Слабая мощность котла пустит насмарку всё, включая уровень жизни. Из-за превышенной мощности, система заработает импульсами: потребление топлива вырастет, а срок службы оборудования сократится. Может закипеть котёл. Или мозги. Как рассчитать правильно, какие параметры учитывать, что такое теплопотери и другие вопросы покупателей о мощности котлов читайте здесь.
Как просто рассчитать мощность котла отопления?
Рассчитать примерную мощность котла для дома можно по площади и по объёму.
1) Упрощённый вариант вычислений по площади: 10 кВт на 100 м² дома (или отапливаемой площади). И это цифра покажет лишь минимальную мощность, ниже которой опускаться нельзя.
| График зависимости котла и площади |
Для учёта климатических зон разработали коэффициенты, которые корректируют эту формулу:
- Средняя полоса России – это 1-1,5;
- Северные районы – это 1,5-2;
- Южные территории – 0,7-0,9;
- Москва и Подмосковье – 1,2-1,5.
Чтобы приблизиться к реалистичной цифре, нужно ещё учесть возможные теплопотери. Для этого к минимальному значению прибавляют 10-15%. Если потолки выше 2,7 метра, то делим высоту потолков по факту на высоту стандартную. Получаем ещё один поправочный коэффициент.
| Загородный дом |
Пример:
Посчитаем мощность котла для дома в Подмосковье. Потолки – 3 метра, площадь – 150 м². Котёл нужен двухконтурный – для тепла и горячего водоснабжения.
По формуле получается 15 кВт – минимальное значение мощности для будущего котла. Далее, к цифре 15 добавляем 10% теплопотерь, умножаем на климатический коэффициент 1,2. Потолки выше 2,7м, поэтому умножаем полученную цифру на коэффициент 1,1.
Мощность котла = 15 кВт (минимум) + 10% (теплопотери) * 1,2 * 1,1 =21,7, округляем до 22 кВт.
2) Вторая формула от объёма: 1 м3 – 40 Вт. Плюс накрутки, которые включили в первую формулу, кроме потолочного коэффициента. Подсчитаем по этой формуле тот же дом в Подмосковье.
Мощность котла =((150 м²*3м)* 40 Вт + 10%) * 1,2 * 1,1 =23522 Вт ≈ 24 Квт. Разница между первым и вторым расчётом в 2 кВт. Вариант расчета мощности котла по объему воздуха является наиболее правильным.
На этом можно было бы прекратить читать эту статью. Но разница между примерным и точным расчётом в нескольких нюансах. Что за нюансы — спросите вы. Ответ на этот вопрос заложен в следующих пунктах.
Простейшая формула подсчета требуемой теплоэнергии для отопления
Для примерного подсчета существует элементарная формула: W = S × Wуд, где
W — это мощность агрегата;
S — величина площади строения в м², с учетом всех помещений под обогрев;
Wуд — стандартный показатель удельной мощности, который применяется при подсчете в конкретном климатическом регионе.
Стандартное значение удельной мощности базируется на опыте использования разнообразных отопительных систем.
Среднестатистическая информация выясняется у сотрудника ЖКХ в вашем регионе. После этого умножьте это значение на суммарную площадь строения, и вы получите средний показатель необходимой мощности котла.
Примeр расчета
Газ — самый распространенный вид топлива. Как рассчитать мощность газового котла? Рассмотрим пример расчета для строения площадью в 150 м², которое предположительно расположено в Красноярском крае. Подсчет произведен для системы отопления с естественной циркуляцией без постоянного давления от насоса. Удельная мощность в рассматриваемом регионе составляет 0,90 кВт/м².
150 м² / 10 м² = 15 — это промежуточный коэффициент подсчета, в котором подразумевается, что на отдельные 10 м² площади отапливаемого помещения требуется 1 кВт тепловой мощности агрегата.
15 × 0,90 кВт/м² = 13,5 кВт.
