Площадь отапливаемого помещения мощность котла. Расчет мощности котла для отопления. Алгоритм расчета с учетом особенностей дома и его отдельных помещений

Комфортность пребывания людей в помещениях, особенно в зимнее время года, во многом зависит от температуры окружающего их воздуха. Поэтому среди инженерных коммуникаций, обустраиваемых в жилых помещениях, система отопления занимает первое место. В городских условиях вопросы обогрева квартир чаще всего решаются в централизованном порядке, однако в домах частной застройки их владельцам приходится обустраивать автономные системы отопления, основным элементом которых является водогрейный котел. Именно от технико-экономических характеристик последнего зависит эффективность работы всей системы.

Как рассчитать мощность котла

Расчет мощности котла выполняется с учетом площади обогреваемого объекта

Мощность отопительного котла – это основной показатель, характеризующий его возможности, связанные с оптимальным обогревом помещений во время пиковых нагрузок. Здесь главное – грамотно рассчитать, сколько тепла понадобится для их обогрева. Только в этом случае удастся правильно подобрать котел для отопления частного дома по мощности.

Для расчета мощности котла для дома применяют различные методики, в которых за основу берутся площадь или объем отапливаемых помещений. Совсем недавно необходимую мощность отопительного котла определяли при помощи так называемых домовых коэффициентов, установленных для разного вида домов в пределах (Вт/м. кв.):

• 130…200 – дома, не имеющие теплоизоляции;
• 90…110 – дома с частично утепленным фасадом;
• 50…70 – дома, построенные по технологиям ХХI века.

Умножив площадь дома на соответствующий домовой коэффициент, получали искомую мощность отопительного котла.

Расчет мощности котла по геометрическим размерам помещения

Зависимость мощности газового котла от площади помещения

Wкот = S*Wуд/10 , где:

• Wкот – расчетная мощность котла, кВт;
• S – общая площадь отапливаемого помещения, м. кв.;
• Wуд – удельная мощность котла, которая приходится на каждые 10 м. кв. отапливаемой площади.

В общем случае принимают, что в зависимости от региона, в котором находится помещение, величина удельной мощности котла составляет (кВт\м. кв.):

• для южных районов – 0,7…0,9;
• для районов средней полосы – 1,0…1,2;
• для Москвы и Московской области – 1,2…1,5;
• для северных районов – 1,5…2,0.

Приведенную выше формулу расчета котла для отопления дома по площади применяют в тех случаях, когда водогрейный агрегат будет использоваться только для обогрева помещений, высотой не более 2,5 м.

Если предполагается, что в помещении будет установлен двухконтурный котел, который кроме обогрева должен обеспечивать пользователей горячей водой, полученную расчетную мощность необходимо увеличить на 25%.

Если высота отапливаемых помещений превышает 2,5 м., то полученный результат корректируют, умножая его на коэффициент Кв. Кв = Н/2,5, где Н – фактическая высота помещения, м.

В этом случае конечная формула выглядит следующим образом: P = (S*Wуд/10)*Кв

Эта методика расчета необходимой мощности, которой должен обладать отопительный котел, подходит для небольших зданий с утепленным чердаком, наличием теплоизоляции стен и окон (двойные стеклопакеты) и т. д. В остальных случаях результат, полученный в результате приблизительного расчета, может привести к тому, что приобретенный котел не сможет работать в штатном режиме. При этом избыточная или недостаточная мощность способствует появлению ряда нежелательных для пользователя проблем:

• снижение технико-экономических показателей работы котла;
• сбой в работе систем автоматики;
• быстрый износ деталей и комплектующих;
• образование конденсата в дымоходе;
• засорение дымохода продуктами неполного сгорания топлива и пр.;

Для получения более точных результатов нужно принимать во внимание величину фактических теплопотерь через отдельные элементы зданий (окон, дверей, стен и пр.).

Уточненный расчет мощности котла

Мощность двухконтурного котла должна быть больше из-за ГВС

Расчет системы отопления, включающей в свой состав отопительный котел, должен осуществляться индивидуально для каждого объекта. Кроме его геометрических размеров, важно учесть ряд таких параметров:

• наличие принудительной вентиляции;
• климатический пояс;
• наличие горячего водоснабжения;
• степень утепления отдельных элементов объекта;
• наличие чердака и подвала и пр.

В общем виде формула для уточненного расчета мощности котла имеет следующий вид:

Wкот = Qt*Kзап , где:

• Qt – теплопотери объекта, кВт.
• Кзап – коэффициент запаса, на величину которого рекомендуется увеличить расчетную мощность объекта. Как правило, его величина находится в пределах 1,15…1,20 (15-20%).

Прогнозируемые потери тепла определяются по формулам:

Qt = V*ΔT*Kp/860, V = S*H ; где:

• V – объем помещения, м. куб.;
• ΔT – разница между наружной и внутренней температурой воздуха, °С;
• Кр – коэффициент рассеивания, зависящий от степени теплоизоляции объекта.

