Как рассчитать мощность газового котла отопления: формулы и пример расчета

Мощность газового котла — важный параметр, от которого зависит комфортность проживания в отапливаемых им помещениях. Чтобы подобрать оптимальный вариант для дома или квартиры, нужно учитывать их размеры. Необходимая производительность отопительного оборудования зависит от площади отапливаемых помещений и некоторых других, менее значимых факторов.

Что такое мощность газового котла

Производительность котлоагрегата или его мощность — это главнейший показатель теплового процесса, от которого напрямую зависит комфортабельность нахождения людей в обогреваемых строениях.

Мощность котлоагрегата — это величина тепловой энергии, передаваемая нагреваемой воде при сжигании энергоносителя в топочном устройстве.

Показатель измеряется в Гкал либо МВт. Для бытовых устройств в паспорте обычно указывается размерность в кВт. Для того чтобы понять физический смысл этого показателя, можно представить такие соотношения:

1 ГКал/час — это 40.0 м3 теплоносителя циркулирующего в течение часа и нагреваемого в котле на 25 С. Переводное соотношение между величинами:

1.0 ГКал = 1.16 МВт.

Расчет мощности газового котла можно получить по формуле:

Мо = (т1 — т2) * Рв/ 1000,

Где:

• Рв — расход циркулирующей воды, м3/час;
• т1 — т2 — разница Т воды на входе/выходе из котлоагрегата, С.

Теплопотери могут быть очень высоки

Образец расчета показателя мощности, который проводят перед тем, как выбрать котлоагрегат:

• Т теплоносителя на подающей линии из котла — 60 С.
• Т теплоносителя на обратной линии из сети в котел — 40 С.
• Расход в сети — 1.0 м3/час.

Мо= (60-40)*1/1000=0.02 Гкал. * 1.16 = 0.0232 МВт = 23.2 кВт,

с округлением Мо = 24 кВт.

Многие пользователи, в целях экономии задаются вопросом, как уменьшить мощность газового котла. Из данного примера очевидно, что для того этого потребуется либо снизить перепад температур, либо площадь нагрева.

Вторая величина – постоянная, поэтому можно работать в направлении снижения перепада температур. Это можно выполнить при устройстве надежной системы теплозащиты дома.

Формулы и коэфиценты расчета

До того как приступить непосредственно к расчетам мощности, давайте для начала рассмотрим, какие показатели будут использоваться.

1. Мощность отопителя на 10 метров квадратных, которая определяется с учетом климатических особенностей конкретного региона (Wуд):
   
   — для городов, расположенных на севере, она составляет примерно 1.5-2 киловатта;
   
   — для тех, кто расположен на юге – 0.7-0.9 киловатта;
   
   — и для городов Московской области – 1.2-1.5 киловатта.
2. Площадь отапливаемого помещения – обозначается буквой S.

Ниже приведена формула расчета:

Важно! Существует и более простой способ подобных вычислений, в котором Wуд будет равняться единице. Следовательно, мощность котла будет становить 10 киловатт на 100 метров квадратных. Но если делать все таким образом, то к итоговому результату необходимо добавить еще порядка 15%, дабы значение было более объективным.

Таблица мощности и затрат на отопления

Что влияет на теплопотери

Чтобы узнать, какая нужна производительность оборудования, помимо площади, нужно учесть и другие факторы:

• климат в конкретном регионе;
• объем жилого здания/квартиры;
• степень утепления;
• вероятные теплопотери.

При использовании турбированных аппаратов необходимо также учитывать количество энергии, затрачиваемой на нагрев воздуха.

Чтобы определить производительность котла, нужно сначала рассчитать теплопотери. Теплотехнический расчет отличается повышенной сложностью, так как учитывает огромное количество составляющих:

• материалы, из которых возведены стены, перекрытия, кровля и т.д.;
• тип разводки системы отопления;
• наличие системы «теплый пол»;
• бытовая техника, выделяющая тепло.

