов затраты на свет могут оказаться гигантскими – это связывается с большими тепловыми потерями (фактически, вы отапливаете воздух «на улице»).

Также нужно поработать над окнами:

  • Одинарные стеклопакеты требуют увеличения мощности на 10%;
  • Двойные окна не приводят к каким-либо потерям тепла (уже плюс);
  • Тройные окна позволяют сэкономить до 10%.

Теоретически, окна из трех стекол могут привести к солидной экономии, но нужно учитывать и другие факторы.

В процессе утепления необходимо поработать на чердачном помещении. Все дела в том, что наличие неотапливаемого чердака влечет за собой потери.

Поэтому нужно уложить на нем слой эффективной теплоизоляции – стоит она не очень дорого, зато вы сможете сэкономить до 10% тепловой энергии. Кстати, показатель в 10%, исходя из площади дома в 100 кв.

Совет

м, это примерно 24 кВт тепла в день – равноценно денежным затратам в размере 100 руб./сутки или 3000 руб./мес (примерно).

Если в доме уже есть централизованное отопление, то никакие конвекторы здесь не нужны.

Но если отопительная система работает из рук вон плохо, следует принять меры – задействуем конвекторные обогреватели как вспомогательное оборудование.

Рассчитать требуемую мощность будет очень легко – она равняется половине от мощности полноценного отопления. Например, для квартиры площадью 100 кв. м. потребуются конвекторы на 5 кВт.

Аналогичным образом можно провести расчет по объему – посчитайте конвекторы для всей площади исходя из формулы 20 Вт на 1 куб. м.

Источник: https://remont-system.ru/obogrevateli/rasschityvaem-moshchnost-konvektora-po-ploshchadi-i-obemu

Как рассчитать мощность обогревателя на площадь помещения: 4 фактора

Рассчитав правильно мощность обогревателя на площадь помещения, можно сделать его более комфортным для проживания В разгар лета все мы забываем про такие понятия, как обогрев, важность отопления, потеря тепла и многое другое. И только с наступлением холодов приходится снова вспоминать про важность тепла в доме.

Совсем по-другому становится вопрос, когда вам нужно заменить радиаторы в доме или отрегулировать существующие. В эти моменты становятся реальности такие задачи как расчет обогрева, когда вам нужно точно посчитать, сколько тепла дают батареи.

Если просчитаться в таком вопросе, то ошибка может стоить слишком много – в доме будет либо недостаточно тепло, либо слишком жарко.

Обратите внимание

Все пользуются электричеством в наши дни, невозможно представить современную квартиру и без отопления. Однако для того чтобы не переплачивать по счетам, важно правильно рассчитать мощность обогревателя в доме. Что же это значит? Необходимо учесть площадь помещения и то, насколько мощный отопительный прибор находится в нем.

Мощность радиаторов измеряется в таких единицах, как киловатт (квт) и для правильного расчета количества тепла, необходимого для отапливаемого объекта, нужно воспользоваться универсальной формулой.

Вы сможете просчитать, сколько тепла требуется конкретному объекту и как много тепла способны выделить обогреватели той или иной мощности.

Рассчитывать мощность обогревателя можно, используя специальную таблицу

Итак, самая простая формула для расчета количества тепла, нужного помещению в отопительный период, отталкивается от площади помещения.

Считается, что мощности в 100 кВт достаточно для надлежащего обогрева 1 кв. метра. Например, если площадь комнаты составляет 18 кв. метров, то для ее обогрева суммарная мощность батареи в помещении должна составить около 1800 кВт, в противном случае тепло либо будет в избытке, либо в недостаче.

Впрочем, если бы все было так просто, в интернете не появлялись бы каждый день целые форумы на тему того, как рассчитать мощность радиаторов.

