Расчет мощности газового котла отопления по площади. Правила расчета мощности котла для отопления частного дома. Коэффициент теплопроводности строительных материалов
Централизованная система отопления доступна не во всех районах РФ, а в некоторых регионах стоимость услуг ЖКХ просто запредельна. Из-за этого в частных и многоквартирных домах монтируют автономные комплексы во главе с котлом. Выбор зависит от условий проживания (наличие или отсутствие газовой магистрали, электросетей и тому подобное) и бюджета на покупку. Но прежде чем приступить к поиску прибора, нужно провести расчет мощности котла.
В процессе проектирования здания всегда участвуют инженеры-теплотехники, которые проводят комплекс сложных расчетов и подбирают оптимальные системы горячего водоснабжения (ГВС) и отопления. Но что делать, если нет возможности заказать профессиональную проектировку? Как правильно рассчитать мощность твердотопливного газового и электрического котла?
Расчет по площади дома
Задача отопления в том, чтобы не только нагреть помещение, но и в дальнейшем компенсировать теплопотери. Очень часто можно встретить устаревший вариант – расчет на квадратный метр жилья. То есть за аксиому принимается утверждение, что на 1 кв. м. площади при высоте потолка до 2,5 м требуется 100 Вт тепловой энергии. Полученный результат корректируется на удельный показатель мощности для разных климатических зон России (СНиП 23-01-99, СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»). Усреднено:
- Для северных областей – 1,5-2.
- В средней полосе – 1,2-1,5.
- Южные регионы – 0,7-0,9.
Простейший расчет мощности котла отопления по площади проводится по формуле:
W = q * S, где:
- q – это удельный коэффициент мощности для заданного региона;
- S – общая площадь жилья.
Это верно для домов, построенных в 50-60 гг. прошлого века. Сейчас продавцы отопительного оборудования используют уточняющие поправки: запас в 15 и 20 % для одно- и двухконтурного.
Московская область. Имеется дом кирпичный 1-этажный, общая площадь – 80 кв. м. Мощность = (80 * 100) * 1,2 = 9 600 Вт. Одноконтурный котел – 11,04 кВт, двухконтурный с приоритетом ГВС – 11,52.
Разумеется, подобный расчет нельзя назвать корректным, поскольку не учитываются реальные теплопотери дома с учетом его габаритов, материала и толщины ограждающих конструкций, наличия или отсутствия утепляющих слоев, формата окон и так далее. Есть еще один ключевой фактор, о котором редко упоминают продавцы – возможность саморегулирования. Современные газовые и электрические котлы управляются автоматикой, имеют предельные температуры включения и выключения и группу безопасности (защита от перегрева, «сухого» хода и прочее). Твердотопливные же чаще всего требуют постоянного наблюдения, все операции проводятся вручную. Термоаккумуляторы для излишков тепла устанавливают немногие, поэтому без постоянного контроля велик риск перегрева и выхода из строя всей системы. Для подобных котлов необходим тщательный расчет.
Теплопотери дома и мощность отопительного котла
Расчет термопотерь вполне можно сделать через специальные онлайн-программы или калькуляторы. Или самостоятельно по алгоритму, приведенному ниже. Корректный расчет ГВС и котла отопления зависит от того, сколько тепла в сутки теряется через стены, окна, пол, потолок, вентиляцию, а также примерного объема потребляемой горячей воды. Для вычисления первого фактора учитываются:
- Сопротивление теплопередаче (R) каждой ограждающей конструкции.
- Разница температур внутри и снаружи жилья.
В инженерной теплотехнике используется следующая формула для вычисления сопротивления термопередаче различных материалов:
R = ΔT / q, где:
- q – количество тепла, теряемое 1 кв. м ограждающей конструкции (Вт/м²);
- ΔT – разница между температурой в самую холодную неделю года и средней внутри помещения (°С). Как правило, в справочниках приводится ΔT = 50 °С (Т наруж = -30 °С, Т внутр = +20 °С.).
Стандартные значения R для различных стеновых материалов и окон приведены в таблице:
Из таблиц очевидно, что, к примеру, приобретение электрического котла с запасом мощности 30 %, которые якобы должны компенсировать потери тепла через окно – лишняя трата денег. Двухкамерный стеклопакет теряет в 2 раза меньше тепла, чем обычное однорамное остекление, а это ежемесячная экономия более 50 кВт.
Точный расчет системы отопления частного дома включает корректировку на собственные данные в регионе или области. Формула немного видоизменяется:
R 2 = R 1 х ΔT 2 / ΔT 1 , где:
- R 1 – теплопотери при ΔT = 50 °С;
- R 2 – теплопотери при ΔT по данным пользователя;
- ΔT 1 – норматив 50 °С;
- ΔT 2 – показатель, рассчитанный по вашим параметрам.
Московская область. Имеется дом кирпичный 1-этажный, общая площадь – 80 кв. м, принудительная вентиляция. Подбирается электрический одноконтурный котел. Рассчитаем теплопотери для 1 комнаты со следующими характеристиками:
- Площадь – 40 кв. м (8 * 5).
- Количество наружных стен – 2 шт.
- Высота потолка – 3 м.
- Толщина стен – 76 см.
- Окна (двойной стеклопакет) – 4 шт, 1,8 * 1,2.
- Пол – настильный деревянный с утеплением.
- Над потолком – чердачное нежилое помещение.
- Требуемая температура внутри – +20 °С.
- Предельная зимняя на улице – -30 °С.
1. Площадь наружных стен (без оконных проемов) S1 = (8 + 5) * 3 – 4 * (1,2 * 1,8) = 30,36 кв. м.