Профессионалы используют тепловизоры, а затем выполняют вычисления по сложным формулам. Понятно, что рядовому пользователю не придется разбираться в нюансах теплотехники — для них существуют доступные методики, позволяющие быстро и достаточно точно рассчитать оптимальную теплопроизводительность оборудования.

Что такое теплопотери помещения?

Любое помещение имеет определенные теплопотери. Тепло выходит из стен, окон, полов, дверей, потолка, поэтому задача газового котла – компенсировать количество выходящего тепла и обеспечить определенную температуру в помещении. Для этого необходима определенная тепловая мощность.

Опытным путем установлено, что наибольшее количество тепла уходит через стены (до 70%). Через крышу и окна может выходить до 30% тепловой энергии, через систему вентиляции – до 40%. Наименьшие теплопотери у дверей (до 6%) и пола (до 15%)

На теплопотери дома влияют следующие факторы.

• Расположение дома. Каждый город имеет свои климатические особенности. В расчетах теплопотерь необходимо учитывать критическую отрицательную температуру, характерную для региона, а также среднюю температура и продолжительность отопительного сезона (для точных расчетов с использованием программы).
• Расположения стен относительно сторон света. Известно, что в северной стороне располагается роза ветров, поэтому теплопотери стены, находящейся в этой области, будут наибольшими. В зимнее время с западной, северной и восточной стороны дует с большой силой холодный ветер, поэтому теплопотери этих стен  будут выше.
• Площадь отапливаемого помещения. От размеров помещения, площади стен, потолков, окон, дверей зависит количество уходящего тепла.
• Теплотехника строительных конструкций. Любой материал имеет свой коэффициент теплового сопротивления и коэффициент теплоотдачи – способности пропускать через себя определенное количество тепла. Чтобы их узнать, необходимо воспользоваться табличными данными, а также применить определенные формулы. Информацию о составе стен, потолков, полов, их толщине можно найти в техническом плане жилья.
• Оконные и дверные проемы. Размер, модификация двери и стеклопакетов. Чем больше площадь оконных и дверных проемов, тем выше теплопотери. Важно учитывать характеристики установленных дверей и стеклопакетов при расчетах.
• Учет вентиляции. Вентиляция всегда существует в доме независимо от наличия искусственной вытяжки. Через открытые окна происходит проветривание помещения, движение воздуха создается при закрытии и открытии входных дверей, хождении людей из комнаты в комнату, что способствует уходу теплого воздуха из помещения, его циркуляции.

Зная вышеперечисленные параметры, можно не только вычислить тепловые потери дома и определить мощность котла, но и выявить места, нуждающиеся в дополнительном утеплении.

Типы котлов

При выборе котла нужно учитывать, на каком виде отопителя он работает.

Твердотопливные котлы

Котлы имеют следующие достоинства:

• экономичность;
• автономность;
• простота конструкции и управления.

• необходимо заготавливать и хранить топливо;
• необходима периодическая загрузка топлива и чистка от продуктов сгорания;
• колебания суточной температуры в пределах 5ºС.

Система является далеко не самой лучшей, но при отсутствии других источников топлива — это единственно возможный вариант.

Недостатки можно уменьшить с помощью термобаллона или водных аккумуляторов. Термобаллон регулирует подачу воздуха в топку, увеличивая тем самым продолжительность сгорания топлива. За счет этого увеличивается экономичность и сокращается количество заправок. Теплоаккумуляторы предназначены для увеличения инерционности системы отопления. В контур отопления врезается теплоизолированная снаружи емкость. Установка термостатического клапана, установленного на входе регистров, ограничивает подачу холодной воды из теплоаккумулятора на его входе.

За счет этого теплоноситель быстро нагревается, а потом уже начинает нагреваться аккумулятор тепла. Отдача тепла в систему отопления происходит намного дольше. Таким образом уменьшаются колебания температуры в доме.

