Мощность котлов отопления

Чтобы температура в доме всю зиму оставалась комфортной, котел отопления — каким бы ни была его разновидность — должен быть в состоянии производить столько тепла, сколько требуется для восполнения всего комплекса тепловых потерь, имеющихся в доме. Кроме того, он должен быть в состоянии обеспечить дополнительный нагрев, необходимый при расширении помещения или в случае аномальных холодов. Поэтому у вдумчивых хозяев и возникает вопрос, как рассчитать необходимую мощность котлов для отопления принадлежащих им домов, как гарантированно обеспечить свои дома теплом.

Точное определение величины теплопотерь по силам лишь специалистам

Основным параметром, влияющим на расчет производительности, является уровень имеющихся в доме теплопотерь. Во внимание должны приниматься характеристики стройматериалов, использованных для возведения фундамента, пола, потолка, стен, перекрытий и всех других элементов домовой конструкции. При особо точных расчетах, производимых специалистами, не забывают даже о тепле, выделяемом имеющейся бытовой техникой. Однако столь высокая точность теплотехнических расчетов требуется далеко не всегда.

На практике применяются методики, дающие возможность быстро прикинуть необходимую мощность отопительного котла, не залезая в теплотехнические дебри.

Расчет, производимый исходя из размера отапливаемой площади

Решая, как рассчитать оптимальную мощность котла, вполне достаточно лишь знать площадь отапливаемых помещений, что позволит приблизительно оценить требуемую производительность этого агрегата. Так, считается, что мощность котла в 1 кВт может быть вполне достаточной для обогрева 10 м², если речь идет о средней полосе нашей страны. Поэтому можно легко прикинуть, что имея дом с размером отапливаемой площади в 140 м², следует обзавестись котлом мощностью в 16 кВт.

Подробно о существующих ныне котлах отопления вы можете почитать в статье, которую мы опубликовали несколько ранее.

Указанная выше цифра является очень приблизительной, поскольку она не учитывает ни конкретную климатическую зону, ни существующую в доме высоту потолков. Чтобы учесть эти нюансы, следует применять выведенные эмпирическим путем коэффициенты, позволяющие внести соответствующие коррективы.

Корректировочные коэффициенты

Высота потолков

Названный выше норматив «1кВт на каждые 10м²» применим к потолкам высотой до 2,7 м. Если же потолки в ваших комнатах выше, то следует самому вычислить соответствующий коэффициент и пересчитать. Для получения этого поправочного коэффициента реальную высоту потолков следует разделить на стандартную цифру 2,7 м.

Один из самых надежных способов сохранения тепла в доме – это правильное обустройство потолка. О существующих разновидностях потолков вы можете почитать тут.

Возьмем конкретный пример. Допустим, высота потолков в вашем доме составляет 3 м. Чтобы рассчитать поправочный коэффициент, производим деление 3 м : 2,7 м = 1,11. Результат округляем в соответствии с правилами математики и окончательно получаем 1,1. Для обогрева вашего жилища площадью 140 м² потребуется котел мощностью 140 : 10 × 1,1 = 15,4 кВт. Полученный результат следует округлить в сторону увеличения, из чего вы должны заключить, что мощность котла должна быть 16 кВт или более.

Климатические условия

Для учета климатических особенностей всегда пользуются уже готовыми коэффициентами:

• южные регионы – 0,7÷0,9;
• средняя полоса – 1,0÷1,2;
• Подмосковье – 1,2÷1,5;
• северные регионы – 1,5÷2,0.

И опять обратимся к конкретному примеру, использовав результат, полученный выше для 140-метрового дома. Если вы проживаете, например, недалеко от Петрозаводска, то имеет смысл воспользоваться коэффициентом 2,0 и приобрести котел мощностью не менее 32 кВт (16 кВт × 2 = 32 кВт). Если же вам повезло и ваш дом находится где-то недалеко от Краснодара, то котел может иметь мощность от 13 кВт (16 кВт × 0,8 = 12,8 ≈ 13 кВт).

Подогрев воды

Итак, мы перечислили основные факторы, которые обязательно необходимо принимать в расчет. Однако определенная таким образом величина мощности может быть правильной лишь при условии использования котла только для нужд отопления. Если же на него будет возлагаться и подогрев воды, то полученный результат необходимо увеличить приблизительно на 20%, добавив к этому определенный резерв на пиковые морозы в зимнюю пору. Размер такого резерва принимается равным 10%. Внесение этих корректив приведет нас к новым результатам:

• Отопление дома и ГВС в Петрозаводске. Добавляем мощности для подогрева воды: 32 кВт + 20% = 38,4 кВт. Вносим корректировку на морозные пики: 38,4 + 10% = 42,24 кВт. Как и положено, округляем в сторону увеличения, что нам дает 43 кВт, то есть цифру, существенно превышающую изначальную.
• Отопление дома и ГВС в Краснодаре. Добавляем мощности для подогрева воды: 13 кВт + 20% = 15,6 кВт. Вносим корректировку на морозные пики: 15,6 кВт + 10% = 17,16 кВт. В результате округления получаем 18 кВт, что также превышает изначально полученную цифру.

