Варианты расчета твердотопливных котлов большой мощности

В настоящее время существует довольно большой выбор отопительных приборов, с помощью которых можно эффективно организовать систему автономного отопления. Желание потребителей уменьшить зависимость от централизованных услуг по тепло и энергоснабжению вполне объяснимо. Экономия средств, затраченных на газовое отопление, является существенным фактором, на который обращают внимание жители частных домов.

Точное определение величины теплопотерь по силам лишь специалистам

Основным параметром, влияющим на расчет производительности, является уровень имеющихся в доме теплопотерь. Во внимание должны приниматься характеристики стройматериалов, использованных для возведения фундамента, пола, потолка, стен, перекрытий и всех других элементов домовой конструкции. При особо точных расчетах, производимых специалистами, не забывают даже о тепле, выделяемом имеющейся бытовой техникой. Однако столь высокая точность теплотехнических расчетов требуется далеко не всегда.

Точное определение величины теплопотерь по силам лишь специалистам
Точное определение величины теплопотерь по силам лишь специалистам

На практике применяются методики, дающие возможность быстро прикинуть необходимую мощность отопительного котла, не залезая в теплотехнические дебри.

Точное определение величины теплопотерь по силам лишь специалистам

Зависимость мощности электрических котлов от квадратуры

Есть несколько способов расчета мощности электрического котла, исходя из площади, теплопотерь и теплоносителя.

Самый простой и топорный метод расчета мощности электрокотла для отопления дома основан на количестве квадратных метров в помещении, которое нужно обогреть. Пропорция 100 Вт на метр квадратный вполне подходит для средней полосы, там, где климат более мягкий. Для южных регионов можно немного уменьшить мощность, а для северных, соответственно, увеличить. В советское время в среднем брали 120 Вт, но это было давно, когда ресурсы никто не считал.

Сегодня такой подход нельзя назвать правильным, хотя лучше уж купить нагреватель помощнее, чем мёрзнуть зимой из-за недостатка киловатт. Отталкиваясь от квадратуры также можно сделать расчет электрического котла отопления, используя формулу. Для этого понадобятся следующие показатели:

  • количество квадратных метров отапливаемого помещения;
  • коэффициент удельной мощности для определенного региона.

Для южных широт коэффициент составляет 0,7, для средней полосы – 1,2, для северных регионов – до 2.

Расчет электрического котла отопления заключается в умножении площади помещения на коэффициент региона. Значение вы получите в ваттах, чтобы перевести его в привычные киловатты, результат вычислений нужно поделить на десять.

Такой подход хоть и неидеальный, но хоть как-то учитывает климатические условия, которые, в свою очередь, влияют на время остывания помещения. Теперь сравним приблизительный и более точный метод расчета электрокотла для отопления дома на примере. Возьмём для наглядности дом 100 м кв, который находится в средней климатической полосе. По формуле мы можем посчитать, что для обогрева этого дома потребуется нагреватель мощностью 10 кВт, а  это полностью сходится с результатами приблизительного расчета.

Отсюда можно сделать вывод, что нет смысла искать в интернете, какой там коэффициент для вашего региона, а можно просто взять за основу дедовский метод. При этом и первый, и второй расчет электрокотла для отопления дома будут весьма приблизительны, так как нужно учитывать не только площадь помещения. На практике можно столкнуться с ситуацией, когда нагреватель достаточно мощный (исходя из вышеуказанных расчетов), а в доме все равно холодно.

Легко и быстро организовать обогрев гаража в зимнее время не составляет труда, пара пустяков.

Особенно интересно как сделать альтернативное отопление гаража своими руками. Все подробности здесь.

Что такое мощность электрокотла

Под мощностью электрокотла понимают такую величину, которая включает в себя сразу несколько показателей: площадь помещения, климатическая мощность и коэффициент теплопотерь. Из всех этих величин складываются общие расчеты. Конечная цифра будет показывать то, с какими характеристиками необходимо приобрести котел.

Само оборудование состоит из следующих элементов:

  • теплоноситель;
  • резервуар с теплообменником;
  • ТЭН.

Изначально жидкость, поступающая из труб, прокачивается через резервуар и попадает в устройство водонагрева. Водонагреватель регулирует температуру самостоятельно и прекращает работу в необходимый момент, когда вода уже полностью нагрелась. На скорость этого процесса и влияет мощность котла.

Этот показатель зависит от того, как быстро охлаждается теплоноситель. При этом нужно учитывать ту энергию, которая затрачивается на обогрев предметов в помещении, поскольку к ним переходит значительная часть тепла.

Общие расчеты производятся по следующей формуле:

* * 1,25

– площадь отапливаемого помещения;

– климатическая мощность;

1,25 – степень теплопотерь.