Встроенные в аккумулятор тепла ТЭНы с автоматическим управлением позволяют включать его на электроподогрев в ночное время, когда стоимость электроэнергии минимальная. Фактически теплоаккумулятор выполняет функцию электрического котла.КПД твердотопливного котла составляет 71-79 %. Создание пиролизных котлов позволяет поднять его до 85%. Необходимо всем знать что данный тип котлов работает только на дровах.

Газовые котлы

Применение газового котла является лучшим вариантом для отопления дома. Он прост и безопасен в эксплуатации, имеет дешевое топливо, которое не требуется складировать и загружать.

Для него необходим дымоход. Котельная требуется только для котлов с открытой камерой сгорания. КПД газовых котлов составляет 89-91 %, но бывают котлы еще более эффективные. Поэтому этот показатель приводят в характеристике каждой модели.

Электрические котлы

Электрический котел является самым экологичным источником тепла. Он может применяться для подогрева горячей воды через бойлер или как резервный источник.

Для частных домов продают модели, мощность которых достигает 20 кВт. Большую мощность котла могут не потянуть счетчики электроэнергии, которые электрослужба устанавливает на входе. Несмотря на высокую стоимость электроэнергии у электрических котлов самый высокий КПД, составляющий 99 %. Ступенчатая регулировка мощности обеспечивает их более экономичную работу.

Заключение

Если рассчитать мощность отопительного котла приведенными выше простыми способами, то можно выбрать необходимый агрегат для отопления дома. Вариант расчета через теплопотери ограждающих конструкций дает возможность более точно определить необходимую мощность котла.

Если дом обеспечить достаточным утеплением, то котел понадобится с меньшей мощностью, а расходы на обогрев помещений значительно уменьшатся из-за снижения теплопотерь.

В чем преимущества ТТ котла

В чем же преимущество твердотопливных котлов по сравнению с их собратьями работающими на газе, электричестве или жидком топливе? Давайте рассмотрим их основные достоинства:

Автономность

Они не зависят от газовых магистралей и линий электропередач. Где бы не находился ваш загородный дом, вы всегда сможете использовать для его отопления котел на твердом топливе.

Доступность топлива

Дрова и уголь традиционные источники топлива на территории России и стран бывшего СНГ, благодаря их широкой доступности. Помимо доступности, дрова или уголь значительно дешевле газа или электричества.

Простота конструкции и подключения

Простая конструкция позволяет без наличия особого опыта и серьезных затрат, изготовить даже самодельный пиролизный котел на твердом топливе своими руками и самостоятельно его установить.

Долгий срок службы

Современные котлы выполняются из чугуна или стали. При правильной эксплуатации и бережном уходе они без труда прослужат вам около 20-30 лет.

Как видно ТТ котел идеально подходит для отопления вашей дачи или коттеджа. Он обладает множеством плюсов, не удивительно что многие владельцы загородной недвижимости используют котел на твердом топливе в качестве основного источника отопления.

Фото 1: Двухэтажный загородный дом

Какой же твердотопливный котел лучше выбрать для своего загородного дома? На российском рынке представлено множество модификаций ТТ котлов, что не сложно и запутаться. Давайте рассмотрим их основные виды:

Традиционные

Характерны простотой конструкции и низкой стоимостью, по сравнению с более сложными модификациями. Минус в том что, они имеют сравнительно низкий КПД.

Пиролизные

Особенность их в том, что из топлива выделяется газ, который сжигается отдельно от твердой части. Этим достигается значительно более высокий КПД, ввиду значительно лучшего прогорания топлива. Минус таких котлов в том, что они в 2 дороже классических.

Длительного горения

Благодаря их конструктивным особенностям, закладки приходится делать значительно реже.

Мы рассмотрели основные модификации твердотопливных котлов, теперь давайте разберемся по каким основным параметрам его стоит выбирать.

