Система отопления — самая важная, сложная и дорогостоящая из всех жилищных коммуникаций. Обустройство отопления требует тщательного проектирования во избежание неприятных последствий, которые часто бывает трудно исправить.

На рынке отопительной техники представлен большой выбор котлов. Множество моделей различаются друг от друга по конструкции, источнику энергии, мощности. Выпускаются котлы с диапазоном мощности: от 4 кВт до нескольких тысяч кВт. Таким образом, есть возможность подобрать оптимально подходящий котел для здания любых габаритов, как для дачного домика, так и загородного коттеджа. Выбор котла того или иного типа: твердотопливный, электрический, жидкотопливный или газовый во многом зависит от региона проживания и уровня развития инфраструктуры. Немаловажным является доступность приобретения определенного вида топлива и его стоимость.

Одним из ключевых моментов планирования жилищного отопления является расчет мощности котла, при этом необходимо учесть особенности, свойственные системам, работающим с разными видами отопителей. Ошибки в подборе мощности котла недопустимы, причем, как ее превышение, так и уменьшение. При недостаточной мощности котла дом будет холодным. Избыточная мощность приведет к перерасходу электроэнергии или топлива.

Расчет мощности отопительного котла по площади помещения

Одним из главных условий комфортного жилья является наличие продуманной системы обогрева. Тип отопления и требуемое оборудование выбирают еще на этапе проектирования дома. Определение мощности котла отопления по площади позволяет получить вполне объективные данные.

Основные правила расчета и параметры, используемые при вычислениях:

1. Площадь отапливаемого помещения (S).
2. Удельная мощность на 10 м² отапливаемой площади – (Wуд). Эта величина определяется с корректировкой на климатические условия отдельного региона.
3. Wуд. Для Московской области составляет - от 1,2 кВт до 1,5 кВт.
4. Для южных областей – от 0,7 кВт до 0,9 кВт.
5. Для северной зоны – от 1,5 кВт до 2,0 кВт.
6. Мощность котла вычисляют по формуле: Wкот = (SхWуд.):10.

Возможно использование упрощенного варианта формулы, в которой Wуд = 1, и теплоотдача котла измеряется как 10 кВт на 100 м² отапливаемой площади. При таком расчете к полученному значению прибавляют не менее 15%, чтобы получить более реальную цифру.

Пример: расчет мощности котла отопления для дома площадью 100 м².

Удельная мощность для Московской области составляет 1,2 кВт.

Таким образом Wкотла = (100х1,2)/10 =12 киловатт.

Для более верного расчета необходимой мощности приборов отопления требуется собрать расширенный перечень данных:

1. Действительные теплопотери помещения. Утечка тепла любого здания происходит через двери, окна, крышу, пол, стены, систему вентиляции.
2. Разница температуры внутри здания и на улице. При расчете мощности отопительного котла учитывают разницу температуры внутри помещения и за его пределами. Чем больше разность температурных величин, тем больше теплопотери.
3. Теплоизоляционные характеристики строительных конструкций. Теплопроводные свойства дверей, окон, стен и пола зависят от материала, из которого они сделаны, следовательно, теплопотери через их поверхности также будут иметь отличия.

Для получения необходимых показателей и коэффициентов при определении мощности котла пользуются строительным справочником.

Как подсчитать реальные теплопотери строения

Тепло теряется из помещения через стены, окна, пол, крышу, вентиляционную систему. На размеры теплопотерь влияют многие факторы: разница между температурой внутри здания и на улице, теплопроводные свойства строительных материалов. Теплопроводность стен, дверей, окон, пола и потолочного перекрытия отличается друг от друга. Единицей измерения сопротивления теплопередаче служит Вт/м2, данная характеристика означает количество потерянного тепла с 1 м² ограждающей конструкции при определенном интервале температур.

Формула №1 для определения сопротивления теплопередаче: R = ΔT/q

• R – сопротивление теплопередаче (°Схм²/Вт или °С/Вт/м²);
• ΔT – разность температуры на улице и в здании (°С);
• q — количество теплопотери на квадратный метр поверхности ограждающих конструкций (Вт/м²).

При определении сопротивления теплопередаче R многослойных конструкций, показатели сопротивления теплопередаче каждого слоя суммируются. В данном расчете учитывается средняя температура на улице самой холодной недели за год, в справочных источниках указывается сопротивление теплопередаче исходя из этих условий. Например, сопротивление теплопередаче материалов при ΔT = 50°С (Тснаружи = –30°С, Твнутри = 20°С).

При определении теплопроводных свойств окон учитывается:

1. Сопротивление теплопередаче материалов оконных конструкций и их теплопотери при ΔT = 50°С. толщина стекла (мм).
2. Толщина зазора между стеклами в мм.
3. Вид газа, заполняющего зазор: воздух или аргон.
4. Наличие прозрачного теплозащитного покрытия.

Распространенной ошибкой является мнение, что теплопотери можно компенсировать, выбрав котел большей мощности. На самом деле, разумнее максимально предотвратить нежелательные теплопотери за счет теплоизоляции окон, крыши, дверей, чем ежемесячно переплачивать за газ или электроэнергию. Одни только стеклопакеты сокращают потерю тепла примерно в 2 раза, что позволяет сэкономить 800 кВт/ч электроэнергии в месяц. Более точно теплопотери вычисляют методом пропорции.

Формула №2 для определения сопротивления теплопередаче конструкций из комбинированных материалов: R2 = R1хΔT2/ΔT1

R1 — теплопотери при разности температуры ΔT1 = 50°С;

R2 — теплопотери при разности температуры ΔT2 в соответствии с конкретными данными.

