Мощность отопительного котла площадь помещения. Расчет мощности газового котла для частного дома: рекомендации и примеры расчеты. Основные величины расчета мощности отопления
В любой системе отопления, использующей жидкий теплоноситель, ее «сердцем» является котел. Именно здесь происходит преобразование энергетического потенциала топлива (твёрдого, газообразного, жидкого) или электричества в тепло, которое передаётся теплоносителю, и уже им разносится по всем отапливаемым помещениям дома или квартиры. Естественно, возможности любого котла не беспредельны, то есть ограничены его техническо-эксплуатационными характеристиками, указанными в паспорте изделия.
Одной из ключевых характеристик является тепловая мощность агрегата. Проще говоря, он должен обладать способностью выработать в единицу времени такое количество тепла, которого было бы достаточно для полноценного обогрева всех помещений дома или квартиры. Подбор подходящей модели «на глаз» или по каким-то уж чересчур обобщенным понятиям может привести к ошибке в ту или иную сторону. Поэтому в данной публикации постараемся предложить читателю хоть и не профессиональный, но все же обладающий достаточно высокой степенью точности алгоритм, как рассчитать мощность котла для отопления дома.
Банальный вопрос – для чего знать необходимую мощность котла
Несмотря на то что вопрос действительно кажется риторическим, все же видится необходимость дать парочку пояснений. Дело в том, что некоторые хозяева домов или квартир все же умудряются допускать ошибки, впадая в ту или иную крайность. То есть приобретая оборудование или заведомо недостаточной тепловой производительности, в надежде сэкономить, или сильно завышенной, чтобы, по их мнению, гарантировано, с большим запасом обеспечить себя теплом в любой ситуации.
И то, и другое – совершенно неправильно, и негативно сказывается как на обеспечении комфортных условий проживания, так и на долговечности самого оборудования.
- Ну, с недостаточностью теплотворной способности все более-менее ясно. При наступлении зимних холодов котел станет работать на полную свою мощность, и не факт, что при этом в помещениях будет комфортный микроклимат. Значит, придется «нагонять тепло» с помощью электрический обогревательных приборов, что повлечет лишние немалые расходы. А сам котел, функционирующий на пределе своих возможностей, вряд ли протянет долго. В любом случае уже через год-другой владельцы жилья однозначно осознают необходимость замены агрегата на более мощный. Так или иначе, цена ошибки получается весьма впечатляющей.
- Ну а почему бы не приобрести котел с большим запасом, чем же это может помешать? Да, безусловно, качественный обогрев помещений будет обеспечен. Но теперь перечислим «минусы» такого подхода:
Во-первых, котел большей мощности сам по себе может стоить значительно дороже, и назвать такую покупку рациональной – сложно.
Во-вторых, с возрастанием мощности практически всегда увеличиваются габариты и масса агрегата. Это ненужные сложности при установке, «украденное» пространство, что бывает особо важно, если котел планируется разместить, например, на кухне или в другом помещении жилой зоны дома.
В-третьих, можно столкнуться с неэкономичностью работы системы отопления – часть затраченных энергоресурсов будет расходоваться, по сути, впустую.
В-четвертых, избыточная мощность – это регулярные длительные отключения котла, которые, кроме того, сопровождаются остыванием дымохода и, соответственно, обильным образованием конденсата.
В-пятых, если мощное оборудование никогда не нагружается должным образом, на пользу ему это не идет. Подобное утверждение может показаться парадоксальным, но так оно и есть – износ становится выше, длительность безаварийной эксплуатации существенно снижается.
Цены на популярные отопительные котлы
Избыток мощности котла будет уместен лишь в том случае, если к нему планируется подключить систему подогрева воды для хозяйственных нужд – бойлер косвенного нагрева. Ну или тогда, когда в перспективе предполагается расширение системы отопления. Например, в планах хозяев – возведение жилой пристройки к дому.
Способы проведения расчета необходимой мощности котла
По правде говоря, проведение теплотехнических расчетов всегда лучше доверять специалистам – слишком уж много нюансов приходится принимать во внимание. Но, понятно, что такие услуги оказываются не бесплатно, поэтому многие хозяева предпочитают взять на себя ответственность за выбор параметров котельного оборудования.
Давайте посмотрим, какие способы расчета тепловой мощности чаще всего предлагаются на просторах интернета. Но для начала уточним вопрос, что конкретно должно влиять на это параметр. Так проще будет разобраться в достоинствах и недостатках каждого из предлагаемых методов расчета.
Какие принципы являются ключевыми при проведении расчетов
Итак, перед системой отопления стоят две главных задачи. Сразу же уточним, что между ними нет четкого разделения – напротив, наблюдается очень тесная взаимосвязь.
- Первая – это создание и поддержание в помещениях комфортной для проживания температуры. Причем этот уровень нагрева должен распространяться на весь объем помещения. Безусловно, в силу физических законов, температурная градация по высоте все равно неизбежна, но она не должна сказываться на ощущении комфортности пребывания в комнате. Получается, что должна быть в состоянии прогреть определённый объем воздуха.
Степень комфортности температуры, безусловно – величина субъективная, то есть разные люди ее могут оценивать по-своему. Но все же принято считать, что этот показатель находится в области +20 ÷ 22 °С. Обычно именно такой температурой и оперируют при проведении теплотехнических расчетов.
Об этом же говорят и нормативы, установленные действующими ГОСТ, СНиП и СанПиН. Вот, например, в таблице ниже приведены требования ГОСТ 30494-96:
| Тип помещения | Уровень температуры воздуха, °С | |
|---|---|---|
| оптимальный | допустимый | |
| Жилые помещения | 20÷22 | 18÷24 |
| Жилые помещения для регионов с минимальными зимними температурами от - 31 °С и ниже | 21÷23 | 20÷24 |
| Кухня | 19÷21 | 18÷26 |
| Туалет | 19÷21 | 18÷26 |
| Ванная, совмещенный санузел | 24÷26 | 18÷26 |
| Кабинет, помещения для отдыха и учебных занятий | 20÷22 | 18÷24 |
| Коридор | 18÷20 | 16÷22 |
| Вестибюль, лестничная клетка | 16÷18 | 14÷20 |
| Кладовые | 16÷18 | 12÷22 |
| Жилые помещения (остальные - не нормируются) | 22÷25 | 20÷28 |
- Вторая задача – это постоянная компенсация возможных тепловых потерь. Создать «идеальный» дом, в которой полностью бы отсутствовали утечки тепла - проблема из проблем, практически нерешаемая. Можно лишь свести их к предельному минимуму. А путями утечки в той или иной мере становятся практически все элементы конструкции здания.