Проблема в том, что расчеты зависят от целого ряда факторов:

  • Типрадиаторов. Например, батарея может быть масляного типа, однако бывают в то же время и инфракрасные батареи
  • Количество окон в помещении и их качество. От этого зависит такой параметр, как теплопотеря. Если в помещении установлены качественные пластиковые окна и потери тепла минимальны, то батареи могут быть просто теплые. Если же окна продуваются насквозь, то для обогрева помещения батареи должны быть очень горячими, компенсируя все теплопотери.
  • Толщина стен и материал. Снова, теплопотери в доме с тонкими стенами максимальны, а вот в помещении с надежными стенами их качественного материала тепло держится куда лучше.
  • Наличие или отсутствие утеплителей на стенах

Чтобы учесть все эти параметры, а может еще и ряд других, лучше воспользоваться специальным калькулятором расчета обогрева помещения. Такие специальные калькуляторы сегодня предлагают многие сайты в интернете.

Расчеты соответствующей мощности должны выходить из требований, описанных выше, однако следует учесть еще и специфику данного типа отопительных приборов. Масляные радиаторы очень неравномерно прогревают помещение, нагревая воздух вокруг себя, однако плохо распределяя его по комнате

В данном случае все немного сложнее. Обогреватели данного типа потребляют намного меньше энергии, чем другого типа – около 0,5 кВт в час. Дело в том, что и тип такого обогревателя совершенно другой. Внутрь специальной плиты упрятан нагревательный элемент, заставляющий прибор нагреваться и излучать тепло.

Важно

Среди преимуществ кварцевого обогревателя стоит отметить длительный срок службы и привлекательный внешний вид

Оно расходится по дому достаточно равномерно, при этом такие обогреватели имеют и ряд других преимуществ:

  • Радиатор не нагревается до чрезмерных температур. Максимальная температура элемента составляет около 95 градусов, что представляет собой вполне безопасный уровень в пожарном отношении.
  • Прибор не пересушивает воздух. Другие обогреватели очень сильно сушат воздух, из-за чего некоторые начинают себя плохо чувствовать, чихать и т.д., к тому же это вредно для растений в доме
  • Обогреватель не сжигает пыль, оставляя воздух в помещении чистым и свежим
  • Длительное аккумулирование тепла. Данный тип обогревателя работает как камень, нагревающийся на солнце и долгое время остающийся теплым даже по наступлению темноты. Полностью нагревается радиатор примерно 20 минут, а остывает крайне медленно.

Для того чтобы рассчитать обогрев конкретного помещения электричеством, в целом, лучше воспользоваться, опять же, онлайн калькулятором. Вам достаточно ввести в такой калькулятор такие данные как стоимость электричества в киловаттах в час, количество киловатт и КПД котла.

В последнем пункте следует учесть как раз теплопотери и для каждого отдельно взятого дома цифра может быть разной. Если ваш дом идеально утеплен, окна пластиковые и надежные, материал стен оптимальный для исключения любых теплопотерь и так далее – то КПД котла может составить выше 95%.

Если же все не так превосходно, то следует учесть сквозняк из щелей в окне или другие огрехи.

Раньше у владельцев домов просто не было другого выбора, кроме как рассчитывать все цифры и следить за теплопотерями в доме, мощностью обогревателей и пр. Однако в наши дни можно значительно упростить себе задачу благодаря современному прибору – терморегулятору, работающему на основе датчиков тепла.

Автоматическая терморегуляция осуществляется с помощью специального прибора

Если у вас есть в доме автономное отопление с автоматическим терморегулятором, то вы можете просто задать нужный уровень тепла в помещении, и тогда прибор будет заботиться о том, чтобы нагревать воздух до нужной отметки.

Конечно, все инновации касаются только автономного отопления, которое имеет серьезное преимущество перед центральным. Например, если вы желаете, чтобы в помещении была температура 22 градуса, то нужно быть поистине гением, чтобы рассчитать по формуле все теплопотери и угадать, какие батареи поставить в комнатах.

