Как рассчитать необходимую мощность котла для отопления частного дома

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.

1. Определяем требуемую мощность по площади: 65м 2 /10м 2 =6,5кВт.
2. Вносим поправку на регион: 6,5кВт*1,2=7,8кВт.
3. Котел будет греть воду, потому добавляем 25% (любим погорячее) 7,8кВт*1,25=9,75кВт.
4. 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.

Расчет мощности газового котла

Для типовых схем обогрева с высотой потолков до 3 м. объем обслуживаемого пространства и микроклимат не учитываются. Здесь итог получают путем умножения 1 кВт/10 кв.м (удельная тепловая мощность) на общую площадь дома и поправочный коэффициент для конкретного региона (значение берется из таблиц). Например, под Москвой для 100 кв.м. потребуется 15 кВт.

В двухконтурных приборах вода протекает циклически нагреваясь и охлаждаясь. Здесь к уже полученным результатам добавляйте 20 %. То есть на примере в Московском регионе итогом будет 18 кВт.

Для уточнения искомого параметра нужно учесть коэффициент рассеивания тепла. Информация также имеется в официальных таблицах. Так, если в доме все конструкции состоят из современных материалов с теплоизоляцией, то величина может находиться в пределах 0,6-0,9, а для одинарной кирпичной кладки от 2 до 2,9. То есть мощность оборудования для ГВС должна будет соответствовать более 10,8 или 36 кВт.

Онлайн-калькулятор запрограммирован учитывать большинство нюансов и выдавать результат за считанные минуты. Достаточно ввести следующие данные: площадь, тип окон, степень теплоизоляции и количество наружных стен, минусовые показания термометра, высоту потолка.

Поправка на высоту потолка

Частные домовладения отличаются более высокими потолками. Если речь идет о 10-15 см, то особой роли это не играет. Однако если высота комнаты приближается к 2,9 м, это приходится учитывать при проведении расчетов мощности котла по площади. Для этого пользуются т.н. «поправочным коэффициентом» — фактическая высота делиться на стандартный параметр 2,6 м. На полученное число и умножается результат общих вычислений. В качестве примера можно вычислить поправку на высоту потолка для здания с высотой стен 3,2 м. Другие параметры соответствуют первому примеру.

Алгоритм перерасчета, как выбрать мощность газового котла для дома:

1. Определение коэффициента: 3,2 м / 2,6 м = 1,23.
2. Коррекция первоначального результата: 17 кВт х 1,23 = 20,91 кВт.
3. Округления в сторону возрастания. В результате получается 21 кВт, требуемый для обогрева.

Как видно из примера, речь идет о вполне ощутимой разнице. Если перед тем, как выбрать мощность газового котла, ею пренебречь, даже при средних зимних холодах атмосфера в доме будет очень некомфортной. При наступлении сильных морозов придется принимать кардинальные меры.

Чем нужно руководствоваться

На вопрос, как выбрать котел отопления, очень часто отвечают, что основной критерий – это доступность того или иного топлива. В данном контексте выделим несколько видов котлов.

Газовые котлы

Газовые котлы являются самыми распространенными видами отопительного оборудования. Это обусловлено тем, что топливо для таких котлов стоит не очень дорого, оно доступно для широкого круга потребителей. Какие бывают котлы отопления на газу? Они отличаются друг от друга в зависимости от того, какой тип горелки – атмосферная или надувная. В первом случае отработанный газ идет через дымоход, а во втором – все продукты сгорания уходят через специальную трубу при помощи вентилятора. Конечно, второй вариант исполнения будет немного дороже, однако именно он не будет требовать отвода дыма.

Настенный газовый котел

Что касается способа размещения котлов, то выбор котла отопления предполагает наличие напольных и настенных моделей. Какой котел отопления лучше в данном случае – ответа нет. Ведь все будет зависеть от того, какие цели вы преследуете. Если, кроме отопления, вам нужно будет проводить горячую воду, то можно поставить настенные современные котлы отопления. Так вам не нужно будет ставить еще и бойлер для нагрева воды, а это – экономия финансов. Также в случае с настенными моделями можно выводить продукты сгорания прямо на улицу. А небольшие размеры таких приборов позволят идеально вписать их в интерьер.

Недостаток настенных моделей – это их зависимость от электрической энергии.

