Расчет отопления по площади. Расчет мощности котла отопления
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.
По сравнению с нагревательными электрическими приборами, собственная отопительная система является более выгодной как в плане экономии средств , так и в максимальном удобстве при обогреве помещений.
Эффективность и рентабельность отопительной системы в доме зависит от правильных подсчетов, соблюдения точных правил и инструкций.
Расчет отопления по площади дома – процесс трудоемкий и сложный. Не стоит сильно экономить на материалах. Качественное оборудование и его установка затрагивает финансовый бюджет, но затем хорошо и комфортно обслуживает дом.
При оснащении дома отопительной системой, строительные работы и установка отопления должны идти строго по проекту и с учетом всех правил техники безопасности по использованию.
Следует учесть следующие моменты:
- строительный материал дома,
- метраж оконных проемов;
- климатические особенности местности, где расположен дом;
- расположение оконных рам по компасу;
- каково устройство системы «теплый пол».
При соблюдении всехх вышеизложенных правил и вычисления по проведению отопления, необходимы некоторые знания в области инженерии. Но существует и упрощенная система – расчет отопления по площади, который можно сделать самостоятельно, опять-таки, придерживаясь правил и соблюдения всех норм.
Выбор котла требует индивидуального подхода
Если в доме есть газ, то самый лучший вариант – это газовый котел . При отсутствии централизованного газопровода выбираем электрический котел, генератор тепла на твердом или жидком виде топлива. С учетом региональных особенностей, доступа к поставке материалов, можно установить комбинированный котел. Комбинированный генератор тепла позволит всегда поддерживать комфортную температуру, в любых аварийных и форс-мажорных ситуациях. Здесь нужно отталкиваться от несложного типа эксплуатации, коэффициента теплоотдачи.
После определения вида котла, необходим расчет отопления по площади помещения. Формула проста, но в ней учитывается температура холодного периода, коэффициент потери тепла при больших окнах и их расположении, толщина стен и высота потолков.
Каждый котел владеет определенной мощностью. При ошибочном выборе в помещении будет или холодно, или чрезмерно жарко. Таким образом, если удельная мощность котла на 10 м. куб. с учетом площади отапливаемого помещения 100 кв.м., можно выбрать самый оптимальный генератор тепла.
Из формулы, которой пользуются инженеры, – Wкот = (SxWуд)/10, кВт . – следует, что котел мощностью в 10 Квт отапливает помещение в 100 кв.м .
Необходимое количество секций радиатора отопления.
Чтобы было более наглядно, решим задачу на примере конкретных цифр. Если допустить, что площадь помещения 14 кв.м . и высота потолков 3 метра , объем определяем умножением.
14 х 3 = 42 куб.м .
В средней полосе России, Украины, Белоруссии тепловая мощность на метр кубический соответствует 41 Вт . Определяем: 41х 42= 1722 Вт. Выяснили, что для комнаты в 14 кв.м. нужен радиатор мощностью 1700 Вт . Каждая отдельная секция (ребро) обладает мощностью в 150 Вт. Разделяя полученные результаты, получаем количество секций, необходимых для приобретения. Расчет отопления по площади не везде одинаков. Для помещений более 100 кв.м. требуется установка циркуляционного насоса , служащего «принудителем» движения теплоносителя по трубам. Его установка происходит в обратном направлении от устройств отопления к генератору тепла. Циркуляционный насос повышает срок работы отопительной системы, уменьшая контакт горячих теплоносителей с приборами.
При установке системы отопления «теплый пол » коэффициент обогрева дома растет в разы. Подключить систему напольного отопления можно уже к имеющимся видам отопления. От радиаторов отопления выводится труба и подводится разводка отопления пола. Это самый удобный и выгодный вариант, с учетом экономии средств и времени.
Техническим консультантам компании «Термомир», работающим с газовым котельным оборудованием не первый год, часто приходится слышать вопрос – Как подобрать газовый котел по площади дома. Разберемся с этой темой подробнее.
Отопительный газовый котел представляет собой устройство, при помощи сгорания топлива (природного или сжиженного газа) осуществляющего нагрев теплоносителя.
Устройство (конструкция) газового котла : горелка, теплообменник, теплоизолированный корпус, гидравлический блок, а также приборы безопасности и управления. Такие котлы на газе требуют подключения дымохода для отвода продуктов сгорания. Дымоход может быть как обычный вертикальный, так и коаксиальный («труба в трубе») для котлов с закрытой камерой сгорания. Многие современные котлы комплектуются встроенными насосами для принудительной циркуляции воды.
Принцип работы газового котла - теплоноситель, проходя через теплообменник, нагревается и далее циркулирует по системе отопления, отдавая полученную тепловую энергию через радиаторы, теплый пол, полотенцесушители, а также обеспечивая нагрев воды в бойлере косвенного нагрева (в случае его подключения к котлу на газе).
