Резиновые лодки 

Какую площадь обогреет котел в 20 квт. Как правильно рассчитать мощность котла: рабочая формула

Централизованная система отопления доступна не во всех районах РФ, а в некоторых регионах стоимость услуг ЖКХ просто запредельна. Из-за этого в частных и многоквартирных домах монтируют автономные комплексы во главе с котлом. Выбор зависит от условий проживания (наличие или отсутствие газовой магистрали, электросетей и тому подобное) и бюджета на покупку. Но прежде чем приступить к поиску прибора, нужно провести расчет мощности котла.

В процессе проектирования здания всегда участвуют инженеры-теплотехники, которые проводят комплекс сложных расчетов и подбирают оптимальные системы горячего водоснабжения (ГВС) и отопления. Но что делать, если нет возможности заказать профессиональную проектировку? Как правильно рассчитать мощность твердотопливного газового и электрического котла?

Расчет по площади дома

Задача отопления в том, чтобы не только нагреть помещение, но и в дальнейшем компенсировать теплопотери. Очень часто можно встретить устаревший вариант – расчет на квадратный метр жилья. То есть за аксиому принимается утверждение, что на 1 кв. м. площади при высоте потолка до 2,5 м требуется 100 Вт тепловой энергии. Полученный результат корректируется на удельный показатель мощности для разных климатических зон России (СНиП 23-01-99, СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»). Усреднено:

Простейший расчет мощности котла отопления по площади проводится по формуле:

W = q * S, где:

  • q – это удельный коэффициент мощности для заданного региона;
  • S – общая площадь жилья.

Это верно для домов, построенных в 50-60 гг. прошлого века. Сейчас продавцы отопительного оборудования используют уточняющие поправки: запас в 15 и 20 % для одно- и двухконтурного.

Московская область. Имеется дом кирпичный 1-этажный, общая площадь – 80 кв. м. Мощность = (80 * 100) * 1,2 = 9 600 Вт. Одноконтурный котел – 11,04 кВт, двухконтурный с приоритетом ГВС – 11,52.


Разумеется, подобный расчет нельзя назвать корректным, поскольку не учитываются реальные теплопотери дома с учетом его габаритов, материала и толщины ограждающих конструкций, наличия или отсутствия утепляющих слоев, формата окон и так далее. Есть еще один ключевой фактор, о котором редко упоминают продавцы – возможность саморегулирования. Современные газовые и электрические котлы управляются автоматикой, имеют предельные температуры включения и выключения и группу безопасности (защита от перегрева, «сухого» хода и прочее). Твердотопливные же чаще всего требуют постоянного наблюдения, все операции проводятся вручную. Термоаккумуляторы для излишков тепла устанавливают немногие, поэтому без постоянного контроля велик риск перегрева и выхода из строя всей системы. Для подобных котлов необходим тщательный расчет.

Теплопотери дома и мощность отопительного котла

Расчет термопотерь вполне можно сделать через специальные онлайн-программы или калькуляторы. Или самостоятельно по алгоритму, приведенному ниже. Корректный расчет ГВС и котла отопления зависит от того, сколько тепла в сутки теряется через стены, окна, пол, потолок, вентиляцию, а также примерного объема потребляемой горячей воды. Для вычисления первого фактора учитываются:

  • Сопротивление теплопередаче (R) каждой ограждающей конструкции.
  • Разница температур внутри и снаружи жилья.

В инженерной теплотехнике используется следующая формула для вычисления сопротивления термопередаче различных материалов:

R = ΔT / q, где:

  • q – количество тепла, теряемое 1 кв. м ограждающей конструкции (Вт/м²);
  • ΔT – разница между температурой в самую холодную неделю года и средней внутри помещения (°С). Как правило, в справочниках приводится ΔT = 50 °С (Т наруж = -30 °С, Т внутр = +20 °С.).

Стандартные значения R для различных стеновых материалов и окон приведены в таблице:

Из таблиц очевидно, что, к примеру, приобретение электрического котла с запасом мощности 30 %, которые якобы должны компенсировать потери тепла через окно – лишняя трата денег. Двухкамерный стеклопакет теряет в 2 раза меньше тепла, чем обычное однорамное остекление, а это ежемесячная экономия более 50 кВт.


Точный расчет системы отопления частного дома включает корректировку на собственные данные в регионе или области. Формула немного видоизменяется:

R 2 = R 1 х ΔT 2 / ΔT 1 , где:

  • R 1 – теплопотери при ΔT = 50 °С;
  • R 2 – теплопотери при ΔT по данным пользователя;
  • ΔT 1 – норматив 50 °С;
  • ΔT 2 – показатель, рассчитанный по вашим параметрам.

Московская область. Имеется дом кирпичный 1-этажный, общая площадь – 80 кв. м, принудительная вентиляция. Подбирается электрический одноконтурный котел. Рассчитаем теплопотери для 1 комнаты со следующими характеристиками:

  • Площадь – 40 кв. м (8 * 5).
  • Количество наружных стен – 2 шт.
  • Высота потолка – 3 м.
  • Толщина стен – 76 см.
  • Окна (двойной стеклопакет) – 4 шт, 1,8 * 1,2.
  • Пол – настильный деревянный с утеплением.
  • Над потолком – чердачное нежилое помещение.
  • Требуемая температура внутри – +20 °С.
  • Предельная зимняя на улице – -30 °С.

1. Площадь наружных стен (без оконных проемов) S1 = (8 + 5) * 3 – 4 * (1,2 * 1,8) = 30,36 кв. м.

2. Площадь оконных проемов В2 = 4 * 1,2 * 108 = 8,64 м²

3. Площадь пола S3 и потолка S4 идентична = 40 кв. м.

4. Площадь внутренних стен не учитывается при расчете, так как теплопотерь нет.

5. Сопротивление теплопередаче для кирпичной стены: R = 50 / 0.592 = 84,46 м²*°C ⁄ Вт.

6. Термопотери для каждой поверхности:

  • Q стен = 30,36 * 84,46 = 2564,2 Вт
  • Q окон = 8.64 * 135 = 1166.4 Вт
  • Q пола =40 * 26 = 1040 Вт
  • Q потолка = 40 * 35 = 1400 Вт
  • Q общие = 6170,6 Вт

Таким образом, ежедневные суммарные утечки тепла 1 комнаты составляют 6,17 кВт в самую холодную погоду. Разумеется, чем выше температура воздуха снаружи, тем меньше потери. Если предположить, что полученный показатель идентичен для оставшейся площади дома, то примерная мощность электрического котла по объему помещения – 12,3 кВт.

