Расчет мощности котлов отопления для частного дома

Совмещение мощности отопительного агрегата и расхода топлива

Чтобы используемое для отопления оборудование позволило получить некоторую экономию, при выполнении расчетов мощности котла важно учесть еще несколько моментов. Для комфортного пребывания в холодное время в доме необходима температура 20-22С

С учетом постоянной смены температуры зимой и небольшого количества морозных дней можно использовать оборудование меньшей мощности, чем полученной при расчетах. Если используемое для отопления оборудование будет работать в нормальном режиме, а не на полную мощность, то срок его безупречной эксплуатации продлится долгое время

Для комфортного пребывания в холодное время в доме необходима температура 20-22С. С учетом постоянной смены температуры зимой и небольшого количества морозных дней можно использовать оборудование меньшей мощности, чем полученной при расчетах. Если используемое для отопления оборудование будет работать в нормальном режиме, а не на полную мощность, то срок его безупречной эксплуатации продлится долгое время.

Поддержать номинальное значение температуры в течение отопительного периода помогают установка смесительных клапанов. Именно эти устройства позволяют регулировать температуру теплоносителя в системе отопления. В большинстве случаев используются системы с термогидравлическими распределителями или четырехходовыми клапанами. Установка этих элементов в отопительной системе позволяет изменять температурные значения при постоянной мощности котла.

Такая модернизация дает возможность получать достаточное количество тепла при использовании котла минимальной мощности. Несмотря на дорогую стоимость такого оборудования, экономия топлива в этом случае получается значительной.

Такое оборудование устанавливают в системах отопления, работающих на твердом топливе. В результате прибор работает в усиленном режиме, даже при незначительном потреблении тепла. С повышением температуры воздуха на улице автоматическая система с помощью клапана частично перекрывает подачу нагретой воды в систему отопления, а направляет ее в теплообменник бака-аккумулятора. Здесь происходит нагревание воды, которая находится в баке. После того как теплоноситель в системе остывает вода из бака поступает в приборы отопления системы и тепло в помещении держится еще некоторое время. При расчете объема буферного бака берут соотношение 10:1, то есть на 1 м2 площади дома необходим бак объемом 10 л.

Правильное определение мощности котла отопления позволяет получить существенную экономию при покупке агрегата и в процессе его эксплуатации. Чтобы результат расчетов, какая мощность котла нужна для отопления дома, получился верным, лучше доверить процесс специалистам.

Формулы для расчета теплопотерь

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

Для определения тепловых потерь необходимо знать строение стены, а также толщину используемых материалов. В расчетах учитывается кладка и утеплители

Для определения теплосопротивления используют выражение:

R = B/K

Здесь:

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

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

Коэффициент тепловой проводимости является табличным значением, он зависит от плотности и состава материала, может отличаться от табличного, поэтому важно ознакомиться с технической документацией на материал (+)

Также используется основная формула расчета теплопотерь:

Q = L × S × dT/R

В выражении:

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

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

Расчет по объему с коэффициентами поправки

Как рассчитать мощность котла на горячее водоснабжение и отопление с учетом всех описанных выше факторов?

1. Базовое значение тепловой мощности равно 40 ваттам на куб внутреннего отапливаемого объема;
2. Региональный коэффициент принимается равным:

Средняя температура января для разных регионов РФ

1. Коэффициент утепления подбирается из следующего ряда значений:

1. Запас мощности на неучтенные теплопотери и на нагрев горячей воды рассчитывается по прежней схеме.

Давайте повторим наш расчет котла для горячего водоснабжения и отопления с рядом дополнительных вводных:

• Высота потолков в доме равна 3 метрам;
• Дом расположен в Севастополе (средняя температура января +3 градуса);

На фото — январь в Севастополе

Он оборудован однокамерными пластиковыми окнами и каменными стенами без дополнительного утепления толщиной 40 см.

Итак:

1. Отапливаемый объем равен 100*3=300 м3;
2. Базовое значение тепловой мощности на отопление — 300*40=12 кВт;
3. Климат Севастополя дает нам региональный коэффициент 0,7. 12*0,7=8,4 кВт;
4. Коэффициент утепления принимаем равным 1,2. 1,2*8,4=10,08;
5. С учетом коэффициента запаса и резерва мощности на работу проточного нагревателя мы получим те же 14 кВт.

Стоило ли усложнять расчеты, если результат неизменен?

Безусловно. Если мы мысленно поместим наш дом в город Оймякон Якутской области (средняя температура января -46,4 градуса), потребность в тепле и, соответственно, расчетная теплопроизводительность котла увеличится в 2/0,7 (соотношение региональных коэффициентов)=2,85 раза. Утепление фасада и установка энергосберегающих стеклопакетов в окна сократит ее вдвое.