Теплообменник - металлическая емкость, в которой нагревается теплоноситель (вода или антифриз) - может быть выполнен из стали, чугуна, меди и т.д. Надежность и долговечность газового котла зависят от качества теплообменника в первую очередь. Чугунные теплообменники устойчивы к коррозии и имеют длительный срок службы, но чувствительны к резкому перепаду температур и отличаются значительным весом. Стальные емкости могут страдать от ржавчины, поэтому их внутренние поверхности защищают различными антикоррозийными покрытиями, обеспечивающие продление «жизни» прибора. Стальные теплообменники являются наиболее распространёнными при производстве котлов. Медным же теплообменникам коррозия не страшна и благодаря высокому коэффициенту теплопередачи, малому весу и габаритам такие теплообменники часто используются в настенных котлах, но из минусов следует отметить, что они дороже стальных.
Помимо теплообменника немаловажной деталью котлов газовых является горелка, которая может быть различных видов: атмосферная или вентиляторная, одноступенчатая или двухступенчатая, с плавной модуляцией, двойная.
Для управления газовым котлом используется автоматика с различными настройками и функциями (например, погодозависимая система управления), а также устройства для программирования работы и удаленного управления котлом.
Основными техническими характеристиками газовых котлов отопления являются: мощность, количество контуров обогрева, тип топлива., вид камеры сгорания, тип горелки, способ монтажа, наличие насоса и расширительного бака, автоматика управления котла.
Чтобы определить необходимую мощность газового котла отопления для частного загородного дома или квартиры используется простая формула - 1 кВт мощности котла для обогрева 10 м 2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Если требуется обогрев подвала, застекленного зимнего сада, помещений с нестандартными потолками и т.п. мощность котла на газе должна быть увеличена. Также необходимо увеличение мощности (порядка 20-50%) при обеспечении газовым котлом и горячего водоснабжения (особенно если необходим нагрев воды в бассейне).
Особенность расчета мощности у газовых котлов: номинальное давление газа, при котором котел работает на 100% заявленной производителем мощности, для большинства котлов составляет от 13 до 20 мбар, а фактическое давление в газовых сетях в России может быть и 10 мбар, а иногда и ниже. Соответственно, газовый котел часто работает только на 2/3 своих возможностей и это необходимо учитывать при расчете. Более подробно с таблицей расчета мощности котла отопления можно
Большинство газовых котлов можно перевести с работы от природного газа на сжиженный газ (баллонный пропан). Многие модели переключаются на сжиженный газ заводским способом (при покупке уточняйте эти характеристики модели), либо к газовому котлу дополнительно поставляются форсунки (жиклеры) для переключения на баллонный газ.
Плюсы и минусы газовых котлов:
Обвязка котла – это устройства для полноценной работы системы отопления и водоснабжения. В нее входят: насосы, расширительные баки, фильтры (при необходимости), коллекторы, обратные и предохранительные клапаны, воздушные клапаны, вентили и т.д. Также понадобится приобрести радиаторы, соединительные трубы и вентили, терморегуляторы, бойлер и др. Вопрос выбора котла достаточно серьезный, поэтому подбор оборудования и его полную комплектацию лучше доверить профессионалам.
Какой котел самый лучший? На российском рынке газового котельного оборудования есть свои лидеры по качеству и надежности. Лучшие фирмы-производители и марки газовых котлов представлены в ассортименте:
«Премиум-класс» или "Люкс" - самые надежные и долговечные, удобные в управлении, комплект собирается как «конструктор», дороже остальных. К таким производителям можно отнести немецкие компании
Для обеспечения комфортного проживания в доме зимой котел должен производить столько тепловой энергии, чтобы полностью компенсировать потери тепла здания. Кроме этого, необходимо обеспечить определенный запас мощности на случай сильных холодов либо увеличения площади строения. Чтобы рассчитать мощность котла, нужно учитывать довольно много факторов. В теплотехнике такой расчет является одним из самых сложных.
Существует множество расчётов системы отопления, а именно мощности котла – один из сложных
Необходимость расчета теплоотдачи котла
Из каких бы материалов не было построено здание, оно постоянно выделяет наружу тепло. Теплопотери дома для каждого помещения могут отличаться и зависят от материалов конструкции и степени утепления. Если подойти к расчетам серьезно, то такую работу лучше доверить специалистам. Затем в соответствии с полученными результатами выбирается котел.
Самостоятельно посчитать теплопотери здания не очень сложно, но предстоит учитывать много факторов. Проще всего решить поставленную задачу с помощью особого прибора - тепловизора. Это устройство небольших размеров, на дисплее которого указываются фактические потери тепла строения. При этом можно наглядно увидеть те места, где наблюдаются максимальные утечки тепловой энергии, и принять меры по исправлению ситуации.