Совет

Однако при наличии термодатчиков все элементарно – выставляете нужную температуру, и котел сам нагревает батареи настолько, насколько это необходимо. Датчик покажет, когда котлу остановиться, и наоборот проинформирует устройство, когда температура снова опустилась ниже и нужно подогреть помещение.

Если вы хотите точно и удобно управлять уровнем тепла в доме, то советуем вам взять на вооружение автономное отопление и не усложнять жизнь сложными расчетами.

Совет: как рассчитать мощность обогревателя на площадь помещения (видео)

Если же от центрального отопления отказаться нельзя, то все что вы можете сделать – максимально исключить теплопотери в доме, утеплив стены и поставив качественные окна. Далее беретесь за онлайн калькулятор и рассчитываете, какие батареи нужны в каждом помещении. Конечно, погрешности возможны, однако без них при ручных подсчетах не обойтись.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Как рассчитать мощность обогревателя: примеры и пояснения

Уже приводили методики оценки мощностей обогревателя, но поголовно приблизительные, годятся исключительно для решения незначительных задач. Сегодня решили раскрыть трудность из предположения, что потери линейно зависят от разницы температур на двух сторонах поверхности. Это стены, окна, двери, гладь конвекторного нагревателя.

Соответственно, меняется и мощность обогревателей, призванная компенсировать утечки. Это предположение согласуется со СНиПами, где приводятся уже научные формулы.

Как рассчитать мощность обогревателя, если отсутствуют сведения о радиаторах, материале, структуре стен и прочих параметров, полезных профессионалам (и опускающихся в литературе).

Исходя из того, что в доме в квартирах температура одинаковая, тепло не течет через пол и внутренние стены. При наличии подвала либо чердака читателю придется дополнить наши выводы собственными. Потери через стену, выходящую на улицу, зависят от разницы температур в помещении и снаружи. Приводим график в виде линии, а наклон определяется мощностью батареи, неизвестной заранее.

Видим зависимость теплопотерь Q от температуры на улице t, где для удобства приведена разница между наружной и внутренней температурами.

Видно, что зависимость линейная, причем при 20 ºC за окном теплопотери равны нулю, а при — 40 ºC составляют 2х, в реальных условиях показатели могут меняться. Это типичная ситуация, когда обыватель сталкивается со сложностями расчета мощности обогревателя для помещения.

Ведем рассмотрение в предположении, что температура в помещении 20 ºC (типичное значение, в документациях, включая СНиПы и руководства по эксплуатации приборов).

Обратите внимание

Допустим, что при температуре на улице -10 ºC батарея греет так, что в помещении ровно 20 ºC, необходимые по теории. Дальнейший шаг:

  1. Температура за окном падает до -14 ºС.
  2. Ставим внутрь дополнительный масляный обогреватель на 1,5 кВт.
  3. Температура приходит в норму (20 ºС).
  4. В данном случае каждые 4 ºС разницы равняются теплопотерям мощностью 1,5 кВт.

Из этого случая посчитаем номинальную мощность батареи при измеренной температуре в условиях, когда климат в помещении заданный (20 ºС).

Радиаторы центрального отопления уравновешивают потери разницы в 30 ºС, это значит, что энергия, отдаваемая приборами, составляет (30/4) х 1,5 кВт = 11,25 кВт.

Также теперь знаем, что делать, если градусы за окном упадут до -40. Потребуются дополнительные обогреватели суммарной мощностью равной радиаторам отопления, 11,25 кВт. Заметьте, не берем в расчет тепло, выделяемое людьми: в ходе опыта комната пуста. Либо, наоборот, сядьте там семьей. Тогда найденные 11,25 кВт будут равны суммарной мощности людей и батарей при температуре 20 ºС.

Обобщение расчета мощности обогревателей на произвольный случай

Но сложность в другом: бытует некая температура батареи, комнаты, улицы, а нужно рассчитать мощность обогревателя. Теперь попробуем решить эту задачу, не дожидаясь установления за окном -14 ºC.