Оймякон — самый холодный город страны

Расчет мощности котла по площади

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

Тепло из дома утекает в разных направлениях

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

Учет высоты потолков

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

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

• Высчитываем коэффициент. 3,2 м / 2,6 м = 1,23.
• Корректируем результат: 17 кВт * 1,23 = 20,91 кВт.

• Округляем, получаем 21 кВт потребуется для обогрева.

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

Учет региона проживания

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

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

• Для южной части региона коэффициенты понижающие: 0,7-0,9.

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

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

Мощность двухконтурного котла

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

Чтобы не пришлось покупать очень мощный котел, надо дом максимально утеплить

Пример: корректируем под возможность ГВС. Найденную цифру 31,5 кВт умножаем на 1,2 и получаем 37,8 кВт. Разница солидная

Обратите внимание, что запас на подогрев воды берется уже после учета в расчетах местоположения — температура воды от местоположения тоже зависит

Расчет мощности газового котла в зависимости от площади

В большинстве случаев используют ориентировочный подсчет тепловой мощности котлоагрегата по площадям нагрева, например, для частного дома:

• 10 кВт на 100 кв.м;
• 15 кВт на 150 кв.м;
• 20 кВт на 200 кв.м.

Подобные вычисления смогут подойти для не очень большого сооружения с утепленным чердачным перекрытием, низкими потолками, хорошей термоизоляцией, окнами с двойным остеклением, но не более того.

По старым расчетам лучше не делать. Источник фото: porjati.ru

К сожалению, данным условиям соответствуют только немногочисленные строения. С тем, чтобы осуществить наиболее обстоятельный расчет показателя мощности котла, необходимо учитывать полный пакет взаимосвязанных величин, в том числе:

• атмосферные условия в местности;
• размер жилой постройки;
• коэффициент теплопроводности стены;
• фактическую теплоизоляцию здания;
• систему регулировки мощности газового котла;
• объем тепла, требуемый для ГВС.

Расчет одноконтурного котла отопления

Подсчет мощности одноконтурного котлоагрегата настенной или напольной модификации котла с применением соотношения: 10 кВт на 100 м2, необходимо увеличить на 15-20%.

Например, необходимо обогреть здание площадью 80 м2.

Расчет мощности газового котла отопления:

10*80/100*1.2 = 9.60 кВт.

В случае, когда в торговой сети не существует требуемого вида устройств, приобретают модификацию с большим размером кВт. Подобный метод пойдет для источников отопления одноконтурного типа, без нагрузки на горячее водоснабжение, и может быть заложен в основу расчета расхода газа на сезон. Иногда вместо жилой площади расчет выполняют с учетом объема жилого здания квартиры и степени утепления.

Для индивидуальных помещений, построенных по типовому проекту, с высотой потолочного покрытия 3 м, формула расчета довольно простая.

Еще один способ расчета ОК котла

В данном варианте учитывают площадь застройки (П) и коэффициент удельной мощности котлоагрегата (УМК), зависящего от климатического места расположения объекта.

Он варьируется в кВт:

• 0.7 до 0.9 южные территории РФ;
• 1.0 до 1.2 центральные регионы РФ;
• 1.2 до 1.5 Московская область;
• 1.5 до 2.0 северные районы РФ.

Следовательно, формула для расчета выглядит таким образом:
Мо=П*УМК/10

Например, необходимая мощность источника отопления для постройки в 80 м2, расположенного в северном регионе:

Мо = 80*2/10 = 16 кВт

Если собственник будет устанавливать двухконтурный котлоагрегат, для отопления и ГВС, профессионалы советуют добавить к полученному результату еще 20% мощности на подогрев воды.

Как рассчитать мощность двухконтурного котла

Расчет теплопроизводительности двухконтурного котлоагрегата выполняется на основанию такой пропорции:

10 м2 = 1 000 Вт + 20% (теплопотери) + 20% (подогрев ГВС).

В случае, если здание располагает площадью 200 м2, то требуемый размер будет состоять: 20.0 кВт + 40.0% = 28.0 кВт

Это прикидочный расчет, его лучше уточнить по норме водопользования ГВС на одного человека. Такие данные приводятся в СНИПе:

• ванная комната — 8.0-9.0 л/мин;
• душевая установка — 9 л/мин;
• унитаз — 4.0 л/мин;
• смеситель в мойке — 4 л/мин.

В техдокументации к водонагревателю указывается, какая необходима теплопроизводительность котла, чтобы гарантировать качественный подогрев воды.