| Элемент конструкции здания | Примерная доля от общих тепловых потерь |
|---|---|
| Фундамент, цоколь, полы первого этада (по грунту или над неотапливаемым повалом) | от 5 до 10% |
| Стыки строительных конструкций | от 5 до 10% |
| Участки прохода инженерных коммуникаций через сроительные консрукции (трубы канализации, водопровода, газоснабжения, электрические или коммункационные кабели и т.п.) | до 5% |
| Внешние стены, в зависимости от уровня термоизоляции | от 20 до 30% |
| Окна и двери на улицу | около 20÷25%, из них порядка половины - из-за недостаточной герметизации коробок, плохой подгонки рам или полотен |
| Крыша | до 20% |
| Дымоход и вентиляция | до 25÷30% |
Для чего давались все эти довольно пространные объяснения? А лишь для того, чтобы у читателя возникла полная ясность, что при расчетах волей-неволей необходимо учитывать оба направления. То есть и «геометрию» отапливаемых помещений дома, и примерный уровень тепловых потерь из них. А количество этих утечек тепла, в свою очередь, зависит еще от целого ряда факторов. Это и разница температур на улице и в доме, и качество термоизоляции, и особенности всего дома в целом и расположения каждого из его помещений, и другие критерии оценки.
Возможно, вас заинтересует информация о том, какие подходят
Теперь, вооружившись этими предварительными познаниями, перейдем к рассмотрению различных методов расчета необходимой тепловой мощности.
Расчет мощности по площади отапливаемых помещений
Предлагается исходить их условного соотношения, что для качественного обогрева одного квадратного метра площади помещения необходим расходовать 100 Вт тепловой энергии. Таким образом, поможет высчитать, какая :
Q = Sобщ / 10
Q - требуемая тепловая мощность системы отопления, выраженная в киловаттах.
Sобщ - суммарная площадь отапливаемых помещений дома, квадратных метров.
Делаются, правда, оговорки:
- Первая - высота потолка помещения в среднем должна составлять 2.7 метра, допускается диапазон от 2,5 до 3 метров.
- Вторая - можно сделать поправку на регион проживания, то есть принять не жесткую норму 100 Вт/м², а «плавающую»:
То есть формула при этом примет несколько иной вид:
Q = Sобщ × Qуд / 1000
Qуд - взятое из показанной выше таблицы значение удельной тепловой мощности на квадратный метр площади.
- Третья - расчет справедлив для домов или квартир со средней степенью утепления ограждающих конструкций.
Тем не менее, несмотря на упомянутые оговорки, такой расчет никак нельзя назвать точным. Согласитесь, что он в большей мере зиждется на «геометрии» дома и его помещений. А вот теплопотери практически в расчет не принимаются, если не считать довольно-таки «размытых» диапазонов удельной тепловой мощности по регионам (которые тоже с весьма туманными границами), и ремарки, что стены должны иметь среднюю степень утепления.
Но что бы то ни было, такой метод все же пользуется популярностью, именно за свою простоту.
Понятно, что к полученному расчетному значению необходимо добавить эксплуатационный резерв мощности котла. Чрезмерно завышать его не следует – специалисты советуют останавливаться на диапазоне от 10 до 20%. Это, кстати, касается всех методов расчета мощности отопительного оборудования, о которых речь пойдет ниже.
Расчет необходимой тепловой мощности по объему помещений
По большому счету, этот способ расчета во многом повторяет предыдущей. Правда, исходной величиной здесь уже выступает не площадь, а объем – по сути, та же площадь, но умноженная еще на высоту потолков.
А нормы удельной тепловой мощности здесь принимаются такие:
- для кирпичных домов – 34 Вт/м³;
- для панельных домов – 41 Вт/м³.
Даже исходя из предлагаемых значений (из их формулировки) становится понятно, что эти нормы были установлены для многоквартирных домов, и применяются в основном для расчета потребности в тепловой энергии для помещений, подключенных к центральной системе отделения или к автономному котельному пункту.
Совершенно очевидно, что во главу угла вновь ставится «геометрия». А вся система учета тепловых потерь сводится лишь к различиям в теплопроводности кирпичных и панельных стен.
Одним словом, точностью такой подход к расчетам тепловой мощности тоже не отличается.
Алгоритм расчета с учетом особенностей дома и его отдельных помещений
Описание методики расчета
Итак, предложенные выше методы дают лишь обще представление о необходимом количестве тепловой энергии для отопления дома или квартиры. Уязвимое место у них общее – практически полное игнорирование возможных тепловых потерь, которые рекомендуется считать «среднестатистическими».
Но вполне возможно провести и более точные вычисления. В этом поможет предлагаемый алгоритм расчета, который воплощен, кроме того, в форме онлайн-калькулятора, который будет предложен ниже. Просто перед началом вычислений имеет смысл пошагово рассмотреть сам принцип их проведения.
Прежде всего – важное замечание. Предлагаемая методика предполагает оценку не всего дома или квартиры по общей площади или объему, а каждого отапливаемого помещения в отдельности. Согласитесь, что комнаты равной площади, но различающиеся, скажем, количеством внешних стен, потребуют и разное количество тепла. Нельзя поставить знак равенства между помещениями, имеющими существенную разницу в количестве и площади окон. И таких критериев оценки каждой из комнат – немало.
Так что будет правильнее рассчитать необходимую мощность для каждого из помещений по отдельности. Ну а потом простое суммирование полученных значений приведет нас к искомому показателю общей тепловой мощности для всей системы отопления. То есть, по сути, для ее «сердца» — котла.
Еще одно замечание. Предлагаемый алгоритм не претендует на «научность», то есть он напрямую не основывается на каких-то конкретных формулах, установленных СНиП или иными руководящими документами. Однако, он проверен практикой применения и показывает результаты с высокой степенью точности. Различия с итогами профессионально проведенных теплотехнических расчетов – минимальны, и никак не сказываются на правильном выборе оборудования по его номинальной тепловой мощности.
