Как рассчитать мощность твёрдотопливного котла?

Содержание

Для чего необходимо делать расчет мощности нагревательного прибора

Внешний вид отопительной техники, высокие технологические характеристики, заявленные в техническом паспорте, дают только поверхностное представление о технических возможностях твердотопливного котла. Основным параметром, влияющим на ваш выбор, является мощность аппарата. В погоне за ней мы порой делаем скоропалительные выводы и переплачиваем, приобретая мощные агрегаты, не соответствующие реальным требованиям и поставленным задачам.

Цена-качество + тепловая отдача, соотношение имеет определяющее значение для любого отопительного оборудования. Фирмы-производители предлагают потребителю нагревательные котлы самых разных моделей, каждая из которых соответствует определенным условиям эксплуатации. Несмотря на это, в каждом отельном случае важно иметь понимание, как должен работать нагревательное устройство и на что будет расходоваться ресурс греющего агрегата. Рассчитанный с учетом потребностей и конструктивных особенностей помещения параметр работы отопительного прибора на твердом топливе, правильная установка оборудования, позволят вывести систему домашнего отопления на оптимальный режим работы.

Многие потребители задаются вопросом. Как рассчитать самостоятельно мощность собственного твёрдотопливного котла, что бы в дальнейшем не было проблем с работой системы отопления. Сложного ничего нет. Приложив минимум знаний и усилий, можно получить предварительные данные, дающие представление о том, какой должен быть нагревательный прибор и чем его лучше топить.

Выбираем тип твердотопливного нагревательного элемента

Самый экономичный твердотопливный котел отопления – это пиролизный тип или прибор верхнего горения . Для самостоятельного изготовления первый вариант сложен. Прибор верхнего горения несколько проще спроектировать, но здесь чертежи и расчеты должен выполнять специалист, что стоит немалых денег. Именно потому люди, которые хотят недорогие котлы отопления на твердом топливе, должны обратить внимание на конструкции традиционного строения.

Прежде чем приступать к проектированию, также нужно учесть, какой тип энергоносителя в регионе считается самым доступным. Если это дрова, то топочная камера должна иметь большие размеры. Ведь обеспечить нормальный температурный режим в доме может только большой объем древесины. В случае с маленькой топкой энергоноситель нужно будет постоянно подкладывать, что не очень удобно.

Если в качестве основного топлива планируется использование угля, то топку можно сделать маленьких размеров, таким образом, сэкономив на конструкционных материалах. Уголь отличается энергоэффективностью и его большое количество в топке может повысить температуру теплоносителя до критического уровня, что может повлечь за собой аварию.

Стандартная прокладка труб отопления в частном доме выполняется открытым методом, но есть и другие варианты.

Делаем котел своими руками

Так как самые экономичные отопительные котлы на твердом топливе – это пиролизные агрегаты.

Обратите внимание на электронный дисплей в верхней части. Его наличие означает что агрегат энергозависимый.

Для успешного выполнения работы понадобятся следующие инструменты:

  • листы жаропрочной стали толщиной 6 мм;
  • трубы из того же материала различного диаметра;
  • вентилятор;
  • терморегулирующее устройство;
  • болгарка;
  • шлифовальный круг;
  • отрезной круг;
  • сварочный аппарат постоянного тока;
  • электроды.

Дешевые котлы отопления на твердом топливе выполняются, согласно инструкции на видео:

Выполняя работы необходимо помнить, что самодельный котел должен оснащаться ограничителем, при помощи которого можно контролировать поступление воздуха в камеру сгорания топлива. Он выполняется из трубы, диаметром 70 мм. Его длина приравнивается длине корпуса нагревательного элемента, плюс по 5 см с каждой стороны. В нижней части ограничителя должен присутствовать стальной диск, диаметром 40 мм, таким образом, между ним и стенками трубы получается отверстие. Вторым концом ограничитель крепится к корпусу котла. Для этого в стенке проделывают отверстие нужного диаметра.

Загрузочная камера делается прямоугольной формы. Закрывать ее должна дверка, с дополнительным усилением из стальной пластины. Это продлит срок службы изделия и обеспечит плотное прилегание дверцы. Теплообменник изготавливают изогнутой формы. Это повысит уровень теплообмена между горячим газом и теплоносителем в системе отопления. Ведь экономичные котлы отопления на твердом топливе должны отличаться высоким КПД.

Какие факторы нужно учитывать

На выбор агрегата для загородного дома влияют внешние критерии, характеристики самого здания (толщина стен, используемый строительный и отделочный материал, кровля, площадь, объем отапливаемых комнат и пр.).

Состояние помещения

При расчете мощности котла отопления нужно учитывать конструктивные особенности объекта:

  • строительные материалы, которые использовались для возведения здания;
  • высоту потолков, толщину стен, площадь помещения;
  • количество и размер окон;
  • параметры входных проемов и дверей;
  • конструкцию крыши и материал изготовления;
  • внешнюю и внутреннюю отделку дома;
  • использование изоляционных материалов.

