Расчет мощности котла

Мощность газового котла — важный параметр, от которого зависит комфортность проживания в отапливаемых им помещениях. Чтобы подобрать оптимальный вариант для дома или квартиры, нужно учитывать их размеры. Необходимая производительность отопительного оборудования зависит от площади отапливаемых помещений и некоторых других, менее значимых факторов.

Что влияет на расчетную мощность

Котел должен не только восполнять все тепловые потери конкретного здания или помещения, но и иметь определенный мощностный запас. Почему необходимо брать значение больше расчетного:

• оборудование не должно работать на пределе возможностей — это приводит к преждевременному износу;
• нужно учитывать вероятность аномальных температур;
• для частного дома полезно учесть возможность расширения площади.

Некоторые покупатели не знают, в каких единицах исчисляется главный параметр газового оборудования, определяющий его производительность. Тепловая мощность аппаратов измеряется в киловаттах (кВт). Эта величина всегда указывается в техническом паспорте каждой модели.

Что влияет на теплопотери

Чтобы узнать, какая нужна производительность оборудования, помимо площади, нужно учесть и другие факторы:

• климат в конкретном регионе;
• объем жилого здания/квартиры;
• степень утепления;
• вероятные теплопотери.

При использовании турбированных аппаратов необходимо также учитывать количество энергии, затрачиваемой на нагрев воздуха.

Чтобы определить производительность котла, нужно сначала рассчитать теплопотери. Теплотехнический расчет отличается повышенной сложностью, так как учитывает огромное количество составляющих:

• материалы, из которых возведены стены, перекрытия, кровля и т.д.;
• тип разводки системы отопления;
• наличие системы «теплый пол»;
• бытовая техника, выделяющая тепло.

Профессионалы используют тепловизоры, а затем выполняют вычисления по сложным формулам. Понятно, что рядовому пользователю не придется разбираться в нюансах теплотехники — для них существуют доступные методики, позволяющие быстро и достаточно точно рассчитать оптимальную теплопроизводительность оборудования.

Какие существуют варианты расчета

Чтобы сделать правильный выбор газового оборудования, предлагаем воспользоваться тремя вариантами расчета:

1. Точный теплотехнический — не подходит для обычных потребителей, сложен и требует использования тепловизора.
2. На онлайн-калькуляторе — чтобы получить результат, пользователь вводит исходные данные в специальную программу: число окон, дверей, толщина стенок и другие сведения. На их основе программа выдает результат.
3. Вычисления вручную. Наиболее доступный способ узнать оптимальную теплопроизводительность нагревателя — воспользоваться элементарным отношением площади и мощности. Используется формула: 10 м² = 1 000 Вт. Такой простой вариант корректен для сооружений, характеризующихся средней степенью теплоизоляции и имеющих потолки высотой около 2,7 м.

Разработчики, рассчитывая мощностные характеристики отопительных аппаратов, часто учитывают объем помещений. В технической документации импортных моделей часто встречается параметр «обогрев в м³».

Расчет мощности котла с одним контуром

Выполнив простейший расчет для одноконтурного настенного или напольного котла с помощью соотношения: 10 кВт на 100 м²,  нужно увеличить расчетное значение на 15–20%.

Приведем пример вычислений. Нужно оборудовать дом площадью 80 м². Для его отопления понадобится  аппарат на 9 600 Вт = 8 000 Вт + 20 %. Если в продаже  нет точно подходящего варианта, следует взять модификацию с большей производительностью. Такой способ вычислений подходит только для аппаратов с одним контуром, без бойлера косвенного нагрева.

Расчет мощности котла с двумя контурами

Расчет производим на основе такого соотношения: 10 м² = 1 000 Вт + 20% (запас) + 20% (нагрев воды). Если дом имеет площадь 200 м², то искомая величина составит: 20 000 Вт + 40% =  28 000 Вт.

Определение мощности модели с бойлером

Сначала определяют нужный объем бойлера, чтобы он мог удовлетворить потребности домочадцев в горячей воде. Расход воды вычисляют, учитывая работу всех точек водозабора:

• ванна — 8–9 л/мин;
• душ — 9 л/мин;
• туалет — 4 л/мин;
• мойка — 4 л/мин.

В технической документации к бойлеру указано, какая требуется производительность котла, чтобы обеспечивать нагрев воды. Для бойлера на 200 л воды подойдет нагреватель мощностью примерно 30 кВт. Затем подсчитывают производительность, необходимую для отопления. Полученные результаты суммируют. В конце вычислений от полученного результата нужно отнять 20 %, так как нагрев воды для ГВС и отопления происходит одновременно.

Расчет мощности котла для типовых домов с учетом климатической зоны

Для домов, выстроенных по типовым проектам, применяют формулу: М = S*УМ/10, где

• М/УМ — расчетная/удельная мощность, кВт;
• S — площадь, м².

УМ зависит от региона, кВт:

• юг — 0,7–0,9;
• средняя полоса — 1,0–1,2;
• Подмосковье — 1,2–1,5;
• Север — 1,5–2,0.

Выполним вычисления для дома площадью 300 м², расположенного в Подмосковье: 300*1,3/10 = 39 кВт. Этот результат подходит для установки одноконтурных моделей. Чтобы высчитать мощность двухконтурного аппарата, необходимо увеличить итоговое число на 25%.

Нужна ли избыточная мощность

Не стоит покупать модель с производительностью, существенно превышающей максимальный показатель (с учетом надбавки 15—20%). Избыток приводит к негативным последствиям:

1. Высокая стоимость. Чем мощнее модель, тем она дороже. Нерационально приобретать технику, возможности которой не будут использованы.
2. Рост затрат на расходные элементы.
3. Низкая эффективность горелки — это повлияет на расход газа.
4. При минимальных нагрузках автоматика чаще выходит из строя.
5. Если оборудование не является оптимальным для конкретной площади, происходит ускоренный износ узлов и деталей.