2. Площадь оконных проемов В2 = 4 * 1,2 * 108 = 8,64 м²
3. Площадь пола S3 и потолка S4 идентична = 40 кв. м.
4. Площадь внутренних стен не учитывается при расчете, так как теплопотерь нет.
5. Сопротивление теплопередаче для кирпичной стены: R = 50 / 0.592 = 84,46 м²*°C ⁄ Вт.
6. Термопотери для каждой поверхности:
- Q стен = 30,36 * 84,46 = 2564,2 Вт
- Q окон = 8.64 * 135 = 1166.4 Вт
- Q пола =40 * 26 = 1040 Вт
- Q потолка = 40 * 35 = 1400 Вт
- Q общие = 6170,6 Вт
Таким образом, ежедневные суммарные утечки тепла 1 комнаты составляют 6,17 кВт в самую холодную погоду. Разумеется, чем выше температура воздуха снаружи, тем меньше потери. Если предположить, что полученный показатель идентичен для оставшейся площади дома, то примерная мощность электрического котла по объему помещения – 12,3 кВт.
Какие еще факторы влияют на выбор?
Специалисты рекомендуют корректировать расчет котла для отопления по уровню теплопотерь на величину запаса мощности – 15-30 %. Дело в том, что значительные утечки тепла происходят посредством вентиляции, особенно принудительной. Также возможны скачки напряжения в электроагрегатах, перепады давления воды и газа в магистралях для котлов, недостаточная или излишняя подача воздуха для поддержания горения в твердотопливных устройствах.
Добросовестные установщики систем всегда предупреждают – в паспорте котла указывается номинальная мощность. Эта величина порой значительно отличается от полезной (действительной) мощности. Дело в том, что редко какие котлы (кроме конденсационных) имеют КПД более 95 %. Газовые и твердо- или жидкотопливные агрегаты теряют до 20 % в процессе работы – они просто «улетают» в вытяжку или дымоход. Поясним на примере:
- Поскольку вентиляция принудительная, требуемая мощность составляет: 12,3 + 20 % = 14,76 кВт.
- Котел DAKON РТЕ-М 16: максимальная потребляемая мощность – 16,6, КПД = 99,1 %.
- То есть, 16,6 – (100 – 99,1) % = 16,45 кВт. Такой котел обеспечит отопление в полном объеме, не выходя на предельные показатели в работе, и прослужит достаточно долго.
- Если же выбирается газовый Ariston CLAS SYSTEM 15 CF 16,5 кВт с КПД = 91,2 %, то: 16,5 – (100 – 91,2) % = 15,04.
- За счет вытяжки теряется еще до 20 %: 15,04 – 20 % = 12,03 кВт.
Очевидно, что эта модель не «потянет» наше помещение.
Зная расчетную мощность, несложно подобрать котел для двухконтурной системы – в паспорте всегда указывается планируемые показатели для каждого из контуров. Для твердотопливных котлов высокой мощности можно приобрести теплоаккумулятор, который отлично сохранит излишки выработанного тепла. Таким образом достигается оптимальный результат: достаточный уровень отопления и минимизация затрат.
Статьи
Одна из главных составляющих комфортного жилья – это наличие продуманной системы обогрева. При этом выбор типа отопления и требуемого оборудования является одним из главных вопросов, на которые нужно ответить еще на этапе проектирования дома. Объективный расчет мощности котла отопления по площади позволит в итоге получить вполне эффективную отопительную систему.
О грамотном проведении данной работы мы вам сейчас расскажем. При этом рассмотрим особенности, присущие разным типам отопления. Ведь их обязательно нужно учитывать при проведении вычислений и последующем принятии решения о монтаже того или иного вида отопления.
Основные правила расчета
Вначале своего рассказа о том, как рассчитать мощность отопительного котла, мы рассмотрим используемые при вычислениях величины:
- площадь комнаты (S);
- удельная мощность отопителя на 10м² отапливаемой площади – (W уд.). Эта величина определяется с поправкой на климатические условия отдельного региона.
Эта величина (W уд.) составляет:
- для Московской области — от 1,2 кВт до 1,5 кВт;
- для южных областей страны – от 0,7 кВт до 0,9 кВт;
- для северных областей страны – от 1,5 кВт до 2,0 кВт.
Расчет мощности проводится следующим образом:
W кот.=(S*Wуд.):10
Совет! Для простоты можно использовать упрощенный вариант этого вычисления. В нем Wуд.=1. Поэтому, теплоотдача котла определяется как 10кВт на 100м² отапливаемой площади. Но при таких вычислениях, к полученному значению надо еще приплюсовать как минимум 15%, чтобы получить более объективную цифру.
Пример вычислений
Как видите, инструкция по проведению расчета интенсивности теплоотдачи несложна. Но, тем не менее, мы сопроводим ее конкретным примером.
Условия будут следующими. Площадь отапливаемых помещений в доме составляет 100м². Удельная мощность для Московской области составляет 1,2кВт. Подставив имеющиеся значения в формулу, получим следующее:
W котла = (100х1,2)/10 =12 киловатт.
Расчет для разных видов отопительных котлов
Степень эффективности системы отопления зависит в первую очередь от правильного выбора ее типа. И разумеется, от точности произведенного расчета необходимой производительности котла отопления. Если же расчет тепловой мощности системы отопления был проведен недостаточно точно, то неизбежно возникнут негативные последствия.
При теплоотдаче котла меньшей, нежели требуемая, зимой в комнатах будет холодно. В случае избыточной производительности будет перерасход энергии и, соответственно, денег, затрачиваемых на отопление постройки.
Чтобы избежать этих и других проблем, недостаточно одного лишь знания того, как рассчитать мощность котла отопления.
