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:
- газовые;
- электрические;
- 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:
- мощность котла — W;
- мощность для обогрева единицы площади в кв. метрах — W1;
- 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.
Одним из основных условий комфорта в квартире является отопительная система. А вид этого отопления, наряду с оборудованием для него, должны быть учтены еще на начальных этапах строительства дома. Дабы отопление в доме было максимально эффективным, необходимо правильно рассчитать требуемую мощность котла в зависимости от обогреваемой площади.
Именно о том, как правильно сделать расчет мощности котла отопления, и пойдет речь в сегодняшней статье. Отопительные системы бывают разные, все они имеют свои особенности, которые следует учесть во время вычислений.
Формулы и коэфиценты расчета
До того как приступить непосредственно к расчетам мощности, давайте для начала рассмотрим, какие показатели будут использоваться.
- Мощность отопителя на 10 метров квадратных, которая определяется с учетом климатических особенностей конкретного региона (Wуд):
— для городов, расположенных на севере , она составляет примерно 1.5-2 киловатта;
— для тех, кто расположен на юге – 0.7-0.9 киловатта;
— и для городов Московской области – 1.2-1.5 киловатта. - Площадь отапливаемого помещения – обозначается буквой S.
Ниже приведена формула расчета:
Важно! Существует и более простой способ подобных вычислений, в котором Wуд будет равняться единице. Следовательно, мощность котла будет становить 10 киловатт на 100 метров квадратных. Но если делать все таким образом, то к итоговому результату необходимо добавить еще порядка 15%, дабы значение было более объективным.
Таблица мощности и затрат на отопления
Образец расчета
Как мы выяснили, формула для того, чтобы сделать расчет мощности котла отопления, очень простая. Но мы все равно приведем один пример ее практичного использования.
Мы имеем следующие условия. Площадь помещения, которое необходимо будет отопить, составить 100 метров квадратных. Наш регион – Москва, следовательно, удельная мощность составить 1.2 киловатта. Если мы поставим все это в нашу формулу, то получатся следующие данные.
Как производить расчет мощности различных типов котлов
То, насколько эффективная отопительная система, будет в первую очередь зависеть от того, какого она типа. И, конечно же, на нее будет влиять правильность произведенных расчетов касаемо необходимой мощности отопительного котла. Если же такие расчеты покажут необъективные данные, то в скором будущем вас будут ждать неизбежные проблемы.
Если теплоотдача прибора будет меньше необходимого минимума, то в зимнее время в доме будет холодно. Если же его производительность будет излишней, то это не приведет ни к чему, кроме как к излишним затратам энергии, а следовательно, и ваших денег.
Дабы избежать подобных неприятностей, вам потребуются только знания касаемо того, как рассчитывается мощность котла. Также учтите тот факт, что существуют различные типы отопления, в зависимости от используемого топлива. Вот они:
- На твердом топливе.
- Электрические.
- На жидком топливе.
- Газовые.
При выборе той или иной системы люди зачастую основываются на особенностях конкретного региона, а также на стоимости оборудования.
Котлы на твердом топливе
- Относительно низкая популярность.
- Потребность в дополнительном пространстве для того, чтобы хранить топливо.
- Доступность.
- Процедура эксплуатации проходит весьма экономично.
- Такие котлы могут функционировать автономно, по крайней мере, большая часть современных приборов предусматривает это.
Помимо этого, еще одним фактором, который нужно учесть, делая расчет мощности котла отопления, является то, что температура получается циклично. Иными словами, в помещении, отапливаемом такой системой, температура в течение дня может колебаться с зазором в 5 градусов.
Важно! Именно по этой причине твердотопливные котлы едва ли можно назвать наилучшими, а если есть возможность, то от их покупки лучше вообще отказаться. Но если такой возможности нет, у вас есть два способа того, как частично оградить себя от таких проблем.
- Использовать , объем которых может достигать 10 метров кубических. Они подсоединяются к системе отопления и существенно сокращают теплопотери, что позитивно сказывается на затратах на отопление.