Зависимость от типа горючего

Для твердотопливных агрегатов может использоваться разный вид материалов. После перегорания выдаваемая мощность будет различаться (КПД котла):

  1. Уголь: с 490 г получают 5,7 кВт/ч.
  2. Дрова: 250 г – 1 кВт/ч.
  3. Брикеты из ольхи: 290 г – 3,5 кВт/ч.
  4. Опилки: 300 г – 1 кВт/ч.
  5. Древесина для изготовления брикетов: 300 г – 3 кВт/ч.

Под каждый из перечисленных материалов предусмотрена своя конструкция печи. Также для достижения максимальной экономии нужно учитывать стоимость топлива.

Свободная площадь

Удельная мощность агрегата берется для нагрева 10 м² помещения. Соответственно, при расчете оборудования учитывается площадь отапливаемых комнат.

Если котел водогрейный

При покупке подобного отопительного агрегата специалисты рекомендуют добавлять к полученной мощности 30%.

Какие параметры влияют на выбор котла

Кроме финансового вопроса и вида доступного топлива, основной параметр при выборе отопительного котла — это его мощность. То есть какое количество тепла он вырабатывает, и хватит ли этого тепла для отопления дома и подготовки горячей воды, если ГВС (горячее водоснабжение) тоже возлагается на этот котёл.

Что же влияет на способность отопительного оборудования обогревать дом?

Теплопотери

Самый главный параметр, от которого зависит, будет ли в доме комфортная температура, это теплопотери здания. Каким бы котёл ни был мощным и имеющим высокий КПД, если дом не утеплён, то комфорта в нём не жди.
Теплопотери — это тепло, которое теряется, «просачиваясь» через систему вентиляции и ограждающие конструкции: стены, крышу, фундамент, окна и двери. 
Больше всего тепла утекает через крышу и систему вентиляции, включая дымоходы: примерно по 25-30%. Через наружные стены и окна теряется 10-15%, примыкание фундамента к грунту уносит тоже около 15%, на пол первого этажа и неотапливаемый подвал приходится ещё 10-15%. Поэтому задача утепления строения тесно связана с выбором отопительного оборудования: лучше утеплите — меньшей мощности потребуется котёл.

Оценка теплопотерь здания на экране тепловизора
Расчёт теплопотерь сложен. В вычислениях используются значения толщин ограждающих конструкций с учётом всех применённых материалов, разница между наружной и внутренней температурой, климатические параметры региона строительства, сила и направление преобладающих ветров, инсоляция и ещё много других критериев. 
Полученное значение теплопотерь в киловаттах и есть то количество теплоты, которое должен выработать котёл — его мощность. В идеальном случае потери тепла дома должны полностью компенсироваться теплом, вырабатываемым отопительным оборудованием. 

Площадь и объём

Второй по значимости параметр — это площадь дома. Даже неспециалисту понятно, что для отопления маленького дачного домика и просторного коттеджа требуется оборудование разной мощности. Но, кроме площади, важен и объём воздуха в помещениях: если высота потолков в комнатах значительно больше стандартных 2700 мм, то и отопительный прибор понадобится более внушительный.

Для маленького и большого домов — котлы разной мощности
Помимо размеров помещения, важно учитывать площадь остекления. Если в доме большие панорамные окна, это тоже нужно иметь в виду при выборе котла. Имеет значение и то, какие конечные отопительные приборы будут использоваться, например, радиаторы отопления или тёплые полы.

Расчёт реальной мощности котла длительного горения на примере «Куппер ПРАКТИК-8»

Конструкция большинства котлов рассчитана под конкретный вид топлива, на котором будет работать это устройство. В случае использования для котла другой категории топлива, которая не переназначена для него, КПД значительно сократиться. Также необходимо помнить о возможных последствиях использования того топлива, которое не предусмотрено производителем котельного оборудования.

Теперь продемонстрируем процесс расчёта на примере котла «Теплодар», модель «Куппер ПРАКТИК-8». Это оборудование предназначено для системы отопления жилых домов и других помещений, которые имеют площадь меньше, чем 80 м². Также этот котёл является универсальным и может работать не только в закрытых системах отопления, но и в открытых с принудительной циркуляцией теплоносителя. Данный котел обладает следующими техническими характеристиками:

  1. возможность использовать в качестве топлива дрова;
  2. в среднем за час, он сжигает 10 дров;
  3. мощность данного котла составляет 80кВт;
  4. загрузочная камера имеет объём 300л;
  5. КПД равен 85%.
Читайте также:  Конвектор или масляный обогреватель, что лучше и эффективнее?

Допустим, что для отопления помещения хозяин использует в качестве топлива дрова осинового дерева. 1 кг данного вида дров даёт 2,82 кВт/ч. За один час, котёл потребляет 15кг дров, следовательно, он выдаёт тепла 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 кВт/ч тепла (0,87 является КПД).

