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.
Какие факторы нужно учитывать
На выбор агрегата для загородного дома влияют внешние критерии, характеристики самого здания (толщина стен, используемый строительный и отделочный материал, кровля, площадь, объем отапливаемых комнат и пр.).
Состояние помещения
При расчете мощности котла отопления нужно учитывать конструктивные особенности объекта:
- строительные материалы, которые использовались для возведения здания;
- высоту потолков, толщину стен, площадь помещения;
- количество и размер окон;
- параметры входных проемов и дверей;
- конструкцию крыши и материал изготовления;
- внешнюю и внутреннюю отделку дома;
- использование изоляционных материалов.
При расчете мощности котла отопления нужно учитывать состояние помещения.
Обязательно учитывается площадь остекления и теплопроводность здания.
Зависимость от типа горючего
Для твердотопливных агрегатов может использоваться разный вид материалов. После перегорания выдаваемая мощность будет различаться (КПД котла):
- Уголь: с 490 г получают 5,7 кВт/ч.
- Дрова: 250 г – 1 кВт/ч.
- Брикеты из ольхи: 290 г – 3,5 кВт/ч.
- Опилки: 300 г – 1 кВт/ч.
- Древесина для изготовления брикетов: 300 г – 3 кВт/ч.
Под каждый из перечисленных материалов предусмотрена своя конструкция печи. Также для достижения максимальной экономии нужно учитывать стоимость топлива.
Свободная площадь
Удельная мощность агрегата берется для нагрева 10 м² помещения. Соответственно, при расчете оборудования учитывается площадь отапливаемых комнат.
При расчете оборудования учитывается площадь отапливаемых комнат.
Если котел водогрейный
При покупке подобного отопительного агрегата специалисты рекомендуют добавлять к полученной мощности 30%.
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 |
О теплообменнике котла
После того, как был проведен расчет котла отопления на твердом топливе, нужно определиться с типом теплообменника, с его конструкционным материалом и емкостью.
Теплообменник можно выполнить из:
- стали;
- чугуна.
Чугунный теплообменник стоит дешевле, по сравнению со стоимостью стального. Однако чугун имеет большую теплоемкость, что является минусом, так как с ним сложно будет поднять температуру в топке до нужных 500°C (для полного сгорания топлива и газов). Малая теплопроводность чугуна снизит КПД оборудования, потому что теплота от реакции горения будет передаваться теплоносителю не в полном объеме, а будет отходить вместе с продуктами сгорания в трубу.
Специалисты рекомендуют, выполняя котел отопления на твердом топливе своими руками, брать на конструкционный материал теплообменника жаропрочную или жаростойкую сталь. Но для ее обработки нужны производственные условия, а потому чаще всего применяют обычную, конструкционную сталь, с ней легче работать. Только не забывайте, что температура обратного потока, поступающего в нагреватель, не должна опускаться ниже +65°C. В противном случае на стальном теплообменнике выпадает кислотный конденсат из отходящих газов в топке, что приводит к поражению стали ржавчиной.
Правильно спроектированный котел с принудительной циркуляцией в случае отключения электроэнергии должен перейти в термосифонный режим. Это означает, что он работает на малой мощности, но способствует гравитационному перемещению теплоносителя.
Для предотвращения образования конденсата на теплообменнике самодельные котлы отопления на твердом топливе должны оснащаться либо перепускным клапаном для подмеса горячей воды из подающей трубы в холодную обратку (вариант подойдет для агрегатов, мощностью до 12 кВт), либо элеваторным узлом (для оборудования высокой производительность, работающего под давлением).
Отопительный котел на твердом топливе своими руками можно оснастить следующими типами теплообменника:
- с вертикальными или горизонтальными регистрами;
- с проточным или противоточным движением теплоносителя.
Регистр-теплообменник с горизонтальной циркуляцией теплоносителя.
Горизонтальный регистр в исполнении проще, однако, здесь возникает вероятность неправильного (обратного) движения теплоносителя, а потому рекомендуется выполнять теплообменник с вертикальными регистрами.
Регистр с вертикальной циркуляцией теплоносителя.
С точки зрения эффективности выгоднее всего использовать регистр с противоточным движением теплоносителя. Такое отопление частного дома твердотопливным котлом своими руками будет наиболее эффективным. В этом случае горячий газ и теплоноситель движутся по одной оси, но в противоположном друг другу направлении, что обеспечивает хороший теплообмен. Как результат – высокий КПД нагревательного элемента.
