Как рассчитать мощность котла для отопления дома

Расчёт реальной мощности котла длительного горения на примере «Куппер ПРАКТИК-8»

Конструкция большинства котлов рассчитана под конкретный вид топлива, на котором будет работать это устройство. В случае использования для котла другой категории топлива, которая не переназначена для него, КПД значительно сократиться. Также необходимо помнить о возможных последствиях использования того топлива, которое не предусмотрено производителем котельного оборудования.

Теперь продемонстрируем процесс расчёта на примере котла «Теплодар», модель «Куппер ПРАКТИК-8». Это оборудование предназначено для системы отопления жилых домов и других помещений, которые имеют площадь меньше, чем 80 м². Также этот котёл является универсальным и может работать не только в закрытых системах отопления, но и в открытых с принудительной циркуляцией теплоносителя. Данный котел обладает следующими техническими характеристиками:

1. возможность использовать в качестве топлива дрова;
2. в среднем за час, он сжигает 10 дров;
3. мощность данного котла составляет 80кВт;
4. загрузочная камера имеет объём 300л;
5. КПД равен 85%.

Допустим, что для отопления помещения хозяин использует в качестве топлива дрова осинового дерева. 1 кг данного вида дров даёт 2,82 кВт/ч. За один час, котёл потребляет 15кг дров, следовательно, он выдаёт тепла 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 кВт/ч тепла (0,87 является КПД).

Этого оборудования недостаточно для отопления помещения, которое имеет теплообменник объёмом 150 л, но если ГВС имеет теплообменник объёмом 50 л, то мощности данного котла будет вполне достаточно. Для того чтобы получить нужный результат 32,67 кВт/ч необходимо потратить 13,31 кг осиновых дров. Производим расчёт по формуле (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). В данном случае необходимое тепло было определённо методом расчёта по объёму.

Также можно произвести самостоятельный расчёт и узнать время, которое потребуется котлу для того, чтобы сжечь все дрова. 1 л дров осиного дерева имеет вес 0,143 кг. Следовательно, в отделении для загрузки поместится 294 × 0,143 = 42 кг дров. Столько дров будет достаточно для поддержания тепла более чем 3 часа. Это слишком непродолжительное время, поэтому в данном случае необходимо найти котёл, у которого размер топки в 2 раза больше.

Также можно поискать топливный котёл, который рассчитан на несколько видов топлива. Например, котёл от того же , только модели «Куппер ПРО-22», который может работать не только на дровах, но и на углях. В данном случае при использовании разных видов топлива будет разная мощность. Расчёт проводится самостоятельно, учитывая эффективность каждого вида топлива отдельно, а позже выбирается наилучший вариант.

Как рассчитать мощность котла

Есть всем известная формула для произведения просчета, она выглядит так W=S*Wуд/10, но не стоит забывать о корректировке климатического характера, существует несколько общепринятых Wуд норм:

1. Эталонная выглядит так (1,0-1,1).
2. Регионы с южным климатом (0,7-0,9).
3. Северная местность (1,5-2,0).

S в формуле обозначает жилую площадь всех комнат, а выше приведенный показатель относится к удельным характеристикам.

Расчет мощности по площади дома

Для Московских регионов и самой столицы ответ будет равняться от 1,2 до 1,5. Обычный кирпичный дом в 100 кв. м. без отдельной котельной с потолками от 2,5 до 2,7 и эталонными данными климатического пояса в 1,0 рассчитывается посредством умножения площади на единицу, это дает результат 100, а полученную цифру делю на 10, что выводит 10кВт.

Примерные потери тепла в доме

Такая же постройка в северном регионе потребует аппарата в 15-20 киловатт. Я всегда советую брать 20% запаса при теплотехническом расчете, чтобы быть максимально уверенным в качественном отоплении помещений, не будет лишним выбрать оборудование в этой ситуации на 12 кВт.