«Архитектура» расчета такова - берется базовое, уде упомянутое выше значение удельной тепловой мощности, равное 100 Вт/м², а затем вводится целая череда поправочных коэффициентов, в той или иной степени отражающих количество теплопотерь конкретного помещения.
Если это выразить математической формулой, то получится примерно так:
Qк = 0.1 × Sк × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7 × k8 × k9× k10 × k11
Qк - искомая тепловая мощность, необходимая для полноценного отопления конкретной комнаты
0.1 - перевод 100 Вт в 0.1 кВт, просто для удобства получения результата именно в киловаттах.
Sк - площадь помещения.
k1 ÷ k11 - поправочные коэффициенты для корректировки результата с учетом особенностей помещения.
С определением площади помещения, надо полагать, проблем быть не должно. Так что сразу перейдем к подробному рассмотрению поправочных коэффициентов.
- k1 — коэффициент, учитывающий высоту потолков в комнате.
Понятно, что высота потолков напрямую влияет на объем воздуха, который должна прогреть система отопления. Для расчета предлагается принять следующие значения поправочного коэффициента:
- k2 — коэффициент, учитывающий количество стен помещения, контактирующих с улицей.
Чем больше площадь контакта с внешней средой, тем выше уровень тепловых потерь. Каждый знает, что в угловой комнате всегда бывает значительно прохладнее, нежели в имеющей всего одну внешнюю стену. А некоторые помещения дома или квартиры и вовсе могут быть внутренними, не имеющими контакта с улицей.
По уму, конечно, следует принимать не только количество внешних стен, но и их площадь. Но у нас расчет все же упрощенный, поэтому ограничимся только введением поправочного коэффициента.
Коэффициенты для различных случаев приведены в таблице ниже:
Случай, когда все четыре стены внешние – не рассматриваем. Это уже не жилой дом, а просто какой-то сарай.
- k3 — коэффициент, принимающий в расчет положение внешних стен относительно сторон света.
Даже зимой не стоит сбрасывать со счетов возможное воздействие энергии солнечных лучей. В ясный день они проникают через окна в помещения, включаясь тем самым в общую подачу тепла. Кроме того, и стены получают заряд солнечной энергии, что ведет к уменьшению общего количества теплопотерь через них. Но все это справедливо только лишь для тех стен, которые «видят» Солнце. На северной и северо-восточной стороне дома такого влияния не оказывается, на что тоже можно сделать определённую поправку.
Значения корректировочного коэффициента на стороны света – в таблице ниже:
- k4 — коэффициент, учитывающий направление зимних ветров.
Возможно, эта поправка и не является обязательной, но для домов, расположенных на открытой местности, имеет смысл принять в расчет и ее.
Возможно вас заинтересует информация о том, что собой представляют
Практически в любой местности наблюдается преобладание зимних ветров – это еще называется «розой ветров». Такая схема в обязательном порядке есть у местных метеорологов – она составляется по результатам многолетних наблюдений за погодой. Довольно часто и сами местные жители прекрасно осведомлены, какие ветра чаще всего их беспокоят зимой.
И если стена помещения размещена с наветренной стороны, и не защищена какими-то естественными или искусственными преградами от ветра, то она будет выстуживаться значительно сильнее. То есть и тепловые потери помещения возрастают. В меньшей степени это будет выражено у стены, расположенной параллельно направлению ветра, в минимальной – находящейся с подветренной стороны.
Если нет желания «заморачиваться» с этим фактором, или же отсутствует достоверная информация о зимней розе ветров, то можно оставить коэффициент, равный единице. Или же, наоборот, приять его максимальным, на всякий случай, то есть для наиболее неблагоприятных условий.
Значения этого поправочного коэффициента – в таблице:
- k5 — коэффициент, учитывающий уровень зимних температур в регионе проживания.
Если проводить теплотехнические расчеты по всем правилам, то оценку тепловых потерь проводят с учетом разницы температур в помещении и на улице. Понятно, что чем холоднее по климатическим условиям регион, тем больше тепла требуется подавать в системе отопления.
В нашем алгоритме это тоже будет в определенной степени учтено, но с допустимым упрощением. В зависимости от уровня минимальных зимних температур, приходящихся на самую холодную декаду, выбирается поправочный коэффициент k5.
Здесь будет уместным сделать одно замечание. Расчет будет корректным, если принимаются во внимание температуры, которые для данного региона считаются нормой. Нет никакой необходимости вспоминать аномальные морозы, которые случились, скажем, несколько лет назад (и оттого, кстати, и запомнились). То есть должна выбираться самая низкая, но нормальная для данной местности температура.
- k6 – коэффициент, принимающий во внимание качество термоизоляции стен.
Вполне понятно, что чем эффективнее система утепления стен, тем меньше будет уровень тепловых потерь. В идеале, к которому следует стремиться, термоизоляция вообще должна быть полноценной, проведенной на основании выполненных теплотехнических расчетов, с учетом климатический условий региона и особенностей конструкции дома.
При расчете требуемой тепловой мощности системы отопления следует учесть и имеющуюся термоизоляцию стен. Предлагается такая градация поправочных коэффициентов:
Недостаточная степень термоизоляции или вообще полное ее отсутствие, по идее, вовсе не должны наблюдаться в жилом доме. В противном случае система отопления будет очень затратной, да еще и без гарантии создания действительно комфортных условий проживания.
Возможно, вас заинтересует информация о том, в системе отопления
Если читатель желает самостоятельно оценить уровень термоизоляции своего жилья, он может воспользоваться информацией и калькулятором, которые размещены в последнем разделе настоящей публикации.
- k7 и k8– коэффициенты, учитывающие теплопотери через пол и потолок.
Следующие два коэффициента схожи – их введением в расчет принимается во внимание примерный уровень тепловых потерь через полы и потолки помещений. Подробно здесь расписывать незачем – и возможные варианты, и соответствующие им значения этих коэффициентов показаны в таблицах:
Для начала – коэффициент k7, корректирующий результат в зависимости от особенностей пола:
Теперь – коэффициент k8, вносящий поправку на соседство сверху:
- k9 – коэффициент, учитывающий качество окон в помещении.