Этого оборудования недостаточно для отопления помещения, которое имеет теплообменник объёмом 150 л, но если ГВС имеет теплообменник объёмом 50 л, то мощности данного котла будет вполне достаточно. Для того чтобы получить нужный результат 32,67 кВт/ч необходимо потратить 13,31 кг осиновых дров. Производим расчёт по формуле (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). В данном случае необходимое тепло было определённо методом расчёта по объёму.

Также можно произвести самостоятельный расчёт и узнать время, которое потребуется котлу для того, чтобы сжечь все дрова. 1 л дров осиного дерева имеет вес 0,143 кг. Следовательно, в отделении для загрузки поместится 294 × 0,143 = 42 кг дров. Столько дров будет достаточно для поддержания тепла более чем 3 часа. Это слишком непродолжительное время, поэтому в данном случае необходимо найти котёл, у которого размер топки в 2 раза больше.

Также можно поискать топливный котёл, который рассчитан на несколько видов топлива. Например, котёл от того же , только модели «Куппер ПРО-22», который может работать не только на дровах, но и на углях. В данном случае при использовании разных видов топлива будет разная мощность. Расчёт проводится самостоятельно, учитывая эффективность каждого вида топлива отдельно, а позже выбирается наилучший вариант.

Почему чрезмерный запас мощности вреден

Даже после беспрерывной работы при недостаточной производительности оборудования получить желаемое тепло не выйдет. Но не менее интересно, чем чревата производительность со слишком большим показателем. Я неоднократно замечал, как последствия этой неприятности выражались в следующем:

  1. Повышение расхода и низкий КПД аппарата. Плавно модулировать в такой ситуации горелки не могут.
  2. Слишком частый запуск и выключение барабанного котла, как следствие, снижается ресурс важных составляющих.
  3. Повышаются растраты на приобретение оборудования, без надобности.
  4. Слишком большой вес и габариты будут приносить дискомфорт во время передвижения по комнатам.

Я вижу только одну причину, для установки оборудования, которое будет обладать повышенными показателями запаса. Если в доме имеется буферная емкость, а тепловая мощность котла высокая и он слишком быстро сжигает топливо, производя максимум тепла, которое нужно любыми способами сохранить. Именно в таком случае без накопительной системы не обойтись.

Подбор котла по площади частного дома. Как произвести расчёт?

Такой расчёт является более точным, потому что учитывает огромное количество нюансов. Производится он по следующей формуле:

Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7

  1. 0,1 кВт – норма необходимого тепла на 1 м².
  2. S – площадь помещения, которое нужно отопить.
  3. k1 показывает тепло, которое потерялось из-за строения окон, и имеет следующие показатели:

  • 1,27 – у окна одинарное стекло
  • 1,00 – окно со стеклопакетом
  • 0,85 – у окна тройное стекло

  1. k2 показывает, тепло которое потерялось из-за площади окна (Sw). Sw относится к площади пола Sf. Его показатели следующие:

  • 0,8 — при Sw/Sf = 0,1;
  • 0,9 — при Sw/Sf = 0,2;
  • 1,0 — при Sw/Sf = 0,3;
  • 1,1 — при Sw/Sf = 0,4;
  • 1,2 — при Sw/Sf = 0,5.

  1. k3 показывает утечку тепла сквозь стены. Может быть следующим:

  • 1,27 – некачественная теплоизоляция
  • 1 – стена дома имеет толщину 2-ух кирпичей или утеплитель толщиной 15 см
  • 0,854 – хорошая теплоизоляция

  1. k4 показывает количество потерянного тепла из-за температуры снаружи здания. Имеет следующие показатели:

  • 0,7, когда tз = -10 °С;
  • 0,9 для tз = -15 °С;
  • 1,1 для tз = -20 °С;
  • 1,3 для tз = -25 °С;
  • 1,5 для tз = -30 °С.

  1. k5 показывает сколько тепла потерялось из-за наружных стен. Имеет следующие значения:

  • 1,1 в здании 1 внешняя стена
  • 1,2 в здании 2 внешних стены
  • 1,3 в здании 3 внешних стены
  • 1,4 в здании 4 внешних стены

  1. k6 показывает количество тепла, которое необходимо дополнительно и зависит от высоты потолка (Н):

  • 1 — для высоты потолка 2,5 м;
  • 1,05 — для для высоты потолка 3,0 м;
  • 1,1 — для высоты потолка 3,5 м;
  • 1,15 — для высоты потолка 4,0 м;
  • 1,2 — для для высоты потолка 4,5 м.

  1. k7 показывает сколько тепла была потеряно. Зависит от типа постройки, которая расположена над отапливаемым помещением. Имеет следующие показатели:

  • 0,8 отапливаемое помещение;
  • 0,9 тёплый чердак;
  • 1 холодный чердак.

В качестве примера возьмем те же исходные условия, кроме параметра окон, которые имеют тройной стеклопакет и составляют 30% от площади пола. Постройка имеет 4 наружных стены, а сверху над ней расположен холодный чердак.

