Правила расчета мощности котла для отопления частного дома. Расчет мощности газового котла для частного дома: рекомендации и примеры расчеты Газовый котел рассчитать

Дата: 08.11.2019

Централизованная система отопления доступна не во всех районах РФ, а в некоторых регионах стоимость услуг ЖКХ просто запредельна. Из-за этого в частных и многоквартирных домах монтируют автономные комплексы во главе с котлом. Выбор зависит от условий проживания (наличие или отсутствие газовой магистрали, электросетей и тому подобное) и бюджета на покупку. Но прежде чем приступить к поиску прибора, нужно провести расчет мощности котла.

В процессе проектирования здания всегда участвуют инженеры-теплотехники, которые проводят комплекс сложных расчетов и подбирают оптимальные системы горячего водоснабжения (ГВС) и отопления. Но что делать, если нет возможности заказать профессиональную проектировку? Как правильно рассчитать мощность твердотопливного газового и электрического котла?

Расчет по площади дома

Задача отопления в том, чтобы не только нагреть помещение, но и в дальнейшем компенсировать теплопотери. Очень часто можно встретить устаревший вариант – расчет на квадратный метр жилья. То есть за аксиому принимается утверждение, что на 1 кв. м. площади при высоте потолка до 2,5 м требуется 100 Вт тепловой энергии. Полученный результат корректируется на удельный показатель мощности для разных климатических зон России (СНиП 23-01-99, СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»). Усреднено:

Для северных областей – 1,5-2.
В средней полосе – 1,2-1,5.
Южные регионы – 0,7-0,9.

Простейший расчет мощности котла отопления по площади проводится по формуле:

W = q * S, где:

q – это удельный коэффициент мощности для заданного региона;
S – общая площадь жилья.

Это верно для домов, построенных в 50-60 гг. прошлого века. Сейчас продавцы отопительного оборудования используют уточняющие поправки: запас в 15 и 20 % для одно- и двухконтурного.

Московская область. Имеется дом кирпичный 1-этажный, общая площадь – 80 кв. м. Мощность = (80 * 100) * 1,2 = 9 600 Вт. Одноконтурный котел – 11,04 кВт, двухконтурный с приоритетом ГВС – 11,52.

Разумеется, подобный расчет нельзя назвать корректным, поскольку не учитываются реальные теплопотери дома с учетом его габаритов, материала и толщины ограждающих конструкций, наличия или отсутствия утепляющих слоев, формата окон и так далее. Есть еще один ключевой фактор, о котором редко упоминают продавцы – возможность саморегулирования. Современные газовые и электрические котлы управляются автоматикой, имеют предельные температуры включения и выключения и группу безопасности (защита от перегрева, «сухого» хода и прочее). Твердотопливные же чаще всего требуют постоянного наблюдения, все операции проводятся вручную. Термоаккумуляторы для излишков тепла устанавливают немногие, поэтому без постоянного контроля велик риск перегрева и выхода из строя всей системы. Для подобных котлов необходим тщательный расчет.

Теплопотери дома и мощность отопительного котла

Расчет термопотерь вполне можно сделать через специальные онлайн-программы или калькуляторы. Или самостоятельно по алгоритму, приведенному ниже. Корректный расчет ГВС и котла отопления зависит от того, сколько тепла в сутки теряется через стены, окна, пол, потолок, вентиляцию, а также примерного объема потребляемой горячей воды. Для вычисления первого фактора учитываются:

Сопротивление теплопередаче (R) каждой ограждающей конструкции.
Разница температур внутри и снаружи жилья.

В инженерной теплотехнике используется следующая формула для вычисления сопротивления термопередаче различных материалов:

R = ΔT / q, где:

q – количество тепла, теряемое 1 кв. м ограждающей конструкции (Вт/м²);
ΔT – разница между температурой в самую холодную неделю года и средней внутри помещения (°С). Как правило, в справочниках приводится ΔT = 50 °С (Т наруж = -30 °С, Т внутр = +20 °С.).

Стандартные значения R для различных стеновых материалов и окон приведены в таблице:

Из таблиц очевидно, что, к примеру, приобретение электрического котла с запасом мощности 30 %, которые якобы должны компенсировать потери тепла через окно – лишняя трата денег. Двухкамерный стеклопакет теряет в 2 раза меньше тепла, чем обычное однорамное остекление, а это ежемесячная экономия более 50 кВт.

