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.
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.
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.
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.
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.
Итак, перед системой отопления стоят две главных задачи. Сразу же уточним, что между ними нет четкого разделения – напротив, наблюдается очень тесная взаимосвязь.
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 |
| 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.
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:
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.
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.
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:
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.
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.
Понятно, что высота потолков напрямую влияет на объем воздуха, который должна прогреть система отопления. Для расчета предлагается принять следующие значения поправочного коэффициента:
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.
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:
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:
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.
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.
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:
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:
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 |
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.
Необходимо обратить внимание на мощность. Данный параметр показывает, какое количество тепла может создать конкретное устройство при подключении к системе отопления. От этого напрямую зависит, можно ли с помощью такого оборудования обеспечить дом теплом в нужном количестве или нет.
Например, в помещении, где установлен пеллетный котёл с небольшой мощностью, будет в лучшем случае прохладно. Также не лучшим вариантом является установка котла с избыточной мощностью, потому что он постоянно будет работать в экономном режиме, а это заметно снизит показатель КПД.
Итак, чтобы выполнить расчет необходимой мощности оборудования, вам нужно следовать определенным правилам.
В данном случае расчёт производится по следующей формуле:
Q = V × ΔT × K / 850
Показатель К может иметь следующие значения:
Ниже приведена ситуация, в которой можно использовать данную формулу.
Дом имеет площадь 200 м², высота его стен 3 м, теплоизоляция является первоклассной. Показатель температуры окружающего воздуха рядом с домом не падает ниже -25 °С. Получается, что ΔT = 20 - (-25) = 45 °С. Получается, чтобы узнать количество тепла, которое требуется для отопления дома, необходимо произвести следующий расчёт:
Q = 200 × 3 × 45 × 0,9/850 = 28,58 кВт/ч
Полученный результат пока что не следует округлять, ведь к котлу может быть еще подключена система горячего водоснабжения.
Если вода для мытья нагревается другим способом, то результат, который получен самостоятельно не нуждается в корректировке и эта стадия расчёта является завершающей.
Чтобы произвести расчет расхода тепла в этом случае необходимо самостоятельно прибавить к предыдущему показателю расход тепла для горячего водоснабжения. Для его расчета можно воспользоваться следующей формулой:
Qв = с × m × Δt
К примеру, среднестатистическая семья в среднем потребляет 150 л тёплой воды. Теплоноситель, который нагревает котёл имеет температуру равную 80 °С, а температура воды, поступающей из водопровода равна 10 °С, тогда Δt = 80 - 10 = 70 °С.
Следовательно:
Qв = 4200 × 150 × 70 = 44 100 000 Дж или 12,25 кВт/ч
После необходимо поступить следующим образом:
Такой расчёт является более точным, потому что учитывает огромное количество нюансов. Производится он по следующей формуле:
Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7
В качестве примера возьмем те же исходные условия, кроме параметра окон, которые имеют тройной стеклопакет и составляют 30% от площади пола. Постройка имеет 4 наружных стены, а сверху над ней расположен холодный чердак.
Тогда расчет будет выглядеть так:
Q = 0,1 × 200 × 0,85 × 1 × 0,854 × 1,3 × 1,4 × 1,05 × 1 = 27,74 кВт/ч
Данный показатель необходимо увеличить, для этого нужно самостоятельно добавить количество тепла, которое требуется для ГВС, если она подключена к котлу.
Вышеприведённые методы очень полезны, когда необходимо рассчитать мощность отопительного котла.
Конструкция большинства котлов рассчитана под конкретный вид топлива, на котором будет работать это устройство. В случае использования для котла другой категории топлива, которая не переназначена для него, КПД значительно сократиться. Также необходимо помнить о возможных последствиях использования того топлива, которое не предусмотрено производителем котельного оборудования.
