Основа любого отопления — котел. От того, насколько верно подобраны его параметры зависит будет ли тепло в доме. А чтобы параметры были верными необходимо расчет мощности котла. Это не самые сложные вычисления — на уровне третьего класса, нужен будет только калькулятор и некоторые данные по вашем владениям. Со всем справитесь сами, своими руками.
Рассчитать мощность котла отопления можно несколькими способами
Общие моменты
Чтобы в доме было тепло, система отопления должна восполнять все имеющиеся потери тепла в полном объеме. Тепло уходит через стены, окна, пол, крышу. То есть, при расчете мощности котла, необходимо учитывать степень утепления всех этих частей квартиры или дома. При серьезном подходе у специалистов заказывают расчет теплопотерь здания, а по результатам уже подбирают котел и все остальные параметры системы отопления. Задача эта не сказать что очень сложная, но требуется учесть из чего сделаны стены, пол, потолок, их толщину и степень утепления. Также учитывают какие стоят окна и двери, есть ли система приточной вентиляции и какова ее производительность. В общем, длительный процесс.
Есть второй способ определить теплопотери. Можно по факту определить количество тепла, которое теряет дом/помещение при помощи тепловизора. Это небольшой прибор, который на экране отображает фактическую картину теплопотерь. Заодно можно увидеть где отток тепла больше и принять меры по устранению утечек.
Определение фактических теплопотерь — более легкий способ
Теперь о том, стоит ли брать котел с запасом по мощности. Вообще, постоянная работа оборудования на грани возможностей негативно сказывается на сроке его службы. Потому желательно иметь запас по производительности. Небольшой, порядка 15-20% от расчетной величины. Его вполне достаточно для того, чтобы оборудование работало не на пределе своих возможностей.
Слишком большой запас невыгоден экономически: чем мощнее оборудование, тем дороже оно стоит. Причем разница в цене солидная. Так что, если вы не рассматриваете возможность увеличения отапливаемой площади, котел с большим запасом мощности брать не стоит.
Твердотопливники
Чем отапливать дом, если в вашем поселке нет газа?
Обладатель почетного второго места по дешевизне отопления — твердотопливный котел. Традиционные котлы этого типа обладают достаточно высокой номинальной тепловой мощностью и позволяют регулировать ее древним как мир способом — ограничением доступа кислорода (проще говоря, прикрытым поддувалом, выполняющим заодно роль дверки зольника).
Устройство твердотопливного котла
Технический прогресс внес очень незначительные изменения в конструкцию традиционного отопительного прибора: разница лишь в том, что в современных моделях котлов дверкой поддувала управляет посредством цепочки механический термостат.
Традиционный твердотопливник с механическим термостатом
Ограничение доступа кислорода в топку имеет одно негативное последствие — неполное сгорание топлива. Газообразные продукты сгорания дров или угля содержат много летучих углеводородов. При прикрытом поддувале котла ваши деньги в буквальном смысле вылетают в трубу.
Так называемые пиролизные (или газогенераторные) котлы и печи лишены этого недостатка.
Газогенератор от Viessmann
Процесс горения твердого топлива разбит в них на два этапа:
- Вначале оно тлеет в топке при ограниченном доступе кислорода. Продуктами неполного сгорания являются угарный газ и те самые летучие углеводороды;
- Затем в отдельной камере к продуктам неполного сгорания подмешивается атмосферный воздух. Они сгорают, отдавая свое тепло теплообменнику и заодно поддерживая процесс тления дров или пеллет в первичной топке.
Расчет мощности котла по площади
Это самый простой способ подобрать котел отопления по мощности. При анализе многих готовых расчетов была выведена средняя цифра: на отопление 10 квадратных метров площади требуется 1 кВт тепла. Эта закономерность справедлива для помещений с высотой потолка в 2,5-2,7 м и средним утеплением. Если ваш дом или квартира подходят под эти параметры, зная площадь вашего дома, вы легко определяете приблизительную производительность котла.
Тепло из дома утекает в разных направлениях
Чтобы было понятнее, приведем пример расчета мощности котла отопления по площади. Имеется одноэтажный дом 12*14 м. Находим его площадь. Для этого умножаем его длину и ширину: 12 м * 14 м = 168 кв.м. По методике, делим площадь на 10 и получаем требуемое количество киловатт: 168 / 10 = 16,8 кВт. Для удобства использования цифру можно округлить: требуемая мощность котла отопления 17 кВт.
Учет высоты потолков
Но в частных домах потолки могут быть выше. Если разница составляет всего 10-15 см, ее можно не учитывать, но если высота потолков более чем 2,9 м, придется делать перерасчет. Для этого находит поправочный коэффициент (поделив фактическую высоту на стандартную 2,6 м) и на него умножают найденную цифру.
Пример поправки на высоту потолков. В здании высота потолков — 3,2 метра. Требуется пересчитать мощность котла отопления для данных условий (параметры дома те же, что в первом примере):
- Высчитываем коэффициент. 3,2 м / 2,6 м = 1,23.