Расчет по объему помещения

Действенный и точный алгоритм настройки мощности котла заключается в том, чтобы брать во внимание кубатуру отопительных комнат. Зачастую этот прием я замечал полезным в квартирах, способ основан на требованиях от СНиП

Если придерживаться правил от 23.02.2003 года, то для различных построек цифры несколько отличаются:

1. Кирпичный дом (0,034 кВт на кубический метр).
2. Панельная постройка (0,041 кВт на кубический метр).

Объясню расчет мощности котла на примере объекта с площадью 150 кв. м. высота потолка составляет 2,7 метра, хочу отметить, что внутри и снаружи дом не утеплялся. Теплопроизводительность по минимальным требованиям к общему объему вычисляется с помощью формулы: 2,7 умножается на 150 и 0,041, так как постройка панельного типа.

В результате можно достаточно легко получить значение характеристик котла в 16,6 кВт, этого будет вполне достаточно, чтобы качественно обогреть жилье.

Этот принцип в вопросе как подбирать котел будет полезен, если стены не утеплены, радиаторы имеют самое выгодное подключение, а количество окон не превышает 4 единиц и сконструированы по стандартному размеру

Не менее важно, чтобы соседние помещения были отапливаемыми, иначе учет всех размеров не принесет пользы, а достичь оптимальной работы системы отопления не выйдет

Расчет мощности котла с учетом дополнительных параметров

Простая формула расчета мощности

Для произведения подобных вычислений я всегда советую использовать специально разработанные калькуляторы.

Но если доверия к ним нет или все манипуляции человек привык выполнять на бумаге, то существует формула, которая выглядит так:

Все значения К – это именно те дополнительные факторы, влияющие на теплопотерю, а именно климат в регионе, вид монтажа радиатора и так далее, подобные моменты нужно учитывать.

Способ подключения навесных агрегатов под оконными проемами способен влиять на КПД системы отопления, игнорировать такие моменты нельзя

Особенно важно это при учете всех дополнительных параметров рассчитывая мощность котла. Я советую производить манипуляции с каждым помещение в отдельности, именно так будет правильнее и точнее всего

Не менее интересно то, что после такого подхода к процессу можно запросто вычислить характеристики радиаторов, функционирующих от сети, если возникнет желание поставить альтернативный тип оборудования.

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.

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.

Расчет мощности котла отопления для дома

Основополагающим фактором тепла и уюта в доме является правильный расчет и подбор котла отопления для него. Недостаточно мощный котел не справится с поставленной перед ним задачей и в сильную стужу за окном, в доме будет холодно. Котел отопления должен компенсировать теплопотери жилища, что бы в нем было тепло и даже иметь небольшой запас мощности на случай совсем уж экстремально низких температур или расширения отапливаемой площади.

Основные теплопотери дома

Теплопотери дома в разном процентном соотношении происходят через стены, окна, крышу, пол. Здесь всё зависит от материала, из которого построена та или иная часть дома, качества утепления, стеклопакетов, дверей, пола. Что бы точно рассчитать, куда и сколько уходит тепла из дома нужно приложить большие усилия и с помощью многочисленных формул и таблиц произвести расчет. Но, как правило, такие усилия за частую становятся тщетны.

Поэтому мы с вами пойдем более легким и коротким путем, которым пользуются наиболее часто.

Расчет мощности котла по площади частного дома

Для расчета мощности котла по площади помещения применяется несложная методика. Для средних широт России и других стран для 10 м2 площади помещения необходимо 1 кВт тепловой энергии. Не сложно посчитать мощность для всего дома. Если предположить, что площадь дома 150 м2, поделив на 10, получим 15 кВт. Выше изложенный расчёт действует при условии высоты потолков 2,5-2,7 метра. Если ваши потолки выше расчетных, необходимо внести поправочный коэффициент. Чтобы найти коэффициент нужно вашу высоту потолка разделить на 2,7. Допустим высота вашего потолка 3 метра. 3:2.7=1.11. Полученные ранее 15 кВт умножаем на 1.11, получаем 16.65. Обычно округляют полученный результат в большую сторону, до 17 кВт.