Допустим, в комнате 20 ºC, но необходимо найти мощность батарей, чтобы аппроксимировать результат на произвольный случай погодных и котельных условий. Здесь нужно знать, что мощность батареи зависит от разницы температур комнаты и поверхности радиатора.

Итак, вносим в дом масляный обогреватель на 1,5 Вт и видим, что температура помещения поднялась до 23 ºC. Это многовато, но не играет особой роли. Понадобится измерить и мощность батарей (за окном, по договоренности, -10 ºC). Допустим, радиатор на поверхности 60 ºC.

Это типичное значение для Европы, в России и погорячее центральное отопление в теории, а практиками дается и до 36 градусов Цельсия в мороз.

Источник: http://vizada.ru/2018/05/14/kak-rasschitat-moshhnost-obogrevatelya-na-ploshhad-pomeshheniya-4-faktora/

Расчет нагревателей электрической печи

На данной странице мы рассмотрим справочную информацию о материалах, которые применяют для изготовления электрических нагревателей, а также наведем примеры расчета нихромовых нагревателей электрических печей.

Материалы для нагревателей

Нагреватели это наиболее важный элемент печи, и они должны соответствовать многим требованиям.

  • Жаростойкость и жаропрочность. Проволочные нагреватели должны обладать хорошей жаростойкостью (сопротивление металла или сплава при высокой температуре к газовой коррозии), а также жаропрочностью.
  • Низкий температурный коэффициент сопротивления. Этот фактор важен при выборе материала. Низкий коэффициент говорит, что даже при нагревании материала, его электрическое сопротивление очень слабо меняется. Например, если этот температурный коэффициент велик, то, чтобы включить печь в холодном состоянии, нужно использовать трансформаторы пониженного напряжения в начальный момент.
  • Высокое удельное электрическое сопротивление. Этой характеристикой, должен обладать нагреватель в электропечи. Чем выше значение сопротивления, тем больше материал может нагреться, и тем меньшей длины его нужно. Чем больше диаметр нагревательной проволоки, тем больше ее срок службы. Материалы с очень высоким электрическим сопротивлением это хромоникелевые прецизионные сплавы нихром Х20Н80 и Х15Н60, и сплав фехраль Х23Ю5Т.
  • Хорошие технологические свойства. Материалы должны иметь хорошую пластичность, свариваемость, так как из них изготавливаются: проволоки, ленты, сложной формы нагревательные элементы.
  • Постоянные физические свойства. Ни не должны меняться при больших нагревах, большие промежутки времени.

Лучше всего для производства электрических нагревателей для электропечей подходят нихром и фехраль, которые имеют высокое электрическое сопротивление. Более подробно о марках  и их свойствах можно посмотреть ГОСТ 10994-74.

Марки нихрома подходящие для изготовления нагревателей: Х20Н80, Х20Н80-Н, Х15Н60, Х15Н60-Н.

Марки фехрали подходящие для изготовления нагревателей: Х23Ю5, Х23Ю5Т, Х15Ю5, Х27Ю5Т.

Также железохромоникелевые сплавы: Х27Н70ЮЗ, Х15Н60Ю3.

Важно

Все эти сплавы обладают теми характеристиками, о которых писалось выше. Например, высокая жаростойкость обеспечивается благодаря образовывавшейся пленке на поверхности из окиси хрома.

Сравним нихром и фехраль

Достоинства нихрома:

  • Прекрасные механические свойства при любых температурах;
  • крипоустойчивость;
  • Пластичный и хорошо обрабатывается;
  • Имеет прекрасную свариваемость;
  • не стареет;
  • немагнитен.

Достоинства фехрали:

  • имеет более низкую цену чем нихром, так как нет в его составе дорогого никеля;
  • фехраль Х23Ю5Т имеет лучшую жаростойкость чем нихром. Фехралевая проволока толщиной 6 мм может работать при 1400 °С.