В итоге получено среднее значение тепловой энергии, требующееся конкретному строению со среднестатистическими теплоизоляционными и климатическими показателями.
Если учитывать использование горячей воды для ванной комнаты и кухни, необходимо будет прибавить не менее 20% к мощности: 13,5 + 13,5 × 0,2 = 16,2 кВт.
Стоит обратить внимание на то, что давление в котле и тепловой магистрали может быть малоустойчивым, для этого необходимо прибавить еще 15% к мощности: 16,2 + 13,5 × 0,15 = 18,225 кВт. Учитывая то, что определенную утечку тепловой энергии не избежать, необходимо округлить полученный результат в большую сторону
Получается, что для обеспечения обогрева конкретного строения при помощи отопительного агрегата на газовом топливе потребуется котел с минимальной мощностью 19 кВт
Учитывая то, что определенную утечку тепловой энергии не избежать, необходимо округлить полученный результат в большую сторону. Получается, что для обеспечения обогрева конкретного строения при помощи отопительного агрегата на газовом топливе потребуется котел с минимальной мощностью 19 кВт.
https://youtube.com/watch?v=dhs2tcez0Kw
Вычисления мощности для агрегатов на газовом топливе чаще всего выполняются в период планировки строения. Причиной этому является изначальное заложение в проект расположения отопительных приборов, проемов для воздухообмена, дымохода, а также отдельного помещения под обогревательную установку.
Если вам необходимо продумать отопление в уже существующем строении, которое не имеет нужных условий по размещению агрегата на газовом топливе, потребуется установить альтернативную систему отопления. На ее роль хорошо подойдет электрическая установка, подсчет мощности которой производится по аналогичным вычислениям.
Помимо вышеуказанных расчетов, вычисление тепловой мощности котла может произвести специально созданный для этого калькулятор. Он такие параметры, как суммарная площадь помещения, его высота, тип окон и т.д. Чтобы узнать тепловую мощность, необходимо внести в программу требуемые показатели, предварительно выяснив их точное значение.
Вычисление необходимой мощности для обогрева частного дома — не такая уж и сложная задача, тем более, если использовать программу калькулятор. С ней может справиться любой, желающий сэкономить средства и обеспечить оптимальное отопление без лишних затрат тепловой энергии.
Какие параметры, кроме объёма и площади, влияют на выбор котла? И почему это важно?
Упрощённая формула расчёта зачастую приводит к покупке неподходящего котла. Каждый дом индивидуален, а теплопотери в процентах не могут быть равны для всех домов. Перед подсчётом мощности считают данные конкретного дома:
1) Замерить площадь стен, окон, дверей;
2) Уточнить толщину стен, указать тип отделки и материал, высоту потолков;
3) Понаблюдать минимальную температуру дома в морозы;
4) Определить желаемую температуру в результате установки котла;
5) Выписать значения теплопроводности для материалов, из которых строили дом.
| Материал стены | Толщина стены и материала термическое сопротивление | Необходимая толщина для дома |
| Кирпич (1600 кг/м³ — плотность) | 510 мм (если делать кладку в два кирпича), R=0,73 °С·м²/Вт | 1380 мм 2190 мм |
| Брус деревянный | 150 мм, R=0,83 °С·м²/Вт | 355 мм 565 мм |
| Керамзитобетон (1200 кг/м³ — плотность.) | 300 мм, R=0,58 °С·м²/Вт | 1025 мм 1630 мм |
| Щит деревянный (внутри заполнение минеральной ватой + слой внутренней и наружной обшивки по 25 мм) | 150 мм, R=1,84 °С·м²/Вт | 160 мм 235 мм |
| Арболит | 0,80-0,17Вт/м² | — |
| Пенобетон | 0,14-0,38 Вт/м² | — |
| Газобетон | 0,18-0,28 Вт/м² | — |
Тепловое сопротивление материалов
Зачем это нужно? Ключевой параметр, влияющий на выбор котла – это теплопотери дома. Дома с одинаковой площадью и объёмом, но отличающейся степенью утепления, потребуют разное по мощности оборудование.