Но это ещё не всё, как мы уже написали, вычисления производились для средних широт. Поэтому, что бы учесть климатическую особенность местности, необходимо внести еще один поправочный коэффициент:

• Для северных широт 1,7;
• Для Москвы и Подмосковья 1,3;
• Для средней полосы 1;
• Для южных регионов 0,7

Если продолжить расчёт нашего примера, то у нас получится: Для северных регионов 17×1,7=30 кВт/час, Для Москвы 17×1,3=22 кВт/час, Для средней полы так и останется 17 кВт/час, Для юга 17×0,7=12 кВт/час.

Расчеты мощности котла по площади в равной степени применимы для разных видов котлов, независимо от используемой им энергии. Газовые, электрические, твердотопливные и другие имеют параметр, как киловатт/час, поэтому подобрать его мощность несложно, нужно лишь определить потребность дома в тепле.

Расчет мощности котла для квартиры

Часто жильцы многоквартирных домов отказываются от услуг отопления компаний тепловых сетей, потому как тарифы на тепло порой необоснованно завышены, поэтому они ставят у себя собственные котлы отопления. Расчет мощности котла для квартиры рассчитывается по её объему. Объем квартиры измеряется в М3.

Чтобы посчитать объем нужно знать площадь и высоту потолка. И по традиции приведем пример: имеется квартира в московском регионе площадью 75 м2, высота потолка 2,7 метра. Вычисляем объем: 75×2,7=202,5 м3. Согласно СНиП для 1 м3 объема квартиры требуется: 41 Вт/час для типовых панельных домов,

34 Вт/час для кирпичного дома.

Допустим, наша квартира находится в панельном доме: 202,5×41=8302.5 вт/ч. Переводим полученный результат из ватт в киловатты: 8302.5/1000= 8,3 кВт/ч Но и это еще не всё, так же как и в первой методике расчета существуют поправочные коэффициенты региональности (они такие же, как и в первом случае)

Так же плюс ко всему этому добавляется ещё один коэффициент, это количество наружных стен:

• Одна стена, коэффициент 1,1;
• Две стены, коэффициент 1,2;
• Три стены, коэффициент 1,3.

На основании вышеизложенного продолжаем рассчитывать мощность котла для уже знакомой нам квартиры: 8,3×1.3=10,79 кВт (региональный коэффициент). Квартира имеет две наружные стены: 10,79×1,2=12,9 кВатт/час. Округлив результат до 13 кВт/час, получим заветный показатель мощности котла.

Если подытожить эти два метода расчёта котла, то ещё стоит добавить, что получаемые результаты рассчитаны для отопления. Если котёл двухконтурный и используется еще для нагрева воды, то к мощности котла необходимо добавить ещё 10-20 %. Здесь зависит от предполагаемой потребности в горячей воде (душ или ванная).

Преимущества и недостатки

К достоинствам настенных газовых котлов относят:

• невысокую стоимость,
• легкость монтажа (это удешевляет стоимость установочных работ),
• малые размеры,
• полный контроль над процессом работы агрегата.

• небольшую мощность,
• зависимость от наличия электричества.

Достоинства напольных котлов:

• автономны,
• не зависят от электроснабжения,
• обладают большой мощностью,
• долговечны.

К недостаткам напольных установок относят:

• высокую стоимость самого котла,
• большие затраты на установку,
• необходимость в специальном помещении для отопительного котла либо оборудование уже имеющегося под отопительную установку. Это требует дополнительных финансовых и ресурсных затрат.

Если мощность котла будет больше нужной?

Выбирая газовый котёл для частного домовладения, следует ориентироваться на производительность прибора, которая должна соответствовать мощности, требуемой для полноценного обогрева строения. Такой вариант станет оптимальным, потому что приобретение несоответствующего по показателям мощности устройства часто вызывает проблемы:

• маломощные котлы функционируют на предельном уровне своих возможностей, что становится причиной достаточно быстрого выхода системы отопления из строя;
• модели с чрезмерно высокими показателями мощности имеют более высокую стоимость, а также потребляют большое количество энергии, но автоматизированные котлы вполне могут работать в экономичном режиме.