Недостатки нихрома:

  • Более дорогой чем фехраль, так как основной компонент никель имеет высокую стоимость;
  • Рабочая температура ниже чем у фехрали.

Недостатки фехрали:

  • сплав более хрупкий, особенно при температурах около 1000 °С и больше;
  • Низкое сопротивление ползучести;
  • сплав является магнитный, так как имеет в составе железо. Фехраль также ржавеет во влажной среде.
  • Взаимодействует с окислами железа и шамотной футеровкой;
  • Во время работы фехралевые нагреватели удлиняются.

Также есть сплавы Х27Н70ЮЗ и Х15Н60Ю3 которые содержат 3% алюминия. Этот элемент позволяет улучшить жаростойкость сплавов. Данные сплавы не воздействуют с окисями железа, и с шамотом. Они нехрупкие, прочны и хорошо обрабатываются. Максимальная рабочая температура составляет 1200 °С.

Также нагреватели изготавливают и с тугоплавких металлов, или неметаллов (уголь, дисилицид молибдена, графит, карборунд). Дисилицид молибдена и карборунд применяют для нагревателей в высокотемпературных печах. Графитовые и угольные нагреватели используют в печах с защитной атмосферой.

Тугоплавкие металлы, которые часто используют это тантал, молибден, ниобий, вольфрам. В печах з защитной атмосферой, а также высокотемпературных вакуумных печах применяют вольфрам и молибден.

Нагреватели из молибдена используют в вакууме до 1700 °С и в защитной атмосфере при температуре до 2200 °С. Данная особенность в том, что молибден начинает испарятся при температуре 1700 °С (вакуум). Нагреватели из вольфрама способны работать при тем. до 3000 °С.

Весьма редко для производства нагревателей используют ниобий и тантал.

Расчет нагревателей для электрических печей

При расчете нагревателей для электрических печей учитываются такие исходные данные:

  • объем рабочего пространства печи;
  • мощность нагревателей;
  • максимальная температура (требуется для осуществления технологического процесса: закалка, отпуск, спекание).

Важно: При отсутствие данных о мощности печи,  то ее рассчитывают по эмпирическому правилу. Нужно знать: длину и диаметр проволоки, или длину и площадь сечения ленты, нагревателя.

Мы рассмотрим один из самых популярных сплавов для производства нагревателей это нихром Х20Н80.

Простой расчет длины и диаметра проволоки нагревателя для определенной мощности печи. С одной небольшой особенностью.

Пример. Нихромовая проволока Х20Н80.

Исходные данные:

  • Мощность устройства P = 1.5 кВт = 1500 Вт.
  • Максимальная температура до которой будет нагреваться нагреватель 900 °C.
  • Напряжение U = 220 В.
  1. Сила тока определяется так:
  1. Сопротивления нагревателя определяется так:
  1. Сила тока играет ключевой момент при выборе диаметра проволоки нихромового нагревателя. По таблице, которая находится ниже, мы выбираем необходимый диаметр. В нашем примере, Сила тока = 6,8181 А, а температура нагревателя = 900 °C, то диаметр проволоки будет равен — d = 0,55 мм, и соответственно поперечное сечение — S = 0,238 мм2.

Такие значения мы получили, потому, что проволока выбирается такая, которая имеет допустимую силу тока. Которая в свою очередь меньше, чем расчетная сила тока. То есть мы выбираем проволоку из нихрома с ближайшим больший значением допустимой силы тока.

Табл. 1

Примечание:

При условии, что нихромовый нагреватель будет находится внутри нагревательной жидкости, то допустимую силу тока увеличивают в на 10-50%.

Если нагреватель находится в закрытом расположении, то допустимая сила тока уменьшается в на 20% для толстой проволоки, и на 50% для тонкой проволоки.

  1. Определение длины проволоки.