Теперь продемонстрируем процесс расчёта на примере котла «Теплодар», модель «Куппер ПРАКТИК-8». Это оборудование предназначено для системы отопления жилых домов и других помещений, которые имеют площадь меньше, чем 80 м². Также этот котёл является универсальным и может работать не только в закрытых системах отопления, но и в открытых с принудительной циркуляцией теплоносителя. Данный котел обладает следующими техническими характеристиками:
Допустим, что для отопления помещения хозяин использует в качестве топлива дрова осинового дерева. 1 кг данного вида дров даёт 2,82 кВт/ч. За один час, котёл потребляет 15кг дров, следовательно, он выдаёт тепла 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 кВт/ч тепла (0,87 является КПД).
Этого оборудования недостаточно для отопления помещения, которое имеет теплообменник объёмом 150 л, но если ГВС имеет теплообменник объёмом 50 л, то мощности данного котла будет вполне достаточно. Для того чтобы получить нужный результат 32,67 кВт/ч необходимо потратить 13,31 кг осиновых дров. Производим расчёт по формуле (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). В данном случае необходимое тепло было определённо методом расчёта по объёму.
Также можно произвести самостоятельный расчёт и узнать время, которое потребуется котлу для того, чтобы сжечь все дрова. 1 л дров осиного дерева имеет вес 0,143 кг. Следовательно, в отделении для загрузки поместится 294 × 0,143 = 42 кг дров. Столько дров будет достаточно для поддержания тепла более чем 3 часа. Это слишком непродолжительное время, поэтому в данном случае необходимо найти котёл, у которого размер топки в 2 раза больше.
Также можно поискать топливный котёл, который рассчитан на несколько видов топлива. Например, котёл от того же производителя «Теплодар», только модели «Куппер ПРО-22 », который может работать не только на дровах, но и на углях. В данном случае при использовании разных видов топлива будет разная мощность. Расчёт проводится самостоятельно, учитывая эффективность каждого вида топлива отдельно, а позже выбирается наилучший вариант.
В данном случае показатели будут следующие:
Некоторые производители топлива в информации пишут срок сгорания одной загрузки, но не предоставляют информацию о том, сколько топлива выгорает за 1 час.
В такой ситуации необходимо произвести дополнительные расчёты:
Подводя итог, можно сказать, что данные, которые будут получены в результате всех расчётов, и будут показывать настоящую мощность твердотопливного котельного оборудования, которую он сможет выдать в течение 1 часа.
Котел для автономного отопления зачастую выбирается по принципу как у соседа. А между тем это важнейший прибор, от которого зависит комфорт в доме. Здесь важно правильно выбрать мощность, так как ни ее излишек, ни тем более недостача пользы не принесут.
Система отопления должна полностью восполнить все теплопотери в доме, для чего и проводится расчет мощности котла. Здание постоянно выделяет тепло наружу. Теплопотери в доме бывают различными и зависят от материала контруктивных частей, их утепления. Это влияет на расчетные показатели теплового генератора. Если подходить к расчетам максимально серьезно, следует заказать их у специалистов, по результатам подбирается котел и рассчитываются все параметры.
Самому рассчитать теплопотери не очень сложно, но требуется учитывать множество данных о доме и его составляющих, их состоянии. Более легким способом является применение специального прибора для определения тепловых утечек – тепловизора. На экране небольшого прибора отображаются не расчетные, а фактические потори. Он наглядно показывает места утечек, и можно принять меры для их устранения.
А может, никакие расчеты не нужны, просто взять мощный котел и дом теплом обеспечен. Не все так просто. В доме действительно будет тепло, комфортно, пока не придет пора кое о чем задуматься. У соседа такой же дом, в доме тепло, а за газ он платит намного меньше. Почему? Он рассчитал необходимую производительность котла, она у него на треть меньше. Приходит понимание – совершена ошибка: покупать котел без расчета мощности не следует. Потрачены лишние деньги, часть топлива расходуется впустую и, что кажется странным, недогруженный агрегат быстрее изнашивается.