Какие еще факторы влияют на выбор?

Специалисты рекомендуют корректировать расчет котла для отопления по уровню теплопотерь на величину запаса мощности – 15-30 %. Дело в том, что значительные утечки тепла происходят посредством вентиляции, особенно принудительной. Также возможны скачки напряжения в электроагрегатах, перепады давления воды и газа в магистралях для котлов, недостаточная или излишняя подача воздуха для поддержания горения в твердотопливных устройствах.

Добросовестные установщики систем всегда предупреждают – в паспорте котла указывается номинальная мощность. Эта величина порой значительно отличается от полезной (действительной) мощности. Дело в том, что редко какие котлы (кроме конденсационных) имеют КПД более 95 %. Газовые и твердо- или жидкотопливные агрегаты теряют до 20 % в процессе работы – они просто «улетают» в вытяжку или дымоход. Поясним на примере:

  • Поскольку вентиляция принудительная, требуемая мощность составляет: 12,3 + 20 % = 14,76 кВт.
  • Котел DAKON РТЕ-М 16: максимальная потребляемая мощность – 16,6, КПД = 99,1 %.
  • То есть, 16,6 – (100 – 99,1) % = 16,45 кВт. Такой котел обеспечит отопление в полном объеме, не выходя на предельные показатели в работе, и прослужит достаточно долго.
  • Если же выбирается газовый Ariston CLAS SYSTEM 15 CF 16,5 кВт с КПД = 91,2 %, то: 16,5 – (100 – 91,2) % = 15,04.
  • За счет вытяжки теряется еще до 20 %: 15,04 – 20 % = 12,03 кВт.

Очевидно, что эта модель не «потянет» наше помещение.

Зная расчетную мощность, несложно подобрать котел для двухконтурной системы – в паспорте всегда указывается планируемые показатели для каждого из контуров. Для твердотопливных котлов высокой мощности можно приобрести теплоаккумулятор, который отлично сохранит излишки выработанного тепла. Таким образом достигается оптимальный результат: достаточный уровень отопления и минимизация затрат.

Статьи

Подбор газового котла оптимальной мощности возможен только после проведения расчетов. В техдокументации на котельное оборудование указывается его тепловая мощность – ТМК. Данный параметр означает мощность, которую способен передать котел на внешние приборы (отопление, вентиляция, приготовление ГВС) с учетом его КПД. Но эта величина никоим образом не информирует пользователя, какую площадь можно обогреть при помощи конкретной модели котла.

Проблема в том, что любое здание, даже утепленное, отдает часть тепла наружному воздуху через такие конструкции, как стены, потолки, полы, окна и двери. Поэтому без теплового расчета здания трудно не ошибиться в правильном выборе котла.

В этой статье:

Какие параметры нужно учесть

Теплопотери частного дома

При выборе котельного оборудования для отопления дома необходимо учитывать:

  • климатические условия региона (в формулу расчета входит значение средней температуры за самую холодную неделю в году);
  • заданная температура воздуха внутри отапливаемых помещений;
  • необходимость в организации горячего водоснабжения;
  • потери тепла от принудительной вентиляции (если таковая имеется в доме);
  • этажность здания;
  • высота потолка;
  • конструкция и материалы перекрытий;
  • толщина наружных стен и материалы, из которых они были возведены;
  • геометрические размеры наружных стен;
  • конструкция пола (толщина слоев и материалы, из которых они сооружены);
  • размеры, количество окон и дверей и их тип (толщина стекла, количество камер и пр.).

Тепловые потери дома

На величину теплопотерь строения оказывают большое влияние:

  • тип чердака (утепленный, неутепленный);
  • наличие или отсутствие подвального помещения.

Чтобы наглядно показать зависимость теплопотерь дома от материалов , используемых при его строительстве, предлагаем рассмотреть небольшую сравнительную таблицу.


Из таблицы видно, что деревянный дом теряет тепла меньше, чем, кирпичный, соответственно, и котел в первом случае потребуется менее мощный, чем для кирпичного дома.

В строительных нормах расписаны показатели теплопроводности по всем строительным материалам.

Нечто подобное наблюдается и в отношении окон .

Только они характеризуются не теплопроводностью, а наоборот – коэффициентом сопротивления теплоотдачи: чем выше цифра, тем меньше тепла выпустит из дома окно (по-другому этот показатель называется R-фактор).


Как видим, чем больше камер в конструкции окна, тем выше его сопротивляемость теплопотерям. Большую роль играет и газовая смесь, которой заполняются камеры стеклопакетов.

Как рассчитать ТМК газового котла

В первую очередь — тепловой расчет самого здания

Тепловую мощность отопительного котла можно посчитать двумя способами:

  1. полным;
  2. упрощенным.

Первый способ предполагает проведение расчетов с учетом теплотехнических свойств всех строительных материалов , задействованных в строительстве дома и его отделке. Из данных, указанных в вышеприведенных таблицах, видно, насколько важно выполнить полный расчет.

Но работа эта непростая, при отсутствии определенного опыта, с ней справиться сложно.

Обычно этим занимаются проектировщики в проектных организациях. Хотя при большом желании можно вооружиться СНиПами и попробовать всё сделать самостоятельно.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов

Коэффициенты теплопроводности распространенных стройматериалов

Для определения количества теплопотерь через ограждающие конструкции, надо рассчитать коэффициент теплопроводности стройматериалов, из которых они состоят.

Исходными данными для расчета являются:

  • а(вн) – коэффициент, определяющий интенсивность теплопередачи от воздуха в помещении потолку и стенам. Это постоянная величина, равная 8,7.
  • а(нр) – еще один постоянный коэффициент, равный 23. Он характеризует интенсивность отдачи тепла от стен и потолка наружному воздуху.
  • К – теплопроводность стройматериалов, из которых состоят потолок и стены. Данные берутся из строительных норм. Для некоторых материалов теплопроводность приведена в таблице стройматериалов (см. выше).
  • Д – толщина слоев строительных материалов.

После сбора всех исходных данных можно приступать к расчету коэффициента теплопередачи по формуле:

Кт = 1/

Кт рассчитывается для потолка и стен по отдельности.