Необходимо еще учесть особенности, свойственные системам, использующим разные виды отопителей (фото каждого из них вы сможете увидеть далее по тексту):
- твердотопливный;
- электрический;
- жидкотопливный;
- газовый.
Выбор того или иного типа во многом зависит от региона проживания и уровня развития инфраструктуры. Немаловажным является наличие возможности приобретения определенного вида топлива. И, конечно же, его стоимости.
Твердотопливные котлы
Расчет мощности твердотопливного котла необходимо производить с учетом особенностей, характеризующихся следующими чертами таких обогревателей:
- невысокой популярностью;
- относительной доступностью;
- возможностью автономной работы — она предусмотрена в целом ряде современных моделей этих устройств;
- экономичностью в процессе эксплуатации;
- необходимость наличия дополнительного пространства для хранения топлива.
Еще одной характерной чертой, которую следует учесть, производя расчет мощности отопления твердотопливным котлом, является цикличность получаемой температуры. То есть в отапливаемых с его помощью помещениях, суточная температура будет колебаться в пределах 5ºС.
Поэтому такая система является далеко не самой лучшей. И при возможности следует от нее отказаться. Но, если же, это невозможно, есть два способа того, как сгладить имеющиеся недостатки:
- Использование термобаллона, который нужен для регулировки подачи воздуха. Это позволит увеличить время горения и сократить число топок;
- Применение водяных теплоаккумуляторов, имеющих емкость от 2 до 10м². Они включаются в систему обогрева, позволяя снизить энергозатраты и, тем самым, экономить топливо.
Все это позволит уменьшить требуемую производительность . Следовательно, эффект от применения этих мер нужно учитывать, производя расчет мощности системы отопления.
Электрические котлы
Характеризуются следующими особенностями:
- высокой стоимостью топлива – электроэнергии;
- возможными проблемами из-за перебоев в сети;
- экологичностью;
- простотой управления;
- компактностью.
Все эти параметры, стоит учесть, производя расчет мощности электрического котла отопления. Ведь он приобретается не на один год.
Жидкотопливные котлы
Они имеют следующие характерные черты:
- не экологочичны;
- удобны в эксплуатации;
- требуют дополнительного пространства для хранения топлива;
- имеют повышенную пожароопасность;
- используют топливо, цена которого довольно велика.
Газовые котлы
В большинстве случаев являются наиболее оптимальным вариантом организации системы обогрева. обладают следующими характерными чертами, которые надо учесть, делая расчет мощности отопительного котла:
- простота эксплуатации;
- не требуют места для хранения топлива;
- безопасны в эксплуатации;
- невысокая стоимость топлива;
- экономичность.
Расчет для радиаторов отопления
Допустим, вы решили своими руками установить радиатор отопления. Но вначале вам нужно его приобрести. Причем выбрать именно тот, который подходит по мощности.
- Вначале определяем объем комнаты. Для этого умножаем площадь комнаты на ее высоту. В результате получаем 42м³.
- Далее, вы должны знать, что на обогрев 1м³ площади помещения в средней полосе России требуется потратить 41 Ватт. Следовательно, чтобы узнать нужную производительность радиатора, мы умножаем эту цифру (41 Вт) на объем комнаты. В итоге получаем 1722Вт.
- Теперь посчитаем, сколько должно быть секций у нашего радиатора. Сделать это просто. У каждого элемента биметаллического или алюминиевого радиатора теплоотдача составляет 150Вт.
- Поэтому, полученную нами производительность (1722Вт) мы делим на 150. Получаем 11,48. Округляем до 11.
- Теперь к полученной цифре нужно прибавить еще 15%. Это поможет сгладить рост требуемой теплоотдачи в наиболее суровые зимы. 15% от 11 это1,68. Округляем до 2.
- В итоге, к имеющейся цифре (11) прибавляем еще 2. Получаем 13. Итак, для обогрева комнаты площадью 14м² нам потребуется радиатор, мощностью 1722Вт, имеющий 13 секций.
Теперь вы знаете, как рассчитать нужную производительность котла, а также радиатора отопления. Воспользуйтесь нашими советами и обеспечьте себя эффективной и в тоже время не расточительной системой отопления. Если же вам нужна более подробная информация, то вы легко сможете ее найти в соответствующем видео на нашем сайте.
Для обеспечения комфортного проживания в доме зимой котел должен производить столько тепловой энергии, чтобы полностью компенсировать потери тепла здания. Кроме этого, необходимо обеспечить определенный запас мощности на случай сильных холодов либо увеличения площади строения. Чтобы рассчитать мощность котла, нужно учитывать довольно много факторов. В теплотехнике такой расчет является одним из самых сложных.
Существует множество расчётов системы отопления, а именно мощности котла – один из сложных
Необходимость расчета теплоотдачи котла
Из каких бы материалов не было построено здание, оно постоянно выделяет наружу тепло. Теплопотери дома для каждого помещения могут отличаться и зависят от материалов конструкции и степени утепления. Если подойти к расчетам серьезно, то такую работу лучше доверить специалистам. Затем в соответствии с полученными результатами выбирается котел.
Самостоятельно посчитать теплопотери здания не очень сложно, но предстоит учитывать много факторов. Проще всего решить поставленную задачу с помощью особого прибора - тепловизора. Это устройство небольших размеров, на дисплее которого указываются фактические потери тепла строения. При этом можно наглядно увидеть те места, где наблюдаются максимальные утечки тепловой энергии, и принять меры по исправлению ситуации.
Можно сразу установить мощный котёл без расчётов
Безусловно, можно просто взять мощный котел и не проводить никаких вычислений. Однако в такой ситуации расходы на газ могут оказаться очень большими. Кроме этого, если котел недогружен, то срок его эксплуатации снижается. Впрочем, тепловой генератор можно догрузить, например, задействовав его для обогрева ранее неотапливаемых помещений. Однако переплачивать за сгораемое впустую топливо не захочет ни один владелец частного дома.
