Содержание статьи
Автономное отопление квартиры или дома с каждым годом набирает все большие обороты популярности, поскольку дает возможность обеспечить жилище горячей водой и теплом, не завися при этом от третьих лиц.
На сегодняшний день установка газового котла в доме – это оптимальное решение и с точки зрения комфорта, и с позиции экономии. Если вы не хотите зависеть от капризов погоды и трудолюбия работников жилищно-коммунального хозяйства – имеет смысл задуматься о приобретении газогорелочного оборудования.
Выбирать технику следует, исходя из реальных потребностей пользователей. Для этого очень важно произвести корректный расчет мощности газового котла. Если его продуктивности не будет хватать для отопления и ГВС жилого помещения – обитатели дома или квартиры будут чувствовать дискомфорт.
Газовые котлы настенные малой мощности не способны обогреть большое по площади помещение, поскольку они рассчитаны на квартиры и частные дома малой площади. Если же номинальная мощность газогорелочного оборудования будет выше максимально необходимой – вам не избежать дополнительных расходов в семейном бюджете. Именно поэтому мощность газового котла должна как можно точнее соответствовать нуждам конкретного пользователя.
Для правильного расчета данного показателя следует учитывать несколько факторов. Это и высота потолков, и климат региона, где расположен дом, и стандартность планировки жилища, и наличие дополнительного утепления. Ориентируясь на все эти моменты, вы сможете подобрать оптимальное по всем параметрам газогорелочное оборудование.
Один из самых простых методов, позволяющих подобрать идеальную мощность газового котла для конкретного помещения, представляет собой довольно примитивный расчет. Котел следует выбирать, исходя из площади помещения. Каждым десяти квадратным метрам площади должен соответствовать 1 кВт номинальной мощности газогорелочной техники. Таким образом, для жилого дома площадью 250 квадратных метров вполне достаточно аппарата мощностью 25 кВт.
При этом нужно иметь ввиду, что данный норматив был принят еще в СССР. Естественно, с того времени методы расчета стали более совершенными, точными и учитывающими другие особенности помещения. В данном методе не берутся во внимание новые технологии строительства домов.
Помимо этого, фактор климатических условий также в нем полностью игнорируется, что недопустимо при расчете оптимальной номинальной мощности. Данную методику расчета можно использовать при выборе котла для здания с низкими потолками и хорошей теплоизоляцией. Однако далеко не все здания отвечают этим параметрам. И по этой причине необходима более точная и детальная формула оптимальной мощности котла. Она должна учитывать следующие факторы:
- Размеры жилого помещения;
- Климат региона, в котором находится конкретный дом;
- Утепленность дома и возможные тепловые потери строения;
- Объем тепловой энергии, которая необходима для подогрева воды до нужного уровня;
- Количество энергии, нужной для обогрева воздуха.
Специалисты советуют при расчете номинальной мощности газогорелочного оборудования в качестве запаса добавлять около 20% к полученной цифре, которая будет покрывать риски резкого понижения температуры зимой или падения давления топлива в системе.
При этом не имеет смысла обзаводиться котлом, мощность которого будет значительно превышать максимально необходимый показатель. Несмотря на то, что работу современного оборудования можно адаптировать в соответствии с потребностями в ГВС и отоплении конкретного помещения, чрезмерное превышение тепловой мощности будет иметь негативные последствия. К ним относятся:
- Изначально более высокая цена оборудования, обладающего большей мощностью. Не имеет смысла приобретать технику, максимальные возможности которой вы так и не сможете оценить на практике.
- Увеличение стоимости расходных элементов. В случае поломки владельцу мощного котла стоит быть готовым к более серьезным затратам.
- Эффективность работы газогорелочного оборудования будет низкой, что косвенно отразиться на расходе топлива.
- Автоматика при работе котла в режиме минимальной нагрузки будет чаще выходить из строя.
- Детали оборудования, не являющегося оптимальным выбором для конкретного помещения, изнашиваются гораздо быстрее.
- В процессе функционирования котла в системе дымоотвода будет образовываться конденсат, который может стать причиной коррозии.
Формула расчета мощности котла для типовых строений, в которых максимальная высота потолка составляет 3 метра, выглядит следующим образом:
МК=S * УМК /10
МК
– оптимальная мощность газового котла, измеряемая в кВт;
УМК
– удельная мощность газового котла. Эта величина приходится из расчета на каждые десять квадратных метров площади жилого помещения. Этот коэффициент определяется, исходя из климатических особенностей конкретного региона. В частности, он составляет:
0.7-0.9 кВт для южных районов;
1.0-1.2 кВт для районов, расположенных в средней климатической полосе;
1.2-1.5 кВт для районов Подмосковья;
1.5-2.0 кВт для северных районов.