Принцип расчета Кт пола тот же, но здесь есть некоторые нюансы: правильный подход требует деления площади пола на 4 зоны, располагаемые от наружных стен к центру. Для упрощения расчетов можно теплопотери через конструкцию пола без подогрева принять равными 10%.

Расчет теплопотерь через окна и двери

Исходными данными для этой части расчета являются:

  • Кст – коэффициент теплопередачи стеклопакета или стекла (указывается производителем).
  • F ст. – площадь застекленной поверхности окна.
  • Кр – коэффициент теплопередачи оконной рамы (указывается производителем).
  • F р – площадь оконной рамы.
  • Р – периметр застекленной поверхности окна.

Коэффициент теплопередачи окон (Ко) рассчитывается по формуле:

Кст. х F ст. + Кр х F р + Р/F, где F – площадь окон.

По этой же формуле рассчитывается коэффициент теплопередачи дверей .

При этом вместо значений стекла и рам подставляются значения материалов, из которых изготовлены двери.

Для упрощения расчетов можно пользоваться следующими данными:


Для определения теплопотерь условный коэффициент умножается на общую площадь дома.

Такой способ дает лишь приблизительный результат. В нем не учтено количество окон, конфигурацию дома и его местоположение. Но для предварительной оценки теплопотерь он вполне годится.

Упрощенный метод

Мощность отопительного котла определяется как сумма мощностей, необходимых для обогрева каждого отапливаемого помещения. То есть расчеты, описанные в предыдущих разделах, проводятся для каждой комнаты в отдельности.

При этом проектировщики обязаны учесть и количество светильников, людей, находящихся в помещении, и даже работу бытовой техники.

К счастью, в большинстве случаев можно обойтись без столь сложных и дорогостоящих теплотехнических расчетов. Жилые дома обычно строятся с учетом климатических условий конкретного региона, поэтому можно подобрать необходимую величину ТМК по упрощенной схеме.

За основу такого расчета принято допущение, что удельная мощность всего дома равняется сумме удельных мощностей каждого помещения. В этом случае при выполнении расчетов оперируют экспериментальными значениями удельной мощности дома в зависимости от региона.


Данные таблицы справедливы для хорошо утепленных деревянных и железобетонных домов со стандартной высотой потолка 2.7 метра.

Мощность котла на 10 кв. м рассчитывается по формуле :

  • W = S х W уд/10, где
  • W – расчетная мощность котла
  • S — сумма площадей помещений
  • Wуд – удельная мощность дома (см. таблицу выше)

Пример

Типовой план дома на 300 кв.м (для примера)

Для примера рассчитаем мощность газового котла для дома, расположенного в Московской области. Общая площадь постройки составляет 300 кв. м.

Примем величину удельной мощности (согласно четвертой таблице), равную 1.5.

  • W = 300 х 1,5/10 = 45 кВт

Для высоких потолков

Если высота потолков отличается от стандартных значений, в этом случае мощность котла отопления рассчитывается по формуле:

  • Мк = ТхКз , где
    • Мк – мощность котла
    • Т – предполагаемые теплопотери
    • Кз – коэффициент запаса

Тепловые потери Т рассчитываются по формуле:

  • Т = VхРхКр/860 , где
    • V – объем помещения (в м куб.)
    • Р – разность наружной и внутренней температур
    • Кр – коэффициент рассеивания

Для зданий, сложенных из кирпича, Кр составляет 2 – 2,9, для слабо утепленных построек – 3-4.

И последнее: если вы предполагаете, что котел будет обеспечивать дом и горячей водой, увеличьте расчетную мощность на 25%.

Эффективность работы котла отопления зависит от его мощности в соотношении к площади, которую он должен обогреть. Поэтому приобретение этого прибора должно происходить только после тщательного вычисления всех его параметров, а также реальной оценки условий, в которых он будет эксплуатироваться. Если этим пренебречь, деньги, потраченные на покупку оборудования, могут быть выброшены на ветер — его мощности не будет хватать на обогрев дома или, если она излишняя, придется регулярно переплачивать солидные суммы.

Чтобы правильно рассчитать мощность котла, нужно воспользоваться разработанными методиками с учетом многих факторов, к которым в первую очередь относится тепловые потери отапливаемого помещения, осталось только учесть все возможные потери.

  • Первое с чего нужно начать расчет — это помещения дома. Учесть нужно все их характеристики, включая объем и площадь, материалы из которого возведено строение и степень его утепления.
  • Кроме этого, нужно просчитать источники холода, которыми являются элементы дома, и без которых он не может обойтись — двери и окна, пол, стены и крыша, вентиляционная система.
  • Все эти элементы конструкции или технического оснащения по-разному сдерживают тепло в помещениях, но каждый из них дает определенный процент теплопотерь, в зависимости материала своего изготовления.
  • Важную роль в расчетах играет и разница температур воздуха в комнатах жилища и на улице — чем ниже она снаружи здания, тем быстрее остывает дом.
  • Учитывается и средняя зимняя температура в регионе, где расположено здание.
  • Если котел будет предназначен не только для отопления, но и для нагрева воды — этот фактор также нужно учесть при расчетах .

Вооружившись подобными показателями, можно произвести расчет и определить мощность отопительного котла разными способами.

Методы расчетов

По виду топлива котлы делятся на:

  1. газовые;
  2. электрические;
  3. твердотопливные.

Самый простой способ расчета мощности котла

Если не вдаваться в детали и быть уверенным, что в зимние месяцы вы не останетесь без тепла в доме — просто прибавьте к вашим расчетам +50% . Пусть лучше ваш котел будет работать на половину своей мощности, чем постоянно быть «на пределе» своих возможностей.

При простом расчете меряют квадратуру дома и умножают на коэффициент 0.15 .

Например:

У вас одноэтажный дом площадью 110 м2.

Для того, чтобы правильно определить мощность котла — нужно просто умножить эту цифру на 0.15.

Получаем: 110х0.15=16.5

Получаем, что для дома, площадью 110 м2 нужен котел с мощностью 16.5 кВт.

Если простые методы вам чужды и вы хотите чуть больше заморочиться, вам нужно переходить к следующей части нашей статьи!

Второй способ расчета мощности котла для частного дома

Он чуть более сложный, чем первый, так как тут учитывается гораздо больше факторов, но он и более точнее. Кроме этого, вы не будете переплачивать за через чур мощный котел, который, как может оказаться, вам и не нужен.