Если мощность теплового генератора оказалась недостаточной, то в строении не получится создать комфортные условия проживания, а сам котел будет работать в режиме постоянной перегрузки. В результате дорогостоящее оборудование преждевременно выйдет из строя. Таким образом, можно сделать лишь один вывод - нужно рассчитать мощность котла для дома, выполнив тем самым грамотный подбор отопительного оборудования.
Проще всего самостоятельно выполнить расчет мощности котла отопления по площади дома. После этого можно будет точно сказать, какой отопительный агрегат нужен для обогрева всех помещений строения.
Основная формула
Если провести анализ результатов вычислений, проведенных за несколько лет, то наблюдается одна закономерность - для обогрева каждых 10 м 2 площади необходимо затратить 1 кВт тепловой энергии. Это утверждение справедливо для строений со средним утеплением, а высота потолков в них находится в диапазоне от 2,5 до 2,7 м.
Если здание соответствует этим стандартам, то определить мощность котлов отопления будет довольно просто, достаточно использовать простую формулу:
Последний показатель для различных регионов страны имеет следующие значения:
- Подмосковье - от 1,2 до 1,5 кВт.
- Средняя полоса - от 1 до 1,2 кВт.
- Юг страны - от 0,7 до 0,9 кВт.
- Северные территории - от 1,5 до 2 кВт.
В качестве примера можно сделать расчет мощности теплогенератора для дома размером 12×14 м, построенного из кирпича в Подмосковье. Общая площадь строения составляет 168 м 2 . Значение удельной мощности Wуд принимается равной 1. В результате W = (168 × 1) / 10 = 16,8 кВт. Полученная расчетная мощность теплового генератора должна быть округлена в большую сторону. Однако это еще не полный расчет газового котла для дома по площади, так как предстоит провести корректировку полученного показателя.
Дополнительные вычисления
Жилые строения со средними характеристиками на практике встречаются довольно редко. Чтобы расчет мощности котельной был максимально точным, приходится учитывать дополнительные показатели. Один из них уже был рассмотрен в основной формуле - удельная мощность, затрачиваемая на обогрев 10 м 2 .
В качестве эталона необходимо использовать показатель для средней полосы. При этом в каждой зоне можно видеть довольно серьезный разброс значений удельной емкости. Выход из сложившейся ситуации прост - чем севернее расположена в климатической зоне местность, тем выше должен быть коэффициент, и наоборот. Например, для Сибири с морозами около 35 градусов принято использовать Wуд = 1,8.
Еще одним фактором, влияющим на расчет мощности котла, является высота потолков. Если этот параметр значительно отличается от среднего показателя (2,6 м), то необходимо вычислить поправочный коэффициент. Для этого реальное значение предстоит разделить на среднее.
Не менее важно при расчетах учитывать и тепловые потери строения. Процесс утечки тепла наблюдается в каждом здании. Например, если стены утеплены плохо, то потери могут доходить до 35%. Таким образом, во время расчетов следует использовать специальный коэффициент:
- Строение из древесины, пеноблоков либо кирпича, возраст которого превышает 15 лет с качественным утеплением - К=1.
- Здания прочих материалов с некачественно утепленными стенами - К=1,5.
- Если в здании не утеплялась еще и крыша, а не только стены - К=1,8.
- Современные качественно утепленные дома - К=0,6.
Не забываем учитывать коэффициент блоков из дерева Так выполняется расчет требуемой мощности теплогенератора, чтобы сделать правильный выбор оборудования. Однако, если котел планируется использовать еще и для подогрева воды, предстоит полученное значение его мощности увеличить на 25%. Таким образом, для определения необходимой мощности генератора тепла нужно использовать следующий алгоритм:
- Рассчитывается общая площадь строения и делится на 10. При этом показатель Wуд учитывать не нужно.
- Выполняется корректировка расчетного значения в зависимости от климатической зоны, в которой возведено строение. Показатель, определенный на первом этапе, умножается на коэффициент региона.
- Если реальное значение высоты потолков значительно отличается от усредненного, это нужно учесть при расчете. Сначала нужно разделить фактический показатель на средний. Полученный коэффициент умножается на мощность теплогенератора, определенную с учетом поправки на климатические особенности местности.
- Учитываются тепловые потери здания. Полученный на предыдущем этапе результат нужно умножить на коэффициент теплопотерь.
- Если котел используется еще и для подогрева воды, его мощность увеличивается на 25%.
Полученный с помощью этого алгоритма результат отличается высокой точностью, и он подходит для выбора котла, работающего на любом виде топлива.
В соответствии с нормами СНиП
Рассчитать мощность оборудования для отопительной системы дома можно на основе строительных норм и правил (СНиП). Этот документ определяет необходимое количество тепловой энергии для обогрева 1 м 3 воздуха. Расчет по объему выполнить довольно просто. Достаточно лишь определить объем внутренних помещений строения и умножить его на норму расхода тепловой энергии.
Согласно СНиП в панельном здании для нагрева 1 м 3 воздуха нужно затратить 41 Вт теплоэнергии.
Для кирпичного дома норма составляет 34 Вт. После выполнения расчета полученное значение мощности нужно перевести в киловатты. Также следует напомнить, что в теплотехнике округление расчетных показателей проводится в большую сторону.
Если необходимо получить максимально точные результаты, то нужно учитывать поправочный коэффициент:
- Если над либо под квартирой расположено отапливаемое помещение - поправка равна 0,7.
- В случае если оно неотапливаемое - коэффициент составит 1.