Слишком мощный котел можно догрузить для нормальной работы, например, задействовав для нагрева воды или подключить ранее не отапливаемое помещение.
Котел с недостаточной мощностью не обогреет дом, будет постоянно работать с перегрузкой, что приведет к преждевременному выходу из строя. Да и топливо он будет не просто потреблять, а жрать, и все равно хорошего тепла в доме не будет. Выход один – установить другой котел. Деньги ушли на ветер – покупка нового котла, демонтаж старого, установка другого – все не бесплатно. А если учесть еще моральные страдания из-за совершеной ошибки, возможно, отопительный сезон, пережитый в холодном доме? Вывод однозначный – покупать котел без предварительных расчетов нельзя.
Наиболее простой способ расчета необходимой мощности прибора теплогенерации – по площади дома. При анализе расчетов, проведенных на протяжении многих лет, была выявлена закономерность: 10 м 2 площади можно отопить должным образом, используя 1 киловатт теплоэнергии. Это правило справедливо для зданий со стандартными характеристиками: потолок высотой 2,5–2,7 м, утепление среднее.
Если жилье вписывается в эти параметры, измеряем его общую площадь и приблизительно определяем мощность теплового генератора. Результаты расчетов всегда округляем в сторону увеличения и немного увеличиваем, чтобы иметь в запасе некоторую мощность. Используем очень простую формулу:
W=S×W уд /10:
Для наглядности и большей ясности рассчитаем мощность теплогенератора для кирпичного дома. Он имеет размеры 10×12 м, умножаем и получаем S – общую площадь, равную 120 м 2 . Удельную мощность – W уд принимаем за 1,0. Производим расчеты по формуле: площадь 120 м 2 умножаем на удельную мощность 1,0 и получаем 120, делим на 10 – в результате 12 киловатт. Именно котел отопления мощностью 12 киловатт подойдет для дома со средними параметрами. Это исходные данные, которые будем корректировать в ходе дальнейших расчетов.
На рынке очень много агрегатов с подобными характеристиками, например, твердотопливные котлы из линейки «Куппер Эксперт» от компании Теплодар, мощность которых варьируется от 15 до 45 киловатт. Более подобно ознакомиться с остальными характеристиками и узнать цену можно на официальном сайте производителя https://www.teplodar.ru/catalog/kotli/.
На практике жилье со средними показателями встречается не так уж часто, поэтому при расчетах системы учитываются дополнительные параметры. Об одном определяющем факторе – климатической зоне, регионе, где будет использоваться котел, речь уже шла. Приведем значения коэффициента W уд для всех местностей:
В каждой зоне наблюдаем определенный разброс значений. Поступаем просто – чем южнее местность в климатической зоне, тем ниже коэффициент; чем севернее, тем выше.
Приведем пример корректировки по регионам. Предположим, что дом, для которого рассчеты проводились раньше, расположен в Сибири с морозами до 35°. Берем W уд равное 1,8. Тогда полученное число 12 умножаем на 1,8, получаем 21,6. Закругляем в сторону большего значения, выходит 22 киловатта. Разница с первоначальным результатом почти вдвое, а ведь учитывалась всего одна поправка. Так что корректировать расчеты необходимо.
Кроме климатических условий регионов, для точных расчетов учитываются и другие поправки: высота потолка и теплопотери здания. Среднестатистическое значение высоты потолков – 2,6 м. Если высота значительно отличается, высчитываем значение коэффициента – фактическую высоту делим на среднюю. Предположим, высота потолка в здании из ранее рассматриваемого примера 3,2 м. Считаем: 3,2/2,6=1,23, округляем, выходит 1,3. Выходит, для обогрева дома в Сибири площадью 120 м 2 с потолками 3,2 м требуется котел 22 кВт×1,3=28,6, т.е. 29 киловатт.