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 |
Способы расчета
Для поддержания в жилых помещениях комфортной температуры, самостоятельно оборудуя систему отопления, нужно учитывать потери тепла через половое основание, стены, потолок, дверные и оконные конструкции. Должен быть запас мощности на случай сильных морозов.
По объему отапливаемой территории
Формула для расчета тепла:
Q = V × ΔT × K / 850, где
- Q – количество тепловой энергии, кВт/ч;
- V – объем комнаты, м³;
- ΔT – температурная разница внешней и внутренней воздушной среды;
- К – коэффициент потери тепловой энергии;
- 850 – постоянное число для перевода в кВт/ч.
Рассчитывать объем тепла можно по объему отапливаемой территории.
Значения теплового коэффициента для разных объектов:
- улучшенные конструкции зданий (кирпичные стены, толстые полы, двойные стеклопакеты в оконных проемах, изоляция выполнена в 2 слоя) – К = 0,6-0,9;
- стандартные жилые постройки – К = 1-1,9;
- упрощенные конструкции домов с одним слоем теплоизоляции и стандартными окнами – К = 2-2,9;
- деревянные строения – К = 3-4.
При расчете необходимого количества тепла для всех жилых комнат дома нужно учитывать подогрев воды для потребительских нужд семьи.
По площади помещения
При выполнении расчета количества необходимого тепла для комнаты учитывается множество нюансов, поэтому такой способ является более точным.
Формула: Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 ….. k7, где
- норма тепловой энергии – 0,1 кВт/м²;
- S – площадь территории;
- k1 – показатель потерь через оконные конструкции (одинарный стеклопакет – 1,27, двойной – 1, тройной – 0,85);
- k2 – затраты тепла по площади окна (Sw) относительно площади полового основания Sf (при Sw/Sf = 0,1, k2 = 0,8; соответственно, 0,2 к 0,9; 0,3 к 1,0; 0,4 к 1,1 и 0,5 к 1,2);
- k3 – утечка энергии через стены помещения (при использовании изоляционного материала низкого качества – 1,27; применение материала толщиной 15 см или двойной кирпичной кладки – 1,0; для утеплителя высокого качества – 0,854);
- k4 – утеря тепла из-за внешней температуры (при Т=-10°С, k4=0,7, соответственно, -15°С к 0,9; -20°С к 1,1; -25°С к 1,3; -30°С к 1,5);
- k5 – затраты энергии из-за 1 наружной стены – 1,1; 2-х – 1,2; 3-х – 1,3; 4-х – 1,4;
- k6 – дополнительное количество тепла в зависимости от высоты потолка помещения: Н=2,5 м, К=1, соответственно, 3 м к 1,05; 3,5 м к 1,1; 4 м к 1,15; 4,5 м к 1,2;
- k7 – потери энергии в зависимости от конструкции, находящейся над отапливаемой комнатой (холодный чердак – К=1, утепленный – 0,9, обогреваемое помещение – 0,8).
При выполнении расчета учитывается множество нюансов.
Например, у здания есть 4 наружных стены, оконные проемы оснащены тройными стеклопакетами, параметры которых составляют 30% в сравнении с площадью полового основания. Между потолком и кровельной конструкцией находится холодный чердак.
Расчетная формула: Q = 0,1 × 200 × 0,85 × 1 × 0,854 × 1,3 × 1,4 × 1,05 × 1 = 27,74 кВт/ч.
Полученный показатель увеличивают на количество тепловой энергии, которая понадобиться для ГВС (при наличии подключения данной системы к твердотопливному аппарату).
Расчет для водогрейного котла
Этот показатель получают с помощью следующей формулы:
Qв = с × m × Δt, где
- Qв – энергия, необходимая для водогрейного котла;
- с – удельная теплоемкость жидкости (постоянная величина, равная 4200 Дж/кг*К);
- m – масса воды;
- Δt – температурная разница холодной и нагретой жидкости.
Неправильно подобранная мощность котла введет к увеличению потребления энергоносителей.
Например, семья из 4 человек потребляет 150 л/день горячей воды. Котел оборудован теплоносителем, способным подогревать жидкость, поступающую из общей коммуникационной системы с Т = 10°С до Т = 80°С. В этом случае разница температур Δt = 80 – 10 = 70°С.