Точный расчет системы отопления частного дома включает корректировку на собственные данные в регионе или области. Формула немного видоизменяется:
R 2 = R 1 х ΔT 2 / ΔT 1 , где:
R 1 – теплопотери при ΔT = 50 °С;
R 2 – теплопотери при ΔT по данным пользователя;
ΔT 1 – норматив 50 °С;
ΔT 2 – показатель, рассчитанный по вашим параметрам.

Московская область. Имеется дом кирпичный 1-этажный, общая площадь – 80 кв. м, принудительная вентиляция. Подбирается электрический одноконтурный котел. Рассчитаем теплопотери для 1 комнаты со следующими характеристиками:
Площадь – 40 кв. м (8 * 5).
Количество наружных стен – 2 шт.
Высота потолка – 3 м.
Толщина стен – 76 см.
Окна (двойной стеклопакет) – 4 шт, 1,8 * 1,2.
Пол – настильный деревянный с утеплением.
Над потолком – чердачное нежилое помещение.
Требуемая температура внутри – +20 °С.
Предельная зимняя на улице – -30 °С.

1. Площадь наружных стен (без оконных проемов) S1 = (8 + 5) * 3 – 4 * (1,2 * 1,8) = 30,36 кв. м.
2. Площадь оконных проемов В2 = 4 * 1,2 * 108 = 8,64 м²
3. Площадь пола S3 и потолка S4 идентична = 40 кв. м.
4. Площадь внутренних стен не учитывается при расчете, так как теплопотерь нет.
5. Сопротивление теплопередаче для кирпичной стены: R = 50 / 0.592 = 84,46 м²*°C ⁄ Вт.
6. Термопотери для каждой поверхности:
Q стен = 30,36 * 84,46 = 2564,2 Вт
Q окон = 8.64 * 135 = 1166.4 Вт
Q пола =40 * 26 = 1040 Вт
Q потолка = 40 * 35 = 1400 Вт
Q общие = 6170,6 Вт

Таким образом, ежедневные суммарные утечки тепла 1 комнаты составляют 6,17 кВт в самую холодную погоду. Разумеется, чем выше температура воздуха снаружи, тем меньше потери. Если предположить, что полученный показатель идентичен для оставшейся площади дома, то примерная мощность электрического котла по объему помещения – 12,3 кВт.
Какие еще факторы влияют на выбор?
Специалисты рекомендуют корректировать расчет котла для отопления по уровню теплопотерь на величину запаса мощности – 15-30 %. Дело в том, что значительные утечки тепла происходят посредством вентиляции, особенно принудительной. Также возможны скачки напряжения в электроагрегатах, перепады давления воды и газа в магистралях для котлов, недостаточная или излишняя подача воздуха для поддержания горения в твердотопливных устройствах.

Добросовестные установщики систем всегда предупреждают – в паспорте котла указывается номинальная мощность. Эта величина порой значительно отличается от полезной (действительной) мощности. Дело в том, что редко какие котлы (кроме конденсационных) имеют КПД более 95 %. Газовые и твердо- или жидкотопливные агрегаты теряют до 20 % в процессе работы – они просто «улетают» в вытяжку или дымоход. Поясним на примере:
Поскольку вентиляция принудительная, требуемая мощность составляет: 12,3 + 20 % = 14,76 кВт.
Котел DAKON РТЕ-М 16: максимальная потребляемая мощность – 16,6, КПД = 99,1 %.
То есть, 16,6 – (100 – 99,1) % = 16,45 кВт. Такой котел обеспечит отопление в полном объеме, не выходя на предельные показатели в работе, и прослужит достаточно долго.
Если же выбирается газовый Ariston CLAS SYSTEM 15 CF 16,5 кВт с КПД = 91,2 %, то: 16,5 – (100 – 91,2) % = 15,04.
За счет вытяжки теряется еще до 20 %: 15,04 – 20 % = 12,03 кВт.

Очевидно, что эта модель не «потянет» наше помещение.
Зная расчетную мощность, несложно подобрать котел для двухконтурной системы – в паспорте всегда указывается планируемые показатели для каждого из контуров. Для твердотопливных котлов высокой мощности можно приобрести теплоаккумулятор, который отлично сохранит излишки выработанного тепла. Таким образом достигается оптимальный результат: достаточный уровень отопления и минимизация затрат.