Электрические котлы

Далее рассмотрим электрические котлы отопления. Если в вашей местности нет газа, проходящего магистралью, электрический котел сможет вас спасти. Такие разновидности котлов отопления – небольшие по размерам, поэтому они могут использоваться в небольших домах, а также в коттеджах от 100 кв.м площадью. Все продукты горения будут безвредными с экологической точки зрения. А монтаж такого котла не потребует специальных умений. Стоит отметить, что электрические котлы не очень распространены. Ведь топливо дорогое, а цены на него растут и растут. Если вы спрашиваете, какие котлы для отопления лучше с точки зрения экономии, то это – не вариант в данном случае. Очень часто электрические котлы служат в качестве запасных приборов для отопления.

Котлы на твердом топливе

Теперь пришло время рассмотреть, какие есть котлы отопления на твердом топливе. Такие котлы считаются наиболее древними, такая система используется для отопления помещений уже давным-давно. И причина этому простая – топливо для таких устройств доступно, в его качестве могут быть дрова, кокс, торф, уголь и т.д. Единственный недостаток – это то, что такие котлы не способны работать в автономном режиме.

Газогенераторный твердотопливный котел

Модификация таких котлов – это газогенераторные приборы. Отличается такой котел тем, что можно управлять процессом горения, а производительность регулируют в пределах 30-100 процентов. Когда вы думаете, как подобрать котел отопления, следует знать, что топливо, которое используют такие котлы, – это дрова, влажность их не должна быть меньше 30%. Газогенераторные котлы зависят от подачи электрической энергии. Но они имеют и преимущества в сравнении с твердотопливными. У них высокий КПД, который в два раза выше твердотопливных приборов. А с точки зрения загрязнения окружающей среды они экологичные, так как продукты горения не попадут в дымоотвод, а будут служить для того чтобы образовывался газ.

Рейтинг котлов отопления показывает, что одноконтурные газогенераторные котлы нельзя применять для подогревания воды. А если рассматривать автоматизацию, то она велика. Часто можно найти программаторы на таких приборах – они регулируют температуру носителя тепла и подают сигналы, если есть аварийная опасность.

Газогенераторные котлы в частном доме – это дорогостоящее удовольствие. Ведь стоимость котла отопления высокая.

Жидкотопливные котлы

Теперь рассмотрим котлы на жидком топливе. В качестве рабочего ресурса такие приборы используют дизельное топливо. Для эксплуатации таких котлов нужны будут дополнительные комплектующие – емкости для топлива и помещение специально для котла. Если вы думаете, какой котел выбрать для отопления, то отметим, что жидкотопливные котлы имеют очень дорогую горелку, которая порой может стоить как газовый котел с атмосферной горелкой. Но такой прибор имеет разные ступени мощности, именно поэтому с экономической точки зрения его использовать выгодно.

Кроме солярки, жидкотопливные котлы могут применять также и газ. Для этого служат сменные горелки или специальные горелки, которые способны работать на двух типах топлива.

Жидкотопливный котел

Какой запас мощности должен быть

Мощность для подбора источника отопления с бойлером косвенного нагрева при одновременной работе отопления и ГВС определяется по формуле:

М к= (Мо+Мгвс)*Кз,

где:

• Мк-комбинированная мощность, кВТ;
• Мо — мощность источника, достаточная для обеспечения отопительной нагрузки дома, кВт;
• Мгвс — мощность источника нужная для компенсации нагрузки на горячее водоснабжение, кВт;
• Кз — коэффициент запаса.

В случае поочередного функционирования систем отопления и ГВС:

Мк= Мгвс *Кз
Очень важно! Рассчитывая производительность оборудования по отоплению и ГВС, необходимо учитывать, чтобы мощность БКН никак не превышала аналогичный показатель в котле. По этой причине его необходимо выбирать такой теплопроизводительности в кВт, чтобы он мог с запасом покрыть нагрузку и отопления, и ГВС.
Резерв производительности подсчитывается в зависимости от конструкции нагревательного оборудования

Для одноконтурных модификаций, запас составляет — 20.0%;
для двухконтурных — 20.0%+20.0%.

Для вышенаведенных примеров теплопроизводительность котла, будет равна.

При одновременной работе систем отопления и ГВС:

Мо = 24 кВт.
Мгвс= 24 кВт.
Кз= 1.4.

Мк= (24+24)* 1.4= 67.2 кВт.

При поочередной работе систем отопления и ГВС:

Мк=24*1.4= 33.6 кВт.

Таким образом выполнить исходный расчет мощности газового источника тепловой энергии не является трудным процессом. Его, возможно, применять для предварительного подбора бойлерного оборудования.
В случае, если же абоненту не хватает ориентировочного расчета эффективности газовых котлов, и необходимо, чтобы теплопотери строения, нагрузка по ГВС и производительность котла были определены более точно, потребуется обратиться к квалифицированным специалистам, чтобы выполнить комплексный проект теплоснабжения дома с разработкой схемы и выбором оборудования.

