Главная » Diy » Как правильно рассчитать котел отопления. Делаем правильный расчет мощности газового котла отопления. Тепловые потери дома

Как правильно рассчитать котел отопления. Делаем правильный расчет мощности газового котла отопления. Тепловые потери дома

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.

Расчет мощности котла отопления по площади

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:

1,5-2,0 для северных регионов;
1,2-1,5 для подмосковных регионов;
1,0-1,2 для средней полосы;
0,7-0,9 для южных регионов.

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:

Для отопления дома и ГВС в средней полосе 24кВт+20%=28,8кВт. Потом запас на холода — 28,8кВт+10%=31,68кВт. Округляем и получаем 32кВт. Если сравнивать с первоначальной цифрой в 16кВт, разница получается в два раза.
Дом в Краснодарском крае. Добавляем мощность для нагрева горячей воды: 16кВт+20%=19,2кВт. Теперь «запас» на холода 19,2+10%=21,12кВт. Округляем: 22кВт. Разница не столь разительная, но тоже достаточно приличная.

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.

Определяем требуемую мощность по площади: 65м 2 /10м 2 =6,5кВт.
Вносим поправку на регион: 6,5кВт*1,2=7,8кВт.
Котел будет греть воду, потому добавляем 25% (любим погорячее) 7,8кВт*1,25=9,75кВт.
Добавляем 10% на холода: 7,95кВт*1,1=10,725кВт.

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.

Мощность котла для квартир

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:

на обогрев 1м 3 в панельном доме требуется 41Вт;
в кирпичном доме на м 3 идет 34Вт.

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.

Вычисляем объем: 74м 2 *2,7м=199,8м 3
Считаем по норме сколько нужно будет тепла: 199,8*34Вт=6793Вт. Округляем и переводим в киловатты, получаем 7кВт. Это и будет необходимая мощность, которую должен выдавать тепловой агрегат.

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:

Одна наружная стена — 1,1
Две — 1,2
Три — 1,3

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.

Нормальная работа отопительной системы невозможна без такого оборудования, как котел. При этом определяющим фактором является производительность этой установки, от которой зависит, сможет ли система удовлетворить потребности в тепле каждого конкретного помещения. Перед покупкой котла необходимо в обязательном порядке выполнить расчет его мощности.

Если это будет сделано правильно, то это поможет сэкономить не только на приобретении самого устройства, но и на затратах, связанных с его обслуживанием. Выполнив предварительные расчеты, владелец может быть уверен, что купленный котел сможет обеспечить необходимое количество тепловой энергии , которое изначально заложено в нём производителем. Благодаря этому аппарат сможет в течение гарантийного срока службы демонстрировать свои оптимальные технические характеристики.

На чем основывается расчет?

При выборе отопительного котла следует обратить внимание на такой параметр, как мощность. Эта характеристика оказывает влияние на количество вырабатываемого тепла системой отопления, при устройстве которой важно учитывать размеры помещений, количество этажей, а также теплотехнические параметры. Для создания благоприятных условий проживания в одноэтажном загородном или частном доме нет необходимости приобретать отопительный котел, обладающий значительной мощностью.

Для определения производительности котельной установки в первую очередь следует исходить из площади дома , которую необходимо обогревать. Выполняя подбор устройства с учетом климата региона, можно добиться эффективной работы котла при минимальных расходах на его обслуживание.

Характеристики, которые будут влиять на расчет

Самым доступным вариантом для определения характеристик отопительного котла является использование методики, определенной СНиП II-3-79. В соответствии с ними, во время расчетов необходимо обращать внимание на ряд факторов:

Среднестатистическая температура для рассматриваемой территории за самый холодный период времени года.
Теплозащитные характеристики материалов, с применением которых велось сооружение ограждающих конструкций.
Тип разводки, который был использован для отопительного контура.
Соотношение между площадью, занимаемой несущими конструкциями, и проемами.
Уточняющие данные, относящиеся к каждому конкретному помещению.

Как рассчитать мощность котла отопления? Для получения максимально точных результатов необходимо опираться на сведения об используемых видах бытовой и цифровой техники. Их необходимо обязательно учитывать, поскольку они тоже считаются источниками тепла.

К сожалению, большинство владельцев отопительных систем не хотят тратить время на проведение профессиональных расчетов. Более распространены ситуации, когда просто выбирается автономная система отопления, в составе которой используются приборы с большей мощностью, чем требуется. В итоге получается, что отопительные котлы обладают более значительным КПД , нежели расчетные показатели. В этом не приходится сомневаться, учитывая, что при подборе параметров их значения чаще всего округляются.