Статьи

Выбор необходимого оборудования для системы отопления – чрезвычайно важная задача. С ней обязательно сталкиваются владельцы частных домов, а в последнее время и многие хозяева квартир стремятся достигнуть полной независимости в этом вопросе, создавая собственные автономные системы. И одним из ключевых моментов, естественно, является вопрос выбора котла.

Если жилье подключено к магистральной подаче природного газа, то нечего особо и раздумывать – оптимальным решением будет установка газового оборудования. Эксплуатация такой системы отопления несравнимо экономичнее всех остальных – стоимость газа относительно невысока, особенно в сравнении электроэнергией. Отпадают всяческие проблемы по дополнительному приобретению, транспортировке и складированию топлива, характерные для твердо — или жидкотопливных установок. При соблюдении всех требований по установке и соблюдении правил использования вполне безопасно, обладает высокими эксплуатационными показателями. Главное – правильно определиться с нужной моделью, для чего необходимо знать, как выбрать газовый котел , чтобы он в полной мере соответствовал конкретным условиям эксплуатации, отвечал пожеланиям владельцев по функциональности и удобству пользования.

Основные параметры выбора газового котла

Существует целый ряд критериев, по которым следует оценивать модель приобретаемого котла. Следует сразу отметить, что практически все они взаимосвязаны и даже взаимозависимы между собой, поэтому рассматривать их необходимо сразу и в комплексе:

Ключевой параметр – общая тепловая мощность газового котла, которая должна соответствовать задачам конкретной системы отопления.
Место будущей установки котла – этот критерий очень часто будет зависеть от упомянутой выше мощности.
Тип котла по компоновке – настенный или напольный. Выбор также лежит в прямой зависимости и от мощности, и от места монтажа.

От этих же критериев будет зависеть и тип горелки котла – открытый или закрытый. Соответственно этому организуется и система отвода продуктов сгорания – через обычный дымоход с естественной тягой или через систему принудительного дымоудаления.
Количество контуров – будет ли котел использоваться только для нужд отопления , или возьмет на себя еще и обеспечение горячей водой. Если выбирается двухконтурный котел , то учитывается его тип по строению теплообменников.
Степень зависимости котла от энергообеспечения. Этот параметр особенно важно принимать в расчет в тех случаях, когда перебои с электроснабжением в населенном пункте происходят с пугающей регулярностью.
Большое значение может иметь дополнительная оснащенность котла элементами, необходимыми для эффективной работы системы отопления, наличие встроенных систем контроля и обеспечения безопасности эксплуатации.
И, наконец, компания-производитель котла, и, безусловно, цена, которая будет зависеть от многих перечисленных выше факторов.

Первый шаг – правильно определиться с мощностью котла

Переходить к выбору любого котла попросту невозможно, если нет ясности, должна быть отопительная установка.

В технической документации котла обязательно указывается значение номинальной мощности, а кроме того , нередко даются рекомендации, на обогрев примерно какого объема помещений она рассчитана. Однако, эти рекомендации можно считать достаточно условными, так как они не учитывают «конкретики», то есть реальных условий эксплуатаций и особенностей дома или квартиры.

С такой же осторожностью следует относиться и к распространенной «аксиоме», что для обогрева 10 м² площади жилья необходим 1 кВт т епловой энергии. Значение это также очень приблизительное, которое может быть справедливым лишь при определённых условиях – средней высоте потолков, одной внешней стене с одним окном и т.п . Кроме того, совершенно не принимаются в расчет климатический пояс, расположение помещений относительно сторон света и ряд других важных параметров.

Теплотехнические расчеты по всем правилам способны провести только специалисты. Однако, возьмем на себя смелость предложить читателю методику самостоятельного расчета мощности, учитывающую большинство факторов, влияющих на эффективность обогрева дома. При таком расчете погрешность, безусловно, будет, но во вполне допустимых пределах.

Методика базируется на расчете потребной тепловой мощности для каждого помещения, где будут устанавливаться радиаторы отопления, с последующим суммированием значений. Ну а в качестве исходных данных выступают следующие параметры:

Площадь помещения.
Высота потолков.
Количество внешних стен, степень их утепленности , расположение относительно сторон света.
Уровень минимальных зимних температур для региона проживания.
Количество, размер и тип окон.
«Соседство» помещения по вертикали – например, отапливаемые помещения, холодный чердак и т.п .
Наличие или отсутствие дверей на улицу или на холодный балкон.