Как подсчитать расходы

Зная мощностные характеристики оборудования, можно рассчитать расход газа. При вычислении учитывается КПД. Стандартные версии имеют КПД на уровне 92—93%, модели конденсационного типа — 108—109%. При 100-процентной теплоотдаче 10 кВт тепловой энергии вырабатываются после сгорания 1 м³ природного газа. Таким образом, для создания мощности в 10 кВт при КПД 92% расход топлива составит 1,12 м³, а при КПД 108% — 0,92 м³.

Рассчитывая объемы потребляемого топлива, учитывают производительность аппаратов. Модель на 10 кВт сжигает за час 1,12 м³ газа, а на 40 кВт — 4,48 м³. Производители часто указывают в технической документации среднее значение расхода топлива, но все-таки оно разное для каждой модели.

Чтобы узнать предстоящие затраты на отопление при использовании энергозависимых версий, необходимо также вычислить затраты на электроэнергию.

Как учесть высоту потолков

Вышеприведенные расчетные формулы подходят для зданий, высота потолков которых не превышает 3 метров. Если потолки выше, нужно использовать другие формулы: М = Q*К, где:

• М — мощность расчетная, кВт;
• Q — тепловые потери, кВт;
• К — коэффициент запаса.

К = 1,15—2, или 15–20%.

Чтобы вычислить теплопотери, используют формулу:

Q = V*P*k/860, где:

• V — объем помещений, м³;
• Р — разница между значениями температур в доме и на улице, °C;
• k — коэффициент рассеивания, зависящий от теплоизоляционных характеристик сооружения.

Величина коэффициента определяется видом сооружения:

• не имеющие теплоизоляции: деревянные конструкции, строения из гофрированных железных листов, — 3,0—4,0;
• с малой теплоизоляцией — 2,0—2,9;
• со средней теплоизоляцией — 1—1,9;
• с высокой теплоизоляцией — 0,6—0,9.

Если сооружение небольшое и имеет хорошие теплоизоляционные характеристики, большой производительности котла не потребуется. Бывает, что в продаже нет варианта с подходящими характеристиками. Тогда нужно брать вариант с теплопроизводительностью немного выше расчетного значения. Разница будет сглажена системами автоматического регулирования.

Онлайн-калькулятор

Самые передовые производители подумали о комфорте потребителей, поместив на своих сайтах онлайн-калькуляторы, позволяющие легко и быстро узнавать необходимую производительность газового оборудования. Для подсчета вносят следующие сведения:

• температура, которую потребитель желает иметь в доме;
• среднее значение температуры на улице в самую холодную неделю;
• наличие горячего водоснабжения;
• этажность;
• высота потолков;
• материал перекрытий;
• толщина стен и материалы, из которых они возведены;
• длина стен;
• количество оконных проемов;
• особенности окон — подробности конструкции;
• габариты окон.

Заполнив поля, можно оперативно вычислить расчетное значение теплопроизводительности.

Настенные или напольные котлы выбрать

Выбор типа установки нагревателя зависит не только от предпочтений потребителя, но и от расчетной теплопроизводительности.

Настенные котлы, в отличие от напольных, имеют меньший мощностный диапазон. Они компактны, их можно разместить на кухне, чердаке, в подвале.

Напольные модели более громоздкие, их обычно устанавливают в отдельных помещениях. Настенные версии представлены мощностным диапазоном 12—36 кВт, производительность напольных моделей может достигать 160 кВт.

Функционал настенных и напольных версий отличается не сильно. Современные аппараты обоих типов предполагают ручное или автоматическое управление.

В квартиры, как правило, покупают настенные модели — они компактны и легко вписываются в интерьер кухни. Для отопления больших домов и коттеджей используют более мощные напольные нагреватели. Атмосферные версии устанавливают в отдельных, хорошо проветриваемых помещениях. К комнатам, в которых монтируются турбированные аппараты, требования гораздо ниже.

Что еще влияет на выбор

Помимо теплопроизводительности нужно учесть:

• число контуров (необходимо только отопление либо отопление и ГВС);
• способ установки (настенный или напольный);
• камера сгорания (открытая или закрытая; в первом случае забор воздуха производится из помещения, во втором — с улицы по коаксиальному дымоотводу);
• дизайн — для потребителей внешний вид имеет не последнее значение. Современные аппараты не только функциональны, эффективны, безопасны, но и красивы.

Правильный выбор тепловой производительности газового котла позволит использовать оборудование с максимальной эффективностью. Оптимально подобранная модель не только обеспечит комфортную температуру в доме, но и будет служить с минимальным износом деталей и узлов.

cosmo-frost.ru

Укажите тип окон в помещенииОбычное окно с двойными рамамиСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4Стеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-16-4КСтеклопакет (толщина стекла 4 мм) — 4-Ar16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4Двухкамерный стеклопакет — 4-6-4-6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar6-4-Ar6-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4Двухкамерный стеклопакет — 4-8-4-8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar8-4-Ar8-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4Двухкамерный стеклопакет — 4-10-4-10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar10-4-Ar10-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4Двухкамерный стеклопакет — 4-12-4-12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar12-4-Ar12-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4Двухкамерный стеклопакет — 4-16-4-16-4КДвухкамерный стеклопакет — 4-Ar16-4-Ar16-4К

www.teplodvor.ru

Общие моменты

Чтобы в доме было тепло, система отопления должна восполнять все имеющиеся потери тепла в полном объеме. Тепло уходит через стены, окна, пол, крышу. То есть, при расчете мощности котла, необходимо учитывать степень утепления всех этих частей квартиры или дома. При серьезном подходе у специалистов заказывают расчет теплопотерь здания, а по результатам уже подбирают котел и все остальные параметры системы отопления. Задача эта не сказать что очень сложная, но требуется учесть из чего сделаны стены, пол, потолок, их толщину и степень утепления. Также учитывают какие стоят окна и двери,  есть ли система приточной вентиляции и какова ее производительность. В общем, длительный процесс.

Есть второй способ определить теплопотери. Можно по факту определить количество тепла, которое теряет дом/помещение при помощи тепловизора. Это небольшой прибор, который на экране отображает фактическую картину теплопотерь. Заодно можно увидеть где отток тепла больше и принять меры по устранению утечек.