Самый легкий способ расчета

Приведенные выше расчеты показывают, что учет только что названных факторов совершенно необходим. Однако существует способ, позволяющий внести необходимые коррективы за один прием.

При необходимости рассчитать мощность отопительного котла для дома используется коэффициент, равный 1,5. Этим коэффициентом учитывается величина теплопотерь через все элементы домовой конструкции. Он справедлив в случае нормального утепления стен, то есть при наличии двухкирпичной кладки или при использовании стройматериалов, имеющих аналогичные характеристики.

Очень просто произвести расчет можно также, используя вот этот калькулятор:

Изложенный выше алгоритм справедлив при подборе отопительных котлов, использующих любые виды топлива. Иными словами, расчет мощности газового котла для отопления дома совершенно аналогичен расчетам, производимым для котла электрического, жидко- или твердотопливного. И это вполне понятно, поскольку основным является мощность котла, его теплотворная эффективность, а величина теплопотерь при любом котле остается постоянной.

www.allremont59.ru

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 изоляционных материалов, 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 потерь тепла. 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 теплотехнических расчетов, 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.

Расчет мощности газового котла отопления

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.

fb.ru

Почему необходим точный расчет мощности котла?

Грамотный подход к выбору газового котла должен основываться на четких измерениях, которые позволят видеть полную картину теплопотерь частного дома. Покупка агрегата с избыточной мощностью приведет к неоправданно большому расходу газа, а, следовательно, и к ненужным тратам. В то же время, недостаток мощности котла может стать причиной его быстрого выхода из строя, поскольку, чтобы обогреть дом, ему придется все время работать на повышенных оборотах.

Самый простой способ расчета мощности газового котла, которым пользовались достаточно длительное время – это 1 кВт на каждые 10 квадратных метров жилища плюс 15-20%. То есть, из этой простой формулы следует, что для частного дома площадью в 100 м² потребуется котел мощностью около 12 кВт.

Такой подсчет является очень грубым и подходит лишь для домов с хорошей теплоизоляцией и окнами, невысокими потолками и при достаточно мягком климате. Практика показывает, что далеко не все частные дома подходят к этим критериям.

↑ вернуться к содержанию

Какие данные нужны для расчета мощности газового котла

Для частных домов, возведенных по стандартному проекту, с высотой потолков около 3 метров, формула подсчета выглядит достаточно просто. В этом случае нужно учитывать площадь постройки (S) и показатель удельной мощности котла (УМК), который разнится в зависимости от климатического пояса. Он колеблется:

• От 0,7 до 0,9 кВт в южных областях страны
• От 1 до 1,2 кВт в регионах средней полосы
• От 1,2 до 1,5 кВт в Подмосковье
• От 1,5 до 2 на севере страны

Таким образом, формула для подсчета мощности газового котла для типового частного дома будет выглядеть так:

М=S*УМК/10

Попробуем рассчитать необходимую мощность агрегата для дома в 80 м², расположенного в северном регионе. Получится:

80*2/10 = 16 кВт

В случае если потребитель выбирает двухконтурный котел, задачей которого помимо обогрева жилища будет еще и нагрев воды, специалисты рекомендуют прибавить к полученной с помощью формулы цифре еще 20%.

↑ вернуться к содержанию

Какие еще теплопотери нужно учитывать?

Даже учет климатического пояса не может дать полной картины теплопотерь частного дома. У кого-то установлены двойные пластиковые окна, а кто-то еще не удосужился сменить старые деревянные рамы, кто-то утеплил наружные стены, а у кого-то улицу и комнату разделяет лишь один слой кирпича.

По усредненным данным, основанным на подсчетах специалистов, самые большие потери тепла приходятся на неутепленные стены и составляют около 35%. Немногим меньше, 25% тепла, теряется из-за плохо утепленной крыши. В идеале над домом должен быть теплый чердак. Плохое утепление пола способно забирать до 15% вырабатываемого котлом тепла, как и старые деревянные окна. Нельзя также забывать и о вентиляции и открытых форточках, на которые приходится от 10 до 15 % потерь тепла.