Можно сразу установить мощный котёл без расчётов
Безусловно, можно просто взять мощный котел и не проводить никаких вычислений. Однако в такой ситуации расходы на газ могут оказаться очень большими. Кроме этого, если котел недогружен, то срок его эксплуатации снижается. Впрочем, тепловой генератор можно догрузить, например, задействовав его для обогрева ранее неотапливаемых помещений. Однако переплачивать за сгораемое впустую топливо не захочет ни один владелец частного дома.
Если мощность теплового генератора оказалась недостаточной, то в строении не получится создать комфортные условия проживания, а сам котел будет работать в режиме постоянной перегрузки. В результате дорогостоящее оборудование преждевременно выйдет из строя. Таким образом, можно сделать лишь один вывод - нужно рассчитать мощность котла для дома, выполнив тем самым грамотный подбор отопительного оборудования.
Проще всего самостоятельно выполнить расчет мощности котла отопления по площади дома. После этого можно будет точно сказать, какой отопительный агрегат нужен для обогрева всех помещений строения.
Основная формула
Если провести анализ результатов вычислений, проведенных за несколько лет, то наблюдается одна закономерность - для обогрева каждых 10 м 2 площади необходимо затратить 1 кВт тепловой энергии. Это утверждение справедливо для строений со средним утеплением, а высота потолков в них находится в диапазоне от 2,5 до 2,7 м.
Если здание соответствует этим стандартам, то определить мощность котлов отопления будет довольно просто, достаточно использовать простую формулу:
Последний показатель для различных регионов страны имеет следующие значения:
- Подмосковье - от 1,2 до 1,5 кВт.
- Средняя полоса - от 1 до 1,2 кВт.
- Юг страны - от 0,7 до 0,9 кВт.
- Северные территории - от 1,5 до 2 кВт.
В качестве примера можно сделать расчет мощности теплогенератора для дома размером 12×14 м, построенного из кирпича в Подмосковье. Общая площадь строения составляет 168 м 2 . Значение удельной мощности Wуд принимается равной 1. В результате W = (168 × 1) / 10 = 16,8 кВт. Полученная расчетная мощность теплового генератора должна быть округлена в большую сторону. Однако это еще не полный расчет газового котла для дома по площади, так как предстоит провести корректировку полученного показателя.
Дополнительные вычисления
Жилые строения со средними характеристиками на практике встречаются довольно редко. Чтобы расчет мощности котельной был максимально точным, приходится учитывать дополнительные показатели. Один из них уже был рассмотрен в основной формуле - удельная мощность, затрачиваемая на обогрев 10 м 2 .
В качестве эталона необходимо использовать показатель для средней полосы. При этом в каждой зоне можно видеть довольно серьезный разброс значений удельной емкости. Выход из сложившейся ситуации прост - чем севернее расположена в климатической зоне местность, тем выше должен быть коэффициент, и наоборот. Например, для Сибири с морозами около 35 градусов принято использовать Wуд = 1,8.
Еще одним фактором, влияющим на расчет мощности котла, является высота потолков. Если этот параметр значительно отличается от среднего показателя (2,6 м), то необходимо вычислить поправочный коэффициент. Для этого реальное значение предстоит разделить на среднее.
Не менее важно при расчетах учитывать и тепловые потери строения. Процесс утечки тепла наблюдается в каждом здании. Например, если стены утеплены плохо, то потери могут доходить до 35%. Таким образом, во время расчетов следует использовать специальный коэффициент:
- Строение из древесины, пеноблоков либо кирпича, возраст которого превышает 15 лет с качественным утеплением - К=1.
- Здания прочих материалов с некачественно утепленными стенами - К=1,5.
- Если в здании не утеплялась еще и крыша, а не только стены - К=1,8.
- Современные качественно утепленные дома - К=0,6.
Не забываем учитывать коэффициент блоков из дерева Так выполняется расчет требуемой мощности теплогенератора, чтобы сделать правильный выбор оборудования. Однако, если котел планируется использовать еще и для подогрева воды, предстоит полученное значение его мощности увеличить на 25%. Таким образом, для определения необходимой мощности генератора тепла нужно использовать следующий алгоритм:
- Рассчитывается общая площадь строения и делится на 10. При этом показатель Wуд учитывать не нужно.
- Выполняется корректировка расчетного значения в зависимости от климатической зоны, в которой возведено строение. Показатель, определенный на первом этапе, умножается на коэффициент региона.
- Если реальное значение высоты потолков значительно отличается от усредненного, это нужно учесть при расчете. Сначала нужно разделить фактический показатель на средний. Полученный коэффициент умножается на мощность теплогенератора, определенную с учетом поправки на климатические особенности местности.
- Учитываются тепловые потери здания. Полученный на предыдущем этапе результат нужно умножить на коэффициент теплопотерь.