Теперь о том, стоит ли брать котел с запасом по мощности. Вообще, постоянная работа оборудования на грани возможностей негативно сказывается на сроке его службы. Потому желательно иметь запас по производительности. Небольшой, порядка 15-20% от расчетной величины. Его вполне достаточно для того, чтобы оборудование работало не на пределе своих возможностей.

Слишком большой запас невыгоден экономически: чем мощнее оборудование, тем дороже оно стоит. Причем разница в цене солидная. Так что, если вы не рассматриваете возможность увеличения отапливаемой площади, котел с большим запасом мощности брать не стоит.

Расчет мощности котла по площади

Это самый простой способ подобрать котел отопления по мощности. При анализе многих готовых расчетов была выведена средняя цифра: на отопление 10 квадратных метров площади требуется 1 кВт тепла. Эта закономерность справедлива для помещений с высотой потолка в 2,5-2,7 м и средним утеплением. Если ваш дом или квартира подходят под эти параметры, зная площадь вашего дома, вы легко определяете приблизительную производительность котла.

Чтобы было понятнее, приведем пример расчета мощности котла отопления по площади. Имеется одноэтажный дом 12*14 м. Находим его площадь. Для этого умножаем его длину и ширину: 12 м * 14 м = 168 кв.м. По методике, делим площадь на 10 и получаем требуемое количество киловатт: 168 / 10 = 16,8 кВт. Для удобства использования цифру можно округлить: требуемая мощность котла отопления 17 кВт.

Учет высоты потолков

Но в частных домах потолки могут быть выше. Если разница составляет всего 10-15 см, ее можно не учитывать, но если высота потолков более чем 2,9 м, придется делать перерасчет. Для этого находит поправочный коэффициент (поделив фактическую высоту на стандартную 2,6 м) и на него умножают найденную цифру.

Пример поправки на высоту потолков. В здании высота потолков — 3,2 метра. Требуется пересчитать мощность котла отопления для данных условий (параметры дома те же, что в первом примере):

• Высчитываем коэффициент. 3,2 м / 2,6 м = 1,23.
• Корректируем результат: 17 кВт * 1,23 = 20,91 кВт.
• Округляем, получаем 21 кВт потребуется для обогрева.

Как видите, разница вполне приличная. Если ее не учесть, нет гарантии, что в доме будет тепло даже при средних зимних температурах, а уж о сильных морозах и говорить не приходится.

Учет региона проживания

Что еще стоит учесть, так это местоположение. Ведь понятно, что на юге требуется намного меньше тепла, чем в Средней Полосе, а для тех, кто живет на севере «подмосковной» мощности явно будет недостаточною. Для учета региона проживания тоже есть коэффициенты. Даны они с некоторым диапазоном, так как в рамках одной зоны климат все-таки сильно меняется. Если дом находится ближе к южной границе, применяют меньший коэффициент, ближе к северной — больший. Стоит учитывать также и наличие/отсутствие сильных ветров и выбирать коэффициент с их учетом.

• Средняя полоса России берется за эталон. Тут коэффициент 1-1,1 (ближе к северной границе региона все-таки стоит мощность котла увеличить).
• Для Москвы и Подмосковья полученный результат требуется умножить на 1,2 — 1,5.
• Для северных регионов при расчете мощности котла по площади, найденную цифру умножают на 1,5-2,0.
• Для южной части региона коэффициенты понижающие: 0,7-0,9.

Пример корректировки по зонам. Пусть дом, для которого делаем расчет мощности котла, находится на севере Подмосковья. Тогда найденная цифра 21 кВт умножается на 1,5. Итого получаем: 21 кВт * 1,5 = 31,5 кВт.

Как видите, если сравнивать с первоначальной цифрой, полученной при расчете по площади (17 кВт), полученная в результате использования всего двух коэффициентов, значительно отличается. Почти в два раза. Так что эти параметры необходимо учитывать.

Мощность двухконтурного котла

Выше шла речь о расчете мощности котла, который работает только на отопление. Если вы планируете еще и воду греть, необходимо производительность еще увеличить. В расчет мощности котла с возможностью подогрева воды для бытовых нужд закладывают 20-25% запаса (умножить надо на 1,2-1,25).

Пример: корректируем под возможность ГВС. Найденную цифру 31,5 кВт умножаем на 1,2 и получаем 37,8 кВт. Разница солидная. Обратите внимание, что запас на подогрев воды берется уже после учета в расчетах местоположения — температура воды от местоположения тоже зависит.

Особенности расчета производительности котла для квартир

Расчет мощности котла для отопления квартир высчитывается по той же норме: на 10 квадратных метров 1 кВт тепла. Но коррекция идет по другим параметрам. Первое, что требует учета — наличие или отсутствие неотапливаемого помещения сверху и снизу.

• если внизу/вверху находится другая отапливаемая квартира, применяется коэффициент 0,7;
• если внизу/верху неотапливаемое помещение, никаких изменений не вносим;
• отапливаемый подвал/чердак — коэффициент 0,9.

Стоит также при расчетах учесть количество стен, выходящих на улицу. В угловых квартирах требуется большее количество тепла:

• при наличии одной внешней стены — 1,1;
• две стены выходят на улицу — 1,2;
• три наружные — 1,3.

Это основные зоны, через которые уходит тепло. Их учитывать обязательно. Можно еще принять во вминание качество окон. Если это стеклопакеты, корректировки можно не вносить. Если стоят старые деревянные окна, найденную цифру надо умножить на 1,2.

Также можно учесть такой фактор, как месторасположение квартиры. Точно также требуется увеличивать мощность, если хотите покупать двухконтурный котел (для подогрева горячей воды).

Расчет по объему

В случае с определением мощности котла отопления для квартиры можно использовать другую методику, которая основывается на нормах СНиПа. В них прописаны  нормы на отопление зданий:

• на обогрев одного кубометра в панельном доме требуется 41 Вт тепла;
• на возмещение теплопотерь в кирпичном — 34 Вт.