Важно помнить, что при выборе прибора обогрева согласно его показателям мощности, в обязательном порядке учитываются такие факторы, как наличие других источников отопления, включая систему «тёплый пол», печи или камины, конвекторы, а также назначение отапливаемого помещения. 

Читайте так же:

Как производить расчет мощности различных типов котлов

То, насколько эффективная отопительная система, будет в первую очередь зависеть от того, какого она типа. И, конечно же, на нее будет влиять правильность произведенных расчетов касаемо необходимой мощности отопительного котла. Если же такие расчеты покажут необъективные данные, то в скором будущем вас будут ждать неизбежные проблемы.

Если теплоотдача прибора будет меньше необходимого минимума, то в зимнее время в доме будет холодно. Если же его производительность будет излишней, то это не приведет ни к чему, кроме как к излишним затратам энергии, а следовательно, и ваших денег.

Дабы избежать подобных неприятностей, вам потребуются только знания касаемо того, как рассчитывается мощность котла. Также учтите тот факт, что существуют различные типы отопления, в зависимости от используемого топлива. Вот они:

1. На твердом топливе.
2. Электрические.
3. На жидком топливе.
4. Газовые.

При выборе той или иной системы люди зачастую основываются на особенностях конкретного региона, а также на стоимости оборудования.

Котлы на твердом топливе

Дабы рассчитать мощность котла на твердом топливе, вы должны учесть особенности, которые характерны для данного типа оборудования.

1. Относительно низкая популярность.
2. Потребность в дополнительном пространстве для того, чтобы хранить топливо.
3. Доступность.
4. Процедура эксплуатации проходит весьма экономично.
5. Такие котлы могут функционировать автономно, по крайней мере, большая часть современных приборов предусматривает это.

Помимо этого, еще одним фактором, который нужно учесть, делая расчет мощности котла отопления, является то, что температура получается циклично. Иными словами, в помещении, отапливаемом такой системой, температура в течение дня может колебаться с зазором в 5 градусов.

Важно! Именно по этой причине твердотопливные котлы едва ли можно назвать наилучшими, а если есть возможность, то от их покупки лучше вообще отказаться. Но если такой возможности нет, у вас есть два способа того, как частично оградить себя от таких проблем

1. Использовать теплоаккумуляторы, объем которых может достигать 10 метров кубических. Они подсоединяются к системе отопления и существенно сокращают теплопотери, что позитивно сказывается на затратах на отопление.
2. Соорудить термобаллон, необходимый для контроля подачи воздуха. Благодаря ему время горения увеличивается, а количество топок, следовательно, снижается.

Благодаря всему этому необходимая вам производительность котла снижается. Также все это следует учесть при расчетах.

Электрические котлы

Все котлы, работающие на электрической энергии, отличаются следующими особенностями.

1. Они компактны.
2. Топливо для них – электричество – стоит дорого.
3. Управлять ими крайне просто.
4. При перебоях в сети возможны проблемы с их функционированием.
5. Они экологически безопасны.

Собственно, это все, что вам нужно помнить при вычислении необходимой мощности для котла, работающего на электроэнергии.

Котлы на жидком топливе

А теперь поговорим о жидкотопливных котлах. В целом, они характеризуются следующими особенностями.

1. Такие котлы не являются экологически безопасными.
2. Для них используется весьма дорогостоящий тип топлива.
3. Эксплуатация таких котлов отличается простотой и удобством.
4. Еще одна особенность – повышенная пожаробезопасность.
5. При их установке вы должны позаботиться о еще одном помещении, в котором в будущем будет храниться топливо.

На этом особенности жидкотопливных котлов закончились.

Газовые котлы

Последний тип котлов, о которых мы поговорим сегодня – это газовые приборы. Они в большинстве своем – наиболее оптимальный вариант при установке системы обогрева. Расчет мощности котлов отопления данного типа невозможно сделать, не учтя следующие его особенности.