Подставляем все значения в формулу и получаем:
Qв = 4200 Дж/кг*К × 150 кг × 70 °С = 44 100 000 Дж (в переводе 12,25 кВт/ч).
Например, надо подогреть сразу 150 л воды для стирки. Соответственно, косвенный теплообменник имеет емкость 150 л. Поэтому к 28,58 кВт/ч (расход энергии на помещение) нужно дополнительно добавить 12,25 кВт/ч (нагрев воды). При этом значение Qзаг ниже 40,83 кВт/ч, т.е. температура воздуха в комнатах будет меньше расчетных 20°С.
При порционном подогреве жидкости (емкость косвенного теплообменника = 50 л) затраты составят 12,25 кВт/3 = 4,08 кВт/ч. Соответственно, Qзаг = 28,58 + 4,08 = 32,66 кВт/ч. Это и есть необходимая мощность отопительного оборудования для поддержания комнатной температуры выше 20°С и нагревания емкости с водой для бытового пользования.
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.
Проектирование и расчет самодельного шахтного котла Glaz6,50
После проектирования, расчета и изготовления линейки котлов Glaz наша команда Teplovhate.by приступает к совершенно новой и сложной задаче по проектированию и изготовлению шахтного дровянного котла мощностью 6,5 квт. Создание котла такой небольшой мощности сопряжено с большими трудностями и в итоге агрегат выходит сложным и дорогостоящим, что не выгодно производителям. Поэтому мы решили создать котел который должен подтверждать заявленные характеристики и оказаться максимально бюджетным. Ну и конечно же удобным и энергонезависимым.
Если у вас возникли вопросы по работе сайта звоните по телефону
По этому номеру вы можете получить бесплатные консультации.
А характеристики котла будут следующие:
Номинальная мощность 6,5 квт Минимальная мощность 2,5 квт Время горения на максимальной мощности 5 часов Время горения на минимальной мощности 12 часов Минимальная высота дымохода 4 метра Температура уходящих газов 120-160 градусов Основное топливо дрова.
Котел будет шахтного типа, загрузка дров будет производиться с фрона (спереди), обязательной будет и растопочная заслонка для облегчения розжига. Теплообменник в котле будет жаротрубным, а быход дымогазов организуем с задней стенки. Максимальную длинну дров определим в 33 сантиметра. (типа Европейский стандарт) И от этого размера и будем плясать.
Опытным путем наша команда определила, что при водоохлаждаемой шахте минимальная мощность, при которой еще наблюдается устойчивое горение равна 100 квт на 1 квадратный метр колосников. Или 1 квт на 1 квадратный дециметр. Если в нашем случае номинальная мощность составляет 6,5 квт, то площадь колосниковой решетки или сечение шахты составит 6,5 Дм квадратных.
S=6,5 Так как длинна наших дров предполагается 33 см или 3,3 дм то чтобы дрова не заклинивали в шахте ее ширину мы сделаем 34 см или 3,4 дм. A=3,4 Тогда глубина шахты составит:
B=S/A=6,5/3,4=1,92 дм или 19,2 см
Итак с сечением шахты определились. Теперь считаем необходимый объем шахты, дабы дров хватило на заявленные 5 часов. Плотность сухих дров составляет приблизительно 400 кг/кубометр (или 0,4 кг/литр), а плотность укладки дров в шахту (при очень хорошей и плотной укладке) составляет около 0,5. Следовательно в 1 литр объема шахты уложим:
0,4*0,5=0,2 кг древесины.
Теплота сгорания сухих дров составляет около 14 Мдж/кг, что в переводе на киловатт часы будет
Из этих данных находим, что 0,2 кг топлива содержат в себе:
0,2*3,9=0,78 квт*часов энергии.
Принимаем КПД нашего будущего котла в 80 процентов и получаем, что с 0,2 килограмм топлива полезного тепла мы получим
В силу того, что мы хотим снимать с котла мощность 6,5 квт в течении 5 часов, то запас топлива в нем должен быть на
Требуемый объем шахты при этом составит:
V= 32,5/0,624=52,1 литра
Зная ширину A=3,4 дм (340мм) и глубину B=1,92 дм (192 мм) можем легко вычислить высоту шахты (от колосников).
H=V/(A*B)=52/(3,4*1,92)=7,97 дм или 797мм.