- Если котел используется еще и для подогрева воды, его мощность увеличивается на 25%.
Полученный с помощью этого алгоритма результат отличается высокой точностью, и он подходит для выбора котла, работающего на любом виде топлива.
В соответствии с нормами СНиП
Рассчитать мощность оборудования для отопительной системы дома можно на основе строительных норм и правил (СНиП). Этот документ определяет необходимое количество тепловой энергии для обогрева 1 м 3 воздуха. Расчет по объему выполнить довольно просто. Достаточно лишь определить объем внутренних помещений строения и умножить его на норму расхода тепловой энергии.
Согласно СНиП в панельном здании для нагрева 1 м 3 воздуха нужно затратить 41 Вт теплоэнергии.
Для кирпичного дома норма составляет 34 Вт. После выполнения расчета полученное значение мощности нужно перевести в киловатты. Также следует напомнить, что в теплотехнике округление расчетных показателей проводится в большую сторону.
Если необходимо получить максимально точные результаты, то нужно учитывать поправочный коэффициент:
- Если над либо под квартирой расположено отапливаемое помещение - поправка равна 0,7.
- В случае если оно неотапливаемое - коэффициент составит 1.
- Если квартира расположена над подвалом либо под чердаком - поправка составит 0,9.
Также нужно учитывать и число наружных стен в помещении. Когда на улицу выходит только одна стена, то коэффициент составит 1,1, при двух - 1,2, трех - 1,3. Таким образом, расчет котла для отопления дома можно рассчитать по общему объему здания или его площади. Какой бы метод ни был выбран, процесс не отличается высокой сложностью. Все необходимые расчеты может провести любой человек, не владеющий специальными знаниями.
В любой системе отопления, использующей жидкий теплоноситель, ее «сердцем» является котел. Именно здесь происходит преобразование энергетического потенциала топлива (твёрдого, газообразного, жидкого) или электричества в тепло, которое передаётся теплоносителю, и уже им разносится по всем отапливаемым помещениям дома или квартиры. Естественно, возможности любого котла не беспредельны, то есть ограничены его техническо-эксплуатационными характеристиками, указанными в паспорте изделия.
Одной из ключевых характеристик является тепловая мощность агрегата. Проще говоря, он должен обладать способностью выработать в единицу времени такое количество тепла, которого было бы достаточно для полноценного обогрева всех помещений дома или квартиры. Подбор подходящей модели «на глаз» или по каким-то уж чересчур обобщенным понятиям может привести к ошибке в ту или иную сторону. Поэтому в данной публикации постараемся предложить читателю хоть и не профессиональный, но все же обладающий достаточно высокой степенью точности алгоритм, как рассчитать мощность котла для отопления дома.
Банальный вопрос – для чего знать необходимую мощность котла
Несмотря на то что вопрос действительно кажется риторическим, все же видится необходимость дать парочку пояснений. Дело в том, что некоторые хозяева домов или квартир все же умудряются допускать ошибки, впадая в ту или иную крайность. То есть приобретая оборудование или заведомо недостаточной тепловой производительности, в надежде сэкономить, или сильно завышенной, чтобы, по их мнению, гарантировано, с большим запасом обеспечить себя теплом в любой ситуации.
И то, и другое – совершенно неправильно, и негативно сказывается как на обеспечении комфортных условий проживания, так и на долговечности самого оборудования.
- Ну, с недостаточностью теплотворной способности все более-менее ясно. При наступлении зимних холодов котел станет работать на полную свою мощность, и не факт, что при этом в помещениях будет комфортный микроклимат. Значит, придется «нагонять тепло» с помощью электрический обогревательных приборов, что повлечет лишние немалые расходы. А сам котел, функционирующий на пределе своих возможностей, вряд ли протянет долго. В любом случае уже через год-другой владельцы жилья однозначно осознают необходимость замены агрегата на более мощный. Так или иначе, цена ошибки получается весьма впечатляющей.
- Ну а почему бы не приобрести котел с большим запасом, чем же это может помешать? Да, безусловно, качественный обогрев помещений будет обеспечен. Но теперь перечислим «минусы» такого подхода:
Во-первых, котел большей мощности сам по себе может стоить значительно дороже, и назвать такую покупку рациональной – сложно.
Во-вторых, с возрастанием мощности практически всегда увеличиваются габариты и масса агрегата. Это ненужные сложности при установке, «украденное» пространство, что бывает особо важно, если котел планируется разместить, например, на кухне или в другом помещении жилой зоны дома.
В-третьих, можно столкнуться с неэкономичностью работы системы отопления – часть затраченных энергоресурсов будет расходоваться, по сути, впустую.
В-четвертых, избыточная мощность – это регулярные длительные отключения котла, которые, кроме того, сопровождаются остыванием дымохода и, соответственно, обильным образованием конденсата.