Коэффициент рассеивания выбирается исходя из типа здания и степени его теплоизоляции.

• Объекты без теплоизоляции: ангары, деревянные бараки, сооружения из гофрированного железа и пр. – Кр = 3,0…4,0.
• Здания с низким уровнем теплоизоляции: стены в один кирпич, деревянные окна, шиферная или железная крыша – Кр принимают равным в пределах 2,0…2,9.
• Дома со средней степенью теплоизоляции: стены в два кирпича, небольшое количество окон, стандартная крыша и т. д. – Кр составляет 1,0…1,9.
• Современные, хорошо утепленные здания: теплый пол, окна с двойными стеклопакетами и т. д. – Кр находится в диапазоне 0,6…0,9.

Чтобы облегчить потребителю поиск отопительного котла, многие производители размещают на своих сайтах и сайтах дилеров специальные калькуляторы. С их помощью, введя в соответствующие поля необходимую информацию, можно с большой долей вероятности определить, на какую площадь рассчитан, например, котел мощностью 24 кВт.

Как правило, такой калькулятор осуществляет расчет по следующим данным:

• усредненное значение температуры наружного воздуха в самую холодную неделю в зимнее время года;
• температура воздуха внутри объекта;
• наличие или отсутствие горячего водоснабжения;
• данные о толщине наружных стен и перекрытий;
• материалы, из которых выполнены перекрытия и наружные стены;
• высота потолков;
• геометрические размеры всех наружных стен;
• количество окон, их размеры и подробное описание;
• информация о наличии или отсутствии принудительной вентиляции.

Обработав полученные данные, калькулятор выдаст заказчику искомую мощность отопительного котла, а также укажет тип и марку агрегата, удовлетворяющего запросу. Пример расчета линейки газовых котлов, предназначенных для обогрева домов разной площади, приведен в таблице:

Примечание к столбцу 11 : Нс – навесной атмосферный котел, А – котел напольного типа, Нд – турбированный котел настенного типа.

По приведенным выше методикам осуществляют расчет мощности газового котла. Однако их вполне можно применять и для расчета мощностных характеристик водогрейных агрегатов, работающих на других видах топлива.

Учет теплопотерь

Без учета теплопотерь трудно правильно рассчитать мощность котла

Приступая к разработке системы автономного отопления, необходимо в первую очередь выяснить, сколько тепла уходит на улицу при самых сильных морозах через так называемые ограждающие конструкции. К ним относятся стены, окна, пол и крыша. Только определив величину теплопотерь, можно будет озаботиться подбором источника тепла соответствующей мощности. При этом нужно учесть, что потеря теплоты зданием в зимнее время года происходит не только через ограждающие конструкции. Значительная часть генерируемого тепла (до 30%) расходуется на нагрев холодного воздуха, поступающего с улицы за счет естественной вентиляции.

Общее количество тепла, необходимое для обогрева помещения определяют по формуле:

Q = Qконстр + Qвозд , где:

• Qконстр – количество тепла, теряемого через однотипную конструкцию, Вт;
• Qвозд – количество тепла, расходуемого на подогрев воздуха, поступающего с улицы, Вт.

Суммируя полученные в результате расчетов величины определяют общую тепловую нагрузку на систему отопления всего здания.

Все обмеры осуществляют по внешней стороне здания, в обязательном порядке захватывая его углы. В противном случае расчет теплопотерь будет неточным.

В помещениях существуют и другие пути утечки тепла, например через кухонную вытяжку, открытые двери и окна, щели в конструкциях и пр. Однако количество тепла, потерянного по этим причинам, практически не превышает 5% от величины общих тепловых потерь и поэтому при расчетах не учитывается.

Расчет потерь тепла через ограждающие конструкции

Сложность расчета заключается в том, что его нужно провести для каждого помещения отдельно, внимательно осматривая, измеряя и оценивая состояние каждого его элемента, соседствующего с окружающей средой. Только в этом случае можно учесть все тепло, уходящее из дома.

По результатам произведенных замеров определяется площадь S каждого элемента ограждающих конструкций, которая затем вставляется в базовую формулу для расчета количества теряемой тепловой энергии:

Qконстр = 1/R*(Tв-Tн)*S*(1+Σβ), R = δ/λ; где:

• R – термическое сопротивление материала конструкции, м. кв.°С/Вт;
• δ – теплопроводность материала конструкции, Вт/м°С);
• λ – толщина материала конструкции, м;
• S – площадь наружного ограждения, м. кв.;
• Tв – температура воздуха внутри помещения, °С;
• Tн – самая низкая температура воздуха в зимнее время года, °С;
• β – теплопотери, которые зависят от ориентации здания.

Если конструкция состоит из нескольких материалов, например, стена из кирпича с утеплителем, величина термического сопротивления R рассчитывается отдельно для каждого из этих материалов, а затем суммируется.