Какие существуют варианты расчета

Чтобы сделать правильный выбор газового оборудования, предлагаем воспользоваться тремя вариантами расчета:

1. Точный теплотехнический — не подходит для обычных потребителей, сложен и требует использования тепловизора.
2. На онлайн-калькуляторе — чтобы получить результат, пользователь вводит исходные данные в специальную программу: число окон, дверей, толщина стенок и другие сведения. На их основе программа выдает результат.
3. Вычисления вручную. Наиболее доступный способ узнать оптимальную теплопроизводительность нагревателя — воспользоваться элементарным отношением площади и мощности. Используется формула: 10 м² = 1 000 Вт. Такой простой вариант корректен для сооружений, характеризующихся средней степенью теплоизоляции и имеющих потолки высотой около 2,7 м.

Разработчики, рассчитывая мощностные характеристики отопительных аппаратов, часто учитывают объем помещений. В технической документации импортных моделей часто встречается параметр «обогрев в м³».

Расчет мощности котла с одним контуром

Выполнив простейший расчет для одноконтурного настенного или напольного котла с помощью соотношения: 10 кВт на 100 м²,  нужно увеличить расчетное значение на 15–20%.

Приведем пример вычислений. Нужно оборудовать дом площадью 80 м². Для его отопления понадобится  аппарат на 9 600 Вт = 8 000 Вт + 20 %. Если в продаже  нет точно подходящего варианта, следует взять модификацию с большей производительностью. Такой способ вычислений подходит только для аппаратов с одним контуром, без бойлера косвенного нагрева.

Расчет мощности котла с двумя контурами

Расчет производим на основе такого соотношения: 10 м² = 1 000 Вт + 20% (запас) + 20% (нагрев воды). Если дом имеет площадь 200 м², то искомая величина составит: 20 000 Вт + 40% =  28 000 Вт.

Определение мощности модели с бойлером

Сначала определяют нужный объем бойлера, чтобы он мог удовлетворить потребности домочадцев в горячей воде. Расход воды вычисляют, учитывая работу всех точек водозабора:

• ванна — 8–9 л/мин;
• душ — 9 л/мин;
• туалет — 4 л/мин;
• мойка — 4 л/мин.

В технической документации к бойлеру указано, какая требуется производительность котла, чтобы обеспечивать нагрев воды. Для бойлера на 200 л воды подойдет нагреватель мощностью примерно 30 кВт. Затем подсчитывают производительность, необходимую для отопления. Полученные результаты суммируют. В конце вычислений от полученного результата нужно отнять 20 %, так как нагрев воды для ГВС и отопления происходит одновременно.

Расчет мощности котла для типовых домов с учетом климатической зоны

Для домов, выстроенных по типовым проектам, применяют формулу: М = S*УМ/10, где

• М/УМ — расчетная/удельная мощность, кВт;
• S — площадь, м².

УМ зависит от региона, кВт:

• юг — 0,7–0,9;
• средняя полоса — 1,0–1,2;
• Подмосковье — 1,2–1,5;
• Север — 1,5–2,0.

Выполним вычисления для дома площадью 300 м², расположенного в Подмосковье: 300*1,3/10 = 39 кВт. Этот результат подходит для установки одноконтурных моделей. Чтобы высчитать мощность двухконтурного аппарата, необходимо увеличить итоговое число на 25%.

4. Зачем считать, если можно купить котёл с запасом мощности?

Иногда у котлов имеется резерв производительности. Это хорошо, когда резерв не более 25%. Особенно, когда семья планирует развивать площадь: достроить бассейн, баню, или другую отапливаемую зону. Когда требуемая мощность превышена значительно, собственник тратит лишние деньги, а оборудование работает внештатном режиме:

Ремонт котла

• Ломается или даёт сбои;
• Снижается КПД системы;
• Котёл большей мощности стоит дороже;
• Расходуется больше топлива, чем требуется для обогрева дома;
• Понадобится более мощный и дорогой насос;
• В доме будет очень жарко;
• Автоматическое регулирование затрудняется, может закипеть котёл;
• Котел начинает тактовать — включаться и выключаться за короткий промежуток времени, изнашиваются узлы оборудования;
• В дымоходе появляется конденсат. При горении конденсат вступает в реакцию с выбросами и образуется кислота. Она разрушает дымоход и иногда котёл. 