R — электрическое сопротивление, Ом,

p — удельное электрическое сопротивление материала, Ом • мм2 / м,

l – длина нагревателя, м,

S — площадь поперечного сечения, мм2.

Исходя из формулы выше, мы получаем, что длина нагревателя рассчитывается так:

В примере использовался диаметр проволоки d = 0,55 мм.

Номинальное значение удельного электрического сопротивления проволоки Х20Н80 взято из таблички 2, в соответствии с ГОСТом 12766.1-90 и имеет значение ρ = 1,1 Ом•мм2/м.

Итог расчетов показал, что при условиях:

мощность устройства P = 1.5 кВт = 1500 Вт;

температура нагревателя 900 °C;

U = 220 В.

необходима нихромовая проволока долиной: 6,91 м., и диаметром — 0,55 мм.

Таблица 2

Подробный расчет длины, а также диаметра нихромовой проволоки для нагревателей определенной печи

Здесь представлен сложный расчет, который учитывает: дополнительные параметры нагревателей, различные варианты их подключения к трехфазной сети.

Расчет проводится по внутреннему объему печи.

  1. Объем камеры рассчитывается по всем известной формуле:

Для примера возьмем:

  • высота h = 490 мм,
  • ширина камеры d = 350 мм,
  • глубина камеры l = 350 мм.

Объем получится:

  1. Мощность печи рассчитывается по эмпирическому правилу: электропечи объемом от 10 до 50 литров имеют удельную мощность около 100 Вт/л, печи объемом в пределах 100 — 500 литров — соответственно мощность от 50 до 70 Вт/л..

В нашем примере, удельная мощность печи будет — 100 Вт/л.

Исходя из этого мощность нихромового нагревателя должна быть:

Важно!

Нагреватели мощностью 5-10 кВт изготавливают однофазными. При мощности выше 10 кВт, нагреватели изготавливают трехфазными.

  1. Сила тока, который проходит через нагреватель рассчитывается по:

P — мощность нагревателя из нихрома,

U — напряжение.

Сопротивление нагревателя считают по формуле:

Если нагреватель подключают к одной фазе то U = 220 В, если к трехфазной то U = 220 В будет между нулем и любой другой фазой, или U = 380 В будет между двумя фазами.

Далее мы рассчитаем два подключения – однофазное, и трехфазное.

Однофазный ток (бытовая сеть)

– сила тока на проволоке нагревателя.

— сопротивление нагревателя печи.

Трехфазный ток (промышленная сеть)

При трехфазном подключении нагрузка идет на три фазы равномерно, то есть 6 разделить на 3 и получится 2 кВт на каждую фазу. Из этого следует, что нам нужно 3 нагревателя по 2 кВт каждый.

Есть два способа подключения сразу трех нагревателей. “ТРЕУГОЛЬНИК” и “ЗВЕЗДА”.

Подключении “ЗВЕЗДА” подразумевает подключение каждого нагревателя между нулем и своей фазой (рис. 2). В таком случае напряжение U = 220 В.

Сила тока:

Сопротивление:

Рис. 1 Подключение «ЗВЕЗДА» в трехфазной сети

Подключении “ТРЕУГОЛЬНИК” подразумевает расположение нагревателя между двумя фазами (рис. 3). Из этого следует, что напряжение U = 380 В.

Сила тока:

Сопротивление:

Рис. 2 Подключение «ТРЕУГОЛЬНИК» в трехфазной сети

  1. Определив сопротивление нихромного нагревателя, нужно рассчитать его диаметр и длину.

Также необходимо проанализировать удельную поверхностную мощность проволоки (мощность, которая выделяется с 1 см2 площади поверхности). Данная мощность зависит от конструкции самого нагревателя, и температуры нагреваемого материала.

Пример

При однофазном подключении, для 60 л. печи сопротивление: R = 8,06 Ом.

Берем проволоку Х20Н80 диаметром d=1 мм.