- Соорудить термобаллон, необходимый для контроля подачи воздуха. Благодаря ему время горения увеличивается, а количество топок, следовательно, снижается.
Благодаря всему этому необходимая вам производительность котла снижается. Также все это следует учесть при расчетах.
Электрические котлы
Все котлы, работающие на электрической энергии, отличаются следующими особенностями.
- Они компактны.
- Топливо для них – электричество – стоит дорого.
- Управлять ими крайне просто.
- При перебоях в сети возможны проблемы с их функционированием.
- Они экологически безопасны.
Собственно, это все, что вам нужно помнить при вычислении необходимой мощности для котла, работающего на электроэнергии.
Котлы на жидком топливе
А теперь поговорим о жидкотопливных котлах. В целом, они характеризуются следующими особенностями.
- Такие котлы не являются экологически безопасными.
- Для них используется весьма дорогостоящий тип топлива.
- Еще одна особенность – повышенная пожаробезопасность.
- При их установке вы должны позаботиться о еще одном помещении, в котором в будущем будет храниться топливо.
На этом особенности жидкотопливных котлов закончились.
Газовые котлы
Последний тип котлов, о которых мы поговорим сегодня – это газовые приборы. Они в большинстве своем – наиболее оптимальный вариант при установке системы обогрева. Расчет мощности котлов отопления данного типа невозможно сделать, не учтя следующие его особенности.
- Эксплуатация таких котлов отличается простотой и удобством.
- Они экономичны.
- Они не требуют дополнительного места для того, чтобы хранить топливо.
- Стоимость самого топлива для них (газа) относительно невысокая.
- Наконец, их эксплуатация отличается повышенной безопасностью.
Все, с котлами мы более-менее разобрались, теперь порассуждаем о том, как вычислить мощность для радиаторов в отопительной системе.
Как рассчитывается мощность радиаторов
Давайте припустим, что вы, к примеру, намерились установить отопительные радиаторы своими руками. Разумеется, их предварительно следует приобрести. Более того, при покупке вы должны выбрать именно ту модель, которая вам больше всего подойдет.
Все вычисления касаемо радиаторов также довольно просты. В качестве примера мы будем рассматривать комнату, площадь которой будет составлять 14 метров квадратных, а высота – 3 метра.
В качестве заключения
Вот мы с вами и выяснили, как правильно производится расчет мощности котла отопления, захватив сюда и радиаторы. Если вы будете четко следовать этим советам, то в итоге у вас будет весьма эффективная отопительная система, которая в то же время не будет отличаться «расточительностью». На этом все, удачи вам и теплых зим!
В настоящее время существует довольно большой выбор отопительных приборов, с помощью которых можно эффективно организовать систему автономного отопления. Желание потребителей уменьшить зависимость от централизованных услуг по тепло и энергоснабжению вполне объяснимо. Экономия средств, затраченных на газовое отопление, является существенным фактором, на который обращают внимание жители частных домов.
К тому же не всегда есть технологическая возможность подключиться к централизованному газоснабжению. В такой ситуации на главные роли выходит котельная техника, работающая на твердом . Мощный твердотопливный котел является прекрасной альтернативой газовому оборудованию. Производители сумели не только повысить технологичность нагревательной техники этого типа, но и добиться значительного повышения эффективности твердотопливных агрегатов. Большая мощность и высокий коэффициент полезного действия твердотопливного котла, работающего на различных видах ископаемого и органического топлива, делают подобные аппараты востребованными и популярными.
Важным аспектом для того, что бы правильно выбрать нагревательный прибор для собственных нужд, является расчет мощности котла. Детально рассмотрим, как это сделать и на что следует обратить внимание.
Для чего необходимо делать расчет мощности нагревательного прибора
Внешний вид отопительной техники, высокие технологические характеристики, заявленные в техническом паспорте, дают только поверхностное представление о технических возможностях твердотопливного котла. Основным параметром, влияющим на ваш выбор, является мощность аппарата. В погоне за ней мы порой делаем скоропалительные выводы и переплачиваем, приобретая мощные агрегаты, не соответствующие реальным требованиям и поставленным задачам.