Также очень важно для правильных расчетов принимать во внимание теплопотери здания. Тепло теряется в любом доме, независимо от его конструкции и вида топлива. Через слабо утепленные стены может уйти 35% теплого воздуха, через окна – 10% и больше. Неутепленный пол заберет 15%, а крыша – все 25%. Даже один из этих факторов, если он присутствует, следует принимать во внимание. Используют специальное значение, на которое умножают полученную мощность. Он имеет такие показатели:
Вернемся к нашему примеру для расчетов – дому в Сибири, для которого по нашим расчетам понадобится нагревательное устройство мощностью 29 киловатт. Предположим, что это современный дом с утеплением, тогда К= 0,6. Подсчитываем: 29×0,6=17,4. Добавляем 15–20%, чтобы иметь запас на случай экстремальных морозов.
Итак, мы рассчитали требуемую мощность теплогенератора, используя следующий алгоритм:
Выше речь шла исключительно о котлах, которые используются исключительно для отопления. Если прибор используется для нагрева воды, рассчетную мощность следует увеличить на 25%. Обращаем внимание, что резерв для подогрева рассчитывается после коррекции с учетом климатических условий. Полученный после всех расчетов результат довольно точный, его можно использовать для выбора любого котла: газового, на жидком топливе, твердотопливного, электрического.
Рассчитывая отопительное оборудование для квартир, можно ориентироваться на нормы СНиП. Строительные нормы и правила определяют, сколько тепловой энергии понадобится, чтобы нагреть 1 м 3 воздуха в зданиях типовой постройки. Такой способ называют расчетом по объему. В СНиП приводятся такие нормы расхода тепловой энергии: для панельного дома – 41 Вт, для кирпичного – 34 Вт. Расчет простой: объем квартиры умножаем на норму расхода теплоэнергии.
Приводим пример. Квартира в кирпичном доме площадью 96 кв.м., высота потолков – 2,7 м. Узнаем объем – 96×2,7=259,2 м 3 . Умножаем на норму – 259,2×34=8812,8 Вт. Переводим в киловатты, получаем 8,8. Для панельного дома расчеты проводим аналогично – 259,2×41=10672,2 Вт или 10,6 киловатт. В теплотехнике округление проводят в большую сторону, но, если принять во внимание энергосберегающие пакеты на окнах, то можно округлить и в меньшую.
Полученные данные о мощности оборудования являются исходными. Для более точного результата понадобится коррекция, но для квартир она осуществляется по другим параметрам. Первым делом учитывается наличие неотапливаемого помещения или его отсутствие:
Учитываем также количество наружных стен в квартире. Если на улицу выходит одна стена, применяем поправку 1,1, две –1,2, три – 1,3. Методику расчета мощности котла по объему можно применить и для частных кирпичных домов.
Итак, рассчитать необходимую мощность отопительного котла можно двумя способами: по общей площади и по объему. В принципе, полученными данными можно пользоваться, если дом среднестатистический, умножив их на 1,5. Но если существуют значительные отклонения от средних параметров в климатической зоне, высоте потолков, утеплении, лучше провести коррекцию данных, потому что первоначальный результат может значительно отличаться от окончательного.
Время на чтение: 5 мин
Многие собственники домов с удовольствием устанавливают в помещении газовые котлы для отопления и горячего водоснабжения, чтобы не зависеть от прихотей плохой погоды и подводных камней, сопряженных с работой коммунальных систем теплоснабжения.
В данной ситуации имеет большое значение - правильный выбор котельного оборудования, для чего потребуется знать, как рассчитать мощность газового котла.
Если она будет превосходить реальные теплопотери объекта, то часть затрат на выработку тепловой энергии, будут потеряны. А агрегаты с невысокой теплопроизводительностью не смогут обеспечить домовладение требуемым объемом тепла.
Производительность котлоагрегата или его мощность - это главнейший показатель теплового процесса, от которого напрямую зависит комфортабельность нахождения людей в обогреваемых строениях.