Куда уходит тепло:
| Поверхность | Теплопотери в % |
| Крыша и вентиляция | 20-25% |
| Фундамент, если он примыкает к грунту | до 15% |
| Стены, окна и двери | 10-15% |
| Первый этаж и не отапливаемые помещения, подвал, например | до 15% |
А также значение имеет: насколько отличается уличная температура от внутренней, климатический регион, сила и направление ветра, как стоит дом относительно частей света.
| Теплопотери |
Запас производительности в зависимости от типа котла
Для стандартного одноконтурного котла, вне зависимости от вида используемого топлива, мы всегда рекомендуем закладывать запас мощности 15-25%, в зависимости от температуры в самую холодную декаду и утепленности дома. Однако в некоторых случаях требуется несколько больший запас:
- 20-30% запаса, если котел двухконтурный. Большинство моделей работает по принципу приоритета ГВС, это значит, что в момент активации точки потребления горячей воды котел не греет отопительный контур, для работы на два контура требуется более высокая производительность;
- 20-25% запаса, если в доме организована или планируется приточно-вытяжная вентиляция без рекуперации тепла.
Также часто используется схема с подключением бойлера косвенного нагрева (особенно в связке с твердотопливными котлами). В таком случае излишек мощности может превышать 40-50% (показатель рассчитывается по ситуации). Стоит понимать, что любом из случаев предусмотренный запас не «простаивает», а используется будь то в целях нагрева горячей воды, восполнения более высоких теплопотерь или нагрева буферной емкости.
Высокий белый бак справа от котла – накопительный бойлер косвенного нагрева, постоянно поддерживающий большой объем горячей воды.
Как посчитать мощность с учётом теплопотерь?
Что такое теплопотери? Допустим, на улице мороз -20 градусов, дома средняя температура равна +20 градусов. Эти величины уравновешиваются через обмен энергией. Происходят тепловые потери. Вычислить мощность котла с высокой точностью помогает величина теплопотерь при суровых условиях погоды.
Шаг 1
Потери тепла определяются по формуле: Q = Qкрыши + Qстен + Qпола + Qдверей + Qокон,
Где крайнее значение Q – это теплопотери каждой поверхности дома.
Каждое значение Q вычисляется по формуле: Q = S* T/R
Где Q – потери тепла в Вт, S – площадь конкретной поверхности в м², T – разница уличной температуры и комнатной в градусах, R – справочные данные теплового сопротивления по типам материалов.
Шаг 2
В эту формулу дополнительно закладывают непроизвольные теплопотери сквозь щели, вентиляцию, вытяжку, открывание дверей и проветривание через окна. Для самостоятельного расчёта без программы добавляют дополнительно 5% от общей цифры утечек.
Шаг 3
Дальше переходим к определению мощности котла. Всего две формулы на выбор:
Ркот. = (Sпомещ.*Pуд. ) / 10, где Ркот. — мощность котла, Sпомещ. — суммарная площадь комнат в доме, где планируется отопление, Pуд. — удельная мощность по условиям климата.
Ркот. = (Qпотерь*Sот. площ. ) / 100, где Ркот. — мощность котла, Qпотерь – теплопотери, Sот. площ. – суммарная площадь отапливаемых комнат.