Точный компьютерный расчет теплопотерь может провести специалист-проектировщик при составлении проекта дома.

Если таких расчетов по проекту не производилось, то их можно выполнить и самостоятельно, если это касается частного дома, имеющего небольшую площадь. При этом придется ответить на некоторые вопросы:

  • из какого материала возведены стены, и какую толщину они имеют;
  • каков общий объем кубатуры дома;
  • наличие утеплителя и его толщина;
  • количество окон, их размеры, материалы из которых они изготовлены (если это стеклопакеты, то, количество камер в них).

Эти вопросы представлены в специальной анкете, которую можно найти в Интернете на специализированных сайтах. В ней находятся несколько ответов на каждый поставленный вопрос, в зависимости от выбора которых и будет произведен расчет мощности отопительного аппарата для конкретного дома.

Примерно установленный коэффициент, определяющий теплопотери для центральных российских регионов, выглядит так:

  • для строения, не имеющего теплоизоляции — 130— 200 Вт/м²;
  • для дома 80— 90-х годов, имеющего теплоизоляцию — 85— 115 Вт/м²;
  • для постройки начала XXI века, с установленными стеклопакетами — 55— 75 Вт/м².

Этот коэффициент умножается на площадь всего строения и получается число теплопотерь. Однако нельзя сказать, что опираясь на эти цифры можно получить точные результаты, так как они производятся без учета региона, где расположено жилище, количества и размера оконных проемов и прочих факторов, от которых напрямую зависят теплопотери.

Еще одним способом расчета мощности отопительного прибора является вычисление удельной мощности обогрева каждой из комнат , которые суммируются, и получается нужное значение. Это делается по формуле, в которой параметры обозначаются следующими буквами и цифрами:

  1. мощность котла — W;
  2. мощность для обогрева единицы площади в кв. метрах — W1;
  3. площадь всех отапливаемых комнат — ΣS.

Сама формула выглядит так: W=ΣSxW1. Чтобы применить ее на практике, нужно знать мощность, необходимую для отопления одного м².

Она также определяется, опираясь на некоторые факторы:

  • средний температурный показатель в данной местности в холодное время года;
  • расположение помещения (внутренняя или торцевая комната);
  • количество и размер окон;
  • предполагаемое количество источников тепла;
  • сопротивление теплоотдаче.

Такой расчет достаточно сложен, поэтому лучше, если он будет произведен специалистами. Но нужно задуматься, стоит ли это делать, когда при проектировании любого сооружения уже внесены нужные показатели, которые учитывают климат региона.

Поэтому можно действовать, используя упрощенный метод определения мощности отопительного прибора.

  • В самом простом методе подсчета оценивается не каждый отдельный фактор и комната, а делается комплексная оценка дома. Для этого разработана совсем простая формула 10 м2 = 1 к Вт пр и высоте потолков от 2,6 до 3,1 м . То есть на каждые 10 кв. метров площади требуется мощность 1 кВт , если высота потолка не выше, чем 3— 3,1 м .

Например, дом площадью в 250 кв. метров потребует для качественного отопления котел , имеющий мощность не менее 25 кВт(250 : 10 = 25)

Для каждого региона рассчитано значение коэффициента мощности, который учитывает климат в месте расположения жилища. Произведение его и площади дома также будет цифрой, которая указывает на мощность котла.

Если получается значение мощности такого номинала, котлов с которым не производят, значит, нужно приобрести отопительный прибор, который будет ближе всего к рассчитанному значению, лучше, если мощность котла перекрывает требуемую .

Пользуясь этим методом расчета , нужно знать, что он удобен своей простотой, но не дает точного результата для зданий, имеющих сложную архитектуру. Поэтому, если требуется сделать расчет для таких строений, лучше будет доверить эту работу специалистам.

Определяем идеальное соотношение мощности и экономности

Чтобы следовать принципам экономии , нужно учесть еще некоторые моменты при эксплуатации котла.

В холодное время в доме необходимо поддерживать температуру 20— 22 градуса, она оптимально комфортна для человеческого организма. Но учитывая то, что в течение зимы температура меняется, а самые морозные дни бывают только несколько раз за отопительный сезон, то можно согреть дом, используя котел , имеющий мощность наполовину ниже получившейся при расчетах .

Для нормального функционирования котла долгие годы лучше, если он будет работать с номинальной, а не с пиковой мощностью. Но за отопительный период потребность в поддержании высокой температуры в доме иногда отпадает. Чтобы выйти из этого положения используют смесительные клапаны .

Они нужны для того, чтобы можно было регулировать температуру теплоносителя в батареях. Для этого применяют системы гидравлики с термогидравлическими распределителями или с четырехходовыми клапанами. Если они установлены в системе отопления, температуру можно изменить регулятором, оставляя мощность котла постоянной.

После проведения таких модернизаций котел даже маленькой мощности будет работать в оптимальном режиме, достаточном для качественного обогрева всех помещений. Это решение достаточно дорогое, но оно поможет сэкономить на расходе топлива.

  • Другой случай, когда котел имеет превышенную для данного помещения мощность, и совсем не хочется переплачивать за избыточное топливо, которое должно обеспечивать его работу. Чтобы избежать этих неприятных трат, можно установить буферный бак (бак-аккумулятор), который полностью заполняется водой.

Это дополнение будет к месту, если для отопления используют котлы на твердом топливе — прибор будет работать на полную мощность, даже если требуется только кратковременное тепло.

Когда на улице повышается температура, а котел отключать еще рано, клапан-автомат начинает ограничивать поступление подогретой воды в батареи. Он направляет ее в теплообменник буферного бака, и там она будет нагревать воду, которая уже находится в баке. Объем бака должен составлять 10:1 по отношению к площади дома, например, на 50 квадратных метров площади понадобится бак объемом в 500 литров.

Эта вода, нагревшись, начинает функционировать после остывания воды в контуре — она начинает поступать в радиаторы, и система продолжит отапливать помещения еще некоторое время.

Видео: Определение мощности отопительной системы в целом и ее элементов

Выбрав способ расчета мощности котла, дополнительно можно получить консультацию у специалистов, чтобы приобретать прибор уже наверняка. Опираясь на полученные данные при расчетах , можно сэкономить средства при покупке отопительного котла и при его эксплуатации.