- Корректируем результат: 17 кВт * 1,23 = 20,91 кВт.
- Округляем, получаем 21 кВт потребуется для обогрева.
Выбирая котел по мощности не стоит забывать, что с увеличением мощности увеличиваются и размеры агрегата
Как видите, разница вполне приличная. Если ее не учесть, нет гарантии, что в доме будет тепло даже при средних зимних температурах, а уж о сильных морозах и говорить не приходится.
Учет региона проживания
Что еще стоит учесть, так это местоположение. Ведь понятно, что на юге требуется намного меньше тепла, чем в Средней Полосе, а для тех, кто живет на севере «подмосковной» мощности явно будет недостаточною. Для учета региона проживания тоже есть коэффициенты. Даны они с некоторым диапазоном, так как в рамках одной зоны климат все-таки сильно меняется. Если дом находится ближе к южной границе, применяют меньший коэффициент, ближе к северной — больший. Стоит учитывать также и наличие/отсутствие сильных ветров и выбирать коэффициент с их учетом.
- Средняя полоса России берется за эталон. Тут коэффициент 1-1,1 (ближе к северной границе региона все-таки стоит мощность котла увеличить).
- Для Москвы и Подмосковья полученный результат требуется умножить на 1,2 — 1,5.
- Для северных регионов при расчете мощности котла по площади, найденную цифру умножают на 1,5-2,0.
- Для южной части региона коэффициенты понижающие: 0,7-0,9.
Учитывать регион проживания тоже обязательно
Пример корректировки по зонам. Пусть дом, для которого делаем расчет мощности котла, находится на севере Подмосковья. Тогда найденная цифра 21 кВт умножается на 1,5. Итого получаем: 21 кВт * 1,5 = 31,5 кВт.
Как видите, если сравнивать с первоначальной цифрой, полученной при расчете по площади (17 кВт), полученная в результате использования всего двух коэффициентов, значительно отличается. Почти в два раза. Так что эти параметры необходимо учитывать.
Мощность двухконтурного котла
Выше шла речь о расчете мощности котла, который работает только на отопление. Если вы планируете еще и воду греть, необходимо производительность еще увеличить. В расчет мощности котла с возможностью подогрева воды для бытовых нужд закладывают 20-25% запаса (умножить надо на 1,2-1,25).
Чтобы не пришлось покупать очень мощный котел, надо дом максимально утеплить
Пример: корректируем под возможность ГВС. Найденную цифру 31,5 кВт умножаем на 1,2 и получаем 37,8 кВт. Разница солидная. Обратите внимание, что запас на подогрев воды берется уже после учета в расчетах местоположения — температура воды от местоположения тоже зависит.
Как выбрать экономичное топливо
Самым экономичный энергоноситель — тот, что наиболее доступен. Это относится и к дешевому, как принято считать, газу. Если это голубое топливо подается от магистрали, оно выходит недорогим. Но только в том случае, когда трубопровод проходит близко. Иначе подключение обойдется в круглую сумму, что отразится на конечной стоимости отопления. Еще дороже будет стоить сжиженный газ. Возможно, цена кубометра и не слишком отличается от магистрального, но стоимость обустройства емкости для хранения всегда очень высока.
Поэтому дешевле всего использовать тот энергоноситель, что наиболее доступен. Так, если близко есть угольный разрез, подойдет уголь, если рядом много лесов — дрова или пеллеты. При этом надо продумать и нюансы его использования. Иногда сложности в монтаже или эксплуатации отопительного оборудования, высокая цена на хранение или доставку энергоносителя перевешивают выгоду от использования самого дешевого топлива. Тогда выбирают более дорогой, но и более удобный вариант.
В целом, если считать общие расходы на получение единицы тепла, самый дешевый вариант — магистральный газ. Далее по возрастающей можно поставить пеллеты, уголь, дрова, сжиженный газ, дизельное топливо и самое дорогое — электричество.
Особенности расчета производительности котла для квартир
Расчет мощности котла для отопления квартир высчитывается по той же норме: на 10 квадратных метров 1 кВт тепла. Но коррекция идет по другим параметрам. Первое, что требует учета — наличие или отсутствие неотапливаемого помещения сверху и снизу.
- если внизу/вверху находится другая отапливаемая квартира, применяется коэффициент 0,7;
- если внизу/верху неотапливаемое помещение, никаких изменений не вносим;
- отапливаемый подвал/чердак — коэффициент 0,9.
Стоит также при расчетах учесть количество стен, выходящих на улицу. В угловых квартирах требуется большее количество тепла:
- при наличии одной внешней стены — 1,1;
- две стены выходят на улицу — 1,2;
- три наружные — 1,3.
Учитывать надо количество наружных стен
Это основные зоны, через которые уходит тепло. Их учитывать обязательно. Можно еще принять во вминание качество окон. Если это стеклопакеты, корректировки можно не вносить. Если стоят старые деревянные окна, найденную цифру надо умножить на 1,2.