В-пятых, если мощное оборудование никогда не нагружается должным образом, на пользу ему это не идет. Подобное утверждение может показаться парадоксальным, но так оно и есть – износ становится выше, длительность безаварийной эксплуатации существенно снижается.
Цены на популярные отопительные котлы
Избыток мощности котла будет уместен лишь в том случае, если к нему планируется подключить систему подогрева воды для хозяйственных нужд – бойлер косвенного нагрева. Ну или тогда, когда в перспективе предполагается расширение системы отопления. Например, в планах хозяев – возведение жилой пристройки к дому.
Способы проведения расчета необходимой мощности котла
По правде говоря, проведение теплотехнических расчетов всегда лучше доверять специалистам – слишком уж много нюансов приходится принимать во внимание. Но, понятно, что такие услуги оказываются не бесплатно, поэтому многие хозяева предпочитают взять на себя ответственность за выбор параметров котельного оборудования.
Давайте посмотрим, какие способы расчета тепловой мощности чаще всего предлагаются на просторах интернета. Но для начала уточним вопрос, что конкретно должно влиять на это параметр. Так проще будет разобраться в достоинствах и недостатках каждого из предлагаемых методов расчета.
Какие принципы являются ключевыми при проведении расчетов
Итак, перед системой отопления стоят две главных задачи. Сразу же уточним, что между ними нет четкого разделения – напротив, наблюдается очень тесная взаимосвязь.
- Первая – это создание и поддержание в помещениях комфортной для проживания температуры. Причем этот уровень нагрева должен распространяться на весь объем помещения. Безусловно, в силу физических законов, температурная градация по высоте все равно неизбежна, но она не должна сказываться на ощущении комфортности пребывания в комнате. Получается, что должна быть в состоянии прогреть определённый объем воздуха.
Степень комфортности температуры, безусловно – величина субъективная, то есть разные люди ее могут оценивать по-своему. Но все же принято считать, что этот показатель находится в области +20 ÷ 22 °С. Обычно именно такой температурой и оперируют при проведении теплотехнических расчетов.
Об этом же говорят и нормативы, установленные действующими ГОСТ, СНиП и СанПиН. Вот, например, в таблице ниже приведены требования ГОСТ 30494-96:
| Тип помещения | Уровень температуры воздуха, °С | |
|---|---|---|
| оптимальный | допустимый | |
| Жилые помещения | 20÷22 | 18÷24 |
| Жилые помещения для регионов с минимальными зимними температурами от - 31 °С и ниже | 21÷23 | 20÷24 |
| Кухня | 19÷21 | 18÷26 |
| Туалет | 19÷21 | 18÷26 |
| Ванная, совмещенный санузел | 24÷26 | 18÷26 |
| Кабинет, помещения для отдыха и учебных занятий | 20÷22 | 18÷24 |
| Коридор | 18÷20 | 16÷22 |
| Вестибюль, лестничная клетка | 16÷18 | 14÷20 |
| Кладовые | 16÷18 | 12÷22 |
| Жилые помещения (остальные - не нормируются) | 22÷25 | 20÷28 |
- Вторая задача – это постоянная компенсация возможных тепловых потерь. Создать «идеальный» дом, в которой полностью бы отсутствовали утечки тепла - проблема из проблем, практически нерешаемая. Можно лишь свести их к предельному минимуму. А путями утечки в той или иной мере становятся практически все элементы конструкции здания.
| Элемент конструкции здания | Примерная доля от общих тепловых потерь |
|---|---|
| Фундамент, цоколь, полы первого этада (по грунту или над неотапливаемым повалом) | от 5 до 10% |
| Стыки строительных конструкций | от 5 до 10% |
| Участки прохода инженерных коммуникаций через сроительные консрукции (трубы канализации, водопровода, газоснабжения, электрические или коммункационные кабели и т.п.) | до 5% |
| Внешние стены, в зависимости от уровня термоизоляции | от 20 до 30% |
| Окна и двери на улицу | около 20÷25%, из них порядка половины - из-за недостаточной герметизации коробок, плохой подгонки рам или полотен |
| Крыша | до 20% |
| Дымоход и вентиляция | до 25÷30% |
Для чего давались все эти довольно пространные объяснения? А лишь для того, чтобы у читателя возникла полная ясность, что при расчетах волей-неволей необходимо учитывать оба направления. То есть и «геометрию» отапливаемых помещений дома, и примерный уровень тепловых потерь из них. А количество этих утечек тепла, в свою очередь, зависит еще от целого ряда факторов. Это и разница температур на улице и в доме, и качество термоизоляции, и особенности всего дома в целом и расположения каждого из его помещений, и другие критерии оценки.
Возможно, вас заинтересует информация о том, какие подходят
Теперь, вооружившись этими предварительными познаниями, перейдем к рассмотрению различных методов расчета необходимой тепловой мощности.