Тогда расчет будет выглядеть так:

Q = 0,1 × 200 × 0,85 × 1 × 0,854 × 1,3 × 1,4 × 1,05 × 1 = 27,74 кВт/ч

Данный показатель необходимо увеличить, для этого нужно самостоятельно добавить количество тепла, которое требуется для ГВС, если она подключена к котлу.

Если нет необходимости выполнять точные расчеты, то можно воспользоваться универсальной таблицей. С помощью нее можно определить мощность котла по площади дома. Например, для отопления помещения 150 кв м подойдет котел с мощностью 19 кВт, а для отопления 200 кв.м. потребуется уже 22 кВт.

Вариант Площадь дома, кв.м. Отопление, кВт Кол-во приборов Кол-во человек Бойлер ГВС, л/кВт
1 150 19 10 4 100/28
2 200 22 11 4 100/28
3 250 25,5 17 4 160/33
4 300 27 20 6 160/33
5 350 31 26 6 200/33
6 400 34 30 6 200/33
7 450 36 44 6 300/36

Вышеприведённые методы очень полезны, рассчитать мощность котла для отопления дома.

Почему не стоит подбирать котел со слишком большим запасом мощности

С недостатком теплопроизводительности все предельно понятно: система отопления попросту не обеспечит желаемый уровень температуры даже при беспрерывной работе. Однако, как мы уже упоминали, серьезной проблемой может стать и переизбыток мощности, последствиями которого являются:

  • более низкий КПД и повышенный расход топлива, особенно на одно- и двухступенчатых горелках, не способных плавно модулировать производительность;
  • частое тактование (вкл/выкл) котла, что нарушает нормальную работу и снижает ресурс горелки;
  • попросту более высокая стоимость котлоагрегата, учитывая, что производительность, за которую была произведена повышенная плата, использоваться не будет;
  • часто больший вес и большие габариты.

НА КАКИЕ ЕЩЕ ПАРАМЕТРЫ ОБРАЩАТЬ ВНИМАНИЕ

В целом, выше мы достаточно полно описали, как Вам подобрать отопительный котел. В этом разделе мы подскажем, на что еще стоит обратить внимание при выборе котла.

Мощность

Часто производители маркируют модели своихкотлов, используя цифры в названиях для обозначения мощности котла. Например, котел нашего завода «Буржуй-К Модерн-24» имеет мощность 24 кВт. Но встречаются и такие производители, которые ставят в моделях увеличенные цифры. Например, в названии модели написана цифра 30, а в технических характеристиках указана мощность котла 25 кВт. Будьте бдительны.

КПД (коэффициент полезного действия)

Этот показатель даёт нам понять, какой процент пользы мы можем получить от топлива. Чем выше этот коэффициент, тем меньше Вы в будущем будете «топить улицу». На что следует обратить внимание – часто производители указывают в технических характеристиках максимальный КПД. На практике же получается следующее – приуменьшении мощности котла (когда используются сырые дрова или просто не нужно топить котел на полную) в некоторых моделях котлов (обычно, это обычные котлы прямого горения) КПД резко снижается. В других моделях котлов (например, пиролизных) КПД постоянно высокое.

Вес, габариты

На эти характеристики стоит обратить внимание в двух случаях. Первое – они напрямую влияют на стоимость и удобство доставки и транспортировки. В том числе, обязательно обращайте внимание на габариты, если Ваше здание уже построено, и Вы ограничены в площади для установки котла. Кроме того, размеры котла важны, чтобы заранее предусмотреть его транспортировку через дверные проёмы. Казалось бы, в таком случае, нужно выбирать котел полегче и поменьше. Но это не всегда так. Нужна «золотая середина», т.к. вес котла часто пропорционален толщине стали, из которой он изготовлен, а значит, надежности и долговечности. Плюс, габариты влияют на размер топлива, которое Вы будете закладывать. Но об этом дальше.

Топливо

Как влияет качество топлива на необходимую мощность, мы писали в пункте 4. Здесь же хочется отметить, что для пользователей, которые будут топить котел дровами, важным параметром является размер дров, которые можно укладывать в топку. Стандартные дрова имеют размер 48-52 см. Так что, хорошим показателем для котла будет возможность закладывать дрова от 50 см и больше. В таком случае Вы сэкономите большое количество времени и сил.

Читайте также:  Какое покрытие лучше для тёплого водяного пола: рассматриваем все подходящие материалы

Срок гарантии и срок службы

Еще два показателя, на которые стоит обратить внимание. Котлы с гарантией 1 год должны Вас насторожить. Ну, а срок службы для такой серьезной покупки, как котел, должен составлять не менее 10 лет.