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.

Как рассчитать, сколько тепла необходимо для нагрева воды?

Чтобы произвести расчет расхода тепла в этом случае необходимо самостоятельно прибавить к предыдущему показателю расход тепла для горячего водоснабжения. Для его расчета можно воспользоваться следующей формулой:

Qв = с × m × Δt

• с – удельная теплоёмкость воды, которая всегда равна 4200 Дж/кг·К,
• m – масса воды в кг
• Δt – разница температуры нагретой воды и поступающей воды из водопровода.

К примеру, среднестатистическая семья в среднем потребляет 150 л тёплой воды. Теплоноситель, который нагревает котёл имеет температуру равную 80 °С, а температура воды, поступающей из водопровода равна 10 °С, тогда Δt = 80 — 10 = 70 °С.

Следовательно:

Qв = 4200 × 150 × 70 = 44 100 000 Дж или 12,25 кВт/ч

После необходимо поступить следующим образом:

1. Допустим, нужно нагреть 150 л воды за один раз, значит ёмкость косвенного теплообменника равна 150 л, следовательно, к 28,58 кВт/ч необходимо прибавить 12,25 кВт/ч. Делается потому что показатель Qзаг меньше 40,83, следовательно, в помещении будет прохладнее ожидаемых 20 °С.
2. В случае, если нагрев воды происходит порционно, то есть ёмкость косвенного теплообменника составляет 50 л, показатель 12,25 нужно разделить на 3 и далее прибавить самостоятельно к 28,58. После этих расчётов Qзаг равен 32,67 кВт/ч. Полученный показатель это и есть мощность, котла, которая необходима для отопления помещения.

Определяем идеальное соотношение мощности и экономности

Несколько котлов, включенных в одну систему

Чтобы следовать принципам экономии, нужно учесть еще некоторые моменты при эксплуатации котла.

Для нормального функционирования котла долгие годы лучше, если он будет работать с номинальной, а не с пиковой мощностью. Но за отопительный период потребность в поддержании высокой температуры в доме иногда отпадает. Чтобы выйти из этого положения используют смесительные клапаны.

Смесительный клапан

Они нужны для того, чтобы можно было регулировать температуру теплоносителя в батареях. Для этого применяют системы гидравлики с термогидравлическими распределителями или с четырехходовыми клапанами. Если они установлены в системе отопления, температуру можно изменить регулятором, оставляя мощность котла постоянной.

После проведения таких модернизаций котел даже маленькой мощности будет работать в оптимальном режиме, достаточном для качественного обогрева всех помещений. Это решение достаточно дорогое, но оно поможет сэкономить на расходе топлива.

Другой случай, когда котел имеет превышенную для данного помещения мощность, и совсем не хочется переплачивать за избыточное топливо, которое должно обеспечивать его работу. Чтобы избежать этих неприятных трат, можно установить буферный бак (бак-аккумулятор), который полностью заполняется водой.

Это дополнение будет к месту, если для отопления используют котлы на твердом топливе — прибор будет работать на полную мощность, даже если требуется только кратковременное тепло.

Когда на улице повышается температура, а котел отключать еще рано, клапан-автомат начинает ограничивать поступление подогретой воды в батареи. Он направляет ее в теплообменник буферного бака, и там она будет нагревать воду, которая уже находится в баке. Объем бака должен составлять 10:1 по отношению к площади дома, например, на 50 квадратных метров площади понадобится бак объемом в 500 литров.

Установка бака-аккумулятора дает существенную экономию энергоресурсов

Эта вода, нагревшись, начинает функционировать после остывания воды в контуре — она начинает поступать в радиаторы, и система продолжит отапливать помещения еще некоторое время.

Влияние теплопотерь на качество отопления

Чтобы обеспечить качественный обогрев дома, необходимо чтобы система отопления могла полностью восполнить потери тепла. Оно покидает пределы построек через кровлю, пол, окна и стены. По этой причине, прежде как рассчитать мощность котла для отопления дома, следует учесть степень теплоизоляции этих элементов жилья.

Некоторые владельцы недвижимости предпочитают со всей серьезностью заниматься вопросом оценки теплопотерь и соответствующие расчеты заказывают у специалистов. Затем они, основываясь на результатах вычислений, могут подобрать котел по площади дома с учетом других параметров отопительной конструкции.