Цена-качество + тепловая отдача, соотношение имеет определяющее значение для любого отопительного оборудования. Фирмы-производители предлагают потребителю нагревательные котлы самых разных моделей, каждая из которых соответствует определенным условиям эксплуатации. Несмотря на это, в каждом отельном случае важно иметь понимание, как должен работать нагревательное устройство и на что будет расходоваться ресурс греющего агрегата. Рассчитанный с учетом потребностей и конструктивных особенностей помещения параметр работы отопительного прибора на твердом топливе, правильная установка оборудования, позволят вывести систему домашнего отопления на оптимальный режим работы.
Многие потребители задаются вопросом. Как рассчитать самостоятельно мощность собственного твёрдотопливного котла, что бы в дальнейшем не было проблем с работой системы отопления. Сложного ничего нет. Приложив минимум знаний и усилий, можно получить предварительные данные, дающие представление о том, какой должен быть нагревательный прибор и чем его лучше топить.
Мощность отопительного котла — теория и реальные факты
Нагревательный аппарат, работающий на угле, дровах или на другом органическом топливе выполняет определенную работу, связанную с подогревом теплоносителя. Величина работы котельного оборудования определяется объемом тепловой нагрузки, которую способен выдержать твердотопливный котел при сгорании определенного количества топлива. Соотношение расходуемого количества топлива, объем выделяемой тепловой энергии на оптимальных режимах работы оборудования и является мощностью котла.
Некорректно подобранный по мощности отопительный агрегат, не сможет обеспечить необходимую температуру котловой воды в отопительном контуре. Маломощные твердотопливные устройства не позволят автономной системе полностью реализовать ваши потребности в плане обогрева жилья и обеспечении работы ГВС. Возникнет необходимость увеличивать мощность автономного устройства. Мощный аппарат наоборот, создаст проблемы во время эксплуатации. Придется вносить конструктивные изменения в существующий отопительный комплекс для снижения тепловой нагрузки твердотопливного нагревательного устройства. Зачем зря жечь драгоценное топливо, если нет необходимости в таком количестве тепла.
Для справки: превышение мощности котла технологических параметров системы отопления, приводит к тому, что теплоноситель в контуре будет расходиться импульсивно. Частые включения и выключения нагревательного агрегата приводит к перерасходу топлива, снижению эксплуатационных возможностей отопительного оборудования в целом.
С теоретической точки зрения рассчитать оптимальный режим работы котельного оборудования не представляет сложности. Ориентировочно принято считать, что 10 кВт достаточно для отопления жилой площади в 10 м 2 . Данный показатель берется с учетом высокой теплоэффективности здания и стандартных конструктивных особенностей строения (высота потолка, площадь остекления).
В теории расчет делается на основе следующих параметров:
- площадь отапливаемого помещения;
- удельная мощность отопительного оборудования для обогрева 10 кв. м, с учетом климатических условий вашего региона.
В таблице показаны средние параметры котельного оборудования, применяемого потребителями в Московской области:
Параметры тепловой нагрузки выглядят оптимальными на бумаге, в теории, чего явно недостаточно применительно к местным условиям. Подобранный агрегат в реальности должен иметь избыточные возможности. В реальности надо ориентироваться на оборудование, способное работать с небольшим запасом мощности.
На заметку: Избыточная мощность твердотопливного котла позволит быстро выйти на оптимальный режим работы всю систему отопления в доме. Дополнительный ресурс должен превышать расчетные данные на 20-30%.
Реальные показатели нагрузки твердотопливных агрегатов зависят от совокупности самых разных факторов. Климатические условия региона, в котором вы проживаете, могут вносить коррективы при выборе нагревательного котла. Для средней полосы принято считать оптимальными следующие параметры мощности котельного оборудования:
- однокомнатная городская квартира – котел с выходной нагрузкой 4,16- 5 кВт;
- для двухкомнатной квартиры – оборудование номиналом в 5,85-6 кВт;
- трехкомнатной квартире будет достаточно иметь агрегат 8,71-10 кВт;
- четырехкомнатная квартира, жилой частный дом потребуют для отопления установки котла параметрами в 12-24 кВт.