Читайте также:  Какой стороной класть утеплитель с фольгой на пол

Расчет мощности котла

Настенный котел с обвязкой

Расчет мощности газового котла упрощенными методами можно произвести как для квартиры или дома, построенного по типовому проекту, так и для частного дома, сооруженного по индивидуальному проекту.

Расчет для типового дома

Для упрощенного расчета мощности котла для типового дома исходят из норматива необходимой удельной тепловой мощности котла Ум = 1 кВт/10 м2, означающего, что для поддержания комфортной температуры в помещении площадью 10 м2 требуется 1 кВт тепловой энергии. В расчете не учитывается объем помещений, так как во всех домах, построенных по типовым проектам, высота помещений не превышает 3 метров.

Формула для подсчета мощности котлоагрегата выглядит следующим образом:

Рм = Ум х П х Кр

  • Рм – необходимая расчетная мощность котельного агрегата;
  • П – сумма всех площадей отапливаемых помещений;
  • Кр – коэффициент, учитывающий климатические особенности регионов.
Расчет мощности котла

Так как в России климат в регионах значительно отличается, вводится поправочный коэффициент Кр, величина которого принимается:

  • для регионов юга России – 0,9;
  • для регионов средней полосы – 1,2;
  • для московской области – 1,5;
  • для северных регионов – 2,0.

Например, для квартиры или дома общей площадью 120 м2, расположенных в московской области необходимая мощность котла будет равна:

Рм = 120 х 1,5/ 10 = 18 кВт

В примере приведен расчет для котла, используемого только в целях отопления. В случае, когда необходимо рассчитать мощность двухконтурного агрегата, предназначенного, помимо отопления, и для горячего водоснабжения, следует увеличить полученную по формуле мощность примерно на 30 %. В этом случае оптимальная мощность котла будет равна: 18 х 1,3 = 23,4 кВт. Так как мощности котлов, предлагаемых производителями, приводятся в целых цифрах, то следует выбрать агрегат с наиболее близкой к расчетному  показателю мощностью – 25 кВт.

Расчет мощности котла для индивидуального дома

Система отопления частного дома

Расчет мощности газового котла для дома, построенного по индивидуальному проекту, более точен, так как учитывает высоту помещений и некоторые другие параметры. Подсчет производится по формуле:

Рм = Тп х Кз

  • Рм – необходимая расчетная мощность котельного агрегата;
  • Тп – возможные тепловые потери здания;
  • Кз – коэффициент запаса, принимаемый в пределах 1,15—1,2.

В свою очередь величина возможных теплопотерь здания рассчитывается по следующей формуле:

Тп = Оз х Рт х Кр

  • Оз – общий объем отапливаемых помещений дома;
  • Рт – разница температур наружного воздуха и воздуха внутри помещений;
  • Кр – коэффициент, учитывающий рассеивание тепловой энергии и зависящий от типа ограждающих конструкций дома, вида заполнения оконных проемов, степени утепления здания.
Расчет мощности котла

Величина коэффициента рассеивания принимается для:

  • зданий с низкой степенью теплозащиты, стены которых, например, выложены из кирпича без прослойки утеплителя со стандартными деревянными окнами, равным  2,0—2,9;
  • для сооружений со средней степенью теплозащиты, двойными стенами с утеплителем, небольшим количеством окон, равным 1,0—1,9;
  • для домов с высокой степенью тепловой защиты – утепленными полами, окнами с двойными стеклопакетами, деревянными каркасными, из бруса или оцилиндрованного бревна и т. п., равным 0,6—0,9.

Например, для дома со средней степенью теплозащиты, суммарным объемом отапливаемых помещений 630 м3 (двухэтажный, площадью одного этажа 100 м2, но высота помещений на 1 этаже 3,3 м, на 2 этаже – 3,0 м), разницей температур между наружным воздухом и воздухом в помещениях 45 (рассчитывается как разница между нормативной температурой в жилых помещениях, принимаемой равной 20 градусам, и температурой наиболее холодного периода года по данным СНиП для данного региона, к примеру, 25 градусов мороза)  величина теплопотерь будет равна:

Тп = 630 х 45 х 1,0 = 28350 Вт.

Расчетная мощность котла тогда будет:

Рм = 28,35 х 1,2 = 34 кВт

Порядок проведения вычислений

Гидравлический расчет системы отопления предполагает решение следующих задач:

  • определение диаметров трубопровода на различных отрезках (при этом учитываются экономически целесообразные и рекомендованные скорости движения теплоносителя);
  • вычисление на различных участках гидравлических потерь давления;
  • гидравлическая увязка всех ветвей системы (гидравлических приборных и других). Она предполагает применение регулирующей арматуры, которая позволяет выполнить динамическую балансировку при нестационарных гидравлических и тепловых режимах функционирования отопительной системы;
  • расход теплоносителя и расчёт потерь давления.