Цена

Здесь, вроде, все просто. Какой бюджет выделили, такой котел и купим. Единственное, следует всегда учитывать, что
кроме котла Вам необходимо будет приобрести дымоход, элементы «обвязки», материалы для системы отопления. Плюс к этому, потребуются вложения для монтажа котла и системы отопления.
Обычно, эти затраты в несколько раз превосходят стоимость котла. И еще… хорошей практикой при выборе котла является следующее: смотрите не на цену котла, а на разницу в цене выбранных котлов, и то, какие преимущества Вам за эту разницу предлагает производитель. Иногда бывает так, что разница в цене 5 000 рублей, но за эти деньги Вам не придется ходить к котлу каждую ночь, чтобы подбросить дров. И это на протяжении 10 лет службы котла. Готовы Вы заплатить за 10 лет спокойных ночей 5 000 рублей?

Комплектация

Котел полностью укомплектован, если вместе с ним поставляются: колосниковые решетки, измерительные приборы, приборы для автоматизации, переходник к дымоходу, прокладки, крепления, технический паспорт, гарантийный талон. Другими словами, котел должен продаваться так, чтобы к нему не пришлось ничего докупать, кроме дымохода и элементов системы отопления. Некоторые поставщики грешат тем, что снижают стоимость котла для привлечения покупателя, но за дополнительную комплектацию возьмут деньги, в результате чего общая стоимость может выйти дороже. Обращайте на это внимание. Поделиться с другими: ПредыдущаяСледующая

  • Бытовые котлы
  • Промышленные котлы
  • Воздухогрейные котлы
  • Наружные котлы
  • Теплицы с отоплением
  • Дымоходы и прочее
  • Контакты
  • Товарный знак «Буржуй-К»
  • Доставка
  • Гарантия
  • Сервис
  • Обработка персональных данных

Как рассчитать, сколько тепла необходимо для нагрева воды?

Чтобы произвести расчет расхода тепла в этом случае необходимо самостоятельно прибавить к предыдущему показателю расход тепла для горячего водоснабжения. Для его расчета можно воспользоваться следующей формулой:

Qв = с × m × Δt

  • с
    – удельная теплоёмкость воды, которая всегда равна 4200 Дж/кг·К,
  • m
    – масса воды в кг
  • Δt
    – разница температуры нагретой воды и поступающей воды из водопровода.

К примеру, среднестатистическая семья в среднем потребляет 150 л тёплой воды. Теплоноситель, который нагревает котёл имеет температуру равную 80 °С, а температура воды, поступающей из водопровода равна 10 °С, тогда Δt = 80 — 10 = 70 °С.

Следовательно:

Qв = 4200 × 150 × 70 = 44 100 000 Дж или 12,25 кВт/ч

После необходимо поступить следующим образом:

  1. Допустим, нужно нагреть 150 л воды за один раз, значит ёмкость косвенного теплообменника равна 150 л, следовательно, к 28,58 кВт/ч необходимо прибавить 12,25 кВт/ч. Делается потому что показатель Qзаг меньше 40,83, следовательно, в помещении будет прохладнее ожидаемых 20 °С.
  2. В случае, если нагрев воды происходит порционно, то есть ёмкость косвенного теплообменника составляет 50 л, показатель 12,25 нужно разделить на 3 и далее прибавить самостоятельно к 28,58. После этих расчётов Qзаг равен 32,67 кВт/ч. Полученный показатель это и есть мощность, котла, которая необходима для отопления помещения.

Как упростить подсчеты

Для удобства определения мощности котла обогрева на 100 м² площади загородного дома берут 10 кВт. Получается минимальное значение, ниже которого не должен быть рассматриваемый параметр приобретаемого агрегата.

Для корректировки полученного показателя нужно использовать специальный климатический коэффициент в зависимости от места размещения отапливаемого объекта:

  • южные регионы РФ – 0,7-0,9;
  • средняя полоса – 1-1,5;
  • Московская область – 1,2-1,5;
  • северные территории – 1,5-2.

Соответственно, мощность котла рассчитывается по формуле: Q = Sдома * Kкл + 10-15% (тепловые потери через стены, двери и окна). Но, если потолки в помещениях выше 2,7 м, рекомендуется использовать дополнительный коэффициент поправки. Чтобы получить его значение, нужно фактическую высоту разделить на стандартную.

Мощность отопительного котла —  теория и реальные факты

Нагревательный аппарат, работающий на угле, дровах или на другом органическом топливе выполняет определенную работу, связанную с подогревом теплоносителя. Величина работы котельного оборудования определяется объемом тепловой нагрузки, которую способен выдержать твердотопливный котел при сгорании определенного количества топлива. Соотношение расходуемого количества топлива, объем выделяемой тепловой энергии на оптимальных режимах работы оборудования и является мощностью котла.

Некорректно подобранный по мощности отопительный агрегат, не сможет обеспечить необходимую температуру котловой воды в отопительном контуре. Маломощные твердотопливные устройства не позволят автономной системе полностью реализовать ваши потребности в плане обогрева жилья и обеспечении работы ГВС. Возникнет необходимость увеличивать мощность автономного устройства. Мощный аппарат наоборот, создаст проблемы во время эксплуатации. Придется вносить конструктивные изменения в существующий отопительный комплекс для снижения тепловой нагрузки твердотопливного нагревательного устройства. Зачем зря жечь драгоценное топливо, если нет необходимости в таком количестве тепла.