Чтобы использовать этот способ, надо знать общий объем помещений. В принципе, этот подход более правильный, так как он сразу учитывает высоту потолков. Тут может возникнуть небольшая сложность: обычно мы знаем площадь свой квартиры. Объем придется высчитывать. Для этого общую отапливаемую площадь умножаем на высоту потолков. Получаем искомый объем.

Пример расчета мощности котла для отопления квартиры. Пусть квартира находится на третьем этаже пятиэтажного кирпичного дома. Ее общая площадь 87 кв. м, высота потолков 2,8 м.

1. Находим объем. 87 * 2,7 = 234,9 куб. м.
2. Округляем — 235 куб. м.
3. Считаем требуемую мощность: 235 куб. м * 34 Вт = 7990 Вт или 7,99 кВт.
4. Округляем, получаем 8 кВт.
5. Так как вверху и внизу находятся отапливаемые квартиры, применяем коэффициент 0,7. 8 кВт * 0,7 = 5,6 кВт.
6. Округляем: 6 кВт.
7. Котел будет греть и воду для бытовых нужд. На это дадим запас в 25%. 6 кВт * 1,25  = 7,5 кВт.
8. Окна в квартире не меняли, стоят старые, деревянные. Потому применяем повышающий коэффициент 1,2: 7,5 кВт * 1,2 = 9 кВт.
9. Две стены в квартире наружные, потому еще раз умножаем найденную цифру на 1,2: 9 кВт * 1,2 = 10,8 кВт.
10. Округляем: 11 кВт.

В общем, вот вам эта методика. В принципе, ее можно использовать и для расчета мощности котла для кирпичного дома. Для других типов стройматериалов нормы не прописаны, а панельный частный дом — большая редкость.

stroychik.ru

Как подобрать мощность котла на газе

Расчет мощности газового котла отопления от площади, осуществляется тремя разными способами:

• Точные теплотехнические расчеты выполняются только после аудита здания на предмет возможных теплопотерь. Для исследования, используют тепловизор. Учитывается месторасположение отапливаемого здания. Вычисления выполняют по сложным теплотехническим формулам.
  1. Минус решения – затраты на оплату услуг специалиста.
  2. Преимущество – максимально точные результаты вычислений.
• Онлайн – калькулятор – подсчеты выполняются посредством специальной программы. Для получения результатов потребуется ввести данные о теплоизоляции, общем количестве оконных и дверных проемов, толщине стен и т.п.
  Использование онлайн калькулятора, оптимальное решение при расчетах котельного оборудования для бытовых нужд. С его помощью, подбирают теплогенератор с наименьшей погрешностью по производительности, без материальных затрат.
• Самостоятельные подсчеты на квадратные метры отапливаемого помещения. Чтобы высчитать рабочие параметры, не обязательно пользоваться сложными вычислениями и онлайн калькуляторами.
  Произвести расчет соотношения необходимой мощности газового котла, относительно площади помещения, можно самому, не прибегая к услугам специалистов, без программного обеспечения. Вычисления выполняют по формуле 1 кВт = 10 м². Выбор газового котла с помощью данных расчетов, подходит для помещений со средней степенью теплоизоляции, высотой потолков 2,7 м.

Европейские производители, нередко рассчитывают производительность котельного оборудования от объема помещения. Поэтому, в технической документации, указывается возможность обогрева в м³. Этот фактор учитывают при выборе агрегата, изготовленного в странах ЕС.

Расчет одноконтурного котла отопления

Как уже замечалось выше, самостоятельные подсчеты рабочих параметров отопительного оборудования, выполняют по формуле 1 кВт =10 м². К полученному результату, добавляют 15-20% запаса, благодаря чему, теплогенератор, даже в сильные морозы, не работает на полную нагрузку, что продлевает срок его эксплуатации.

Для примера, можно подсчитать, какая производительность необходима для газовой котельной в частном доме:

• Для 60 м² – удовлетворить потребность в тепле сможет агрегат на 6 кВт + 20% = 7,5 киловатт. Если нет модели с подходящим типоразмером производительности, предпочтение отдают отопительному оборудованию с большим значением мощности.
• Подобным образом выполняют подсчеты для 100 м² – необходимая мощность котельного оборудования, 12 кВт.
• Для отопления 150 м² нужен газовый котел, мощностью 15 кВт + 20% (3 киловатта) = 18 кВт. Соответственно, для 200 м², требуется котел на 22 кВт.

Данные вычисления подходят исключительно для одноконтурных моделей, не подключенных к бойлеру косвенного нагрева.

Как рассчитать мощность двухконтурного котла

Формула расчета требуемой мощности двухконтурного газового котла по площади отопления и точек водоразбора ГВС, следующая, 10 м² = 1 кВт +20% (запаса мощности) + 20% (на нагрев воды). Получается, что к высчитанной производительности, добавляют сразу 40%.

Мощность двухконтурного газового котла для отопления и нагрева горячей воды для 250 м², составит 25 кВт + 40% (10 киловатт) = 35 кВт. Вычисления подходят для двухконтурного оборудования. Для подсчета производительности одноконтурного агрегата, подключенного к бойлеру косвенного нагрева, используют другую формулу.

Расчет мощности бойлера косвенного нагрева и одноконтурного котла

Чтобы рассчитать необходимую мощность одноконтурного газового котла с бойлером косвенного нагрева, необходимо выполнить следующие действия:

• Определить какой объем бойлера будет достаточным, чтобы обеспечить потребности жильцов дома.
• В технической документации к накопительной емкости, указана необходимая производительность котельного оборудования, чтобы поддерживать нагрев горячей воды, без учета необходимого тепла на отопление. Бойлер на 200 литров, в среднем потребует около 30 кВт.
• Высчитывается производительность котельного оборудования, требуемая для отопления дома.

Полученные цифры складываются. От результата отнимается сумма, равная 20%. Это необходимо сделать по той причине, что, нагрев не будет одновременно работать на отопление и ГВС. Расчет тепловой мощности одноконтурного отопительного котла, с учетом внешнего нагревателя воды для горячего водоснабжения, делается с учетом этой особенности.