Здесь тоже все просто – чем качественнее окна, тем меньше теплопотери через них. Старые деревянные рамы, как правило, не отличаются хорошими термоизоляционными характеристиками. Лучше с этим дело обстоит у современных оконных систем, оснащенных стеклопакетами. Но и у них может быть определённая градация – по количество камер в стеклопакете и по другим особенностям конструкции.
Для нашего упрощенного расчета можно применить следующие значения коэффициента k9:
- k10 – коэффициент, вносящий поправку на площадь остекления комнаты.
Качество окон еще полностью не раскрывает всех объемов возможных теплопотерь через них. Очень большое значение имеет площадь остекления. Согласитесь, сложно сравнивать маленькое окошко и огромное панорамное окно чуть не во всю стену.
Чтобы внести корректировку и на этот параметр, для начала следует рассчитать так называемый коэффициент остекления помещения. Это несложно – просто находится отношение площади остекления к общей площади комнаты.
kw = sw / S
kw - коэффициент остекления помещения;
sw - суммарная площадь остекленных поверхностей, м²;
S - площадь помещения, м².
Измерить и просуммировать площадь окон сможет каждый. А затем несложно простым делением найти и искомый коэффициент остекления. А он, в свою очередь, дает возможность зайти в таблицу и определить значение поправочного коэффициента k10:
| Значение коэффициента остекления kw | Значение коэффициента k10 |
|---|---|
| - до 0.1 | 0.8 |
| - от 0.11 до 0.2 | 0.9 |
| - от 0.21 до 0.3 | 1.0 |
| - от 0.31 до 0.4 | 1.1 |
| - от 0.41 до 0.5 | 1.2 |
| - свыше 0.51 | 1.3 |
- k11 – коэффициент, принимающий во внимание наличие дверей на улицу.
Последний из рассматриваемых коэффициентов. В помещении может быть дверь, ведущая непосредственно на улицу, на холодный балкон, в неотапливаемый коридор или подъезд и т.п. Мало того что дверь сама по себе часто является весьма серьезным «мостиком холода» - при ее регулярном открывании каждый раз в помещение будет проникать изрядный объем холодного воздуха. Стало быть, и на это фактор следует сделать поправку: подобные теплопотери, безусловно, требуют дополнительной компенсации.
Значения коэффициента k11 приведены в таблице:
Этот коэффициент стоит принимать во внимание, если дверями в зимнее время регулярно пользуются.
Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет
* * * * * * *
Итак, все поправочные коэффициенты рассмотрены. Как видите – ничего сверхсложного здесь нет, и можно смело переходить к расчетам.
Еще один совет перед началом вычислений. Все будет намного проще, если предварительно составить таблицу, в первом столбце которой последовательно указать все отпаиваемые помещения дома или квартиры. Далее, по столбцам, разместить данные, которые требуются для расчетов. Например, во втором столбце – площадь помещения, в третьем - высота потолков, в четвертом – ориентация по сторонам света – и так далее. Такую табличку составить несложно, имея перед собой план своих жилых владений. Понятно, что в последний столбец будут заноситься рассчитанные значения требуемой тепловой мощности по каждому помещению.
Таблицу можно составить в офисном приложении, или даже просто расчертить на листе бумаги. И не спешите с ней расставаться после проведения расчётов – полученные показатели тепловой мощности еще пригодятся, например, при приобретении радиаторов отопления или же электрических нагревательных приборов, используемых в качестве резервного источника тепла.
Чтобы предельно упростить читателю задачу проведения таких вычислений, ниже размещен специальный онлайн-калькулятор. С ним, при предварительно собранных в таблицу исходных данных, расчет займёт буквально считаные минуты.
Калькулятор расчета необходимой тепловой мощности для помещений дома или квартиры.
Как выполнить расчет мощности газового котла при заданных параметрах отапливаемого помещения? Мне известны, как минимум три разных способа, дающих разный уровень достоверности результатов, и сегодня мы познакомимся с каждым из них.
Общая информация
Почему мы рассчитываем параметры именно для газового отопления?
Дело в том, что газ является самым экономичным (и, соответственно, самым популярным) источником тепла. Киловатт-час тепловой энергии, полученной при его сгорании, обходится потребителю в 50-70 копеек.
Для сравнения - цена киловатт-часа тепла для других энергоносителей:
- Твердое топливо - 1,1-1,6 рубля за киловатт-час;
- Дизтопливо - 3,5 р./кВт·ч;
- Электроэнергия - 5 р./кВт·ч.
Кроме экономичности, газовое оборудование привлекает удобством использования. Котел требует обслуживания не чаще раза в год, не нуждается в растопках, чистке зольника и пополнении запаса топлива. Приборы с электронным розжигом работают с выносными термостатами и способны автоматически поддерживать постоянную температуру в доме вне зависимости от погоды.
Отличается ли расчет газового котла для дома от расчета твердотопливного, жидкотопливного или электрического котла?
В общем случае - нет. Любой источник тепла должен компенсировать теплопотери через пол, стены, окна и потолок здания. Его тепловая мощность никак не связана с используемым энергоносителем.
В случае двухконтурного котла, снабжающего дом горячей водой для хознужд, нам нужен резерв мощности для ее нагрева. Избыточная мощность обеспечит одновременный расход воды в системе ГВС и нагрев теплоносителя на отоплении.
Методы расчетов
Схема 1: по площади
Нам поможет в этом нормативная документация полувековой давности. Согласно советским СНиП, отопление должно проектироваться из расчета 100 ватт тепла на квадрат отапливаемого помещения.
Давайте, для примера выполним расчет мощности для дома размером 6х8 метров:
- Площадь дома равна произведению его габаритных размеров. 6х8х48 м2;
- При удельной мощности 100 Вт/м2 полная мощность котла должна быть равна 48х100=4800 ватт, или 4,8 кВт.
Выбор мощности котла по площади отапливаемого помещения прост, понятен и… в большинстве случаев дает неверный результат.
Потому, что он пренебрегает рядом важных факторов, влияющих на реальные теплопотери:
- Количеством окон и дверей . Через остекление и дверные проемы теряется больше тепла, чем через капитальную стену;
- Высотой потолков . В многоквартирных домах советской постройки она была стандартной - 2,5 метра с минимальной погрешностью. А вот в современных коттеджах можно встретить потолки высотой в 3, 4 и более метров. Чем выше потолок, тем больше отапливаемый объем;
- Климатической зоной . При неизменном качестве теплоизоляции теплопотери прямо пропорциональны разности внутренней и уличной температур.