Мощность котлоагрегата - это величина тепловой энергии, передаваемая нагреваемой воде при сжигании энергоносителя в топочном устройстве.
Показатель измеряется в Гкал либо МВт. Для бытовых устройств в паспорте обычно указывается размерность в кВт. Для того чтобы понять физический смысл этого показателя, можно представить такие соотношения:
1 ГКал/час - это 40.0 м3 теплоносителя циркулирующего в течение часа и нагреваемого в котле на 25 С. Переводное соотношение между величинами:
1.0 ГКал = 1.16 МВт.
Расчет мощности газового котла можно получить по формуле:
Мо = (т1 - т2) * Рв/ 1000,
Теплопотери могут быть очень высоки
Образец расчета показателя мощности, который проводят перед тем, как выбрать котлоагрегат:
Мо= (60-40)*1/1000=0.02 Гкал. * 1.16 = 0.0232 МВт = 23.2 кВт,
с округлением Мо = 24 кВт.
Многие пользователи, в целях экономии задаются вопросом, как уменьшить мощность газового котла. Из данного примера очевидно, что для того этого потребуется либо снизить перепад температур, либо площадь нагрева.
Вторая величина – постоянная, поэтому можно работать в направлении снижения перепада температур. Это можно выполнить при устройстве надежной системы теплозащиты дома.
В большинстве случаев используют ориентировочный подсчет тепловой мощности котлоагрегата по площадям нагрева, например, для частного дома:
Нужно учитывать, что данные нормативы были приняты еще в советские времена и не предусматривают уровень теплоизоляционных характеристик современных строительно-монтажных материалов. Они также не применяемы в районах, климат которых значительно отличается от условий центральных регионов России и Подмосковья.
Подобные вычисления смогут подойти для не очень большого сооружения с утепленным чердачным перекрытием, низкими потолками, хорошей термоизоляцией, окнами с двойным остеклением, но не более того.
По старым расчетам лучше не делать. Источник фото: porjati.ru
К сожалению, данным условиям соответствуют только немногочисленные строения. С тем, чтобы осуществить наиболее обстоятельный расчет показателя мощности котла, необходимо учитывать полный пакет взаимосвязанных величин, в том числе:
Подсчет мощности одноконтурного котлоагрегата настенной или напольной модификации котла с применением соотношения: 10 кВт на 100 м2, необходимо увеличить на 15-20%.
Например, необходимо обогреть здание площадью 80 м2.
Расчет мощности газового котла отопления:
10*80/100*1.2 = 9.60 кВт.
В случае, когда в торговой сети не существует требуемого вида устройств, приобретают модификацию с большим размером кВт. Подобный метод пойдет для источников отопления одноконтурного типа, без нагрузки на горячее водоснабжение, и может быть заложен в основу расчета расхода газа на сезон. Иногда вместо жилой площади расчет выполняют с учетом объема жилого здания квартиры и степени утепления.
Для индивидуальных помещений, построенных по типовому проекту, с высотой потолочного покрытия 3 м, формула расчета довольно простая.
Еще один способ расчета ОК котла
В данном варианте учитывают площадь застройки (П) и коэффициент удельной мощности котлоагрегата (УМК), зависящего от климатического места расположения объекта.
Он варьируется в кВт:
Следовательно, формула для расчета выглядит таким образом:
Мо=П*УМК/10
Например, необходимая мощность источника отопления для постройки в 80 м2, расположенного в северном регионе:
Мо = 80*2/10 = 16 кВт
Если собственник будет устанавливать двухконтурный котлоагрегат, для отопления и ГВС, профессионалы советуют добавить к полученному результату еще 20% мощности на подогрев воды.
Расчет теплопроизводительности двухконтурного котлоагрегата выполняется на основанию такой пропорции:
10 м2 = 1 000 Вт + 20% (теплопотери) + 20% (подогрев ГВС).