Служит в качестве основы для отопительной системы. Именно его производительность оказывает прямое воздействие на возможности коммуникационной сети обеспечивать жилище требуемым количеством тепла. Если правильно и грамотно рассчитать мощность котла отопления, то это исключит необходимость в лишних расходах, связанных с приобретением дополнительных приборов и их работой. При осуществлении предварительных расчетов подбор оборудования будет правильным, то есть его теплоотдача, заложенная производителем, поможет в сохранении его технических параметров.

База для расчетов

Расчет мощности котла отопления представляет собой довольно значимый момент. Как правило, этот параметр можно сравниваться со всей теплоотдачей системы отопления, которая предназначена для обеспечения дома определенных размеров, с заданным количеством этажей, а также соответствующими теплотехническими свойствами. Для обустройства небольшого частного или загородного дома нет необходимости в приобретении очень мощного котла.

Автономное отопление и мощность котла рассчитываются в зависимости от площади - это основной параметр, если будет рассматриваться теплотехника здания соответственно региональному климату. В данном случае важнейшим параметром является площадь дома.

Что влияет на расчет?

Если вы желаете произвести расчет мощности котла отопления максимально точно, то для этого можно воспользоваться методикой, предоставленной СНиП II-3-79. В этом случае при проведении профессиональных расчетов требуется учитывать следующие факторы:

  • среднестатистическую региональную температуру в зимнее время года;
  • свойства используемых для возведения ограждающих конструкций дома;
  • тип разводки отопительного контура;
  • соотношение площадей несущих конструкций и проемов;
  • сведения по каждой комнате отдельно.

Тонкости процесса расчета

Итак, расчет отопления дома должен производиться на базе плана дома, который служит самым главным документом для проведения расчета. Чтобы полученный результат был максимально точным, требуется использовать и такую информацию, как данные о количестве единиц цифровой и бытовой техники, так как она тоже определенным образом выделяет тепло в помещение. Однако автономное отопление можно организовать и без необходимости проведения столь точных расчетов, а приобрести все с небольшим запасом. Это будет правильное решение. Чаще всего мощность котлов отопления округляется до какого-то значения, поэтому приобретение оборудования на 20-30% более мощного, чем необходимо, - это верное решение проблемы.

Обязательные параметры

В самом примитивном методе расчета используется такой подход: на каждые 10 квадратных метров помещений качественно изолированного строения со стандартной высотой потолка требуется 1 киловатт для организации отопления. Если производится расчет мощности котла отопления, который используется еще и для горячего водоснабжения, то для правильных расчетов требуется добавить еще не менее 20%.

Для автономного контура отопления, имеющего нестабильное давление в котле, необходимо добавить прибор, что позволит увеличить его запас мощности в сравнении с расчетным значением не менее, чем на 15%.

Учет теплопотерь

Вне зависимости от того, производится ли расчет мощности электрического котла отопления или газового, работа всей системы сопряжена с определенным процентом Проветривание помещений является необходимым, а если окна будут постоянно открытыми, то для всего дома теплопотери составят 15% энергии. При слабом утеплении стен на компенсацию этого недостатка потребуется примерно 35%. Оконные проемы делают так, что уходит 10% тепла, а при использовании старых оконных рам - еще больше. При отсутствии утепления полов в землю или подвал будет уходить еще 15% ценного тепла. Крыша - это теплопотери в размере 25%. Перед тем как произвести расчет мощности котла отопления, необходимо все это учесть и отобразить в расчетах.

Простейшая формула

В любом случае требуется произвести округление а также увеличить полученное значением, чтобы обеспечить определенный запас. Именно поэтому для определения требуемого значения можно воспользоваться довольно простой формулой:

  • W = S х W уд., где

    S представляет собой общую площадь отапливаемого здания, учитывающую комнаты жилого и бытового назначения в кв. м;
    - W - это мощность котла отопления, кВт;
    - W уд. представляет собой среднестатистическую удельную мощность, применяемую с учетом конкретной климатической территории (эта характеристика базируется на многолетнем опыте работы различных отопительных систем в регионах).

При умножении площади на указанный показатель можно получить усредненное значение мощности. Оно корректируется на базе особенностей, указанных выше.

Электрические котлы

Перед тем как приобретать какое-либо оборудование, требуется уточнить его главные характеристики и то, насколько они соответствуют особенностям и требованиям вашей системы. Расчет мощности электрического котла отопления - это сложная процедура, но знать этот параметр необходимо, так как именно он подскажет, подходит прибор для вашего конкретного случая или нет. В случае с таким оборудованием мощность является первостепенным параметром, так как это связано с лимитами, установленными районными электростанциями. Если это значение будет превышено, то велика вероятность срабатывания ограничительных автоматов, из-за чего дом могут отключить от подачи электрической энергии. При выборе оборудования этого класса вы должны основываться на допустимой мощности, не стараясь превысить ее, а также верно произвести расчет необходимых показателей котла.

На данный момент в продаже можно встретить оборудование с фиксированной и модулируемой мощностью. Предпочтительнее образцы, у которых значение является постоянным, благодаря чему можно избежать отключения электричества из-за превышения лимита, что часто случается с аппаратами с модулируемыми показателями. Выбор этого вида никак не влияет на экономические показатели энергопотребления. Эта характеристика влияет исключительно на количество энергии, которая получается отопительной системой от котла.

Смысл полученных результатов

В электрическом отопительном аппарате используются тэны внутри теплообменника. Они и отвечают за мощность всего агрегата. Нагрев теплоносителя осуществляется при работе тэнов и далее посредством циркуляционного насоса, который поставляет все в систему. Для таких котлов, как и прочих приборов данной категории, мощность рассчитывается в киловаттах, при этом речь тут идет о параметре тэнов. В зависимости от числа нагревательных элементов этот параметр может находиться в диапазоне 2-60 кВт.

Что влияет на мощность?

Рабочие параметры электрических устройств могут быть разными, среди них одним из важнейших является тепловая характеристика, необходимая для восполнения теплопотерь здания и обеспечения ГВС. Расчет мощности котла отопления в данном случае производится с опорой на такие данные, как: отапливаемая площадь, теплоизоляционные качества здания, материалы перекрытий и стен, площадь поверхности, имеющей остекление. Этот набор параметров обязательно стоит учитывать при проведении теплотехнических расчетов для каждого дома, а также уточнить энергию, которая требуется для подготовки горячей воды.