В многоквартирном доме на теплопотери влияет расположение жилого помещения относительно внешних стен: торцевые и угловые комнаты теряют больше тепла. Однако в типичном коттедже все комнаты имеют общие стены с улицей, поэтому соответствующий коэффициент поправки закладывается в базовое значение тепловой мощности.
Схема 2: по объему с учетом дополнительных факторов
Как выполнить своими руками расчет газового котла для отопления частного дома с учетом всех упомянутых мной факторов?
Первое и основное: в расчете мы учитываем не площадь дома, а его объем, то есть произведение площади на высоту потолков.
- Базовое значение мощности котла на один кубометр отапливаемого объема - 60 ватт;
- Окно увеличивает теплопотери на 100 ватт;
- Дверь прибавляет 200 Вт;
- Теплопотери умножаются на региональный коэффициент . Он определяется средней температурой наиболее холодного месяца:
| Изображение | Коэффициент и климатическая зона |
 |
0,6-0,9 - для регионов со средней температурой января около 0 °С (Краснодарский край, Крым). |
 |
1,2-1,3 - для средней температуры самого холодного месяца в -15-20 °С (Московская и Ленинградская области). |
 |
1,5-1,6 - для областей со средней январской температурой в -25-30 °С (Новосибирская область, Хабаровский край). |
 |
2 - для -40 и ниже (Чукотка, Якутия). |
Давайте снова рассчитаем мощность котла для нашего дома размером 6х8 метров, уточнив несколько дополнительных параметров:
- Расположение дома - город Севастополь (средняя температура января - +3 градуса по шкале Цельсия);
- Количество окон - 5. На улицу ведет одна дверь;
- Высота потолка - 3,2 метра.
- Объем дома (с внешними стенами) равен произведению трех его габаритов: 6х8х3,2=153,6 кубометра;
- Базовая мощность для этого объема - 153,6х60=9216 Вт;
- С учетом окон и дверей она увеличится на 5х100+200=700 ватт. 9216+700=9916;
- Региональный коэффициент для теплого климата Крыма мы возьмем равным 0,6.
9916*0,6=6000 (с округлением) ватт.
Как видите, усложненная схема расчета дала результат, заметно отличающийся от предыдущего. Насколько он точен?
Расчет даст достоверный результат для дома, качество утепления которого примерно соответствует качеству утепления домов советской постройки. В основе схемы - все те же 100 ватт на квадрат площади, пересчитанные с учетом стандартной высоты потолков в 2,5 метра в 40 Вт/м3 и умноженные на коэффициент 1,5 для компенсации теплопотерь частного дома через крышу и пол.
Как определить потребность в тепле дома с нестандартным утеплением?
Схема 3: по объему с учетом качества утепления
Самая универсальная формула расчета тепловой мощности котла имеет вид Q=V*Dt*k/860.
В этой формуле:
- Q - теплопотери дома в киловаттах;
- V -объем, который предстоит отапливать котлу, в кубометрах;
- Dt - расчетная дельта температуры между отапливаемым помещением и воздухом за внешними стенами;
- k - коэффициент рассеивания, определяющийся качеством утепления дома.
Как подобрать коэффициент k?
Выберите его значение для ваших условий, руководствуясь следующей таблицей:
| Изображение | Значение коэффициента и описание постройки |
 |
3-4 - постройка без утепления (склад из профлиста, щитовой дом со стенами из досок в один слой) |
 |
2,0-2,9 - стены из бруса толщиной 10 см или из кирпича толщиной 25 см, деревянные рамы, одиночное остекление |
 |
1,0-1,9 - кирпичные стены толщиной 50 см, двойные стеклопакеты в окнах |
 |
0,6-0,9 - фасад, утепленный пенопластом или минватой, пластиковые окна с тройными или энергосберегающими стеклопакетами |
Как выбрать значение расчетной уличной температуры? В расчетах принято использовать температуру наиболее холодной пятидневки зимы для данного региона. Редкие экстремальные заморозки не учитываются: при падении столбика термометра ниже привычных отметок можно задействовать вспомогательные источники тепла (обогреватели, тепловентиляторы и т.д.).
Где взять соответствующую информацию? Инструкция вполне предсказуема: нужные данные найдутся в СНиП 23-01-99, нормативном документе, посвященном строительной климатологии.
Для удобства читателей я приведу здесь небольшую выдержку из текста СНиП.
| Город | Температура самых холодных 5 дней зимы, °С |
| Майкоп | -22 |
| Барнаул | -42 |
| Благовещенск | -37 |
| Тында | -46 |
| Шимановск | -41 |
| Архангельск | -37 |
| Астрахань | -26 |
| Уфа | -39 |
| Белгород | -28 |
| Брянск | -30 |
| Улан-Удэ | -40 |
| Владимир | -34 |
| Вологда | -37 |
| Воронеж | -31 |
| Махачкала | -19 |
| Иркутск | -38 |
| Калининград | -24 |
| Петропавловск-Камчатский | -22 |
| Печора | -48 |
| Кострома | -35 |
| Агата | -55 |
| Туруханск | -56 |
| Санкт-Петербург | -30 |
| Сусуман | -57 |
| Москва | -32 |
| Новосибирск | -42 |
| Владивосток | -26 |
| Комсомольск-на-Амуре | -37 |
| Ялта | -8 |
| Севастополь | -11 |
Давайте вернемся к нашему примеру с домом в Севастополе, очередной раз уточнив несколько деталей:
- Остекление окон - одиночное, в деревянных крупнощелевых рамах;
- Материал стен - бут, толщиной около полуметра.
Приступим к расчетам.
- За расчетную внутреннюю температуру мы примем соответствующие санитарным нормам +20°С. С учетом данных из приведенной выше таблицы параметр Dt будет равен 20 — -11 = 31 градус;
- Коэффициент рассеивания примем равным 2,0: у бутовых стен теплопроводность куда выше, чем у кирпичных;
- Объем дома мы вычислили ранее. Он равен 153,6 куба;
- Подставим значения переменных в нашу формулу. Q=153,6х31*2/860=11 кВт.
Как видите, поправка на значительные теплопотери увеличила расчетную мощность газового котла почти вдвое.