Какой запас мощности должен быть у газового котла

Запас производительности рассчитывается в зависимости от конфигурации отопительного оборудования:

• Для одноконтурных моделей, запас составляет около 20%.
• Для двухконтурных агрегатов, 20%+20%.
• Котлы с подключением к бойлеру косвенного нагрева – в конфигурации накопительной емкости, указан необходимый дополнительный запас производительности.

Указанный запас мощности, действителен для помещений до 300 м². Дома с большей площадью требуют проведения грамотных теплотехнических расчетов.

Расчет потребности газа, исходя из мощности котла

Формула расчёта расхода газа, в зависимости от мощности используемого котла, принимает во внимание КПД отопительного оборудования. У стандартных моделей классического отопительных теплогенераторов, коэффициент полезного действия составит 92%, у конденсационных до 108%.

На практике, это означает, что 1 м³ газа, равен 10 кВт тепловой энергии, при условии 100% теплоотдачи. Соответственно, при КПД 92%, затраты топлива составят 1,12 м³, а при 108% не более 0,92 м³.

Методика расчета объема потребленного газа учитывает производительность агрегата. Так, 10 кВт прибор отопления, в течение часа, спалит 1,12 м³ топлива, 40 кВт агрегат, 4,48 м³. Данную зависимость потребления газа от мощности котельного оборудования, учитывают при сложных теплотехнических расчетах.

Соотношение также заложено в онлайн калькуляторы рассчитывающие затраты на отопление. Производители нередко указывают средний расход газа для каждой выпускаемой модели.

Чтобы полностью подсчитать приблизительные материальные затраты на отопление, потребуется рассчитать потребление электроэнергии в энергозависимых котлах отопления. На данный момент, котельное оборудование, работающее на магистральном газе, являются наиболее экономичным способом обогрева.

Для отапливаемых зданий большой площади, вычисления осуществляют исключительно после проведения аудита на предмет теплопотерь здания. В остальных случаях, при вычислениях пользуются специальными формулами или онлайн сервисами.

avtonomnoeteplo.ru

Расчет мощности котла

Расчет мощности газового котла упрощенными методами можно произвести как для квартиры или дома, построенного по типовому проекту, так и для частного дома, сооруженного по индивидуальному проекту.

Расчет для типового дома

Для упрощенного расчета мощности котла для типового дома исходят из норматива необходимой удельной тепловой мощности котла Ум = 1 кВт/10 м2, означающего, что для поддержания комфортной температуры в помещении площадью 10 м2 требуется 1 кВт тепловой энергии. В расчете не учитывается объем помещений, так как во всех домах, построенных по типовым проектам, высота помещений не превышает 3 метров.

Формула для подсчета мощности котлоагрегата выглядит следующим образом:

Рм = Ум х П х Кр

• Рм – необходимая расчетная мощность котельного агрегата;
• П – сумма всех площадей отапливаемых помещений;
• Кр – коэффициент, учитывающий климатические особенности регионов.

Так как в России климат в регионах значительно отличается, вводится поправочный коэффициент Кр, величина которого принимается:

• для регионов юга России – 0,9;
• для регионов средней полосы – 1,2;
• для московской области – 1,5;
• для северных регионов – 2,0.

Например, для квартиры или дома общей площадью 120 м2, расположенных в московской области необходимая мощность котла будет равна:

Рм = 120 х 1,5/ 10 = 18 кВт

В примере приведен расчет для котла, используемого только в целях отопления. В случае, когда необходимо рассчитать мощность двухконтурного агрегата, предназначенного, помимо отопления, и для горячего водоснабжения, следует увеличить полученную по формуле мощность примерно на 30 %. В этом случае оптимальная мощность котла будет равна: 18 х 1,3 = 23,4 кВт. Так как мощности котлов, предлагаемых производителями, приводятся в целых цифрах, то следует выбрать агрегат с наиболее близкой к расчетному  показателю мощностью – 25 кВт.

Расчет мощности котла для индивидуального дома

Расчет мощности газового котла для дома, построенного по индивидуальному проекту, более точен, так как учитывает высоту помещений и некоторые другие параметры. Подсчет производится по формуле:

Рм = Тп х Кз

• Рм – необходимая расчетная мощность котельного агрегата;
• Тп – возможные тепловые потери здания;
• Кз – коэффициент запаса, принимаемый в пределах 1,15—1,2.

В свою очередь величина возможных теплопотерь здания рассчитывается по следующей формуле:

Тп = Оз х Рт х Кр

• Оз – общий объем отапливаемых помещений дома;
• Рт – разница температур наружного воздуха и воздуха внутри помещений;
• Кр – коэффициент, учитывающий рассеивание тепловой энергии и зависящий от типа ограждающих конструкций дома, вида заполнения оконных проемов, степени утепления здания.

Величина коэффициента рассеивания принимается для:

• зданий с низкой степенью теплозащиты, стены которых, например, выложены из кирпича без прослойки утеплителя со стандартными деревянными окнами, равным  2,0—2,9;
• для сооружений со средней степенью теплозащиты, двойными стенами с утеплителем, небольшим количеством окон, равным 1,0—1,9;
• для домов с высокой степенью тепловой защиты – утепленными полами, окнами с двойными стеклопакетами, деревянными каркасными, из бруса или оцилиндрованного бревна и т. п., равным 0,6—0,9.

Например, для дома со средней степенью теплозащиты, суммарным объемом отапливаемых помещений 630 м3 (двухэтажный, площадью одного этажа 100 м2, но высота помещений на 1 этаже 3,3 м, на 2 этаже – 3,0 м), разницей температур между наружным воздухом и воздухом в помещениях 45 (рассчитывается как разница между нормативной температурой в жилых помещениях, принимаемой равной 20 градусам, и температурой наиболее холодного периода года по данным СНиП для данного региона, к примеру, 25 градусов мороза)  величина теплопотерь будет равна:

Тп = 630 х 45 х 1,0 = 28350 Вт.

Расчетная мощность котла тогда будет:

Рм = 28,35 х 1,2 = 34 кВт

otepleivode.ru

Типичные ошибки при выборе котла

Правильный расчет мощности газового котла позволит не только сэкономить на расходных материалах, но и повысит КПД прибора. Оборудование, теплоотдача которого превышает реальные потребности в тепле, будет работать неэффективно, когда как недостаточно мощное устройство не сможет обогреть помещение должным образом.