Теплопотери, зависящие от ориентации здания, выбираются исходя из того, куда ориентирован ограждающий элемент:

• на северную сторону – β = 0,1;
• на запад или юго-восток – β = 0,05;
• на юг и ли юго-запад – β = 0.

Расчет тепловых потерь через элементы ограждающих конструкций осуществляют для каждого помещения в здании, а затем суммируя их, получают прогнозируемую величину общих потерь тепла в нем. После этого переходят к расчету в следующем помещении. В результате проведенной работы владелец дома сможет выявить пути максимальной утечки тепла и устранить причины их появления.

Расчет тепла, расходуемого на подогрев вентиляционного воздуха

Количество тепла, которое расходуется на подогрев вентиляционного воздуха, достигает в отдельных случаях 30% от общих потерь тепловой энергии. Это достаточно большая величина, игнорировать которую нецелесообразно. Для расчета количества тепла, которое вынужденно будет расходоваться на подогрев приточного воздуха, используется формула:

Qвозд = c*m* (Tв-Tн) , где:

• c – теплоемкость воздушной смеси, величина которой составляет 0,28 Вт/кг°С;
• m – массовый расход воздуха, поступающего в помещение с улицы, кг.

Массовый расход воздуха, поступающий в помещение извне, определяют, принимая, что воздух обновляется во всем доме 1 раз в течении часа. В этом случае, сложив объемы всех помещений, получают объемную величину расхода воздуха. Затем, используя значение плотности воздуха, его объем переводят в массу. Здесь нужно учесть тот факт, что плотность воздуха зависит от его температуры.

Подставляя все известные величины в вышеприведенную формулу, определяют количество теплоты, необходимое для подогрева приточного воздуха.

Часто встречаемые ошибки

Расчет автономной системы отопления – это сложный процесс, состоящий из нескольких взаимосвязанных, поэтапно проводимых процедур:

1. Расчет тепловых потерь объекта.
2. Определение температурного режима отдельных помещений и здания в целом.
3. Расчет мощности отопительных радиаторных батарей.
4. Гидравлический расчет отопительной системы.
5. Расчет мощности отопительного котла.
6. Определение общего объема системы автономного отопления.

Тепловой расчет системы отопления – это не теоретические изыскания, а точный и обоснованный результат, практическая реализация которого позволит правильно подобрать все необходимые компоненты и обустроить эффективную систему отопления, без проблем функционирующую в течение многих лет.

Основная ошибка, которую совершают многие владельцы частных домов – игнорирование некоторых этапов расчета. Они считают, что для решения вопроса достаточно выбрать котел помощнее, ориентируясь лишь на данные ориентировочного расчета его мощности по площади помещения. Такой подход грозит излишними эксплуатационными затратами и часто приводит к тому, что котел будет работать постоянно, радиаторные батареи будут горячими, а в помещении будет холодно. В этом случае необходимо вернуться к первоначальному состоянию и произвести полный расчет системы отопления. Только после этого можно приступить к устранению недостатков, вызванных критическими ошибками в расчетах.

Выбор необходимого оборудования для системы отопления – чрезвычайно важная задача. С ней обязательно сталкиваются владельцы частных домов, а в последнее время и многие хозяева квартир стремятся достигнуть полной независимости в этом вопросе, создавая собственные автономные системы. И одним из ключевых моментов, естественно, является вопрос выбора котла.

Если жилье подключено к магистральной подаче природного газа, то нечего особо и раздумывать – оптимальным решением будет установка газового оборудования. Эксплуатация такой системы отопления несравнимо экономичнее всех остальных – стоимость газа относительно невысока, особенно в сравнении электроэнергией. Отпадают всяческие проблемы по дополнительному приобретению, транспортировке и складированию топлива, характерные для твердо — или жидкотопливных установок. При соблюдении всех требований по установке и соблюдении правил использования вполне безопасно, обладает высокими эксплуатационными показателями. Главное – правильно определиться с нужной моделью, для чего необходимо знать, как выбрать газовый котел , чтобы он в полной мере соответствовал конкретным условиям эксплуатации, отвечал пожеланиям владельцев по функциональности и удобству пользования.

Основные параметры выбора газового котла

Существует целый ряд критериев, по которым следует оценивать модель приобретаемого котла. Следует сразу отметить, что практически все они взаимосвязаны и даже взаимозависимы между собой, поэтому рассматривать их необходимо сразу и в комплексе:

• Ключевой параметр – общая тепловая мощность газового котла, которая должна соответствовать задачам конкретной системы отопления.
• Место будущей установки котла – этот критерий очень часто будет зависеть от упомянутой выше мощности.
• Тип котла по компоновке – настенный или напольный. Выбор также лежит в прямой зависимости и от мощности, и от места монтажа.