Для справки: превышение мощности котла технологических параметров системы отопления, приводит к тому, что теплоноситель в контуре будет расходиться импульсивно. Частые включения и выключения нагревательного агрегата приводит к перерасходу топлива, снижению эксплуатационных возможностей отопительного оборудования в целом.

С теоретической точки зрения рассчитать оптимальный режим работы котельного оборудования не представляет сложности. Ориентировочно принято считать, что 10 кВт достаточно для отопления жилой площади в 10 м2. Данный показатель берется с учетом высокой теплоэффективности здания и стандартных конструктивных особенностей строения (высота потолка, площадь остекления).

В теории расчет делается на основе следующих параметров:

  • площадь отапливаемого помещения;
  • удельная мощность отопительного оборудования для обогрева 10 кв. м, с учетом климатических условий вашего региона.

В таблице показаны средние параметры котельного оборудования, применяемого потребителями в Московской области:

Площадь жилого дома, других помещений, м2 Рекомендуемая мощность агрегата, кВт
60 — 200 до 25
200 — 300 25 — 35
300 — 600 35 — 60
600 — 1200 60 — 100

Параметры тепловой нагрузки выглядят оптимальными на бумаге, в теории, чего явно недостаточно применительно к местным условиям. Подобранный агрегат в реальности должен иметь избыточные возможности. В реальности надо ориентироваться на оборудование, способное работать с небольшим запасом мощности.

На заметку: Избыточная мощность твердотопливного котла позволит быстро выйти на оптимальный режим работы всю систему отопления в доме. Дополнительный ресурс должен превышать расчетные данные на 20-30%.

Реальные показатели нагрузки твердотопливных агрегатов зависят от совокупности самых разных факторов. Климатические условия региона, в котором вы проживаете, могут вносить коррективы при выборе нагревательного котла. Для средней полосы принято считать оптимальными следующие параметры мощности котельного оборудования:

  • однокомнатная городская квартира – котел с выходной нагрузкой 4,16- 5 кВт;
  • для двухкомнатной квартиры – оборудование номиналом в 5,85-6 кВт;
  • трехкомнатной квартире будет достаточно иметь агрегат  8,71-10 кВт;
  • четырехкомнатная квартира, жилой частный дом потребуют для отопления установки котла параметрами в 12-24 кВт.

Важно! Если речь идет о монтаже котельного оборудования на твердом топливе в частных домах и в загородных жилых постройках, необходимо ориентироваться на аппараты больших технологических возможностей. Для обогрева и обеспечения ГВС жилого дома площадью 150 м2 и более, потребуется ставить твердотопливный котел 24 кВт и более. Все зависит от интенсивности работы отопительной системы и объема бытовых потребностей в горячей воде.

Выбирать отопительную технику необходимо всегда индивидуально, опираясь на расчетные данные и собственные потребности.

Расчет радиаторов отопления

Перед тем, как приобрести радиатор отопления и установить его самостоятельно, необходимо правильно выбрать прибор, исходя из мощности. Произвести расчеты данного параметра несложно.
Последовательность действий следующая:

  • допустим, батарею отопления планируют смонтировать в комнате высотой 3 метра и площадью 15 м². Объем помещения будет равен 3х15 = 45м³;
  • учитывая, что на обогрев кубометра комнаты в средней полосе страны нужно потратить 41 ватт, можно узнать требуемую производительность радиатора 41х 45 = 1845 ватт;
  • теперь следует определиться с количеством секций для батареи отопления. Зная, что каждый такой элемент алюминиевого или биметаллического радиатора имеет теплоотдачу, равную 150 ватт, это будет сделать легко. Полученную производительность 1845 ватт нужно разделить на 150 ватт. Таким образом, количество секций составит 12,3. Результат округляют до 13;
  • к цифре 13 следует добавить 15%, чтобы сгладить недостаток тепла в случае аномально холодной зимы. Получится 1,95 или 2 секции;
  • в итоге количество секций радиатора для обогрева комнаты площадью 15 «квадратов» должно составить 13+2 = 15. Читайте также: «Расчет отопления по площади — определяем мощность отопительных приборов «.

Разобравшись как выбрать мощность котла и радиатора отопления, каждый хозяин собственного домовладения может обеспечить себя эффективной и одновременно экономичной системой отопления. Тогда всегда в доме будет комфортная и уютная обстановка при минимальных затратах.

Видео-советы по расчету мощности котла отопления:

Упрощённая схема расчёта мощности котла

На практике часто используют упрощённую схему теплотехнических расчётов, основанную на площади здания. Если строение имеет стандартное утепление стен и других ограждающих конструкций, то есть у него расчётные теплопотери, то принимается, что для отопления каждых 10 м² помещения требуется 1 кВт мощности.
 