Пример расчета теплопотери стены:

• Толщина стены 20 см,
• Материал стены — сруб из бруса. В справочнике материалов находят значение сопротивления теплопередаче R. Для бруса R=0,806 м²×°С/Вт.

Разница температур ΔT равняется 50°С. Подставив значения в формулу №1:

R = ΔT/q, получают значение теплопотери для 1м² 50/0,806 = 62 Вт/м².

Точно также определяют теплопотери и для всех других материалов. Чем больше разность температуры на улице и внутри здания ΔT, тем выше теплопотери.

В большинстве строительных справочников для удобства расчета приводятся готовые показатели теплопотери различных типов строительных конструкций при отдельных значениях температуры воздуха в зимний период.

Например, теплопотери угловых помещений, где оказывает влияние завихрение воздуха, и не угловых, а также помещения на верхних и нижних этажах, которые также отличаются по степени обогрева.

Пример: расчет теплопотерь угловой комнаты, расположенной на первом этаже

1. Исходные параметры комнаты:

• размеры и площадь — 10.0 м х 6.4 м, S= 64.0 м²;
• высота потолка — 2.7 м;
• количество наружных стен – 2;
• материал и толщина наружных стен — кладка в 3 кирпича (76 см);
• количество окон с двойным остеклением – 4;
• размеры окон: высота — 1.8 м, ширина — 1.2 м;
• пол — деревянный утепленный;
• перекрытия: внизу — подвал, наверху – чердачное помещение;
• предполагаемая температура в комнате +20°С;
• расчетная температура на улице -30°С.

Расчетные действия:

2. Сначала вычисляют площади поверхностей, теряющих тепло.

Площадь наружных стен без учета окон (Sстен): (6.4+10)х2.7 – 4х1.2х1.8 = 35.64 м². Площадь окон (Sокон): 4х1.2х1.8 = 8.64 м². Площадь потолка (Sпотолка): 10.0х6.4 = 64.0 м².

Площадь пола (Sпола): 10.0х6.4 = 64.0 м².

Показатели площади внутренних перегородок и дверей в данном расчете отсутствуют, так через них не происходит потеря тепла.

3. Определяют сопротивление теплопередаче для стены из кирпича:

R = ΔT/q, где ΔT=50, а q кирпичной стены = 0.592

Таким образом, R=50/0.592, и составляет 84,46 м²×°C⁄Вт.

• Qстен=35,64х84,46 = 2956.1 Вт,
• Qокон = 8.64х135 = 1166.4 Вт,
• Qпола = 64×26 = 1664.0 Вт,
• Qпотолка = 64х35 = 2240.0 Вт.

Итого: сумма теплопотерь комнаты площадью 64 кв.м. Qсумма=8026.5 Вт.

В данном примере наибольшие теплопотери приходятся на стены, в меньшей степени на потолок, пол, окна. Результат расчета отражает тепловые потери комнаты в сильные морозы при температуре -30 C°. Чем выше температура воздуха на улице, тем меньше утечка тепла из помещения.

Расчет мощности газового котла отопления

Газовый котел для автономного отопления частного дома пользуется заслуженной популярностью. Такая система удобна, доступна и эффективна. А если дом находится отдаленно от центральных теплосетей, то просто и нет другой альтернативы. Бытовые газовые котлы в большинстве случаев являются наиболее оптимальным вариантом системы обогрева благодаря таким бесспорным преимуществам как: простота и безопасность эксплуатации; отсутствие необходимости в отведении места для хранения топлива, низкая цена топлива, экономичность.

Очень важно при покупке газового котла правильно выбрать подходящую мощность. Если мощность превышает реальные потребности здания в тепле, затраты на отопление будут избыточными. С другой стороны, оборудование с низкой производительностью не способно обеспечить достаточный обогрев помещения. Самый элементарный расчет мощности газового котла по площади: 1 кВт на каждые 10 кв.м. Но такие результаты весьма приблизительны. Чтобы выполнить более точный расчет мощности газового котла, учитывают целый ряд факторов:

• климатические условия региона;
• габариты отапливаемого помещения;
• степень теплоизоляции дома;
• вероятные теплопотери здания;
• количество тепла для подогрева воды;
• количество энергии для нагрева воздуха в системе принудительной вентиляции.

Как правило, при расчетах используют специальный софт: для резервной мощности газового котла добавляют примерно 20% на случай сильного похолодания, понижения давления газа в системе или других непредвиденных ситуаций. Современные отопительные приборы оснащены автоматическим устройством, регулирующим потребление газа. Это удобно, так как избавляет от перерасхода топлива и ненужных затрат.

Многие ошибочно считают расчет мощности котла отопления излишней формальностью, и что можно просто купить газовый котел с высокой мощностью. На самом деле, необоснованное превышение мощности обогревательного оборудования может вызвать необходимость приобретения комплектующих, а значит, повышенные расходы на ремонт системы, снижение функциональной эффективности котла, перебои в работе автоматического устройства, быстрый износ элементов, появление конденсата в дымоходе и другие негативные последствия.

Расчет мощности котла и правильный подбор обогревательного оборудования будут способствовать увеличению срока его эксплуатации. При выборе газового или другого котла, требуется внимательно изучать сопроводительную документацию. В инструкции котла отопления указывается номинальная мощность, которая вырабатывается при номинальном давлении природного газа 13-20 мбар. Снижение давления в магистрали приведет к тому, что котел мощностью, к примеру, 30 кВт потеряет треть своей мощности. В таком случае котел сможет эффективно обогреть дом площадью всего лишь 200 кв.м, вместо расчетных 300.