• От этих же критериев будет зависеть и тип горелки котла – открытый или закрытый. Соответственно этому организуется и система отвода продуктов сгорания – через обычный дымоход с естественной тягой или через систему принудительного дымоудаления.
• Количество контуров – будет ли котел использоваться только для нужд отопления , или возьмет на себя еще и обеспечение горячей водой. Если выбирается двухконтурный котел , то учитывается его тип по строению теплообменников.
• Степень зависимости котла от энергообеспечения. Этот параметр особенно важно принимать в расчет в тех случаях, когда перебои с электроснабжением в населенном пункте происходят с пугающей регулярностью.
• Большое значение может иметь дополнительная оснащенность котла элементами, необходимыми для эффективной работы системы отопления, наличие встроенных систем контроля и обеспечения безопасности эксплуатации.
• И, наконец, компания-производитель котла, и, безусловно, цена, которая будет зависеть от многих перечисленных выше факторов.

Первый шаг – правильно определиться с мощностью котла

Переходить к выбору любого котла попросту невозможно, если нет ясности, должна быть отопительная установка.

В технической документации котла обязательно указывается значение номинальной мощности, а кроме того , нередко даются рекомендации, на обогрев примерно какого объема помещений она рассчитана. Однако, эти рекомендации можно считать достаточно условными, так как они не учитывают «конкретики», то есть реальных условий эксплуатаций и особенностей дома или квартиры.

С такой же осторожностью следует относиться и к распространенной «аксиоме», что для обогрева 10 м² площади жилья необходим 1 кВт т епловой энергии. Значение это также очень приблизительное, которое может быть справедливым лишь при определённых условиях – средней высоте потолков, одной внешней стене с одним окном и т.п . Кроме того, совершенно не принимаются в расчет климатический пояс, расположение помещений относительно сторон света и ряд других важных параметров.

Теплотехнические расчеты по всем правилам способны провести только специалисты. Однако, возьмем на себя смелость предложить читателю методику самостоятельного расчета мощности, учитывающую большинство факторов, влияющих на эффективность обогрева дома. При таком расчете погрешность, безусловно, будет, но во вполне допустимых пределах.

Методика базируется на расчете потребной тепловой мощности для каждого помещения, где будут устанавливаться радиаторы отопления, с последующим суммированием значений. Ну а в качестве исходных данных выступают следующие параметры:

• Площадь помещения.
• Высота потолков.
• Количество внешних стен, степень их утепленности , расположение относительно сторон света.
• Уровень минимальных зимних температур для региона проживания.
• Количество, размер и тип окон.
• «Соседство» помещения по вертикали – например, отапливаемые помещения, холодный чердак и т.п .
• Наличие или отсутствие дверей на улицу или на холодный балкон.

У любого хозяина дома или квартиры есть план его жилья. Положив его перед собой, несложно будет составить таблицу (в офисном приложении или даже просто на листе бумаги), в которой указываются все отапливаемые помещения и их характерные особенности. Например, так, как показано ниже:

После того как таблица составлена, можно переходить к расчетам . Для этого ниже размещен удобный калькулятор, который поможет быстро определить потребную тепловую мощность для каждого из помещений.

Уровень отрицательных уличных температур принимается из среднего, характерного для наиболее холодной декады зимы в регионе проживания.

Статья подготовлена при информационной поддержке инженеров компании Теплодар https://www.teplodar.ru/catalog/kotli/ – отопительные котлы по ценам от производителя.

Главнейшая характеристика, учитываемая при покупке котлов отопления, как газовых, так и электрических или твердотопливных - это их мощность. Поэтому многих потребителей, собирающихся приобрести теплогенератор для системы обогрева помещения, волнует вопрос, как рассчитать мощность котла, исходя из площади помещений и прочих данных. Об этом речь в следующих строках.

Параметры расчёта. Что необходимо учитывать

Но для начала разберёмся, что из себя вообще представляет эта столь важная величина, а главное, почему она так важна.

В сущности, описываемая характеристика теплового генератора, работающего на любом виде топлива, показывает его производительность - то есть, какой площади помещение он сможет обогреть вместе с отопительным контуром.

Например, отопительный аппарат с величиной мощности в 3 – 5 кВт способен, как правило, «охватить» теплом однокомнатную или даже двухкомнатную квартиру, а также дом площадью до 50 кв. м. Установка со значением 7 – 10 кВт «потянет» на трёхкомнатное жильё площадью до 100 кв. м.

Иными словами, обычно принимают мощность, равную примерно десятой доле всей отапливаемой площади (в кВт). Но это только в самом общем случае. Для получения конкретного значения нужен расчёт. В вычислениях должны учитываться различные факторы. Перечислим их:

• Общая отапливаемая площадь.
• Регион, где действует рассчитываемое отопление.
• Стены дома, их теплоизоляция.
• Теплопотери крыши.
• Вид топлива котла.

А теперь непосредственно поговорим о расчёте мощности применительно к разным видам котлов: газовым, электрическим и твердотопливным.

Газовые котлы

Исходя из вышесказанного, мощность котельного оборудования для отопления рассчитывается по одной достаточно простой формуле:

N котла = S х N уд. / 10.