Выполняя соответствующие расчеты, следует учитывать материалы, из которых выстроены стены, пол, потолочное перекрытие, их толщину и степень теплоизоляции. Также имеет значение, какие установлены окна и двери, обустроена ли система приточной вентиляции и ее производительность. Одним словом, процесс этот непростой.

Существует еще один способ, как узнать теплопотери. Можно наглядно увидеть количество тепла, теряемое зданием или помещением, применив такой прибор, как тепловизор. Он имеет небольшие размеры и на его экране видны фактические потери тепловой энергии. Одновременно имеется возможность узнать, в каких зонах отток самый большой, и принять меры для его устранения.

Нередко люди интересуются, нужно ли для квартиры или для частного дома при расчете твердотопливного котла или другого вида отопительного агрегата делать это с запасом. По утверждению специалистов, ежедневная работа такого оборудования на пределе возможностей самым негативным образом отражается на продолжительности его службы.

Поэтому следует приобретать прибор с запасом производительности, который должен составлять 15 – 20 % от расчетной мощности, его будет достаточно для обеспечения условий для функционирования.

Основная цифра – теплопотери

Расчётные показатели монтируемого в доме газового котла напрямую зависят от размеров теплопотерь. Главные источники значительной потери тепловой энергии в любых частных домах представлены не только вентиляционной системой (20-25%), но также:

• кровлей;
• окнами;
• стенами;
• полом.

На участках стыков стен и пола теряется порядка 28-30% тепла, а через кровельные конструкции уходит примерно 25-30% тепловой энергии. Неутеплённые стены, пол и окна становится причиной потери 10-15%. Следует отметить, что в старых домовладениях теплопотери через конструктивные элементы часто достигают 40-70%, а обязательному утеплению должны подвергаться участки примыканий, являющиеся мостиками холода.

Как правило, недостаточно качественно осуществляется утепление подвальных помещений и полов в частных домовладениях. При этом неутеплённая цокольная часть характеризуется очень хорошей теплопроводностью. Выполнение теплоизоляции цоколя уже построенного и эксплуатируемого дома предполагает значительные денежные расходы и трудозатраты, что обусловлено необходимостью осуществлять утепление в соответствии с глубиной промерзания грунта, примерно на 80-90 см. В подобной ситуации целесообразно применять теплоизоляцию пола и подвала.

Почему чрезмерный запас мощности вреден

Даже после беспрерывной работы при недостаточной производительности оборудования получить желаемое тепло не выйдет. Но не менее интересно, чем чревата производительность со слишком большим показателем. Я неоднократно замечал, как последствия этой неприятности выражались в следующем:

1. Повышение расхода и низкий КПД аппарата. Плавно модулировать в такой ситуации горелки не могут.
2. Слишком частый запуск и выключение барабанного котла, как следствие, снижается ресурс важных составляющих.
3. Повышаются растраты на приобретение оборудования, без надобности.
4. Слишком большой вес и габариты будут приносить дискомфорт во время передвижения по комнатам.

Я вижу только одну причину, для установки оборудования, которое будет обладать повышенными показателями запаса. Если в доме имеется буферная емкость, а тепловая мощность котла высокая и он слишком быстро сжигает топливо, производя максимум тепла, которое нужно любыми способами сохранить. Именно в таком случае без накопительной системы не обойтись.

Нюансы в определении мощности котла для квартир

Для расчета мощности котла отопления в квартирах также используется норма 10 м2/ 1 кВт тепла. Для корректировки здесь нужны другие параметры. Первое, что обязательно нужно учесть – есть ли сверху или снизу неотапливаемые помещения.

Алгоритм дальнейших действий, как рассчитать котел для дома:

• При наличии внизу или вверху холодного помещения нужно применить коэффициент 0,7.
• Если другая необогреваемая квартира отсутствует, результат оставляют без коррекции.
• Наличие отапливаемого подвала или чердака предусматривает применение коэффициента 0,9.

Во время вычислений в учет берут также выходящие на улицу стены.

 Угловые помещения нуждаются в большем количестве тепла:

• Одна наружная стена предполагает использование коэффициента 1,1.
• Две стены — 1,2.
• Три стены – 1,3.

Эти обязательные к учету участки являются теми зонами, посредством которых теряется наибольшее количество тепла

Иногда во внимание берется количество окон. Если речь идет о современных стеклопакетах, коррекцию не проводят

Наличие старых деревянных изделий требует применение коэффициента 1,2. Определенное значение имеет также то, каким образом расположена квартира. Точно такого же увеличения мощности требует использование двухконтурного котла для ГВС.