Формула требуемой мощности газового котла для зданий по типовому проекту: М К = SхУМ К /10

• S – общая площадь отапливаемого помещения (кв.м);
• УМ К – удельная мощность котла в расчете на каждые 10 кв.м поверхности. Удельная мощность котла зависит от климатических условий и составляет: 0,7-0,9 кВт для южных регионов; 1,0-1,2 кВт для областей средней полосы; 1,5-2,0 для северных районов.

Пример: согласно формулы расчетная мощность котла отопления для дома площадью 200 кв.м, расположенного в зоне умеренного климата, составит: 200Х1,1/10=22 кВт.

Следует помнить, что данная формула используется для вычисления мощности котла, при условии использования его только для отопления дома. Если планируется монтаж двухконтурной системы с целью нагрева воды для бытовых нужд, то дополнительно увеличивают мощность отопительного оборудования на 25%.

Чтобы правильно выполнить расчет мощности газового котла отопления для дома с нестандартной планировкой по индивидуальному заказу, пользуются другой формулой.

Формула расчета мощности газового котла для зданий по индивидуальному проекту: М К = QтхКзап,

• М К – расчетная мощность котла (кВт);
• Qт – прогнозируемые тепловые потери (кВт); Кзап – коэффициент запаса, равный 1,15-1,2, (15-20%).

Величина прогнозируемых теплопотерь строения определяется по формуле:

Qт = VхРtхk/860

• V - объем отапливаемого помещения (куб.м);
• Рt - разность уличной и внутренней температуры (С);
• k - коэффициент рассеивания.

Величина коэффициента рассеивания зависит от типа строительного сооружения и степени его теплоизоляции. Для зданий в виде простых строений из дерева или гофрированного железа без теплоизоляции, используется коэффициент рассеивания 3,0-4,0.

Если стены здания с одинарной кирпичной кладкой, стандартные окна и крыша, низкая теплоизоляция, то коэффициент рассеивания равняется 2,0-2,9.

Для домов среднего уровня теплозащиты, со стенами двойной кирпичной кладки, обычной крышей и небольшим количеством окон берется коэффициент рассеивания 1,0-1,9. Для домов с высокой степенью теплозащиты, хорошо утепленным полом, крышей, стенами и пластиковыми окнами с двойными стеклопакетами применяют коэффициент рассеивания 0,6-0,9.

Расчетная мощность отопительного котла для компактных зданий с качественной теплоизоляцией может оказаться совсем небольшой. Возможна ситуация, что в продаже просто не окажется подходящего газового котла с требуемыми характеристиками. В таком случае приобретают оборудование, мощность которого немного превышает расчетную величину. Многие современные модификации газовых котлов оснащены устройствами автоматического регулирования обогрева, которые позволяют выровнять разницу.

Расчет мощности газового котла при помощи программы-калькулятора

Для удобства клиентов производители газовых котлов размещают специальные сервисы на своих веб-ресурсах, что позволяет легко и быстро вычислить расчетную мощность котла. Для этого достаточно ввести в программу-калькулятор следующие данные:

• температура, которую предполагается поддерживать в помещении;
• средняя уличная температура за самую холодную неделю в течение года;
• необходимость в ГВС;
• наличие или отсутствие принудительной вентиляционной системы;
• количество этажей в доме;
• высота потолков;
• описание перекрытий;
• размеры наружных стен: толщина и длина каждой из них;
• описание материалов, из которых выполнены стены;
• количество и размеры окон;
• описание типа окон: число камер, толщина стекла, теплозащитная пленка, вид газа в зазорах.

После заполнения всех полей нажимают кнопку «Выполнить расчет», и программа выдаст требуемую расчетную мощность котла.

Для еще большего удобства предлагаются варианты готовых расчетов мощности котлов различного типа, наглядно представленных в таблицах. Следует учитывать, что для сложных строений эти способы расчета могут не подойти. Например, наличие в здании помещений потолков разной высоты, системы теплого пола, сооружений, требующих дополнительного обогрева (бассейн, оранжерея, сауна). Все эти условия следует обязательно учитывать при проектировании. При любой дополнительной нагрузке на отопительную систему требуется увеличение мощности котла.

Самый оптимальный расчет мощности отопительной системы смогут подготовить только специалисты, инженеры-теплотехники.

Расчет мощности твердотопливного котла

Твердотопливные котлы в последнее время применяются значительно реже электрических и газовых. Они характеризуются доступностью, возможностью автономного функционирования, экономичночной эксплуатацией, необходимостью места для хранения топлива.

Отличительной особенностью, которую следует учитывать при определении мощности твердотопливного котла, является цикличность получаемой температуры. Суточная температура в отапливаемом помещении колеблется в пределах 5ºС. Если нет возможности отказаться от подобной системы, есть два способа, как поддерживать стабильную температуру в помещении: использование термобаллона и применение водяных теплоаккумуляторов.

Термобаллон служит для регулировки подачи воздуха, что позволяет увеличить время горения и сократить количество топок. Водяные термоаккумуляторы объемом от 2 до 10 м² устанавливаются в системе обогрева, снижают энергозатраты и экономят топливо. Все эти меры способствуют уменьшению требуемой производительности твердотопливного котла для отопления частного дома. Эффект от применения этих мер следует учитывать при определении мощности отопительного оборудования.