Важно! Если речь идет о монтаже котельного оборудования на твердом топливе в частных домах и в загородных жилых постройках, необходимо ориентироваться на аппараты больших технологических возможностей. Для обогрева и обеспечения ГВС жилого дома площадью 150 м 2 и более, потребуется ставить твердотопливный котел 24 кВт и более. Все зависит от интенсивности работы отопительной системы и объема бытовых потребностей в горячей воде.
Выбирать отопительную технику необходимо всегда индивидуально, опираясь на расчетные данные и собственные потребности.
Варианты расчета мощности твердотопливных агрегатов
Точность ваших расчетов зависит от учета всех факторов и показателей, на которые мы обращали внимание выше. Для большей понятности можно выполнить ряд действий, которые дадут представление о том, как это делается.
Удельная мощность нагревательного прибора обозначается буквой W. Для регионов нашей страны с суровым климатом этот параметр составляет 1,2-2 кВт. В южных областях удельная величина обогревателя варьируется в пределах 0,7-0,9 кВт. Среднее значение в данном случае составляет 1.2-1,5 кВт.
Для начала определяем площадь помещений, подлежащих отоплению. Далее полученные данные площади делим на удельную величину мощности котла, установленного в доме на определенной территории. Полученный результат делим на 10, из расчета теоретического соотношения затраченной мощности отопительного оборудования на обогрев 10 кв. метров.
Например: рассчитываем предельную нагрузку нагревательного котла, работающего на угле для среднестатистического жилого дома, площадью в 150 м 2 .
- Жилая площадь составляет — 150 кв. метров.
- Удельная мощность отопительного аппарата для обогрева 10 м 2 составляет 1,5 кВт.
Используем для работы следующую формулу: W = (150 х 1.5)/10. В итоге получаем 22,5 кВт. Полученное значение является отправной точкой для того, что бы подобрать автономный котел на твердом топливе, учитывая технологические возможности отопительной системы и собственных бытовых нужд.
На заметку: найдя подобную модель отопительной техники, накиньте 20-30% мощности для повышения технологических возможностей всего отопительного оборудования. От количества жильцов в доме зависит нагрузка на систему ГВС, комфортная температура в доме при условии, что котел работает на оптимальных режимах.
Оптимальный выбор отопительной техники — нюансы и тонкости вопроса
Узнав для себя необходимые параметры мощности твердотопливного котла, который будет стоять у вас в доме, можно приступать к проектированию и монтажу отопительной системы. Следует знать, что заявленные данные о ресурсе тепловой нагрузки оборудования оказывают влияние на стоимость агрегата. Нагревательные устройства малой мощности имеют ограниченные технологические возможности и рассчитаны главным образом на обогрев малых по площади помещений. Это могут быть дачные дома, сауны и гостевые постройки загородного типа.
При необходимости возникает вопрос, как увеличить функциональность и эффективность твердотопливного прибора. В данном случае существуют разумные технические и инженерные решения, с помощью которых увеличение работоспособности котла даст ощутимый эффект.
На заметку: существенно увеличить эффективность устройства можно посредством установки в дымоходе дополнительного теплообменника, который будет получать тепло от выходящих в атмосферу летучих отходов горения. Экономайзер (дополнительный теплообменник) даст прирост в 20-30% к номинальной мощности котельного оборудования.
Использовать для автономного отопления жилых домов твердотопливные котлы большой мощности нецелесообразно. Подобное оборудование громоздко и требует для установки специального помещения большой площади. Учитывая размеры и огромную мощность промышленного котельного оборудования, следует помнить о значительном расходе топливного ресурса.
Такая техника идеально подходит для отопления в промышленных масштабах. Много тепла потребуется при обогреве крупных промышленных объектов и сооружений. Твердотопливные агрегаты с большой тепловой нагрузкой устанавливаются на предприятиях.