Два контура
Очень просто: на работу второго проточного в проект закладывается 20-процентный запас. В нашем случае требуемая мощность составит 11х1,2=13,2 кВт.
Газовый котёл — универсальный теплообменник , обеспечивающий циркуляцию горячей воды для хозяйственных целей и отопление помещения.
На вид аппарат выглядит похожим на небольшой холодильник.
При установке отопительного котла, необходимо правильно рассчитать его мощность.
Расчёт мощности газового котла отопления для частного дома
Удобство и безопасность нахождения в помещении с котлом зависит от его производительности .
В любом случае нужно брать значение больше расчётного, чтобы у котла был запас мощности . Агрегат не должен работать на пределе своих характеристик и возможностей, т. к. это приведёт к поломке в ближайшие месяцы после покупки . А также учтите шанс появления аномальных температур в вашем регионе. А для загородных домов будет не лишним учитывать возможность расширения и появления новых комнат, а следовательно — и увеличение площади в будущем.
Производительность котлов измеряется в кВт (Киловатты) . Эту величину всегда указывают в технических документах модели.
Внимание! Не стоит устанавливать котёл, если на улице низкая температура воздуха.
Зачем рассчитывать мощность
Расчёт мощности очень важен, ведь превышение тепловой мощности приведёт к:
- Быстрому износу всех комплектующих агрегата.
- Испарению воды в дымоходе (конденсат ).
- Ухудшению работы газового котла и снижению эффективности.
- Большим расходам — мощные модели дороже на рынке.
- Выходу из строя автоматики при низких нагрузках.
Поэтому выбирайте аппарат тщательно и старайтесь найти котёл с требуемой производительностью.
Данные для подсчёта: высота потолков, площадь, климат и другое
- Высота потолков желательно не менее двух метров . В той комнате, где расположен агрегат, должны быть огнеупорные стены. Низкие потолки могут повлечь небезопасность конструкции.
- Климатические условия региона . У каждого региона есть свой коэффициент климата, и этот показатель используется при расчёте мощности по формуле. Для центральной части России это от 1,2 до 1,5 ; для южных областей — около 0,7 ; а для северных регионов — 1,2—1,5.
- Объем воды для отопления также влияет на экономичность системы. Теплоноситель (нагретый котлом) остаётся в доме, а с ним остаётся и тепло.
- Площадь помещения — важный параметр. Самый простой способ расчёта ещё с советских времён — на каждые десять кв. м. используется1 кВт энергии . Сейчас, конечно, параметров для подсчёта больше, но площадь остаётся важным критерием.
Важно! При установке котла на кухне существует одно правило — использовать только настенные виды. Желательно, чтобы в нём была закрытая камера сгорания.
- Степень утеплённости дома и теплопотери. В некоторых домах устанавливают системы «тёплый пол», да и бытовая техника вырабатывает тепло. В этом случае производительность следует увеличить ещё как минимум на 20% , как бы это ни казалось странным.
Фото 1. Теплопотери дома через различные его части, выраженные в процентном соотношении.
- Тип вентиляции дома . К вентиляции при установке агрегата есть особые требования — воздушный объем в комнате должен за час меняться три раза . Для этого нужна приточно-вытяжная система и окна с форточками.
- При установке настенного агрегата следите за прочностью стен. При монтаже напольного котла — за огнеупорностью и прочности пола.
Внимание! Во входной двери не забудьте сделать отверстие с решёткой для хорошего воздухообмена.
- Отопление помещений с бассейном не сильно отличается от обычных домов, только температура в помещении не больше 28 °C . Если же есть оранжерея , то температуру придётся сверять с теплолюбивостью растений в ней.
Выбор формулы
На самом деле, расчёт производительности агрегата для обычного дома — весьма нетрудное дело. Сначала подсчитывают:
- Общую площадь помещения в квадратных метрах (S).
- Климатический коэффициент (коэффициенты расписаны чуть выше) (КЛ).
Имея эти параметры, вы сможете найти мощность, подставив данные в формулу: МК=S*КЛ/10. МК — производительность в киловаттах. Например, для дома в 100 кв. метров , находящегося в центральной части России, МК будет составлять 11 кВт.
Важно! Эта формула подойдёт для расчёта мощности одноконтурной системы, только для отопления дома. Если требуется двухконтурный котёл, который помимо отопления будет нагревать воду, увеличивайте мощность ещё на 25%.
Более точный способ расчёта для индивидуального проекта строения — МК = Qт*Кз, где:
- Qт — теплопотери помещения.
- Кз — коэффициент запаса, равный примерно 1,2.
Теплопотери же измеряются по другой формуле: Qт=V*k*Pt, где:
- V — объем строения в кубических метрах.
- Рt — разница между внешней и внутренней температурой в градусах Цельсия.
- k — ещё один коэффициент, зависящий от материала строения (коэф. рассеивания). Для обычных зданий без теплоизоляции он составляет 3—4 , для низкой теплоизоляции (кирпичные строения в одну кладку) около 2—2,9 ; для среднего уровня (обычные дома) —1 ; ну а для высоких уровней коэффициент равен 0,6 .
Справка. На сайтах многих производителей газового оборудования есть специальные калькуляторы для расчёта необходимой производительности. Это значительно облегчает задачу в подсчёте.
Расчёт потребления топлива
Необходимо рассчитывать также и расход топлива. Для этого понадобятся следующие данные:
- КПД — показатель отображается в техническом паспорте. Нужный для подсчёта параметр указывают, обычно, как Hi и равен он 87—92%.
- Рекомендуемая мощность агрегата в кВт (найденная по прошлой формуле).
В технических документах производители указывают средние значения расхода топлива. Если же рассчитать всё самостоятельно, будет понятно, что на 10 кВт мощности при КПД около 92% требуется за час 1,12 кубометров голубого топлива.
Техническим консультантам компании «Термомир», работающим с газовым котельным оборудованием не первый год, часто приходится слышать вопрос – Как подобрать газовый котел по площади дома. Разберемся с этой темой подробнее.
Отопительный газовый котел представляет собой устройство, при помощи сгорания топлива (природного или сжиженного газа) осуществляющего нагрев теплоносителя.