Чтобы получить наше сопротивление, нужно рассчитать длину:

ρ — номинальное значение электрического сопротивления проволоки длиной 1 метр согласно ГОСТ 12766.1-90, (Ом/м).

Нужный отрезок нихромовой проволоки будет иметь массу:

μ — масса 1 метра нихромовой проволоки.

Площадь поверхности проволоки длиной l=5,7 метра, рассчитывается по формуле:

l – длина в сантиметрах.

d – диаметр в сантиметрах.

По расчетам мы получили, что площадь поверхности проволоки — 179 см2 выделяет 6 кВт. Таким образом, 1 см2 площади проволоки выделяет мощность:

β — поверхностная мощность нагревательной проволоки.

Совет

В данном примере мы получили слишком большую поверхностную мощность проволоки, из-за чего нагреватель просто расплавится при нагреве его до такой температуры, которая  нужна для получения поверхностной мощности. Такая температура будет определенно выше температуры плавления нихрома. Это пример расчета показывает неправильный выбор диаметра нагревательной проволоки для изготовления нагревателя.

Каждый материал имеет свое допустимое значение поверхностной мощности в зависимости от температуры. Значение берутся из таблиц.

Высокотемпературные печи (700 – 800 °С) имеют допустимую поверхностную мощность, (Вт/м2), которая рассчитывается по формуле:

βэф – поверхностная мощность в зависимости от температуры тепловоспринимающей среды, (Вт / м2).

Табл. 3

α – коэффициент эффективности излучения.

Табл. 4

Низкотемпературная печь (200 – 300 °С), имеет допустимую поверхностную мощность (4 — 6)×104 Вт/м2.

Предложим, что температура нашего нагревателя 1000 °С, и нам нужно нагреть условную заготовку до 700 °С. Тогда из табл. 3 берется

α = 0,2,

βэф = 8,05 Вт/см2,

и рассчитываем:

  1. Далее нужно рассчитать диаметр проволочного нагревателя или толщину и ширину ленточного нагревателя, и конечно длину нагревателя.

Диаметр определяется по формуле:

d — диаметр, м;

U — напряжение на концах нагревателя, В;

P — мощность, Вт;

βдоп — допустимая поверхностная мощность, Вт/м2.

ρt — удельное сопротивление материала при определенной температуре, Ом•м;

ρ20 — удельное электрическое сопротивление материала при температуре 20 °С, Ом•м.

k — Поправочный коэффициент, который применяет для расчета изменения электрического сопротивления в зависимости от температуры.

Длина нихромовой проволоки определяется так:

l — длина, м.

Удельное электрическое сопротивление Х20Н80 –

Однофазный ток (бытовая сеть)

Смотря на предыдущие расчеты стало ясно, что для печи 60 литров, подключенной к однофазной сети:

U = 220 В, P = 6000 Вт, допустимая поверхностная мощность βдоп = 1,6 × 104Вт/м2. Подставив эти цифры в формулу мы получим толщину проволоки.

Обратите внимание

Данная толщина округляется до наиболее близкого стандартного размера, которые находится в табличке 8 по ГОСТу 12766.1-90.

Приложение 2, Табл. 8.

В нашем примере, диаметр проволоки из формулы округляется до d= 2,8 мм.

Нагреватель будет иметь такую длину

Для нашего примера требуется проволока длиной l = 43 м.

Иногда нужно также узнать массу всей проволоки которой необходимо.

Для этого есть формула:

m — масса нужного нам отрезка проволоки, кг;

l — длина, м.

μ — удельная масса (1 м. проволоки), кг/м;

Расчет показал, что наша нихромовая проволока будет иметь массу m = 43×0,052 = 2,3 кг.

Наш пример расчета позволяет определить минимальный диаметр проволоки необходимой для нагревателя при определенных условиях. Этот метод является наиболее экономным и оптимальным. Конечно можно использовать и проволоку  большим диаметром, но ее количество конечно возрастет тогда.