Вывод: при частом включении и выключении тратится больше топлива, чем при непрерывной работе. Покупка котла с превышением мощности не только не имеет смысла, но и вредна для бюджета и оборудования.

Нужна ли избыточная мощность

Не стоит покупать модель с производительностью, существенно превышающей максимальный показатель (с учетом надбавки 15—20%). Избыток приводит к негативным последствиям:

1. Высокая стоимость. Чем мощнее модель, тем она дороже. Нерационально приобретать технику, возможности которой не будут использованы.
2. Рост затрат на расходные элементы.
3. Низкая эффективность горелки — это повлияет на расход газа.
4. При минимальных нагрузках автоматика чаще выходит из строя.
5. Если оборудование не является оптимальным для конкретной площади, происходит ускоренный износ узлов и деталей.

5. Как решить проблему высокой мощности и слабой потребности?

В идеальной ситуации котёл работает с постоянной, номинальной мощностью. При этом наружная температура постоянно меняется, а бывают и вовсе аномальные скачки. Что делать? Помогут четырёхходовые смесительные клапаны в гидравлической системе. Или вариант с термогидравлическим распределением. Эти устройства решают проблему не корректировкой мощности котла, а подстраивают регулирующий клапан. Или меняется скорость работы циркуляционного насоса. Температура теплоносителя в батареях становится комфортной, не нарушая оптимальных условий котла. Это решение имеет минус – высокая цена.

Четырехходовый смесительный клапан

Для газовых и жидкотопливных котлов эту ситуацию решает многоступенчатые горелки. Более низкая ступень снижает мощность котла при необходимости. Продвинутые модели имеют в конструкции плавную регулировку мощности горелок – модуляцию. Это дешевле и не так хлопотно, как первый вариант.

Газовая горелка многоступенчатая

В твердотопливных котлах также бывает встроена настройка мощности и автоматическая подача топлива. Это помогает решить вопрос с избытком мощности при изменениях внешней температуры.

Устройство автоматической подачитоплива ЖТ-котла

Выводы и полезное видео по теме

Видео-инструкция: как рассчитать теплопотери дома и мощность котла с использованием программы Valtec.

Грамотный расчет теплопотерь и мощности газового котла по формулам или программными методам позволяет определить с высокой точностью необходимые параметры оборудования, что дает возможность исключить необоснованные расходы на топливо.

Пишите, пожалуйста, в расположенной ниже блок-форме. Расскажите о том, как рассчитывали потери тепла перед покупкой отопительного оборудования для собственной дачи или загородного дома. Задавайте вопросы, делитесь информацией и фотоснимками по теме.

6. Что будет, если купить котёл меньшей мощности?

Когда собственник ошибся с мощностью в меньшую сторону, это так же плохо, как и переизбыток. Система работает на пределе. Снижается срок службы. Дом отапливается недостаточно, возможно промерзание системы при аномальных морозах.

Промерзание системы отопления

7. Зачем обращаться к специалисту?

Мы выяснили, что покупать котёл от площади неправильно. Важно учитывать теплопотери здания. Например, дом в 300 м² может отопить котёл в 15кВт, если все поверхности капитально утеплили. А в дом 150 м² может потребоваться оборудование на 30кВт при тонких стенах и не утеплённой крыши и вентиляции.

На эту тему есть сотни нормативов и регламентов, есть десятки формул. Иногда одно противоречит другому, или нормативы изменяются и непрофессионалу сложно разобраться, актуальны ли эти требования. Можно это все посчитать, вооружившись стопкой справочников. Или обратиться к специалистам, которые сделают точный расчёт в программе и объяснят все тонкости. Помогут сэкономить деньги, время, смоделируют эффективную систему отопления дома.

Какие выводы?

• Формула от площади дома не годится для точного подсчёта мощности;
• Формула от объёма более реалистична;
• Самое правильное – считать мощность исходя из теплопотерь дома;
• Излишний запас мощности губителен для оборудования, заниженный тоже;
• Консультация специалиста сбережёт время и деньги.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...