- Если квартира расположена над подвалом либо под чердаком - поправка составит 0,9.
Также нужно учитывать и число наружных стен в помещении. Когда на улицу выходит только одна стена, то коэффициент составит 1,1, при двух - 1,2, трех - 1,3. Таким образом, расчет котла для отопления дома можно рассчитать по общему объему здания или его площади. Какой бы метод ни был выбран, процесс не отличается высокой сложностью. Все необходимые расчеты может провести любой человек, не владеющий специальными знаниями.
В любой системе отопления, использующей жидкий теплоноситель, ее «сердцем» является котел. Именно здесь происходит преобразование энергетического потенциала топлива (твёрдого, газообразного, жидкого) или электричества в тепло, которое передаётся теплоносителю, и уже им разносится по всем отапливаемым помещениям дома или квартиры. Естественно, возможности любого котла не беспредельны, то есть ограничены его техническо-эксплуатационными характеристиками, указанными в паспорте изделия.
Одной из ключевых характеристик является тепловая мощность агрегата. Проще говоря, он должен обладать способностью выработать в единицу времени такое количество тепла, которого было бы достаточно для полноценного обогрева всех помещений дома или квартиры. Подбор подходящей модели «на глаз» или по каким-то уж чересчур обобщенным понятиям может привести к ошибке в ту или иную сторону. Поэтому в данной публикации постараемся предложить читателю хоть и не профессиональный, но все же обладающий достаточно высокой степенью точности алгоритм, как рассчитать мощность котла для отопления дома.
Банальный вопрос – для чего знать необходимую мощность котла
Несмотря на то что вопрос действительно кажется риторическим, все же видится необходимость дать парочку пояснений. Дело в том, что некоторые хозяева домов или квартир все же умудряются допускать ошибки, впадая в ту или иную крайность. То есть приобретая оборудование или заведомо недостаточной тепловой производительности, в надежде сэкономить, или сильно завышенной, чтобы, по их мнению, гарантировано, с большим запасом обеспечить себя теплом в любой ситуации.
И то, и другое – совершенно неправильно, и негативно сказывается как на обеспечении комфортных условий проживания, так и на долговечности самого оборудования.
- Ну, с недостаточностью теплотворной способности все более-менее ясно. При наступлении зимних холодов котел станет работать на полную свою мощность, и не факт, что при этом в помещениях будет комфортный микроклимат. Значит, придется «нагонять тепло» с помощью электрический обогревательных приборов, что повлечет лишние немалые расходы. А сам котел, функционирующий на пределе своих возможностей, вряд ли протянет долго. В любом случае уже через год-другой владельцы жилья однозначно осознают необходимость замены агрегата на более мощный. Так или иначе, цена ошибки получается весьма впечатляющей.
- Ну а почему бы не приобрести котел с большим запасом, чем же это может помешать? Да, безусловно, качественный обогрев помещений будет обеспечен. Но теперь перечислим «минусы» такого подхода:
Во-первых, котел большей мощности сам по себе может стоить значительно дороже, и назвать такую покупку рациональной – сложно.
Во-вторых, с возрастанием мощности практически всегда увеличиваются габариты и масса агрегата. Это ненужные сложности при установке, «украденное» пространство, что бывает особо важно, если котел планируется разместить, например, на кухне или в другом помещении жилой зоны дома.
В-третьих, можно столкнуться с неэкономичностью работы системы отопления – часть затраченных энергоресурсов будет расходоваться, по сути, впустую.
В-четвертых, избыточная мощность – это регулярные длительные отключения котла, которые, кроме того, сопровождаются остыванием дымохода и, соответственно, обильным образованием конденсата.
В-пятых, если мощное оборудование никогда не нагружается должным образом, на пользу ему это не идет. Подобное утверждение может показаться парадоксальным, но так оно и есть – износ становится выше, длительность безаварийной эксплуатации существенно снижается.
Цены на популярные отопительные котлы
Избыток мощности котла будет уместен лишь в том случае, если к нему планируется подключить систему подогрева воды для хозяйственных нужд – бойлер косвенного нагрева. Ну или тогда, когда в перспективе предполагается расширение системы отопления. Например, в планах хозяев – возведение жилой пристройки к дому.
Способы проведения расчета необходимой мощности котла
По правде говоря, проведение теплотехнических расчетов всегда лучше доверять специалистам – слишком уж много нюансов приходится принимать во внимание. Но, понятно, что такие услуги оказываются не бесплатно, поэтому многие хозяева предпочитают взять на себя ответственность за выбор параметров котельного оборудования.
Давайте посмотрим, какие способы расчета тепловой мощности чаще всего предлагаются на просторах интернета. Но для начала уточним вопрос, что конкретно должно влиять на это параметр. Так проще будет разобраться в достоинствах и недостатках каждого из предлагаемых методов расчета.
Какие принципы являются ключевыми при проведении расчетов
Итак, перед системой отопления стоят две главных задачи. Сразу же уточним, что между ними нет четкого разделения – напротив, наблюдается очень тесная взаимосвязь.
- Первая – это создание и поддержание в помещениях комфортной для проживания температуры. Причем этот уровень нагрева должен распространяться на весь объем помещения. Безусловно, в силу физических законов, температурная градация по высоте все равно неизбежна, но она не должна сказываться на ощущении комфортности пребывания в комнате. Получается, что должна быть в состоянии прогреть определённый объем воздуха.
Степень комфортности температуры, безусловно – величина субъективная, то есть разные люди ее могут оценивать по-своему. Но все же принято считать, что этот показатель находится в области +20 ÷ 22 °С. Обычно именно такой температурой и оперируют при проведении теплотехнических расчетов.