Расчет мощности электрического котла отопления

Отопительная система с применением электрокотла характеризуется рядом положительных и отрицательных особенностей: высокая стоимость топлива – электроэнергии, возможные проблемы из-за перебоев электроснабжения в сети, экологичность, простота и удобство управления, компактность оборудования.

Расчет мощности электрокотла отопления при помощи программы-калькулятора

Часто производители отопительной техники размещают на своих сайтах формулы для расчета мощности котла или даже калькуляторы, позволяющие учесть сразу несколько определяющих факторов и сделать максимально точный расчет.

Для расчета на калькуляторе, как правило, требуется следующая информация:

1. Планируемая температура в помещении.
2. Среднее значение температуры на улице самой холодной недели в году.
3. Потребность в ГВС.
4. Наличие вентиляционной системы.
5. Количество этажей.
6. Высота потолка.
7. Перекрытие верхнее и нижнее.
8. Материал. наружных стен.
9. Длина и толщина наружных стен.
10. Количество, тип и размеры окон.
11. Толщина стекла. Величина зазора между стеклами с воздухом или аргоном. Наличие на стекле теплозащитного прозрачного покрытия.

Следует учитывать, что в действительности удельная мощность отопительной системы увеличивается до значения 127 Вт/м 2 при небольшой площади дома (100-150 м 2) и снижается до 85-80 Вт/м 2 для домов площадью 400-500 м 2 , что не соответствует принятому стандартному значению 100 Вт/м 2 , которое обычно рекомендуется для подбора оборудования.

Это вызвано тем, что в домах с небольшой площадью неэффективно расходуется тепло. С увеличением общей площади в доме появляется больше помещений, смежных с отапливаемыми, а также без наружных стен и расположенных в глубине дома. Вследствие этого, удельные теплопотери дома несколько снижаются.

Как рассчитать мощность жидкотопливного котла

Отопительные жидкотопливные котлы имеют как достоинства, так и недостатки: они удобны в эксплуатации, но неэкологочичны, требуют дополнительного пространства для хранения топлива, отличаются повышенной пожароопасностью, имеют довольно высокую стоимость.

Расчет мощности жидкотопливного котла производится аналогично газовому и электрическому. Чем больше будет учтено факторов, влияющих на эффективность обогревательной системы, тем точнее получится расчет, что в свою очередь позволит сделать оптимальный выбор оборудования.

Качество отопления прежде всего зависит от правильного выбора типа обогревательной системы и от точности расчета необходимой производительности котла отопления. Ошибки при проектировании неизбежно приведут к негативным последствиям. Поэтому очень важно перед покупкой отопительного оборудования и монтажом системы собрать полную информацию, выполнить тщательные расчеты и планирование.

Подбирая котёл, иногда трудно определить его соответствие требованиям отопления конкретного дома. Вроде бы есть данные о размерах, внутреннем объёме. Но этого оказывается недостаточно. Современное определение требует знания показателя тепловых потерь, характерных для этого дома. Именно с тепловыми потерями связывается возможность выбора мощности будущего котла, который должен их компенсировать в ходе своей работы.

Неправильно выбранная мощность котла ведёт к дополнительным расходам топлива (газ, твёрдое и жидкое). О каждом варианте будет рассказано ниже, а пока нужно учесть, что в первом приближении, недостаточная мощность котла приводит к низкой температуре в системе отопления, вследствие медленного и недостаточного её прогрева. Мощность, которая превышает необходимую, приводит к работе системы в импульсном режиме. Это вызывает резкий рост расхода газа, износ газового клапана . Снижению расходов на отопление может способствовать правильный выбор мощности котла и расчёт системы отопления.

Методика расчета тепловых потерь

Расчёт тепловых потерь ведётся по определённым методикам, разнящимся от климатической зоны страны. Имея на руках подобные расчёты, намного проще сориентироваться в выборе всех приборов будущей отопительной системы. Обилие входящих данных, основных и вспомогательных, а также формализация расчётов, позволили ввести автоматизацию и проводить их с помощью компьютерных программ . Благодаря этому такие вычисления стали доступны для индивидуального исполнения на сайтах строительных компаний.

Разумеется, определиться с точными результатами сможет только специалист. Но и самостоятельное определение величины теплопотерь даст вполне зримые результаты с определением требуемой мощности. Введя данные, запрашиваемые программой, по параметрам дома (кубатура, материалы, утепление, окна и двери и т. п.), после выполнения предложенных действий, получается значение тепловых потерь. Полученная точность достаточна для определения требуемой мощности котла.

Использование домовых коэффициентов

Старым способом определения величины потерь тепла было использование домовых коэффициентов 3-х типов для индивидуального расчёта мощности газового котла по упрощённой методике:

• от 130 до 200 Вт/м2 - дома без теплоизоляции;
• от 90 до 110 Вт/м2 - дома с теплоизоляцией, 20−30 лет;
• от 50 до 70 Вт/м2 - теплоизолированный дом с новыми окнами, 21 век.

Зная величину своего коэффициента и площадь дома, путём перемножения получают искомое значение. Ещё проще определялась требуемая мощность во времена СССР. Тогда считалось, что 10 Квт на 100 метров площади в самый раз.

Однако, сегодня такой точности стало недостаточно.

На что влияет мощность котла

Если она слишком мала, то мощный котел на твёрдом топливе не будет «дожигать» остатки топлива из-за нехватки подачи воздуха, быстро засорится дымоход, а расход топлива будет чрезмерным. Котлы на газе или жидком топливе (ЖТ) станут быстро греть малое количество воды и выключать горелки. Это время горения окажется тем меньше, чем мощнее котлы. За такое короткое время удаляемые продукты сгорания не успеют прогреть дымоход, и там будет накапливаться конденсат. Образующиеся кислоты быстро приведут в негодность как дымоход , так и сам котёл.