Электрокотел только для небольших помещений?

Многие убеждены, что этот тип аппаратов может использоваться только для обеспечения нормальной температуры для домов небольшой площади, поэтому их мощность сильно ограничена. Но это ошибочное утверждение. На данный момент в продаже можно отыскать котлы, которые способны обеспечивать отопление домов с площадью до 1000 квадратных метров. В данном случае возникает вопрос, связанный с целесообразностью использования подобного оборудования. В таких коттеджах чаще всего их устанавливают как резервные источники питания, работающие при выходе из строя основного. Помещения небольших размеров позволяют использовать оборудование, характеризующееся небольшой мощностью. Это однофазные и трехфазные котлы. Аппараты, мощность которых составляет более 6 киловатт, могут быть многоступенчатыми. С их помощью можно лучше всего экономить электроэнергию, так как можно не использовать их постоянно в осенне-весенний период.

Такое оборудование обладает целым комплексом преимуществ по сравнению с электрическим. Это экономичные и высокоэффективные приборы, обеспечивающие должный уровень теплоотдачи. До недавнего времени установка газового оборудования требовала наличия специального помещения - котельной. На данный момент это уже не настолько актуальное требование, так как существует множество моделей с закрытой камерой сгорания. Расчет мощности газового котла отопления производится с учетом следующих значимых параметров: площади помещения; удельной мощности котла на 10 квадратных метров, соответствующей особенностям климата в регионе. Расчет отопления по площади - это самая частая практика. Для удельной мощности по зонам с разными условиями климата имеются установленные значения: Подмосковье 1,2-1,5 кВт; северные районы 1,5-2,0 кВт; южные районы 0,7-0,9 кВт. Чаще всего для удобства используется усредненное значение, которое равно 1. Получается, что обычно предпочитается мощность, равная 1 киловатту на каждые 10 кв. м помещения.

Выводы

Обычно расчет мощности котла отопления и теплопотерь здания осуществляется на этапе проектирования. Для обеспечения эффективности работы системы отопления требуется соблюсти особые условия - обустройство соответствующего помещения, которое будет снабжено вентиляцией и дымоходом. Теперь вам известно, как производится расчет отопления дома.

Для ответа на этот вопрос недостаточно лишь данных о его кубатуре. Чтобы правильно подобрать отопительное оборудование, нужна информация о теплопотерях дома.

Для обеспечения надлежащего комфорта пользования системой ГВС мощность двухконтурного котла должна быть значительно больше, чем в случае, когда котел лишь обогревает дом.

При строительстве или реконструкции дома возникает необходимость подбора мощности котла для обеспечения жилища теплом и горячей водой.

Без математики — ни шагу.

Основной информацией, необходимой для подбора мощности котла, являются теплопотери дома, которые он должен компенсировать. Их необходимо рассчитать. В каждой стране принята определенная методика расчета теплопотерь, которая учитывает местные климатические условия.

В Украине действует методика, изложенная в ДБН В 2.6-31:2006 «Тепловая изоляция сооружений», которая содержит требования к теплотехническим показателям ограждающих конструкций домов и сооружений и порядок их расчета.

Заказывая архитектору проект дома, вы вправе потребовать, чтобы проект содержал результаты таких расчетов. Исходя из них, вы сможете подобрать не только котел, но и отопительное оборудование для всех помещений. С использованием компьютерной программы. Производить расчет теплопотерь облегчают компьютерные программы, бесплатные версии которых распространяют многие фирмы, занимающиеся монтажом. Благодаря расширенным дополнительным функциям программа позволяет выполнять расчеты даже людям, которые-раньше никогда не сталкивались с проектированием. Но из-за отсутствия соответствующего опыта для проведения расчета им, скорее всего, потребуется значительно больше времени. По результатам таких расчетов лучше проконсультироваться со специалистом.

С помощью анкеты. Если у вас нет проекта с рассчитанными архитектором (проектантом)теплопотерями, можно попробовать определить их самостоятельно, используя упрощенные методы расчетов. Достаточно точными для небольших частных домов являются еще не очень распространенные у нас, но очень практичные анкеты.
В них поставлены вопросы, касающиеся: кубатуры дома, материала стен и их толщины; материала утеплителя и его толщины; количества окон и их размеров, количества камер в стеклопакетах и другие. На каждый из поставленных вопросов представлено несколько вариантов ответа. Нужно выбрать тот, который лучше всего описывает ваш дом. Каждому ответу соответствует определенное число. Производя математические действия с этими числами согласно приложенной инструкции, получим значение, которое описывает теплопотери вашего дома. Его точность вполне приемлема для подбора мощности котла. Заполнение анкеты и расчеты занимают всего лишь несколько минут. Приблизительно. Наиболее простым методом расчета теплопотерь дома является их определение с помощью условного коэффициента, который приблизительно составляет:

130-200 Вт/м- — для домов без теплоизоляции;
90-110 Вт/м- — для домов с теплоизоляцией, построенных в 80-90 годов XX века;
50-70 Вт/м2 — для домов с современными окнами, хорошо теплоизолированных и построенных, начиная с конца 90-х годов XX века.

Теплопотери определяют, умножая значение коэффициента на площадь дома. Эти расчеты очень приблизительны, они не учитывают количество и размеры окон, форму дома и его местоположение — факторы, которые значительно влияют на теплопотери дома. Такие расчеты не должны быть основным критерием при выборе котла, их можно использовать для оценки расчетов проектировщика. К сожалению, разница между этими результатами бывает значительной, поэтому таким образом можно выявить только грубую ошибку.

«На глаз ». Еще совсем недавно, когда топливо было дешевым, дома практически не утеплялись, а окна были негерметичными и никто не задумывался над понятием энергосбережения — монтажники подбирали мощность котла очень просто — 1 кВт на каждые 10 м- площади дома. Но сегодня нужно подбирать котел, опираясь на строгие расчеты.

Более высокий комфорт — более высокая мощность.

Двухконтурный котел мощностью 18 кВт позволяет комфортно использовать горячую воду только одному человеку. Открывание в это время второго крана приведет к значительному снижению напора и температуры горячей воды. Большая семья будет испытывать дискомфорт от работы ГВС, которую обеспечивает такой котел. Приобретение котла большей мощности, например 28 кВт, возможно, устранит дискомфорт при пользовании ГВС, но нужно взвесить, не будет ли минимальная мощность такого котла слишком большой по сравнению с потребностью в тепле для обогрева дома.