Об этом же говорят и нормативы, установленные действующими ГОСТ, СНиП и СанПиН. Вот, например, в таблице ниже приведены требования ГОСТ 30494-96:
| Тип помещения | Уровень температуры воздуха, °С | |
|---|---|---|
| оптимальный | допустимый | |
| Жилые помещения | 20÷22 | 18÷24 |
| Жилые помещения для регионов с минимальными зимними температурами от - 31 °С и ниже | 21÷23 | 20÷24 |
| Кухня | 19÷21 | 18÷26 |
| Туалет | 19÷21 | 18÷26 |
| Ванная, совмещенный санузел | 24÷26 | 18÷26 |
| Кабинет, помещения для отдыха и учебных занятий | 20÷22 | 18÷24 |
| Коридор | 18÷20 | 16÷22 |
| Вестибюль, лестничная клетка | 16÷18 | 14÷20 |
| Кладовые | 16÷18 | 12÷22 |
| Жилые помещения (остальные - не нормируются) | 22÷25 | 20÷28 |
- Вторая задача – это постоянная компенсация возможных тепловых потерь. Создать «идеальный» дом, в которой полностью бы отсутствовали утечки тепла - проблема из проблем, практически нерешаемая. Можно лишь свести их к предельному минимуму. А путями утечки в той или иной мере становятся практически все элементы конструкции здания.
| Элемент конструкции здания | Примерная доля от общих тепловых потерь |
|---|---|
| Фундамент, цоколь, полы первого этада (по грунту или над неотапливаемым повалом) | от 5 до 10% |
| Стыки строительных конструкций | от 5 до 10% |
| Участки прохода инженерных коммуникаций через сроительные консрукции (трубы канализации, водопровода, газоснабжения, электрические или коммункационные кабели и т.п.) | до 5% |
| Внешние стены, в зависимости от уровня термоизоляции | от 20 до 30% |
| Окна и двери на улицу | около 20÷25%, из них порядка половины - из-за недостаточной герметизации коробок, плохой подгонки рам или полотен |
| Крыша | до 20% |
| Дымоход и вентиляция | до 25÷30% |
Для чего давались все эти довольно пространные объяснения? А лишь для того, чтобы у читателя возникла полная ясность, что при расчетах волей-неволей необходимо учитывать оба направления. То есть и «геометрию» отапливаемых помещений дома, и примерный уровень тепловых потерь из них. А количество этих утечек тепла, в свою очередь, зависит еще от целого ряда факторов. Это и разница температур на улице и в доме, и качество термоизоляции, и особенности всего дома в целом и расположения каждого из его помещений, и другие критерии оценки.
Возможно, вас заинтересует информация о том, какие подходят
Теперь, вооружившись этими предварительными познаниями, перейдем к рассмотрению различных методов расчета необходимой тепловой мощности.
Расчет мощности по площади отапливаемых помещений
Предлагается исходить их условного соотношения, что для качественного обогрева одного квадратного метра площади помещения необходим расходовать 100 Вт тепловой энергии. Таким образом, поможет высчитать, какая :
Q = Sобщ / 10
Q - требуемая тепловая мощность системы отопления, выраженная в киловаттах.
Sобщ - суммарная площадь отапливаемых помещений дома, квадратных метров.
Делаются, правда, оговорки:
- Первая - высота потолка помещения в среднем должна составлять 2.7 метра, допускается диапазон от 2,5 до 3 метров.
- Вторая - можно сделать поправку на регион проживания, то есть принять не жесткую норму 100 Вт/м², а «плавающую»:
То есть формула при этом примет несколько иной вид:
Q = Sобщ × Qуд / 1000
Qуд - взятое из показанной выше таблицы значение удельной тепловой мощности на квадратный метр площади.
- Третья - расчет справедлив для домов или квартир со средней степенью утепления ограждающих конструкций.
Тем не менее, несмотря на упомянутые оговорки, такой расчет никак нельзя назвать точным. Согласитесь, что он в большей мере зиждется на «геометрии» дома и его помещений. А вот теплопотери практически в расчет не принимаются, если не считать довольно-таки «размытых» диапазонов удельной тепловой мощности по регионам (которые тоже с весьма туманными границами), и ремарки, что стены должны иметь среднюю степень утепления.
Но что бы то ни было, такой метод все же пользуется популярностью, именно за свою простоту.
Понятно, что к полученному расчетному значению необходимо добавить эксплуатационный резерв мощности котла. Чрезмерно завышать его не следует – специалисты советуют останавливаться на диапазоне от 10 до 20%. Это, кстати, касается всех методов расчета мощности отопительного оборудования, о которых речь пойдет ниже.
Расчет необходимой тепловой мощности по объему помещений
По большому счету, этот способ расчета во многом повторяет предыдущей. Правда, исходной величиной здесь уже выступает не площадь, а объем – по сути, та же площадь, но умноженная еще на высоту потолков.
А нормы удельной тепловой мощности здесь принимаются такие:
- для кирпичных домов – 34 Вт/м³;
- для панельных домов – 41 Вт/м³.
Даже исходя из предлагаемых значений (из их формулировки) становится понятно, что эти нормы были установлены для многоквартирных домов, и применяются в основном для расчета потребности в тепловой энергии для помещений, подключенных к центральной системе отделения или к автономному котельному пункту.
Совершенно очевидно, что во главу угла вновь ставится «геометрия». А вся система учета тепловых потерь сводится лишь к различиям в теплопроводности кирпичных и панельных стен.
Одним словом, точностью такой подход к расчетам тепловой мощности тоже не отличается.
Алгоритм расчета с учетом особенностей дома и его отдельных помещений
Описание методики расчета
Итак, предложенные выше методы дают лишь обще представление о необходимом количестве тепловой энергии для отопления дома или квартиры. Уязвимое место у них общее – практически полное игнорирование возможных тепловых потерь, которые рекомендуется считать «среднестатистическими».
