Как выполнить расчет мощности газового котла при заданных параметрах отапливаемого помещения? Мне известны, как минимум три разных способа, дающих разный уровень достоверности результатов, и сегодня мы познакомимся с каждым из них.
Почему мы рассчитываем параметры именно для газового отопления?
Дело в том, что газ является самым экономичным (и, соответственно, самым популярным) источником тепла. Киловатт-час тепловой энергии, полученной при его сгорании, обходится потребителю в 50-70 копеек.
Для сравнения - цена киловатт-часа тепла для других энергоносителей:
Кроме экономичности, газовое оборудование привлекает удобством использования. Котел требует обслуживания не чаще раза в год, не нуждается в растопках, чистке зольника и пополнении запаса топлива. Приборы с электронным розжигом работают с выносными термостатами и способны автоматически поддерживать постоянную температуру в доме вне зависимости от погоды.
Отличается ли расчет газового котла для дома от расчета твердотопливного, жидкотопливного или электрического котла?
В общем случае - нет. Любой источник тепла должен компенсировать теплопотери через пол, стены, окна и потолок здания. Его тепловая мощность никак не связана с используемым энергоносителем.
В случае двухконтурного котла, снабжающего дом горячей водой для хознужд, нам нужен резерв мощности для ее нагрева. Избыточная мощность обеспечит одновременный расход воды в системе ГВС и нагрев теплоносителя на отоплении.
Нам поможет в этом нормативная документация полувековой давности. Согласно советским СНиП, отопление должно проектироваться из расчета 100 ватт тепла на квадрат отапливаемого помещения.
Давайте, для примера выполним расчет мощности для дома размером 6х8 метров:
Выбор мощности котла по площади отапливаемого помещения прост, понятен и… в большинстве случаев дает неверный результат.
Потому, что он пренебрегает рядом важных факторов, влияющих на реальные теплопотери:
В многоквартирном доме на теплопотери влияет расположение жилого помещения относительно внешних стен: торцевые и угловые комнаты теряют больше тепла. Однако в типичном коттедже все комнаты имеют общие стены с улицей, поэтому соответствующий коэффициент поправки закладывается в базовое значение тепловой мощности.
Как выполнить своими руками расчет газового котла для отопления частного дома с учетом всех упомянутых мной факторов?
Первое и основное: в расчете мы учитываем не площадь дома, а его объем, то есть произведение площади на высоту потолков.
| Изображение | Коэффициент и климатическая зона |
 |
0,6-0,9 - для регионов со средней температурой января около 0 °С (Краснодарский край, Крым). |
 |
1,2-1,3 - для средней температуры самого холодного месяца в -15-20 °С (Московская и Ленинградская области). |
 |
1,5-1,6 - для областей со средней январской температурой в -25-30 °С (Новосибирская область, Хабаровский край). |
 |
2 - для -40 и ниже (Чукотка, Якутия). |
Давайте снова рассчитаем мощность котла для нашего дома размером 6х8 метров, уточнив несколько дополнительных параметров:
9916*0,6=6000 (с округлением) ватт.
Как видите, усложненная схема расчета дала результат, заметно отличающийся от предыдущего. Насколько он точен?
Расчет даст достоверный результат для дома, качество утепления которого примерно соответствует качеству утепления домов советской постройки. В основе схемы - все те же 100 ватт на квадрат площади, пересчитанные с учетом стандартной высоты потолков в 2,5 метра в 40 Вт/м3 и умноженные на коэффициент 1,5 для компенсации теплопотерь частного дома через крышу и пол.
Как определить потребность в тепле дома с нестандартным утеплением?
Самая универсальная формула расчета тепловой мощности котла имеет вид Q=V*Dt*k/860.
В этой формуле:
Как подобрать коэффициент k?
Выберите его значение для ваших условий, руководствуясь следующей таблицей:
| Изображение | Значение коэффициента и описание постройки |
 |
3-4 - постройка без утепления (склад из профлиста, щитовой дом со стенами из досок в один слой) |
 |
2,0-2,9 - стены из бруса толщиной 10 см или из кирпича толщиной 25 см, деревянные рамы, одиночное остекление |
 |
1,0-1,9 - кирпичные стены толщиной 50 см, двойные стеклопакеты в окнах |
 |
0,6-0,9 - фасад, утепленный пенопластом или минватой, пластиковые окна с тройными или энергосберегающими стеклопакетами |
Как выбрать значение расчетной уличной температуры? В расчетах принято использовать температуру наиболее холодной пятидневки зимы для данного региона. Редкие экстремальные заморозки не учитываются: при падении столбика термометра ниже привычных отметок можно задействовать вспомогательные источники тепла (обогреватели, тепловентиляторы и т.д.).