1. Эксплуатация таких котлов отличается простотой и удобством.
2. Они экономичны.
3. Они не требуют дополнительного места для того, чтобы хранить топливо.
4. Стоимость самого топлива для них (газа) относительно невысокая.
5. Наконец, их эксплуатация отличается повышенной безопасностью.

Все, с котлами мы более-менее разобрались, теперь порассуждаем о том, как вычислить мощность для радиаторов в отопительной системе.

Подбираем котел по разным параметрам

Теперь пришло время рассказать о том, как осуществить подбор котла отопления по параметрам. К таким параметрам следует отнести площадь отапливаемых помещений и мощность отопительного оборудования.

Рассмотрим, как сделать правильный подбор котла отопления по площади. При этом следует учитывать несколько моментов:

• Если ваш дом утеплен по нормативам, его потолки 3м, то мощность будет определяться из расчета 1 кВт на 10 кв.м.
• Если дом утеплен не самым лучшим образом, или отапливаются веранды и неутепленные мансарды, то мощность будет больше.
• Если котел будет применяться не только для обогрева дома, но и для снабжения горячей водой, то мощность увеличивают на 20-50%.

Конечно, если вы не обладаете определенными специальными знаниями, то выбор мощности котла отопления вы сделаете только приблизительный. Ведь если применять более сложную формулу, то включаются еще некоторые показатели.

Мощность котла в зависимости от площади дома

Рассмотрим формулу расчета мощности отопительного котла. Мощность котла является самым ванным параметром работы. Это не зависит от того, какой тип топлива будет применяться в дальнейшем. Если мощности будет недостаточно, вы будете мерзнуть, если наоборот – приобрести слишком мощный прибор, то вы будете переплачивать.

Чтобы осуществить подбор мощности котла отопления, рассмотрим формулу. Так, сюда включаются следующие параметры:

• Площадь помещений S.
• Удельная мощность котла на 10 кв.м помещений Wуд. – с учетом климатических условий: Москва и область – 1.5 кВт, Север – 1.5 – 2 кВт, Юг – 0.7 – 0.9 кВт.

Формула будет выглядеть следующим образом: Мощность котла = SWуд./10.

Выбирая котёл, в первую очередь необходимо рассчитывать энергетическую потребность объекта отопления. Параметры системы отопления рассчитываются соответственно теплопотерям помещения, которые зависят от размеров помещения, теплопроводности наружных стен, внутренних перегородок и перекрытий, разницы между внешней и внутренней температурой воздуха, поэтому окончательное определение мощности котла стоит доверять только профессиональным инженерам-теплотехникам. Но предварительно определить мощность котла, а соотвественно, стоимость оборудования и его другие параметры возможно самостоятельно. Ориентировочно можно пользоваться следующим соотношением — 1,2 кВт мощности котла требуется для обогрева примерно 10 м2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м.

Определяющими параметрами, на которые следует опираться при расчете мощности, являются:

1. площадь отапливаемого помещения (S);
2. удельная мощность котла на 10м? помещения, которая устанавливается с учетом поправок на климатические условия региона (W уд.).

Существуют общепринятые значения удельной мощности по климатическим зонам:

• для Подмосковья — W уд. = 1,2 — 1,5 кВт;
• для Северных районов — W уд. = 1,5 — 2,0 кВт;
• для Южных районов — W уд. = 0,7 — 0,9 кВт.

Расчет мощности котла (W кот) осуществляется по формуле:

W кот. = S W уд. / 10

Часто для удобства расчетов применяют усредненное значение W уд. равное единице. Исходя из этого, принято выбирать мощность котла из расчета 10 кВт на 100м 2 отапливаемого помещения.

Пример:

1. Площадь отапливаемого помещения S = 100 м?;

2. Удельная мощность (W уд.) для Подмосковья = 1,2 кВт;

W кот. = 100 1,2 / 10 = 12 кВт;

В таблице приведена ориентировочная мощность котлов в зависимости от площади обслуживаемого дома (для Подмосковья).