Здесь значения величин расшифровываются так:

• N котла - мощность данного конкретного агрегата;
• S - полная сумма площадей всех отапливаемых системой помещений;
• N уд. – удельная величина теплового генератора, требуемая для прогрева 10 кв. м. площади помещения.

Один из главных определяющих факторов для расчёта - это климатическая зона, регион, где используется это оборудование. То есть расчёт мощности твердотопливного котла ведётся со ссылкой на конкретные климатические условия.

Что характерно, если когда-то, во время существования ещё советских норм назначения мощности отопительной установки, считали 1 кВт. всегда равным 10 кв. метрам, то сегодня крайне необходимо производить точный расчёт для реальных условий.

При этом нужно принимать следующие значения N уд.

Для примера сделаем расчёт мощности твердотопливного котла отопления относительно Сибирского региона, где зимние морозы порой достигают -35 градусов по Цельсию. Возьмём N уд. = 1,8 кВт. Тогда для отопления дома общей площадью 100 кв. м. понадобится установка с характеристикой следующей расчётной величины:

N котла = 100 кв. м. х 1,8 / 10 = 18 кВт.

Как видим, примерное отношение количества киловатт к площади как один к десяти здесь не имеет силу.

Важно знать! Если известно, сколько киловатт у конкретной установки на твёрдом топливе, можно посчитать тот объём теплоносителя, иными словами, объём воды, который необходим для наполнения системы. Для этого просто достаточно полученную N теплогенератора умножить на 15.

В нашем случае объём воды в системе отопления равен 18 х 15 = 270 литров.

Однако учёта климатической составляющей для расчёта силовой характеристики теплогенератора в ряде случаев недостаточно. Необходимо помнить, что могут иметь место тепловые потери из-за определённой конструкции помещений. Прежде всего, нужно учитывать, каковы стены жилого помещения. Насколько утеплён дом - этот фактор имеет большое значение. Также важно учитывать строение крыши.

В целом можно воспользоваться специальным коэффициентом, на который нужно умножить полученную по нашей формуле мощность.

Этот коэффициент имеет такие приближённые значения:

• К = 1, если дому более 15 лет, а стены выполнены из кирпича, пеноблоков или дерева, причём стены утеплены;
• К = 1.5, если стены не утеплены;
• К = 1.8, если, кроме неутеплённых стен, у дома плохая крыша, которая пропускает тепло;
• К = 0.6 у современного дома с утеплением.

Предположим, в нашем случае дому 20 лет, он выстроен из кирпича и хорошо утеплён. Тогда мощность, рассчитанная в нашем примере, остаётся прежней:

N котла = 18х1 = 18 кВт.

Если же котёл устанавливается в квартире, то здесь необходимо учесть подобный коэффициент. Но для обычной квартиры, если она не на первом или последнем этаже, К будет равен 0,7. Если же квартира на первом или последнем этаже, то следует принять К = 1,1.

Как рассчитать мощность для электрокотлов

Электрические котлы используются для отопления нечасто. Основная причина в том, что электроэнергия сегодня слишком дорога, а максимальная мощность таких установок невысока. К тому же, возможны сбои и долговременные отключения электричества в сети.

Расчёт здесь можно произвести по той же формуле:

N котла = S х N уд. / 10,

после чего следует умножить полученный показатель на необходимые коэффициенты, о них мы уже писали.

Однако есть и другой, более точный в этом случае, метод. Укажем его.

Этот способ основывается на том, что первоначально берётся величина 40 Вт. Данная величина означает, что столько мощности без учёта дополнительных факторов необходимо для прогрева 1 м3. Далее расчёт ведётся так. Поскольку окна и двери являются источниками теплопотерь, то нужно прибавлять на каждое окно 100 Вт, а на дверь - 200 Вт.

На последнем этапе учитывают те же самые коэффициенты, о которых уже упоминалось выше.

Для примера рассчитаем таким способом мощность электрического котла, устанавливаемого в доме 80 м2 с высотой потолков 3 м, с пятью окнами и одной дверью.

N котла = 40х80х3+500+200=10300 Вт, или приближенно 10 кВт.

Если расчёт ведётся для квартиры на третьем этаже, необходимо полученную величину умножить, как уже говорилось, на понижающий коэффициент. Тогда N котла = 10х0.7=7 кВт.

Теперь поговорим о твердотопливных котлах.

Для твердотопливных

Этот вид оборудования, как ясно из названия, отличается использованием для отопления твёрдого топлива. Преимущества таких агрегатов очевидны большей частью в отдалённых посёлках и дачных обществах, где нет газопроводов. В качестве твёрдого топлива используются обычно дрова или пеллеты - прессованная стружка.

Методика расчёта мощности твердотопливных котлов идентична приведённой выше методике, характерной для газовых котлов отопления . Иными словами, расчёт ведётся по формуле:

N котла = S х N уд. / 10.