Выводы
Подбор нагревательной техники — задача сложная и ответственная. Не стоит сразу гнаться за моделями твердотопливных агрегатов, которые имеют большую мощность. В ряде случаев для отопления жилого дома вполне хватает установки агрегата с выходными параметрами в 24-36 кВт. При температуре за окном -30 0 С, такой котел даст возможность создать внутри помещения температуру в +20-22 0 С и нагреть воду в системе ГВС до показателей в 40-45 0 С.
В каждом отдельном случае можно сделать выбор в пользу того или иного вида нагревательной техники
Большая мощность котла может потребоваться в пиковых ситуациях, когда климатические условия заставляют работать систему отопления в усиленном режиме. Однако такие ситуации не являются систематическими, и большую часть времени ваш нагревательный прибор будет работать на пониженных режимах. Если у вас предполагается большой расход горячей воды в бытовых целях, то сразу следует ориентироваться на оборудование большей мощности. В современных частных домах больше 50% мощности нагревательного оборудования идет на обеспечение горячей водой обитателей дома. Подключение системы отопления «теплый пол» так же заставляют обращать внимание на котельное оборудование с большей мощностью.
Подбирать котел нужно не только исходя на его фактическую мощность. Здесь играет роль эксплуатационные возможности отопительной техники, способ и качество обслуживания котельного оборудования. Используя оптимальный вид топлива для своего нагревательного оборудования, наличие автоматики позволят вам добиться нормальной работы твердотопливного котла.
Статья подготовлена при информационной поддержке инженеров компании Теплодар https://www.teplodar.ru/catalog/kotli/ – отопительные котлы по ценам от производителя.
Главнейшая характеристика, учитываемая при покупке котлов отопления, как газовых, так и электрических или твердотопливных - это их мощность. Поэтому многих потребителей, собирающихся приобрести теплогенератор для системы обогрева помещения, волнует вопрос, как рассчитать мощность котла, исходя из площади помещений и прочих данных. Об этом речь в следующих строках.
Параметры расчёта. Что необходимо учитывать
Но для начала разберёмся, что из себя вообще представляет эта столь важная величина, а главное, почему она так важна.
В сущности, описываемая характеристика теплового генератора, работающего на любом виде топлива, показывает его производительность - то есть, какой площади помещение он сможет обогреть вместе с отопительным контуром.
Например, отопительный аппарат с величиной мощности в 3 – 5 кВт способен, как правило, «охватить» теплом однокомнатную или даже двухкомнатную квартиру, а также дом площадью до 50 кв. м. Установка со значением 7 – 10 кВт «потянет» на трёхкомнатное жильё площадью до 100 кв. м.
Иными словами, обычно принимают мощность, равную примерно десятой доле всей отапливаемой площади (в кВт). Но это только в самом общем случае. Для получения конкретного значения нужен расчёт. В вычислениях должны учитываться различные факторы. Перечислим их:
- Общая отапливаемая площадь.
- Регион, где действует рассчитываемое отопление.
- Стены дома, их теплоизоляция.
- Теплопотери крыши.
- Вид топлива котла.
А теперь непосредственно поговорим о расчёте мощности применительно к разным видам котлов: газовым, электрическим и твердотопливным.
Газовые котлы
Исходя из вышесказанного, мощность котельного оборудования для отопления рассчитывается по одной достаточно простой формуле:
N котла = S х N уд. / 10.
Здесь значения величин расшифровываются так:
- N котла - мощность данного конкретного агрегата;
- S - полная сумма площадей всех отапливаемых системой помещений;
- N уд. – удельная величина теплового генератора, требуемая для прогрева 10 кв. м. площади помещения.
Один из главных определяющих факторов для расчёта - это климатическая зона, регион, где используется это оборудование. То есть расчёт мощности твердотопливного котла ведётся со ссылкой на конкретные климатические условия.
