Как грамотно рассчитать мощность газового котла?

Для расчёта мощности существуют специальные формулы. Но прежде чем переходить к расчётам, необходимо запастись знаниями некоторых показателей.

Расчет тепловой мощности котельной

Для расчета мощности котельной требуется указать общую площадь дома в квадратных метрах, количество проживающих в доме человек и средний расход тепла на прочие нужды.

Введите общую площадь дома (строения) в квадратных метрах 2 м²
Введите количество проживающих в доме человек 3 чел.
Введите средний расход тепла на прочие нужды (СПА, бассейн и т. п.), Вт 4 Вт
Поставьте галочку, если общая вентиляция дома отсутствует 5 (расход тепла на вентиляцию не будет учитываться в расчете) вентиляции нет
Расчетные показатели Мощность
Максимальный расход тепла на отопление Вт
Максимальный расход тепла на вентиляцию Вт
Средний расход тепла на прочие нужды (СПА, бассейн и т. п.) Вт
Максимальный расход тепла на горячее водоснабжение Вт
Мощность котельной без запаса 6 кВт
Мощность котельной с 15 % запасом 7 кВт

Базовый расчет

Мощность отопительного прибора требует равномерного обеспечения тепловой отдачи в сеть. Он призван снабжать теплом постройки различного размера, будь это многоэтажное здание или загородный дом.

Для оптимального обогрева одноэтажного коттеджа не нужно приобретать излишне мощный котел, который рассчитан на отопление 3-4-этажного дома.

Основой для расчета является площадь и габариты здания. Как рассчитать мощность котла с учетом иных параметров?

Что влияет на расчет

Способ расчета указан в строительных нормах и правилах II-3-79 (СНиП). При этом необходимо учесть следующие характеристики:

  • Средняя территориальная температура в зимнее время;
  • уровень теплоизоляции строения и качество используемых для этого материалов;
  • торцевое расположение помещения, наличие окон, количество секций батареи, толщина наружных и внутренних стен, высота потолка;
  • пропорциональное соответствие величины проемов и несущих конструкций;
  • форма разводки обогревательного контура.

Для наиболее точных расчетов нередко учитывают наличие бытовой аппаратуры (компьютер, телевизор, электрическая печь и т.д.) и внутреннего освещения, которые могут вырабатывать тепло. Но это не имеет практического смысла.

Сведения, которые необходимо учитывать в обязательном порядке

Каждые 10 м² частного дома со среднестатистической теплоизоляцией, стандартными климатическими условиями региона и типовым уровнем высоты потолков (примерно 2,5-3 м) потребуют около 1 кВт для отопления. К мощности котла отопления, который рассчитан на совместное функционирование в системе обогрева и водоснабжения, необходимо добавить более 20%.

Малоустойчивое давление в котле и тепловой магистрали потребует оборудования специальным устройством с резервной мощностью, которое превышает расчетные показатели примерно на 15%.

Сила отопительного котла, который подключен к системе обогрева при помощи теплоносителя (горячая вода), также должна содержать резерв более 15%.

Количество возможных потерь теплоэнергии в плохо изолированных помещениях

Недостаточно качественная теплоизоляция ведет к потере теплоэнергии в следующих объемах:

  • плохо изолированные стены будут пропускать до 35% теплоэнергии;
  • регулярная вентиляция помещения ведет к потерям до 15% тепла (временное проветривание практически никаким образом не влияет на потери);
  • недостаточно закупоренные щели в окнах пропускают до 10% тепловой энергии;
  • неутепленная кровля будет вытягивать 25%.

Зачем необходим точный расчёт мощности газового котла

Два описанных выше метода вычисления для одноконтурного агрегата показывают большую разницу значений между грубым и уточнённым расчётом. Правильнее воспользоваться вторым способом. Это позволит поддерживать комфортный микроклимат в строении, при любых морозах и ветрах. Использование данных первого вычисления приведёт к недогреву здания при значительном понижении температуры на улице.