Важно учесть то, что приведенная выше формула помогает определить оптимальную номинальную мощность газогорелочного оборудования, предназначенного исключительно для отопления помещения. Для двухконтурных систем, в которых предусмотрена функция горячего водоснабжения, полученную величину МК следует умножить на коэффициент, равный 1.25
Для более точных расчетов номинальной мощности газового котла используется следующая формула:
МК = Qт * Кзап
Qт
– предполагаемые тепловые потери помещения;
Кзап
– коэффициент запаса, который колеблется в пределах 1.15-1.2. Он подразумевает дополнительное увеличение расчетной мощности техники на 15-20% на случай резких похолоданий или падения давления топлива. При этом прогнозируемые потери тепла вычисляются по нижеприведенной формуле:
Qт = VxPtxk /860
V
– объем помещения, измеряемый в кубических метрах;
Pt
– разница температуры внутри и снаружи, измеряемая в градусах Цельсия;
k
– коэффициент рассеивания, который напрямую связан с теплоизоляцией помещения. Данная величина колеблется в различных пределах, исходя из специфики конкретного здания.
k
составляет 3.0-4.0 для помещений, в которых отсутствует теплоизоляция. Речь идет о деревянных конструкциях или зданиях, возведенных из железных гофрированных листов.
k
составляет 2.0-2.9 для зданий с низкой теплоизоляцией.
k
составляет 1.0-1.9 для строений с теплоизоляцией среднего уровня.
k
составляет 0.6-0.9 для зданий с хорошими теплоизоляционными характеристиками.
Стоит учитывать, что данный коэффициент может быть ничтожно малым для маленьких по площади зданий с достойными теплоизоляционными показателями. Нередко случается так, что на рынке бытовой техники вы не найдете подходящее оборудования нужной номинальной мощности. В данном случае имеет смысл купить газогорелочное оборудование, мощность которого будет превосходить максимально необходимый уровень. При этом встроенная автоматика сумеет подстроить работу техники, согласно пожеланиям пользователей.
Используя вышеприведенные формулы, вы без труда рассчитаете номинальную мощность отопительной техники для вашего дома или квартиры. Наличие нескольких переменных в расчетах позволяет максимально точно подобрать оборудование, ориентируясь на специфику здания, климатические условия и другие важные факторы. Теперь покупка достойного газового котла с нужными параметрами не станет для вас проблемой.
Запись опубликована 22/07/2014 автором
.
Для частного дома автономное отопление является наилучшим решением. Это удобно, экономично, да и, что тут таить, приятно не зависеть от общей сети. Есть возможность контролировать температуру и создавать максимально комфортный микроклимат. Если вы вознамерились организовать подобную систему у себя дома, необходимо правильно подобрать оборудование. Даже если вы уже определились с разновидностью котла, то надо уметь рассчитать его мощность индивидуально для вашего дома во избежание лишних затрат и неудобств в эксплуатации. Эту статью мы посвятили теме расчета мощности котла для дома.
|
Элементарный расчет котла для дома по его квадратуре выглядит следующим образом: 1 кВт мощности расходуется на 10 м² и к полученному числу прибавляется 10% про запас. Однако при всем удобстве такой математики следует учитывать, что планировка всех домов разная, и нельзя все подгонять под один шаблон. Кроме того, стены домов построены из различных материалов, каждый из которых обладает своими теплоизоляционными характеристиками. Дерево, например, отлично держит тепло, а камень и кирпич нуждаются в дополнительном утеплении и более мощном прогреве. Подобная формула вычисления необходимой мощности была актуальна во времена СССР, когда каждый второй дом строили из красного обожженного кирпича. Она не берет в расчет современные технологии строительства, более того, формула может оказаться совершенно непригодной для местности с экстремально холодным климатом. Это очень приблизительный и грубый расчет, который, тем не менее, способен дать начальное представление о том, с чего начинать выбор котла. Он применим для домов с небольшими теплопотерями, например, где комнаты имеют максимальную высоту в 3 м, а на окнах установлены металлопластиковые двойные стеклопакеты. Однако далеко не все частные дома и дачи могут похвастаться таким утеплением, а потому конечный расчет лучше всего доверить профессионалам или воспользоваться онлайн калькуляторами. При этом следует учитывать не только квадратуру дома, но также материал, из которого построены стены, толщину теплоизоляционного слоя, высоту потолков и т.д. Но при этом надо понимать, что теоретическая мощность не во всех случаях соответствует условиям в реальности. На изображении ниже вы можете видеть график зависимости мощности отопительной сети от квадратуры дома:
Для создания более подробного расчета мощности котла для частного дома необходимо учитывать множество факторов:
В домах, где установлена вентиляционная система принудительного типа, расчет мощности котла должен включать количество энергии, которая нужна для прогрева воздуха в комнатах. Обычно для этого проще всего использовать специальные программы, которых пруд пруди в интернете. Они позволяют избежать ошибок в вычислениях и дают максимально точный результат. Следует отметить, что на деле удельная мощность отопительной системы дома может вырасти до значения 127 Вт/м² при квадратуре 100-150 м², и наоборот – понизиться до 85-80 Втм² в просторных домах площадью 400-500 м². Как видите, эти показатели отличаются от общепринятого шаблонного значения 100 Вт/м², используемого для предварительного выбора оборудования. Такое расхождение объясняется тем, что в небольших зданиях тепло тратится неэффективно с точки зрения теплотехники. Когда же площадь большая, то внутри дома получается много помещений со смежными внутренними перегородками и стенами, поэтому тепло распространяется по ним, а теплопотери снижаются.