Таким образом, выходит, что далеко не для каждого жилого дома подойдет общепринятая формула. Для таких случаев существуют свои системы подсчета.

↑ вернуться к содержанию

Понятие коэффициента рассеивания

Коэффициент рассеивания – это один из важных показателей теплообмена между жилым помещением и окружающей средой. В зависимости от того, насколько хорошо утеплен дом, существуют такие показатели, которые используются в наиболее точной формуле подсчета:

• 3,0 – 4,0 – это коэффициент рассеивания для конструкций, в которых вообще нет никакой теплоизоляции. Чаще всего в таких случаях речь идет о времянках из гофрированного железа или дерева.
• Коэффициент от 2,9 до 2,0 характерен для строений с низким уровнем теплоизоляции. Имеются ввиду дома с тонкими стенами (например, в один кирпич) без утепления, с обычными деревянными рамами и простой крышей.
• Средний уровень теплоизоляции и коэффициент от 1,9 до 1,0 присваиваются домам с двойными пластиковыми окнами, утеплением наружных стен или двойной кладкой, а также с утепленной крышей или чердаком.
• Самый низкий коэффициент рассеивания от 0,6 до 0,9 характерен для домов, возведенных с использованием современных материалов и технологий. В таких домах утеплены стены, крыша и пол, установлены хорошие окна и хорошо продумана система вентиляции.

Формула, в которой применяется значение коэффициента рассеивания, является одной из самых точных и позволяет вычислить теплопотери конкретного строения. Выглядит она так:

Qт = V*Рt*k/860

В формуле Qт – это уровень теплопотерь, V – это объем помещения (произведение длины, ширины и высоты), Pt – это разница температур (для вычисления необходимо вычесть из желаемой температуры в комнате минимальную температуру воздуха, которая может быть в этой широте), k – это коэффициент рассеивания.

Подставим числа в нашу формулу и попытаемся узнать теплопотери дома объемом 300 м³ (10 м*10 м*3 м) со средним уровнем теплоизоляции при желаемой температуре воздуха в +20С° и минимальной зимней температуре в – 20С°.

300*48*1,9/860 ≈31,81

Имея эту цифру, мы можем узнать, какой мощности котел необходим для такого дома. Для этого полученное значение теплопотери следует умножить на коэффициент запаса, который обычно равен от 1,15 до 1,2 (те самые 15-20%). Получаем, что:

31, 81* 1,2 = 38,172

Округлив полученное число в меньшую сторону, узнаем искомое число. Для отопления дома с заданными нами условиями потребуется котел в 38 кВт.

Такая формула позволит очень точно определить мощность газового котла, требуемую для того или иного дома. Также на сегодняшний день разработано множество разнообразных калькуляторов и программ, которые позволяют учитывать данные каждого отдельно взятого строения.

delai-remont.com

Особенности расчета мощности котла отопления

Когда производят расчет мощности отопительного котла, используют следующие величины:

• S – площадь помещения;
• W уд – удельная мощность агрегата на 10 «квадратов» отапливаемой площади. При проведении вычислений учитывают поправочный коэффициент в зависимости от климата конкретного региона. 

Удельная мощность составляет:

• для южных регионов России — 0,7 – 0,9 кВт;
• для северных регионов России — 1,5 к — 2,0 кВт;
• для Московской области и Москвы — 1,2 — 1,5 кВт. 

Расчет мощности котла отопления выполняют согласно формуле:

W кот. = (SхWуд.):10

В ряде случаев можно воспользоваться упрощенным вариантом вычислений, принимая Wуд. за величину, равную 1. В итоге теплоотдачу агрегата определяют из расчета 10кВт на 100 «квадратов» площади. Для получения более реального результата к предварительному итогу добавляют примерно 15%. 

Пример вычислений мощности котла

На наглядном примере будет показано, как рассчитать мощность котла для дома и интенсивность теплоотдачи. Исходные данные выглядят следующим образом: площадь отапливаемых помещений в доме равна 100м²; строение расположено в Московской области (Wуд. составляет 1,2кВт). Если подставить данные значения в формулу, результат будет выглядеть так: W котла = (100х1,2)/10 =12 кВт (детальнее: «Правильный расчет тепловой мощности системы отопления по площади помещения»). 
 

Выполнение расчетов для разных типов котлов

То, насколько эффективно будет обогревать дом система отопления, зависит от правильности выбора соответствующего оборудования и от того, насколько точно сделан расчет тепловой мощности котла.

В том случае, когда теплоотдача отопительной конструкции определена неверно, негативных последствий не избежать. При недостатке тепловой мощности в зимнюю стужу в доме будет холодно, а при избыточной производительности теплоагрегата перерасход энергии приведет к лишним денежным затратам. 