Расчет мощности по площади отапливаемых помещений
Предлагается исходить их условного соотношения, что для качественного обогрева одного квадратного метра площади помещения необходим расходовать 100 Вт тепловой энергии. Таким образом, поможет высчитать, какая :
Q = Sобщ / 10
Q - требуемая тепловая мощность системы отопления, выраженная в киловаттах.
Sобщ - суммарная площадь отапливаемых помещений дома, квадратных метров.
Делаются, правда, оговорки:
- Первая - высота потолка помещения в среднем должна составлять 2.7 метра, допускается диапазон от 2,5 до 3 метров.
- Вторая - можно сделать поправку на регион проживания, то есть принять не жесткую норму 100 Вт/м², а «плавающую»:
То есть формула при этом примет несколько иной вид:
Q = Sобщ × Qуд / 1000
Qуд - взятое из показанной выше таблицы значение удельной тепловой мощности на квадратный метр площади.
- Третья - расчет справедлив для домов или квартир со средней степенью утепления ограждающих конструкций.
Тем не менее, несмотря на упомянутые оговорки, такой расчет никак нельзя назвать точным. Согласитесь, что он в большей мере зиждется на «геометрии» дома и его помещений. А вот теплопотери практически в расчет не принимаются, если не считать довольно-таки «размытых» диапазонов удельной тепловой мощности по регионам (которые тоже с весьма туманными границами), и ремарки, что стены должны иметь среднюю степень утепления.
Но что бы то ни было, такой метод все же пользуется популярностью, именно за свою простоту.
Понятно, что к полученному расчетному значению необходимо добавить эксплуатационный резерв мощности котла. Чрезмерно завышать его не следует – специалисты советуют останавливаться на диапазоне от 10 до 20%. Это, кстати, касается всех методов расчета мощности отопительного оборудования, о которых речь пойдет ниже.
Расчет необходимой тепловой мощности по объему помещений
По большому счету, этот способ расчета во многом повторяет предыдущей. Правда, исходной величиной здесь уже выступает не площадь, а объем – по сути, та же площадь, но умноженная еще на высоту потолков.
А нормы удельной тепловой мощности здесь принимаются такие:
- для кирпичных домов – 34 Вт/м³;
- для панельных домов – 41 Вт/м³.
Даже исходя из предлагаемых значений (из их формулировки) становится понятно, что эти нормы были установлены для многоквартирных домов, и применяются в основном для расчета потребности в тепловой энергии для помещений, подключенных к центральной системе отделения или к автономному котельному пункту.
Совершенно очевидно, что во главу угла вновь ставится «геометрия». А вся система учета тепловых потерь сводится лишь к различиям в теплопроводности кирпичных и панельных стен.
Одним словом, точностью такой подход к расчетам тепловой мощности тоже не отличается.
Алгоритм расчета с учетом особенностей дома и его отдельных помещений
Описание методики расчета
Итак, предложенные выше методы дают лишь обще представление о необходимом количестве тепловой энергии для отопления дома или квартиры. Уязвимое место у них общее – практически полное игнорирование возможных тепловых потерь, которые рекомендуется считать «среднестатистическими».
Но вполне возможно провести и более точные вычисления. В этом поможет предлагаемый алгоритм расчета, который воплощен, кроме того, в форме онлайн-калькулятора, который будет предложен ниже. Просто перед началом вычислений имеет смысл пошагово рассмотреть сам принцип их проведения.
Прежде всего – важное замечание. Предлагаемая методика предполагает оценку не всего дома или квартиры по общей площади или объему, а каждого отапливаемого помещения в отдельности. Согласитесь, что комнаты равной площади, но различающиеся, скажем, количеством внешних стен, потребуют и разное количество тепла. Нельзя поставить знак равенства между помещениями, имеющими существенную разницу в количестве и площади окон. И таких критериев оценки каждой из комнат – немало.
Так что будет правильнее рассчитать необходимую мощность для каждого из помещений по отдельности. Ну а потом простое суммирование полученных значений приведет нас к искомому показателю общей тепловой мощности для всей системы отопления. То есть, по сути, для ее «сердца» — котла.
Еще одно замечание. Предлагаемый алгоритм не претендует на «научность», то есть он напрямую не основывается на каких-то конкретных формулах, установленных СНиП или иными руководящими документами. Однако, он проверен практикой применения и показывает результаты с высокой степенью точности. Различия с итогами профессионально проведенных теплотехнических расчетов – минимальны, и никак не сказываются на правильном выборе оборудования по его номинальной тепловой мощности.
«Архитектура» расчета такова - берется базовое, уде упомянутое выше значение удельной тепловой мощности, равное 100 Вт/м², а затем вводится целая череда поправочных коэффициентов, в той или иной степени отражающих количество теплопотерь конкретного помещения.