Некоторые могут подумать: «А почему бы не купить сразу очень мощный котел и забыть об этих расчетах?». Спешим вас предостеречь от подобного решения, поскольку превышение рекомендованной мощности оборудования приведет к росту расходов и падению эффективности работы самого котла. Кроме того, не исключены сбои в работе автоматики, быстрый износ комплектующих, появление конденсата в дымоходе и другие малоприятные события. При расчете котла надо постараться «попасть в яблочко» и подобрать такую мощность, которая подойдет конкретно для вашего дома. Виды котлов
|
Правильный расчет тепловой мощности электрического котла отопления начинается с определения потерь тепла дома, которые возникают в самые холодные зимние дни. Благодаря такому подходу в комнатах дома будет тепло круглый год.
Методы определения мощности
Величину этих потерь можно рассчитать с помощью различных методов. Некоторые из них предусматривают использование весьма сложных формул, что, конечно, не нравится многим покупателям. Ведь нужно потратить немало времени для расчета желаемой цифры. Поэтому далее будут рассматриваться два простых способа:
- Позволяет определить величину потерь тепла дома, зная только площадь
. - Позволяет установить тепловую мощность экономичного электрокотла с высоким КПД, используя объем
.
Перед рассмотрением каждого из методов стоит отметить, что все электрические котлы отличаются тем, что способны превратить 100% электрической энергии в почти 100% тепловой. При этом, не имеет значения, нагревает он воду ТЭНами, или . Благодаря этой особенности после определения потерь тепла дома, не нужно корректировать эту цифру, учитывая КПД котла отопления.
Для сравнения можно взять твердотопливный котел, имеющий КПД 90%. Если 1 кг дров выделяет 3 кВт/ч, то это означает, что в теплосеть попадет только 3х0,9 = 2,7 кВт/ч. В случае с электрическими устройствами 3 кВт/ч электроэнергии будут преобразованы в 3 кВт/ч тепловой энергии. Как видно, такая особенность частично упрощает расчет.
Расчет мощности котла по площади
Он очень прост, ведь предусматривает, что для отопления каждого 1 кв. м нужно создавать 100 Вт тепла. Правда, формула имеет более сложный вид:
где S является площадью дома
,
k представляет собой коэффициент, определяющий потери тепла
в зависимости от температуры воздуха за окном. Для регионов, в которых зимой температура воздуха не опускается ниже -10 °С, он составляет 0,7. Понятно, что он растет по мере снижения градусов за окном. На каждые 5 °С он становится больше на 0,2. Для регионов, в которых зимой термометры показывают -35 °С, k составляет 1,2.
Если нужно отопить дом, который имеет площадь 115 кв. м и находится в зоне, где минимальная зимняя температура составляет -20 °С, то в нем нужно установить экономичный электрокотел с мощностью 115*1,1*100 = 12 650 Вт = 12,65 кВт.
Такой расчет очень прост, однако не всегда является правильным. Это потому, что на потери тепла влияет много факторов
. В данном случае он справедлив для дома, который имеет:
- окна с двойным стеклопакетом и площадью не более 30% площади всех комнат;
- среднюю теплоизоляцию (толщина стены равна длине 2 кирпичей, утеплитель толщиной в 15 см);
- холодный чердак;
- комнаты, высота которых равна 2,5 м.
Здесь не учтены внешние стены. Это потому, что даже при 1 такой стене корректирующий коэффициент должен составлять 1,1. Для 2 стен он является равным 1,2, 3 — 1,3 и т. д.
То есть для отопления вышеупомянутого дома нужно использовать экономичный котел отопления, имеющий мощность 12,65*1,4 = 17,71 кВт/ч
. Понятно, что лучше брать устройство, которое способно выдать 20 кВт/час.