Но вполне возможно провести и более точные вычисления. В этом поможет предлагаемый алгоритм расчета, который воплощен, кроме того, в форме онлайн-калькулятора, который будет предложен ниже. Просто перед началом вычислений имеет смысл пошагово рассмотреть сам принцип их проведения.
Прежде всего – важное замечание. Предлагаемая методика предполагает оценку не всего дома или квартиры по общей площади или объему, а каждого отапливаемого помещения в отдельности. Согласитесь, что комнаты равной площади, но различающиеся, скажем, количеством внешних стен, потребуют и разное количество тепла. Нельзя поставить знак равенства между помещениями, имеющими существенную разницу в количестве и площади окон. И таких критериев оценки каждой из комнат – немало.
Так что будет правильнее рассчитать необходимую мощность для каждого из помещений по отдельности. Ну а потом простое суммирование полученных значений приведет нас к искомому показателю общей тепловой мощности для всей системы отопления. То есть, по сути, для ее «сердца» — котла.
Еще одно замечание. Предлагаемый алгоритм не претендует на «научность», то есть он напрямую не основывается на каких-то конкретных формулах, установленных СНиП или иными руководящими документами. Однако, он проверен практикой применения и показывает результаты с высокой степенью точности. Различия с итогами профессионально проведенных теплотехнических расчетов – минимальны, и никак не сказываются на правильном выборе оборудования по его номинальной тепловой мощности.
«Архитектура» расчета такова - берется базовое, уде упомянутое выше значение удельной тепловой мощности, равное 100 Вт/м², а затем вводится целая череда поправочных коэффициентов, в той или иной степени отражающих количество теплопотерь конкретного помещения.
Если это выразить математической формулой, то получится примерно так:
Qк = 0.1 × Sк × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7 × k8 × k9× k10 × k11
Qк - искомая тепловая мощность, необходимая для полноценного отопления конкретной комнаты
0.1 - перевод 100 Вт в 0.1 кВт, просто для удобства получения результата именно в киловаттах.
Sк - площадь помещения.
k1 ÷ k11 - поправочные коэффициенты для корректировки результата с учетом особенностей помещения.
С определением площади помещения, надо полагать, проблем быть не должно. Так что сразу перейдем к подробному рассмотрению поправочных коэффициентов.
- k1 — коэффициент, учитывающий высоту потолков в комнате.
Понятно, что высота потолков напрямую влияет на объем воздуха, который должна прогреть система отопления. Для расчета предлагается принять следующие значения поправочного коэффициента:
- k2 — коэффициент, учитывающий количество стен помещения, контактирующих с улицей.
Чем больше площадь контакта с внешней средой, тем выше уровень тепловых потерь. Каждый знает, что в угловой комнате всегда бывает значительно прохладнее, нежели в имеющей всего одну внешнюю стену. А некоторые помещения дома или квартиры и вовсе могут быть внутренними, не имеющими контакта с улицей.
По уму, конечно, следует принимать не только количество внешних стен, но и их площадь. Но у нас расчет все же упрощенный, поэтому ограничимся только введением поправочного коэффициента.
Коэффициенты для различных случаев приведены в таблице ниже:
Случай, когда все четыре стены внешние – не рассматриваем. Это уже не жилой дом, а просто какой-то сарай.
- k3 — коэффициент, принимающий в расчет положение внешних стен относительно сторон света.
Даже зимой не стоит сбрасывать со счетов возможное воздействие энергии солнечных лучей. В ясный день они проникают через окна в помещения, включаясь тем самым в общую подачу тепла. Кроме того, и стены получают заряд солнечной энергии, что ведет к уменьшению общего количества теплопотерь через них. Но все это справедливо только лишь для тех стен, которые «видят» Солнце. На северной и северо-восточной стороне дома такого влияния не оказывается, на что тоже можно сделать определённую поправку.
Значения корректировочного коэффициента на стороны света – в таблице ниже:
- k4 — коэффициент, учитывающий направление зимних ветров.
Возможно, эта поправка и не является обязательной, но для домов, расположенных на открытой местности, имеет смысл принять в расчет и ее.
Возможно вас заинтересует информация о том, что собой представляют
Практически в любой местности наблюдается преобладание зимних ветров – это еще называется «розой ветров». Такая схема в обязательном порядке есть у местных метеорологов – она составляется по результатам многолетних наблюдений за погодой. Довольно часто и сами местные жители прекрасно осведомлены, какие ветра чаще всего их беспокоят зимой.
И если стена помещения размещена с наветренной стороны, и не защищена какими-то естественными или искусственными преградами от ветра, то она будет выстуживаться значительно сильнее. То есть и тепловые потери помещения возрастают. В меньшей степени это будет выражено у стены, расположенной параллельно направлению ветра, в минимальной – находящейся с подветренной стороны.
Если нет желания «заморачиваться» с этим фактором, или же отсутствует достоверная информация о зимней розе ветров, то можно оставить коэффициент, равный единице. Или же, наоборот, приять его максимальным, на всякий случай, то есть для наиболее неблагоприятных условий.
Значения этого поправочного коэффициента – в таблице:
- k5 — коэффициент, учитывающий уровень зимних температур в регионе проживания.
Если проводить теплотехнические расчеты по всем правилам, то оценку тепловых потерь проводят с учетом разницы температур в помещении и на улице. Понятно, что чем холоднее по климатическим условиям регион, тем больше тепла требуется подавать в системе отопления.