Длительное время работы горелки позволяет дымоходу прогреться и конденсат исчезнет. Частое включение котла ведёт к износу его и дымохода, а также повышенному расходу топлива за счёт необходимости разогрева канала дымоотвода и самого котла. Для расчёта мощности котла на жидком топливе (дизеле), можно воспользоваться программой-калькулятором, учитывающей множество особенностей, описанных выше (конструкции, материалы, окна, утеплитель), но экспресс-анализ можно произвести по приводимой методике.

Считается, что для обогрева 10 квадратов площади дома нужно 1−1,5 кВт котловой мощности. В расчёт не берётся ГВС в доме, имеющем качественное утепление, без теплопотерь, площадью 100 кв. м. Коэффициенты по уровню утепления, используемые для расчёта требуемой мощности котла ЖТ:

• 0,11 - квартира, 1-й и последний этажи многоквартирного дома;
• 0,065 - квартира в многоквартирном доме;
• 0,15 (0,16) - частный дом, стена 1,5 кирпича, без утеплителя;
• 0,07 (0,08) - частный дом, стена 2 кирпича, 1 слой утеплителя.

Для расчёта, площадь 100 кв. м. умножается на коэффициент 0,07 (0,08). Получаемая мощность 70−80 Вт на 1 кв. м. площади. Мощность котла резервируется на 10−20%, для ГВС резерв увеличивается до 50%. Такой расчёт очень приблизителен.

Зная тепловые потери, можно сказать о требуемой величине вырабатываемого тепла. Обычно для комфорта в доме принимается значение +20 градусов по Цельсию . Поскольку в году бывает период минимальных температур, в эти дни потребность в количестве тепла резко возрастают. Учитывая периоды, когда температуры колеблются в районе средних за зиму, мощность котла может быть принята равной половине от полученного ранее значения. В этом случае в расчёт закладывается компенсация тепловых потерь за счёт иных источников тепла.

Решение проблемы избытка мощности

В случае низких потребностей в тепле, мощность котла становится заведомо высокой. Решений несколько. Во-первых, в этот период предлагается использование 4-х ходовых смесительных клапанов в гидравлических системах. Может быть применен термогидравлический распределитель . Что позволяет регулировать нагрев воды без изменения котловой мощности, за счёт клапанов и циркуляционных насосов . Так обеспечивается оптимальный режим работы котла.

Ввиду дороговизны способа, рассматривается бюджетный вариант многоступенчатых горелок в недорогих газовых и ЖТ котлах. С наступлением указанного периода ступенчатый переход на пониженное горение, снижает мощность котла. Вариантом плавного перехода является модуляция или плавная регулировка, повсеместно используемая в настенных газовых приборах. Такая возможность почти не применена в конструкциях ЖТ котлов, хотя модуляционная горелка более передовой вариант, нежели смесительный клапан. Современные котлы на пеллетах уже оснащены системой регулировки мощности и автоматикой подачи топлива.

Для неискушённого потребителя наличие системы модуляционной горелки может показаться достаточным поводом отказаться от расчёта тепловых потерь дома, ну или, хотя бы ограничиться приблизительным их определением. Отнюдь, наличие такой функции не может решить все возникающие проблемы: если при включении котла, он начинает работать на максимуме мощности, то через время автомат снижает её до оптимума.

При этом мощный котёл в небольшой системе успевает нагреть воду и отключитьс я ещё до перехода модулируемой горелки ну нужный уровень горения. Вода остывает достаточно быстро, ситуация повторится «до кляксы». В результате работа котла проходит импульсами как с одноступенчатой мощной горелкой. Изменение мощности может достигать не более 30%, что в итоге приведет к сбоям с дальнейшим повышением внешней температуры. Стоит вспомнить, что речь идёт о сравнительно дешёвых приборах .

В более дорогих котлах конденсационного типа пределы модулирования шире. ЖТ котлы могут вызвать ощутимые затруднения при попытке использования в небольших и хорошо утеплённых домах. В таком доме, около 150 кв. м, для покрытия тепловых потерь хватает 10кВт мощности. В линейке ЖТ котлов, предлагаемых производителями, минимум мощности больше в два раза. И тут попытка применения такого котла может привести к ситуации ещё худшей, чем описанная выше.

В топке горит ЖТ (солярка), все видели чёрный шлейф за непрогретым и неотрегулированным дизелем. И тут в продуктах неполного сгорания обильно выпадает сажа, она и несгоревшие продукты капитально засоряют камеру сгорания . И теперь новенький котёл нужно срочно чистить, чтобы не снизить КПД, и восстановить теплообмен. И ведь, подбери сначала правильно мощность котла, не было бы всех описанных проблем.

На практике, следует выбирать мощность котла немного ниже тепловых потерь дома. Популярность и практическое использование получили котлы с ЦОГВС, т. е. двухконтурные, греющие воду для отопления и горячего водоснабжения. И среди этих двух функций на ЦО требуемая мощность меньше, чем для ГВС. Безусловно, такой подход сделал выбор мощности котла сложнее.

Способ получения ГВС в 2-х контурном котле - проточный нагрев. Т. к. время контакта (нагрева) проточной воды незначительно, мощность нагревателя котла должна быть высокой. Даже у маломощных двухконтурных котлов система ГВС имеет 18 кВт мощности и это только минимум, дающий возможность нормально душ принять. Наличие модуляционной горелки в таком приборе даст возможность работы с минимумом мощности в 6кВт, почти равной тепловым потерям в 100 метровом доме с качественной термоизоляцией.

