Как рассчитать мощность ТЭН для нагрева воды

Формула нагрева

Энергия на нагрев зависит от объёма и разницы температур.

Базовая формула: P = (V × ΔT × 1,16) / t, где P — мощность в киловаттах, V — объём воды в литрах, ΔT — на сколько градусов надо нагреть, t — время в часах. Коэффициент 1,16 — это теплоёмкость воды, переведённая в удобные единицы (Вт·ч на литр и градус).

Пример: 100 литров нагреть с 10 до 60 °C (ΔT = 50) за 2 часа. P = (100 × 50 × 1,16) / 2 / 1000 = 2,9 кВт. То есть ТЭН на 3 кВт справится примерно за два часа, если бак не теряет тепло.

Готовые примеры

Чтобы не считать вручную — типовые объёмы и нагрев на 50 градусов.

Таблица посчитана на нагрев с 10 до 60 °C без учёта теплопотерь. Реально время будет чуть больше — об этом ниже.

Поправка на теплопотери

Голый бак отдаёт тепло, пока вы его греете.

Формула выше верна для идеального бака без потерь. На практике неутеплённая ёмкость теряет тепло в воздух, и чем горячее вода, тем быстрее. Для утеплённого бака закладывают запас 10–15 % по времени, для голого металлического — до 30 %. Если бак стоит на улице или в холодном цехе, запас по мощности берут ещё больше.

Поэтому при выборе между «впритык» и «с запасом» лучше брать ТЭН чуть мощнее расчётного: он быстрее выйдет на температуру и реже будет работать на пределе. Терморегулятор всё равно отключит его по достижении нужных градусов.

Что ограничивает мощность

Нельзя бесконечно наращивать киловатты в маленьком баке.

Удельная мощность оболочки в воде — около 8–10 Вт/см². Если впихнуть слишком мощный ТЭН короткой длины, оболочка перегреется, пойдёт накипь и кипение у поверхности трубки. Поэтому под большую мощность берут длинный ТЭН или блок из нескольких трубок, а не один короткий «на 6 кВт».

Второе ограничение — сеть. ТЭН свыше 3,5 кВт обычно делают на 380 В, иначе ток по однофазной линии слишком велик.

Часто задаваемые вопросы