Проверка

Расчет нихромовой проволоки можно проверить.

Мы получили диаметр проволоки d = 2,8 мм. Длина считается так:

l — длина, м;

ρ — номинальное значение электрического сопротивления проволоки длиной 1 м, Ом/м.

R — сопротивление, Ом;

k — поправочный коэффициент электрического сопротивления в зависимости от температуры;

Расчет показал, что полученная длина проволоки совпадает со длиной полученной в другом расчете.

Чтобы проверить поверхностную мощность, и сравнить с допустимой мощностью. В соответствии с пунктом 4.

и не превышает допустимую βдоп= 1,6 Вт/см2.

Итог

В нашем примере нужно 43 метра нихромовой проволоки марки Х20Н80 с диаметром d = 2,8 мм. Вес проволоки — 2,3 кг.

Трехфазный ток (промышленная сеть)

Находим длину и диаметр проволоки, которую необходимо для производства нагревателей.

Подключение к трехфазному току по типу «ЗВЕЗДА».

У нас есть 3 нагревателя, на каждый из которых нужно мощности по 2 кВт.

Находим длину, диаметр и массу только одного нагревателя.

Ближайший стандартный больший размер d = 1,4 мм.

Длина, l = 30 метров.

Масса нагревателя

Проверяем

При диаметре нихромовой проволоки d = 1,4 мм, рассчитаем длину

Длина практически совпадает с расчетом выше.

Поверхностная мощность проволоки составляет

Итог подсчета

У нас три одинаковых нагревателя подключенных по типу “ЗВЕЗДА”, и для них нужно:

l = 30×3 = 90 метров проволоки массой m = 0,39×3 = 1,2 кг.

Подключение к трехфазному току по типу «ТРЕУГОЛЬНИК». (рис. 3)

Важно

Сопоставив наше полученное значение, ближайший большой стандартный размер, d = 0,95 мм.

Один нагреватель будет иметь длину, l = 43 метров.

Масса нагревателя

Проверка расчета

При диаметре проволоки d = 0,95 мм., мы рассчитывает длину проволоки:

Значения по длине проволоки практически совпадают при обеих расчетах.

Поверхностная мощность будет:

и не превышает допустимую.

Подведем итог

Подключения трех нагревателей по схеме “ТРЕУГОЛЬНИК”, нужно:

l = 43×3 = 129 метров проволоки, массой

m = 0,258×3 = 0,8 кг.

Подводя итоги для обеих типов подключения «ЗВЕЗДА» и «ТРЕУГОЛЬНИК» к трем фазам, мы получаем интересные данные.

Для «ЗВЕЗДЫ» нужно проволоку с диаметром d=1.4 мм, а для «ТРЕУГОЛЬНИКА» диаметр d=0.95 мм,

Длина проволоки для схемы «ЗВЕЗДА» будет 90 метров с массой 1.2 кг, а для схемы «ТРЕУГОЛЬНИК» 129 метров с массой 0.8 кг, то есть 800 гр.

Для эксплуатации нихромовой проволоки ее наматывают в спираль. Диаметр спирали принимается равным:

для хромоникелевых сплавов.

— для хромоалюминиевых.

D — диаметр спирали, мм.

d — диаметр проволоки, мм.

Для устранения перегревов, спираль растягивают до такой степени, что бы добиться расстояния между витками в 1,5-2 раза больше, чем диаметр самой  нихромовой проволоки.

Мы рассмотрели информацию о электрических нагревателях, примеры о расчета проволочных нагревателей для электрических печей.

Также стоит помнить, что кроме проволоки, в качестве нагревателей можно использовать и ленту. Кроме выбора размера проволоки, стоит учитывать материал нагревателя, тип, расположение.

Источник: http://atomsteel.com/heatingalloys/raschet-nagrevatelej.html

Ссылка на основную публикацию