Для коррекции расчётов под разные региональные климатические условия используются коэффициенты:

  • для средней полосы России — 1-1,5;
  • для северных районов — 1,5-2;
  • для южных районов — 0,7-0,9.
Читайте также:  ТОП-20 Лучших Газовых Котлов

Кроме региона, в упрощённых расчётах можно учесть объём прогреваемого воздуха, то есть высоту потолков. Если в вашем доме потолки выше стандартных 2700 мм, то поправочный коэффициент вычисляется делением фактической высоты потолка на стандартную. На случай сильных аномальных морозов при расчётах добавляем запас мощности в 10%, а если котёл ещё и горячую воду греет, то плюсуем дополнительно 25%.

Посчитаем на конкретных примерах

Чтобы проще понять методику расчётов необходимой мощности котла, рассмотрим конкретный пример. Допустим, мы имеем кирпичный дом со стенами толщиной в 2 кирпича, расположенный в Калужской области. 
Площадь дома — 160 м². Высота потолков в комнатах больше стандартной — 3500 мм. И котёл, помимо системы отопления, предполагается ещё использовать и для ГВС.

Кирпичный дом, зима
Итак, приступим к расчётам. Наш дом с кирпичными стенами толщиной 500 мм (в 2 кирпича). Согласно строительным нормам, эти стены имеют стандартные теплопотери. Предположим, что прочие ограждающие конструкции тоже выполнены с учётом стандартных требований. Делим площадь дома на десять (160/10=16) и получаем, что для отопления требуется котёл мощностью в 16 кВт. Теперь используем все коэффициенты и поправки.
Так как Калужская область — это средняя полоса России, то будем использовать коэффициент 1. Наши потолки выше стандартных, поэтому рассчитаем поправочный коэффициент: 3500/2700=1,29. Округлим до первой цифры после запятой, получаем 1,3. Применяем коэффициенты: 16 кВт*1*1,3=20,8 кВт. Округляем в большую сторону до 21 кВт.
Так как котёл будет, кроме отопления, нагревать и горячую воду, прибавим ещё 25%: 21+5,3=26,3 кВт. На аномальные зимние температуры добавляем ещё 10%: 26,3+2,1=28,4 кВт. Округляем и смотрим, у какой модели котлов значение мощности наиболее совпадает с расчётным. 
Чтобы окончательно разобраться, рассмотрим ещё один пример.

Зима
Бревенчатый дом в Псковской области. Площадь дома — 72 м², высота потолков — 2500 мм. Дом построен из бревна толщиной не менее 220 мм. Для нагрева воды котёл использовать не предполагается.
Если в качестве материала для стен используется не кирпич, то соотносим теплопроводность имеющихся конструкций с аналогичным параметром кирпичной стены толщиной 500 мм. Стены нашего дома соответствуют стандартной теплопроводности кирпичной стены в 2 кирпича. Бревенчатый дом, учитывая толщину бревна, даже теплее кирпичного (дерево имеет теплопроводность ниже, чем у кирпича). Но так как дом старый, то посчитаем, что с точки зрения теплопотерь, они одинаковы. 
Хотя Псковская область и относится к средней полосе, но это всё-таки её север, поэтому будем использовать региональный коэффициент 1,5. Итак, 72/10=7,2 кВт, 7,2*1,5=10,8 кВт. Так как потолки в доме ниже стандартных, то поправочный коэффициент использовать не будем, как и прибавлять 25% на ГВС. Учтём только возможные сильные морозы: 10% это 1,08 кВт. Значит, нам потребуется приобрести котёл мощностью не ниже 12 кВт.

Варианты расчета мощности твердотопливных агрегатов

 

Точность ваших расчетов зависит от учета всех факторов и показателей, на которые мы обращали внимание выше. Для большей понятности можно выполнить ряд действий, которые дадут представление о том, как это делается.

Удельная мощность нагревательного прибора обозначается буквой W. Для регионов нашей страны с суровым климатом этот параметр составляет 1,2-2 кВт. В южных областях удельная величина обогревателя варьируется в пределах 0,7-0,9 кВт. Среднее значение в данном случае составляет 1.2-1,5 кВт.

Для начала определяем площадь помещений, подлежащих отоплению. Далее полученные данные площади делим на удельную величину мощности котла, установленного в доме на определенной территории. Полученный результат делим на 10, из расчета теоретического соотношения затраченной мощности отопительного оборудования на обогрев 10 кв. метров.

Например: рассчитываем предельную нагрузку нагревательного котла, работающего на угле для среднестатистического жилого дома, площадью в 150 м2.

  • Жилая площадь составляет  —  150 кв. метров.
  • Удельная мощность отопительного аппарата для обогрева 10 м2 составляет 1,5 кВт.

Используем для работы следующую формулу: W = (150 х 1.5)/10. В итоге получаем 22,5 кВт. Полученное значение является отправной точкой для того, что бы подобрать автономный котел на твердом топливе, учитывая технологические возможности отопительной системы и собственных бытовых нужд.