Что характерно, если когда-то, во время существования ещё советских норм назначения мощности отопительной установки, считали 1 кВт. всегда равным 10 кв. метрам, то сегодня крайне необходимо производить точный расчёт для реальных условий.
При этом нужно принимать следующие значения N уд.
Для примера сделаем расчёт мощности твердотопливного котла отопления относительно Сибирского региона, где зимние морозы порой достигают -35 градусов по Цельсию. Возьмём N уд. = 1,8 кВт. Тогда для отопления дома общей площадью 100 кв. м. понадобится установка с характеристикой следующей расчётной величины:
N котла = 100 кв. м. х 1,8 / 10 = 18 кВт.
Как видим, примерное отношение количества киловатт к площади как один к десяти здесь не имеет силу.
Важно знать! Если известно, сколько киловатт у конкретной установки на твёрдом топливе, можно посчитать тот объём теплоносителя, иными словами, объём воды, который необходим для наполнения системы. Для этого просто достаточно полученную N теплогенератора умножить на 15.
В нашем случае объём воды в системе отопления равен 18 х 15 = 270 литров.
Однако учёта климатической составляющей для расчёта силовой характеристики теплогенератора в ряде случаев недостаточно. Необходимо помнить, что могут иметь место тепловые потери из-за определённой конструкции помещений. Прежде всего, нужно учитывать, каковы стены жилого помещения. Насколько утеплён дом - этот фактор имеет большое значение. Также важно учитывать строение крыши.
В целом можно воспользоваться специальным коэффициентом, на который нужно умножить полученную по нашей формуле мощность.
Этот коэффициент имеет такие приближённые значения:
- К = 1, если дому более 15 лет, а стены выполнены из кирпича, пеноблоков или дерева, причём стены утеплены;
- К = 1.5, если стены не утеплены;
- К = 1.8, если, кроме неутеплённых стен, у дома плохая крыша, которая пропускает тепло;
- К = 0.6 у современного дома с утеплением.
Предположим, в нашем случае дому 20 лет, он выстроен из кирпича и хорошо утеплён. Тогда мощность, рассчитанная в нашем примере, остаётся прежней:
N котла = 18х1 = 18 кВт.
Если же котёл устанавливается в квартире, то здесь необходимо учесть подобный коэффициент. Но для обычной квартиры, если она не на первом или последнем этаже, К будет равен 0,7. Если же квартира на первом или последнем этаже, то следует принять К = 1,1.
Как рассчитать мощность для электрокотлов
Электрические котлы используются для отопления нечасто. Основная причина в том, что электроэнергия сегодня слишком дорога, а максимальная мощность таких установок невысока. К тому же, возможны сбои и долговременные отключения электричества в сети.
Расчёт здесь можно произвести по той же формуле:
N котла = S х N уд. / 10,
после чего следует умножить полученный показатель на необходимые коэффициенты, о них мы уже писали.
Однако есть и другой, более точный в этом случае, метод. Укажем его.
Этот способ основывается на том, что первоначально берётся величина 40 Вт. Данная величина означает, что столько мощности без учёта дополнительных факторов необходимо для прогрева 1 м3. Далее расчёт ведётся так. Поскольку окна и двери являются источниками теплопотерь, то нужно прибавлять на каждое окно 100 Вт, а на дверь - 200 Вт.
На последнем этапе учитывают те же самые коэффициенты, о которых уже упоминалось выше.
Для примера рассчитаем таким способом мощность электрического котла, устанавливаемого в доме 80 м2 с высотой потолков 3 м, с пятью окнами и одной дверью.
N котла = 40х80х3+500+200=10300 Вт, или приближенно 10 кВт.
Если расчёт ведётся для квартиры на третьем этаже, необходимо полученную величину умножить, как уже говорилось, на понижающий коэффициент. Тогда N котла = 10х0.7=7 кВт.
Теперь поговорим о твердотопливных котлах.
Для твердотопливных
Этот вид оборудования, как ясно из названия, отличается использованием для отопления твёрдого топлива. Преимущества таких агрегатов очевидны большей частью в отдалённых посёлках и дачных обществах, где нет газопроводов. В качестве твёрдого топлива используются обычно дрова или пеллеты - прессованная стружка.
