Как рассчитать какой котел ставить. Варианты расчета твердотопливных котлов большой мощности

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:

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.

Расчет мощности котла отопления, в частности газового котла , необходим не только для выбора котельного и отопительного оборудования, но и для обеспечения комфортного функционирования отопительной системы в целом и исключения лишних эксплуатационных расходов.

С точки зрения физики, в расчете тепловой мощности участвуют всего четыре параметра: температура воздуха снаружи, требуемая температура внутри, общий объем помещений и степень теплоизоляции дома, от которой зависят потери тепла. Но на самом деле, все не так просто. Уличная температура меняется в зависимости от времени года, требования к внутренней температуре обусловлены режимом проживания, общий объем помещений необходимо сначала рассчитать, а потери тепла зависят от материалов и конструкции дома, а также от размеров, количества и качества окон.

Калькулятор мощности газового котла и расхода газа за год

Представленный здесь калькулятор мощности газового котла и расхода газа за год способен существенно облегчить вам задачу выбора газового котла — достаточно выбрать соответствующие значения полей, и вы получите требуемые значения.

Обратите внимание на то, что калькулятор рассчитывает не только оптимальную мощность газового котла для отопления дома, но и среднегодовой расход газа. Именно поэтому в калькулятор введен параметр «количество проживающих». Он необходим для того, чтобы учесть средний расход газа на приготовление пищи и получение горячей воды для бытовых нужд.

Этот параметр актуален только в том случае, если для кухонной плиты и водонагревателя вы тоже используете газ. Если же вы пользуетесь для этого другими приборами, например, электрическими, а то и вовсе не готовите дома и обходитесь без горячей воды - поставьте в поле «количество проживающих» ноль.

В калькуляции применены следующие данные:

• продолжительность отопительного сезона — 5256 ч;
• продолжительность временного проживания (лето и выходные 130 дней) — 3120 ч;
• средняя температура за отопительный период — минус 2,2°C;
• температура воздуха наиболее холодной пятидневки в Санкт-Петербурге — минус 26°C;
• температура грунта под домом в отопительный период — 5°C;
• пониженная комнатная температура при отсутствии человека — 8,0°C;
• утепление чердачного перекрытия — слой минваты плотностью 50 кг/м³ толщиной 200 мм.

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