Где взять соответствующую информацию? Инструкция вполне предсказуема: нужные данные найдутся в СНиП 23-01-99, нормативном документе, посвященном строительной климатологии.
Для удобства читателей я приведу здесь небольшую выдержку из текста СНиП.
| Город | Температура самых холодных 5 дней зимы, °С |
| Майкоп | -22 |
| Барнаул | -42 |
| Благовещенск | -37 |
| Тында | -46 |
| Шимановск | -41 |
| Архангельск | -37 |
| Астрахань | -26 |
| Уфа | -39 |
| Белгород | -28 |
| Брянск | -30 |
| Улан-Удэ | -40 |
| Владимир | -34 |
| Вологда | -37 |
| Воронеж | -31 |
| Махачкала | -19 |
| Иркутск | -38 |
| Калининград | -24 |
| Петропавловск-Камчатский | -22 |
| Печора | -48 |
| Кострома | -35 |
| Агата | -55 |
| Туруханск | -56 |
| Санкт-Петербург | -30 |
| Сусуман | -57 |
| Москва | -32 |
| Новосибирск | -42 |
| Владивосток | -26 |
| Комсомольск-на-Амуре | -37 |
| Ялта | -8 |
| Севастополь | -11 |
Давайте вернемся к нашему примеру с домом в Севастополе, очередной раз уточнив несколько деталей:
Приступим к расчетам.
Как видите, поправка на значительные теплопотери увеличила расчетную мощность газового котла почти вдвое.
Очень просто: на работу второго проточного в проект закладывается 20-процентный запас. В нашем случае требуемая мощность составит 11х1,2=13,2 кВт.
Чтобы обеспечить комфортную температуру на протяжении всей зимы котел отопления должен выдавать такое количество тепловой энергии, которое необходимо для восполнения всех потерь тепла здания/помещения. Плюс к этому необходимо иметь еще и небольшой запас мощности на случай аномальных холодов или расширения площадей. О том, как рассчитать требуемую мощность и поговорим в этой статье.
Для определения производительности отопительного оборудования нужно в первую очередь определить потери тепла здания/помещения. Такой расчет называется теплотехническим. Это один из самых сложных расчетов в отрасли, так как требуется учесть много составляющих.
Безусловно, на величину теплопотерь, влияют материалы, которые использовались при возведении дома. Потому учитываются стройматериалы, из которых изготовлен фундамент, стены, пол, потолок, перекрытия, чердак, кровля, оконные и дверные проемы. Принимается во внимание тип разводки системы и наличие теплых полов. В некоторых случаях считают даже наличие бытовой техники, которая во время работы выделяет тепло. Но совсем не всегда требуется такая точность. Есть методики, которые позволяют быстро прикинуть требуемую производительность отопительного котла, не погружаясь в дебри теплотехники.
Для приблизительной оценки требуемой производительности теплового агрегата достаточно площади помещений. В самом простом варианте для средней полосы России считают, что 1кВт мощности может обогреть 10м 2 площади. Если у вас дом площадью 160м2, мощность котла для его обогрева — 16кВт.
Эти расчеты приблизительны, ведь не учитывается ни высота потолков, ни климат. Для этого существуют выведенные опытным путем коэффициенты, при помощи которых вносятся соответствующие корректировки.
Указанная норма — 1кВт на 10м 2 подходит для потолков 2,5-2,7м. Если у вас потолки в помещении выше, нужно вычислять коэффициенты и пересчитывать. Для этого высоту ваших помещений делим на стандартную 2,7м и получаем поправочный коэффициент.
Расчет мощности котла отопления по площади — самый простой способ
Например, высота потолков 3,2м. Считаем коэффициент: 3,2м/2,7м=1,18 округляем, получаем 1,2. Выходит, что для обогрева помещения 160м 2 с высотой потолков 3,2м требуется отопительный котел мощностью 16кВт*1,2=19,2кВт. Округляют обычно в большую сторону, так что 20кВт.