Методика расчёта мощности твердотопливных котлов идентична приведённой выше методике, характерной для газовых котлов отопления . Иными словами, расчёт ведётся по формуле:
N котла = S х N уд. / 10.
После расчёта силового показателя по этой формуле, его также умножают на приведённые выше коэффициенты.
Однако в этом случае необходимо учесть тот факт, что у твердотопливного котла низкий КПД. Поэтому после расчёта описанным методом следует прибавить запас мощности примерно 20%. Впрочем, если в системе отопления планируется использовать тепловой аккумулятор в виде ёмкости для накопления теплоносителя, то можно оставить расчётную величину.
Чертеж твердотопливного котла расчетной мощности
Перебор и недобор
Напоследок отметим, что установка котла для отопления без предварительного расчёта его мощности может привести к двум нежелательным ситуациям:
- Мощность котла ниже необходимой для отопления имеющихся помещений.
- Мощность котла больше, чем необходимо для обогрева имеющихся помещений.
В первом случае, помимо того, что дома будет постоянно холодно, сам агрегат может выйти из строя из-за постоянных перегрузок. А расход горючего окажется неоправданно большим. Переустановка котла на новый сопряжена с большими материальными расходами и трудностями при демонтаже, стоит ли говорить о моральных издержках? Вот почему так важно правильно рассчитать мощность агрегата!
Во втором случае не всё так плачевно. Избыточная мощность котла, в основном, просто доставляет неудобство. Во-первых, это ощущение излишне потраченных денег на дорогой агрегат. Во-вторых, как ни странно, слишком мощный агрегат, работающий постоянно вполсилы, снижает свой КПД и быстро изнашивается. К тому же, много топлива будет расходоваться впустую.
Как видим, во втором случае тоже есть существенные минусы. Однако здесь ситуацию можно исправить, если, скажем, добавить котлу функцию обогрева горячего водоснабжения. В любом случае, конечное решение за потребителем.
Итак, мы рассмотрели способы расчёта мощности котла отопления. Указанные рекомендации должны помочь потребителям во время сложного процесса выбора и приобретения отопительного агрегата.
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.
Как рассчитать мощность отопительного котла, зная объём отапливаемого помещения?
В данном случае расчёт производится по следующей формуле:
Q = V × ΔT × K / 850
- Q – количество тепла в кВт/ч
- V – объём отапливаемого помещения в кубометрах
- ΔT – разница между температурой снаружи и внутри дома
- К – коэффициент потери тепла
- 850 – число, благодаря которому произведение трёх вышеуказанных параметров можно перевести в кВт/ч
Показатель К может иметь следующие значения:
- 3-4 – если конструкция здания упрощённая и деревянная или если оно сделано из профлиста
- 2-2,9 – у помещения небольшая теплоизоляция. Такое помещение имеет простую конструкцию, длина 1 кирпича равна толщине стены, окна и крыша имеют упрощённую постройку
- 1-1,9 – конструкция здания считается стандартной. У таких домой двойная кирпичная вкладка и мало простых окон. Кровля крыши обычная
- 0,6-0,9 – конструкция здания считается улучшенной. Такое здание имеет окна с двойными стеклопакетами, основа пола толстая, стены кирпичные и имеют двойную теплоизоляцию, крыша имеет теплоизоляцию, сделанную из хорошего материала
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.
Как рассчитать, сколько тепла необходимо для нагрева воды?
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
- с – удельная теплоёмкость воды, которая всегда равна 4200 Дж/кг·К,
- m – масса воды в кг
- Δt – разница температуры нагретой воды и поступающей воды из водопровода.
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:
- Допустим, нужно нагреть 150 л воды за один раз, значит ёмкость косвенного теплообменника равна 150 л, следовательно, к 28,58 кВт/ч необходимо прибавить 12,25 кВт/ч. Делается потому что показатель Qзаг меньше 40,83, следовательно, в помещении будет прохладнее ожидаемых 20 °С.