После расчёта силового показателя по этой формуле, его также умножают на приведённые выше коэффициенты.

Однако в этом случае необходимо учесть тот факт, что у твердотопливного котла низкий КПД. Поэтому после расчёта описанным методом следует прибавить запас мощности примерно 20%. Впрочем, если в системе отопления планируется использовать тепловой аккумулятор в виде ёмкости для накопления теплоносителя, то можно оставить расчётную величину.

Чертеж твердотопливного котла расчетной мощности

Перебор и недобор

Напоследок отметим, что установка котла для отопления без предварительного расчёта его мощности может привести к двум нежелательным ситуациям:

1. Мощность котла ниже необходимой для отопления имеющихся помещений.
2. Мощность котла больше, чем необходимо для обогрева имеющихся помещений.

В первом случае, помимо того, что дома будет постоянно холодно, сам агрегат может выйти из строя из-за постоянных перегрузок. А расход горючего окажется неоправданно большим. Переустановка котла на новый сопряжена с большими материальными расходами и трудностями при демонтаже, стоит ли говорить о моральных издержках? Вот почему так важно правильно рассчитать мощность агрегата!

Во втором случае не всё так плачевно. Избыточная мощность котла, в основном, просто доставляет неудобство. Во-первых, это ощущение излишне потраченных денег на дорогой агрегат. Во-вторых, как ни странно, слишком мощный агрегат, работающий постоянно вполсилы, снижает свой КПД и быстро изнашивается. К тому же, много топлива будет расходоваться впустую.

Как видим, во втором случае тоже есть существенные минусы. Однако здесь ситуацию можно исправить, если, скажем, добавить котлу функцию обогрева горячего водоснабжения. В любом случае, конечное решение за потребителем.

Итак, мы рассмотрели способы расчёта мощности котла отопления. Указанные рекомендации должны помочь потребителям во время сложного процесса выбора и приобретения отопительного агрегата.

Расчет мощности котла отопления, в частности газового котла , необходим не только для выбора котельного и отопительного оборудования, но и для обеспечения комфортного функционирования отопительной системы в целом и исключения лишних эксплуатационных расходов.

С точки зрения физики, в расчете тепловой мощности участвуют всего четыре параметра: температура воздуха снаружи, требуемая температура внутри, общий объем помещений и степень теплоизоляции дома, от которой зависят потери тепла. Но на самом деле, все не так просто. Уличная температура меняется в зависимости от времени года, требования к внутренней температуре обусловлены режимом проживания, общий объем помещений необходимо сначала рассчитать, а потери тепла зависят от материалов и конструкции дома, а также от размеров, количества и качества окон.

Калькулятор мощности газового котла и расхода газа за год

Представленный здесь калькулятор мощности газового котла и расхода газа за год способен существенно облегчить вам задачу выбора газового котла — достаточно выбрать соответствующие значения полей, и вы получите требуемые значения.

Обратите внимание на то, что калькулятор рассчитывает не только оптимальную мощность газового котла для отопления дома, но и среднегодовой расход газа. Именно поэтому в калькулятор введен параметр «количество проживающих». Он необходим для того, чтобы учесть средний расход газа на приготовление пищи и получение горячей воды для бытовых нужд.

Этот параметр актуален только в том случае, если для кухонной плиты и водонагревателя вы тоже используете газ. Если же вы пользуетесь для этого другими приборами, например, электрическими, а то и вовсе не готовите дома и обходитесь без горячей воды - поставьте в поле «количество проживающих» ноль.

В калькуляции применены следующие данные:

• продолжительность отопительного сезона — 5256 ч;
• продолжительность временного проживания (лето и выходные 130 дней) — 3120 ч;
• средняя температура за отопительный период — минус 2,2°C;
• температура воздуха наиболее холодной пятидневки в Санкт-Петербурге — минус 26°C;
• температура грунта под домом в отопительный период — 5°C;
• пониженная комнатная температура при отсутствии человека — 8,0°C;
• утепление чердачного перекрытия — слой минваты плотностью 50 кг/м³ толщиной 200 мм.

Подбирая котёл, иногда трудно определить его соответствие требованиям отопления конкретного дома. Вроде бы есть данные о размерах, внутреннем объёме. Но этого оказывается недостаточно. Современное определение требует знания показателя тепловых потерь, характерных для этого дома. Именно с тепловыми потерями связывается возможность выбора мощности будущего котла, который должен их компенсировать в ходе своей работы.

Неправильно выбранная мощность котла ведёт к дополнительным расходам топлива (газ, твёрдое и жидкое). О каждом варианте будет рассказано ниже, а пока нужно учесть, что в первом приближении, недостаточная мощность котла приводит к низкой температуре в системе отопления, вследствие медленного и недостаточного её прогрева. Мощность, которая превышает необходимую, приводит к работе системы в импульсном режиме. Это вызывает резкий рост расхода газа, износ газового клапана . Снижению расходов на отопление может способствовать правильный выбор мощности котла и расчёт системы отопления.