Что учитывается в обязательном порядке при расчете мощности котла?

Как рассчитать мощность газового котла, на какие данные необходимо ориентироваться? Для получения точных результатов необходимо придерживаться следующего правила : на каждые 10 квадратных метров коттеджа, имеющего утепление, с высотой потолков, не превышающих 3 метров, должно приходиться порядка 1 кВт мощности. Если отопительный котел будет выполнять задачу по обогреву и горячему водоснабжению, то расчетное значение необходимо увеличить как минимум на 20%.

Если используемая в доме отопительная система отличается нестабильным давлением, владельцу необходимо позаботиться об установке специального устройства , которое поможет поднять мощность как минимум на 15%. Если в функции котла будет входить наряду с обогревом и обеспечение горячего водоснабжения, то для мощности котла расчёт должен выполняться с увеличением показателя на 15%.

Как определить теплопотери?

Для мощности отопительного котла расчеты должны выполняться с учетом того, что во время его работы обязательно будут возникать потери тепла. Причем это касается любых аппаратов вне зависимости от используемого ими вида топлива. Также следует учитывать, что при определенных условиях количество потерь тепла будет различным:

Во время выполнения расчетов отопительного котла нужно учитывать все из вышеперечисленных факторов. Итоговый показатель мощности должен быть определён с включением в него каждого из упомянутых факторов.

Формула для расчета мощности котла

Во время выполнения для отопительного котла расчетов мощности конечный показатель все равно придется округлить, поскольку у приобретаемой котельной установки обязательно должен присутствовать запас мощности . По этой причине при расчетах мощности необходимо использовать следующую формулу:

W = S*Wуд, где

S – суммарная площадь здания, которая нуждается в прогреве, определяемая включением всех помещений вне зависимости от их назначения, в кв.м.
W – мощность котельной установки, кВт.
Wуд. – среднестатистический показатель удельной мощности, использование подобного параметра позволяет добиться большей точности расчетов за счет корректировки показателей на основе особенностей конкретной климатической зоны, кВт/кв.м.

Этот параметр выведен на основании многолетнего опыта работы различных систем для разных территорий. Показатель, получаемый в результате перемножения площади с указанным параметром, будет соответствовать усреднённому значению мощности. При этом он подлежит обязательному округлению с учетом выше указанных особенностей.

Пример расчета мощности котла

Для наглядности опишем пример расчета мощности котла отопления. Учитывая, что в нашей стране наибольшее распространение получило такое топливо, как газ, то расчет мощности будет проводиться для газового котла.

Объектом же, для которого будут выполняться расчеты, будет выступать частный дом площадью 140 квадратных метров. В качестве региона выберем Краснодарский край. Сразу уточним, что речь идет о газовом котле, который помимо решения задачи по обогреву будет снабжать водой сантехнические приборы. Также упомянем, что расчеты проводятся для дома, где установлена система с естественной циркуляцией , в которой отсутствует высокое давление.

Для рассматриваемой ситуации удельная мощность составит 0,85 кВт/м 2 .

Если следовать всем правилам расчетов, то получим, что для выбранного дома промежуточный коэффициент расчета составит 14 (140 кв.м/10 кв.м.). Его определили, помня об условии, согласно которому на каждые 10 квадратных метров отапливаемых помещений должно приходиться 1 кВт тепла, вырабатываемого отопительным котлом.

Если продолжить расчеты, то получим

14 * 0.85 = 11.9 кВт.

Расчетный показатель соответствует количеству тепловой энергии, что соотносится с потребностями дома, обладающего обычными теплотехническими характеристиками. Помня о том, что в функции котельной установки будет входить обеспечение горячего водоснабжения для душа и раковины , необходимо увеличить расчетный показатель дополнительно на 20%.

11.9 + 11.9 * 0.2 = 14.28 кВт.

Не забываем о том, что в системе не используется циркуляционный насос, из-за чего давление в ней может колебаться. По этой причине высчитанный на прошлом этапе показатель необходимо увеличить еще на 15%, чтобы иметь запас тепла и энергии.

14.28 + 11.9 * 0.15 = 16.07 кВт.

Необходимо учесть утечки тепла, которые возникнут во время работы системы. По этой причине результат необходимо округлить в большую сторону. В результате мы получим, что выбираемый отопительный котел должен иметь мощность не менее, чем 17 кВт.

Выполнять расчеты мощности для котла следует еще тогда, когда разрабатывается проект конкретного здания. Дело в том, что добиться эффективной работы отопительной системы можно при наличии необходимых условий, которые связаны с выделением топочного помещения, а также устройством в помещениях дымохода и вентиляции.