Грубые вычисления, которыми пользуются для определения тепловой мощности, служат ориентировочным показателем при выборе источника тепла. Выбор оборудования, основанный на приблизительном расчёте, приведёт к необходимости эксплуатации агрегата не пределе мощности, что приведёт к сокращению срока эксплуатации котла. Чтобы быть уверенным в точности проведённых вычислений, пользуются всеми рекомендациями строительных нормативов.

Читайте также:  Как выбрать армированные полипропиленовые трубы для отопления

Стоит ли учитывать высоту потолков при расчетах?

Специалисты не имеют разногласий по поводу того, что корректность подбора котла зависит от грамотно проведенных расчетов. Поэтому при расчете мощности отопителя они рекомендуют брать во внимание и высоту потолков. В стандартных квартирах она составляет 2,7-3 метра, однако в домах, построенных по индивидуальному проекту высота потолков может быть иной.

Стоит ли учитывать высоту потолков при расчетах?

Для учета влияния объема помещения стоит рассчитывать мощность котла по следующей формуле: Qт*Кзап, где первый показатель – это тепловые потери, а второй – это коэффициент запаса. В данной формуле коэффициент запаса приравнивают к 1,15-1,2, то есть на него отводится около 15-20% мощности запаса. Тепловые потери здания просчитываются в индивидуальном порядке. Для этого используется формула Qт = V*Рt*k/860.

Для расчета тепловых потерь нужно знать следующие значения: V — объем здания; Рt — разница температур; k — коэффициент рассеивания (значение коэффициента подбирается в зависимости от уровня утепления здания).

Стоит ли учитывать высоту потолков при расчетах?

Воспользовавшись данной формулой, собственник сможет получить ответы на многие вопросы. К примеру, он узнает, какую площадь обогреет газовый котел 35 кВт и как прибор зарекомендует себя в отопительном контуре конкретного здания.

Методика расчета для природного газа

Примерный расход газа на отопление считается исходя из половинной мощности установленного котла. Все дело в том, что при определении мощности газового котла закладывается самая низкая температура. Это и понятно — даже когда на улице очень холодно, в доме должно быть тепло.

Методика расчета для природного газа

Посчитать расход газа на отопление можно самостоятельно

Но считать расход газа на отопление по этой максимальной цифре совсем неверно — ведь в основном температура значительно выше, а значит, топлива сжигается намного меньше. Потому и принято считать средний расход топлива на отопление — порядка 50% от теплопотерь или мощности котла.

Методика расчета для природного газа

Считаем расход газа по теплопотерям

Если котла еще нет, и вы оцениваете стоимость отопления разными способами, считать можно от общих теплопотерь здания. Они, скорее всего, вам известны. Методика тут такая: берут 50% от общих теплопотерь, добавляют 10% на обеспечение ГВС и 10% на отток тепла при вентиляции. В результате получим средний расход в киловаттах в час.

Методика расчета для природного газа

Далее можно узнать расход топлива в сутки (умножить на 24 часа), в месяц (на 30 дней), при желании — за весь отопительный сезон (умножить на количество месяцев, на протяжении которых работает отопление). Все эти цифры можно перевести в кубометры (зная удельную теплоту сгорания газа), а потом перемножить кубометры на цену газа и, таким образом, узнать затраты на отопление.

Наименование толпива Единица измерения Удельная теплота сгорания в кКал Удельная теплота сгорания в кВт Удельная теплота сгорания в МДж
Природный газ 1 м 3 8000 кКал 9,2 кВт 33,5 МДж
Сжиженный газ 1 кг 10800 кКал 12,5 кВт 45,2 МДж
Уголь каменный (W=10%) 1 кг 6450 кКал 7,5 кВт 27 МДж
Пеллета древесная 1 кг 4100 кКал 4,7 кВт 17,17 МДж
Высушенная древесина (W=20%) 1 кг 3400 кКал 3,9 кВт 14,24 МДж
Методика расчета для природного газа

Пример расчета по теплопотерям

Пусть теплопотери дома составляют 16 кВт/час. Начинаем считать:

Методика расчета для природного газа
  • средняя потребность в тепле в час — 8 кВт/ч + 1,6 кВт/ч + 1,6 кВт/ч = 11,2 кВт/ч;
  • в день — 11,2 кВт * 24 часа = 268,8 кВт;
  • в месяц — 268,8 кВт * 30 дней = 8064 кВт.