- В случае, если нагрев воды происходит порционно, то есть ёмкость косвенного теплообменника составляет 50 л, показатель 12,25 нужно разделить на 3 и далее прибавить самостоятельно к 28,58. После этих расчётов Qзаг равен 32,67 кВт/ч. Полученный показатель это и есть мощность, котла, которая необходима для отопления помещения.
Как произвести расчёт по площади?
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
- 0,1 кВт – норма необходимого тепла на 1 м².
- S – площадь помещения, которое нужно отопить.
- k1 показывает тепло, которое потерялось из-за строения окон, и имеет следующие показатели:
- 1,27 – у окна одинарное стекло
- 1,00 – окно со стеклопакетом
- 0,85 – у окна тройное стекло
- k2 показывает, тепло которое потерялось из-за площади окна (Sw). Sw относится к площади пола Sf. Его показатели следующие:
- 0,8 - при Sw/Sf = 0,1;
- 0,9 - при Sw/Sf = 0,2;
- 1,0 - при Sw/Sf = 0,3;
- 1,1 - при Sw/Sf = 0,4;
- 1,2 - при Sw/Sf = 0,5.
- k3 показывает утечку тепла сквозь стены. Может быть следующим:
- 1,27 – некачественная теплоизоляция
- 1 – стена дома имеет толщину 2-ух кирпичей или утеплитель толщиной 15 см
- 0,854 – хорошая теплоизоляция
- k4 показывает количество потерянного тепла из-за температуры снаружи здания. Имеет следующие показатели:
- 0,7, когда tз = -10 °С;
- 0,9 для tз = -15 °С;
- 1,1 для tз = -20 °С;
- 1,3 для tз = -25 °С;
- 1,5 для tз = -30 °С.
- k5 показывает сколько тепла потерялось из-за наружных стен. Имеет следующие значения:
- 1,1 в здании 1 внешняя стена
- 1,2 в здании 2 внешних стены
- 1,3 в здании 3 внешних стены
- 1,4 в здании 4 внешних стены
- k6 показывает количество тепла, которое необходимо дополнительно и зависит от высоты потолка (Н):
- 1 - для высоты потолка 2,5 м;
- 1,05 - для для высоты потолка 3,0 м;
- 1,1 - для высоты потолка 3,5 м;
- 1,15 - для высоты потолка 4,0 м;
- 1,2 - для для высоты потолка 4,5 м.
- k7 показывает сколько тепла была потеряно. Зависит от типа постройки, которая расположена над отапливаемым помещением. Имеет следующие показатели:
- 0,8 отапливаемое помещение;
- 0,9 тёплый чердак;
- 1 холодный чердак.
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.
Расчёт реальной мощности котла длительного горения на примере «Куппер ПРАКТИК-8 »
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:
- возможность использовать в качестве топлива дрова;
- в среднем за час, он сжигает 10 дров;
- мощность данного котла составляет 80кВт;
- загрузочная камера имеет объём 300л;
- КПД равен 85%.
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.
Сколько энергии дают разные типы горючего?
В данном случае показатели будут следующие:
- При сгорании 1 кг высушенных опилок или небольшой стружки хвойного дерева выдача 3,2 кВт/ч. При условии, что 1 л высушенных опилок весит 1,100 кг.
- Ольха имеет более высокую теплоотдачу и даёт 3 кВт в час, при весе 300 грамм.
- Деревья, которые относятся к видам твердолиственных, дают 1 кВт, имея вес 300 грамм.
- Уголь из камня даёт почти 5 кВт, при весе 400 грамм.
- Торф из Белоруссии даёт 2 кВт, при весе в 340 грамм.
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:
- Определить максимальную массу горючего, которая способна уместиться в отделении для загрузки горючего.
- Узнать, сколько тепла может отдать котёл, работающий на данном виде сырья;
- Какая уровень теплоотдачи будет за 1 час. Данное число необходимо самостоятельно разделить на тот период, за который выгорит всё количество дров.
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.
Loading...