В случае, если здание располагает площадью 200 м2, то требуемый размер будет состоять: 20.0 кВт + 40.0% = 28.0 кВт
Это прикидочный расчет, его лучше уточнить по норме водопользования ГВС на одного человека. Такие данные приводятся в СНИПе:
В техдокументации к водонагревателю указывается, какая необходима теплопроизводительность котла, чтобы гарантировать качественный подогрев воды.
Для теплообменника на 200 л будет достаточно нагревателя нагрузкой приблизительно 30.0 кВт. После рассчитывают производительность, достаточную для обогрева, в конце итоги суммируют.
Для того, чтобы сбалансировать нужную мощность одноконтурного агрегата работающего на газовом топливе с бойлером косвенного нагрева, нужно установить какой объем теплообменника потребуется, чтобы обеспечить горячей водой жильцов дома. Используя данные по нормам горячего водопотребления легко можно установить, что расход в сутки для семьи из 4-х человек составит 500 л.
Производительность водонагревателя косвенного нагрева напрямую зависит от площади внутреннего теплообменника, чем более размеры змеевика, тем больше тепловой энергии он передает воде в час. Детализовать такие сведения можно, изучив характеристики по паспорту на оборудование.
Существуют оптимальные соотношения этих величин для среднего диапазона мощности бойлеров косвенного нагрева и время получения заданной температуры:
Мощность для подбора источника отопления с бойлером косвенного нагрева при одновременной работе отопления и ГВС определяется по формуле:
М к= (Мо+Мгвс)*Кз,
В случае поочередного функционирования систем отопления и ГВС:
Мк= Мгвс *Кз
Очень важно! Рассчитывая производительность оборудования по отоплению и ГВС, необходимо учитывать, чтобы мощность БКН никак не превышала аналогичный показатель в котле. По этой причине его необходимо выбирать такой теплопроизводительности в кВт, чтобы он мог с запасом покрыть нагрузку и отопления, и ГВС.
Резерв производительности подсчитывается в зависимости от конструкции нагревательного оборудования.
Для одноконтурных модификаций, запас составляет - 20.0%;
для двухконтурных - 20.0%+20.0%.
Для вышенаведенных примеров теплопроизводительность котла, будет равна.
При одновременной работе систем отопления и ГВС:
Мо = 24 кВт.
Мгвс= 24 кВт.
Кз= 1.4.
Мк= (24+24)* 1.4= 67.2 кВт.
При поочередной работе систем отопления и ГВС:
Мк=24*1.4= 33.6 кВт.
Таким образом выполнить исходный расчет мощности газового источника тепловой энергии не является трудным процессом. Его, возможно, применять для предварительного подбора бойлерного оборудования.
В случае, если же абоненту не хватает ориентировочного расчета эффективности газовых котлов, и необходимо, чтобы теплопотери строения, нагрузка по ГВС и производительность котла были определены более точно, потребуется обратиться к квалифицированным специалистам, чтобы выполнить комплексный проект теплоснабжения дома с разработкой схемы и выбором оборудования.
Грамотный выбор котла позволит сохранить комфортную температуру воздуха в помещении в зимнее время года. Большой выбор приборов позволяет наиболее точно подобрать нужную модель в зависимости от требуемых параметров. Но для того, чтобы обеспечить в доме тепло и при этом не допустить лишних затрат ресурсов, необходимо знать, как проводить расчет мощности газового котла для отопления частного дома.
Газовый котел напольного типа обладает большей мощзностью Источник termoresurs.ru
Показатель мощности котла является основной характеристикой, однако проводиться расчет может по разным формулам, в зависимости от конфигурации прибора и других параметров. К примеру, при подробном расчете могут учитывать высота здания, его энергоэффективность.
Котлы можно разделить на два типа в зависимости от целей применения:
Одноконтурные – используются только для обогрева;
Двухконтурные – применяются для отопления, а также в системах горячего водоснабжения.