Методика расчета тепловых потерь

Расчёт тепловых потерь ведётся по определённым методикам, разнящимся от климатической зоны страны. Имея на руках подобные расчёты, намного проще сориентироваться в выборе всех приборов будущей отопительной системы. Обилие входящих данных, основных и вспомогательных, а также формализация расчётов, позволили ввести автоматизацию и проводить их с помощью компьютерных программ . Благодаря этому такие вычисления стали доступны для индивидуального исполнения на сайтах строительных компаний.

Разумеется, определиться с точными результатами сможет только специалист. Но и самостоятельное определение величины теплопотерь даст вполне зримые результаты с определением требуемой мощности. Введя данные, запрашиваемые программой, по параметрам дома (кубатура, материалы, утепление, окна и двери и т. п.), после выполнения предложенных действий, получается значение тепловых потерь. Полученная точность достаточна для определения требуемой мощности котла.

Использование домовых коэффициентов

Старым способом определения величины потерь тепла было использование домовых коэффициентов 3-х типов для индивидуального расчёта мощности газового котла по упрощённой методике:

• от 130 до 200 Вт/м2 - дома без теплоизоляции;
• от 90 до 110 Вт/м2 - дома с теплоизоляцией, 20−30 лет;
• от 50 до 70 Вт/м2 - теплоизолированный дом с новыми окнами, 21 век.

Зная величину своего коэффициента и площадь дома, путём перемножения получают искомое значение. Ещё проще определялась требуемая мощность во времена СССР. Тогда считалось, что 10 Квт на 100 метров площади в самый раз.

Однако, сегодня такой точности стало недостаточно.

На что влияет мощность котла

Если она слишком мала, то мощный котел на твёрдом топливе не будет «дожигать» остатки топлива из-за нехватки подачи воздуха, быстро засорится дымоход, а расход топлива будет чрезмерным. Котлы на газе или жидком топливе (ЖТ) станут быстро греть малое количество воды и выключать горелки. Это время горения окажется тем меньше, чем мощнее котлы. За такое короткое время удаляемые продукты сгорания не успеют прогреть дымоход, и там будет накапливаться конденсат. Образующиеся кислоты быстро приведут в негодность как дымоход , так и сам котёл.

Длительное время работы горелки позволяет дымоходу прогреться и конденсат исчезнет. Частое включение котла ведёт к износу его и дымохода, а также повышенному расходу топлива за счёт необходимости разогрева канала дымоотвода и самого котла. Для расчёта мощности котла на жидком топливе (дизеле), можно воспользоваться программой-калькулятором, учитывающей множество особенностей, описанных выше (конструкции, материалы, окна, утеплитель), но экспресс-анализ можно произвести по приводимой методике.

Считается, что для обогрева 10 квадратов площади дома нужно 1−1,5 кВт котловой мощности. В расчёт не берётся ГВС в доме, имеющем качественное утепление, без теплопотерь, площадью 100 кв. м. Коэффициенты по уровню утепления, используемые для расчёта требуемой мощности котла ЖТ:

• 0,11 - квартира, 1-й и последний этажи многоквартирного дома;
• 0,065 - квартира в многоквартирном доме;
• 0,15 (0,16) - частный дом, стена 1,5 кирпича, без утеплителя;
• 0,07 (0,08) - частный дом, стена 2 кирпича, 1 слой утеплителя.

Для расчёта, площадь 100 кв. м. умножается на коэффициент 0,07 (0,08). Получаемая мощность 70−80 Вт на 1 кв. м. площади. Мощность котла резервируется на 10−20%, для ГВС резерв увеличивается до 50%. Такой расчёт очень приблизителен.

Зная тепловые потери, можно сказать о требуемой величине вырабатываемого тепла. Обычно для комфорта в доме принимается значение +20 градусов по Цельсию . Поскольку в году бывает период минимальных температур, в эти дни потребность в количестве тепла резко возрастают. Учитывая периоды, когда температуры колеблются в районе средних за зиму, мощность котла может быть принята равной половине от полученного ранее значения. В этом случае в расчёт закладывается компенсация тепловых потерь за счёт иных источников тепла.

Решение проблемы избытка мощности

В случае низких потребностей в тепле, мощность котла становится заведомо высокой. Решений несколько. Во-первых, в этот период предлагается использование 4-х ходовых смесительных клапанов в гидравлических системах. Может быть применен термогидравлический распределитель . Что позволяет регулировать нагрев воды без изменения котловой мощности, за счёт клапанов и циркуляционных насосов . Так обеспечивается оптимальный режим работы котла.