Чтобы учесть климатические особенности есть уже готовые коэффициенты. Для России они такие:
Если дом находится в средней полосе, чуть южнее Москвы, применяют коэффициент 1,2 (20кВт*1,2=24кВт), если на юге России в Краснодарском крае, например, коэффициент 0,8, то есть мощность требуется меньше (20кВт*0,8=16кВт).
Расчет отопления и подбор котла — важный этап. Неправильно найдете мощность и можете получить такой результат…
Это основные факторы, которые учитывать необходимо. Но найденные значения справедливы, если котел будет работать только на отопление. Если требуется еще и греть воду, нужно добавить 20-25% от рассчитанной цифры. Потом требуется добавить «запас» на пиковые зимние температуры. Это еще 10%. Итого получаем:
Из примеров видно, что учитывать хотя-бы эти значения нужно обязательно. Но очевидно, что в расчете мощности котла для дома и квартиры, разница быть должна. Можно пойти тем же путем и использовать коэффициенты для каждого фактора. Но есть более простой способ, который позволяет внести коррекции за один раз.
При расчете котла отопления для дома применяется коэффициент 1,5. Он учитывает наличие теплопотерь через кровлю, пол, фундамент. Справедлив при средней (нормальной) степени утепления стен — кладка в два кирпича или аналогичные по характеристикам стройматериалы.
Для квартир применяются другие коэффициенты. Если сверху находится отапливаемое помещение (другая квартира) коэффициент 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9, если неотапливаемый чердак — 1,0. Нужно найденную по описанной выше методике мощность котла умножить на один из этих коэффициентов и получите достаточно достоверное значение.
Чтобы продемонстрировать ход вычислений, произведем расчет мощности газового котла отопления для квартиры 65м 2 с потолками 3м, которая расположена в средней полосе России.
Теперь результат округляем и получаем: 11Квт.
Указанный алгоритм справедлив для подбора отопительных котлов на любом виде топлива. Расчет мощности электрического котла отопления ничем не будет отличаться от расчета котла твердотопливного, газового или на жидком топливе. Основное — производительность и эффективность котла, а теплопотери от типа котла не изменяются. Весь вопрос в том, как потратить меньше энергоносителей. А это уже область утепления.
При расчете отопительного оборудования для квартир можно пользоваться нормами СНиПа. Использование этих норм еще называют расчетом мощности котла по объему. СНиП задает требуемое количество тепла на обогрев одного кубического метра воздуха в типовых постройках:
Зная площадь квартиры и высоту потолков, найдете объем, затем, умножив на норму в узнаете мощность котла.
Для примера посчитаем требуемую мощность котла для помещений в кирпичном доме площадью 74м 2 с потолками 2,7м.
Несложно посчитать мощность для такого же помещения, но уже в панельном доме: 199,8*41Вт=8191Вт. В принципе, в теплотехнике округляют всегда в большую сторону, но можно принять во внимание остекление ваших окон. Если на окнах энергосберегающие стеклопакеты, можно округлять в меньшую сторону. Считаем, что стеклопакеты хорошие и получаем 8кВт.
Выбор мощности котла зависит от типа здания — для обогрева кирпичных требуется меньше тепла, чем панельных
Далее нужно, так же как и в расчете для дома, учесть регион и необходимость подготовки горячей воды. Актуальна и поправка на аномальные холода. Но в квартирах большую роль играет расположение комнат и этажность. Принимать во внимание нужно стены, выходящие на улицу:
После того, как учтете все коэффициенты, получите достаточно точное значение, на которое можно опираться при выборе техники для отопления. Если хотите получить точный теплотехнический расчет, его нужно заказывать в профильной организации.
Есть еще один метод: определить реальные потери при помощи тепловизора — современного прибора, который покажет к тому же места, через которые утечки тепла идут более интенсивно. Заодно сможете устранить и эти проблемы и улучшить теплоизоляцию. И третий вариант — воспользоваться программой-калькулятором, который посчитает все вместо вас. Нужно только выбрать и/или проставить требуемые данные. На выходе получите расчетную мощность котла. Правда, тут есть определенная доля риска: непонятно насколько верные алгоритмы заложены в основу такой программы. Так что все-таки придется еще хотя-бы приблизительно просчитать для сравнения результатов.
Надеемся, у вас теперь есть представление о том, как рассчитать мощность котла. И вас не путает, что это , а не твердотопливный, или наоборот.