Агрегаты с одним контуром имеют простое строение, состоят из горелки и единственного теплообменника.
В двухконтурных системах в первую очередь обеспечивается функция подогрева воды. При использовании горячего водоснабжения обогрев автоматически отключается на время использования горячей воды, чтобы система не перегружалась. Преимуществом двухконтурной системы является её компактность. Такой обогревательный комплекс занимает гораздо меньше места, чем если бы системы обеспечения горячей водой и отопительная применялись по отдельности.
Часто разделяют модели котлов по способу размещения.
Устанавливать котлы в зависимости от их типа можно по-разному. Можно подобрать модель с настенным креплением или устанавливаемую на пол. Всё зависит от предпочтений хозяина дома, вместимости и функциональности помещения, в котором будет располагаться котёл. На способ установки котла влияет также и его мощность. К примеру, напольные котлы обладают большей мощностью по сравнению с настенными моделями.
Помимо принципиальных различий по целям применения и способам размещения газовые котлы отличаются еще и по способам управления. Существуют модели с электронным и механическим управлением. Электронные системы могут работать только в домах с постоянным доступом к электросети.
На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу утепления домов . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».
Не существует единого алгоритма для расчетов как одно, так и двухконтурных котлов – каждую из систем требуется подбирать отдельно.
При подсчёте требуемой мощности для обогрева дома, построенного по типовому проекту, то есть с высотой помещений не более 3 метров не учитывается объём помещений, а показатель мощности вычисляют следующим образом:
Определяют удельную тепловую мощность: Ум = 1 кВт/10 м 2 ;
Рм = Ум * П * Кр, где
П – величина, равная сумме площадей отапливаемых помещений,
Кр – поправочный коэффициент, который берётся в соответствии с климатической зоной, в которой расположена постройка.
Некоторые значения коэффициента для различных регионов России:
Южные – 0,9;
Расположенные в средней полосе – 1,2;
Северные – 2,0.
Для Московской области берут значение коэффициента, равное 1,5.
Данная методика не отражает главных факторов, влияющих на микроклимат в доме, и лишь приблизительно показывает, как рассчитать мощность газового котла для частного дома.
Некоторые производители выпускают памятки-рекомендации, но для точных расчетов все-таки рекомендуют обращаться к специалистам Источник parki48.ru
Пример расчёта для одноконтурного прибора устанавливаемого в помещении с площадью 100 м 2 , расположенном на территории Московской области:
Рм = 1/10 * 100 * 1,5 = 15 (кВт)
Двухконтурные приборы имеют следующий принцип действия. Для отопления вода нагревается и поступает по отопительной системе в радиаторы, которые отдают тепло окружающей среде, таким образом нагревая помещения и охлаждаясь. При охлаждении вода поступает обратно для нагрева. Таким образом, вода циркулирует по контуру отопительной системы, и проходит циклы нагрева и передачи в радиаторы. В момент, когда температура окружающей сред становится равной заданной, котел переходит на некоторое время в режим ожидания, т.е. временно перестает нагревать воду, после заново начинает нагрев.
Для бытовых нужд котел нагревает воду и подает её в краны, а не в отопительную систему.
При вычислении мощности прибора с двумя контурами обычно к полученной мощности прибавляют ещё 20% от расчетной величины.
Пример расчёта для двухконтурного прибора, который устанавливается в помещении с площадью 100м 2 ; коэффициент взят для Московской области:
Р м = 1/10 * 100 * 1,5 = 15 (кВт)
Р итоговая = 15 + 15*20% = 18 (кВт)
В строительстве существует также понятие энергоэффективности здания, то есть того, сколько постройка отдает тепла окружающей среде.
Одним из показателей теплообмена является коэффициент рассеивания (Кр). Эта величина является константой, т.е. постоянной и не изменяется при расчетах уровня теплообмена конструкций, изготовленных из одинаковых материалов.