Ввиду дороговизны способа, рассматривается бюджетный вариант многоступенчатых горелок в недорогих газовых и ЖТ котлах. С наступлением указанного периода ступенчатый переход на пониженное горение, снижает мощность котла. Вариантом плавного перехода является модуляция или плавная регулировка, повсеместно используемая в настенных газовых приборах. Такая возможность почти не применена в конструкциях ЖТ котлов, хотя модуляционная горелка более передовой вариант, нежели смесительный клапан. Современные котлы на пеллетах уже оснащены системой регулировки мощности и автоматикой подачи топлива.

Для неискушённого потребителя наличие системы модуляционной горелки может показаться достаточным поводом отказаться от расчёта тепловых потерь дома, ну или, хотя бы ограничиться приблизительным их определением. Отнюдь, наличие такой функции не может решить все возникающие проблемы: если при включении котла, он начинает работать на максимуме мощности, то через время автомат снижает её до оптимума.

При этом мощный котёл в небольшой системе успевает нагреть воду и отключитьс я ещё до перехода модулируемой горелки ну нужный уровень горения. Вода остывает достаточно быстро, ситуация повторится «до кляксы». В результате работа котла проходит импульсами как с одноступенчатой мощной горелкой. Изменение мощности может достигать не более 30%, что в итоге приведет к сбоям с дальнейшим повышением внешней температуры. Стоит вспомнить, что речь идёт о сравнительно дешёвых приборах .

В более дорогих котлах конденсационного типа пределы модулирования шире. ЖТ котлы могут вызвать ощутимые затруднения при попытке использования в небольших и хорошо утеплённых домах. В таком доме, около 150 кв. м, для покрытия тепловых потерь хватает 10кВт мощности. В линейке ЖТ котлов, предлагаемых производителями, минимум мощности больше в два раза. И тут попытка применения такого котла может привести к ситуации ещё худшей, чем описанная выше.

В топке горит ЖТ (солярка), все видели чёрный шлейф за непрогретым и неотрегулированным дизелем. И тут в продуктах неполного сгорания обильно выпадает сажа, она и несгоревшие продукты капитально засоряют камеру сгорания . И теперь новенький котёл нужно срочно чистить, чтобы не снизить КПД, и восстановить теплообмен. И ведь, подбери сначала правильно мощность котла, не было бы всех описанных проблем.

На практике, следует выбирать мощность котла немного ниже тепловых потерь дома. Популярность и практическое использование получили котлы с ЦОГВС, т. е. двухконтурные, греющие воду для отопления и горячего водоснабжения. И среди этих двух функций на ЦО требуемая мощность меньше, чем для ГВС. Безусловно, такой подход сделал выбор мощности котла сложнее.

Способ получения ГВС в 2-х контурном котле - проточный нагрев. Т. к. время контакта (нагрева) проточной воды незначительно, мощность нагревателя котла должна быть высокой. Даже у маломощных двухконтурных котлов система ГВС имеет 18 кВт мощности и это только минимум, дающий возможность нормально душ принять. Наличие модуляционной горелки в таком приборе даст возможность работы с минимумом мощности в 6кВт, почти равной тепловым потерям в 100 метровом доме с качественной термоизоляцией.

В реальной жизни, средние, за сезон отопления, потребности составят не более 3 кВт . Т. е. хотя ситуация и не идеальна, но приемлема. Способом понижения требуемой мощности системы ГВС является применение бака-накопителя для ГВС. И это очень похоже на одноконтурный котёл, оборудованный бойлером . Подключённый через теплообменник к котлу бойлер, имеет ёмкость не менее 100 литров. Это минимум, рассчитанный на несколько точек водоразбора и одновременное пользование ими.

Такая схема позволяет снизить мощность котла , совмещённого с водогреем. В итоге задача выполнена и мощности котла достаточно для компенсации тепловых потерь (ЦО) и ГВС (бойлер). На первый взгляд, в результате, на время работы котла на бойлер, в систему обогрева горячая вода не пойдёт и в доме упадёт температура. На самом деле, чтобы так случилось, котёл должен отключиться на 3 - 4 часа. Процесс замещения нагретой воды из бойлера холодной, происходит постепенно. Практика использования нагретой воды говорит, что даже слив половины объёма, а это 50 литров при температуре около 85 градусов по Цельсию и столько же холодной, чтобы пользоваться, ведёт к остатку в баке половины объёма горячей и столько же холодной. Время нагрева составит не более 25 минут. Поскольку за один раз в семье такой объём не потребляется, время нагрева бойлера будет значительно меньше.

Пример определения мощности котла

Примерная методика определения мощности газового котла из расчёта удельной его мощности (Руд) на 10 кв. м и с учётом условий климатических зон, отапливаемой площади - П.

• 0,7−0,9 - юг;
• 1,2−1,5 кВт - средняя полоса;
• 1,5−2,0 кВт - север

Мощность котла определяется Рк = (П*Руд)/10; где Руд = 1;

Объём воды в системе Осист = Рк*15 ; где на 15 л воды принят 1 кВт

Так для дома из примера с ЖТ котлом, на севере, расчёт будет выглядеть так:

Рк = 100*2/10 = 20 (кВт);