Мощность является важным параметром для отопительного котла, от которого зависит эффективность обогрева как каждого конкретного помещения, так и всего здания в целом. Причем расчет этой характеристики является достаточно сложным мероприятием, где необходимо учитывать различные факторы.

Учитывая, что рядовой владелец незнаком с большей частью параметров, которые могут повлиять на эффективность работы отопительного котла, лучше всего поручить эту работу квалифицированным специалистам. Ведь когда речь заходит о создании наиболее комфортных условий проживания и оптимизации затрат на отопление, проявлять инициативу неуместно.

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.

Несмотря на обилие современных вариантов обогрева для частных домов, большинство потребителей останавливается на традиционном и проверенном годами газовом котле. Они долговечны и надежны, не требуют частого и сложного обслуживания, а широта модельного ряда позволяет подобрать агрегат для любого помещения.

Основная характеристика газового котла – это его мощность , для правильного определения которой следует учитывать большое количество факторов. Именно от правильного выбора мощности зависит и комфортность климата в доме, и экономичность котла, и срок его службы.

Почему необходим точный расчет мощности котла?

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

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

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

Какие данные нужны для расчета мощности газового котла

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

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

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

М=S*УМК/10

80*2/10 = 16 кВт

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

Какие еще теплопотери нужно учитывать?

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

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

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

Понятие коэффициента рассеивания

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

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

Таблица расчета стоимости отопление в частном доме

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

Qт = V*Рt*k/860

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

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

300*48*1,9/860 ≈31,81

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

31, 81* 1,2 = 38,172

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

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

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.

Общая информация

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:

Твердое топливо - 1,1-1,6 рубля за киловатт-час;
Дизтопливо - 3,5 р./кВт·ч;
Электроэнергия - 5 р./кВт·ч.

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.

Методы расчетов

Схема 1: по площади

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:

Площадь дома равна произведению его габаритных размеров. 6х8х48 м2;
При удельной мощности 100 Вт/м2 полная мощность котла должна быть равна 48х100=4800 ватт, или 4,8 кВт.

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:

Количеством окон и дверей . Через остекление и дверные проемы теряется больше тепла, чем через капитальную стену;
Высотой потолков . В многоквартирных домах советской постройки она была стандартной - 2,5 метра с минимальной погрешностью. А вот в современных коттеджах можно встретить потолки высотой в 3, 4 и более метров. Чем выше потолок, тем больше отапливаемый объем;

Климатической зоной . При неизменном качестве теплоизоляции теплопотери прямо пропорциональны разности внутренней и уличной температур.

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.

Схема 2: по объему с учетом дополнительных факторов

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.

Базовое значение мощности котла на один кубометр отапливаемого объема - 60 ватт;
Окно увеличивает теплопотери на 100 ватт;
Дверь прибавляет 200 Вт;
Теплопотери умножаются на региональный коэффициент . Он определяется средней температурой наиболее холодного месяца:

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:

Расположение дома - город Севастополь (средняя температура января - +3 градуса по шкале Цельсия);
Количество окон - 5. На улицу ведет одна дверь;
Высота потолка - 3,2 метра.

Объем дома (с внешними стенами) равен произведению трех его габаритов: 6х8х3,2=153,6 кубометра;

Базовая мощность для этого объема - 153,6х60=9216 Вт;
С учетом окон и дверей она увеличится на 5х100+200=700 ватт. 9216+700=9916;
Региональный коэффициент для теплого климата Крыма мы возьмем равным 0,6.

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?

Схема 3: по объему с учетом качества утепления

Самая универсальная формула расчета тепловой мощности котла имеет вид Q=V*Dt*k/860.

В этой формуле:

Q - теплопотери дома в киловаттах;
V -объем, который предстоит отапливать котлу, в кубометрах;
Dt - расчетная дельта температуры между отапливаемым помещением и воздухом за внешними стенами;
k - коэффициент рассеивания, определяющийся качеством утепления дома.

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:

Остекление окон - одиночное, в деревянных крупнощелевых рамах;
Материал стен - бут, толщиной около полуметра.

Приступим к расчетам.

За расчетную внутреннюю температуру мы примем соответствующие санитарным нормам +20°С. С учетом данных из приведенной выше таблицы параметр Dt будет равен 20 — -11 = 31 градус;
Коэффициент рассеивания примем равным 2,0: у бутовых стен теплопроводность куда выше, чем у кирпичных;