Если это выразить математической формулой, то получится примерно так:
Qк = 0.1 × Sк × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7 × k8 × k9× k10 × k11
Qк - искомая тепловая мощность, необходимая для полноценного отопления конкретной комнаты
0.1 - перевод 100 Вт в 0.1 кВт, просто для удобства получения результата именно в киловаттах.
Sк - площадь помещения.
k1 ÷ k11 - поправочные коэффициенты для корректировки результата с учетом особенностей помещения.
С определением площади помещения, надо полагать, проблем быть не должно. Так что сразу перейдем к подробному рассмотрению поправочных коэффициентов.
- k1 — коэффициент, учитывающий высоту потолков в комнате.
Понятно, что высота потолков напрямую влияет на объем воздуха, который должна прогреть система отопления. Для расчета предлагается принять следующие значения поправочного коэффициента:
- k2 — коэффициент, учитывающий количество стен помещения, контактирующих с улицей.
Чем больше площадь контакта с внешней средой, тем выше уровень тепловых потерь. Каждый знает, что в угловой комнате всегда бывает значительно прохладнее, нежели в имеющей всего одну внешнюю стену. А некоторые помещения дома или квартиры и вовсе могут быть внутренними, не имеющими контакта с улицей.
По уму, конечно, следует принимать не только количество внешних стен, но и их площадь. Но у нас расчет все же упрощенный, поэтому ограничимся только введением поправочного коэффициента.
Коэффициенты для различных случаев приведены в таблице ниже:
Случай, когда все четыре стены внешние – не рассматриваем. Это уже не жилой дом, а просто какой-то сарай.
- k3 — коэффициент, принимающий в расчет положение внешних стен относительно сторон света.
Даже зимой не стоит сбрасывать со счетов возможное воздействие энергии солнечных лучей. В ясный день они проникают через окна в помещения, включаясь тем самым в общую подачу тепла. Кроме того, и стены получают заряд солнечной энергии, что ведет к уменьшению общего количества теплопотерь через них. Но все это справедливо только лишь для тех стен, которые «видят» Солнце. На северной и северо-восточной стороне дома такого влияния не оказывается, на что тоже можно сделать определённую поправку.
Значения корректировочного коэффициента на стороны света – в таблице ниже:
- k4 — коэффициент, учитывающий направление зимних ветров.
Возможно, эта поправка и не является обязательной, но для домов, расположенных на открытой местности, имеет смысл принять в расчет и ее.
Возможно вас заинтересует информация о том, что собой представляют
Практически в любой местности наблюдается преобладание зимних ветров – это еще называется «розой ветров». Такая схема в обязательном порядке есть у местных метеорологов – она составляется по результатам многолетних наблюдений за погодой. Довольно часто и сами местные жители прекрасно осведомлены, какие ветра чаще всего их беспокоят зимой.
И если стена помещения размещена с наветренной стороны, и не защищена какими-то естественными или искусственными преградами от ветра, то она будет выстуживаться значительно сильнее. То есть и тепловые потери помещения возрастают. В меньшей степени это будет выражено у стены, расположенной параллельно направлению ветра, в минимальной – находящейся с подветренной стороны.
Если нет желания «заморачиваться» с этим фактором, или же отсутствует достоверная информация о зимней розе ветров, то можно оставить коэффициент, равный единице. Или же, наоборот, приять его максимальным, на всякий случай, то есть для наиболее неблагоприятных условий.
Значения этого поправочного коэффициента – в таблице:
- k5 — коэффициент, учитывающий уровень зимних температур в регионе проживания.
Если проводить теплотехнические расчеты по всем правилам, то оценку тепловых потерь проводят с учетом разницы температур в помещении и на улице. Понятно, что чем холоднее по климатическим условиям регион, тем больше тепла требуется подавать в системе отопления.
В нашем алгоритме это тоже будет в определенной степени учтено, но с допустимым упрощением. В зависимости от уровня минимальных зимних температур, приходящихся на самую холодную декаду, выбирается поправочный коэффициент k5.
Здесь будет уместным сделать одно замечание. Расчет будет корректным, если принимаются во внимание температуры, которые для данного региона считаются нормой. Нет никакой необходимости вспоминать аномальные морозы, которые случились, скажем, несколько лет назад (и оттого, кстати, и запомнились). То есть должна выбираться самая низкая, но нормальная для данной местности температура.
- k6 – коэффициент, принимающий во внимание качество термоизоляции стен.
Вполне понятно, что чем эффективнее система утепления стен, тем меньше будет уровень тепловых потерь. В идеале, к которому следует стремиться, термоизоляция вообще должна быть полноценной, проведенной на основании выполненных теплотехнических расчетов, с учетом климатический условий региона и особенностей конструкции дома.