У любого хозяина дома или квартиры есть план его жилья. Положив его перед собой, несложно будет составить таблицу (в офисном приложении или даже просто на листе бумаги), в которой указываются все отапливаемые помещения и их характерные особенности. Например, так, как показано ниже:

Помещение:	Площадь, высота потолков	Внешние стены (количество, куда смотрят)	Количество, тип и размер окон	Наличие двери на улицу или балкон	Требуемая тепловая мощность
ИТОГО:	92,8 м²				13,54 кВт
1 этаж, утепленные полы
Холл	9.9 м², 3 м	одна, Запад	одно, двухкамерный й стеклопакет, 110×80	нет	0,94 кВт
Кухня	10,6 м, 3 м	одно, Юг	одно, деревянная рама, 130×100	нет	1,74 кВт
Гостиная	18,8 м², 3 м	три, Север, Восток	четыре, двухкамерный стеклопакет, 110×80	нет	2,88 кВт
Тамбур	4,2 м², 3 м	одна, Запад	нет	одна	0,69 кВт
Помещения санузла	6 м², 3 м	одна, Север	нет	нет	0,70 кВт
2 этаж, сверху – холодный чердак
Холл	5,1 м², 3 м	одна, Север	нет	нет	0,49 кВт
Спальня №1	16,5 м², 3 м	три, Юг, Запад	одно, двухкамерный стеклопакет, 120×100	нет	1,74 кВт
Спальня №2	13,2 м², 3 м	две, Север, Восток		нет	1,63 кВт
Спальня №3	17,5 м², 3 м	две, Восток, Юг	два, двухкамерный стеклопакет, 120×100	одна	2,73 кВт

После того как таблица составлена, можно переходить к расчетам . Для этого ниже размещен удобный калькулятор, который поможет быстро определить потребную тепловую мощность для каждого из помещений.

Уровень отрицательных уличных температур принимается из среднего, характерного для наиболее холодной декады зимы в регионе проживания.

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

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

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

Без математики — ни шагу.

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

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

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

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

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

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

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

Более высокий комфорт — более высокая мощность.

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

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

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

Теплопотери и мощность котла.

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

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

Многоступенчатые горелки.

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

Модуляция не является идеальным решением.

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

Жидкотопливный котел не для маленького дома.

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

Центральное отопление -это только начало.

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

Мощность котла и горячая вода.

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

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

Одноконтурный котел с бойлером.

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

Т = mc B (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.

Почему не более мощный?

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.

Как использовать избыток мощности котла?

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

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

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

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

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

Грамотный выбор котла позволит сохранить комфортную температуру воздуха в помещении в зимнее время года. Большой выбор приборов позволяет наиболее точно подобрать нужную модель в зависимости от требуемых параметров. Но для того, чтобы обеспечить в доме тепло и при этом не допустить лишних затрат ресурсов, необходимо знать, как проводить расчет мощности газового котла для отопления частного дома.

Газовый котел напольного типа обладает большей мощзностью

Главные характеристики, влияющие на мощность котла

Показатель мощности котла является основной характеристикой, однако проводиться расчет может по разным формулам, в зависимости от конфигурации прибора и других параметров. К примеру, при подробном расчете могут учитывать высота здания, его энергоэффективность.

Разновидности моделей котлов

Котлы можно разделить на два типа в зависимости от целей применения:

Одноконтурные – используются только для обогрева;

Двухконтурные – применяются для отопления, а также в системах горячего водоснабжения.

Агрегаты с одним контуром имеют простое строение, состоят из горелки и единственного теплообменника.

В двухконтурных системах в первую очередь обеспечивается функция подогрева воды. При использовании горячего водоснабжения обогрев автоматически отключается на время использования горячей воды, чтобы система не перегружалась. Преимуществом двухконтурной системы является её компактность. Такой обогревательный комплекс занимает гораздо меньше места, чем если бы системы обеспечения горячей водой и отопительная применялись по отдельности.

Часто разделяют модели котлов по способу размещения.