Надо учитывать не только мощность котла, но и возможные теплопотери самого здания Источник pechiudachi.ru
Для расчётов берётся коэффициент, который в зависимости от здания может быть равен разным величинам и применение которого поможет понять, как рассчитать мощность газового котла для дома более точно:
Самый низкий уровень теплообмена, соответствующий величине К р от 0,6 до 0,9, присваивается зданиям, выполненным из современных материалов, с утепленными полом, стенами и крышей;
К р равен от 1,0 до 1,9, если наружные стены здания утеплены, проведено утепление крыши;
К р равен от 2,0 до 2,9 в домах без утепления, к примеру, кирпичных с одинарной кладкой;
К р равен от 3,0 до 4,0 в неутеплённых помещениях, в которых низкий уровень теплоизоляции.
Уровень теплопотерь Q т рассчитывается в соответствии с формулой:
Q т = V * Р t * k / 860, где
V – это объем помещения,
P t – р азница температур, вычисляемая путем вычета минимальной возможной температуры воздуха в регионе из желаемой температуры помещения,
к – коэффициент запаса.
Мощность котла при учете коэффициента рассеивания вычисляют путем умножения вычисленного уровня теплопотерь на коэффициент запаса (обычно от 15% до 20%, тогда умножать необходимо на 1,15 и 1,20 соответственно)
Данная методика позволяет более точно определить производительность и, следовательно, максимально качественно подойти к вопросу выбора котла.
Выбирать котел стоит все-таки такой, чтобы он соответствовал мощности, которая требуется для обогрева здания. Это будет наиболее оптимальным вариантом, так как в первую очередь покупка несоответствующего по уровню мощности котла может привести к двум типам проблем:
Маломощный котел будет всегда работать на пределе, пытаясь отопить помещение до заданной температуры, и может быстро выйти из строя;
Прибор с чрезмерно высоким уровнем мощности стоит дороже и даже в экономичном режиме потребляет больше газа, чем менее мощное устройство.
Тем, кто не любит заниматься подсчётами, пусть даже и не очень сложными, поможет провести расчет котла для отопления дома, специальный калькулятор – бесплатное онлайн приложение.
Интерфейс онлайн калькулятора расчета мощности котла Источник idn37.ru
Как правило, сервис по расчету требует заполнить все поля, что поможет наиболее точно сделать расчеты, включающие мощность прибора и теплоизоляцию дома.
Для получения итогового результата потребуется также ввести общую площадь, которой будет требоваться обогрев.
Далее следует заполнить информацию о типе остекления, уровне теплоизоляции стен, полов и потолков. В качестве дополнительных параметров учитываются также высоту, на которой расположен потолок в помещении, вводят сведения о количестве стен, взаимодействующих с улицей. Учитывают этажность здания, наличие сооружений поверх дома.
После ввода необходимых полей кнопка выполнения расчетов становится «активной» и можно получить расчет кликнув мышью по соответствующей клавише. Для проверки полученной информации можно воспользоваться формулами расчета.
Наглядно про расчет мощности газового котла смотрите в видеоролике:
Газовое оборудование обладает рядом преимуществ и недостатков. К плюсам можно отнести:
возможность частичной автоматизации процесса работы котла;
в отличие от других источников энергии, природный газ обладает невысокой стоимостью;
приборы не требуют частого обслуживания.
К недостаткам газовых систем относят высокую взрывоопасность газа, однако при правильном хранении газовых баллонов, своевременном проведении технического обслуживания, этот риск минимален.
На нашем сайте Вы можете ознакомиться со строительными компаниями , которые предлагают услуги по подключению электрического и газового оборудования. Напрямую с представителями можно пообщаться на выставке домов «Малоэтажная Страна».
Несмотря на кажущуюся простоту расчетов, надо помнить, что газовое оборудование должны подбирать и устанавливать профессионалы. В таком случае вы получите безотказное устройство, которое будет исправно работать долгие годы.