Существует современное автоматизированное оборудование, которое самостоятельно регулирует подачу газа, что избавляет от нецелесообразных расходов. Но если такой котел выполняет свою работу на пределе возможностей, то уменьшаются сроки его эксплуатации, снижается КПД, быстрее изнашиваются детали, образовывается конденсат. Поэтому возникает необходимость расчетов оптимальной мощности.

Бытует мнение, что мощность котла зависит исключительно от площади поверхности помещения, и для любого жилища оптимальным будет расчет 100 Вт на 1 кв.м. Поэтому, чтобы подобрать мощность котла, например, на дом 100 кв. м, потребуется оборудование, вырабатывающее 100*10=10000 Вт или 10 кВт.

Такие расчеты в корне неверны в связи с появлением новых отделочных материалов, усовершенствованных утеплителей, которые снижают необходимость приобретения оборудования высокой мощности.

Осуществить расчет мощности газового котла отопления можно двумя способами – вручную или с использованием специальной программы Valtec, которая предназначена для профессиональных высокоточных расчетов.

Необходимая мощность оборудования напрямую зависит от теплопотерь помещения. Узнав показатель теплопотерь, можно высчитать мощность газового котла или любого другого отопительного прибора.

Что такое теплопотери помещения?

Любое помещение имеет определенные теплопотери. Тепло выходит из стен, окон, полов, дверей, потолка, поэтому задача газового котла – компенсировать количество выходящего тепла и обеспечить определенную температуру в помещении. Для этого необходима определенная тепловая мощность.

На теплопотери дома влияют следующие факторы.

• Расположение дома. Каждый город имеет свои климатические особенности. В расчетах теплопотерь необходимо учитывать критическую отрицательную температуру, характерную для региона, а также среднюю температура и продолжительность отопительного сезона (для точных расчетов с использованием программы).
• Расположения стен относительно сторон света. Известно, что в северной стороне располагается роза ветров, поэтому теплопотери стены, находящейся в этой области, будут наибольшими. В зимнее время с западной, северной и восточной стороны дует с большой силой холодный ветер, поэтому теплопотери этих стен  будут выше.
• Площадь отапливаемого помещения. От размеров помещения, площади стен, потолков, окон, дверей зависит количество уходящего тепла.
• Теплотехника строительных конструкций. Любой материал имеет свой коэффициент теплового сопротивления и коэффициент теплоотдачи – способности пропускать через себя определенное количество тепла. Чтобы их узнать, необходимо воспользоваться табличными данными, а также применить определенные формулы. Информацию о составе стен, потолков, полов, их толщине можно найти в техническом плане жилья.
• Оконные и дверные проемы. Размер, модификация двери и стеклопакетов. Чем больше площадь оконных и дверных проемов, тем выше теплопотери. Важно учитывать характеристики установленных дверей и стеклопакетов при расчетах.
• Учет вентиляции. Вентиляция всегда существует в доме независимо от наличия искусственной вытяжки. Через открытые окна происходит проветривание помещения, движение воздуха создается при закрытии и открытии входных дверей, хождении людей из комнаты в комнату, что способствует уходу теплого воздуха из помещения, его циркуляции.

Зная вышеперечисленные параметры, можно не только вычислить тепловые потери дома и определить мощность котла, но и выявить места, нуждающиеся в дополнительном утеплении.

Формулы для расчета теплопотерь

Данные формулы можно использовать для расчета теплопотерь не только частного дома, но и квартиры. Перед началом вычислений необходимо изобразить план помещения, отметить расположение стен относительно сторон света, обозначить окна, дверные проемы,  а также вычислить размеры каждой стены, оконных и дверных проемов.

При расчете теплопотерь используются две формулы – с помощью первой определяют величину теплосопротивления ограждающих конструкций, с помощью второй – теплопотери.

Для определения теплосопротивления используют выражение:

Здесь:

• R – величина теплосопротивления ограждающих конструкций, измеряющееся в (м²*К)/Вт.
• K – коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлена ограждающая конструкция, измеряется в Вт/(м*K).
• В – толщина материала, записывающаяся в метрах.

Коэффициент тепловой проводимости K является табличным параметром, толщина B берется из технического плана дома.

Также используется основная формула расчета теплопотерь

В выражении:

• Q – теплопотери, измеряются в Вт.
• S – площадь ограждающих конструкций (стен, полов, потолков).
• dT – разность между желаемой температурой внутреннего помещения и внешней, измеряется и записывается в С.
• R – значение теплового сопротивления конструкции, м²•С/Вт, которое находится по формуле выше.
• L – коэффициент, зависящий от ориентированности стен относительно сторон света.

Имея под рукой необходимую информацию, можно вручную вычислить теплопотери того или иного здания.

Пример расчета тепловых потерь

В качестве примера высчитаем теплопотери дома, обладающего заданными характеристиками.

Исходя из плана, ширина конструкции составляет 10 м, длина — 12 м, высота потолков — 2.7 м, стены ориентированы на север, юг, восток и запад. В западной стене встроено 3 окна, два из них имеют габариты 1.5х1.7 м , одно — 0.6х0.3 м.

В южной стене встроены двери с габаритами 1.3х2 м, присутствует также небольшое окно 0.5х0.3 м. С восточной стороны располагаются два окна 2.1х1.5 м и одно 1.5х1.7 м.

Стены состоят из трех слоев:

• обшивка стен ДВП (изоплита) снаружи и изнутри —  1.2 см каждая, коэффициент — 0.05.
• стекловата, располагающейся между стенами, ее толщина 10 см и коэффициент — 0.043.

Тепловое сопротивление каждой из стен рассчитывается отдельно, т.к. учитывается расположение конструкции относительно сторон света, количество и площадь проемов. Результаты вычислений по стенам суммируются.