Устанавливать котлы в зависимости от их типа можно по-разному. Можно подобрать модель с настенным креплением или устанавливаемую на пол. Всё зависит от предпочтений хозяина дома, вместимости и функциональности помещения, в котором будет располагаться котёл. На способ установки котла влияет также и его мощность. К примеру, напольные котлы обладают большей мощностью по сравнению с настенными моделями.

Помимо принципиальных различий по целям применения и способам размещения газовые котлы отличаются еще и по способам управления. Существуют модели с электронным и механическим управлением. Электронные системы могут работать только в домах с постоянным доступом к электросети.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу утепления домов . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Типовые расчеты мощности приборов

Не существует единого алгоритма для расчетов как одно, так и двухконтурных котлов – каждую из систем требуется подбирать отдельно.

Формула для типового проекта

При подсчёте требуемой мощности для обогрева дома, построенного по типовому проекту, то есть с высотой помещений не более 3 метров не учитывается объём помещений, а показатель мощности вычисляют следующим образом:

Определяют удельную тепловую мощность: Ум = 1 кВт/10 м 2 ;

Рм = Ум * П * Кр, где

П – величина, равная сумме площадей отапливаемых помещений,

Кр – поправочный коэффициент, который берётся в соответствии с климатической зоной, в которой расположена постройка.

Некоторые значения коэффициента для различных регионов России:

Южные – 0,9;

Расположенные в средней полосе – 1,2;

Северные – 2,0.

Для Московской области берут значение коэффициента, равное 1,5.

Данная методика не отражает главных факторов, влияющих на микроклимат в доме, и лишь приблизительно показывает, как рассчитать мощность газового котла для частного дома.

Некоторые производители выпускают памятки-рекомендации, но для точных расчетов все-таки рекомендуют обращаться к специалистам

Пример расчёта для одноконтурного прибора устанавливаемого в помещении с площадью 100 м 2 , расположенном на территории Московской области:

Рм = 1/10 * 100 * 1,5 = 15 (кВт)

Расчеты для двухконтурных приборов

Двухконтурные приборы имеют следующий принцип действия. Для отопления вода нагревается и поступает по отопительной системе в радиаторы, которые отдают тепло окружающей среде, таким образом нагревая помещения и охлаждаясь. При охлаждении вода поступает обратно для нагрева. Таким образом, вода циркулирует по контуру отопительной системы, и проходит циклы нагрева и передачи в радиаторы. В момент, когда температура окружающей сред становится равной заданной, котел переходит на некоторое время в режим ожидания, т.е. временно перестает нагревать воду, после заново начинает нагрев.

Для бытовых нужд котел нагревает воду и подает её в краны, а не в отопительную систему.

При вычислении мощности прибора с двумя контурами обычно к полученной мощности прибавляют ещё 20% от расчетной величины.

Пример расчёта для двухконтурного прибора, который устанавливается в помещении с площадью 100м 2 ; коэффициент взят для Московской области:

Р м = 1/10 * 100 * 1,5 = 15 (кВт)

Р итоговая = 15 + 15*20% = 18 (кВт)

Дополнительные факторы, учитываемые при установке котла

В строительстве существует также понятие энергоэффективности здания, то есть того, сколько постройка отдает тепла окружающей среде.

Одним из показателей теплообмена является коэффициент рассеивания (Кр). Эта величина является константой, т.е. постоянной и не изменяется при расчетах уровня теплообмена конструкций, изготовленных из одинаковых материалов.

Надо учитывать не только мощность котла, но и возможные теплопотери самого здания

Для расчётов берётся коэффициент, который в зависимости от здания может быть равен разным величинам и применение которого поможет понять, как рассчитать мощность газового котла для дома более точно:

Самый низкий уровень теплообмена, соответствующий величине К р от 0,6 до 0,9, присваивается зданиям, выполненным из современных материалов, с утепленными полом, стенами и крышей;

К р равен от 1,0 до 1,9, если наружные стены здания утеплены, проведено утепление крыши;

К р равен от 2,0 до 2,9 в домах без утепления, к примеру, кирпичных с одинарной кладкой;

К р равен от 3,0 до 4,0 в неутеплённых помещениях, в которых низкий уровень теплоизоляции.

Уровень теплопотерь Q т рассчитывается в соответствии с формулой:

Q т = V * Р t * k / 860, где

V – это объем помещения,

P t – р азница температур, вычисляемая путем вычета минимальной возможной температуры воздуха в регионе из желаемой температуры помещения,

к – коэффициент запаса.