Что такое теплопотери помещения

Любое помещение имеет определенные теплопотери. Тепло выходит из стен, окон, полов, дверей, потолка, поэтому задача газового котла – компенсировать количество выходящего тепла и обеспечить определенную температуру в помещении. Для этого необходима определенная тепловая мощность.

Опытным путем установлено, что наибольшее количество тепла уходит через стены (до 70%). Через крышу и окна может выходить до 30% тепловой энергии, через систему вентиляции – до 40%. Наименьшие теплопотери у дверей (до 6%) и пола (до 15%)

Читайте также:  10 лучших твердотопливных котлов для отопления частного дома

На теплопотери дома влияют следующие факторы.

  • Расположение дома. Каждый город имеет свои климатические особенности. В расчетах теплопотерь необходимо учитывать критическую отрицательную температуру, характерную для региона, а также среднюю температура и продолжительность отопительного сезона (для точных расчетов с использованием программы).
  • Расположения стен относительно сторон света. Известно, что в северной стороне располагается роза ветров, поэтому теплопотери стены, находящейся в этой области, будут наибольшими. В зимнее время с западной, северной и восточной стороны дует с большой силой холодный ветер, поэтому теплопотери этих стен  будут выше.
  • Площадь отапливаемого помещения. От размеров помещения, площади стен, потолков, окон, дверей зависит количество уходящего тепла.
  • Теплотехника строительных конструкций. Любой материал имеет свой коэффициент теплового сопротивления и коэффициент теплоотдачи – способности пропускать через себя определенное количество тепла. Чтобы их узнать, необходимо воспользоваться табличными данными, а также применить определенные формулы. Информацию о составе стен, потолков, полов, их толщине можно найти в техническом плане жилья.
  • Оконные и дверные проемы. Размер, модификация двери и стеклопакетов. Чем больше площадь оконных и дверных проемов, тем выше теплопотери. Важно учитывать характеристики установленных дверей и стеклопакетов при расчетах.
  • Учет вентиляции. Вентиляция всегда существует в доме независимо от наличия искусственной вытяжки. Через открытые окна происходит проветривание помещения, движение воздуха создается при закрытии и открытии входных дверей, хождении людей из комнаты в комнату, что способствует уходу теплого воздуха из помещения, его циркуляции.

Зная вышеперечисленные параметры, можно не только вычислить тепловые потери дома и определить мощность котла, но и выявить места, нуждающиеся в дополнительном утеплении.

Варианты расчета мощности твердотопливных агрегатов

[adinserter block=»13″]Точность ваших расчетов зависит от учета всех факторов и показателей, на которые мы обращали внимание выше. Для большей понятности можно выполнить ряд действий, которые дадут представление о том, как это делается.

Удельная мощность нагревательного прибора обозначается буквой W. Для регионов нашей страны с суровым климатом этот параметр составляет 1,2-2 кВт. В южных областях удельная величина обогревателя варьируется в пределах 0,7-0,9 кВт. Среднее значение в данном случае составляет ,5 кВт.

Для начала определяем площадь помещений, подлежащих отоплению. Далее полученные данные площади делим на удельную величину мощности котла, установленного в доме на определенной территории. Полученный результат делим на 10, из расчета теоретического соотношения затраченной мощности отопительного оборудования на обогрев 10 кв. метров.

Например: рассчитываем предельную нагрузку нагревательного котла, работающего на угле для среднестатистического жилого дома, площадью в 150 м2.

Варианты расчета мощности твердотопливных агрегатов
  • Жилая площадь составляет — 150 кв. метров.
  • Удельная мощность отопительного аппарата для обогрева 10 м2 составляет 1,5 кВт.

Используем для работы следующую формулу: W = (150 х 1.5)/10. В итоге получаем 22,5 кВт. Полученное значение является отправной точкой для того, что бы подобрать автономный котел на твердом топливе, учитывая технологические возможности отопительной системы и собственных бытовых нужд.

На заметку: найдя подобную модель отопительной техники, накиньте 20-30% мощности для повышения технологических возможностей всего отопительного оборудования. От количества жильцов в доме зависит нагрузка на систему ГВС, комфортная температура в доме при условии, что котел работает на оптимальных режимах.

По аналогичному сценарию можно рассчитать необходимый ресурс отопительного аппарата для дома любой площади. Всегда учитывайте климатические условия и собственные запросы к котельному оборудованию.

Формулы для расчета теплопотерь

Данные формулы можно использовать для расчета теплопотерь не только частного дома, но и квартиры. Перед началом вычислений необходимо изобразить план помещения, отметить расположение стен относительно сторон света, обозначить окна, дверные проемы,  а также вычислить размеры каждой стены, оконных и дверных проемов.