Пол многослойный, на всей площади выполнен по одной технологии, включает в себя:

• обрезанную доску шпунтованную, ее толщина 3.2 см, коэффициент теплопроводности — 0.15 .
• слой сухого выравнивания ДСП толщиной 10 см и коэффициентом 0.15.
• утеплитель – минеральную вату толщиной 5 см, коэффициент 0.039.

Допустим, что ухудшающих теплотехнику люков в подвал и подобных отверстий пол не имеет. Следовательно, расчет производится для площади всех помещений по единой формуле.

Потолки выполнены из:

• деревянных щитов 4 см с коэффициентом 0.15.
• минеральной ваты 15 см, ее коэффициент — 0.039.
• паро-, гидроизоляционного слоя.

Предположим, что у потолочного перекрытия тоже нет выхода на чердак над жилым или хозяйственным помещением.

Дом располагается в Брянской области, в городе Брянск, где критическая отрицательная температура составляет -26 градусов. Опытным путем установлено, что температура земли составляет +8 градусов. Желаемая температура в помещении + 22 градуса.

Вычисление тепловых потерь стен

Чтобы найти общее тепловое сопротивление стены, сперва необходимо вычислить тепловое сопротивление каждого ее слоя.

Слой стекловаты имеет толщину 10 см. Эту величину необходимо перевести в метры, то есть

Получили значение В=0.1. Коэффициент теплопроводности теплоизоляции – 0.043. Подставляем данные в формулу теплового сопротивления и получим:

R_стекл=0.1/0.043=2.32

По аналогичному примеру, рассчитаем сопротивление к теплу изоплиты:

R_изопл=0.012/0.05=0.24

Общее тепловое сопротивление стены будет равно сумме теплового сопротивления каждого слоя, учитывая, что слоя ДВП у нас два.

R=R_стекл+2*R_изопл=2.32+2*0.24=2.8

Определив общее тепловое сопротивление стены, можно найти тепловые потери. Для каждой стены они высчитываются отдельно. Рассчитаем Q для северной стены.

Исходя из плана, северная стена не имеет оконных отверстий, ее длина – 10 м, высота – 2.7 м. Тогда площадь стены S вычисляется по формуле:

S_{сев.стен}=10*2.7=27

Рассчитаем параметр dT. Известно, что критическая температура окружающей для Брянска — -26 градусов, а желаемая температура в помещении — +22 градуса. Тогда

dT=22-(-26)=48

Для северной стороны учитывается добавочный коэффициент L=1.1.

Сделав предварительные расчеты, можно использовать формулу для расчета теплопотерь:

Q_{сев.стены}=27*48*1.1/2.8=509 (Вт)

Рассчитаем теплопотери для западной стены. Исходя из данных, в нее встроено 3 окна, два из них имеют габариты 1.5х1.7 м и одно — 0.6х0.3 м. Высчитаем площадь.

S_{зап.стены1}=12*2.7=32.4.

Из общей площади западной стены необходимо исключить площадь окон, ведь их теплопотери будут другими. Для этого нужно рассчитать площадь.

S_окн1=1.5*1.7=2.55

S_окн2=0.6*0.4=0.24

Для расчетов теплопотерь будем использовать площадь стены без учета площади окон, то есть:

S_{зап.стены}=32.4-2.55*2-0.24=25.6

Для западной стороны добавочный коэффициент равен 1.05. Полученные данные подставляем в основную формулу расчета теплопотерь.

Q_{зап.стены}=25.6*1.05*48/2.8=461.

Аналогичные расчеты делаем для восточной стороны. Здесь располагаются 3 окна, одно имеет габариты 1.5х1.7 м, два других – 2.1х1.5 м. Вычисляем их площадь.

S_окн3=1.5*1.7=2.55

S_окн4=2.1*1.5=3.15

Площадь восточной стены равна:

S_{вост.стены1}=12*2.7=32.4

Из общей площади стены вычитаем значения площади окон:

S_{вост.стены}=32.4-2.55-2*3.15=23.55

Добавочный коэффициент для восточной стены -1.05. Исходя из данных, вычисляем тепловые потери восточной стены.

Q_{вост.стены}=1.05*23.55*48/2.8=424

На южной стене располагается дверь с параметрами 1.3х2 м и окно 0.5х0.3 м. Высчитываем их площадь.

S_окн5=0.5*0.3=0.15

S_двер=1.3*2=2.6

Площадь южной стены будет равна:

S_{южн.стены1}=10*2.7=27

Определяем площадь стены без учета окон и дверей.

S_{южн.стены}=27-2.6-0.15=24.25

Вычисляем теплопотери южной стены с учетом коэффициента L=1.

Q_{южн.стены}=1*24.25*48/2.80=416

Определив теплопотери каждой из стен, можно найти их общие тепловые потери по формуле:

Q_стен=Q_{южн.стены}+Q_{вост.стены}+Q_{зап.стены}+Q_{сев.стены}

Подставив значения, получим:

Q_стен=509+461+424+416=1810 Вт

В итоге потери тепла стен составили 1810 Вт в час.

Расчет тепловых потерь окон

Всего в доме 7 окон, три из них имеют габариты 1.5х1.7 м, два — 2.1х1.5 м, одно — 0.6х0.3 м и еще одно — 0.5х0.3 м.

Окна с габаритами 1.5х1.7 м представляет собой профиль ПВХ двухкамерный c И-стеклом. Из технической документации можно узнать, что его R=0.53. Окна с габаритами 2.1х1.5 м двухкамерные с аргоном и И-стеклом, имеют тепловое сопротивление R=0.75, окна 0.6х0.3 м и 0.5х0.3 — R=0.53.

Площадь окон была вычислена выше.

S_окн1=1.5*1.7=2.55

S_окн2=0.6*0.4=0.24

S_окн3=2.1*1.5=3.15

S_окн4=0.5*0.3=0.15

Также важно учитывать ориентацию окон относительно сторон света.

Рассчитаем тепловые потери западных окон, учитывая коэффициент L=1.05. На стороне располагаются 2 окна с габаритами 1.5х1.7 м и одно с 0.6х0.3 м.