Устройство (конструкция) газового котла : горелка, теплообменник, теплоизолированный корпус, гидравлический блок, а также приборы безопасности и управления. Такие котлы на газе требуют подключения дымохода для отвода продуктов сгорания. Дымоход может быть как обычный вертикальный, так и коаксиальный («труба в трубе») для котлов с закрытой камерой сгорания. Многие современные котлы комплектуются встроенными насосами для принудительной циркуляции воды.
Принцип работы газового котла - теплоноситель, проходя через теплообменник, нагревается и далее циркулирует по системе отопления, отдавая полученную тепловую энергию через радиаторы, теплый пол, полотенцесушители, а также обеспечивая нагрев воды в бойлере косвенного нагрева (в случае его подключения к котлу на газе).
Теплообменник - металлическая емкость, в которой нагревается теплоноситель (вода или антифриз) - может быть выполнен из стали, чугуна, меди и т.д. Надежность и долговечность газового котла зависят от качества теплообменника в первую очередь. Чугунные теплообменники устойчивы к коррозии и имеют длительный срок службы, но чувствительны к резкому перепаду температур и отличаются значительным весом. Стальные емкости могут страдать от ржавчины, поэтому их внутренние поверхности защищают различными антикоррозийными покрытиями, обеспечивающие продление «жизни» прибора. Стальные теплообменники являются наиболее распространёнными при производстве котлов. Медным же теплообменникам коррозия не страшна и благодаря высокому коэффициенту теплопередачи, малому весу и габаритам такие теплообменники часто используются в настенных котлах, но из минусов следует отметить, что они дороже стальных.
Помимо теплообменника немаловажной деталью котлов газовых является горелка, которая может быть различных видов: атмосферная или вентиляторная, одноступенчатая или двухступенчатая, с плавной модуляцией, двойная.
Для управления газовым котлом используется автоматика с различными настройками и функциями (например, погодозависимая система управления), а также устройства для программирования работы и удаленного управления котлом.
Основными техническими характеристиками газовых котлов отопления являются: мощность, количество контуров обогрева, тип топлива., вид камеры сгорания, тип горелки, способ монтажа, наличие насоса и расширительного бака, автоматика управления котла.
Чтобы определить необходимую мощность газового котла отопления для частного загородного дома или квартиры используется простая формула - 1 кВт мощности котла для обогрева 10 м 2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Если требуется обогрев подвала, застекленного зимнего сада, помещений с нестандартными потолками и т.п. мощность котла на газе должна быть увеличена. Также необходимо увеличение мощности (порядка 20-50%) при обеспечении газовым котлом и горячего водоснабжения (особенно если необходим нагрев воды в бассейне).
Особенность расчета мощности у газовых котлов: номинальное давление газа, при котором котел работает на 100% заявленной производителем мощности, для большинства котлов составляет от 13 до 20 мбар, а фактическое давление в газовых сетях в России может быть и 10 мбар, а иногда и ниже. Соответственно, газовый котел часто работает только на 2/3 своих возможностей и это необходимо учитывать при расчете. Более подробно с таблицей расчета мощности котла отопления можно
Большинство газовых котлов можно перевести с работы от природного газа на сжиженный газ (баллонный пропан). Многие модели переключаются на сжиженный газ заводским способом (при покупке уточняйте эти характеристики модели), либо к газовому котлу дополнительно поставляются форсунки (жиклеры) для переключения на баллонный газ.
Плюсы и минусы газовых котлов:
Обвязка котла – это устройства для полноценной работы системы отопления и водоснабжения. В нее входят: насосы, расширительные баки, фильтры (при необходимости), коллекторы, обратные и предохранительные клапаны, воздушные клапаны, вентили и т.д. Также понадобится приобрести радиаторы, соединительные трубы и вентили, терморегуляторы, бойлер и др. Вопрос выбора котла достаточно серьезный, поэтому подбор оборудования и его полную комплектацию лучше доверить профессионалам.
Какой котел самый лучший? На российском рынке газового котельного оборудования есть свои лидеры по качеству и надежности. Лучшие фирмы-производители и марки газовых котлов представлены в ассортименте:
«Премиум-класс» или "Люкс" - самые надежные и долговечные, удобные в управлении, комплект собирается как «конструктор», дороже остальных. К таким производителям можно отнести немецкие компании
Служит в качестве основы для отопительной системы. Именно его производительность оказывает прямое воздействие на возможности коммуникационной сети обеспечивать жилище требуемым количеством тепла. Если правильно и грамотно рассчитать мощность котла отопления, то это исключит необходимость в лишних расходах, связанных с приобретением дополнительных приборов и их работой. При осуществлении предварительных расчетов подбор оборудования будет правильным, то есть его теплоотдача, заложенная производителем, поможет в сохранении его технических параметров.
База для расчетов
Расчет мощности котла отопления представляет собой довольно значимый момент. Как правило, этот параметр можно сравниваться со всей теплоотдачей системы отопления, которая предназначена для обеспечения дома определенных размеров, с заданным количеством этажей, а также соответствующими теплотехническими свойствами. Для обустройства небольшого частного или загородного дома нет необходимости в приобретении очень мощного котла.
Автономное отопление и мощность котла рассчитываются в зависимости от площади - это основной параметр, если будет рассматриваться теплотехника здания соответственно региональному климату. В данном случае важнейшим параметром является площадь дома.
Что влияет на расчет?
Если вы желаете произвести расчет мощности котла отопления максимально точно, то для этого можно воспользоваться методикой, предоставленной СНиП II-3-79. В этом случае при проведении профессиональных расчетов требуется учитывать следующие факторы:
- среднестатистическую региональную температуру в зимнее время года;
- свойства используемых для возведения ограждающих конструкций дома;
- тип разводки отопительного контура;
- соотношение площадей несущих конструкций и проемов;
- сведения по каждой комнате отдельно.
Тонкости процесса расчета
Итак, расчет отопления дома должен производиться на базе плана дома, который служит самым главным документом для проведения расчета. Чтобы полученный результат был максимально точным, требуется использовать и такую информацию, как данные о количестве единиц цифровой и бытовой техники, так как она тоже определенным образом выделяет тепло в помещение. Однако автономное отопление можно организовать и без необходимости проведения столь точных расчетов, а приобрести все с небольшим запасом. Это будет правильное решение. Чаще всего мощность котлов отопления округляется до какого-то значения, поэтому приобретение оборудования на 20-30% более мощного, чем необходимо, - это верное решение проблемы.