Плотность древесной золы составляет 750 килограмм на кубометр или 0,75 кг/литр. Нетрудно подсчитать, что за неделю у нас в поддувале скопится объем золы равный
Это слой порядка 8 сантимеров толщиной. Как показывает опыт удобно обслуживать и чистить котел у которого дверца поддувала хотя бы высотой 150 мм, а по сему зададим расстояние с запасом и будет оно для ровного счета 200 мм. А теперь представим, что котел будет стоять на ножках высотой 20мм, а сверху будет выступать крышка прочистки теплообменника на 50мм, ну и колосниковая решетка будет толщиной 20мм. Получаем первый приблизительный габаритный размер:
Уверен, что это не конечный размер и еще он не раз изменится на несколько десятков миллиметров в какую-нибудь сторону. Теперь разберемся с шириной котла.
Шахту окружает водяная рубашка и ее толщина когда речь идет о нескольких десятках миллиметров роли никакой не играет. Поэтому примем толщину рубашки по 50 мм справа и слева, накинем дважды по 4 мм для каждой стенки на толщину металла и по 50мм на утеплитель. Полная ширина котла составит:
Вот теперь у нас появился эскиз проекции вида спереди. На нем пока просто обозначим произвольно загрузочные дверцы и поддувала. Газовому окну, а точнее расчету его сечения мы посвятим отдельную статью, а вот с длинной окна мы забежим впереди паровоза и примем ее размером в 140мм. Во первых этот размер будет удобен для монтажа растопочной заслонки, а во вторых для минимальных режимов газовое окно будет иметь некий туннель, через который будут проходить газы, прежде чем попасть в камеру дожига.
Теперь прикинем размеры камеры дожига. Как известно из авторитетных источников для полного догорания газов, прежде чем они коснутся холодного теплообменника требуется пробыть в некотором объеме. На один кубический метр такого объема должна приходиться мощность порядка 300 квт. Если вдувать воздух в котел вентилятором и крутить факел, то можно эту цифру и повысить, но у нас котел на естественной тяге, все процессы будут проходить спокойно и поэтому теплонапряженность камеры дожига по объему мы и будем принимать Qv=300квт/куб. Тогда необходимый объем камеры дожига для наших 6,5 квт составит:
Vкд=6,5/300=0,0216 кубометров или 21,6 литра.
Один размер камеры дожига мы уже имеем. Как и у шахты ее ширина составит 340мм. С глубиной камеры дожига пока придется подождать ибо от нее зависит проходное сечение теплообменника, скорость газов в нем и соответственно теплосьем. На глубину камеры дожига также влияет и газовое окно, а точнее скорость выхода газов из окна должна быть такой, чтобы факел не бил в стенку, а успевал прореагировать. Пока предварительно примем этот размер в 200 мм. Тогда высота камеры дожига составит:
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 |
Оптимальный выбор отопительной техники — нюансы и тонкости вопроса
*
Узнав для себя необходимые параметры мощности твердотопливного котла, который будет стоять у вас в доме, можно приступать к проектированию и монтажу отопительной системы. Следует знать, что заявленные данные о ресурсе тепловой нагрузки оборудования оказывают влияние на стоимость агрегата. Нагревательные устройства малой мощности имеют ограниченные технологические возможности и рассчитаны главным образом на обогрев малых по площади помещений. Это могут быть дачные дома, сауны и гостевые постройки загородного типа.
При необходимости возникает вопрос, как увеличить функциональность и эффективность твердотопливного прибора. В данном случае существуют разумные технические и инженерные решения, с помощью которых увеличение работоспособности котла даст ощутимый эффект.
На заметку: существенно увеличить эффективность устройства можно посредством установки в дымоходе дополнительного теплообменника, который будет получать тепло от выходящих в атмосферу летучих отходов горения. Экономайзер (дополнительный теплообменник) даст прирост в 20-30% к номинальной мощности котельного оборудования.
Использовать для автономного отопления жилых домов твердотопливные котлы большой мощности нецелесообразно. Подобное оборудование громоздко и требует для установки специального помещения большой площади. Учитывая размеры и огромную мощность промышленного котельного оборудования, следует помнить о значительном расходе топливного ресурса.
Такая техника идеально подходит для отопления в промышленных масштабах. Много тепла потребуется при обогреве крупных промышленных объектов и сооружений. Твердотопливные агрегаты с большой тепловой нагрузкой устанавливаются на предприятиях.
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 |
Делаем котел своими руками
Так как самые экономичные отопительные котлы на твердом топливе – это пиролизные агрегаты, рассмотрим схему и варианты выполнения данного типа оборудования.