Для теплообменника на 200 л будет достаточно нагревателя нагрузкой приблизительно 30.0 кВт. После рассчитывают производительность, достаточную для обогрева, в конце итоги суммируют.

Расчет мощности бойлера косвенного нагрева

Для того, чтобы сбалансировать нужную мощность одноконтурного агрегата работающего на газовом топливе с бойлером косвенного нагрева, нужно установить какой объем теплообменника потребуется, чтобы обеспечить горячей водой жильцов дома. Используя данные по нормам горячего водопотребления легко можно установить, что расход в сутки для семьи из 4-х человек составит 500 л.

Производительность водонагревателя косвенного нагрева напрямую зависит от площади внутреннего теплообменника, чем более размеры змеевика, тем больше тепловой энергии он передает воде в час. Детализовать такие сведения можно, изучив характеристики по паспорту на оборудование.

Источник фото: coolandtheguide.com

Существуют оптимальные соотношения этих величин для среднего диапазона мощности бойлеров косвенного нагрева и время получения заданной температуры:

• 100 л, Мо — 24кВт, 14 мин;
• 120 л, Мо — 24кВт,17 мин;
• 200 л, Мо — 24кВт, 28 мин.

При выборе водонагревателя рекомендуется, чтобы он нагревал воду примерно за полчаса. Исходя из этих требований предпочтительнее 3-й вариант БКН.

Факторы, влияющие на расчетную мощность

На расчетную мощность отопительного котла влияют такие факторы, как:

• площадь постройки,
• высота потолков, т.е. объем помещений,
• строительные материалы, из которых возведен дом,
• тип и качество устройства теплоизоляции,
• количество и тип окон и дверей,
• климатический пояс, в котором будет работать котел,
• использование котла в качестве проточного или накопительного водонагревателя.

На расчетную мощность котла влияет высота потолков

Основной принцип расчета – котел должен восполнять потери тепла, происходящие за счет теплопередачи, конвекции, планового и случайного воздухообмена с улицей.

Кроме того, должен быть предусмотрен запас мощности для аномально холодных дней.

Если в обозримой перспективе планируется расширение площади постройки (или отапливаемой площади, т.е. утепление веранд или цоколя), расчет разумно проводить исходя из конечной площади теплых помещений.

Запас мощности предусматривается также и для того, чтобы котел не работал постоянно на пределе своей производительности. Это ведет к повышенному износу оборудования и к преждевременному выходу его из строя.

Как рассчитать оптимальную мощность газового котла?

Для того, чтобы выполнить правильный расчет данного показателя, необходимо обзавестись следующим: всей необходимой статистической информацией, рулеткой или другим измерительным прибором, иметь генплан частного строения, а также калькулятор для проведения подсчетов.

Кроме того, необходимо узнать, какой бывает самая низкая температура в вашем регионе проживания. Для северный областей, потребуется модели агрегатов с немного большей продуктивностью, чем для южной местности. Информацию вы сможете найти в интернете при изучении статистики по вашей области. Также следует учесть, что в зимний период времени температурный режим изменяется очень быстро и может достигать низкого уровня. Все это необходимо учитывать для адаптации уже полученных результатов.

Следующим показателем, который напрямую влияет на мощность котлов, работающих на газе, является площадь обогреваемого здания, а также уровень его утепленности. Вносим поправки, если существуют некоторые особенности строения частного дома.

При хорошем утеплении стен, потери тепла будут минимальными, а вся тепловая энергия будет аккумулироваться внутри помещений, а значит, продуктивность установки может быть меньшей.

Общую площадь помещения можно узнать или при помощи чертежей дома, или же измерить самостоятельно посредством рулетки. В формуле высота зданий не учитывается, так как она рассчитана на стандартное строение, с высотой потолков от 2 до 3 м. Если у вас нестандартное сооружение, то следует воспользоваться другой формулой, чтобы получить более точный результат.

В целом мощность установки легко определить по следующей формуле:

Учет удаленной мощности позволит получить более точное значение при определении величины данного параметра для устройства.

Как узнать, сколько киловатт в сутки потребляет газовый аппарат

Чтобы узнать, сколько электроэнергии потребляет газовый котел, нужно сделать обычный расчет энергопотребления — его используют для любых электроприборов.

Для расчета понадобится значение электрической мощности котла. Величина ее указана в технической документации, измеряется она в ваттах (Вт или W) и киловаттах. Обычно указывают максимальное значение киловатт, потребляемых устройством, — оно существенно превышает средний показатель.