Обязательные параметры
В самом примитивном методе расчета используется такой подход: на каждые 10 квадратных метров помещений качественно изолированного строения со стандартной высотой потолка требуется 1 киловатт для организации отопления. Если производится расчет мощности котла отопления, который используется еще и для горячего водоснабжения, то для правильных расчетов требуется добавить еще не менее 20%.
Для автономного контура отопления, имеющего нестабильное давление в котле, необходимо добавить прибор, что позволит увеличить его запас мощности в сравнении с расчетным значением не менее, чем на 15%.
Учет теплопотерь
Вне зависимости от того, производится ли расчет мощности электрического котла отопления или газового, работа всей системы сопряжена с определенным процентом Проветривание помещений является необходимым, а если окна будут постоянно открытыми, то для всего дома теплопотери составят 15% энергии. При слабом утеплении стен на компенсацию этого недостатка потребуется примерно 35%. Оконные проемы делают так, что уходит 10% тепла, а при использовании старых оконных рам - еще больше. При отсутствии утепления полов в землю или подвал будет уходить еще 15% ценного тепла. Крыша - это теплопотери в размере 25%. Перед тем как произвести расчет мощности котла отопления, необходимо все это учесть и отобразить в расчетах.
Простейшая формула
В любом случае требуется произвести округление а также увеличить полученное значением, чтобы обеспечить определенный запас. Именно поэтому для определения требуемого значения можно воспользоваться довольно простой формулой:
- W = S х W уд., где
S представляет собой общую площадь отапливаемого здания, учитывающую комнаты жилого и бытового назначения в кв. м;
- W - это мощность котла отопления, кВт;
- W уд. представляет собой среднестатистическую удельную мощность, применяемую с учетом конкретной климатической территории (эта характеристика базируется на многолетнем опыте работы различных отопительных систем в регионах).
При умножении площади на указанный показатель можно получить усредненное значение мощности. Оно корректируется на базе особенностей, указанных выше.
Электрические котлы
Перед тем как приобретать какое-либо оборудование, требуется уточнить его главные характеристики и то, насколько они соответствуют особенностям и требованиям вашей системы. Расчет мощности электрического котла отопления - это сложная процедура, но знать этот параметр необходимо, так как именно он подскажет, подходит прибор для вашего конкретного случая или нет. В случае с таким оборудованием мощность является первостепенным параметром, так как это связано с лимитами, установленными районными электростанциями. Если это значение будет превышено, то велика вероятность срабатывания ограничительных автоматов, из-за чего дом могут отключить от подачи электрической энергии. При выборе оборудования этого класса вы должны основываться на допустимой мощности, не стараясь превысить ее, а также верно произвести расчет необходимых показателей котла.
На данный момент в продаже можно встретить оборудование с фиксированной и модулируемой мощностью. Предпочтительнее образцы, у которых значение является постоянным, благодаря чему можно избежать отключения электричества из-за превышения лимита, что часто случается с аппаратами с модулируемыми показателями. Выбор этого вида никак не влияет на экономические показатели энергопотребления. Эта характеристика влияет исключительно на количество энергии, которая получается отопительной системой от котла.
Смысл полученных результатов
В электрическом отопительном аппарате используются тэны внутри теплообменника. Они и отвечают за мощность всего агрегата. Нагрев теплоносителя осуществляется при работе тэнов и далее посредством циркуляционного насоса, который поставляет все в систему. Для таких котлов, как и прочих приборов данной категории, мощность рассчитывается в киловаттах, при этом речь тут идет о параметре тэнов. В зависимости от числа нагревательных элементов этот параметр может находиться в диапазоне 2-60 кВт.
Что влияет на мощность?
Рабочие параметры электрических устройств могут быть разными, среди них одним из важнейших является тепловая характеристика, необходимая для восполнения теплопотерь здания и обеспечения ГВС. Расчет мощности котла отопления в данном случае производится с опорой на такие данные, как: отапливаемая площадь, теплоизоляционные качества здания, материалы перекрытий и стен, площадь поверхности, имеющей остекление. Этот набор параметров обязательно стоит учитывать при проведении теплотехнических расчетов для каждого дома, а также уточнить энергию, которая требуется для подготовки горячей воды.
Электрокотел только для небольших помещений?
Многие убеждены, что этот тип аппаратов может использоваться только для обеспечения нормальной температуры для домов небольшой площади, поэтому их мощность сильно ограничена. Но это ошибочное утверждение. На данный момент в продаже можно отыскать котлы, которые способны обеспечивать отопление домов с площадью до 1000 квадратных метров. В данном случае возникает вопрос, связанный с целесообразностью использования подобного оборудования. В таких коттеджах чаще всего их устанавливают как резервные источники питания, работающие при выходе из строя основного. Помещения небольших размеров позволяют использовать оборудование, характеризующееся небольшой мощностью. Это однофазные и трехфазные котлы. Аппараты, мощность которых составляет более 6 киловатт, могут быть многоступенчатыми. С их помощью можно лучше всего экономить электроэнергию, так как можно не использовать их постоянно в осенне-весенний период.
Такое оборудование обладает целым комплексом преимуществ по сравнению с электрическим. Это экономичные и высокоэффективные приборы, обеспечивающие должный уровень теплоотдачи. До недавнего времени установка газового оборудования требовала наличия специального помещения - котельной. На данный момент это уже не настолько актуальное требование, так как существует множество моделей с закрытой камерой сгорания. Расчет мощности газового котла отопления производится с учетом следующих значимых параметров: площади помещения; удельной мощности котла на 10 квадратных метров, соответствующей особенностям климата в регионе. Расчет отопления по площади - это самая частая практика. Для удельной мощности по зонам с разными условиями климата имеются установленные значения: Подмосковье 1,2-1,5 кВт; северные районы 1,5-2,0 кВт; южные районы 0,7-0,9 кВт. Чаще всего для удобства используется усредненное значение, которое равно 1. Получается, что обычно предпочитается мощность, равная 1 киловатту на каждые 10 кв. м помещения.
Выводы
Обычно расчет мощности котла отопления и теплопотерь здания осуществляется на этапе проектирования. Для обеспечения эффективности работы системы отопления требуется соблюсти особые условия - обустройство соответствующего помещения, которое будет снабжено вентиляцией и дымоходом. Теперь вам известно, как производится расчет отопления дома.