В реальной жизни, средние, за сезон отопления, потребности составят не более 3 кВт . Т. е. хотя ситуация и не идеальна, но приемлема. Способом понижения требуемой мощности системы ГВС является применение бака-накопителя для ГВС. И это очень похоже на одноконтурный котёл, оборудованный бойлером . Подключённый через теплообменник к котлу бойлер, имеет ёмкость не менее 100 литров. Это минимум, рассчитанный на несколько точек водоразбора и одновременное пользование ими.

Такая схема позволяет снизить мощность котла , совмещённого с водогреем. В итоге задача выполнена и мощности котла достаточно для компенсации тепловых потерь (ЦО) и ГВС (бойлер). На первый взгляд, в результате, на время работы котла на бойлер, в систему обогрева горячая вода не пойдёт и в доме упадёт температура. На самом деле, чтобы так случилось, котёл должен отключиться на 3 - 4 часа. Процесс замещения нагретой воды из бойлера холодной, происходит постепенно. Практика использования нагретой воды говорит, что даже слив половины объёма, а это 50 литров при температуре около 85 градусов по Цельсию и столько же холодной, чтобы пользоваться, ведёт к остатку в баке половины объёма горячей и столько же холодной. Время нагрева составит не более 25 минут. Поскольку за один раз в семье такой объём не потребляется, время нагрева бойлера будет значительно меньше.

Пример определения мощности котла

Примерная методика определения мощности газового котла из расчёта удельной его мощности (Руд) на 10 кв. м и с учётом условий климатических зон, отапливаемой площади - П.

• 0,7−0,9 - юг;
• 1,2−1,5 кВт - средняя полоса;
• 1,5−2,0 кВт - север

Мощность котла определяется Рк = (П*Руд)/10; где Руд = 1;

Объём воды в системе Осист = Рк*15 ; где на 15 л воды принят 1 кВт

Так для дома из примера с ЖТ котлом, на севере, расчёт будет выглядеть так:

Рк = 100*2/10 = 20 (кВт);

Газовый котёл — универсальный теплообменник , обеспечивающий циркуляцию горячей воды для хозяйственных целей и отопление помещения.

На вид аппарат выглядит похожим на небольшой холодильник.

При установке отопительного котла, необходимо правильно рассчитать его мощность.

Расчёт мощности газового котла отопления для частного дома

Удобство и безопасность нахождения в помещении с котлом зависит от его производительности .

В любом случае нужно брать значение больше расчётного, чтобы у котла был запас мощности . Агрегат не должен работать на пределе своих характеристик и возможностей, т. к. это приведёт к поломке в ближайшие месяцы после покупки . А также учтите шанс появления аномальных температур в вашем регионе. А для загородных домов будет не лишним учитывать возможность расширения и появления новых комнат, а следовательно — и увеличение площади в будущем.

Производительность котлов измеряется в кВт (Киловатты) . Эту величину всегда указывают в технических документах модели.

Внимание! Не стоит устанавливать котёл, если на улице низкая температура воздуха.

Зачем рассчитывать мощность

Расчёт мощности очень важен, ведь превышение тепловой мощности приведёт к:

• Быстрому износу всех комплектующих агрегата.
• Испарению воды в дымоходе (конденсат ).
• Ухудшению работы газового котла и снижению эффективности.
• Большим расходам — мощные модели дороже на рынке.
• Выходу из строя автоматики при низких нагрузках.

Поэтому выбирайте аппарат тщательно и старайтесь найти котёл с требуемой производительностью.

Данные для подсчёта: высота потолков, площадь, климат и другое

• Высота потолков желательно не менее двух метров . В той комнате, где расположен агрегат, должны быть огнеупорные стены. Низкие потолки могут повлечь небезопасность конструкции.
• Климатические условия региона . У каждого региона есть свой коэффициент климата, и этот показатель используется при расчёте мощности по формуле. Для центральной части России это от 1,2 до 1,5 ; для южных областей — около 0,7 ; а для северных регионов — 1,2—1,5.
• Объем воды для отопления также влияет на экономичность системы. Теплоноситель (нагретый котлом) остаётся в доме, а с ним остаётся и тепло.
• Площадь помещения — важный параметр. Самый простой способ расчёта ещё с советских времён — на каждые десять кв. м. используется1 кВт энергии . Сейчас, конечно, параметров для подсчёта больше, но площадь остаётся важным критерием.

Важно! При установке котла на кухне существует одно правило — использовать только настенные виды. Желательно, чтобы в нём была закрытая камера сгорания.

• Степень утеплённости дома и теплопотери. В некоторых домах устанавливают системы «тёплый пол», да и бытовая техника вырабатывает тепло. В этом случае производительность следует увеличить ещё как минимум на 20% , как бы это ни казалось странным.

Фото 1. Теплопотери дома через различные его части, выраженные в процентном соотношении.

• Тип вентиляции дома . К вентиляции при установке агрегата есть особые требования — воздушный объем в комнате должен за час меняться три раза . Для этого нужна приточно-вытяжная система и окна с форточками.
• При установке настенного агрегата следите за прочностью стен. При монтаже напольного котла — за огнеупорностью и прочности пола.

Внимание! Во входной двери не забудьте сделать отверстие с решёткой для хорошего воздухообмена.

• Отопление помещений с бассейном не сильно отличается от обычных домов, только температура в помещении не больше 28 °C . Если же есть оранжерея , то температуру придётся сверять с теплолюбивостью растений в ней.