Чтобы котел работал в наиболее подходящем ему режиме, то есть с постоянной [приблизительно одинаковой) мощностью, используются гидравлические системы с четырехходовым смесительным клапаном.

Похожего эффекта, но за меньшие деньги, можно достичь, установив так называемый термогидравлический распределитель

Теплопотери и мощность котла.

Рассчитанные теплопотери дома равны его максимальной потребности в тепле, необходимом для поддержания в доме комфортной температуры — обычно +20°С. Максимальная потребность в тепле возникает в самые холодные дни, когда наружная температура опускается (в зависимости от температурной зоны) до -22°С. Следует учитывать, что такие морозы бывают лишь несколько дней в году, а иногда не наблюдаются несколько лет подряд. Тем не менее, котел должен эффективно функционировать на протяжении всего отопительного сезона, когда температура колеблется чаще всего вблизи нуля. В этом случае для обогрева дома достаточно котла наполовину меньшей {чем расчетная) мощности. Поэтому часто покупка котла большей мощности не имеет смысла — не только в связи с его более высокой ценой, но также с учетом понижения КПД его работы тогда, когда потребность в тепле будет значительно ниже расчетной. Недостаток тепла в холодные дни можно восполнить другими источниками, например камином или электрическими обогревателями.

Как совместить высокую мощность с низкой потребностью.
Лучше всего, если котел на протяжении всего времени работает с постоянной, номинальной мощностью. Но потребность в тепловой энергии (в зависимости от наружной температуры) все время меняется. Как решить эту задачу? Смесительные клапаны. Одним из способов такого решения является использование гидравлических систем с четырехходовым смесительным клапаном или с термогидравлическим распределителем. В таких системах температура воды, поступающая в радиаторы, регулируется не изменением мощности котла, а изменением положения регулирующего клапана и производительностью циркуляционных насосов. Благодаря этому котел постоянно работает в оптимальных условиях. Это очень хорошее, но достаточно дорогое решение.

Многоступенчатые горелки.

В небольших и не очень дорогих системах с газовыми или жидкотопливными котлами вопрос адаптации производительности котла к актуальной потребности в тепле решается с помощью многоступенчатых горелок. Когда не нужна полная мощность, котел, оснащенный такой горелкой, работает с более низкой мощностью (более низкая ступень горелки). Более совершенным вариантом являются горелки с плавной регулировкой мощности, так называемой модуляцией. Они повсеместно используются в навесных газовых котлах. В жидкотопливных котлах они встречаются значительно реже. Котел с модуляционной горелкой является более дешевым и менее хлопотным вариантом, чем система со смесительным клапаном. Не требуется никаких дополнительных элементов — вся необходимая арматура смонтирована в корпусе котла, Регулировка мощности возможна также в современных твердотопливных котлах, которые работают на пеллетах и оснащенных автоматизированной системой подачи топлива (к сожалению, дорогих).

Модуляция не является идеальным решением.

Котел с модуляционной горелкой вырабатывает энергию, равную текущей потребности в тепле. На первый взгляд, можно было бы предположить, что при выборе такого котла не нужно точно определять теплопотери дома. Ведь зная их лишь приблизительно, можно купить котел большей мощности, который в любом случае будет работать с необходимой на определенный момент мощностью. К сожалению, на практике модуляция мощности котла не полностью решает все вопросы. Сразу после включения котел начинает работать с максимальной мощностью, по истечению некоторого времени его автоматика начинает снижать мощность до оптимального уровня. Если мощный котел будет работать в небольшой системе, то в условиях, когда потребность в тепле небольшая (т. е. наружная температура около нуля или выше), вода в системе нагреется еще до того, как горелка достигнет необходимого уровня модуляции и котел отключится. Вода в системе быстро остынет и ситуация повторится. Котел будет работать в импульсном режиме — так, как будто он оснащен одноступенчатой горелкой большой мощности. Модуляция мощности возможна лишь в ограниченном диапазоне, который обычно составляет не меньше, чем 30% максимальной мощности. Поэтому слишком большая максимальная мощность котла приведет к возникновению сложностей с адаптацией его производительности при более высокой наружной температуре. Есть котлы с более широким диапазоном модуляции мощности, но это более дорогие конденсационные котлы.

Жидкотопливный котел не для маленького дома.

Достаточно большие затруднения возникают при подборе жидкотопливного котла для небольшого дома. Для компенсации теплопотерь хорошо утепленного дома площадью около 150 м: обычно достаточно котла мощностью не более 10 кВт, а мощность представленных на рынке жидкотопливных котлов минимум в два раза выше. Работа жидкотопливного котла в импульсном режиме (то есть частое включение и выключение) еще более неблагоприятна для него, чем для газового котла. Сразу после включения жидкотопливной горелки из продуктов сгорания выделяется много сажи и продуктов неполного сгорания, которые засоряют камеру сгорания котла. Поэтому ее придется часто чистить, иначе слой сажи будет затруднять теплообмен, и КПД котла снизится, то есть он будет потреблять больше топлива.

Центральное отопление -это только начало.

Большинства описанных проблем, которые возникают, теоретически можно избежать, подобрав котел с мощностью, которая не превышает, а даже немного ниже расчетных теплопотерь дома. Но на практике энергия котла обычно используется не только для системы ЦО, но и для подогрева воды системы ГВС. В небольших, хорошо утепленных домах мощность, необходимая для обогрева дома значительно меньше, чем та, которая нужна для быстрого нагрева требуемого количества воды системы ГВС. Это усложняет проблему оптимального выбора котла.

Мощность котла и горячая вода.

Двухконтурный котел нагревает воду для системы ГВС проточным способом. Время протекания воды через теплообменник является непродолжительным, поэтому котел должен обладать высокой мощностью, чтобы за это время мог нагреть достаточное количество воды, Самые маломощные двухконтурные котлы имеют мощность 18 кВт, потому что это тот минимум, который еще позволяет приготовить достаточное (для принятия душа) количество горячей воды. Если такой котел будет оснащен модуляционной горелкой, он сможет работать с минимальной мощностью около 6 кВт, то есть приближенной к максимальным потерям тепла в хорошо утепленном доме площадью около 100 м-. На практике на протяжении большей части отопительного сезона потребность в мощности для отопления такого дома, скорее всего, будет составлять около 3 кВт. Следовательно, это не идеальная, но приемлемая ситуация.