Мощность котла при учете коэффициента рассеивания вычисляют путем умножения вычисленного уровня теплопотерь на коэффициент запаса (обычно от 15% до 20%, тогда умножать необходимо на 1,15 и 1,20 соответственно)

Данная методика позволяет более точно определить производительность и, следовательно, максимально качественно подойти к вопросу выбора котла.

Что будет, если неправильно рассчитать требуемую мощность

Выбирать котел стоит все-таки такой, чтобы он соответствовал мощности, которая требуется для обогрева здания. Это будет наиболее оптимальным вариантом, так как в первую очередь покупка несоответствующего по уровню мощности котла может привести к двум типам проблем:

Маломощный котел будет всегда работать на пределе, пытаясь отопить помещение до заданной температуры, и может быстро выйти из строя;

Прибор с чрезмерно высоким уровнем мощности стоит дороже и даже в экономичном режиме потребляет больше газа, чем менее мощное устройство.

Калькулятор для расчета мощности котла

Тем, кто не любит заниматься подсчётами, пусть даже и не очень сложными, поможет провести расчет котла для отопления дома, специальный калькулятор – бесплатное онлайн приложение.

Интерфейс онлайн калькулятора расчета мощности котла

Как правило, сервис по расчету требует заполнить все поля, что поможет наиболее точно сделать расчеты, включающие мощность прибора и теплоизоляцию дома.

Для получения итогового результата потребуется также ввести общую площадь, которой будет требоваться обогрев.

Далее следует заполнить информацию о типе остекления, уровне теплоизоляции стен, полов и потолков. В качестве дополнительных параметров учитываются также высоту, на которой расположен потолок в помещении, вводят сведения о количестве стен, взаимодействующих с улицей. Учитывают этажность здания, наличие сооружений поверх дома.

После ввода необходимых полей кнопка выполнения расчетов становится «активной» и можно получить расчет кликнув мышью по соответствующей клавише. Для проверки полученной информации можно воспользоваться формулами расчета.

Видео описание

Наглядно про расчет мощности газового котла смотрите в видеоролике:

Преимущества использования газовых котлов

Газовое оборудование обладает рядом преимуществ и недостатков. К плюсам можно отнести:

возможность частичной автоматизации процесса работы котла;

в отличие от других источников энергии, природный газ обладает невысокой стоимостью;

приборы не требуют частого обслуживания.

К недостаткам газовых систем относят высокую взрывоопасность газа, однако при правильном хранении газовых баллонов, своевременном проведении технического обслуживания, этот риск минимален.

На нашем сайте Вы можете ознакомиться со строительными компаниями , которые предлагают услуги по подключению электрического и газового оборудования. Напрямую с представителями можно пообщаться на выставке домов «Малоэтажная Страна».

Заключение

Несмотря на кажущуюся простоту расчетов, надо помнить, что газовое оборудование должны подбирать и устанавливать профессионалы. В таком случае вы получите безотказное устройство, которое будет исправно работать долгие годы.

Газовый котёл — универсальный теплообменник , обеспечивающий циркуляцию горячей воды для хозяйственных целей и отопление помещения.

На вид аппарат выглядит похожим на небольшой холодильник.

При установке отопительного котла, необходимо правильно рассчитать его мощность.

Расчёт мощности газового котла отопления для частного дома

Удобство и безопасность нахождения в помещении с котлом зависит от его производительности .

В любом случае нужно брать значение больше расчётного, чтобы у котла был запас мощности . Агрегат не должен работать на пределе своих характеристик и возможностей, т. к. это приведёт к поломке в ближайшие месяцы после покупки . А также учтите шанс появления аномальных температур в вашем регионе. А для загородных домов будет не лишним учитывать возможность расширения и появления новых комнат, а следовательно — и увеличение площади в будущем.

Производительность котлов измеряется в кВт (Киловатты) . Эту величину всегда указывают в технических документах модели.

Внимание! Не стоит устанавливать котёл, если на улице низкая температура воздуха.

Зачем рассчитывать мощность

Расчёт мощности очень важен, ведь превышение тепловой мощности приведёт к:

Быстрому износу всех комплектующих агрегата.
Испарению воды в дымоходе (конденсат ).
Ухудшению работы газового котла и снижению эффективности.
Большим расходам — мощные модели дороже на рынке.
Выходу из строя автоматики при низких нагрузках.