Избежать проблем поможет знание, как рассчитать мощность отопительного котла в зависимости от вида используемого топлива.

Нагревательные приборы, вырабатывающие тепловую энергию, бывают:

• твердотопливными;
• электрическими;
• жидкотопливными;
• газовыми.

Фото, как выглядит каждый тип котлов, можно увидеть в статье. Выбор конкретной модели с соответствующими параметрами во многом зависит от региона местонахождения дома и развития инфраструктуры в населенном пункте. Также большое значение имеет возможность приобретать тот или иной вид топлива и его стоимость. 

Расчет мощности твердотопливных котлов

Приборы, работающие на твердом топливе, имеют ряд особенностей: 

• незначительная популярность;
• доступность;
• возможность функционировать в автономном режиме, что предусмотрено в современных моделях;
• недорогая эксплуатация;
• необходимость иметь подсобку для хранения топлива. 

Делая расчет мощности отопления с использованием твердотопливного котла, следует учесть, что в течение суток температура в помещении будет меняться в пределах 5 градусов. По этой причине такая отопительная конструкция не относится к лучшему выбору и при возможности от нее желательно отказаться.

Когда другого варианта системы отопления нет, есть два способа как нивелировать имеющиеся недостатки: 

• задействовать термобаллон для регулировки подачи воздуха, что позволяет сделать более продолжительным время горения топлива и сократить количество топок;
• применить водяные теплоаккумуляторы, которые подключают к системе обогрева. Это позволяет снизить энергозатраты, а значит сэкономить топливо. 

В результате предпринятых мер производительность твердотопливного агрегата для обогрева частного домовладения будет уменьшена. Эффект от них нужно учитывать, когда требуется рассчитать мощность котла отопления и всей системы отопления.  Читайте также: «Как сделать расчет отопления частного дома – как рассчитать трубы, радиаторы, мощность котла».

Расчет мощности электрических котлов

Электрокотлы для обогрева частных домов обладают такими особенностями:

• высокая стоимость топлива, в данном случае электроэнергии;
• экологичность;
• простота управления;
• возникновение проблем с функционированием по причине возможных перебоев в сети;
• компактные параметры. 

Все эти нюансы следует принять во внимание при расчете мощности электрического отопительного котла, поскольку он должен надежно и эффективно функционировать на протяжении длительного времени. 

Мощность жидкотопливных котлов

Теплоагрегаты, работающие на жидком топливе, отличаются следующими характеристиками:

• приборы удобны в эксплуатации;
• загрязняют окружающее пространство;
• потребуется оборудовать место для хранения топлива;
• они обладают повышенной пожаробезопасностью;
• высокая цена жидкого топлива. 

Мощность газовых котлов

До того, как подобрать котел по мощности, функционирующий на газу, владельцу дома необходимо обеспечить подводку топлива от центрального газопровода (детальнее: «Как сделать расчет мощности газового котла»). Данные агрегаты считаются оптимальным вариантом для создания системы теплоснабжения.

Газовые бытовые котлы:

• безопасны в эксплуатации;
• являются приборами, простыми в работе;
• для них не требуется место для хранения топлива;
• имеют доступную стоимость;
• экономичны.  Читайте также: «Как рассчитать мощность котла – основные правила».

teplospec.com

Как понять, подходит ли данный котел для отопления вашего дома?

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

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

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

Без математики — ни шагу.

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

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

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

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

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

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

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

Более высокий комфорт — более высокая мощность.

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

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

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

Теплопотери и мощность котла.

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

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

Многоступенчатые горелки.

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

Модуляция не является идеальным решением.

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

Жидкотопливный котел не для маленького дома.

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

Центральное отопление -это только начало.

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

Мощность котла и горячая вода.

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

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

Одноконтурный котел с бойлером.

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

Т = mc_B(t₂ — t₁) / P,

где: Т — время нагрева воды (с); m — масса воды в бойлере (кг); с_B — удельная теплоемкость воды — 4,2кДж/(кг х К); t2 — температура, до которой должна быть нагрета вода (°С); t₁ — начальная температура воды в бойлере (°С); Р — мощность котла (кВт).

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

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

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

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

Почему не более мощный?

Что происходит, если котел обладает слишком большой мощностью?

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

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

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

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

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

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

Как использовать избыток мощности котла?

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

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

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

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

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

mainstro.ru

Другие статьи по теме:

Инфракрасный обогреватель в ванную комнату Обвязка тт котла Электрокотлы для отопления дома Как выбрать газовый проточный водонагреватель Трехходовой кран для теплого пола Топливо для котельных