Одним из способов снижения необходимой мощности двухконтурного котла является использование накопительного бака для горячей воды системы ГВС. Тогда котел может нагревать воду медленнее, потому что после открывания крана в распоряжении имеется запас теплой воды в накопительном баке. Чем больше его объем, тем дольше он может восполнять недостающее количество приготовленной котлом воды системы ГВС. Поэтому мощность котла может быть ниже.

Одноконтурный котел с бойлером.

Объем бойлера косвенного нагрева (накопительного водонагревателя с теплообменником), который подключен к одноконтурному котлу, обычно составляет более 100 литров. Благодаря этому одновременное использование горячей воды несколькими потребителями не приводит к исчерпанию ее запаса на протяжении нескольких минут, следовательно, мощность котла, работающего совместно с водонагревателем, может быть ниже, чем мощность двух-контурного котла. Поэтому можно считать, что мощности котла, которая необходима для компенсации теплопотерь дома, достаточно также для нагрева воды в бойлере. Однако, подбирая мощность одноконтурного котла, лучше посчитать, сколько времени будет занимать нагрев воды в бойлере, Это можно сделать с помощью формулы:

Т = mc B (t 2 — t 1) / P,

где: Т — время нагрева воды (с); m — масса воды в бойлере (кг); с B — удельная теплоемкость воды — 4,2кДж/(кг х К); t2 — температура, до которой должна быть нагрета вода (°С); t 1 — начальная температура воды в бойлере (°С); Р — мощность котла (кВт).

Например : время нагрева воды, имеющей температуру 10°С (принято считать, что это температура холодной воды, поступающей в водонагреватель), до 50°С в 200-литровом бойлере котлом мощностью 12 кВт будет составлять: 200 х 4,2 х (50 — 10J/12 = 2800 (с) = 46,7 (мин).

Это достаточно долго , особенно учитывая, что во время нагрева воды в бойлере, из котла, работающего на полную мощность, в систему ЦО теплая вода не поступает. За это время в помещениях может стать прохладно.

Однако следует отметить, что ситуация, при которой весь объем воды имеет температуру 10°С, может произойти только после отключения котла минимум на несколько часов. На практике холодная вода поступает в бойлер по мере расходования горячей. Даже при ее интенсивном использовании, например, при очень быстром наполнении ванны до краев, из такого большого бойлера будет использовано около половины горячей воды. После этого температура воды (горячей, смешанной с холодной) в бойлере будет составлять около 30°С. В этом случае время нагрева воды составит 23 минуты и его можно считать удовлетворительным. Разовое потребление горячей воды в доме на одну семью обычно значительно ниже, поэтому вода в бойлере будет нагреваться еще быстрее.

Вариант решения проблемы . Проблему совместного использования мощности котла для системы ЦО и для подготовки воды ГВС можно решить радикальным способом: купив два независимых прибора — котел для системы ЦО и водонагреватель для ГВС. Но это, безусловно, дорогое решение.

Почему не более мощный?

Что происходит, если котел обладает слишком большой мощностью?

Его производительность можно регулировать, только лишь изменяя количество поступающего в топку воздуха. Работая с мощностью, меньшей номинальной {то есть с недостачей воздуха), топливо будет сгорать не полностью, поэтому его расход будет больше. Кроме того, несгоревшие соединения будут уходить в дымоход, вызывая его более быстрое засорение.

Газовый или жидкотопливный котел, работающий с современной системой ЦО (содержащей небольшое количество воды), после включения горелки очень быстро нагревает воду в системе до нужной температуры и выключает горелку. Время работы горелки будет тем меньше, чем больше мощность котла. Может случиться так, что оно будет слишком коротким и продукты сгорания не смогут прогреть дымоход до нормальной температуры. Тогда в дымоходе будет выпадать конденсат, который, соединяясь с другими продуктами сгорания, образует кислоты, разрушающие дымоход, а иногда и сам котел.

Если горелка работает продолжительное время, отходящие газы прогревают дымоход до высокой температуры, благодаря чему конденсат не будет образовываться, а возникший в начальной фазе работы горелки, — испарится.

При частом включении и выключении котел потребляет больше топлива, чем при непрерывной работе, потому что при каждом включении часть энергии будет расходоваться на нагрев элементов котла и дымохода. Кроме того, частые изменения температуры отрицательно влияют на его прочность.

Слишком мощный твердотопливный котел использует большее количество топлива, а тепловая энергия в любом случае не будет полностью использована для отопления

Слишком мощный газовый котел будет часто включаться, что снижает его энергоэффективность и ускоряет износ элементов.

Как использовать избыток мощности котла?

Если вы все же купили котел, мощность которого значительно выше расчетной потребности в тепле для обогрева дома, условия его работы можно значительно улучшить, установив бак-аккумулятор (называемый еще буферный бак).

Такое решение, используемое в системах с солнечными коллекторами, рекомендуется использовать прежде всего в системах с твердотопливными котлами. Благодаря баку-аккумулятору , независимо от кратковременной потребности в тепле, котел может работать с номинальной мощностью, при которой он обладает наивысшим КПД. Бак-аккумулятор полностью заполнен водой.

В системах с твердотопливным котлом его оптимальный объем можно определить из расчета: 10 л на каждый квадратный метр отапливаемой площади. Когда на улице относительно тепло, автоматические регулировочные клапаны ограничивают приток горячей воды в радиаторы, направляя ее в теплообменник хорошо теплоизолированного бака-аккумулятора, нагревая находящуюся там воду. Большой ее объем (для дома площадью 100 м: он должен быть 1000 л) на протяжении времени работы котла аккумулирует из системы большое количество избыточной тепловой энергии.

Когда топливо в котле перегорит, и его топка остынет, в радиаторы начнет поступать теплая вода из буферного бака. Благодаря этому система отопления по-прежнему будет функционировать надлежащим образом.

Системы отопления с большим количеством воды имеют значительную тепловую инерцию, благодаря которой горелки газовых и жидкотопливных котлов работают в более благоприятных условиях. Периоды работы горелки и перерывов между ними являются более продолжительными — дольше длится нагрев большего количества воды, которая затем дольше остывает. Однако реакция системы на изменения наружной температуры происходит медленнее, из-за чего сложнее поддерживать в помещениях комфортную температуру.