На заметку: найдя подобную модель отопительной техники, накиньте 20-30% мощности для повышения технологических возможностей всего отопительного оборудования. От количества жильцов в доме зависит нагрузка на систему ГВС, комфортная температура в доме при условии, что котел работает на оптимальных режимах.

По аналогичному сценарию можно рассчитать необходимый ресурс отопительного аппарата для дома любой площади. Всегда учитывайте климатические условия и собственные запросы к котельному оборудованию.

Расчет мощности с учетом особенностей оборудования

Выше отмечалось, что мощность котла должна рассчитываться с учетом особенностей не только климата, но и типа выбранного оборудования. Без этого параметра получить объективные результаты сложно. Неправильно выбранное оборудование в ходе эксплуатации может принести немало проблем. Это касается не только агрегатов с недостаточными мощностными показателями, но и установки высокомощного оборудования.

Низкая теплоотдача приведет к тому, что котельная не справится с поставленными задачами. В результате зимой в помещениях частного дома будет холодно. Слишком большая теплоотдача чревата не только перерасходом энергии и лишними затратами на отопление. При эксплуатации высокомощного оборудования накапливается конденсат, разрушающий элементы котла.

Рассмотрим наиболее важные нюансы расчета с учетом типа агрегата:

Как рассчитать мощность твердотопливного котла

Характеристики электрических ЭВП

  • Твердотопливные котлы при всех их преимуществах обладают одним недостатком. Даже снабженные современной автоматикой, они не способны поддерживать одинаковую температуру в течение всего времени работы. В среднем температурные колебания составляют 5 градусов. Для поддержания комфортного микроклимата потребуется установка агрегата более высокой мощности и увеличение затрат на топливо. Сократить энергозатраты можно за счет установки дополнительных теплоаккумуляторов или термобаллонов.
  • Электрокотел. Основной его недостаток — даже не в значительном потреблении электроэнергии, а в энергозависимости. Ведь кратковременного отключения энергии будет достаточно, чтобы система перестала функционировать.
  • Расчет мощности газового котла можно сделать с использованием общих формул. Эта категория оборудования, по сути, является домашней мини-котельной, в корпус которой вмонтированы все необходимые элементы.

Запас производительности в зависимости от типа котла

Для стандартного одноконтурного котла, вне зависимости от вида используемого топлива, мы всегда рекомендуем закладывать запас мощности 15-25%, в зависимости от температуры в самую холодную декаду и утепленности дома. Однако в некоторых случаях требуется несколько больший запас:

  • 20-30% запаса, если котел двухконтурный . Большинство моделей работает по принципу приоритета ГВС, это значит, что в момент активации точки потребления горячей воды котел не греет отопительный контур, для работы на два контура требуется более высокая производительность;
  • 20-25% запаса, если в доме организована или планируется приточно-вытяжная вентиляция без рекуперации тепла.

Также часто используется схема с подключением бойлера косвенного нагрева (особенно в связке с твердотопливными котлами). В таком случае излишек мощности может превышать 40-50% (показатель рассчитывается по ситуации). Стоит понимать, что любом из случаев предусмотренный запас не «простаивает», а используется будь то в целях нагрева горячей воды, восполнения более высоких теплопотерь или нагрева буферной емкости.

Напольный газовый котел с бойлером косвенного нагрева
Высокий белый бак справа от котла – накопительный бойлер косвенного нагрева, постоянно поддерживающий большой объем горячей воды.

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).

Источники

  • https://ZnatokTepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/varianty-rascheta-tverdotoplivnyh-kotlov-bolshoj-moshhnosti.html
  • https://utepleniedoma.com/otoplenie/otoplenie-doma/raschet-tverdotoplivnogo-kotla
  • https://bigkotel.ru/vidy-kotlov/raschet-moshhnosti-kotla-na-tverdom-toplive
  • https://7dach.ru/NatashaPetrova/kak-rasschitat-moschnost-kotla-otopleniya-106951.html
  • https://101studio.ru/kotly/moshchnost-kotelnoj.html
  • https://kotle.ru/otoplenie/kak-rasschitat-moshhnost-kotla
  • https://www.teplodar.ru/help/articles/detail/kak-rasschitat-moshchnost-kotlov-na-tvyerdom-toplive/
  • https://GradusPlus.com/kotly/raschet-moshhnosti-kotla-dlya-otopleniya-chastnogo-doma/
  • https://www.TeploGarant.ru/articles/polnaya_instruktsiya_po_podboru_otopitelnogo_kotla/
  • http://teplosten24.ru/kak-rasschitat-moshhnost-tverdotoplivnogo-kotla.html
  • https://msklimat.ru/kak-rasschitat-moshhnost-tverdotoplivnogo-kotla.html
  • https://stroychik.ru/otoplenie/raschet-moshhnosti-kotla

[свернуть]