Фактический расход газа на отопление еще зависит от типа горелки — модулируемые самые экономичные

Методика расчета для природного газа

Переводим в кубометры. Если использовать будем природный газ, делим расход газа на отопление в час: 11,2 кВт/ч / 9,3 кВт = 1,2 м3/ч. В расчетах цифра 9,3 кВт — это удельная теплоемкость сгорания природного газа (есть в таблице).

Кстати, также можно посчитать необходимое количество топлива любого типа — надо только взять теплоемкость для требуемого топлива.

Методика расчета для природного газа

Так как котел имеет не 100% КПД, а 88-92%, придется внести еще поправки на это — добавить порядка 10% от полученной цифры. Итого получаем расход газа на отопление в час — 1,32 кубометра в час. Далее можно рассчитать:

  • расход в день: 1,32 м3 * 24 часа = 28,8 м3/день
  • потребность в месяц:28,8 м3/день * 30 дней = 864 м3/мес.
Методика расчета для природного газа

Средний расход за отопительный сезон зависит от его длительности — умножаем на количество месяцев, пока длится отопительный сезон.

Этот расчет — приблизительный. В какой-то месяц потребление газа будет намного меньше, в самый холодный — больше, но в среднем цифра будет примерно такой же.

Методика расчета для природного газа

Расчет по мощности котла

Расчеты будут немного проще, если имеется рассчитанная мощность котла — тут уже учтены все необходимые запасы (на ГВС и вентиляцию). Потому просто берем 50% от расчетной мощности и далее считаем расход в день, месяц, за сезон.

Методика расчета для природного газа

Например, проектная мощность котла — 24 кВт. Для расчета расхода газа на отопление берем половину: 12 к/Вт. Это и будет средняя потребность в тепле в час. Чтобы определить расход топлива в час, делим на теплотворную способность, получаем 12 кВт/час / 9,3 к/Вт = 1,3 м3. Далее все считается как в примере выше:

  • в день: 12 кВт/ч * 24 часа = 288 кВт в перерасчете на количество газа — 1,3 м3 * 24 = 31,2 м3
  • в месяц: 288 кВт * 30 дней = 8640 м3, расход в кубометрах 31,2 м3 * 30 = 936 м3.
Методика расчета для природного газа

Рассчитать потребление газа на отопление дома можно по проектной мощности котла

Далее добавим 10% на неидеальность котла, получим, что для этого случая расход будет чуть больше 1000 кубометров в месяц (1029,3 куб). Как видите, в этом случае все еще проще — меньше цифр, но принцип тот же.

Методика расчета для природного газа

По квадратуре

Еще более приблизительные расчеты можно получить по квадратуре дома. Есть два способа:

Методика расчета для природного газа

Можно ли снизить объемы потребления газа?

Если котел исправен и работает в нормальном режиме, снизить энергопотребление можно только за счет понижения мощности. Соответственно, в помещениях будет холоднее. Если же расчеты показали, что система должна работать более экономно, но потребление топлива и расходы больше положенных, это повод обратиться к специалисту.

Напоминаем, что котельное оборудование нужно регулярно обслуживать, проводить очистку, поддерживать в нормальном рабочем состоянии. Эту задачу должны выполнять эксперты с опытом. И компания «Профтепло» предлагает такую услугу. Мы устанавливаем, обслуживаем и ремонтируем котлы в Калуге и регионе «под ключ». Если вы видите, что оборудование неисправно или работает не так, как должно, позвоните нам по номеру +7 (4842) 75 02 04. Наш специалист прибудет на место, проведет расчеты и диагностику системы, найдет существующие проблемы и устранит их в минимальный срок. Если вам нужна консультация мастера, также можете позвонить нам или оставить заявку на сайте. Мы работаем без выходных.