Поэтому выбирайте аппарат тщательно и старайтесь найти котёл с требуемой производительностью.

Данные для подсчёта: высота потолков, площадь, климат и другое

Высота потолков желательно не менее двух метров . В той комнате, где расположен агрегат, должны быть огнеупорные стены. Низкие потолки могут повлечь небезопасность конструкции.
Климатические условия региона . У каждого региона есть свой коэффициент климата, и этот показатель используется при расчёте мощности по формуле. Для центральной части России это от 1,2 до 1,5 ; для южных областей — около 0,7 ; а для северных регионов — 1,2—1,5.
Объем воды для отопления также влияет на экономичность системы. Теплоноситель (нагретый котлом) остаётся в доме, а с ним остаётся и тепло.
Площадь помещения — важный параметр. Самый простой способ расчёта ещё с советских времён — на каждые десять кв. м. используется1 кВт энергии . Сейчас, конечно, параметров для подсчёта больше, но площадь остаётся важным критерием.

Важно! При установке котла на кухне существует одно правило — использовать только настенные виды. Желательно, чтобы в нём была закрытая камера сгорания.

Степень утеплённости дома и теплопотери. В некоторых домах устанавливают системы «тёплый пол», да и бытовая техника вырабатывает тепло. В этом случае производительность следует увеличить ещё как минимум на 20% , как бы это ни казалось странным.

Фото 1. Теплопотери дома через различные его части, выраженные в процентном соотношении.

Тип вентиляции дома . К вентиляции при установке агрегата есть особые требования — воздушный объем в комнате должен за час меняться три раза . Для этого нужна приточно-вытяжная система и окна с форточками.
При установке настенного агрегата следите за прочностью стен. При монтаже напольного котла — за огнеупорностью и прочности пола.

Внимание! Во входной двери не забудьте сделать отверстие с решёткой для хорошего воздухообмена.

Отопление помещений с бассейном не сильно отличается от обычных домов, только температура в помещении не больше 28 °C . Если же есть оранжерея , то температуру придётся сверять с теплолюбивостью растений в ней.

Выбор формулы

На самом деле, расчёт производительности агрегата для обычного дома — весьма нетрудное дело. Сначала подсчитывают:

Общую площадь помещения в квадратных метрах (S).
Климатический коэффициент (коэффициенты расписаны чуть выше) (КЛ).

Имея эти параметры, вы сможете найти мощность, подставив данные в формулу: МК=S*КЛ/10. МК — производительность в киловаттах. Например, для дома в 100 кв. метров , находящегося в центральной части России, МК будет составлять 11 кВт.

Важно! Эта формула подойдёт для расчёта мощности одноконтурной системы, только для отопления дома. Если требуется двухконтурный котёл, который помимо отопления будет нагревать воду, увеличивайте мощность ещё на 25%.

Более точный способ расчёта для индивидуального проекта строения — МК = Qт*Кз, где:

Qт — теплопотери помещения.
Кз — коэффициент запаса, равный примерно 1,2.

Теплопотери же измеряются по другой формуле: Qт=V*k*Pt, где:

V — объем строения в кубических метрах.
Рt — разница между внешней и внутренней температурой в градусах Цельсия.
k — ещё один коэффициент, зависящий от материала строения (коэф. рассеивания). Для обычных зданий без теплоизоляции он составляет 3—4 , для низкой теплоизоляции (кирпичные строения в одну кладку) около 2—2,9 ; для среднего уровня (обычные дома) —1 ; ну а для высоких уровней коэффициент равен 0,6 .

Справка. На сайтах многих производителей газового оборудования есть специальные калькуляторы для расчёта необходимой производительности. Это значительно облегчает задачу в подсчёте.

Расчёт потребления топлива

Необходимо рассчитывать также и расход топлива. Для этого понадобятся следующие данные:

КПД — показатель отображается в техническом паспорте. Нужный для подсчёта параметр указывают, обычно, как Hi и равен он 87—92%.
Рекомендуемая мощность агрегата в кВт (найденная по прошлой формуле).

В технических документах производители указывают средние значения расхода топлива. Если же рассчитать всё самостоятельно, будет понятно, что на 10 кВт мощности при КПД около 92% требуется за час 1,12 кубометров голубого топлива.