Шаг 4
Для электрического и газового котла можно воспользоваться таблицей для проверки:
| Вариант | Площадь дома, м² | Отопление, кВт | Рекомендуемое количество приборов | Сколько человек проживает | Бойлер ГВС, л/кВт | Тёплый пол, м² | Тёплый пол, кВт | Суммарная мощность | Мощность котла | Стандартный ряд котлов, Кат, Нс/А/Нд |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 2 | 150 | 19 | 10 | 4 | 100/28 | 16 | 0,75 | 48 | 28 | 28/27/28 |
| 3 | 200 | 22 | 11 | 4 | 100/28 | 20 | 1 | 51 | 28 | 28/27/28 |
| 4 | 250 | 25,5 | 17 | 4 | 160/33 | 20 | 1 | 60 | 33 | 32/35/36 |
| 5 | 300 | 27 | 20 | 6 | 160/33 | 30 | 1,5 | 62 | 34 | -/35/36 |
| 6 | 350 | 31 | 26 | 6 | 200/33 | 40 | 2 | 66 | 39 | -/44/44 |
| 7 | 400 | 4 | 30 | 6 | 200/36 | 50 | 2,5 | 70 | 43 | -/44/44 |
| 8 | 450 | 36 | 44 | 8 | 300/36 | 60 | 3 | 75 | 45 | -/53/52 |
Понятие коэффициента рассеивания
Это постоянный показатель, который не изменяется, когда необходимо рассчитать уровень теплового обмена строительных конструкций. Но последние должны быть сооружены из одного стройматериала.
| Тип здания | Коэффициент рассеивания |
| Современные с утепленными конструкциями: стены, кровля, полы | 0,6-0,9 |
| Утеплены крыша и стены | 1,0-1,9 |
| Кирпичные здания без утепления | 2,0-2,9 |
| Бетонные здания без утепления | 3,0-4,0 |
При кажущейся простоте расчета, необходимо понимать, что многое зависит от конструкции здания. Она сложная или простая. Чем проще дом, тем менее сложен расчет мощности газового котла. Потому стоит обращаться за помощью к специалистам.
Как выбрать мощность газового котла: видео.
Может быть, кто-то расскажет о том, как выбирался газовый котел, в комментариях? Учитывалась ли при выборе его мощность? Сохраните статью в закладках, чтобы не потерять полезную информацию и формулы расчетов.
Зачем считать, если можно купить котёл с запасом мощности?
Иногда у котлов имеется резерв производительности. Это хорошо, когда резерв не более 25%. Особенно, когда семья планирует развивать площадь: достроить бассейн, баню, или другую отапливаемую зону. Когда требуемая мощность превышена значительно, собственник тратит лишние деньги, а оборудование работает внештатном режиме:
| Ремонт котла |
- Ломается или даёт сбои;
- Снижается КПД системы;
- Котёл большей мощности стоит дороже;
- Расходуется больше топлива, чем требуется для обогрева дома;
- Понадобится более мощный и дорогой насос;
- В доме будет очень жарко;
- Автоматическое регулирование затрудняется, может закипеть котёл;
- Котел начинает тактовать — включаться и выключаться за короткий промежуток времени, изнашиваются узлы оборудования;
- В дымоходе появляется конденсат. При горении конденсат вступает в реакцию с выбросами и образуется кислота. Она разрушает дымоход и иногда котёл.
Вывод: при частом включении и выключении тратится больше топлива, чем при непрерывной работе. Покупка котла с превышением мощности не только не имеет смысла, но и вредна для бюджета и оборудования.
Единицы измерения энергии
1.1. Единицы измерения энергии применяемые в энергетике
- Джоуль – Дж – единица системы СИ, и производные – кДж, МДж, ГДж
- Калория – кал – внесистемная единица, и производные ккал, Мкал, Гкал
- кВт×ч – внесистемная единица, которой обычно (но не всегда!), измеряют количество электроэнергии.
- тонна пара – специфичная величина, которая соответствует количеству тепловой энергии, необходимой для получения пара из 1 тонны воды. Не имеет статуса единицы измерения, однако, практически применяется в энергетике.
Единицы измерения энергии применяют для измерения суммарного количества энергии (тепловой или электрической). При этом, величина может обозначать выработанною, потребленную, переданную или потерянную энергию (в течении некоторого периода времени).
1.2. Примеры правильного применения единиц измерения энергии
- Годовое потребность в тепловой энергии для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения.