Расчет теплопотерь конструкций

Для того чтобы при расчете мощности газового котла и проектировании системы отопления сделать расчет количество тепла, генерируемого отоплением, которое будет уходить наружу через ограждающие конструкции, нужно собрать максимально полную техническую характеристику об элементах здания и об особенностях системы отопления в нём:

  • этажность (площадь чердака и погреба рассчитываются отдельно);
  • количество окон и дверей и их площадь;
  • материалы, из которых изготовлены все элементы здания. При этом важны все тонкости. Например, окна заполненные аргоном и воздухом имеют разные теплопроводные характеристики;
  • расчет толщины зазоров между элементами конструкций и расчет толщины слоёв материалов;
  • расчет максимальных наружных температур и требуемых внутренних.

Показатели для расчетов теплопотерь указываются в строительных справочниках. Определив расчетные величины, необходимо воспользоваться формулой вычисления значения сопротивления теплопередаче строительных конструкций.

Рис. 1 Теплопотеря кирпичной кладки

В связи с тем, что очень редко эти конструкции состоят только из одного материала, необходимо сделать этот расчет для комбинированных материалов.

Для наружных стен расчет теплопотерь (за счет теплопередачи ограждающих конструкций) будет выглядеть следующим образом:

  • Потеря тепла (Q огр.) = Коэффициент теплопередачи (К) х площадь поверхности (S) х разность температуры внутреннего и внешнего воздуха х (произведение коэффициента положения ограждения относительно наружного воздуха на коэффициент добавочных теплопотерь);
  • Расчет коэффициент теплового потока, проходящего через ограждения (теплопередачи), производится по формуле К= 1 / Ro (нормативное сопротивление теплопередаче);
  • Нормативное сопротивление теплопередаче (Ro) определяется по справочникам (для стен жилых домов – 2,1, для чердачных перекрытий -2,8, для окон и балконных дверей – 0,3);
  • Коэффициента положения ограждения и коэффициент добавочных теплопотерь определяется по строительным справочникам.

Определив числовые значения формульных величин нужно рассчитать теплопотерю (проходящий тепловой поток) каждой ограждающей конструкции жилого дома (как внутренних, так и внешних стен).

Расчёт мощности газового котла в зависимости от оборудования

Нет такого параметра в отопительной системе, который бы не повлиял на определение необходимой тепловой мощности газового котла:

  • технические характеристики самого котла и отопительного оборудования;
  • использование котла не только для отопления, но и для подогрева воды;
  • тип тяги котла;
  • тип использования теплоты сгорания топлива.

Всё перечисленное должно быть учтено в процессе поиска ответа на вопрос, как правильно подобрать газовый котел отопления.

Технические характеристики котла и его тепловая мощность:

  • чем больше теплообменник котла, тем больше тепловой мощности будет уходить на разогрев теплоносителя;
  • в зависимости от того, из чего изготовлен теплообменник — из чугуна, из стали или из меди, необходимо определять режим работы котла, поскольку перечисленные материалы обладают разной инерционностью;
  • двухконтурный котёл (предназначенный не только для отопления, но и для подогрева воды) заберёт до 25% тепловой мощности именно на ГВС (горячего водоснабжения);
  • если рабочий тип тяги котла — принудительная, то тепловая мощность такого котла выше, чем котла с естественной тягой;
  • конденсационный газовый котел производит больше тепла, чем конвекционный, его КПД составляет около 110%, соответственно, потерь номинальной тепловой мощности будет гораздо меньше;
  • автоматика котла должна регулировать температуру теплоносителя и, соответственно, поставляемую тепловую мощность.