Также можно учесть такой фактор, как месторасположение квартиры. Точно также требуется увеличивать мощность, если хотите покупать двухконтурный котел (для подогрева горячей воды).
Расчет по объему
В случае с определением мощности котла отопления для квартиры можно использовать другую методику, которая основывается на нормах СНиПа. В них прописаны нормы на отопление зданий:
- на обогрев одного кубометра в панельном доме требуется 41 Вт тепла;
- на возмещение теплопотерь в кирпичном — 34 Вт.
Чтобы использовать этот способ, надо знать общий объем помещений. В принципе, этот подход более правильный, так как он сразу учитывает высоту потолков. Тут может возникнуть небольшая сложность: обычно мы знаем площадь свой квартиры. Объем придется высчитывать. Для этого общую отапливаемую площадь умножаем на высоту потолков. Получаем искомый объем.
Расчет котла отопления для квартир можно сделать по нормативам
Пример расчета мощности котла для отопления квартиры. Пусть квартира находится на третьем этаже пятиэтажного кирпичного дома. Ее общая площадь 87 кв. м, высота потолков 2,8 м.
- Находим объем. 87 * 2,7 = 234,9 куб. м.
- Округляем — 235 куб. м.
- Считаем требуемую мощность: 235 куб. м * 34 Вт = 7990 Вт или 7,99 кВт.
- Округляем, получаем 8 кВт.
- Так как вверху и внизу находятся отапливаемые квартиры, применяем коэффициент 0,7. 8 кВт * 0,7 = 5,6 кВт.
- Округляем: 6 кВт.
- Котел будет греть и воду для бытовых нужд. На это дадим запас в 25%. 6 кВт * 1,25 = 7,5 кВт.
- Окна в квартире не меняли, стоят старые, деревянные. Потому применяем повышающий коэффициент 1,2: 7,5 кВт * 1,2 = 9 кВт.
- Две стены в квартире наружные, потому еще раз умножаем найденную цифру на 1,2: 9 кВт * 1,2 = 10,8 кВт.
- Округляем: 11 кВт.
В общем, вот вам эта методика. В принципе, ее можно использовать и для расчета мощности котла для кирпичного дома. Для других типов стройматериалов нормы не прописаны, а панельный частный дом — большая редкость.
Солнечные коллекторы
В регионах с большим количеством солнечных дней для нужд отопления можно утилизировать солнечную энергию. Коллектор площадью 2 квадратных метра может отдать до 8 киловатт-часов абсолютно бесплатного тепла в сутки.
Один или несколько коллекторов подключаются в качестве дополнительного источника тепла и заметно снижают нагрузку на основной котел.
Самодельные плоские коллекторы
Подключение коллекторов к системам отопления и ГВС
Шаг номер девять: если для вашего региона характерна ясная зимняя погода, используйте для отопления дома солнечное тепло.
Что такое энергия и чем она отличается от теплоты?
Теплота, или количество теплоты, — это часть внутренней энергии тела, которая самопроизвольно, без внешнего воздействия переходит от тел более нагретых, к телам, менее нагретым посредством теплопроводности или лучеиспускания (за счет электромагнитного излучения).
Теплопроводность может идти по твердому телу и за счет конвекционных потоков. Таким образом мы имеем три пути передачи тепла:
- лучистый;
- по твердому телу;
- конвекция.
Наиболее эффективный способ теплопередачи – это лучистый, так как можно достичь максимального градиента температур между охлаждаемым и нагреваемым телами, до нескольких тысяч градусов и, соответственно, больших скоростей передачи тепла.
В каких единицах измеряют энергию.
Измеряется она в джоулях, калориях и ваттах.
Исторически сложилось, что физики считают работу, энергию, количество теплоты в джоулях. Теплотехники тепло на обогрев жилья в калориях, а электрики и энергетики считают энергию в ваттах. Калории являются тепловым потоком, потому что эта энергия считается за определенное время.
Очень важно понимать, что энергию можно потратить по-разному: можно быстро, а можно медленно.
Теплосчетчик считает потраченные гигакалории тепловой энергии за месяц, а электросчетчик считает потраченные ватты электрической энергии за месяц. Но не просто ватты, а киловатты (кВт), потраченные за один час (кВт/час).
Расходы на отопление с дизельной котельной
Далее рассмотрим дизельную котельную. Аналогично высчитываем тепловую способность 1 литра дизельного топлива, используя следующие показатели:
- Теплотворная способность 1кг дизельного топлива – 11,860кВт/ч;
- Плотность дизельного топлива – 0,86кг/л;
- Теплотворная способность 1 л дизельного топлива – 10,20 кВт/ч;
- КПД дизельного котла – 0,9.
- КПД у дизельного котла чуть ниже, оно составляет порядка 90%.
- Стоимость 1 литра дизельного топлива для Москвы в среднем составляет 36,8 рублей.
Все исходные данные подставляем в формулу:
Стоимость 1 литра дизельного топлива/(теплотворная способность 1л дизельного топлива х КПД)
и получаем, что стоимость 1 кВт/ч тепла от дизельного топлива равна 4,01 рубля.