Возможно, вас заинтересуют статьи о том, и . Для того чтобы иметь общее представление об ошибках, которые часто встречаются при планировании системы отопления смотрите видео.
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.
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.
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
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).
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.
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.
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.
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 (t 2 — t 1) / 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); t 1 — 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.
Что происходит, если котел обладает слишком большой мощностью?
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.
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.
По сравнению с нагревательными электрическими приборами, собственная отопительная система является более выгодной как в плане экономии средств , так и в максимальном удобстве при обогреве помещений.
Эффективность и рентабельность отопительной системы в доме зависит от правильных подсчетов, соблюдения точных правил и инструкций.
Расчет отопления по площади дома – процесс трудоемкий и сложный. Не стоит сильно экономить на материалах. Качественное оборудование и его установка затрагивает финансовый бюджет, но затем хорошо и комфортно обслуживает дом.
При оснащении дома отопительной системой, строительные работы и установка отопления должны идти строго по проекту и с учетом всех правил техники безопасности по использованию.
Следует учесть следующие моменты:
При соблюдении всехх вышеизложенных правил и вычисления по проведению отопления, необходимы некоторые знания в области инженерии. Но существует и упрощенная система – расчет отопления по площади, который можно сделать самостоятельно, опять-таки, придерживаясь правил и соблюдения всех норм.
Если в доме есть газ, то самый лучший вариант – это газовый котел . При отсутствии централизованного газопровода выбираем электрический котел, генератор тепла на твердом или жидком виде топлива. С учетом региональных особенностей, доступа к поставке материалов, можно установить комбинированный котел. Комбинированный генератор тепла позволит всегда поддерживать комфортную температуру, в любых аварийных и форс-мажорных ситуациях. Здесь нужно отталкиваться от несложного типа эксплуатации, коэффициента теплоотдачи.
После определения вида котла, необходим расчет отопления по площади помещения. Формула проста, но в ней учитывается температура холодного периода, коэффициент потери тепла при больших окнах и их расположении, толщина стен и высота потолков.
Каждый котел владеет определенной мощностью. При ошибочном выборе в помещении будет или холодно, или чрезмерно жарко. Таким образом, если удельная мощность котла на 10 м. куб. с учетом площади отапливаемого помещения 100 кв.м., можно выбрать самый оптимальный генератор тепла.
Из формулы, которой пользуются инженеры, – Wкот = (SxWуд)/10, кВт . – следует, что котел мощностью в 10 Квт отапливает помещение в 100 кв.м .
Чтобы было более наглядно, решим задачу на примере конкретных цифр. Если допустить, что площадь помещения 14 кв.м . и высота потолков 3 метра , объем определяем умножением.
14 х 3 = 42 куб.м .
В средней полосе России, Украины, Белоруссии тепловая мощность на метр кубический соответствует 41 Вт . Определяем: 41х 42= 1722 Вт. Выяснили, что для комнаты в 14 кв.м. нужен радиатор мощностью 1700 Вт . Каждая отдельная секция (ребро) обладает мощностью в 150 Вт. Разделяя полученные результаты, получаем количество секций, необходимых для приобретения. Расчет отопления по площади не везде одинаков. Для помещений более 100 кв.м. требуется установка циркуляционного насоса , служащего «принудителем» движения теплоносителя по трубам. Его установка происходит в обратном направлении от устройств отопления к генератору тепла. Циркуляционный насос повышает срок работы отопительной системы, уменьшая контакт горячих теплоносителей с приборами.
При установке системы отопления «теплый пол » коэффициент обогрева дома растет в разы. Подключить систему напольного отопления можно уже к имеющимся видам отопления. От радиаторов отопления выводится труба и подводится разводка отопления пола. Это самый удобный и выгодный вариант, с учетом экономии средств и времени.
Отопительный котел является центральным устройством системы обогрева. Для его работы с максимальной производительностью и во избежание перерасхода энергии необходим точный расчет мощности котла отопления. Тепловой генератор, рассчитанный на должном уровне, сможет сохранять оптимальную функциональность с гораздо меньшими затратами на его обслуживание.
Мощность отопительного прибора требует равномерного обеспечения тепловой отдачи в сеть. Он призван снабжать теплом постройки различного размера, будь это многоэтажное здание или загородный дом.
Для оптимального обогрева одноэтажного коттеджа не нужно приобретать излишне мощный котел, который рассчитан на отопление 3-4-этажного дома.