Расчёт мощности настенного и напольного газового котла

Для небольших жилых помещений или жилых домов можно подобрать настенный газовый котёл. Эти котлы относятся к категории маломощных, но зато они гораздо экономичнее. Кроме того, настенный котёл продаётся со всеми комплектующими: насосом, расширительным баком, измерительными приборами и т. д. Полная комплектация отопительного оборудования обеспечивает наименьшие потери производимого тепла и наибольший показатель КПД.

Оборудование для напольных котлов определяется проектировщиками и приобретается отдельно. При любых просчётах в проекте вся система отопления будет работать со сбоями.

Выводы

Подбор нагревательной техники  — задача сложная и ответственная. Не стоит сразу гнаться за моделями твердотопливных агрегатов, которые имеют большую мощность. В ряде случаев для отопления жилого дома вполне хватает установки агрегата с выходными параметрами в 24-36 кВт. При температуре за окном -30 0С, такой котел даст возможность создать внутри помещения температуру в +20-22 0С и нагреть воду в системе ГВС до показателей в 40-45 0С.

В каждом отдельном случае можно сделать выбор в пользу того или иного вида нагревательной техники

Большая мощность котла может потребоваться в пиковых ситуациях, когда климатические условия заставляют работать систему отопления в усиленном режиме. Однако такие ситуации не являются систематическими, и большую часть времени ваш нагревательный прибор будет работать на пониженных режимах. Если у вас предполагается большой расход горячей воды в бытовых целях, то сразу следует ориентироваться на оборудование большей мощности. В современных частных домах больше 50% мощности нагревательного оборудования идет на обеспечение горячей водой обитателей дома. Подключение системы отопления «теплый пол» так же заставляют обращать внимание на котельное оборудование с большей мощностью.

Подбирать котел нужно не только исходя на его фактическую мощность. Здесь играет роль эксплуатационные возможности отопительной техники, способ и качество обслуживания котельного оборудования. Используя оптимальный вид топлива для своего нагревательного оборудования, наличие автоматики позволят вам добиться нормальной работы твердотопливного котла.

При выборе твердотопливного котла нужно предусматривать мощность. От нее зависит, сможет ли устройство создать необходимое количество тепла для всего дома или нет. Нежелательно выбирать слишком мощный котёл, потому, что он будет работать в режиме экономии, а это скажется на уменьшении КПД.

Чтобы сделать правильный выбор твердотопливного котла, нужно знать два показателя:

  1. Количество тепла, необходимое для отопления помещения и нагрева воды.
  2. Реальную мощность прибора.

Настенные котлы малой и большой мощности

Настенные газовые котлы малой мощности, например, в 8-20 кВт целесообразно использовать для обогрева дачных домов или помещений небольшой площади. Обычно такие агрегаты имеют один контур и работают лишь на обогрев. Большинство настенных моделей обладают мощностью от 10 до 40 кВт, но некоторые производители выпускают агрегаты до 55 кВт. Они способны обогреть дом площадью до 600 м². К ним относятся следующие модели: Baxi Luna Duo-tec MP , NOVA FLORIDA PICTOR CONDENSING LINE TECH KR 55, Beretta NOVELLA 55 RAI и прочие.

Котлы, которые обладают мощностью от 40 кВт, в большинстве своем являются конденсационными. Их КПД составляет около 108-110%. Например, настенные газовые конденсационные котлы мощностью 40 кВт смогут отопить площадь до 300 м² и обеспечить водой 4-5 человек.Обратите внимание! Если Вы хотите обогреть помещения до 600 м², то можно приобрести модели агрегатов, которые подключаются в каскад. Такой способ дает возможность подсоединить до 16 агрегатов. Выбирая конденсационный котел, следует учитывать, что эффективность его работы в значительной мере зависит от характеристик отопительной системы. Оптимальной будет низкотемпературная система, в которой теплоноситель в обратном контуре не нагревается больше 60°С.

Еще о том, как правильно подобрать мощность газового котла смотрите на видео.