Для определения тепловых потерь необходимо знать строение стены, а также толщину используемых материалов. В расчетах учитывается кладка и утеплители

При расчете теплопотерь используются две формулы – с помощью первой определяют величину теплосопротивления ограждающих конструкций, с помощью второй – теплопотери.

Для определения теплосопротивления используют выражение:

R = B/K

Здесь:

  • R – величина теплосопротивления ограждающих конструкций, измеряющееся в (м2*К)/Вт.
  • K – коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлена ограждающая конструкция, измеряется в Вт/(м*K).
  • В – толщина материала, записывающаяся в метрах.
Формулы для расчета теплопотерь

Коэффициент тепловой проводимости K является табличным параметром, толщина B берется из технического плана дома.

Коэффициент тепловой проводимости является табличным значением, он зависит от плотности и состава материала, может отличаться от табличного, поэтому важно ознакомиться с технической документацией на материал (+)

Читайте также:  Выгодно ли ставить счетчик на отопление в многоквартирном доме

Также используется основная формула расчета теплопотерь:

Q = L × S × dT/R

В выражении:

  • Q – теплопотери, измеряются в Вт.
  • S – площадь ограждающих конструкций (стен, полов, потолков).
  • dT – разность между желаемой температурой внутреннего помещения и внешней, измеряется и записывается в С.
  • R – значение теплового сопротивления конструкции, м2С/Вт, которое находится по формуле выше.
  • L – коэффициент, зависящий от ориентированности стен относительно сторон света.

Имея под рукой необходимую информацию, можно вручную вычислить теплопотери того или иного здания.

Что еще нужно знать про расчет мощности котла

Все формулы и данные, которые мы рассмотрели ранее, справедливы только в том случае, если котел работает только на отопление. Если будет водоснабжение ГВС (горячее водоснабжение), то добавляют 25%. Также не забываем про «золотой запас» на зиму: в самые морозные дни котел работает буквально на износ, поэтому плюсуем еще 10%.

Что в итоге (продолжаем считать для площади 140 кв.м)

  1. Дом в средней полосе с обычными 2,5-метровыми потолками. 17 кВт+20%+10%=22 кВт. Если сравнивать с первоначальными расчетами, то разница весьма существенная. 14 против 22
  2. Дом в Туапсе с обычными потолками 2,5 м. 11 кВт+20%+10%=14 кВт. Здесь разница небольшая, но не менее важная.

Рассмотренные примеры показывают, что при расчете мощности котла для частного дома нужно брать сразу несколько факторов. Мы говорим именно о частном доме, так как мощность теплогенератора для квартиры определяется немного по-другому.

Популярные производители

Компаний, занимающихся производством гидравлических разделителей для отопительных сетей, не так мало, как может показаться на первый взгляд. Однако сегодня мы ознакомимся с продукцией всего двух компаний, GIDRUSS и ООО «Атом», так как они считаются самыми популярными.

Таблица. Характеристики гидравлических разделителей производства GIDRUSS.

Модель, иллюстрация Основные характеристики
1. GR-40-20 — изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 1 киловатт; — максимальная его мощность составляет 40 киловатт.
2. GR-60-25 — изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 10 киловатт; — максимальная его мощность составляет 60 киловатт.
3. GR-100-32 — изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 41 киловатт; — максимальная его мощность составляет 100 киловатт.
4. GR-150-40 — изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 61 киловатт; — максимальная его мощность составляет 150 киловатт.
5. GR-250-50 — изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 101 киловатт; — максимальная его мощность составляет 250 киловатт.
6. GR-300-65 — изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 151 киловатт; — максимальная его мощность составляет 300 киловатт.
7. GR-400-65 — изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 151 киловатт; — максимальная его мощность составляет 400 киловатт.
8. GR-600-80 — изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 251 киловатт; — максимальная его мощность составляет 600 киловатт.
9. GR-1000-100 — изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 401 киловатт; — максимальная его мощность составляет 1000 киловатт.
10. GR-2000-150 — изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 601 киловатт; — максимальная его мощность составляет 2000 киловатт.
11. GRSS-40-20 — изделие выполнено из нержавеющей стали AISI 304; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 1 киловатт; — максимальная его мощность составляет 40 киловатт.
12. GRSS-60-25 — изделие выполнено из нержавеющей стали AISI 304; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 11 киловатт; — максимальная его мощность составляет 60 киловатт.
13. GRSS-100-32 — изделие выполнено из нержавеющей стали AISI 304; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 41 киловатт; — максимальная его мощность составляет 100 киловатт.

Заметим также, что каждая гидрострелка для отопления из перечисленных выше выполняет еще и функции своего рода отстойника. Рабочая жидкость в данных устройствах очищается от разного рода механических примесей, благодаря чему заметно увеличивается эксплуатационный срок всех подвижных составляющих отопительной системы.