Подробная схема изготовления тт нагревателя.
Согласно полученной схеме, получится котел, изображенный ниже:
Обратите внимание на электронный дисплей в верхней части. Его наличие означает что агрегат энергозависимый.
Для успешного выполнения работы понадобятся следующие инструменты:
- листы жаропрочной стали толщиной 6 мм;
- трубы из того же материала различного диаметра;
- вентилятор;
- терморегулирующее устройство;
- болгарка;
- шлифовальный круг;
- отрезной круг;
- сварочный аппарат постоянного тока;
- электроды.
Дешевые котлы отопления на твердом топливе выполняются, согласно инструкции на видео:
Выполняя работы необходимо помнить, что самодельный котел должен оснащаться ограничителем, при помощи которого можно контролировать поступление воздуха в камеру сгорания топлива. Он выполняется из трубы, диаметром 70 мм. Его длина приравнивается длине корпуса нагревательного элемента, плюс по 5 см с каждой стороны. В нижней части ограничителя должен присутствовать стальной диск, диаметром 40 мм, таким образом, между ним и стенками трубы получается отверстие. Вторым концом ограничитель крепится к корпусу котла. Для этого в стенке проделывают отверстие нужного диаметра.
Загрузочная камера делается прямоугольной формы. Закрывать ее должна дверка, с дополнительным усилением из стальной пластины. Это продлит срок службы изделия и обеспечит плотное прилегание дверцы. Теплообменник изготавливают изогнутой формы. Это повысит уровень теплообмена между горячим газом и теплоносителем в системе отопления. Ведь экономичные котлы отопления на твердом топливе должны отличаться высоким КПД.
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.
Из какого металла лучше сделать котел
От выбора металла, зависит время эксплуатации котла. При производстве в заводских условиях, существуют строгие требования, относительно типа используемого материала для каждой части котла. Строгие требования предъявляются к составу металла, толщине стали и другим характеристикам.
Подобным нормам, должен соответствовать и материал, используемый при самостоятельном изготовлении агрегата. При выборе учитывают эксплуатационные особенности, термическое и механическое воздействие и многие другие аспекты. Для производства котла применяют сталь и чугун.
Чугун
Чугун имеет хорошие теплотехнические характеристики: устойчив к перегреву и выгоранию, долгое время сохраняет тепло. Срок эксплуатации котла, изготовленного из данного металла, составляет не менее 25 лет. Недостатком чугуна является подверженность к гидравлическим и механическим ударам, растрескивание нагретой поверхности при резком охлаждении.
Изготовление котла из чугуна в домашних условиях, невозможно. Теплообменник и другие части котла, производятся литьевым методом в плавильнях. Создать подобные условия и изготовить чугунные детали, нереально.
Сталь
В отличие от чугуна, сталь хорошо поддается обработке. Для производства, применяется металл, раскатанный в листы. Марки используемой стали, в зависимости от изготавливаемого узла:
Сталь удобна в обработке, но имеет недостатки, связанные с эксплуатацией:
Энергоэффективность различных видов топлива
- Сгорание 1 кг сухих опилок или мелкой хвойной стружки выдает 3,2 кВт/ч. 1 л весит 1,137 кг.
- Ольховые брикеты лучше – 3,5 кВт/ч. Вес 1 л – 0,285 кг.
- Брикеты из твердолиственных деревьев выдают 3,1 кВт/ч. 1 л весит 0,31 кг.
- Эффективность каменного угля ДПК равняется 4,85 кВт/ч. Вес 1 л – 0,4 кг.
- 1 кг СООМ дает 5,58 кВт/ч тепла. Вес 1 л – 0,403 кг.
- Антрацит даёт 5,68 кВт/ч. 1 л имеет вес 0,485 кг.
- Белорусский торф – 2,36 кВт/ч. Вес 1 л – 0,34 кг.
Некоторые производители указывают общее время горения одной загрузки и не пишут, сколько топлива сгорает за 1 час. В таком случае нужно рассчитать:
- Вес горючего, которое может поместиться в топке.
- Количество тепла, которое выделит это топливо. Его корректируют на КПД.
- Количество тепла, которое выделяется за один час. Вышеуказанную цифру делят на время сгорания всего объема горючего.
Конечная цифра и является реальной мощностью твердотопливного котла для системы отопления, которую он может выдать за 1 час.