Выбор формулы

На самом деле, расчёт производительности агрегата для обычного дома — весьма нетрудное дело. Сначала подсчитывают:

• Общую площадь помещения в квадратных метрах (S).
• Климатический коэффициент (коэффициенты расписаны чуть выше) (КЛ).

Имея эти параметры, вы сможете найти мощность, подставив данные в формулу: МК=S*КЛ/10. МК — производительность в киловаттах. Например, для дома в 100 кв. метров , находящегося в центральной части России, МК будет составлять 11 кВт.

Важно! Эта формула подойдёт для расчёта мощности одноконтурной системы, только для отопления дома. Если требуется двухконтурный котёл, который помимо отопления будет нагревать воду, увеличивайте мощность ещё на 25%.

Более точный способ расчёта для индивидуального проекта строения — МК = Qт*Кз, где:

• Qт — теплопотери помещения.
• Кз — коэффициент запаса, равный примерно 1,2.

Теплопотери же измеряются по другой формуле: Qт=V*k*Pt, где:

• V — объем строения в кубических метрах.
• Рt — разница между внешней и внутренней температурой в градусах Цельсия.
• k — ещё один коэффициент, зависящий от материала строения (коэф. рассеивания). Для обычных зданий без теплоизоляции он составляет 3—4 , для низкой теплоизоляции (кирпичные строения в одну кладку) около 2—2,9 ; для среднего уровня (обычные дома) —1 ; ну а для высоких уровней коэффициент равен 0,6 .

Справка. На сайтах многих производителей газового оборудования есть специальные калькуляторы для расчёта необходимой производительности. Это значительно облегчает задачу в подсчёте.

Расчёт потребления топлива

Необходимо рассчитывать также и расход топлива. Для этого понадобятся следующие данные:

• КПД — показатель отображается в техническом паспорте. Нужный для подсчёта параметр указывают, обычно, как Hi и равен он 87—92%.
• Рекомендуемая мощность агрегата в кВт (найденная по прошлой формуле).

В технических документах производители указывают средние значения расхода топлива. Если же рассчитать всё самостоятельно, будет понятно, что на 10 кВт мощности при КПД около 92% требуется за час 1,12 кубометров голубого топлива.

Как выполнить расчет мощности газового котла при заданных параметрах отапливаемого помещения? Мне известны, как минимум три разных способа, дающих разный уровень достоверности результатов, и сегодня мы познакомимся с каждым из них.

Общая информация

Почему мы рассчитываем параметры именно для газового отопления?

Дело в том, что газ является самым экономичным (и, соответственно, самым популярным) источником тепла. Киловатт-час тепловой энергии, полученной при его сгорании, обходится потребителю в 50-70 копеек.

Для сравнения - цена киловатт-часа тепла для других энергоносителей:

• Твердое топливо - 1,1-1,6 рубля за киловатт-час;
• Дизтопливо - 3,5 р./кВт·ч;
• Электроэнергия - 5 р./кВт·ч.

Кроме экономичности, газовое оборудование привлекает удобством использования. Котел требует обслуживания не чаще раза в год, не нуждается в растопках, чистке зольника и пополнении запаса топлива. Приборы с электронным розжигом работают с выносными термостатами и способны автоматически поддерживать постоянную температуру в доме вне зависимости от погоды.

Отличается ли расчет газового котла для дома от расчета твердотопливного, жидкотопливного или электрического котла?

В общем случае - нет. Любой источник тепла должен компенсировать теплопотери через пол, стены, окна и потолок здания. Его тепловая мощность никак не связана с используемым энергоносителем.

В случае двухконтурного котла, снабжающего дом горячей водой для хознужд, нам нужен резерв мощности для ее нагрева. Избыточная мощность обеспечит одновременный расход воды в системе ГВС и нагрев теплоносителя на отоплении.

Методы расчетов

Схема 1: по площади

Нам поможет в этом нормативная документация полувековой давности. Согласно советским СНиП, отопление должно проектироваться из расчета 100 ватт тепла на квадрат отапливаемого помещения.

Давайте, для примера выполним расчет мощности для дома размером 6х8 метров:

1. Площадь дома равна произведению его габаритных размеров. 6х8х48 м2;
2. При удельной мощности 100 Вт/м2 полная мощность котла должна быть равна 48х100=4800 ватт, или 4,8 кВт.

Выбор мощности котла по площади отапливаемого помещения прост, понятен и… в большинстве случаев дает неверный результат.

Потому, что он пренебрегает рядом важных факторов, влияющих на реальные теплопотери:

• Количеством окон и дверей . Через остекление и дверные проемы теряется больше тепла, чем через капитальную стену;
• Высотой потолков . В многоквартирных домах советской постройки она была стандартной - 2,5 метра с минимальной погрешностью. А вот в современных коттеджах можно встретить потолки высотой в 3, 4 и более метров. Чем выше потолок, тем больше отапливаемый объем;

• Климатической зоной . При неизменном качестве теплоизоляции теплопотери прямо пропорциональны разности внутренней и уличной температур.

В многоквартирном доме на теплопотери влияет расположение жилого помещения относительно внешних стен: торцевые и угловые комнаты теряют больше тепла. Однако в типичном коттедже все комнаты имеют общие стены с улицей, поэтому соответствующий коэффициент поправки закладывается в базовое значение тепловой мощности.

Схема 2: по объему с учетом дополнительных факторов

Как выполнить своими руками расчет газового котла для отопления частного дома с учетом всех упомянутых мной факторов?