Основой для расчета является площадь и габариты здания. Как рассчитать мощность котла с учетом иных параметров?
Способ расчета указан в строительных нормах и правилах II-3-79 (СНиП). При этом необходимо учесть следующие характеристики:
Для наиболее точных расчетов нередко учитывают наличие бытовой аппаратуры (компьютер, телевизор, электрическая печь и т.д.) и внутреннего освещения, которые могут вырабатывать тепло. Но это не имеет практического смысла.
Каждые 10 м² частного дома со среднестатистической теплоизоляцией, стандартными климатическими условиями региона и типовым уровнем высоты потолков (примерно 2,5-3 м) потребуют около 1 кВт для отопления.
К мощности котла отопления, который рассчитан на совместное функционирование в системе обогрева и водоснабжения, необходимо добавить более 20%.
Малоустойчивое давление в котле и тепловой магистрали потребует оборудования специальным устройством с резервной мощностью, которое превышает расчетные показатели примерно на 15%.
Сила отопительного котла, который подключен к системе обогрева при помощи теплоносителя (горячая вода), также должна содержать резерв более 15%.
Недостаточно качественная теплоизоляция ведет к потере теплоэнергии в следующих объемах:
Для примерного подсчета существует элементарная формула: W = S × Wуд, где
W - это мощность агрегата;
S - величина площади строения в м², с учетом всех помещений под обогрев;
Wуд - стандартный показатель удельной мощности, который применяется при подсчете в конкретном климатическом регионе.
Стандартное значение удельной мощности базируется на опыте использования разнообразных отопительных систем.
Среднестатистическая информация выясняется у сотрудника ЖКХ в вашем регионе. После этого умножьте это значение на суммарную площадь строения, и вы получите средний показатель необходимой мощности котла.
Газ - самый распространенный вид топлива. Как рассчитать мощность газового котла? Рассмотрим пример расчета для строения площадью в 150 м², которое предположительно расположено в Красноярском крае. Подсчет произведен для системы отопления с естественной циркуляцией без постоянного давления от насоса. Удельная мощность в рассматриваемом регионе составляет 0,90 кВт/м².
150 м² / 10 м² = 15 - это промежуточный коэффициент подсчета, в котором подразумевается, что на отдельные 10 м² площади отапливаемого помещения требуется 1 кВт тепловой мощности агрегата.
15 × 0,90 кВт/м² = 13,5 кВт.
В итоге получено среднее значение тепловой энергии, требующееся конкретному строению со среднестатистическими теплоизоляционными и климатическими показателями.
Если учитывать использование горячей воды для ванной комнаты и кухни, необходимо будет прибавить не менее 20% к мощности: 13,5 + 13,5 × 0,2 = 16,2 кВт.
Стоит обратить внимание на то, что давление в котле и тепловой магистрали может быть малоустойчивым, для этого необходимо прибавить еще 15% к мощности: 16,2 + 13,5 × 0,15 = 18,225 кВт.
Учитывая то, что определенную утечку тепловой энергии не избежать, необходимо округлить полученный результат в большую сторону. Получается, что для обеспечения обогрева конкретного строения при помощи отопительного агрегата на газовом топливе потребуется котел с минимальной мощностью 19 кВт.
Вычисления мощности для агрегатов на газовом топливе чаще всего выполняются в период планировки строения. Причиной этому является изначальное заложение в проект расположения отопительных приборов, проемов для воздухообмена, дымохода, а также отдельного помещения под обогревательную установку.
Если вам необходимо продумать отопление в уже существующем строении, которое не имеет нужных условий по размещению агрегата на газовом топливе, потребуется установить альтернативную систему отопления. На ее роль хорошо подойдет электрическая установка, подсчет мощности которой производится по аналогичным вычислениям.
Помимо вышеуказанных расчетов, вычисление тепловой мощности котла может произвести специально созданный для этого калькулятор. Он такие параметры, как суммарная площадь помещения, его высота, тип окон и т.д. Чтобы узнать тепловую мощность, необходимо внести в программу требуемые показатели, предварительно выяснив их точное значение.
Вычисление необходимой мощности для обогрева частного дома - не такая уж и сложная задача, тем более, если использовать программу калькулятор. С ней может справиться любой, желающий сэкономить средства и обеспечить оптимальное отопление без лишних затрат тепловой энергии.