При расчете требуемой тепловой мощности системы отопления следует учесть и имеющуюся термоизоляцию стен. Предлагается такая градация поправочных коэффициентов:
Недостаточная степень термоизоляции или вообще полное ее отсутствие, по идее, вовсе не должны наблюдаться в жилом доме. В противном случае система отопления будет очень затратной, да еще и без гарантии создания действительно комфортных условий проживания.
Возможно, вас заинтересует информация о том, в системе отопления
Если читатель желает самостоятельно оценить уровень термоизоляции своего жилья, он может воспользоваться информацией и калькулятором, которые размещены в последнем разделе настоящей публикации.
- k7 и k8– коэффициенты, учитывающие теплопотери через пол и потолок.
Следующие два коэффициента схожи – их введением в расчет принимается во внимание примерный уровень тепловых потерь через полы и потолки помещений. Подробно здесь расписывать незачем – и возможные варианты, и соответствующие им значения этих коэффициентов показаны в таблицах:
Для начала – коэффициент k7, корректирующий результат в зависимости от особенностей пола:
Теперь – коэффициент k8, вносящий поправку на соседство сверху:
- k9 – коэффициент, учитывающий качество окон в помещении.
Здесь тоже все просто – чем качественнее окна, тем меньше теплопотери через них. Старые деревянные рамы, как правило, не отличаются хорошими термоизоляционными характеристиками. Лучше с этим дело обстоит у современных оконных систем, оснащенных стеклопакетами. Но и у них может быть определённая градация – по количество камер в стеклопакете и по другим особенностям конструкции.
Для нашего упрощенного расчета можно применить следующие значения коэффициента k9:
- k10 – коэффициент, вносящий поправку на площадь остекления комнаты.
Качество окон еще полностью не раскрывает всех объемов возможных теплопотерь через них. Очень большое значение имеет площадь остекления. Согласитесь, сложно сравнивать маленькое окошко и огромное панорамное окно чуть не во всю стену.
Чтобы внести корректировку и на этот параметр, для начала следует рассчитать так называемый коэффициент остекления помещения. Это несложно – просто находится отношение площади остекления к общей площади комнаты.
kw = sw / S
kw - коэффициент остекления помещения;
sw - суммарная площадь остекленных поверхностей, м²;
S - площадь помещения, м².
Измерить и просуммировать площадь окон сможет каждый. А затем несложно простым делением найти и искомый коэффициент остекления. А он, в свою очередь, дает возможность зайти в таблицу и определить значение поправочного коэффициента k10:
| Значение коэффициента остекления kw | Значение коэффициента k10 |
|---|---|
| - до 0.1 | 0.8 |
| - от 0.11 до 0.2 | 0.9 |
| - от 0.21 до 0.3 | 1.0 |
| - от 0.31 до 0.4 | 1.1 |
| - от 0.41 до 0.5 | 1.2 |
| - свыше 0.51 | 1.3 |
- k11 – коэффициент, принимающий во внимание наличие дверей на улицу.
Последний из рассматриваемых коэффициентов. В помещении может быть дверь, ведущая непосредственно на улицу, на холодный балкон, в неотапливаемый коридор или подъезд и т.п. Мало того что дверь сама по себе часто является весьма серьезным «мостиком холода» - при ее регулярном открывании каждый раз в помещение будет проникать изрядный объем холодного воздуха. Стало быть, и на это фактор следует сделать поправку: подобные теплопотери, безусловно, требуют дополнительной компенсации.
Значения коэффициента k11 приведены в таблице:
Этот коэффициент стоит принимать во внимание, если дверями в зимнее время регулярно пользуются.
Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет
* * * * * * *
Итак, все поправочные коэффициенты рассмотрены. Как видите – ничего сверхсложного здесь нет, и можно смело переходить к расчетам.
Еще один совет перед началом вычислений. Все будет намного проще, если предварительно составить таблицу, в первом столбце которой последовательно указать все отпаиваемые помещения дома или квартиры. Далее, по столбцам, разместить данные, которые требуются для расчетов. Например, во втором столбце – площадь помещения, в третьем - высота потолков, в четвертом – ориентация по сторонам света – и так далее. Такую табличку составить несложно, имея перед собой план своих жилых владений. Понятно, что в последний столбец будут заноситься рассчитанные значения требуемой тепловой мощности по каждому помещению.
Таблицу можно составить в офисном приложении, или даже просто расчертить на листе бумаги. И не спешите с ней расставаться после проведения расчётов – полученные показатели тепловой мощности еще пригодятся, например, при приобретении радиаторов отопления или же электрических нагревательных приборов, используемых в качестве резервного источника тепла.
Чтобы предельно упростить читателю задачу проведения таких вычислений, ниже размещен специальный онлайн-калькулятор. С ним, при предварительно собранных в таблицу исходных данных, расчет займёт буквально считаные минуты.