Допустим, у нас есть двухконтурный нагреватель Baxi Eco Four 24, его теплопроизводительность — 24 кВт, а электрическая — 130 Вт. Чтобы рассчитать ежедневное потребление электроэнергии, нужно умножить потребляемую мощность на число часов, в течение которых происходит потребление.

Если энергия расходуется круглосуточно: 130 Вт х 24 ч = 3120 Вт*ч

Это максимальное потребление модели Baxi Eco Four 24 за сутки. Разделив полученный результат на 1000, получим 3,12 кВт*ч. Чтобы узнать, сколько кВт*ч расходует устройство в месяц — а именно в этих единицах указывается потребленная электромощность в квитанциях на оплату — нужно умножить число киловатт, потребленных в сутки, на 30:

3,12 кВт*ч х 30 (дней) = 93,6 кВт*ч

Это максимальное значение потребленной электрической мощности. Понятно, что для расчета потребления за год, нужно умножить полученный результат на количество месяцев в году, в течение которых работает аппарат.

Для одноконтурных моделей их количество ограничено отопительным сезоном — около 5-ти. Для двухконтурных устройств, переведенных в экономичный летний режим, потребление рассчитывается с учетом летних месяцев.

На что тратится электричество

В оборудовании для отопления, подключаемом к электросетям, львиная доля электричества потребляется:

• Циркуляционным насосом. Он «съедает» электричества больше других и расходует энергии до 200 ватт в час. Подобно всякому электродвигателю, насос требует безупречных параметров напряжения. Любые несоответствия нормам приводят к снижению мощностных показателей — он начинает шумно работать и вообще может сломаться.
• Защитной автоматикой. Тратит электроэнергии немного — около 15—30 Вт. Боится перепадов в электросети — из-за них может сломаться контроллер, что спровоцирует выключение оборудования.
• Горелками. Они крайне требовательны к характеристикам тока. Требуют трехполюсного подключения, чтобы огонь распознавался электродом ионизации и работа горелки не прекращалась. Газогорелочные устройства отличаются продолжительным пусковым током вентилятора — происходит рост пусковой мощности. Мотор вентилятора чутко реагирует на параметры электросети — при самых малых отклонениях от правильной синусоиды он работает нестабильно.

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

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.

Что такое энергозависимый котел

Энергозависимые модели, находясь в рабочем состоянии, постоянно расходуют электричество. Газовое отопительное оборудование, зависящее от электросетей, различают:

• по способу установки — напольный и настенный варианты;
• по типу тяги — с естественной и принудительной вентиляцией.

Эти котлы не просто так тратят электроэнергию, она нужна им для:

• электронного розжига;
• работы автоматики;
• циркуляционного насоса;
• вентиляторов.

Главный недостаток таких модификаций — зависимость от электросетей. Если в районе или населенном пункте бывают отключения света, потребителю нужно выбрать один из двух вариантов:

• установить энергонезависимую модель;
• подключить котел к источнику бесперебойного питания (ИБП).

В частных домах старой постройки нередко проводка находится в неудовлетворительном состоянии, из-за чего напряжение в сети непостоянное. В этом случае поможет установка стабилизатора — устройства, защищающего оборудование от перепадов в электросети.

Минимальная электромощность газовых нагревателей — 65 Вт. Чем выше производительность прибора и чем обширнее функционал у конкретной модификации, тем больше киловатт он потребляет. Двухконтурный прибор при сравнении с одноконтурным аналогом равной производительности более затратный в плане энергопотребления.

Преимущества

1. Энергозависимые модели, имея высокую теплопроизводительность, стоят относительно недорого. Для примера можно сравнить энергозависимый аппарат на 35 киловатт Protherm Panther 35 KTV и энергонезависимый аналог MORA-TOP SA 40 G. Первый стоит около 1000 у.е., второй — 1900 у.е.
2. Комфортное пользование: практически все процессы происходят автоматически. Котел не нужно настраивать и переключать, все параметры корректируются без участия пользователя.

Основные характеристики и особенности:

• модели малой и средней теплопроизводительности — 10—30 кВт;
• могут работать при малых давлениях воды и газа;
• потребляемая мощность — от 65 кВт;
• расширительная емкость — 10 литров и более.

Наибольшей популярностью пользуются энергозависимые модели от брендов Ferolli, Baxi, Beretta, Aton.

Похожие записи:

Давление в расширительном бачке горячей воды Как проверить тэн водонагревателя на исправность Какой пол лучше сделать в квартире: советы и решения Можно ли сделать натяжной потолок в ванной комнате? Как сделать барбекю из кирпича в беседке Идеи дизайна ванной комнаты с душевой кабиной