- Необходимое количество тепловой энергии для нагрева … м3 воды от … до … °С
- Тепловая энергия в … тыс. м3 природного газа (в виде теплотворной способности).
- Годовая потребность в электрической для питания электроприёмников котельной.
- Годовая программа выработки пара котельной.
1.3. Перевод между единицами измерения энергии
1 ГДж = 0,23885 Гкал = 3600 млн. кВт×ч = 0,4432 т (пара)
1 Гкал = 4,1868 ГДж = 15072 млн. кВт×ч = 1,8555 т (пара)
1 млн. кВт×ч = 1/3600 ГДж = 1/15072 Гкал = 1/8123 т (пара)
1 т (пара) = 2,256 ГДж = 0,5389 Гкал = 8123 млн. кВт×ч
Примечание: При расчете 1 т пара принята энтальпия исходной воды и водяного пара на линии насыщения при t=100 °С
Как решить проблему высокой мощности и слабой потребности?
В идеальной ситуации котёл работает с постоянной, номинальной мощностью. При этом наружная температура постоянно меняется, а бывают и вовсе аномальные скачки. Что делать? Помогут четырёхходовые смесительные клапаны в гидравлической системе. Или вариант с термогидравлическим распределением. Эти устройства решают проблему не корректировкой мощности котла, а подстраивают регулирующий клапан. Или меняется скорость работы циркуляционного насоса. Температура теплоносителя в батареях становится комфортной, не нарушая оптимальных условий котла. Это решение имеет минус – высокая цена.
| Четырехходовый смесительный клапан |
Для газовых и жидкотопливных котлов эту ситуацию решает многоступенчатые горелки. Более низкая ступень снижает мощность котла при необходимости. Продвинутые модели имеют в конструкции плавную регулировку мощности горелок – модуляцию. Это дешевле и не так хлопотно, как первый вариант.
| Газовая горелка многоступенчатая |
В твердотопливных котлах также бывает встроена настройка мощности и автоматическая подача топлива. Это помогает решить вопрос с избытком мощности при изменениях внешней температуры.
| Устройство автоматической подачитоплива ЖТ-котла |
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
Что будет, если купить котёл меньшей мощности?
Когда собственник ошибся с мощностью в меньшую сторону, это так же плохо, как и переизбыток. Система работает на пределе. Снижается срок службы. Дом отапливается недостаточно, возможно промерзание системы при аномальных морозах.
| Промерзание системы отопления |
Зачем обращаться к специалисту?
Мы выяснили, что покупать котёл от площади неправильно. Важно учитывать теплопотери здания. Например, дом в 300 м² может отопить котёл в 15кВт, если все поверхности капитально утеплили. А в дом 150 м² может потребоваться оборудование на 30кВт при тонких стенах и не утеплённой крыши и вентиляции.
На эту тему есть сотни нормативов и регламентов, есть десятки формул. Иногда одно противоречит другому, или нормативы изменяются и непрофессионалу сложно разобраться, актуальны ли эти требования. Можно это все посчитать, вооружившись стопкой справочников. Или обратиться к специалистам, которые сделают точный расчёт в программе и объяснят все тонкости. Помогут сэкономить деньги, время, смоделируют эффективную систему отопления дома.
Учитываем теплопотери
Отметим, что независимо от того, рассчитывается ли мощность электрического котла, котла на газу, на дизеле или на дровах, — в любом случае, работу отопительной системы будут сопровождать потери тепла:
- Необходимо проветривание помещений, однако если окна будут открыты постоянно, то дом потеряет около 15% энергии.
- Если стены слабо утеплены, то уйдет 35% тепла.
- Через оконные проемы будет уходить 10% тепла, а если рамы старого образца – то еще больше.
- Если пол не утеплен, то в подвал или землю будет отдано 15% тепла.
- Через крышу уйдет 25% тепла.
Перед тем, как расчитать котел отопления, следует учесть, что если имеет место хоть один из этих факторов, то следует отобразить это в расчетах.
Теплопотери дома