В нашем алгоритме это тоже будет в определенной степени учтено, но с допустимым упрощением. В зависимости от уровня минимальных зимних температур, приходящихся на самую холодную декаду, выбирается поправочный коэффициент k5.
Здесь будет уместным сделать одно замечание. Расчет будет корректным, если принимаются во внимание температуры, которые для данного региона считаются нормой. Нет никакой необходимости вспоминать аномальные морозы, которые случились, скажем, несколько лет назад (и оттого, кстати, и запомнились). То есть должна выбираться самая низкая, но нормальная для данной местности температура.
- k6 – коэффициент, принимающий во внимание качество термоизоляции стен.
Вполне понятно, что чем эффективнее система утепления стен, тем меньше будет уровень тепловых потерь. В идеале, к которому следует стремиться, термоизоляция вообще должна быть полноценной, проведенной на основании выполненных теплотехнических расчетов, с учетом климатический условий региона и особенностей конструкции дома.
При расчете требуемой тепловой мощности системы отопления следует учесть и имеющуюся термоизоляцию стен. Предлагается такая градация поправочных коэффициентов:
Недостаточная степень термоизоляции или вообще полное ее отсутствие, по идее, вовсе не должны наблюдаться в жилом доме. В противном случае система отопления будет очень затратной, да еще и без гарантии создания действительно комфортных условий проживания.
Возможно, вас заинтересует информация о том, в системе отопления
Если читатель желает самостоятельно оценить уровень термоизоляции своего жилья, он может воспользоваться информацией и калькулятором, которые размещены в последнем разделе настоящей публикации.
- k7 и k8– коэффициенты, учитывающие теплопотери через пол и потолок.
Следующие два коэффициента схожи – их введением в расчет принимается во внимание примерный уровень тепловых потерь через полы и потолки помещений. Подробно здесь расписывать незачем – и возможные варианты, и соответствующие им значения этих коэффициентов показаны в таблицах:
Для начала – коэффициент k7, корректирующий результат в зависимости от особенностей пола:
Теперь – коэффициент k8, вносящий поправку на соседство сверху:
- k9 – коэффициент, учитывающий качество окон в помещении.
Здесь тоже все просто – чем качественнее окна, тем меньше теплопотери через них. Старые деревянные рамы, как правило, не отличаются хорошими термоизоляционными характеристиками. Лучше с этим дело обстоит у современных оконных систем, оснащенных стеклопакетами. Но и у них может быть определённая градация – по количество камер в стеклопакете и по другим особенностям конструкции.
Для нашего упрощенного расчета можно применить следующие значения коэффициента k9:
- k10 – коэффициент, вносящий поправку на площадь остекления комнаты.
Качество окон еще полностью не раскрывает всех объемов возможных теплопотерь через них. Очень большое значение имеет площадь остекления. Согласитесь, сложно сравнивать маленькое окошко и огромное панорамное окно чуть не во всю стену.
Чтобы внести корректировку и на этот параметр, для начала следует рассчитать так называемый коэффициент остекления помещения. Это несложно – просто находится отношение площади остекления к общей площади комнаты.
kw = sw / S
kw - коэффициент остекления помещения;
sw - суммарная площадь остекленных поверхностей, м²;
S - площадь помещения, м².
Измерить и просуммировать площадь окон сможет каждый. А затем несложно простым делением найти и искомый коэффициент остекления. А он, в свою очередь, дает возможность зайти в таблицу и определить значение поправочного коэффициента k10:
| Значение коэффициента остекления kw | Значение коэффициента k10 |
|---|---|
| - до 0.1 | 0.8 |
| - от 0.11 до 0.2 | 0.9 |
| - от 0.21 до 0.3 | 1.0 |
| - от 0.31 до 0.4 | 1.1 |
| - от 0.41 до 0.5 | 1.2 |
| - свыше 0.51 | 1.3 |
- k11 – коэффициент, принимающий во внимание наличие дверей на улицу.
Последний из рассматриваемых коэффициентов. В помещении может быть дверь, ведущая непосредственно на улицу, на холодный балкон, в неотапливаемый коридор или подъезд и т.п. Мало того что дверь сама по себе часто является весьма серьезным «мостиком холода» - при ее регулярном открывании каждый раз в помещение будет проникать изрядный объем холодного воздуха. Стало быть, и на это фактор следует сделать поправку: подобные теплопотери, безусловно, требуют дополнительной компенсации.
Значения коэффициента k11 приведены в таблице:
Этот коэффициент стоит принимать во внимание, если дверями в зимнее время регулярно пользуются.
Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет
* * * * * * *
Итак, все поправочные коэффициенты рассмотрены. Как видите – ничего сверхсложного здесь нет, и можно смело переходить к расчетам.
Еще один совет перед началом вычислений. Все будет намного проще, если предварительно составить таблицу, в первом столбце которой последовательно указать все отпаиваемые помещения дома или квартиры. Далее, по столбцам, разместить данные, которые требуются для расчетов. Например, во втором столбце – площадь помещения, в третьем - высота потолков, в четвертом – ориентация по сторонам света – и так далее. Такую табличку составить несложно, имея перед собой план своих жилых владений. Понятно, что в последний столбец будут заноситься рассчитанные значения требуемой тепловой мощности по каждому помещению.
Таблицу можно составить в офисном приложении, или даже просто расчертить на листе бумаги. И не спешите с ней расставаться после проведения расчётов – полученные показатели тепловой мощности еще пригодятся, например, при приобретении радиаторов отопления или же электрических нагревательных приборов, используемых в качестве резервного источника тепла.
Чтобы предельно упростить читателю задачу проведения таких вычислений, ниже размещен специальный онлайн-калькулятор. С ним, при предварительно собранных в таблицу исходных данных, расчет займёт буквально считаные минуты.