Q_окн1=2.55*1.05*48/0.53=243

Q_окн2=0.24*1.05*48/0.53=23

Итого общие потери западных окон составляют

Q_{зап.окон}=243*2+23=509

В южной стороне располагается окно 0.5х0.3, его R=0.53. Вычислим его теплопотери с учетом коэффициента 1.

Q_{юж.окон}=0.15*48*1/0.53=14

На восточной сторон располагается 2 окна с габаритами 2.1х1.5 и одно окно 1.5х1.7. Рассчитаем тепловые потери с учетом коэффициента L=1.05.

Q_окн1=2.55*1.05*48/0.53=243

Q_окн3=3.15*1.05*48/075=212

Суммируем тепловые потери восточных окон.

Q_{вост.окон}=243+212*2=667.

Общие теплопотери окон будут равны:

Q_окон=Q_{вост.окон}+Q_{юж.окон}+Q_{зап.окон}=667+14+509=1190

Итого через окна выходит 1190 Вт тепловой энергии.

Определение теплопотерь дверей

В доме предусмотрена одна дверь, она встроена в южную стену, имеет габариты 1.3х2 м. Исходя из паспортных данных, теплопроводность материала двери составляет 0.14, ее толщина — 0.05 м. Благодаря этим показателям можно вычислить тепловое сопротивление двери.

R_двери=0.05/0.14=0.36

Для расчетов понадобиться вычислить ее площадь.

S_двери=1.3*2=2.6

После расчета теплового сопротивления и площади можно найти теплопотери. Дверь располагается с южной стороны, поэтому используем дополнительный коэффициент 1.

Q_двери=2.6*48*1/0.36=347.

Итого, через дверь выходит 347 Вт тепла.

Вычисление теплового сопротивления пола

По технической документации, пол многослойные, по всей площади выполнен одинаково, имеет габариты 10х12 м. Вычислим его площадь.

S_пола=10*12=210.

В состав пола входят доски, ДСП и утеплитель.

Тепловое сопротивление необходимо вычислить для каждого слоя пола отдельно.

R_досок=0.032/0.15=0.21

R_дсп=0.01/0.15= 0.07

R_{утеплит}=0.05/0.039=1.28

Общее теплосопротивления пола составляет:

R_пола=R_досок+R_дсп+R_{утеплит}=0.21+0.07+1.28=1.56

Учитывая, что зимой температура земли держится на отметке +8 градусов, то разность температур будет равна:

dT=22-8=14

Используя предварительные расчеты, можно найти тепловые потери дома через пол.

При расчете тепловых потерь пола принимаем во внимание коэффициент L=1.

Q_пола=210*14*1/1.56=1885

Общие теплопотери пола составляют 1885 Вт.

Расчет теплопотерь через потолок

При расчете тепловых потерь потолка учитывается слой минеральной ваты и деревянные щиты. Паро-, гидроизоляция не участвует в процессе теплоизоляции, поэтому ее во внимание не берем. Для расчетов нам понадобиться найти тепловое сопротивление деревянных щитов и слоя минеральной ваты. Используем их коэффициенты теплопроводности и толщину.

R_{дер.щит}=0.04/0.15=0.27

R_{мин.вата}=0.05/0.039=1.28

Общее теплосопротивление будет равно сумме R_{дер.щит} и R_{мин.вата}.

R_кровли=0.27+1.28=1.55

Площадь потолка такая же, как и пола.

S _{потолка} = 120

Далее производится подсчет тепловых потерь потолка, учитывая коэффициент L=1.

Q_{потолка}=120*1*48/1.55=3717

Итого через потолок уходит 3717 Вт.

Чтобы определить общие теплопотери дома, необходимо сложить теплопотери стен, окон, двери, потолка и пола.

Q_общ=1810+1190+347+1885+3717=8949 Вт

Чтобы обогреть дом с указанными параметрами необходим газовый котел, поддерживающий мощность 8949 Вт или около 10 кВт.

Определение теплопотерь с учетом инфильтрации

Инфильтрация — естественный процесс теплообмена между внешней средой, который происходит во время движения людей по дому, при открытии входных дверей, окон.

Для расчета теплопотерь на вентиляцию можно использовать формулу:

Q_инф=0.33*K*V*dT

В выражении:

• K — расчетная кратность воздухообмена, для жилых комнат используют коэффициент 0.3, для помещений с обогревом — 0.8, для кухни и санузла — 1.
• V — объем помещения, рассчитывается с учетом высоты, длины и ширины.
• dT — разница температур между окружающей средой и жилой дома.

Аналогичную формулу можно использовать в случае, если в помещении установлена вентиляция.

Высота помещения — 2.7 м, ширина — 10 м, длина — 12 м. Зная эти данные, можно найти его объем.

V=2.7х10х12=324

Разность температур будет равна

dT=48

В качестве коэффициента K берем показатель 0.3. Тогда

Q_инф=0.33*0.3*324*48=1540

К общему расчетному показателю Q необходимо добавить Q_инф. В итоге

Q_общ=1540+8949=10489.

Итого с учетом инфильтрации теплопотери дома составят 10489 Вт или 10.49 кВт.

Расчет мощности котла

При расчете мощности котла необходимо использовать коэффициент запаса 1.2. То есть мощность будет равна

Здесь:

• Q — теплопотери здания.
• k — коэффициент запаса.

В нашем примере подставим Q=9237 Вт и вычислим необходимую мощность котла.

W=10489*1.2=12587 Вт.

С учетом коэффициента запаса необходимая мощность котла для обогрева дома 120 м² равна примерно 13 Вт.

Выводы и полезное видео по теме

В данном видео можно узнать, как рассчитать теплопотери дома и мощность котла с использованием программы Valtec.

Грамотный расчет теплопотерь и мощности газового котла по формулам или программными методам позволяет определить с высокой точностью необходимые параметры оборудования, что позволяет исключить необоснованные расходы на топливо.

sovet-ingenera.com

Другие статьи по теме:

Подключение теплообменника к системе отопления Индукционное отопление частного дома своими руками Котлы напольные с закрытой камерой сгорания Как выбрать газовую колонку Какой котёл лучше для частного дома Котел навесной двухконтурный