Факторы, влияющие на тепловую мощность
Они таковы:
- Количество внешних стен.
- Тип окон.
- Уровень теплоизоляции стен.
- Площадь окон.
- Высота помещений.
- Наличие утепленного чердака.
Обычные окна со стандартным остеклением позволяют выйти наружу 27% тепла. То есть при таких окнах результат, полученный с помощью вышеописанной формулы, нужно умножать на 1,27. Для окон с тройным пакетом корректирующий коэффициент составляет 0,85.
Такие же коэффициенты применяются для плохо и очень хорошо утепленных стен соответственно. Что касается площади окон, то в случае, когда она составляет 40% от площади помещения, через окна может потеряться дополнительных 10% тепла
. То есть коэффициент составляет 1,1. С дальнейшим ростом соотношения площади окон и площади пола на 10% он поднимается на 0,1.
Высоту помещения стоит брать в расчет тогда, когда она превышает 2,5 м
. Для этой цифры корректирующий коэффициент равен 1. С дальнейшим увеличением высоты на 0,5 м он становится больше на 0,5. То есть для 4-метровых стен он равен 1,15. При наличии холодного чердака, полученную цифру корректировать не нужно. Если же он утеплен или сверху находится отапливаемое помещение, то результат умножают на 0,9 или 0,8.
Расчет котла по объему
где V является объемом дома
,
К — коэффициент, показывающий потери тепла в зависимости от теплоизоляции
. Имеет следующие значения:
- 0,6-0,9 — для домов, в которых конструкция является улучшенной
, стены — кирпичные и покрыты двойной теплоизоляцией, окна имеют двойной стеклопакет и относительно небольшую площадь, крыша сделана из теплоизоляционного материала; - 1-1,9 — для домов, которые характеризуются двойной кирпичной кладкой
, небольшим количеством окон и крышей, имеющую обычную кровлю; - 2-2,9 — для зданий с небольшой теплоизоляцией
, то есть тепло задерживают окна и крыша с упрощенной конструкцией, стены с толщиной, равной длине 1 кирпича; - 3-4 — для деревянных конструкций
или зданий, стены которых представляют собой гофрированный металлический лист.
ΔТ является разницей между желанными градусами внутри помещения и температурой за окном
.
Для примера будет взят вышеупомянутый дом. Его объем V = 115*2,5 = 287,5 куб. м. ΔТ = +20 — (-20) = 40 °С. Тогда P = 287,5*1,9*40/860 = 25,4 кВт/час.
Оба метода не учитывают наличие в доме косвенного бойлера с хорошим КПД
. Если он должен быть, то полученный результат нужно увеличить на определенную цифру. Многие эксперты отмечают, что ее следует умножать на 1,2-1,3. Хотя можно использовать еще одну простую формулу.
Расчет мощности для ГВС
Он проводится в следующей последовательности:
- Определяется объем теплой воды, которой пользуются все члены семьи.
- Определяется объем горячей воды (90-95 °С), которую будет разбавлять проточная вода, чтобы образовалась жидкость, имеющая комфортную для тела температуру.
- Рассчитывается дополнительная мощность котла.
Итак, пусть в доме живет семья, которая за сутки использует 150 л теплой воды, то есть жидкости с температурой 37 °С. Такая вода будет подаваться после смешивания горячей и проточной воды. Объем горячей воды определяют по формуле:
- Vв является объемом востребованной теплой воды,
- Тж — желаемая температура теплой воды на выходе из крана,
- Тп является температурой проточной воды,
- Тг — температура нагретой жидкости в косвенном бойлере.
Для вышеупомянутого примера Vв = 150 л, Тп = 8 °С, Тж = 37 °С, Тг = 95 °С. Vг = 150*(37-8)/(95-8) = 50 л. Это означает, что для дома хватит бойлера на 50 л.
Формула определения дополнительной мощности такова:
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.
Водяное отопление с газовым котлом можно справедливо отнести к наиболее эффективным и экономичным. Именно ему отдает предпочтение большинство владельцев домов (если есть такая возможность), а в последнее время и все больше хозяев квартир предпочитают установить у себя автономную систему с газовым котлом.
При выборе котла одним из определяющий параметров будет является его тепловая мощность. Ее должно быть достаточно для полного обеспечения требуемым количеством тепла всех отапливаемых помещений. Кроме того, чтобы оборудование не работало на пике своих возможностей, необходимо заложить еще и определённый эксплуатационный резерв мощности. Все это поможет учесть предлагаемый вниманию калькулятор расчета необходимой мощности газового котла.