Первое и основное: в расчете мы учитываем не площадь дома, а его объем, то есть произведение площади на высоту потолков.

• Базовое значение мощности котла на один кубометр отапливаемого объема - 60 ватт;
• Окно увеличивает теплопотери на 100 ватт;
• Дверь прибавляет 200 Вт;
• Теплопотери умножаются на региональный коэффициент . Он определяется средней температурой наиболее холодного месяца:

Изображение	Коэффициент и климатическая зона
	0,6-0,9 - для регионов со средней температурой января около 0 °С (Краснодарский край, Крым).
	1,2-1,3 - для средней температуры самого холодного месяца в -15-20 °С (Московская и Ленинградская области).
	1,5-1,6 - для областей со средней январской температурой в -25-30 °С (Новосибирская область, Хабаровский край).
	2 - для -40 и ниже (Чукотка, Якутия).

Давайте снова рассчитаем мощность котла для нашего дома размером 6х8 метров, уточнив несколько дополнительных параметров:

• Расположение дома - город Севастополь (средняя температура января - +3 градуса по шкале Цельсия);
• Количество окон - 5. На улицу ведет одна дверь;
• Высота потолка - 3,2 метра.

1. Объем дома (с внешними стенами) равен произведению трех его габаритов: 6х8х3,2=153,6 кубометра;

1. Базовая мощность для этого объема - 153,6х60=9216 Вт;
2. С учетом окон и дверей она увеличится на 5х100+200=700 ватт. 9216+700=9916;
3. Региональный коэффициент для теплого климата Крыма мы возьмем равным 0,6.

9916*0,6=6000 (с округлением) ватт.

Как видите, усложненная схема расчета дала результат, заметно отличающийся от предыдущего. Насколько он точен?

Расчет даст достоверный результат для дома, качество утепления которого примерно соответствует качеству утепления домов советской постройки. В основе схемы - все те же 100 ватт на квадрат площади, пересчитанные с учетом стандартной высоты потолков в 2,5 метра в 40 Вт/м3 и умноженные на коэффициент 1,5 для компенсации теплопотерь частного дома через крышу и пол.

Как определить потребность в тепле дома с нестандартным утеплением?

Схема 3: по объему с учетом качества утепления

Самая универсальная формула расчета тепловой мощности котла имеет вид Q=V*Dt*k/860.

В этой формуле:

• Q - теплопотери дома в киловаттах;
• V -объем, который предстоит отапливать котлу, в кубометрах;
• Dt - расчетная дельта температуры между отапливаемым помещением и воздухом за внешними стенами;
• k - коэффициент рассеивания, определяющийся качеством утепления дома.

Как подобрать коэффициент k?

Выберите его значение для ваших условий, руководствуясь следующей таблицей:

Изображение	Значение коэффициента и описание постройки
	3-4 - постройка без утепления (склад из профлиста, щитовой дом со стенами из досок в один слой)
	2,0-2,9 - стены из бруса толщиной 10 см или из кирпича толщиной 25 см, деревянные рамы, одиночное остекление
	1,0-1,9 - кирпичные стены толщиной 50 см, двойные стеклопакеты в окнах
	0,6-0,9 - фасад, утепленный пенопластом или минватой, пластиковые окна с тройными или энергосберегающими стеклопакетами

Как выбрать значение расчетной уличной температуры? В расчетах принято использовать температуру наиболее холодной пятидневки зимы для данного региона. Редкие экстремальные заморозки не учитываются: при падении столбика термометра ниже привычных отметок можно задействовать вспомогательные источники тепла (обогреватели, тепловентиляторы и т.д.).

Где взять соответствующую информацию? Инструкция вполне предсказуема: нужные данные найдутся в СНиП 23-01-99, нормативном документе, посвященном строительной климатологии.

Для удобства читателей я приведу здесь небольшую выдержку из текста СНиП.

Город	Температура самых холодных 5 дней зимы, °С
Майкоп	-22
Барнаул	-42
Благовещенск	-37
Тында	-46
Шимановск	-41
Архангельск	-37
Астрахань	-26
Уфа	-39
Белгород	-28
Брянск	-30
Улан-Удэ	-40
Владимир	-34
Вологда	-37
Воронеж	-31
Махачкала	-19
Иркутск	-38
Калининград	-24
Петропавловск-Камчатский	-22
Печора	-48
Кострома	-35
Агата	-55
Туруханск	-56
Санкт-Петербург	-30
Сусуман	-57
Москва	-32
Новосибирск	-42
Владивосток	-26
Комсомольск-на-Амуре	-37
Ялта	-8
Севастополь	-11

Давайте вернемся к нашему примеру с домом в Севастополе, очередной раз уточнив несколько деталей:

• Остекление окон - одиночное, в деревянных крупнощелевых рамах;
• Материал стен - бут, толщиной около полуметра.

Приступим к расчетам.

1. За расчетную внутреннюю температуру мы примем соответствующие санитарным нормам +20°С. С учетом данных из приведенной выше таблицы параметр Dt будет равен 20 — -11 = 31 градус;
2. Коэффициент рассеивания примем равным 2,0: у бутовых стен теплопроводность куда выше, чем у кирпичных;

1. Объем дома мы вычислили ранее. Он равен 153,6 куба;
2. Подставим значения переменных в нашу формулу. Q=153,6х31*2/860=11 кВт.

Как видите, поправка на значительные теплопотери увеличила расчетную мощность газового котла почти вдвое.

Два контура

Очень просто: на работу второго проточного в проект закладывается 20-процентный запас. В нашем случае требуемая мощность составит 11х1,2=13,2 кВт.

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.